📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 73 - 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 (6.5 نقطة)

1/ حساب القاسم المشترك الأكبر للعددين 312 و 264

لحساب PGCD(312,264)PGCD(312, 264)، نستخدم خوارزمية القسمات المتتالية (خوارزمية إقليدس) لأنها الطريقة الأسرع والأكثر دقة:

312=264×1+48312 = 264 \times 1 + 48
264=48×5+24264 = 48 \times 5 + 24
48=24×2+048 = 24 \times 2 + 0

بما أن الباقي الأخير المعدوم هو 00، فإن القاسم المشترك الأكبر هو آخر باقي غير معدوم وهو 2424.

✅الإجابة النموذجية:
PGCD(312,264)=24PGCD(312, 264) = 24

2/ كتابة الكسر 312264\frac{312}{264} على شكل كسر غير قابل للاختزال

لكتابة الكسر على شكله غير القابل للاختزال، نقسم كلاً من البسط والمقام على قاسمهما المشترك الأكبر الذي وجدناه في السؤال السابق وهو 2424:

312264=312÷24264÷24=1311\frac{312}{264} = \frac{312 \div 24}{264 \div 24} = \frac{13}{11}
✅الإجابة النموذجية:

الكسر غير القابل للاختزال هو:

312264=1311\frac{312}{264} = \frac{13}{11}

3/ تبيان أن A=0A = 0

لدينا العبارة:

A=1−312264÷1311A = 1 - \frac{312}{264} \div \frac{13}{11}

نعوض الكسر 312264\frac{312}{264} بالكسر المختزل المساوي له وهو 1311\frac{13}{11} لتسهيل الحساب:

A=1−1311÷1311A = 1 - \frac{13}{11} \div \frac{13}{11}

نعلم أن أولوية العمليات تعطي الأسبقية لعملية القسمة على عملية الطرح. وقسمة كسر على كسر تعني ضرب الكسر الأول في مقلوب الكسر الثاني:

A=1−(1311×1113)A = 1 - \left( \frac{13}{11} \times \frac{11}{13} \right)
A=1−13×1111×13A = 1 - \frac{13 \times 11}{11 \times 13}
A=1−1A = 1 - 1
A=0A = 0
✅الإجابة النموذجية:

لقد تم إثبات أن:

A=0A = 0

4/ مسألة بائع الأزهار

أ) حساب أكبر عدد ممكن من الباقات المتماثلة التي يمكن تكوينها:

يريد البائع تقسيم أزهار القرنفل (264 زهرة) وأزهار النرجس (312 زهرة) إلى باقات متماثلة تماماً (أي تحتوي كل باقة على نفس العدد من أزهار القرنفل ونفس العدد من أزهار النرجس دون بقاء أي زهرة).

هذا يعني أن عدد الباقات يجب أن يكون قاسماً مشتركاً للعددين 264 و 312. وبما أنه يبحث عن أكبر عدد ممكن من الباقات، فإن هذا العدد يمثل القاسم المشترك الأكبر للعددين.

من السؤال الأول لدينا:

PGCD(312,264)=24PGCD(312, 264) = 24
✅الإجابة النموذجية:

أكبر عدد ممكن من الباقات المتماثلة التي يمكن تكوينها هو 24 باقة.

ب) حساب عدد الأزهار من كل نوع في كل باقة:

عدد أزهار القرنفل في كل باقة:
264÷24=11 زهرة264 \div 24 = 11 \text{ زهرة}
عدد أزهار النرجس في كل باقة:
312÷24=13 زهرة312 \div 24 = 13 \text{ زهرة}
✅الإجابة النموذجية:

تحتوي كل باقة على:

11 زهرة قرنفل.
13 زهرة نرجس.
📌

التمرين الثاني (6.5 نقطة)

1/ كتابة العددين DD و EE على شكل aba\sqrt{b}

💡إضاءة وتنبيه:

لكتابة عبارة تتضمن جذوراً على الشكل aba\sqrt{b} حيث bb أصغر ما يمكن، نقوم بتحليل الأعداد الموجودة تحت الجذور إلى جذاء عددين أحدهما مربع تام (مثل: 4، 9، 16، 25، 36، ...).

تبسيط العدد DD:
D=348−27D = 3\sqrt{48} - \sqrt{27}

نعلم أن: 48=16×348 = 16 \times 3 و 27=9×327 = 9 \times 3.

D=316×3−9×3D = 3\sqrt{16 \times 3} - \sqrt{9 \times 3}
D=3×43−33D = 3 \times 4\sqrt{3} - 3\sqrt{3}
D=123−33D = 12\sqrt{3} - 3\sqrt{3}
D=(12−3)3=93D = (12 - 3)\sqrt{3} = 9\sqrt{3}
تبسيط العدد EE:
E=180+35E = \sqrt{180} + 3\sqrt{5}

نعلم أن: 180=36×5180 = 36 \times 5.

E=36×5+35E = \sqrt{36 \times 5} + 3\sqrt{5}
E=65+35E = 6\sqrt{5} + 3\sqrt{5}
E=(6+3)5=95E = (6 + 3)\sqrt{5} = 9\sqrt{5}
✅الإجابة النموذجية:
D=93D = 9\sqrt{3} (حيث a=9a=9 و b=3b=3)
E=95E = 9\sqrt{5} (حيث a=9a=9 و b=5b=5)

2/ حساب D×ED \times E و D+ED + E

حساب الجداء D×ED \times E:
D×E=(93)×(95)D \times E = (9\sqrt{3}) \times (9\sqrt{5})
D×E=(9×9)×(3×5)D \times E = (9 \times 9) \times (\sqrt{3} \times \sqrt{5})
D×E=8115D \times E = 81\sqrt{15}
حساب المجموع D+ED + E:
D+E=93+95D + E = 9\sqrt{3} + 9\sqrt{5}

بما أن الجذور مختلفة (3\sqrt{3} و 5\sqrt{5})، لا يمكن جمع الحدود مباشرة، ولكن يمكننا كتابة المجموع بأخذ العامل المشترك 99:

D+E=9(3+5)D + E = 9(\sqrt{3} + \sqrt{5})
✅الإجابة النموذجية:
D×E=8115D \times E = 81\sqrt{15}
D+E=93+95D + E = 9\sqrt{3} + 9\sqrt{5} أو 9(3+5)9(\sqrt{3} + \sqrt{5})

3/ تبيان أن DE=155\frac{D}{E} = \frac{\sqrt{15}}{5}

نعوض قيمتي DD و EE المبسطتين:

DE=9395\frac{D}{E} = \frac{9\sqrt{3}}{9\sqrt{5}}

نختزل العدد 99 من البسط والمقام:

DE=35\frac{D}{E} = \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{5}}

لجعل مقام النسبة عدداً ناطقاً، نضرب كلاً من البسط والمقام في 5\sqrt{5}:

DE=3×55×5\frac{D}{E} = \frac{\sqrt{3} \times \sqrt{5}}{\sqrt{5} \times \sqrt{5}}
DE=155\frac{D}{E} = \frac{\sqrt{15}}{5}
✅الإجابة النموذجية:

وهو المطلوب إثباته:

DE=155\frac{D}{E} = \frac{\sqrt{15}}{5}

4/ حل المعادلة: x23+5=4\frac{x^2}{3} + 5 = 4

نقوم بعزل المجهول x2x^2 في طرف بمفرده:

x23=4−5\frac{x^2}{3} = 4 - 5
x23=−1\frac{x^2}{3} = -1

نضرب طرفي المعادلة في 33:

x2=−1×3x^2 = -1 \times 3
x2=−3x^2 = -3
💡إضاءة وتنبيه:

في مجموعة الأعداد الحقيقية، مربع أي عدد هو دائماً عدد موجب أو معدوم (x2≥0x^2 \ge 0). وبما أن الطرف الأيمن هو عدد سالب تماماً (−3<0-3 < 0)، فإنه يستحيل وجود عدد حقيقي يحقق هذه المساواة.

✅الإجابة النموذجية:

بما أن x2=−3x^2 = -3 والعدد −3-3 سالب تماماً، فإن المعادلة ليس لها حلول.

📌

التمرين الثالث (7 نقاط)

1/ تبيان لماذا (MB)//(NC)(MB) // (NC)

من معطيات الشكل الهندسي المرفق:

لدينا المستقيم (MB)(MB) عمودي على المستقيم (AC)(AC) في النقطة BB، أي: (MB)⊥(AC)(MB) \perp (AC).
لدينا المستقيم (NC)(NC) عمودي على المستقيم (AC)(AC) في النقطة CC، أي: (NC)⊥(AC)(NC) \perp (AC).

وحسب النظرية الهندسية التي تنص على أن: "المستقيمان العموديان على نفس المستقيم هما مستقيمان متوازيان".

✅الإجابة النموذجية:

بما أن (MB)⊥(AC)(MB) \perp (AC) و (NC)⊥(AC)(NC) \perp (AC)، فإن المستقيمين متوازيان:

(MB)//(NC)(MB) // (NC)

2/ حساب الطولين MBMB و ANAN

بما أن:

النقط AA، BB، CC في استقامية وبهذا الترتيب.
النقط AA، MM، NN في استقامية وبهذا الترتيب.
المستقيمين (MB)(MB) و (NC)(NC) متوازيان.

فإنه بتطبيق نظرية طاليس في المثلثين المتداخلين ABMABM و ACNACN، نجد:

ABAC=AMAN=MBNC\frac{AB}{AC} = \frac{AM}{AN} = \frac{MB}{NC}

نعوض بالأطوال المعلومة من المعطيات:

AB=2.5 cmAB = 2.5\text{ cm}
AC=7 cmAC = 7\text{ cm}
AM=5 cmAM = 5\text{ cm}
NC=12 cmNC = 12\text{ cm}

تصبح النسب كالآتي:

2.57=5AN=MB12\frac{2.5}{7} = \frac{5}{AN} = \frac{MB}{12}
حساب الطول ANAN:

باستخدام الرابع المتناسب من النسبة الأولى والثانية:

AN=7×52.5=352.5=14 cmAN = \frac{7 \times 5}{2.5} = \frac{35}{2.5} = 14\text{ cm}
حساب الطول MBMB:

باستخدام الرابع المتناسب من النسبة الأولى والثالثة:

MB=2.5×127=307≈4.28 cmMB = \frac{2.5 \times 12}{7} = \frac{30}{7} \approx 4.28\text{ cm}
✅الإجابة النموذجية:
AN=14 cmAN = 14\text{ cm}
MB=307 cm≈4.28 cmMB = \frac{30}{7}\text{ cm} \approx 4.28\text{ cm}

3/ حساب قيس الزاوية α\alpha بالتدوير إلى الوحدة من الدرجة

الزاوية α\alpha هي الزاوية الحادة MAB^\widehat{MAB} في المثلث ABMABM القائم في BB.

لدينا في هذا المثلث القائم:

طول الضلع المجاور للزاوية α\alpha هو: AB=2.5 cmAB = 2.5\text{ cm}.
طول الوتر هو: AM=5 cmAM = 5\text{ cm}.

نستخدم علاقة جيب تمام الزاوية (cosinus):

cos⁡(α)=الضلع المجاورالوتر=ABAM\cos(\alpha) = \frac{\text{الضلع المجاور}}{\text{الوتر}} = \frac{AB}{AM}
cos⁡(α)=2.55=0.5\cos(\alpha) = \frac{2.5}{5} = 0.5

باستخدام الحاسبة العلمية (بالضغط على زر Shift\text{Shift} ثم cos⁡\cos أو cos⁡−1\cos^{-1} للعدد 0.50.5):

α=60∘\alpha = 60^\circ
✅الإجابة النموذجية:

قيس الزاوية α\alpha هو 60∘60^\circ.