۱- در شکل مقابل وترهای AB و CD با هم مساویاند. نشان دهید کمانهای $ \overarc{AB} $ و $ \overarc{CD} $ مساویاند.
پاسخ تشریحی:
این مسئله به اثبات قضیهی «در یک دایره، وترهای مساوی، کمانهای مساوی نظیر خود را ایجاد میکنند» میپردازد. برای اثبات از همنهشتی مثلثها استفاده میکنیم.
* **فرض (Hypothesis):**
در دایرهای به مرکز O، داریم: $ AB = CD $
* **حکم (Conclusion):**
باید ثابت کنیم: $ \overarc{AB} = \overarc{CD} $
**اثبات:**
برای اثبات، مرکز دایره (O) را به نقاط A, B, C, D وصل میکنیم تا دو مثلث $OAB$ و $OCD$ تشکیل شود.
| مراحل اثبات | دلیل |
| :--- | :--- |
| ۱) $ OA = OC $ | **(ضلع)** هر دو شعاع دایره هستند. |
| ۲) $ OB = OD $ | **(ضلع)** هر دو شعاع دایره هستند. |
| ۳) $ AB = CD $ | **(ضلع)** طبق فرض مسئله. |
| ۴) $ \triangle OAB \cong \triangle OCD $ | به حالت همنهشتی **سه ضلع (ضضض)**. |
| ۵) $ \angle AOB = \angle COD $ | از همنهشتی مثلثها (در مرحله ۴)، نتیجه میشود که زوایای متناظر آنها (زوایای مرکزی) با هم برابرند. |
| ۶) $ \overarc{AB} = \overarc{CD} $ | در یک دایره، کمانهای مقابل به زاویههای مرکزی برابر، با هم برابرند. |
۲- در شکل مقابل کمانهای $ \overarc{AB} $ و $ \overarc{CD} $ مساویاند. نشان دهید وترهای AB و CD با هم برابرند.
پاسخ تشریحی:
این مسئله عکس قضیهی قبلی است و بیان میکند که «در یک دایره، کمانهای مساوی، وترهای مساوی نظیر خود را دارند». این اثبات نیز با استفاده از همنهشتی مثلثها انجام میشود.
* **فرض (Hypothesis):**
در دایرهای به مرکز O، داریم: $ \overarc{AB} = \overarc{CD} $
* **حکم (Conclusion):**
باید ثابت کنیم: $ AB = CD $
**اثبات:**
ابتدا مرکز دایره (O) را به نقاط A, B, C, D وصل میکنیم تا دو مثلث $OAB$ و $OCD$ تشکیل شود.
| مراحل اثبات | دلیل |
| :--- | :--- |
| ۱) $ \angle AOB = \angle COD $ | **(زاویه)** طبق فرض کمانها برابرند و در یک دایره، زاویههای مرکزی مقابل به کمانهای برابر، با هم برابرند. |
| ۲) $ OA = OC $ | **(ضلع)** هر دو شعاع دایره هستند. |
| ۳) $ OB = OD $ | **(ضلع)** هر دو شعاع دایره هستند. |
| ۴) $ \triangle OAB \cong \triangle OCD $ | به حالت همنهشتی **دو ضلع و زاویهی بین (ضزض)**. |
| ۵) $ AB = CD $ | از همنهشتی مثلثها (در مرحله ۴)، نتیجه میشود که اضلاع متناظر آنها (وترهای دایره) با هم برابرند. |