📚
الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 69 - 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 20755 و 9488: 💡 إضاءة وتنبيه:
نعتمد على خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية) للحصول على القاسم المشترك الأكبر
PGCD \operatorname{PGCD} PGCD ، وهو آخر باقٍ غير معدوم.
نُجري عمليات القسمة الإقليدية المتتالية:
20755 = 9488 × 2 + 1779 20755 = 9488 \times 2 + 1779 20755 = 9488 × 2 + 1779
9488 = 1779 × 5 + 593 9488 = 1779 \times 5 + 593 9488 = 1779 × 5 + 593
1779 = 593 × 3 + 0 1779 = 593 \times 3 + 0 1779 = 593 × 3 + 0
بما أن آخر باقٍ غير معدوم هو 593 593 593 ، فإن:
PGCD ( 20755 , 9488 ) = 593 \operatorname{PGCD}(20755, 9488) = 593 PGCD ( 20755 , 9488 ) = 593
2) جعل الكسر 9488 20755 \frac{9488}{20755} 20755 9488 غير قابل للاختزال:
لاختزال الكسر إلى أقصى حد، نقسم كلاً من البسط والمقام على القاسم المشترك الأكبر لهما PGCD ( 20755 , 9488 ) = 593 \operatorname{PGCD}(20755, 9488) = 593 PGCD ( 20755 , 9488 ) = 593 :
9488 20755 = 9488 ÷ 593 20755 ÷ 593 = 16 35 \frac{9488}{20755} = \frac{9488 \div 593}{20755 \div 593} = \frac{16}{35} 20755 9488 = 20755 ÷ 593 9488 ÷ 593 = 35 16 الكسر غير القابل للاختزال هو:
9488 20755 = 16 35 \frac{9488}{20755} = \frac{16}{35} 20755 9488 = 35 16
3) تبيان أن العبارة A A A عدد طبيعي:
لدينا العبارة:
A = 8 5 + 9488 20755 × 7 8 A = \frac{8}{5} + \frac{9488}{20755} \times \frac{7}{8} A = 5 8 + 20755 9488 × 8 7
نعوض الكسر 9488 20755 \frac{9488}{20755} 20755 9488 بالشكل المختزل 16 35 \frac{16}{35} 35 16 :
A = 8 5 + ( 16 35 × 7 8 ) A = \frac{8}{5} + \left(\frac{16}{35} \times \frac{7}{8}\right) A = 5 8 + ( 35 16 × 8 7 )
نُطبق أولوية الحساب للضرب أولاً، مع التبسيط قبل الضرب:
16 35 × 7 8 = ( 2 × 8 ) × 7 ( 5 × 7 ) × 8 = 2 5 \frac{16}{35} \times \frac{7}{8} = \frac{(2 \times 8) \times 7}{(5 \times 7) \times 8} = \frac{2}{5} 35 16 × 8 7 = ( 5 × 7 ) × 8 ( 2 × 8 ) × 7 = 5 2
نعوض الناتج في العبارة A A A :
A = 8 5 + 2 5 = 8 + 2 5 = 10 5 = 2 A = \frac{8}{5} + \frac{2}{5} = \frac{8 + 2}{5} = \frac{10}{5} = 2 A = 5 8 + 5 2 = 5 8 + 2 = 5 10 = 2 بما أن A = 2 A = 2 A = 2 و 2 ∈ N 2 \in \mathbb{N} 2 ∈ N ، فإن A A A عدد طبيعي.
1) كتابة العددين B B B و C C C على الشكل a 2 a\sqrt{2} a 2 حيث a a a عدد طبيعي:
B = 98 + 3 32 − 128 B = \sqrt{98} + 3\sqrt{32} - \sqrt{128} B = 98 + 3 32 − 128
فك الأعداد داخل الجذور على شكل جذاء أعداد يكون أحدها 2 2 2 :
B = 49 × 2 + 3 16 × 2 − 64 × 2 B = \sqrt{49 \times 2} + 3\sqrt{16 \times 2} - \sqrt{64 \times 2} B = 49 × 2 + 3 16 × 2 − 64 × 2
B = 7 2 + 3 × 4 2 − 8 2 B = 7\sqrt{2} + 3 \times 4\sqrt{2} - 8\sqrt{2} B = 7 2 + 3 × 4 2 − 8 2
B = 7 2 + 12 2 − 8 2 B = 7\sqrt{2} + 12\sqrt{2} - 8\sqrt{2} B = 7 2 + 12 2 − 8 2
B = ( 7 + 12 − 8 ) 2 = 11 2 B = (7 + 12 - 8)\sqrt{2} = 11\sqrt{2} B = ( 7 + 12 − 8 ) 2 = 11 2
C = 2 18 − 50 C = 2\sqrt{18} - \sqrt{50} C = 2 18 − 50
C = 2 9 × 2 − 25 × 2 C = 2\sqrt{9 \times 2} - \sqrt{25 \times 2} C = 2 9 × 2 − 25 × 2
C = 2 × 3 2 − 5 2 C = 2 \times 3\sqrt{2} - 5\sqrt{2} C = 2 × 3 2 − 5 2
C = 6 2 − 5 2 = ( 6 − 5 ) 2 = 1 2 = 2 C = 6\sqrt{2} - 5\sqrt{2} = (6 - 5)\sqrt{2} = 1\sqrt{2} = \sqrt{2} C = 6 2 − 5 2 = ( 6 − 5 ) 2 = 1 2 = 2
B = 11 2 و C = 2 B = 11\sqrt{2} \quad \text{و} \quad C = \sqrt{2} B = 11 2 و C = 2
2) تبيان أن مقلوب B B B هو C 22 \frac{C}{22} 22 C :
مقلوب العدد B B B هو 1 B \frac{1}{B} B 1 .
نعوض قيمتي B = 11 2 B = 11\sqrt{2} B = 11 2 و C = 2 C = \sqrt{2} C = 2 :
1 B = 1 11 2 \frac{1}{B} = \frac{1}{11\sqrt{2}} B 1 = 11 2 1
نجعل مقام النسبة عدداً ناطقاً بضرب البسط والمقام في 2 \sqrt{2} 2 :
1 B = 1 × 2 11 2 × 2 = 2 11 × 2 = 2 22 \frac{1}{B} = \frac{1 \times \sqrt{2}}{11\sqrt{2} \times \sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{11 \times 2} = \frac{\sqrt{2}}{22} B 1 = 11 2 × 2 1 × 2 = 11 × 2 2 = 22 2
وبما أن C = 2 C = \sqrt{2} C = 2 ، نعوض 2 \sqrt{2} 2 بـ C C C :
1 B = C 22 \frac{1}{B} = \frac{C}{22} B 1 = 22 C مقلوب العدد B B B هو بالفعل C 22 \frac{C}{22} 22 C .
تُعطى العبارة الجبرية:
D = ( 3 x − 2 ) 2 − ( x + 1 ) 2 D = (3x - 2)^2 - (x + 1)^2 D = ( 3 x − 2 ) 2 − ( x + 1 ) 2
1) التحقق بالنشر والتبسيط أن D = 8 x 2 − 14 x + 3 D = 8x^2 - 14x + 3 D = 8 x 2 − 14 x + 3 :
نُنشر كل طرف باستخدام المتطابقات الشهيرة:
المتطابقة الأولى:
( 3 x − 2 ) 2 = ( 3 x ) 2 − 2 ( 3 x ) ( 2 ) + 2 2 = 9 x 2 − 12 x + 4 (3x - 2)^2 = (3x)^2 - 2(3x)(2) + 2^2 = 9x^2 - 12x + 4 ( 3 x − 2 ) 2 = ( 3 x ) 2 − 2 ( 3 x ) ( 2 ) + 2 2 = 9 x 2 − 12 x + 4 المتطابقة الثانية:
( x + 1 ) 2 = x 2 + 2 ( x ) ( 1 ) + 1 2 = x 2 + 2 x + 1 (x + 1)^2 = x^2 + 2(x)(1) + 1^2 = x^2 + 2x + 1 ( x + 1 ) 2 = x 2 + 2 ( x ) ( 1 ) + 1 2 = x 2 + 2 x + 1
نعوض في العبارة D D D :
D = ( 9 x 2 − 12 x + 4 ) − ( x 2 + 2 x + 1 ) D = (9x^2 - 12x + 4) - (x^2 + 2x + 1) D = ( 9 x 2 − 12 x + 4 ) − ( x 2 + 2 x + 1 )
ننزع الأقواس مع تغيير إشارات الحدود داخل القوس الثاني (لأنه مسبوق بإشارة - \ ):
D = 9 x 2 − 12 x + 4 − x 2 − 2 x − 1 D = 9x^2 - 12x + 4 - x^2 - 2x - 1 D = 9 x 2 − 12 x + 4 − x 2 − 2 x − 1
نجمع الحدود المتشابهة:
D = ( 9 x 2 − x 2 ) + ( − 12 x − 2 x ) + ( 4 − 1 ) D = (9x^2 - x^2) + (-12x - 2x) + (4 - 1) D = ( 9 x 2 − x 2 ) + ( − 12 x − 2 x ) + ( 4 − 1 )
D = 8 x 2 − 14 x + 3 D = 8x^2 - 14x + 3 D = 8 x 2 − 14 x + 3 النشر والتبسيط يعطي فعلياً: D = 8 x 2 − 14 x + 3 D = 8x^2 - 14x + 3 D = 8 x 2 − 14 x + 3 .
2) تحليل العبارة D D D إلى جذاء عاملين من الدرجة الأولى:
العبارة D D D على الشكل a 2 − b 2 a^2 - b^2 a 2 − b 2 حيث a = ( 3 x − 2 ) a = (3x - 2) a = ( 3 x − 2 ) و b = ( x + 1 ) b = (x + 1) b = ( x + 1 ) .
نطبق القاعدة: a 2 − b 2 = ( a − b ) ( a + b ) a^2 - b^2 = (a - b)(a + b) a 2 − b 2 = ( a − b ) ( a + b )
D = [ ( 3 x − 2 ) − ( x + 1 ) ] × [ ( 3 x − 2 ) + ( x + 1 ) ] D = [(3x - 2) - (x + 1)] \times [(3x - 2) + (x + 1)] D = [( 3 x − 2 ) − ( x + 1 )] × [( 3 x − 2 ) + ( x + 1 )]
D = [ 3 x − 2 − x − 1 ] × [ 3 x − 2 + x + 1 ] D = [3x - 2 - x - 1] \times [3x - 2 + x + 1] D = [ 3 x − 2 − x − 1 ] × [ 3 x − 2 + x + 1 ]
D = ( 2 x − 3 ) ( 4 x − 1 ) D = (2x - 3)(4x - 1) D = ( 2 x − 3 ) ( 4 x − 1 ) التحليل النهائي للعبارة D D D هو:
D = ( 2 x − 3 ) ( 4 x − 1 ) D = (2x - 3)(4x - 1) D = ( 2 x − 3 ) ( 4 x − 1 )
3) حل المعادلة ( 2 x − 3 ) ( 4 x − 1 ) = 0 (2x - 3)(4x - 1) = 0 ( 2 x − 3 ) ( 4 x − 1 ) = 0 : 💡 إضاءة وتنبيه:
معادلة الجداء المعدوم تعني أن أحد العاملين يساوي الصفر على الأقل.
إما:
2 x − 3 = 0 ⟹ 2 x = 3 ⟹ x = 3 2 = 1.5 2x - 3 = 0 \implies 2x = 3 \implies x = \frac{3}{2} = 1.5 2 x − 3 = 0 ⟹ 2 x = 3 ⟹ x = 2 3 = 1.5
أو:
4 x − 1 = 0 ⟹ 4 x = 1 ⟹ x = 1 4 = 0.25 4x - 1 = 0 \implies 4x = 1 \implies x = \frac{1}{4} = 0.25 4 x − 1 = 0 ⟹ 4 x = 1 ⟹ x = 4 1 = 0.25 للمعادلة حلان هما: x = 1 4 x = \frac{1}{4} x = 4 1 و x = 3 2 x = \frac{3}{2} x = 2 3 .
من معطيات الشكل والشروط:
النقاط
A , M , B A, M, B A , M , B على استقامية واحدة.
النقاط
A , N , C A, N, C A , N , C على استقامية واحدة.
المستقيمان
( d ) (d) ( d ) و
( d ′ ) (d') ( d ′ ) متوازيان، أي أن
( B C ) ∥ ( M N ) (BC) \parallel (MN) ( B C ) ∥ ( M N ) .
نطبق خاصية طالس في المثلث A B C ABC A B C :
A M A B = A N A C = M N B C \frac{AM}{AB} = \frac{AN}{AC} = \frac{MN}{BC} A B A M = A C A N = B C M N
لدينا الأطوال التالية:
B M = 8 ⟹ A B = A M + M B = x + 8 BM = 8 \implies AB = AM + MB = x + 8 B M = 8 ⟹ A B = A M + M B = x + 8
نعوض في النسبتين المعلومتين:
x x + 8 = 12 15 \frac{x}{x + 8} = \frac{12}{15} x + 8 x = 15 12
نختزل الكسر 12 15 \frac{12}{15} 15 12 بقسمة البسط والمقام على 3 3 3 :
12 15 = 4 5 \frac{12}{15} = \frac{4}{5} 15 12 = 5 4
إذن:
x x + 8 = 4 5 \frac{x}{x + 8} = \frac{4}{5} x + 8 x = 5 4
باستعمال الجداء التصالبي (الطرفين في الوسطين):
5 × x = 4 × ( x + 8 ) 5 \times x = 4 \times (x + 8) 5 × x = 4 × ( x + 8 )
5 x = 4 x + 32 5x = 4x + 32 5 x = 4 x + 32
5 x − 4 x = 32 5x - 4x = 32 5 x − 4 x = 32
قيمة x x x هي: x = 32 cm x = 32 \text{ cm} x = 32 cm .
💡 إضاءة وتنبيه:
تعطى النتائج بالتدوير إلى الوحدة وفق نص السؤال.
1) التعبير عن ارتفاع الهرم A B AB A B بدلالة tan ∠ A D B \tan \angle ADB tan ∠ A D B ومرة أخرى بدلالة tan ∠ A C B \tan \angle ACB tan ∠ A C B :
في المثلث A B D ABD A B D القائم في A A A :
tan ∠ A D B = الضلع المقابل الضلع المجاور = A B A D \tan \angle ADB = \frac{\text{الضلع المقابل}}{\text{الضلع المجاور}} = \frac{AB}{AD} tan ∠ A D B = الضلع المجاور الضلع المقابل = A D A B
نعلم أن A D = D C + C A = 30 + x AD = DC + CA = 30 + x A D = D C + C A = 30 + x .
إذن:
tan ∠ A D B = A B 30 + x ⟹ A B = ( 30 + x ) ⋅ tan ∠ A D B \tan \angle ADB = \frac{AB}{30 + x} \implies AB = (30 + x) \cdot \tan \angle ADB tan ∠ A D B = 30 + x A B ⟹ A B = ( 30 + x ) ⋅ tan ∠ A D B
في المثلث A B C ABC A B C القائم في A A A :
tan ∠ A C B = الضلع المقابل الضلع المجاور = A B A C = A B x \tan \angle ACB = \frac{\text{الضلع المقابل}}{\text{الضلع المجاور}} = \frac{AB}{AC} = \frac{AB}{x} tan ∠ A C B = الضلع المجاور الضلع المقابل = A C A B = x A B
إذن:
tan ∠ A C B = A B x ⟹ A B = x ⋅ tan ∠ A C B \tan \angle ACB = \frac{AB}{x} \implies AB = x \cdot \tan \angle ACB tan ∠ A C B = x A B ⟹ A B = x ⋅ tan ∠ A C B بدلالة
tan ∠ A D B \tan \angle ADB tan ∠ A D B :
A B = ( 30 + x ) ⋅ tan ( 30 ∘ ) \quad AB = (30 + x) \cdot \tan(30^\circ) A B = ( 30 + x ) ⋅ tan ( 3 0 ∘ ) بدلالة
tan ∠ A C B \tan \angle ACB tan ∠ A C B :
A B = x ⋅ tan ( 50 ∘ ) \quad AB = x \cdot \tan(50^\circ) A B = x ⋅ tan ( 5 0 ∘ )
2) إيجاد الطول A C AC A C (الذي يمثل x x x ):
بما أن العبارتين تمثلان نفس الارتفاع A B AB A B ، نساوي بينهما:
x ⋅ tan ( 50 ∘ ) = ( 30 + x ) ⋅ tan ( 30 ∘ ) x \cdot \tan(50^\circ) = (30 + x) \cdot \tan(30^\circ) x ⋅ tan ( 5 0 ∘ ) = ( 30 + x ) ⋅ tan ( 3 0 ∘ )
نُنشر الطرف الأيمن:
x ⋅ tan ( 50 ∘ ) = 30 ⋅ tan ( 30 ∘ ) + x ⋅ tan ( 30 ∘ ) x \cdot \tan(50^\circ) = 30 \cdot \tan(30^\circ) + x \cdot \tan(30^\circ) x ⋅ tan ( 5 0 ∘ ) = 30 ⋅ tan ( 3 0 ∘ ) + x ⋅ tan ( 3 0 ∘ )
نجمع الحدود التي تتضمن x x x في الطرف الأيسر:
x ⋅ tan ( 50 ∘ ) − x ⋅ tan ( 30 ∘ ) = 30 ⋅ tan ( 30 ∘ ) x \cdot \tan(50^\circ) - x \cdot \tan(30^\circ) = 30 \cdot \tan(30^\circ) x ⋅ tan ( 5 0 ∘ ) − x ⋅ tan ( 3 0 ∘ ) = 30 ⋅ tan ( 3 0 ∘ )
نستخرج x x x كعامل مشترك:
x ( tan ( 50 ∘ ) − tan ( 30 ∘ ) ) = 30 ⋅ tan ( 30 ∘ ) x \left(\tan(50^\circ) - \tan(30^\circ)\right) = 30 \cdot \tan(30^\circ) x ( tan ( 5 0 ∘ ) − tan ( 3 0 ∘ ) ) = 30 ⋅ tan ( 3 0 ∘ )
x = 30 ⋅ tan ( 30 ∘ ) tan ( 50 ∘ ) − tan ( 30 ∘ ) x = \frac{30 \cdot \tan(30^\circ)}{\tan(50^\circ) - \tan(30^\circ)} x = tan ( 5 0 ∘ ) − tan ( 3 0 ∘ ) 30 ⋅ tan ( 3 0 ∘ )
الحساب العددي باستعمال الحاسبة:
tan ( 50 ∘ ) ≈ 1.1918 \tan(50^\circ) \approx 1.1918 tan ( 5 0 ∘ ) ≈ 1.1918 tan ( 30 ∘ ) ≈ 0.5774 \tan(30^\circ) \approx 0.5774 tan ( 3 0 ∘ ) ≈ 0.5774 tan ( 50 ∘ ) − tan ( 30 ∘ ) ≈ 1.1918 − 0.5774 = 0.6144 \tan(50^\circ) - \tan(30^\circ) \approx 1.1918 - 0.5774 = 0.6144 tan ( 5 0 ∘ ) − tan ( 3 0 ∘ ) ≈ 1.1918 − 0.5774 = 0.6144 30 ⋅ tan ( 30 ∘ ) ≈ 30 × 0.5774 = 17.3205 30 \cdot \tan(30^\circ) \approx 30 \times 0.5774 = 17.3205 30 ⋅ tan ( 3 0 ∘ ) ≈ 30 × 0.5774 = 17.3205
x = 17.3205 0.6144 ≈ 28.19 m x = \frac{17.3205}{0.6144} \approx 28.19 \text{ m} x = 0.6144 17.3205 ≈ 28.19 m
بالتدوير إلى الوحدة:
x ≈ 28 m x \approx 28 \text{ m} x ≈ 28 m الطول A C = 28 m AC = 28 \text{ m} A C = 28 m (مُدوّراً إلى الوحدة).
3) حساب ارتفاع الهرم A B AB A B بأخذ قيمة x = 28 m x = 28 \text{ m} x = 28 m :
نعوض قيمة x = 28 m x = 28 \text{ m} x = 28 m في عبارة A B = x ⋅ tan ( 50 ∘ ) AB = x \cdot \tan(50^\circ) A B = x ⋅ tan ( 5 0 ∘ ) :
A B = 28 × tan ( 50 ∘ ) ≈ 28 × 1.19175 = 33.369 m AB = 28 \times \tan(50^\circ) \approx 28 \times 1.19175 = 33.369 \text{ m} A B = 28 × tan ( 5 0 ∘ ) ≈ 28 × 1.19175 = 33.369 m
بالتدوير إلى الوحدة:
A B ≈ 33 m AB \approx 33 \text{ m} A B ≈ 33 m ارتفاع الهرم هو A B = 33 m AB = 33 \text{ m} A B = 33 m .
4) حساب عدد الحجارة المستعملة لبناء الهرم المنتظم:
لحساب عدد الحجارة، نحسب أولاً الحجم الكلي للهرم V هرم V_{\text{هرم}} V هرم ثم نقسمه على حجم الحجر الواحد (22 m 3 22 \text{ m}^3 22 m 3 ).
قاعدة الهرم مربعة الشكل، وطول ضلعها يساوي 2 x 2x 2 x (لأن منتصف القاعدة هو A A A وطول نصف الضلع هو A C = x AC = x A C = x ).
نعوض في قانون حجم الهرم المُعطى:
V هرم = A قاعدة × h 3 = ( 2 x ) 2 × A B 3 V_{\text{هرم}} = \frac{A_{\text{قاعدة}} \times h}{3} = \frac{(2x)^2 \times AB}{3} V هرم = 3 A قاعدة × h = 3 ( 2 x ) 2 × A B
نعوض القيم الحسابية (x = 28 m x = 28 \text{ m} x = 28 m و A B = 33 m AB = 33 \text{ m} A B = 33 m ):
طول ضلع القاعدة:
2 x = 2 × 28 = 56 m 2x = 2 \times 28 = 56 \text{ m} 2 x = 2 × 28 = 56 m مساحة القاعدة:
A قاعدة = ( 56 ) 2 = 3136 m 2 A_{\text{قاعدة}} = (56)^2 = 3136 \text{ m}^2 A قاعدة = ( 56 ) 2 = 3136 m 2
V هرم = 3136 × 33 3 = 3136 × 11 = 34496 m 3 V_{\text{هرم}} = \frac{3136 \times 33}{3} = 3136 \times 11 = 34496 \text{ m}^3 V هرم = 3 3136 × 33 = 3136 × 11 = 34496 m 3
حساب عدد الحجارة N N N :
N = V هرم V الحجر الواحد = 34496 22 = 1568 N = \frac{V_{\text{هرم}}}{V_{\text{الحجر الواحد}}} = \frac{34496}{22} = 1568 N = V الحجر الواحد V هرم = 22 34496 = 1568 عدد الحجارة التي ستُستخدم لبناء الهرم هو 1568 حجرًا .