📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 70 - فرض الفصل الأول - الرياضيات - 4 متوسط

الحل النموذجي المعتمد والشامل

المستوى الدراسي: السنة الرابعة متوسط (التعليم المتوسط)
المادة: الرياضيات
الفصل الدراسي: فروض الفصل الأول
📌

التمرين الأول: (10 نقاط)

1) كتابة العدد AA على شكل كسر غير قابل للاختزال

البحث عن القاسم المشترك الأكبر للعددين 2075520755 و 94889488 باستخدام خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية):

20755=9488×2+177920755 = 9488 \times 2 + 1779
9488=1779×5+5939488 = 1779 \times 5 + 593
1779=593×3+01779 = 593 \times 3 + 0

بما أن الباقي الأخير غير المعدوم هو 593593، فإن:

PGCD(20755,9488)=593\text{PGCD}(20755, 9488) = 593

الآن نقوم بقسمة كل من بسط ومقام الكسر AA على القاسم المشترك الأكبر 593593:

A=20755÷5939488÷593=3516A = \frac{20755 \div 593}{9488 \div 593} = \frac{35}{16}
💡إضاءة وتنبيه:
اختزال الكسر بالاعتماد على PGCD\text{PGCD} يضمن الحصول مباشرة على كسر غير قابل للاختزال، حيث يكون البسط والمقام عددين أوليين فيما بينهما.
✅الإجابة النموذجية:

الشكل غير القابل للاختزال للعدد AA هو:

A=3516A = \frac{35}{16}

2) إعطاء القيمة المضبوطة للعدد BB

لدينا العبارة:

B=207559488−38B = \frac{20755}{9488} - \frac{3}{8}

نعوض الكسر الأول بالكسر المختزل الذي وجدناه في السؤال السابق لتسهيل الحساب:

B=3516−38B = \frac{35}{16} - \frac{3}{8}

نوحد المقامات بجعل المقام المشترك هو 1616:

B=3516−3×28×2B = \frac{35}{16} - \frac{3 \times 2}{8 \times 2}
B=3516−616B = \frac{35}{16} - \frac{6}{16}
B=35−616=2916B = \frac{35 - 6}{16} = \frac{29}{16}
✅الإجابة النموذجية:

القيمة المضبوطة للعدد BB هي:

B=2916B = \frac{29}{16}

3) كتابة العدد CC على الشكل a5a\sqrt{5}

لدينا العبارة:

C=180−280C = \sqrt{180} - 2\sqrt{80}

نكتب الأعداد تحت الجذور على شكل جذاء يكون أحد عامليه 55:

180=36×5180 = 36 \times 5
80=16×580 = 16 \times 5

نعوض في العبارة CC:

C=36×5−216×5C = \sqrt{36 \times 5} - 2\sqrt{16 \times 5}
C=36×5−2×16×5C = \sqrt{36} \times \sqrt{5} - 2 \times \sqrt{16} \times \sqrt{5}
C=65−2×45C = 6\sqrt{5} - 2 \times 4\sqrt{5}
C=65−85C = 6\sqrt{5} - 8\sqrt{5}
C=(6−8)5C = (6 - 8)\sqrt{5}
C=−25C = -2\sqrt{5}
✅الإجابة النموذجية:

كتابة العدد CC على الشكل a5a\sqrt{5} هي:

C=−25(where a=−2)C = -2\sqrt{5} \quad (\text{where } a = -2)

4) تبيين أن DD عدد طبيعي

لدينا العبارة:

D=725×58D = \sqrt{\frac{72}{5}} \times \sqrt{\frac{5}{8}}

باستخدام خواص الجذور التربيعية x×y=x×y\sqrt{x} \times \sqrt{y} = \sqrt{x \times y}:

D=725×58D = \sqrt{\frac{72}{5} \times \frac{5}{8}}

نختزل العدد 55 من البسط والمقام:

D=728D = \sqrt{\frac{72}{8}}
D=9D = \sqrt{9}
D=3D = 3

بما أن 33 عدد طبيعي، فإن DD عدد طبيعي.

✅الإجابة النموذجية:
D=3(وهو عدد طبيعي)D = 3 \quad (\text{وهو عدد طبيعي})

5) جعل مقام النسبة DC\frac{D}{C} عدداً ناطقاً

نعوض قيمتي DD و CC:

DC=3−25\frac{D}{C} = \frac{3}{-2\sqrt{5}}

للتخلص من الجذر في المقام، نضرب كلاً من البسط والمقام في 5\sqrt{5}:

DC=3×5−25×5\frac{D}{C} = \frac{3 \times \sqrt{5}}{-2\sqrt{5} \times \sqrt{5}}
DC=35−2×5\frac{D}{C} = \frac{3\sqrt{5}}{-2 \times 5}
DC=35−10=−3510\frac{D}{C} = \frac{3\sqrt{5}}{-10} = -\frac{3\sqrt{5}}{10}
✅الإجابة النموذجية:

النسبة بمقام ناطق هي:

DC=−3510\frac{D}{C} = -\frac{3\sqrt{5}}{10}

6) حل المعادلة: x2=D+6x^2 = D + 6

نعوض قيمة D=3D = 3 في المعادلة:

x2=3+6x^2 = 3 + 6
x2=9x^2 = 9

بما أن العدد 99 موجب تماماً (9>09 > 0)، فإن للمعادلة حلين متعاكسين هما:

x=9=3أوx=−9=−3x = \sqrt{9} = 3 \quad \text{أو} \quad x = -\sqrt{9} = -3
✅الإجابة النموذجية:

حلول المعادلة هي:

x=3وx=−3x = 3 \quad \text{و} \quad x = -3
📌

التمرين الثاني: (10 نقاط)

1) حساب الطول IBIB

في المثلثين ACDACD و AIBAIB:

لدينا النقط AA، DD، II على استقامة واحدة وبنفس الترتيب.
لدينا النقط AA، CC، BB على استقامة واحدة وبنفس الترتيب.
لدينا المستقيمان (CD)(CD) و (IB)(IB) متوازيان ((CD)//(IB)(CD) // (IB)) حسب معطيات التمرين.

بتطبيق نظرية طاليس نجد:

ADAI=ACAB=CDIB\frac{AD}{AI} = \frac{AC}{AB} = \frac{CD}{IB}

نعوض بالأطوال المعلومة لدينا:

AD=4.8 cmAD = 4.8 \text{ cm}
AI=7.2 cmAI = 7.2 \text{ cm}
CD=3.6 cmCD = 3.6 \text{ cm}
4.87.2=3.6IB\frac{4.8}{7.2} = \frac{3.6}{IB}

باستعمال الجداء المتصالب:

IB=7.2×3.64.8IB = \frac{7.2 \times 3.6}{4.8}
IB=25.924.8=5.4 cmIB = \frac{25.92}{4.8} = 5.4 \text{ cm}
✅الإجابة النموذجية:

الطول IBIB هو:

IB=5.4 cmIB = 5.4 \text{ cm}

2) تبيين أن: (AB)//(EF)(AB) // (EF)

نستخدم النظرية العكسية لطاليس في الشكل المتشكل من المستقيمين المتقاطعين في II:

النقاط AA، II، EE في استقامة واحدة وبنفس ترتيب النقاط BB، II، FF.

نحسب ونقارن النسبتين من نقطة التقاطع II:

النسبة الأولى:
IAIE=7.29.6=0.75\frac{IA}{IE} = \frac{7.2}{9.6} = 0.75
النسبة الثانية:
IBIF=5.47.2=0.75\frac{IB}{IF} = \frac{5.4}{7.2} = 0.75

نلاحظ أن:

IAIE=IBIF=0.75\frac{IA}{IE} = \frac{IB}{IF} = 0.75

وبما أن النقاط AA، II، EE والنقاط BB، II، FF مرتبة بنفس الترتيب، فإنه وحسب النظرية العكسية لطاليس، نستنتج أن المستقيمين متوازيان.

✅الإجابة النموذجية:

المستقيمان (AB)(AB) و (EF)(EF) متوازيان:

(AB)//(EF)(AB) // (EF)

3) إيجاد tan⁡(ABI^)\tan(\widehat{ABI}) واستنتاج قيس الزاوية

أ) إثبات أن المثلث AIBAIB قائم في II

قبل حساب الظل، يجب إثبات أن المثلث قائم في II. نتحقق أولاً من المثلث IEFIEF باستخدام النظرية العكسية لفيثاغورس:

الأطوال لدينا: IE=9.6 cmIE = 9.6 \text{ cm}، IF=7.2 cmIF = 7.2 \text{ cm}، EF=12 cmEF = 12 \text{ cm}.
نحسب مربع الضلع الأطول:
EF2=122=144EF^2 = 12^2 = 144
نحسب مجموع مربعي الضلعين الآخرين:
IE2+IF2=(9.6)2+(7.2)2=92.16+51.84=144IE^2 + IF^2 = (9.6)^2 + (7.2)^2 = 92.16 + 51.84 = 144

بما أن EF2=IE2+IF2EF^2 = IE^2 + IF^2، فإنه حسب النظرية العكسية لفيثاغورس، المثلث IEFIEF قائم في II.

وبالتالي، المستقيمان (AE)(AE) و (BF)(BF) متعامدان في نقطة تقاطعهما II.

هذا يعني أن المثلث AIBAIB قائم أيضاً في II.

💡إضاءة وتنبيه:
وجود رمز الزاوية القائمة في الشكل عند النقطة II يؤكد تعامد المستقيمين، والبرهان الرياضي أعلاه يعزز الإجابة ويجعلها كاملة ومستوفية لشروط العلامة الكاملة.

ب) حساب tan⁡(ABI^)\tan(\widehat{ABI})

في المثلث AIBAIB القائم في II:

tan⁡(ABI^)=المقابلالمجاور=AIIB\tan(\widehat{ABI}) = \frac{\text{المقابل}}{\text{المجاور}} = \frac{AI}{IB}
tan⁡(ABI^)=7.25.4\tan(\widehat{ABI}) = \frac{7.2}{5.4}

لإعطاء النتيجة على شكل كسر مختزل، نضرب البسط والمقام في 1010 ثم نختزل:

tan⁡(ABI^)=7254\tan(\widehat{ABI}) = \frac{72}{54}

نقسم البسط والمقام على القاسم المشترك الأكبر لهما وهو 1818:

tan⁡(ABI^)=72÷1854÷18=43\tan(\widehat{ABI}) = \frac{72 \div 18}{54 \div 18} = \frac{4}{3}
✅الإجابة النموذجية:

ظل الزاوية ABI^\widehat{ABI} ككسر مختزل هو:

tan⁡(ABI^)=43\tan(\widehat{ABI}) = \frac{4}{3}

جـ) استنتاج قيس الزاوية ABI^\widehat{ABI} بالتدوير إلى الوحدة من الدرجة

باستعمال الآلة الحاسبة العلمية (باستخدام اللمسة Shift\text{Shift} ثم tan−1\text{tan}^{-1} أو 2ndF\text{2ndF}):

ABI^=arctan⁡(43)≈53.13∘\widehat{ABI} = \arctan\left(\frac{4}{3}\right) \approx 53.13^\circ

بالتدوير إلى الوحدة من الدرجة (بما أن الجزء من عشرة هو 11 وهو أصغر من 55):

ABI^≈53∘\widehat{ABI} \approx 53^\circ
✅الإجابة النموذجية:

قيس الزاوية بالتدوير إلى الوحدة هو:

ABI^≈53∘\widehat{ABI} \approx 53^\circ