תרגיל 99: עיגול עם ריבוע חסום שהוסר
S עיגול = π × r²S ריבוע = צלע²פיתגורס: a² + b² = c² השאלה
חתכו מלוחית עגולה ברדיוס 5 ס”מ ריבוע החסום בתוך העיגול (כלומר, ארבעת קודקודי הריבוע נמצאים על שפת העיגול, והאלכסון של הריבוע שווה לקוטר העיגול). חשבו את שטח החלק שנותר בלוחית — הטבעת בצורת “נציע” שבין שפת העיגול לבין צלעות הריבוע.
מה מתבקשים: חשבו את שטח האזור שבין העיגול לריבוע (הטבעת). השאירו את התשובה במונחי π.
הפתרון
שלב 1 — פירוק לצורות בסיסיות: שטח הטבעת = שטח העיגול − שטח הריבוע.
שלב 2 — שטח העיגול:
S עיגול = π × r² = π × 5² = 25π
שלב 3 — מציאת צלע הריבוע (פיתגורס):
האלכסון של הריבוע שווה לקוטר העיגול: אלכסון = 2 × r = 10 ס”מ. במשולש ישר זווית שנוצר מחצי הריבוע: צלע² + צלע² = אלכסון², ולכן 2 × צלע² = 10² = 100, מכאן צלע² = 50.
שלב 4 — שטח הריבוע:
S ריבוע = צלע² = 50
שלב 5 — חיסור:
S טבעת = 25π − 50
תשובה סופית: שטח הטבעת הוא 25π − 50 סמ”ר
טיפ מבחן 💡
שני דברים קריטיים בריבוע חסום בעיגול:
- האלכסון = הקוטר, ולא הצלע. אם תניחו שצלע = 10, תיתן ריבוע גדול פי 2 מהאמת.
- לחשב את שטח הריבוע אפשר ישירות מ-
צלע², ואין צורך לחלץ את הצלע עצמה (√50). ב-3 יחידות נשארים בערכים מעורבים —25π − 50היא תשובה לגיטימית, אסור “לכפות” קירוב.