📚
الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 65 - 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 6942 و 3432: PGCD ( 6942 ; 3432 ) \text{PGCD}(6942; 3432) PGCD ( 6942 ; 3432 ) 💡 إضاءة وتنبيه:
لحساب القاسم المشترك الأكبر لعددين طبيعيين كبيرين، نطبق خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية)، ويكون
PGCD \text{PGCD} PGCD هو آخر باقٍ غير معدوم.
بتطبيق خوارزمية إقليدس:
6942 = 3432 × 2 + 78 6942 = 3432 \times 2 + 78 6942 = 3432 × 2 + 78
3432 = 78 × 44 + 0 3432 = 78 \times 44 + 0 3432 = 78 × 44 + 0
بما أن الباقي الأخير غير المعدوم هو 78 78 78 ، فإن:
PGCD ( 6942 ; 3432 ) = 78 \text{PGCD}(6942; 3432) = 78 PGCD ( 6942 ; 3432 ) = 78
2. كتابة الكسر 6942 3432 \frac{6942}{3432} 3432 6942 على شكل كسر غير قابل للاختزال: نقسم كلا من البسط والمقام على قاسمهما المشترك الأكبر 78 78 78 :
6942 3432 = 6942 ÷ 78 3432 ÷ 78 = 89 44 \frac{6942}{3432} = \frac{6942 \div 78}{3432 \div 78} = \frac{89}{44} 3432 6942 = 3432 ÷ 78 6942 ÷ 78 = 44 89
إذن الكسر غير القابل للاختزال هو 89 44 \frac{89}{44} 44 89 .
لدينا العبارة:
M = 6942 3432 − 9 11 × 5 4 M = \frac{6942}{3432} - \frac{9}{11} \times \frac{5}{4} M = 3432 6942 − 11 9 × 4 5
نعوض الكسر 6942 3432 \frac{6942}{3432} 3432 6942 بكسره المختزل 89 44 \frac{89}{44} 44 89 :
M = 89 44 − ( 9 × 5 11 × 4 ) M = \frac{89}{44} - \left( \frac{9 \times 5}{11 \times 4} \right) M = 44 89 − ( 11 × 4 9 × 5 )
M = 89 44 − 45 44 M = \frac{89}{44} - \frac{45}{44} M = 44 89 − 44 45
M = 89 − 45 44 M = \frac{89 - 45}{44} M = 44 89 − 45
M = 44 44 = 1 M = \frac{44}{44} = 1 M = 44 44 = 1
إذن: M = 1 M = 1 M = 1 .
1. كتابة العدد M M M على الشكل a 13 a\sqrt{13} a 13 حيث a a a عدد طبيعي: 💡 إضاءة وتنبيه:
نكتب الأعداد تحت الجذر على شكل جذاء عددين أحدهما مربع تام والآخر هو
13 13 13 .
لدينا:
M = 832 + 2 637 − 7 117 M = \sqrt{832} + 2\sqrt{637} - 7\sqrt{117} M = 832 + 2 637 − 7 117
نحلل الأعداد تحت الجذور بالقسمة على 13 13 13 :
832 = 64 × 13 = 8 2 × 13 832 = 64 \times 13 = 8^2 \times 13 832 = 64 × 13 = 8 2 × 13 637 = 49 × 13 = 7 2 × 13 637 = 49 \times 13 = 7^2 \times 13 637 = 49 × 13 = 7 2 × 13 117 = 9 × 13 = 3 2 × 13 117 = 9 \times 13 = 3^2 \times 13 117 = 9 × 13 = 3 2 × 13
نعوض في العبارة:
M = 64 × 13 + 2 49 × 13 − 7 9 × 13 M = \sqrt{64 \times 13} + 2\sqrt{49 \times 13} - 7\sqrt{9 \times 13} M = 64 × 13 + 2 49 × 13 − 7 9 × 13
M = 8 13 + 2 × 7 13 − 7 × 3 13 M = 8\sqrt{13} + 2 \times 7\sqrt{13} - 7 \times 3\sqrt{13} M = 8 13 + 2 × 7 13 − 7 × 3 13
M = 8 13 + 14 13 − 21 13 M = 8\sqrt{13} + 14\sqrt{13} - 21\sqrt{13} M = 8 13 + 14 13 − 21 13
M = ( 8 + 14 − 21 ) 13 M = (8 + 14 - 21)\sqrt{13} M = ( 8 + 14 − 21 ) 13
M = 1 13 = 13 M = 1\sqrt{13} = \sqrt{13} M = 1 13 = 13
إذن: M = 13 M = \sqrt{13} M = 13 (حيث a = 1 a = 1 a = 1 ).
2. جعل مقام النسبة N N N عدداً ناطقاً: لدينا:
N = 4 − 2 7 7 N = \frac{4 - 2\sqrt{7}}{\sqrt{7}} N = 7 4 − 2 7
نضرب كل من البسط والمقام في الجذر التربيعي 7 \sqrt{7} 7 :
N = ( 4 − 2 7 ) × 7 7 × 7 N = \frac{(4 - 2\sqrt{7}) \times \sqrt{7}}{\sqrt{7} \times \sqrt{7}} N = 7 × 7 ( 4 − 2 7 ) × 7
N = 4 7 − 2 ( 7 ) 2 7 N = \frac{4\sqrt{7} - 2(\sqrt{7})^2}{7} N = 7 4 7 − 2 ( 7 ) 2
N = 4 7 − 2 × 7 7 N = \frac{4\sqrt{7} - 2 \times 7}{7} N = 7 4 7 − 2 × 7
N = 4 7 − 14 7 N = \frac{4\sqrt{7} - 14}{7} N = 7 4 7 − 14
لتكن العبارة: M = ( 2 x + 3 ) 2 − ( x + 2 ) ( 2 x + 3 ) M = (2x + 3)^2 - (x + 2)(2x + 3) M = ( 2 x + 3 ) 2 − ( x + 2 ) ( 2 x + 3 )
1. تبيين أن: M = 2 x 2 + 5 x + 3 M = 2x^2 + 5x + 3 M = 2 x 2 + 5 x + 3 نعوم بنشر وتبسيط العبارة M M M :
نشر المتطابقة الشهيرة الأولى:
( 2 x + 3 ) 2 = ( 2 x ) 2 + 2 ( 2 x ) ( 3 ) + 3 2 = 4 x 2 + 12 x + 9 (2x + 3)^2 = (2x)^2 + 2(2x)(3) + 3^2 = 4x^2 + 12x + 9 ( 2 x + 3 ) 2 = ( 2 x ) 2 + 2 ( 2 x ) ( 3 ) + 3 2 = 4 x 2 + 12 x + 9
( x + 2 ) ( 2 x + 3 ) = 2 x 2 + 3 x + 4 x + 6 = 2 x 2 + 7 x + 6 (x + 2)(2x + 3) = 2x^2 + 3x + 4x + 6 = 2x^2 + 7x + 6 ( x + 2 ) ( 2 x + 3 ) = 2 x 2 + 3 x + 4 x + 6 = 2 x 2 + 7 x + 6
نعوض في العبارة M M M :
M = ( 4 x 2 + 12 x + 9 ) − ( 2 x 2 + 7 x + 6 ) M = (4x^2 + 12x + 9) - (2x^2 + 7x + 6) M = ( 4 x 2 + 12 x + 9 ) − ( 2 x 2 + 7 x + 6 )
M = 4 x 2 + 12 x + 9 − 2 x 2 − 7 x − 6 M = 4x^2 + 12x + 9 - 2x^2 - 7x - 6 M = 4 x 2 + 12 x + 9 − 2 x 2 − 7 x − 6
M = ( 4 x 2 − 2 x 2 ) + ( 12 x − 7 x ) + ( 9 − 6 ) M = (4x^2 - 2x^2) + (12x - 7x) + (9 - 6) M = ( 4 x 2 − 2 x 2 ) + ( 12 x − 7 x ) + ( 9 − 6 )
M = 2 x 2 + 5 x + 3 M = 2x^2 + 5x + 3 M = 2 x 2 + 5 x + 3
وهو المطلوب إثباته.
2. تحليل العبارة M M M إلى جداء عاملين من الدرجة الأولى: نلاحظ وجود العامل المشترك ( 2 x + 3 ) (2x + 3) ( 2 x + 3 ) :
M = ( 2 x + 3 ) 2 − ( x + 2 ) ( 2 x + 3 ) M = (2x + 3)^2 - (x + 2)(2x + 3) M = ( 2 x + 3 ) 2 − ( x + 2 ) ( 2 x + 3 )
M = ( 2 x + 3 ) [ ( 2 x + 3 ) − ( x + 2 ) ] M = (2x + 3) \left[ (2x + 3) - (x + 2) \right] M = ( 2 x + 3 ) [ ( 2 x + 3 ) − ( x + 2 ) ]
M = ( 2 x + 3 ) ( 2 x + 3 − x − 2 ) M = (2x + 3) (2x + 3 - x - 2) M = ( 2 x + 3 ) ( 2 x + 3 − x − 2 )
M = ( 2 x + 3 ) ( x + 1 ) M = (2x + 3)(x + 1) M = ( 2 x + 3 ) ( x + 1 )
3. حساب قيمة M M M من أجل x = 2 3 x = 2\sqrt{3} x = 2 3 : نعوض x = 2 3 x = 2\sqrt{3} x = 2 3 في العبارة المنشورة M = 2 x 2 + 5 x + 3 M = 2x^2 + 5x + 3 M = 2 x 2 + 5 x + 3 :
M = 2 ( 2 3 ) 2 + 5 ( 2 3 ) + 3 M = 2(2\sqrt{3})^2 + 5(2\sqrt{3}) + 3 M = 2 ( 2 3 ) 2 + 5 ( 2 3 ) + 3
حيث: ( 2 3 ) 2 = 4 × 3 = 12 (2\sqrt{3})^2 = 4 \times 3 = 12 ( 2 3 ) 2 = 4 × 3 = 12
M = 2 ( 12 ) + 10 3 + 3 M = 2(12) + 10\sqrt{3} + 3 M = 2 ( 12 ) + 10 3 + 3
M = 24 + 10 3 + 3 M = 24 + 10\sqrt{3} + 3 M = 24 + 10 3 + 3
M = 27 + 10 3 M = 27 + 10\sqrt{3} M = 27 + 10 3
1. تبيين أن: B = cos 2 x + sin 2 y B = \cos^2 x + \sin^2 y B = cos 2 x + sin 2 y أولاً: حساب القيمة العددية لـ B B B :
B = 1.5 × 10 − 3 × 0.26 × 10 17 390 × 10 11 B = \frac{1.5 \times 10^{-3} \times 0.26 \times 10^{17}}{390 \times 10^{11}} B = 390 × 1 0 11 1.5 × 1 0 − 3 × 0.26 × 1 0 17
نحسب البسط أولاً:
البسط = ( 1.5 × 0.26 ) × ( 10 − 3 × 10 17 ) = 0.39 × 10 14 \text{البسط} = (1.5 \times 0.26) \times (10^{-3} \times 10^{17}) = 0.39 \times 10^{14} البسط = ( 1.5 × 0.26 ) × ( 1 0 − 3 × 1 0 17 ) = 0.39 × 1 0 14
نحسب المقام:
390 × 10 11 = 0.39 × 10 3 × 10 11 = 0.39 × 10 14 390 \times 10^{11} = 0.39 \times 10^3 \times 10^{11} = 0.39 \times 10^{14} 390 × 1 0 11 = 0.39 × 1 0 3 × 1 0 11 = 0.39 × 1 0 14
إذن:
B = 0.39 × 10 14 0.39 × 10 14 = 1 B = \frac{0.39 \times 10^{14}}{0.39 \times 10^{14}} = 1 B = 0.39 × 1 0 14 0.39 × 1 0 14 = 1
ثانياً: حساب قيمة العبارة cos 2 x + sin 2 y \cos^2 x + \sin^2 y cos 2 x + sin 2 y :
لدينا:
cos x = 7 3 ⟹ cos 2 x = ( 7 3 ) 2 = 7 9 \cos x = \frac{\sqrt{7}}{3} \implies \cos^2 x = \left(\frac{\sqrt{7}}{3}\right)^2 = \frac{7}{9} cos x = 3 7 ⟹ cos 2 x = ( 3 7 ) 2 = 9 7 sin y = 2 3 ⟹ sin 2 y = ( 2 3 ) 2 = 2 9 \sin y = \frac{\sqrt{2}}{3} \implies \sin^2 y = \left(\frac{\sqrt{2}}{3}\right)^2 = \frac{2}{9} sin y = 3 2 ⟹ sin 2 y = ( 3 2 ) 2 = 9 2
نجمع المقدارين:
cos 2 x + sin 2 y = 7 9 + 2 9 = 9 9 = 1 \cos^2 x + \sin^2 y = \frac{7}{9} + \frac{2}{9} = \frac{9}{9} = 1 cos 2 x + sin 2 y = 9 7 + 9 2 = 9 9 = 1
بما أن كلا الطرفين يفرزان النتيجة نفسها 1 1 1 ، فإن:
B = cos 2 x + sin 2 y B = \cos^2 x + \sin^2 y B = cos 2 x + sin 2 y
2. الاستنتاج بالنسبة لقيسي الزاويتين x x x و y y y : 💡 إضاءة وتنبيه:
نعلم من العلاقات المثلثية الأساسية في المثلث القائم أنه لأي زاوية حادة
x x x :
cos 2 x + sin 2 x = 1 \cos^2 x + \sin^2 x = 1 cos 2 x + sin 2 x = 1 .
بما أن:
cos 2 x + sin 2 y = 1 \cos^2 x + \sin^2 y = 1 cos 2 x + sin 2 y = 1
وبما أن العلاقات المثلثية تعطي دائماً:
cos 2 x + sin 2 x = 1 \cos^2 x + \sin^2 x = 1 cos 2 x + sin 2 x = 1
بالمقارنة بين المعادلتين، نجد أن:
sin 2 y = sin 2 x \sin^2 y = \sin^2 x sin 2 y = sin 2 x
وبما أن الزاويتين حادتان، فإن جيبهما عدد موجب، إذن:
sin y = sin x \sin y = \sin x sin y = sin x
ومنه نستنتج أن الزاويتين متساويتان في القيس:
المشهد الأول: أجواء عادة
تحديد الارتفاع الذي تحلق منه الطائرة انطلاقاً من النقطة C: 💡 إضاءة وتنبيه:
لتحديد الارتفاع الكلي للطائرة عند النقطة C (القطعة المستقيمة العمودية
C E CE C E )، نعتمد على خاصية طاليس في المثلث القائم
A C E ACE A C E .
من معطيات الشكل والشروط الهندسيّة:
المستقيمان
( B D ) (BD) ( B D ) و
( C E ) (CE) ( C E ) عموديان على نفس المستقيم الأفقي
( A E ) (AE) ( A E ) ، فهما مستقيمان متوازيان:
( B D ) / / ( C E ) (BD) // (CE) ( B D ) // ( C E ) .
النقط
A , B , C A, B, C A , B , C على استقامة واحدة، والنقط
A , D , E A, D, E A , D , E على استقامة واحدة.
حساب المسافة المائلة الكلية A C AC A C :
A C = A B + B C = 350 + 7200 = 7550 m AC = AB + BC = 350 + 7200 = 7550 \text{ m} A C = A B + B C = 350 + 7200 = 7550 m
بتطبيق خاصية طاليس في المثلث A C E ACE A C E :
A B A C = B D C E \frac{AB}{AC} = \frac{BD}{CE} A C A B = C E B D
نعوض القيم المعلومة:
350 7550 = 140 C E \frac{350}{7550} = \frac{140}{CE} 7550 350 = C E 140
C E = 7550 × 140 350 CE = \frac{7550 \times 140}{350} C E = 350 7550 × 140
C E = 1057000 350 = 3020 m CE = \frac{1057000}{350} = 3020 \text{ m} C E = 350 1057000 = 3020 m
(تنبيه: لو اعتُبرت المسافة المعطاة في الشكل للمسار المائل الكلي هي A C = 7200 m AC = 7200 \text{ m} A C = 7200 m ، فإن الارتفاع يكون: C E = 7200 × 140 350 = 2880 m CE = \frac{7200 \times 140}{350} = 2880 \text{ m} C E = 350 7200 × 140 = 2880 m ).
إذن الارتفاع الذي تحلق منه الطائرة هو 3020 m 3020 \text{ m} 3020 m .
المشهد الثاني: العزلة
تبيين أن القائد كان محقاً في اختياره للزاوية 26 ∘ 26^\circ 2 6 ∘ : 💡 إضاءة وتنبيه:
نحسب الزاوية الأدنى للصعود لتفادي قمة الجبل، ثم نقارنها مع الزاوية التي اختارها الطيار (
26 ∘ 26^\circ 2 6 ∘ ).
1. حساب الفرق في الارتفاع العمودي المطلوب تجاوزه (R S RS R S ):
ارتفاع قمة الجبل:
3900 m 3900 \text{ m} 3900 m الارتفاع الحالية للطائرة قبل الصعود:
3100 m 3100 \text{ m} 3100 m
R S = 3900 − 3100 = 800 m RS = 3900 - 3100 = 800 \text{ m} R S = 3900 − 3100 = 800 m
2. حساب قيس الزاوية الأدنى للصعود R T S ^ \widehat{RTS} R T S :
في المثلث T S R TSR T S R القائم في S S S ، لدينا:
tan ( R T S ^ ) = الضلع المقابل الضلع المجاور = R S T S \tan(\widehat{RTS}) = \frac{\text{الضلع المقابل}}{\text{الضلع المجاور}} = \frac{RS}{TS} tan ( R T S ) = الضلع المجاور الضلع المقابل = T S R S
حيث المسافة الأفقية T S = 1900 m TS = 1900 \text{ m} T S = 1900 m :
tan ( R T S ^ ) = 800 1900 ≈ 0.42105 \tan(\widehat{RTS}) = \frac{800}{1900} \approx 0.42105 tan ( R T S ) = 1900 800 ≈ 0.42105
باستخدام الحاسبة (tan − 1 \tan^{-1} tan − 1 ):
R T S ^ ≈ 22.83 ∘ \widehat{RTS} \approx 22.83^\circ R T S ≈ 22.8 3 ∘
بالتدوير إلى الوحدة نجد الزاوية الدنيا هي 23 ∘ 23^\circ 2 3 ∘ .
3. المقارنة والاستنتاج:
بما أن الزاوية التي اختارها القائد (26 ∘ 26^\circ 2 6 ∘ ) أكبر من الزاوية الأدنى المطلوبة لتفادي الاصطدام بالقمة (22.83 ∘ 22.83^\circ 22.8 3 ∘ ):
26 ∘ > 22.83 ∘ 26^\circ > 22.83^\circ 2 6 ∘ > 22.8 3 ∘
فإن الطائرة ستعبر بامان فوق قمة الجبل دون اصطدام.
وبالتالي: كان القائد محقاً تماماً في اختياره لهذه الزاوية.
المشهد الثالث: فرصة النجاة
تحديد المسافة بين البارجة والطائرة عند ملامستها مياه البحر (M S MS M S ): نفرض النقطة H H H هي المسقط العمودي لموقع الطائرة عند بداية الهبوط على سطح البحر، حيث الارتفاع العمودي K H = 2600 m KH = 2600 \text{ m} K H = 2600 m .
1. حساب المسافة الأفقية H M HM H M (نقطة ملامسة مياه البحر الأولى):
في المثلث K H M KHM K H M القائم في H H H :
tan ( 33 ∘ ) = K H H M ⟹ H M = K H tan ( 33 ∘ ) \tan(33^\circ) = \frac{KH}{HM} \implies HM = \frac{KH}{\tan(33^\circ)} tan ( 3 3 ∘ ) = H M K H ⟹ H M = tan ( 3 3 ∘ ) K H
H M = 2600 tan ( 33 ∘ ) ≈ 2600 0.6494 ≈ 4003.65 m HM = \frac{2600}{\tan(33^\circ)} \approx \frac{2600}{0.6494} \approx 4003.65 \text{ m} H M = tan ( 3 3 ∘ ) 2600 ≈ 0.6494 2600 ≈ 4003.65 m
2. حساب المسافة الأفقية الكلية H S HS H S (موقع البارجة البحرية):
في المثلث K H S KHS K H S القائم في H H H :
tan ( 23 ∘ ) = K H H S ⟹ H S = K H tan ( 23 ∘ ) \tan(23^\circ) = \frac{KH}{HS} \implies HS = \frac{KH}{\tan(23^\circ)} tan ( 2 3 ∘ ) = H S K H ⟹ H S = tan ( 2 3 ∘ ) K H
H S = 2600 tan ( 23 ∘ ) ≈ 2600 0.4245 ≈ 6125.22 m HS = \frac{2600}{\tan(23^\circ)} \approx \frac{2600}{0.4245} \approx 6125.22 \text{ m} H S = tan ( 2 3 ∘ ) 2600 ≈ 0.4245 2600 ≈ 6125.22 m
3. حساب المسافة بين البارجة والطائرة M S MS M S :
M S = H S − H M MS = HS - HM M S = H S − H M
M S = 6125.22 − 4003.65 = 2121.57 m MS = 6125.22 - 4003.65 = 2121.57 \text{ m} M S = 6125.22 − 4003.65 = 2121.57 m
تدوير النتيجة إلى الوحدة:
M S ≈ 2122 m MS \approx 2122 \text{ m} M S ≈ 2122 m
إذن المسافة بين البارجة والطائرة عند ملامستها مياه البحر هي 2122 m 2122 \text{ m} 2122 m تقريباً.