📚
الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 51 - فرض الفصل الأول - الرياضيات - 4 متوسط الحل النموذجي المعتمد والشامل
المستوى الدراسي: السنة الرابعة متوسط (التعليم المتوسط)
الفصل الدراسي: فروض الفصل الأول
1) كتابة العدد A A A على الشكل a 3 a\sqrt{3} a 3 حيث a a a عدد طبيعي:
لدينا العبارة:
A = 147 − 27 + 48 A = \sqrt{147} - \sqrt{27} + \sqrt{48} A = 147 − 27 + 48
نقوم بتحليل الأعداد تحت الجذور إلى جذاء عددين أحدهما مربع تام والآخر هو 3 3 3 :
147 = 49 × 3 147 = 49 \times 3 147 = 49 × 3 27 = 9 × 3 27 = 9 \times 3 27 = 9 × 3 48 = 16 × 3 48 = 16 \times 3 48 = 16 × 3
نعوض هذه القيم في العبارة A A A :
A = 49 × 3 − 9 × 3 + 16 × 3 A = \sqrt{49 \times 3} - \sqrt{9 \times 3} + \sqrt{16 \times 3} A = 49 × 3 − 9 × 3 + 16 × 3
بتطبيق خاصية جذر جذاء x × y = x × y \sqrt{x \times y} = \sqrt{x} \times \sqrt{y} x × y = x × y :
A = 49 × 3 − 9 × 3 + 16 × 3 A = \sqrt{49} \times \sqrt{3} - \sqrt{9} \times \sqrt{3} + \sqrt{16} \times \sqrt{3} A = 49 × 3 − 9 × 3 + 16 × 3
A = 7 3 − 3 3 + 4 3 A = 7\sqrt{3} - 3\sqrt{3} + 4\sqrt{3} A = 7 3 − 3 3 + 4 3
نأخذ 3 \sqrt{3} 3 كعامل مشترك:
A = ( 7 − 3 + 4 ) 3 A = (7 - 3 + 4)\sqrt{3} A = ( 7 − 3 + 4 ) 3
قيمة العدد A A A مكتوبة على الشكل a 3 a\sqrt{3} a 3 هي:
حيث a = 8 a = 8 a = 8 وهو عدد طبيعي.
2) تبيين أن العدد B B B هو عدد نسبي:
لدينا العبارة:
B = ( 2 3 + 5 ) ( 2 3 − 5 ) B = (2\sqrt{3} + 5)(2\sqrt{3} - 5) B = ( 2 3 + 5 ) ( 2 3 − 5 )
نلاحظ أن العبارة مكتوبة على شكل المتطابقة الشهيرة الثالثة (فرق مربعين) من الشكل ( x + y ) ( x − y ) = x 2 − y 2 (x+y)(x-y) = x^2 - y^2 ( x + y ) ( x − y ) = x 2 − y 2 ، حيث:
بتطبيق القاعدة:
B = ( 2 3 ) 2 − 5 2 B = (2\sqrt{3})^2 - 5^2 B = ( 2 3 ) 2 − 5 2
B = ( 2 2 × ( 3 ) 2 ) − 25 B = (2^2 \times (\sqrt{3})^2) - 25 B = ( 2 2 × ( 3 ) 2 ) − 25
B = ( 4 × 3 ) − 25 B = (4 \times 3) - 25 B = ( 4 × 3 ) − 25
B = 12 − 25 B = 12 - 25 B = 12 − 25
العدد النسبي هو كل عدد يمكن كتابته بإشارة موجبة أو سالبة ولا يحتوي على جزء عشري غير منتهٍ أو جذر أصم. بما أن النتيجة هي عدد صحيح سالب، فإن الشرط محقق.
وبما أن − 13 -13 − 13 ينتمي إلى مجموعة الأعداد الصحيحة النسبية (Z \mathbb{Z} Z )، فإن العدد B B B هو عدد نسبي.
3) كتابة النسبة B A \frac{B}{A} A B على شكل نسبة مقامها عدد ناطق:
نعوض قيمتي A A A و B B B المحسوبتين سابقاً:
B A = − 13 8 3 \frac{B}{A} = \frac{-13}{8\sqrt{3}} A B = 8 3 − 13
لجعل المقام عدداً ناطقاً، نضرب كلاً من البسط والمقام في 3 \sqrt{3} 3 :
B A = − 13 × 3 8 3 × 3 \frac{B}{A} = \frac{-13 \times \sqrt{3}}{8\sqrt{3} \times \sqrt{3}} A B = 8 3 × 3 − 13 × 3
B A = − 13 3 8 × 3 \frac{B}{A} = \frac{-13\sqrt{3}}{8 \times 3} A B = 8 × 3 − 13 3
B A = − 13 3 24 \frac{B}{A} = \frac{-13\sqrt{3}}{24} A B = 24 − 13 3 النسبة بمقام ناطق هي:
B A = − 13 3 24 \frac{B}{A} = \frac{-13\sqrt{3}}{24} A B = 24 − 13 3
1) البرهان على أن المستقيمين ( A B ) (AB) ( A B ) و ( D C ) (DC) ( D C ) متوازيان:
نستخدم الخاصية العكسية لخاصية طاليس (Thalès) في المثلثين المتشكلين من تقاطع المستقيمين المتناصفين في النقطة M M M .
لدينا النسب التالية:
M A M C = 3 4.5 = 3 × 10 4.5 × 10 = 30 45 = 2 3 ≈ 0.667 \frac{MA}{MC} = \frac{3}{4.5} = \frac{3 \times 10}{4.5 \times 10} = \frac{30}{45} = \frac{2}{3} \approx 0.667 M C M A = 4.5 3 = 4.5 × 10 3 × 10 = 45 30 = 3 2 ≈ 0.667
M B M D = 4 6 = 4 ÷ 2 6 ÷ 2 = 2 3 ≈ 0.667 \frac{MB}{MD} = \frac{4}{6} = \frac{4 \div 2}{6 \div 2} = \frac{2}{3} \approx 0.667 M D M B = 6 4 = 6 ÷ 2 4 ÷ 2 = 3 2 ≈ 0.667
نلاحظ أن:
M A M C = M B M D = 2 3 \frac{MA}{MC} = \frac{MB}{MD} = \frac{2}{3} M C M A = M D M B = 3 2
وبما أن النقط A , M , C A, M, C A , M , C والنقط B , M , D B, M, D B , M , D مرتبة بنفس الترتيب على المستقيمين المتمايزين، فإنه وحسب الخاصية العكسية لطاليس نستنتج أن:
( A B ) / / ( D C ) (AB) // (DC) ( A B ) // ( D C ) المستقيمان ( A B ) (AB) ( A B ) و ( D C ) (DC) ( D C ) متوازيان لأن نسب أطوال الأضلاع متساوية والنقاط تقع على استقامة واحدة وبنفس الترتيب.
2) حساب قيس الزاوية B A M ^ \widehat{BAM} B A M بالتدوير إلى الوحدة من الدرجة:
أولاً، يجب إثبات أن المثلث D M C DMC D M C قائم في M M M . نطبق الخاصية العكسية لفيثاغورس على المثلث D M C DMC D M C :
أطول ضلع هو
D C = 7.5 DC = 7.5 D C = 7.5
D C 2 = ( 7.5 ) 2 = 56.25 DC^2 = (7.5)^2 = 56.25 D C 2 = ( 7.5 ) 2 = 56.25
مجموع مربعي الضلعين الآخرين:
M D 2 + M C 2 = 6 2 + ( 4.5 ) 2 = 36 + 20.25 = 56.25 MD^2 + MC^2 = 6^2 + (4.5)^2 = 36 + 20.25 = 56.25 M D 2 + M C 2 = 6 2 + ( 4.5 ) 2 = 36 + 20.25 = 56.25
بما أن D C 2 = M D 2 + M C 2 DC^2 = MD^2 + MC^2 D C 2 = M D 2 + M C 2 ، فإنه وحسب الخاصية العكسية لفيثاغورس ، فإن المثلث D M C DMC D M C قائم في النقطة M M M .
وبالتالي فإن الزاوية D M C ^ = 90 ∘ \widehat{DMC} = 90^\circ D M C = 9 0 ∘ .
بما أن المستقيمين ( A C ) (AC) ( A C ) و ( B D ) (BD) ( B D ) يتقاطعان في النقطة M M M ، فإن الزاويتين A M B ^ \widehat{AMB} A M B و D M C ^ \widehat{DMC} D M C متقابلتان بالرأس، ومنه:
A M B ^ = D M C ^ = 90 ∘ \widehat{AMB} = \widehat{DMC} = 90^\circ A M B = D M C = 9 0 ∘
إذن، المثلث A M B AMB A M B قائم في النقطة M M M .
في المثلث القائم A M B AMB A M B في M M M ، نستخدم النسبة المثلثية ظل الزاوية (tan \tan tan ):
tan ( B A M ^ ) = الضلع المقابل الضلع المجاور = M B M A \tan(\widehat{BAM}) = \frac{\text{الضلع المقابل}}{\text{الضلع المجاور}} = \frac{MB}{MA} tan ( B A M ) = الضلع المجاور الضلع المقابل = M A M B
tan ( B A M ^ ) = 4 3 ≈ 1.333 \tan(\widehat{BAM}) = \frac{4}{3} \approx 1.333 tan ( B A M ) = 3 4 ≈ 1.333
باستخدام الآلة الحاسبة (اللمسة tan − 1 \tan^{-1} tan − 1 أو Shift + tan \text{Shift} + \tan Shift + tan ):
B A M ^ ≈ 53.13 ∘ \widehat{BAM} \approx 53.13^\circ B A M ≈ 53.1 3 ∘
بالتدوير إلى الوحدة من الدرجة:
B A M ^ ≈ 53 ∘ \widehat{BAM} \approx 53^\circ B A M ≈ 5 3 ∘ قيس الزاوية B A M ^ \widehat{BAM} B A M بالتدوير إلى الوحدة هو 53 ∘ 53^\circ 5 3 ∘ .
3) حساب الطول A B AB A B بطرق مختلفة:
الطريقة الأولى: باستخدام نظرية فيثاغورس بما أن المثلث A M B AMB A M B قائم في M M M ، نطبق نظرية فيثاغورس:
A B 2 = A M 2 + B M 2 AB^2 = AM^2 + BM^2 A B 2 = A M 2 + B M 2
A B 2 = 3 2 + 4 2 AB^2 = 3^2 + 4^2 A B 2 = 3 2 + 4 2
A B 2 = 9 + 16 = 25 AB^2 = 9 + 16 = 25 A B 2 = 9 + 16 = 25
A B = 25 = 5 cm AB = \sqrt{25} = 5 \text{ cm} A B = 25 = 5 cm
الطريقة الثانية: باستخدام خاصية طاليس المباشرة بما أن المستقيمين ( A B ) (AB) ( A B ) و ( D C ) (DC) ( D C ) متوازيان، نطبق خاصية طاليس:
M A M C = A B D C \frac{MA}{MC} = \frac{AB}{DC} M C M A = D C A B
3 4.5 = A B 7.5 \frac{3}{4.5} = \frac{AB}{7.5} 4.5 3 = 7.5 A B
A B = 3 × 7.5 4.5 = 22.5 4.5 = 5 cm AB = \frac{3 \times 7.5}{4.5} = \frac{22.5}{4.5} = 5 \text{ cm} A B = 4.5 3 × 7.5 = 4.5 22.5 = 5 cm
الطريقة الثالثة: باستخدام الجيب (Sinus) للزاوية B A M ^ \widehat{BAM} B A M في المثلث القائم A M B AMB A M B :
sin ( B A M ^ ) = M B A B \sin(\widehat{BAM}) = \frac{MB}{AB} sin ( B A M ) = A B M B
نعلم أن القيمة الدقيقة لـ sin ( B A M ^ ) \sin(\widehat{BAM}) sin ( B A M ) حيث tan ( B A M ^ ) = 4 3 \tan(\widehat{BAM}) = \frac{4}{3} tan ( B A M ) = 3 4 هي 4 5 = 0.8 \frac{4}{5} = 0.8 5 4 = 0.8 :
0.8 = 4 A B ⟹ A B = 4 0.8 = 5 cm 0.8 = \frac{4}{AB} \implies AB = \frac{4}{0.8} = 5 \text{ cm} 0.8 = A B 4 ⟹ A B = 0.8 4 = 5 cm الطول A B AB A B يساوي 5 cm 5 \text{ cm} 5 cm .
يمثل الجدار A B AB A B خطاً شاقولياً عمودياً على الأرض B C BC B C ، وبالتالي فإن المثلث A B C ABC A B C قائم في B B B .
السلم يمثل الوتر A C = 4 m AC = 4\text{ m} A C = 4 m .
الزاوية التي يصنعها السلم مع الجدار هي الزاوية عند الرأس A A A ، وقيسها B A C ^ = 30 ∘ \widehat{BAC} = 30^\circ B A C = 3 0 ∘ .
في المثلث القائم A B C ABC A B C في B B B ، نستخدم جيب الزاوية B A C ^ \widehat{BAC} B A C :
sin ( B A C ^ ) = الضلع المقابل الوتر = B C A C \sin(\widehat{BAC}) = \frac{\text{الضلع المقابل}}{\text{الوتر}} = \frac{BC}{AC} sin ( B A C ) = الوتر الضلع المقابل = A C B C
sin ( 30 ∘ ) = B C 4 \sin(30^\circ) = \frac{BC}{4} sin ( 3 0 ∘ ) = 4 B C
نعلم أن sin ( 30 ∘ ) = 0.5 \sin(30^\circ) = 0.5 sin ( 3 0 ∘ ) = 0.5 :
0.5 = B C 4 ⟹ B C = 4 × 0.5 = 2 m 0.5 = \frac{BC}{4} \implies BC = 4 \times 0.5 = 2\text{ m} 0.5 = 4 B C ⟹ B C = 4 × 0.5 = 2 m المسافة B C BC B C بين أسفل السلم والحائط هي 2 m 2\text{ m} 2 m .
2) حساب طول الجدار A B AB A B :
في المثلث القائم A B C ABC A B C في B B B ، نطبق نظرية فيثاغورس:
A C 2 = A B 2 + B C 2 AC^2 = AB^2 + BC^2 A C 2 = A B 2 + B C 2
4 2 = A B 2 + 2 2 4^2 = AB^2 + 2^2 4 2 = A B 2 + 2 2
16 = A B 2 + 4 16 = AB^2 + 4 16 = A B 2 + 4
A B 2 = 16 − 4 = 12 AB^2 = 16 - 4 = 12 A B 2 = 16 − 4 = 12
A B = 12 = 2 3 ≈ 3.464 m AB = \sqrt{12} = 2\sqrt{3} \approx 3.464\text{ m} A B = 12 = 2 3 ≈ 3.464 m
بالتدوير إلى 0.1 0.1 0.1 :
A B ≈ 3.5 m AB \approx 3.5\text{ m} A B ≈ 3.5 m طول الجدار A B AB A B بالتدوير إلى 0.1 0.1 0.1 هو 3.5 m 3.5\text{ m} 3.5 m .
عند سقوط المطرقة شاقولياً من النقطة M M M على السلم لتصل إلى النقطة N N N على الأرض، يتشكل لدينا مستقيم شاقولي ( M N ) (MN) ( M N ) عمودي على الأرض ( B C ) (BC) ( B C ) .
بما أن:
( A B ) ⊥ ( B C ) (AB) \perp (BC) ( A B ) ⊥ ( B C ) (الجدار عمودي على الأرض)
( M N ) ⊥ ( B C ) (MN) \perp (BC) ( M N ) ⊥ ( B C ) (مسار سقوط المطرقة عمودي على الأرض)
فإن المستقيمين ( M N ) (MN) ( M N ) و ( A B ) (AB) ( A B ) متوازيان لأنهما عموديان على نفس المستقيم:
( M N ) / / ( A B ) (MN) // (AB) ( M N ) // ( A B )
نطبق خاصية طاليس في المثلث C A B CAB C A B حيث M ∈ [ A C ] M \in [AC] M ∈ [ A C ] و N ∈ [ B C ] N \in [BC] N ∈ [ B C ] :
C M C A = M N A B \frac{CM}{CA} = \frac{MN}{AB} C A C M = A B M N
نعوض بالقيم المعلومة لدينا:
C M = 1.5 m CM = 1.5\text{ m} C M = 1.5 m C A = 4 m CA = 4\text{ m} C A = 4 m A B = 12 ≈ 3.464 m AB = \sqrt{12} \approx 3.464\text{ m} A B = 12 ≈ 3.464 m
1.5 4 = M N 3.464 \frac{1.5}{4} = \frac{MN}{3.464} 4 1.5 = 3.464 M N
M N = 1.5 × 3.464 4 = 5.196 4 ≈ 1.299 m MN = \frac{1.5 \times 3.464}{4} = \frac{5.196}{4} \approx 1.299\text{ m} M N = 4 1.5 × 3.464 = 4 5.196 ≈ 1.299 m
بالتدوير إلى 0.1 0.1 0.1 :
M N ≈ 1.3 m MN \approx 1.3\text{ m} M N ≈ 1.3 m الطول M N MN M N بالتدوير إلى 0.1 0.1 0.1 هو 1.3 m 1.3\text{ m} 1.3 m .
4) حساب قيس الزاوية C M N ^ \widehat{CMN} C M N :
بما أن المستقيمين ( M N ) (MN) ( M N ) و ( A B ) (AB) ( A B ) متوازيان، والمستقيم ( A C ) (AC) ( A C ) قاطع لهما، فإن الزاويتين C M N ^ \widehat{CMN} C M N و C A B ^ \widehat{CAB} C A B متماثلتان (Angles correspondantes).
وبالتالي:
C M N ^ = C A B ^ = 30 ∘ \widehat{CMN} = \widehat{CAB} = 30^\circ C M N = C A B = 3 0 ∘ يمكن التحقق من النتيجة باستخدام حساب المثلثات في المثلث القائم C M N CMN C M N في N N N :
cos ( C M N ^ ) = المجاور الوتر = M N C M = 1.3 1.5 ≈ 0.866 \cos(\widehat{CMN}) = \frac{\text{المجاور}}{\text{الوتر}} = \frac{MN}{CM} = \frac{1.3}{1.5} \approx 0.866 cos ( C M N ) = الوتر المجاور = C M M N = 1.5 1.3 ≈ 0.866
وبما أن cos − 1 ( 0.866 ) ≈ 30 ∘ \cos^{-1}(0.866) \approx 30^\circ cos − 1 ( 0.866 ) ≈ 3 0 ∘ ، فإن الحساب صحيح تماماً ومتطابق هندسياً.
قيس الزاوية C M N ^ \widehat{CMN} C M N هو 30 ∘ 30^\circ 3 0 ∘ .