📚
الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 109 - اختبار الفصل الأول - الرياضيات - 4 متوسط الحل النموذجي المعتمد والشامل
المستوى الدراسي: السنة الرابعة متوسط (التعليم المتوسط)
الفصل الدراسي: اختبارات الفصل الأول
1) حساب القاسم المشترك الأكبر للعددين 1053 و 325: PGCD ( 1053 , 325 ) \text{PGCD}(1053, 325)PGCD ( 1053 , 325 ) 💡 إضاءة وتنبيه:
نعتمد على خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية) لأنها الطريقة الأسرع والأدق لحساب القاسم المشترك الأكبر للأعداد الكبيرة.
تطبيق خوارزمية إقليدس:
1053 = 325 × 3 + 78 1053 = 325 \times 3 + 781053 = 325 × 3 + 78
325 = 78 × 4 + 13 325 = 78 \times 4 + 13325 = 78 × 4 + 13
78 = 13 × 6 + 0 78 = 13 \times 6 + 078 = 13 × 6 + 0
بما أن آخر باقي غير معدوم هو 13 1313 ، فإن:
PGCD ( 1053 , 325 ) = 13 \text{PGCD}(1053, 325) = 13PGCD ( 1053 , 325 ) = 13
2) كتابة الكسر 325 1053 \frac{325}{1053}1053 325 على شكل كسر غير قابل للاختزال
لقسمة الكسر على القاسم المشترك الأكبر لبسطه ومقامه:
325 1053 = 325 ÷ 13 1053 ÷ 13 = 25 81 \frac{325}{1053} = \frac{325 \div 13}{1053 \div 13} = \frac{25}{81}1053 325 = 1053 ÷ 13 325 ÷ 13 = 81 25
الكسر الغير قابل للاختزال هو:
325 1053 = 25 81 \frac{325}{1053} = \frac{25}{81}1053 325 = 81 25
3) إيجاد قيمة x xx حيث x 2 = 325 1053 x^2 = \frac{325}{1053}x 2 = 1053 325
نعوض الكسر بالكسر المختزل:
x 2 = 25 81 x^2 = \frac{25}{81}x 2 = 81 25
بما أن 25 81 > 0 \frac{25}{81} > 081 25 > 0 ، فإن للمعادة حلين متعاكسين هما:
x = 25 81 = 25 81 = 5 9 x = \sqrt{\frac{25}{81}} = \frac{\sqrt{25}}{\sqrt{81}} = \frac{5}{9}x = 81 25 = 81 25 = 9 5
أو
x = − 25 81 = − 5 9 x = -\sqrt{\frac{25}{81}} = -\frac{5}{9}x = − 81 25 = − 9 5 قيم x xx التي تحقّق المعادلة هي:
x = 5 9 أو x = − 5 9 x = \frac{5}{9} \quad \text{أو} \quad x = -\frac{5}{9}x = 9 5 أو x = − 9 5
لتكن الأعداد:
A = 80 , B = 2 45 , C = 1 + 5 A = \sqrt{80}, \quad B = 2\sqrt{45}, \quad C = 1 + \sqrt{5}A = 80 , B = 2 45 , C = 1 + 5
1) كتابة العدد A + B A + BA + B على شكل a 5 a\sqrt{5}a 5 حيث a aa عدد طبيعي
تبسيط A AA :
A = 80 = 16 × 5 = 16 × 5 = 4 5 A = \sqrt{80} = \sqrt{16 \times 5} = \sqrt{16} \times \sqrt{5} = 4\sqrt{5}A = 80 = 16 × 5 = 16 × 5 = 4 5
تبسيط B BB :
B = 2 45 = 2 9 × 5 = 2 × 3 5 = 6 5 B = 2\sqrt{45} = 2\sqrt{9 \times 5} = 2 \times 3\sqrt{5} = 6\sqrt{5}B = 2 45 = 2 9 × 5 = 2 × 3 5 = 6 5
حساب المجموع A + B A + BA + B :
A + B = 4 5 + 6 5 = ( 4 + 6 ) 5 = 10 5 A + B = 4\sqrt{5} + 6\sqrt{5} = (4 + 6)\sqrt{5} = 10\sqrt{5}A + B = 4 5 + 6 5 = ( 4 + 6 ) 5 = 10 5
A + B = 10 5 حيث a = 10 A + B = 10\sqrt{5} \quad \text{حيث } a = 10A + B = 10 5 حيث a = 10
2) تبيان أن A × B A \times BA × B عدد طبيعي
A × B = ( 4 5 ) × ( 6 5 ) = ( 4 × 6 ) × ( 5 × 5 ) A \times B = (4\sqrt{5}) \times (6\sqrt{5}) = (4 \times 6) \times (\sqrt{5} \times \sqrt{5})A × B = ( 4 5 ) × ( 6 5 ) = ( 4 × 6 ) × ( 5 × 5 )
A × B = 24 × 5 = 120 A \times B = 24 \times 5 = 120A × B = 24 × 5 = 120
A × B = 120 ( 120 ∈ N ) A \times B = 120 \quad (120 \in \mathbb{N})A × B = 120 ( 120 ∈ N )
إذن، الحاصل A × B A \times BA × B هو عدد طبيعي.
3) كتابة C 5 \frac{C}{\sqrt{5}}5 C على شكل نسبة مقامها عدد ناطق
نعوض قيمة C = 1 + 5 C = 1 + \sqrt{5}C = 1 + 5 :
C 5 = 1 + 5 5 \frac{C}{\sqrt{5}} = \frac{1 + \sqrt{5}}{\sqrt{5}}5 C = 5 1 + 5
نضرب كل من البسط والمقام في 5 \sqrt{5}5 :
C 5 = ( 1 + 5 ) × 5 5 × 5 = 1 × 5 + 5 × 5 5 = 5 + 5 5 \frac{C}{\sqrt{5}} = \frac{(1 + \sqrt{5}) \times \sqrt{5}}{\sqrt{5} \times \sqrt{5}} = \frac{1 \times \sqrt{5} + \sqrt{5} \times \sqrt{5}}{5} = \frac{\sqrt{5} + 5}{5}5 C = 5 × 5 ( 1 + 5 ) × 5 = 5 1 × 5 + 5 × 5 = 5 5 + 5
C 5 = 5 + 5 5 \frac{C}{\sqrt{5}} = \frac{5 + \sqrt{5}}{5}5 C = 5 5 + 5
الشكل يتضمن المثلث E R N ERNE R N حيث: E N = 9 cm EN = 9\text{ cm}E N = 9 cm ، R N = 10.6 cm RN = 10.6\text{ cm}R N = 10.6 cm ، E N R ^ = 60 ∘ \widehat{ENR} = 60^\circE N R = 6 0 ∘ ، والارتفاع المتعلق بـ [ R N ] [RN][ R N ] يشكل مثلثاً قائماً E A N EANE A N في A AA .
المستقيم الموازي لـ ( E N ) (EN)( E N ) والمار بالنقطة A AA يقطع [ R E ] [RE][ R E ] في النقطة T TT .
1) تبيان أن A N = 4.5 cm AN = 4.5\text{ cm}A N = 4.5 cm ثم استنتاج الطول A R ARA R
في المثلث E A N EANE A N القائم في A AA :
cos ( E N R ^ ) = المجاور الوتر = A N E N \cos(\widehat{ENR}) = \frac{\text{المجاور}}{\text{الوتر}} = \frac{AN}{EN}cos ( E N R ) = الوتر المجاور = E N A N
نعوّض بالقيم المعطاة:
cos ( 60 ∘ ) = A N 9 ⟹ 0.5 = A N 9 \cos(60^\circ) = \frac{AN}{9} \implies 0.5 = \frac{AN}{9}cos ( 6 0 ∘ ) = 9 A N ⟹ 0.5 = 9 A N
A N = 9 × 0.5 = 4.5 cm AN = 9 \times 0.5 = 4.5\text{ cm}A N = 9 × 0.5 = 4.5 cm
استنتاج الطول A R ARA R :
بما أن النقطة A AA تنتمي إلى القطعة [ R N ] [RN][ R N ] :
A R = R N − A N = 10.6 − 4.5 = 6.1 cm AR = RN - AN = 10.6 - 4.5 = 6.1\text{ cm}A R = R N − A N = 10.6 − 4.5 = 6.1 cm
A N = 4.5 cm , A R = 6.1 cm AN = 4.5\text{ cm}, \quad AR = 6.1\text{ cm}A N = 4.5 cm , A R = 6.1 cm
2) حساب الطول T A TAT A (مع تدوير النتيجة إلى 0.01 0.010.01 )
في المثلث R E N RENR E N ، لدينا:
النقطة T TT تنتمي إلى [ R E ] [RE][ R E ]
النقطة A AA تنتمي إلى [ R N ] [RN][ R N ]
المستقيمان ( T A ) (TA)( T A ) و ( E N ) (EN)( E N ) متوازيان ( T A ) ∥ ( E N ) (TA) \parallel (EN)( T A ) ∥ ( E N )
حسب خاصية طاليس:
R A R N = R T R E = T A E N \frac{RA}{RN} = \frac{RT}{RE} = \frac{TA}{EN}R N R A = R E R T = E N T A
نأخذ النسبتين المعلومتين:
6.1 10.6 = T A 9 \frac{6.1}{10.6} = \frac{TA}{9}10.6 6.1 = 9 T A
T A = 6.1 × 9 10.6 = 54.9 10.6 ≈ 5.1792... TA = \frac{6.1 \times 9}{10.6} = \frac{54.9}{10.6} \approx 5.1792...T A = 10.6 6.1 × 9 = 10.6 54.9 ≈ 5.1792...
بتدوير النتيجة إلى 0.01 0.010.01 نجد:
T A ≈ 5.18 cm TA \approx 5.18\text{ cm}T A ≈ 5.18 cm
المشهد الأول: منافسة التزحلق على الثلج
1- حساب قيس زاويّة الصعود α \alphaα :
في المثلث A B C ABCA B C القائم في C CC :
sin ( α ) = المقابل الوتر = B C A B \sin(\alpha) = \frac{\text{المقابل}}{\text{الوتر}} = \frac{BC}{AB}sin ( α ) = الوتر المقابل = A B B C
نعوض بالأطوال:
sin ( α ) = 35 70 = 0.5 \sin(\alpha) = \frac{35}{70} = 0.5sin ( α ) = 70 35 = 0.5
باستعمال الحاسبة (sin − 1 ( 0.5 ) \sin^{-1}(0.5)sin − 1 ( 0.5 ) ):
α = 30 ∘ \alpha = 30^\circα = 3 0 ∘
2- حساب البعد بين مكان سقوط الزلاجة والنقطة A AA (الطول A C ACA C ) بـ 3 طرق مختلفة:
علمنا أن α = 30 ∘ \alpha = 30^\circα = 3 0 ∘ .
الطريقة 1: باستعمال خاصية فيثاغورس في المثلث القائم A B C ABCA B C
A B 2 = A C 2 + B C 2 ⟹ 70 2 = A C 2 + 35 2 AB^2 = AC^2 + BC^2 \implies 70^2 = AC^2 + 35^2A B 2 = A C 2 + B C 2 ⟹ 7 0 2 = A C 2 + 3 5 2
4900 = A C 2 + 1225 ⟹ A C 2 = 4900 − 1225 = 3675 4900 = AC^2 + 1225 \implies AC^2 = 4900 - 1225 = 36754900 = A C 2 + 1225 ⟹ A C 2 = 4900 − 1225 = 3675
A C = 3675 ≈ 60.62 m AC = \sqrt{3675} \approx 60.62\text{ m}A C = 3675 ≈ 60.62 m
الطريقة 2: باستعمال جيب تمام الزاوية cos ( 30 ∘ ) \cos(30^\circ)cos ( 3 0 ∘ )
cos ( 30 ∘ ) = A C A B ⟹ A C = A B × cos ( 30 ∘ ) = 70 × 0.8660 = 60.62 m \cos(30^\circ) = \frac{AC}{AB} \implies AC = AB \times \cos(30^\circ) = 70 \times 0.8660 = 60.62\text{ m}cos ( 3 0 ∘ ) = A B A C ⟹ A C = A B × cos ( 3 0 ∘ ) = 70 × 0.8660 = 60.62 m
الطريقة 3: باستعمال ظل الزاوية tan ( 30 ∘ ) \tan(30^\circ)tan ( 3 0 ∘ )
tan ( 30 ∘ ) = B C A C ⟹ A C = B C tan ( 30 ∘ ) = 35 0.57735 ≈ 60.62 m \tan(30^\circ) = \frac{BC}{AC} \implies AC = \frac{BC}{\tan(30^\circ)} = \frac{35}{0.57735} \approx 60.62\text{ m}tan ( 3 0 ∘ ) = A C B C ⟹ A C = tan ( 3 0 ∘ ) B C = 0.57735 35 ≈ 60.62 m
بالتدوير إلى الوحدة:
A C ≈ 61 m AC \approx 61\text{ m}A C ≈ 61 m
3- مساعدة سمير في معرفة ارتفاع المنصة E D EDE D :
المستقيمان ( B C ) (BC)( B C ) و ( E D ) (ED)( E D ) عموديان على نفس المستقيم ( A D ) (AD)( A D ) ، إذن هما متوازيان: ( B C ) ∥ ( E D ) (BC) \parallel (ED)( B C ) ∥ ( E D ) .
بتطبيق خاصية طاليس في المثلث A D E ADEA D E :
A B A E = B C E D \frac{AB}{AE} = \frac{BC}{ED}A E A B = E D B C
نعوض بالأطوال المعلومة:
70 110 = 35 E D \frac{70}{110} = \frac{35}{ED}110 70 = E D 35
E D = 110 × 35 70 = 3850 70 = 55 m ED = \frac{110 \times 35}{70} = \frac{3850}{70} = 55\text{ m}E D = 70 110 × 35 = 70 3850 = 55 m
ارتفاع المنصة عن الأرض هو:
E D = 55 m ED = 55\text{ m}E D = 55 m
المشهد الثاني: صيد طائر السُّمان
1) استنتاج الطول E F EFE F :
يمثل الطول E F EFE F فرق الارتفاع بين المنصة/الشجرة ومستوى عين الصائد/السيارة:
E F = 20.7 m − 2.2 m = 18.5 m EF = 20.7\text{ m} - 2.2\text{ m} = 18.5\text{ m}E F = 20.7 m − 2.2 m = 18.5 m
E F = 18.5 m EF = 18.5\text{ m}E F = 18.5 m
2) تبيان هل مدى رمي أيوب مناسب لإصابة هذا الطائر:
مدى البندقية المستعملة هو 50 m 50\text{ m}50 m . لحساب المسافة الفاصلة بين أيوب والطائر (الوتر F G FGF G في المثلث القائم F E G FEGF E G عند E EE ):
لدينا الزاوية E G F ^ = 24 ∘ \widehat{EGF} = 24^\circE GF = 2 4 ∘ والضلع المقابل E F = 18.5 m EF = 18.5\text{ m}E F = 18.5 m :
sin ( 24 ∘ ) = E F F G ⟹ F G = E F sin ( 24 ∘ ) \sin(24^\circ) = \frac{EF}{FG} \implies FG = \frac{EF}{\sin(24^\circ)}sin ( 2 4 ∘ ) = F G E F ⟹ F G = sin ( 2 4 ∘ ) E F
F G = 18.5 0.4067 ≈ 45.48 m FG = \frac{18.5}{0.4067} \approx 45.48\text{ m}F G = 0.4067 18.5 ≈ 45.48 m
المقارنة:
45.48 m ≤ 50 m 45.48\text{ m} \le 50\text{ m}45.48 m ≤ 50 m
المسافة إلى الطائر تبلغ حوالي 45.48 m 45.48\text{ m}45.48 m وهي أقل من المدى الأقصى للبندقية (50 m 50\text{ m}50 m )، وبالتالي فإن مدى رمي أيوب مناسب جداً لإصابة الطائر.
المشهد الثالث: صيد طائر الحجل
1) تبيان طبيعة المثلث R T S RTSR T S :
الأطوال المعطاة هي: R T = 4.5 m RT = 4.5\text{ m}R T = 4.5 m ، T S = 6 m TS = 6\text{ m}T S = 6 m ، R S = 7.5 m RS = 7.5\text{ m}R S = 7.5 m .
نحسب مربع أطول ضلع:
R S 2 = ( 7.5 ) 2 = 56.25 RS^2 = (7.5)^2 = 56.25R S 2 = ( 7.5 ) 2 = 56.25
نحسب مجموع مربعي الضلعين الآخرين:
R T 2 + T S 2 = ( 4.5 ) 2 + 6 2 = 20.25 + 36 = 56.25 RT^2 + TS^2 = (4.5)^2 + 6^2 = 20.25 + 36 = 56.25R T 2 + T S 2 = ( 4.5 ) 2 + 6 2 = 20.25 + 36 = 56.25
بما أن R S 2 = R T 2 + T S 2 RS^2 = RT^2 + TS^2R S 2 = R T 2 + T S 2 ، فإنه وحسب الخاصية العكسية لفيثاغورس :
المثلث R T S RTSR T S قائم في النقطة T TT .
2) إيجاد قيس الزاوية α \alphaα التي تمكّن أيوب من إصابة الهدف (بالتدوير إلى الوحدة):
الزاوية α \alphaα هي الزاوية T R S ^ \widehat{TRS}T R S في المثلث القائم R T S RTSR T S في T TT :
cos ( α ) = المجاور الوتر = R T R S = 4.5 7.5 = 0.6 \cos(\alpha) = \frac{\text{المجاور}}{\text{الوتر}} = \frac{RT}{RS} = \frac{4.5}{7.5} = 0.6cos ( α ) = الوتر المجاور = R S R T = 7.5 4.5 = 0.6
باستعمال الحاسبة (cos − 1 ( 0.6 ) \cos^{-1}(0.6)cos − 1 ( 0.6 ) ):
α ≈ 53.13 ∘ \alpha \approx 53.13^\circα ≈ 53.1 3 ∘
بتدوير النتيجة إلى الوحدة، قيس الزاوية α \alphaα هو:
α ≈ 53 ∘ \alpha \approx 53^\circα ≈ 5 3 ∘