مساحة شبه المنحنى هي المنطقة المغطاة بواسطة شكل ثنائي الأبعاد ذو الانحناء، وهي المنطقة المحصورة في الهندسة ثنائية الأبعاد. وشكل شبه المنحنى هو شكل ثنائي الأبعاد ينتمي إلى فئة الأشكال الرباعية، على غرار الأشكال الهندسية الأخرى، وله خصائصه الخاصة أيضا. ولحساب مساحة شبه المنحنى، يتم حساب المتوسط للقواعد ويتم ضربه بالارتفاع.
تعريف شبه المنحرف
الشكل المسمى شبه المنحرف هو رباعي الأضلاع الذي يحتوي على زوج من الجوانب المتوازية، ويشكل شكلاً مغلقاً ومستوياً، ويحتوي على أربعة أضلاع خطية وأربع زوايا داخلية، وتشكل الجوانب المتوازية قاعدتي شكل شبه المنحرف.
ما هو المتوسط في الرياضيات
في الرياضيات، المتوسط هو مجموع مجموعة من الأرقام مقسوم على مجموع العناصر.
عندما يحمل ثلاثة أشخاص كتبًا، يمكن العثور على متوسط عدد الكتب التي يحتفظون بها، على سبيل المثال، إذا كان أحمد يحمل 5 كتب، ومحمد يحمل 3 كتب، ومحمود يحمل 4 كتب، فإن مجموع الكتب التي يحتفظون بها هو 12 كتابًا، ويحتفظون بها 3 أشخاص، لذلك يكون متوسط الكتب التي يحتفظ بها كل شخص 4 كتب.
كيفية إيجاد مساحة شبه منحرف
للعثور على مساحة أي شبه منحرف، يتم بدءًا باسم القواعد والارتفاع، وفي شبه المنحرف يتم تسمية القاعدة الأطول أولاً
أ) ارسم القاعدة الأقصر ب، وبعدها اسم الخط الرأسي الذي يقع على القاعدتين ح.
صيغة مساحة شبه منحرف
مساحة المنطقة المنحرفة = (طول القاعدة الكبرى + طول القاعدة الصغرى) ÷ 2 × الارتفاع.
ويمكن اختصار القانون كتالى:
مساحة المستطيل المنحرف = (أ + ب) / 2 × ح.
قوانين شبه المنحرف
محيط شبه المنحرف
- يتم استخدام قانون محيط المثلث الذي يعني مجموع أطوال أضلاعه، عندما يكون شكل المثلث غير منتظم وأضلاعه مختلفة الأطوال.
- المحيط = أ + ع1 + ع2 + الجذر التربيعي للقيمة (أ² + (ع2 – ع1)²)، حيث أ هو طول الضلع الذي يشكل زاوية قائمة مع الضلعين الآخرين، وع1 وع2 هما طول الضلعين المتوازيين.
ارتفاع شبه المنحرف
الارتفاع = (2 x مساحة شبه المنحرف) / (مجموع طول القاعدتين).
يمكن حساب ارتفاع شبه المنحرف باستخدام قانون مساحة شبه المنحرف، حيث يكتب القانون: أ = ح (ص + س) / 2، حيث أ هي مساحة شبه المنحرف، وص هي طول إحدى القواعد، وس هي طول القاعدة الأخرى، وح هو الارتفاع.
– أعد ترتيب المعادلة لتحصل على الارتفاع وحده. ضرب طرفي المعادلة في 2 لتحصل على أ2 = ح (ص + س)، قسم طرفي المعادلة على مجموع الأسس لتحصل على أ2 / (ص + س) = ح، حيث تعطي هذه المعادلة تمثيلا للارتفاع بالنسبة للسمات الأخرى لشبه المنحر.
ثم يتم إدخال قيم شبه المنحرف في معادلة الارتفاع، على سبيل المثال، في حال كانت القاعدتان 4 و 12 وكانت مساحة شبه المنحرف تساوي 128، يتم التعويض عنهما في المعادلة ليتم الكشف عن الارتفاع = 2 * 128 / (4 + 12)، ويتم تبسيط العملية للوصول إلى قيمة واحدة تمثل الارتفاع وهي 16.
طول الخط المتوسط لشبه المنحرف
يعد طول الخط الوسيط يساوي نصف مجموع طول القاعدتين أحد أهم قوانين شبه المنحرف
خصائص شبه المنحرف
تحدد بعض الخصائص شبه المنحرفة على أنها شبه منحرفة
- زوايا القاعدة وأقطار شبه المنحرف متساوية الأضلاع.
- إذا رسمت وسيطًا على شكل منحرف، فسيكون موازيًا للأساس وطوله سيكون متوسط طول الأساس.
- يجب أن تكون قواعده متوازية.
- يوجد بشبه منحرف أربع زوايا.
- نقطة تقاطع الأقطار ترتبط بشكل متبادل مع نقاط المنتصف بين الضلعين المتقابلين.
- مثل الأشكال الرباعية الأخرى، فإن مجموع زوايا شبه المنحرف الأربعة يساوي 360 درجة.
- للشبه المنحرف جانبان متوازيان وضلعان غير متوازيين.
- يتم تقسيم أقطار الشكل شبه المنحرف المنتظم إلى نصفين.
- يساوي طول الجزء الأوسط نصف مجموع القواعد المتوازية في الشكل المنحني.
أنواع شبه المنحرف
شبه المنحرف متساوي الساقين
يطلق على الساق شبه المنحرف هذا الاسم عندما تكون أطراف الساقين متساوية في الطول، وفي هذا النوع تكون قياسات القاعدة السفلية والقاعدة العليا مكملة لبعضها البعض.
شبه منحرف قائم الزاوية
الانحراف هنا يحتوي على زاويتين قائمتين على القاعدة .
شبه المنحرف مختلف الأضلاع
هذا النوع لا يحتوي على أي زوايا متساوية أو أضلاع.
شبه المنحرف منفرج الزاوية
يتميز هذا النوع بوجود زاوية فتحة أو زاوية أكبر من 180 درجة بين القاعدة وأحد الضلوع.
أمثلة على مساحة شبه المنحرف
مثال 1:
ما هي مساحة شبه المنحرف الذي قاعدته 5 سم و 8 سم وارتفاعه 6 سم؟
الحل :
نطلق على قواعد شبه المنحرف A، ب
باستخدام صيغة مساحة شبه المنحرف ، نحصل على:
مساحة شبه المنحرف = 0.5 × الارتفاع × (الأ + ب)
مساحة شبه منحرف = 0.5 × 6 × (5 + 8)
مساحة شبه منحرف = 0.5 × 6 × 13
مساحة شبه منحرف = 39 سم 2
مثال 2:
مساحة شبه منحرف 52 سم مربع والقواعد 11 بوصة و 15 بوصة على التوالي، احسب ارتفاعها.
الحل : نعرف أن مساحة الشكل المنحرف تحسب بالطريقة التالية:
يتم تحديد ارتفاع شبه المنحرف من خلال عزل ح من الصيغة الرياضية التي تعطى بالصيغة 0.5 × ح × (أ + ب)
مساحة الشبه المنحرف = 0.5 × ح × (أ + ب)
أو
52 = 0.5 × (11 + 15) × ح
52 = 0.5 × 26 × ح
52 = 13 س
وهكذا:
ح = 52/13 = 4 بوصات
مثال 3: إذا كانت مساحةالشبه منحرف تبلغ 15 سم مربع والمسافة بين القاعدتين المتوازيتين تبلغ 6 سم، وكانت إحدى القواعد المتوازية تبلغ 3 سم، فما هو طول القاعدة المتوازية الأخرى؟
الحل : لنفترض أن طول الضلع الموازي المجهول يساوي أ، ويتم تحديد طول القاعدة بالقيم المعروفة لدينا من خلال المعطيات:
مساحة شبه منحرف = 0.5 × الارتفاع × (الجانب الأول + الجانب الثاني) = 15 سم مربع
استبدال القيم التي سنحصل عليها:
(0.5) × 6 × (3 + أ) = 15
اضرب كل جانب في 2
6 × (3 + أ) = 30
بقسمة كل جانب على 6 ، نحصل على
3 + أ = 5
أ = 2 سم
، وبالتالي، فإن طول الضلع الموازي الآخر يبلغ 2 سم.
مثال 4: ما هي أطوال الأضلاع المتوازية لشبه المنحرف إذا كانت مساحته 18 سم²، والارتفاع 4 سم، وكان طول أقصر ضلع فيها 5 سم أقصر من طول الضلع الأطول؟
الحل : لنفترض أن طول الضلع الأطول هو ص.
يبلغ طول الضلع الأقصر (ص – 5) سم، لأن الضلع الأقصر يقل عن الضلع الأطول بـ5 سم.
مساحة شبه المنحرف = 18 سم 2
وفقًا لصيغة مساحة شبه المنحرف لدينا:
(0.5) × 4 × [ص + (ص – 5)] = 18
اضرب كل جانب في 2 ،
4 × (2ص – 5 ) = 36 قسّم
كل طرف على 4 ،
2ص – 5 = 9
قم بتبسيط المعادلة التي سنحصل عليها كتالي:
2 ص = 14 و ص = 7 سم
وبالتالي، فإن الضلع الأطول له طول يساوي 7 سم، بينما يبلغ طول الضلع الأقصر ص-5 = 2 سم.
مثال 5 : عندما تكون مساحة الشكل شبه المنحرف 160 سم مربع والأضلاع المتوازية له هي 18 سم و 14 سم، يمكن حساب المسافة بين الأضلاع المتوازية.
الحل : إذا كانت مساحة شبه المنحرف = 160 سم 2 ، طول الضلع الأطول = 18 سم ، طول الضلع الأقصر = 14 سم .
مساحة شبه المنحرف = (0.5) × (طول الضلع الأطول + طول الضلع الأقصر) × الارتفاع
إدخال القيم المعروفة لدينا:
160 = (0.5) × (18 + 14) × الارتفاع
ناتج ضرب (0.5) في (18 + 14) ضرب الارتفاع يساوي 160
0.5 × 32 × الارتفاع = 160
16 × الارتفاع = 160 قسّم على
16 كل جانب ، الارتفاع = 10 سم
بالتالي، فإن المسافة بين الضلعين المتوازيين تبلغ 10 سم.
مثال6: في حال كانت القاعدتان متتاليتان بطول 6 و 7 سم، وكان الارتفاع 8 سم، فسيتم إنتاج مساحة شبه منحرفة.
الحل: مساحة المنطقة المنحرفة = (طول القاعدة الكبرى + طول القاعدة الصغرى) ÷ 2 × الارتفاع.
المساحة = 8 × (6+ 7) / 2
= 8 × (13) / 2
= 8 × 6.5
= 52 سم 2