Dikdörtgen ve eşkenar dörtgen: köşegen, kenar ve kare koşulları
Konunun mantığı
Bu derste köşeleri sırayla A,B,C,D olan, kendini kesmeyen, alanı pozitif Öklid dörtgenleri kullanılır. Dikdörtgen dört dik açılı bir paralelkenardır; eşkenar dörtgen dört eşit kenarlı bir paralelkenardır. Kare her iki tanımı da sağlar. Dikdörtgen sözcüğü karenin dışlanması anlamına gelmez; eşkenar dörtgen de mutlaka eğik görünmek zorunda değildir. Çizimin yönü sınıfı belirlemez; verilen açı, kenar ve paralellik koşulları belirler.
Her ikisinde de karşı kenarlar paralel/eşittir ve köşegenler birbirini ortalar; bu ortak özellikler tek başına kare sonucunu vermez. Dikdörtgende köşegen uzunlukları birbirine eşittir. Ancak köşegenlerin eşitliği, paralelkenar koşulu verilmemiş herhangi bir dörtgende tek başına dikdörtgen kanıtı değildir. Dikdörtgende iki komşu kenar a,b>0 ise köşegen d için d²=a²+b² ve alan ab olur. Köşegenlerin kesiminden köşeye olan uzunluk d/2dir; tamamıyla yarısını karıştırmayız.
Eşkenar dörtgenin köşegenleri dik kesişir ve birbirini ortalar. İki tam köşegen uzunluğu p,q>0 ise kesimde oluşan dik üçgenin dik kenarları p/2,q/2; hipotenüsü dörtgenin bir kenarıdır. Dolayısıyla s²=(p/2)²+(q/2)². Dört küçük dik üçgenin alanlarını toplamak alan=pq/2 verir. Bu çarpım formülü, sırf herhangi bir dörtgenin iki köşegeni biliniyor diye dik kesişme koşulu olmadan uygulanmaz.
Eşit köşegen ile dik köşegen farklı ilişkilerdir: biri uzunluk, diğeri açı bildirir. Kare olmayan bir dikdörtgenin köşegenleri eşit olsa da dik değildir; kare olmayan bir eşkenar dörtgeninkiler dik olsa da eşit değildir. Bir eşkenar dörtgende köşegenler ayrıca eşitse p=q olur; dört yarım köşegen uzunluğu eşit olduğundan köşelerde iki 45°lik açı birleşir ve dörtgen kare olur. Bu sonuç dejenere olmayan modelde ve eşkenar dörtgen öncülüyle kullanılır.
Koordinat temsili karşı örnek kurmaya da yarar. Merkez etrafında (u,0),(0,v),(−u,0),(0,−v), u,v>0 noktalarını sırayla birleştirince dört kenarın karesi u²+v² olur; şekil eşkenar dörtgendir. Köşegenler 2u ve 2vdir. u≠v seçmek, dik köşegenlerin eşitliği zorunlu kılmadığını gösterir. Buna karşılık dikdörtgeni (0,0),(a,0),(a,b),(0,b) ile temsil etmek iki köşegenin eşitliğini uzaklık hesabıyla gösterir. Sayısal tanıklar evrensel bir önermeyi doğrulamak için yeterli değildir; tek geçerli karşı örnek ise yanlış evrensel önermeyi çürütür.
Dikdörtgende köşegenler eşittir; eşkenar dörtgende köşegenler diktir. İkisinde de birbirlerini ortalarlar. Kare iki sınıfa da dahildir. Eşkenar dörtgende tam köşegenler p,q ise alan pq/2 ve kenar √((p/2)²+(q/2)²)dir.
Adım adım bir örnek
A(−4,0), B(0,3), C(4,0), D(0,−3) sıralı köşeleriyle verilen dörtgenin eşkenar dörtgen olduğunu, alanını ve kare olup olmadığını iki yolla inceleyiniz.
Köşegenler ve küçük dik üçgenler
- AC=8, BD=6; köşegenler orijinde birbirini dik ortalar. Dört küçük dik üçgenin dik kenarları 4 ve 3tür.
- Dört kenar da 5, alan 4·(4·3/2)=24 birimkaredir. Köşegenler 8≠6 olduğu için kare değildir.
Sınır: Dik ortalama koordinatlardan doğrulanmıştır; çizimde öyle göründüğü için varsayılmamıştır.
Kenar vektörleri ve üçgenlere ayırma
- AB=(4,3), BC=(4,−3), CD=(−4,−3), DA=(−4,3); hepsinin uzunluğu 5 ve karşı kenarlar paraleldir.
- AC tabanlı iki üçgenin yükseklikleri 3 ve 3: toplam alan 8·3/2+8·3/2=24. AB ile AD skaler çarpımı 16−9=7≠0; A açısı dik değildir, kare değildir.
Sınır: Aynı geometrinin alternatif koordinat temsilidir; skaler çarpım sıfırlığı yalnız standart dik koordinatlarda açı denetimi olarak kullanılır.
Dört kenarın eşitliği neden bu örnekte dört dik açı sonucunu vermiyor?
Hatayı bul
“ABCD dikdörtgeninin köşegenleri eşit olduğuna göre birbirine diktir; alanı köşegen çarpımının yarısıdır.” İlk yanlış çıkarım nedir?
İlk hatayı göster
İlk hata: Eşit uzunluktan dik kesişme sonucu çıkarmak.
Dikdörtgenin köşegenleri eşittir ama kare değilse dik değildir. Alan komşu kenarların çarpımıdır; pq/2 formülü burada dik kesişme ayrıca doğrulanmadan kullanılamaz.
Soru 3te eşkenar dörtgen öncülü kaldırılıp yalnız alanı pozitif bir dörtgen denilse, köşegen eşitliği kareyi yine kesinleştirir mi?
Hayır. Örneğin (0,0),(6,0),(6,2),(0,2) dikdörtgeninde iki köşegen de √40tır; komşu kenarlar 6 ve 2 olduğu için kare değildir. Bu tek geçerli karşı örnek, eşit köşegenin genel dörtgende yeterli olduğu iddiasını çürütür.
Dersin soruları
1ABCD dikdörtgeninde köşegenler Oda kesişiyor. AO=8,5 cm ve AB=8 cm. Dikdörtgenin çevresi kaç santimetredir?
Bu soruda hata mı var?2Bir eşkenar dörtgenin iki tam köşegen uzunluğu 16 cm ve 30 cmdir. (Alan, çevre) çifti hangi seçenekte doğru verilmiştir? Birimler sırasıyla cm² ve cmdir.
Bu soruda hata mı var?3Alanı pozitif bir eşkenar dörtgen veriliyor. Aşağıdaki ek bilgilerden hangisi, bu dörtgenin kare olduğunu kesinleştirmek için yeterlidir?
Bu soruda hata mı var?Kendini dene
Tüm soruları cevapla. Bitirince puanını ve zorlandığın noktaları göreceksin.
1Bir dikdörtgenin alanı 60 cm², kısa kenarı 5 cm’dir. Köşegen uzunluğu kaç santimetredir?
2Bir eşkenar dörtgenin alanı 120 cm², köşegenlerinden biri 24 cm’dir. Bir kenarı kaç santimetredir?
3Dörtgen sınıfları hakkında aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
4Köşeleri sırayla A, B, C, D olan ABCD dikdörtgeninde A(0,0), B(6,8) ve D(−4,3) veriliyor. C köşesinin koordinatları nedir?
5Komşu kenarları 9 cm ve 12 cm olan bir dikdörtgenin köşegenleri O noktasında kesişiyor. OA+OB+OC+OD toplamı kaç santimetredir?
6Bir eşkenar dörtgenin kenarı 10 cm, köşegenlerinden biri 12 cm’dir. Alanı kaç cm²’dir?
7Bir eşkenar dörtgenin çevresi 20 cm, alanı 24 cm²’dir. Bu dörtgen için aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi doğrudur?
8ABCD dörtgeninin köşeleri A(0,0), B(3,1), C(2,4), D(−1,3)’tür. Bu dörtgen için en özel sınıflama hangisidir?
9ABCD, A(0,0), B(4,3), C(x,3), D(5,0) köşeleriyle sırayla verilen bir eşkenar dörtgendir. x kaçtır?
10Köşegen uzunluğu 10 cm olan bir karenin alanı kaç cm²’dir ve hangi gerekçeyle bulunur?
Aklında kaldı mı?
Dikdörtgen ile eşkenar dörtgende köşegenlerin farklı özel özellikleri nelerdir?
İkisinde de köşegenler birbirini ortalar. Dikdörtgende uzunlukları eşit; eşkenar dörtgende kesişmeleri diktir. Kare her iki özelliğe de sahiptir.
Eşkenar dörtgende tam köşegenler p,q verildiğinde kenar ve alan nasıl bulunur?
p,q>0 için kenar √((p/2)²+(q/2)²); alan pq/2dir. Kenar hesabında yarım, alan formülünde tam köşegenler kullanılır.
Kaynak ve kontrol durumu
Bu ders Hepnot için hazırlandı; üçüncü taraf soru kitabından soru veya görsel aktarılmadı. Bu, başka içerikle benzerlik olmadığının garantisi değildir.
Branş editörü incelemesi ve müfredat eşleştirmesi sürüyor; bu nedenle ders taslak olarak işaretlidir.
Müfredat için başvurulacak kaynak: MEB öğretim programları.