نقطة المنتصف

نقطة منتصف القطعة المستقيمة ( x1 , y1 ) إلى ( x2 , y2 )

في الهندسة ، نقطة المنتصف هي النقطة التي تقع في منتصف قطعة مستقيمة . وهي متساوية البعد عن طرفي القطعة، وتمثل مركز ثقل كل من القطعة وطرفيها. كما أنها تنصف القطعة.

صيغة

نقطة منتصف قطعة مستقيمة في فضاء ذي أبعاد n ، حيث تكون نهايتاهاأ=(أ1،أ2،...،أن){\displaystyle A=(a_{1},a_{2},\dots ,a_{n})}وب=(ب1،ب2،...،بن){\displaystyle B=(b_{1},b_{2},\dots ,b_{n})}يُعطى بواسطة

أ+ب2.{\displaystyle {\frac {A+B}{2}}.}

أي أن الإحداثي رقم i لنقطة المنتصف (حيث i = 1، 2، ...، n ) هو

أأنا+بأنا2.{\displaystyle {\frac {a_{i}+b_{i}}{2}}.}

بناء

بمعرفة نقطتين مهمتين، يمكن إيجاد نقطة منتصف القطعة المستقيمة التي تحددانها باستخدام الفرجار والمسطرة . ويمكن تحديد نقطة منتصف قطعة مستقيمة مغمورة في مستوى ما ، وذلك بإنشاء عدسة أولًا باستخدام أقواس دائرية متساوية (وكبيرة بما يكفي) مركزها نقطتا النهاية، ثم توصيل رأسي العدسة (نقطتي تقاطع القوسين). وتكون نقطة تقاطع الخط الواصل بين الرأسين مع القطعة المستقيمة هي نقطة منتصف القطعة. ويُعدّ تحديد نقطة المنتصف باستخدام الفرجار فقط أكثر صعوبة، ولكنه يبقى ممكنًا وفقًا لنظرية مور-ماسكيروني . [ 1 ]

الخصائص الهندسية التي تتضمن نقاط المنتصف

دائرة

  • منتصف أي قطر من أقطار الدائرة هو مركز الدائرة.
  • أي خط عمودي على أي وتر من أوتار الدائرة ويمر بمنتصفها يمر أيضاً بمركز الدائرة.
  • تنص نظرية الفراشة على أنه إذا كانت M هي نقطة منتصف الوتر PQ لدائرة ، والتي يمر بها وتران آخران AB و CD ؛ يتقاطع AD و BC مع الوتر PQ عند X و Y على التوالي، فإن M هي نقطة منتصف XY .

القطع الناقص

القطع الزائد

  • نقطة المنتصف لقطعة مستقيمة تصل بين رؤوس القطع الزائد هي مركز القطع الزائد.

مثلث

رباعي

  • يُمثل ثنائيا متوسط ​​الشكل الرباعي المحدب القطعتين المستقيمتين الواصلتين بين منتصفي ضلعين متقابلين، وبالتالي تُنصف كل منهما ضلعين. يتقاطع ثنائيا المتوسط ​​والقطعة المستقيمة الواصلة بين منتصفي قطري الشكل في نقطة تُسمى "مركز الرأس"، وهي منتصف هذه القطع الثلاث. [ 2 ] : ص 125
  • تُعرف "الارتفاعات" الأربعة للشكل الرباعي المحدب بأنها الأعمدة المارة بمنتصف الضلع المقابل، وبالتالي تنصفه. إذا كان الشكل الرباعي دائريًا (مُحاطًا بدائرة)، فإن هذه الارتفاعات تلتقي جميعها في نقطة مشتركة تُسمى "مركز الدائرة".
  • تنص نظرية براهمغوبتا على أنه إذا كان الشكل الرباعي الدائري متعامد الأقطار (أي أن له أقطارًا متعامدة )، فإن العمودي على أحد الأضلاع من نقطة تقاطع الأقطار يمر دائمًا بمنتصف الضلع المقابل.
  • تنص نظرية فاريجينون على أن منتصفات أضلاع أي شكل رباعي تشكل رؤوس متوازي الأضلاع ، وإذا لم يكن الشكل الرباعي متقاطعًا مع نفسه فإن مساحة متوازي الأضلاع تساوي نصف مساحة الشكل الرباعي.
  • خط نيوتن هو الخط الذي يصل بين منتصفي قطري الشكل الرباعي المحدب الذي ليس متوازي أضلاع. تتقاطع القطع المستقيمة الواصلة بين منتصفي ضلعين متقابلين في الشكل الرباعي المحدب في نقطة تقع على خط نيوتن.

المضلعات العامة

التعميمات

تستخدم الصيغ المذكورة أعلاه لحساب نقطة منتصف القطعة المستقيمة أطوال القطع ضمنيًا. مع ذلك، في التعميم إلى الهندسة الأفينية ، حيث لا تُعرَّف أطوال القطع، [ 5 ] يمكن تعريف نقطة المنتصف لأنها ثابتة أفينية . التعريف الأفيني التركيبي لنقطة المنتصف M للقطعة المستقيمة AB هو المرافق التوافقي الإسقاطي للنقطة عند اللانهاية ، P ، للخط AB . أي، النقطة M التي تحقق H[ A , B ; P , M ] . [ 6 ] عندما يُمكن إدخال الإحداثيات في الهندسة الأفينية، يتطابق تعريفا نقطة المنتصف. [ 7 ]

لا يُعرَّف منتصف المسار بشكل طبيعي في الهندسة الإسقاطية، إذ لا توجد نقطة مميزة تؤدي دور نقطة اللانهاية (يمكن إسقاط أي نقطة في نطاق إسقاطي إلى أي نقطة أخرى في النطاق الإسقاطي نفسه أو نطاق آخر). مع ذلك، فإن تثبيت نقطة عند اللانهاية يُحدد بنية تآلفية على الخط الإسقاطي المعني، ويمكن تطبيق التعريف المذكور أعلاه.

يمكن توسيع تعريف نقطة منتصف القطعة المستقيمة ليشمل القطع المنحنية ، مثل الأقواس الجيوديسية على مشعب ريماني . تجدر الإشارة إلى أنه، على عكس الحالة الأفينية، قد لا تكون نقطة المنتصف بين نقطتين محددة بشكل فريد.

انظر أيضاً

مراجع

  1. "عالم الرياضيات وولفرام" . 29 سبتمبر 2010.
  2. Altshiller-Court, Nathan, College Geometry , Dover Publ., 2007.
  3. 1 2 دينغ، جيو؛ هيت، ل. ريتشارد؛ تشانغ، شين مين (1 يوليو 2003)، "سلاسل ماركوف والهندسة الديناميكية للمضلعات" (ملف PDF) ، الجبر الخطي وتطبيقاته ، 367 : 255-270 ، doi : 10.1016/S0024-3795(02)00634-1 ، تم استرجاعه في 19 أكتوبر 2011.
  4. غوميز-مارتن، فرانسيسكو؛ تاسلاكيان، بيروز؛ توسان، غودفريد ت. (2008)، "تقارب متتالية الظل للمضلعات المرسومة داخل المضلع"، ورشة العمل الثامنة عشرة للخريف حول الهندسة الحسابية ، أرتيسا، ISBN 978-84-8181-227-5
  5. فيشباك، دبليو تي (1969)، الهندسة الإسقاطية والإقليدية ( الطبعة الثانية)، جون وايلي وأولاده، ص 214، رقم ISBN   0-471-26053-3
  6. ^ ميسيرف ، بروس إي. (1983) [1955]، المفاهيم الأساسية للهندسة ، دوفر، ص. 156، ردمك  0-486-63415-9
  7. يونغ، جون ويسلي ( 1930)، الهندسة الإسقاطية ، سلسلة كاروس للدراسات الرياضية رقم 4، الجمعية الرياضية الأمريكية، الصفحات 84-85 
  • الرسوم المتحركة – توضح خصائص نقطة منتصف قطعة مستقيمة
  • حاسبة نقطة المنتصف - احسب بدقة القيم الوسطى بين الأرقام والأوقات والقياسات عبر الإنترنت.