📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 78 - اختبار الفصل الأول - الرياضيات - 4 متوسط

الحل النموذجي المعتمد والشامل

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

التمرين الأول: الحساب على الجذور والحساب الحرفي

1) كتابة العبارة BB على شكل aba\sqrt{b}:

💡إضاءة وتنبيه:
لكتابة عبارة متضمنة جذوراً تربيعية على شكل aba\sqrt{b}، نقوم بتحليل الأعداد تحت الجذور إلى حاصل ضرب عددين أحدهما مربّع تام، وهو المربع الذي يتيح إخراجه من تحت الجذر.

العبارة المعطاة:

B=500−420+80B = \sqrt{500} - 4\sqrt{20} + \sqrt{80}

تبسيط كل جذر على حدة:

500=100×5=100×5=105\sqrt{500} = \sqrt{100 \times 5} = \sqrt{100} \times \sqrt{5} = 10\sqrt{5}
20=4×5=4×5=25\sqrt{20} = \sqrt{4 \times 5} = \sqrt{4} \times \sqrt{5} = 2\sqrt{5}
80=16×5=16×5=45\sqrt{80} = \sqrt{16 \times 5} = \sqrt{16} \times \sqrt{5} = 4\sqrt{5}

بالتعويض في العبارة BB:

B=105−4(25)+45B = 10\sqrt{5} - 4(2\sqrt{5}) + 4\sqrt{5}
B=105−85+45B = 10\sqrt{5} - 8\sqrt{5} + 4\sqrt{5}
B=(10−8+4)5B = (10 - 8 + 4)\sqrt{5}
✅الإجابة النموذجية:
B=65B = 6\sqrt{5}

2) حساب (2+5)2(2 + \sqrt{5})^2 و (2−5)2(2 - \sqrt{5})^2:

باستعمال المتطابقات الشهيرة:

حساب (2+5)2(2 + \sqrt{5})^2:
(2+5)2=22+2(2)(5)+(5)2(2 + \sqrt{5})^2 = 2^2 + 2(2)(\sqrt{5}) + (\sqrt{5})^2
(2+5)2=4+45+5(2 + \sqrt{5})^2 = 4 + 4\sqrt{5} + 5
(2+5)2=9+45(2 + \sqrt{5})^2 = 9 + 4\sqrt{5}
حساب (2−5)2(2 - \sqrt{5})^2:
(2−5)2=22−2(2)(5)+(5)2(2 - \sqrt{5})^2 = 2^2 - 2(2)(\sqrt{5}) + (\sqrt{5})^2
(2−5)2=4−45+5(2 - \sqrt{5})^2 = 4 - 4\sqrt{5} + 5
(2−5)2=9−45(2 - \sqrt{5})^2 = 9 - 4\sqrt{5}

3) إثبات أن الجذر التربيعي للعدد AA هو 22:

العبارة المعطاة:

A=9+45−9−45A = \sqrt{9 + 4\sqrt{5}} - \sqrt{9 - 4\sqrt{5}}

من السؤال السابق، نعلم أن:

9+45=(2+5)29 + 4\sqrt{5} = (2 + \sqrt{5})^2

9−45=(2−5)29 - 4\sqrt{5} = (2 - \sqrt{5})^2

بالتعويض داخل الجذور:

A=(2+5)2−(2−5)2A = \sqrt{(2 + \sqrt{5})^2} - \sqrt{(2 - \sqrt{5})^2}

بما أن 2+5>02 + \sqrt{5} > 0، فإن:

(2+5)2=2+5\sqrt{(2 + \sqrt{5})^2} = 2 + \sqrt{5}

وبما أن 5≈2.236>2\sqrt{5} \approx 2.236 > 2، فإن 2−5<02 - \sqrt{5} < 0، وبالتالي:

(2−5)2=∣2−5∣=5−2\sqrt{(2 - \sqrt{5})^2} = |2 - \sqrt{5}| = \sqrt{5} - 2

بالتعويض وتبسيط العبارة AA:

A=(2+5)−(5−2)A = (2 + \sqrt{5}) - (\sqrt{5} - 2)
A=2+5−5+2A = 2 + \sqrt{5} - \sqrt{5} + 2
A=4A = 4

لحساب الجذر التربيعي للعدد AA:

A=4=2\sqrt{A} = \sqrt{4} = 2
✅الإجابة النموذجية:

بما أن A=4A = 4، فإن الجذر التربيعي للعدد AA هو A=2\sqrt{A} = 2، وهو المطلوب إثباته.

4) جعل مقام النسبة CC عدداً ناطقاً:

العبارة المعطاة:

C=55+2C = \frac{5}{\sqrt{5} + 2}

للتخلص من الجذر في المقام، نضرب البسط والمقام في المرافق (5−2)(\sqrt{5} - 2):

C=5×(5−2)(5+2)(5−2)C = \frac{5 \times (\sqrt{5} - 2)}{(\sqrt{5} + 2)(\sqrt{5} - 2)}

باستعمال المتطابقة الشهيرة (a+b)(a−b)=a2−b2(a+b)(a-b) = a^2 - b^2:

C=55−10(5)2−22C = \frac{5\sqrt{5} - 10}{(\sqrt{5})^2 - 2^2}
C=55−105−4C = \frac{5\sqrt{5} - 10}{5 - 4}
C=55−101C = \frac{5\sqrt{5} - 10}{1}
✅الإجابة النموذجية:
C=55−10C = 5\sqrt{5} - 10
📌

التمرين الثاني: التحليل والمعادلات والمتراجحات

العبارة الجبرية المعطاة:

F=(2x−1)2−9F = (2x - 1)^2 - 9

1) كتابة FF على شكل جداء عاملين من الدرجة الأولى:

نلاحظ أن العبارة تكتب على شكل فرق مربعين a2−b2a^2 - b^2، حيث a=2x−1a = 2x - 1 و b2=9⇒b=3b^2 = 9 \Rightarrow b = 3:

F=(2x−1)2−32F = (2x - 1)^2 - 3^2
F=[(2x−1)−3][(2x−1)+3]F = [(2x - 1) - 3][(2x - 1) + 3]
F=(2x−1−3)(2x−1+3)F = (2x - 1 - 3)(2x - 1 + 3)
✅الإجابة النموذجية:
F=(2x−4)(2x+2)F = (2x - 4)(2x + 2)

2) حل المعادلة F=0F = 0:

(2x−4)(2x+2)=0(2x - 4)(2x + 2) = 0

يعني أن:

إما 2x−4=0⇒2x=4⇒x=42=22x - 4 = 0 \Rightarrow 2x = 4 \Rightarrow x = \frac{4}{2} = 2

أو 2x+2=0⇒2x=−2⇒x=−22=−12x + 2 = 0 \Rightarrow 2x = -2 \Rightarrow x = \frac{-2}{2} = -1

✅الإجابة النموذجية:

للمعادلة حلان هما: x=2x = 2 و x=−1x = -1.

3) نشر وتبسيط العبارة FF:

F=(2x−1)2−9F = (2x - 1)^2 - 9
F=(4x2−4x+1)−9F = (4x^2 - 4x + 1) - 9
✅الإجابة النموذجية:
F=4x2−4x−8F = 4x^2 - 4x - 8

4) لتكن العبارة A=3x−5A = 3x - 5:

أ) حساب القيمة المقربة إلى 10−210^{-2} بالنقصان للعدد AA من أجل x=2x = \sqrt{2}:

نعوض x=2x = \sqrt{2} في العبارة AA:

A=32−5A = 3\sqrt{2} - 5

نعلم أن 2≈1.41421356...\sqrt{2} \approx 1.41421356...

A≈3(1.41421356)−5A \approx 3(1.41421356) - 5
A≈4.24264−5A \approx 4.24264 - 5
A≈−0.75735...A \approx -0.75735...
💡إضاءة وتنبيه:
القيمة المقربة إلى 10−210^{-2} (رقمان بعد الفاصلة) بالنقصان لعدد سالب تعني اختيار الأصغر، أي السير نحو اليسار على المستقيم العددي. بما أن −0.76<−0.75735<−0.75-0.76 < -0.75735 < -0.75، فإن القيمة المقربة بالنقصان هي −0.76-0.76.
✅الإجابة النموذجية:

القيمة المقربة إلى 10−210^{-2} بالنقصان للعدد AA هي −0.76-0.76.

ب) حل المتراجحة A≥0A \ge 0 وتمثيل مجموعة حلولها بيانيًا:

3x−5≥03x - 5 \ge 0
3x≥53x \ge 5
x≥53x \ge \frac{5}{3}
✅الإجابة النموذجية:

حلول المتراجحة هي كل أعداد xx الأكبر من أو تساوي 53\frac{5}{3}.

التمثيل البياني:

نرسم مستقيماً مدرجاً، ونعين عليه القيمة 53≈1.67\frac{5}{3} \approx 1.67:

تشطب الأعداد الأصغر تماماً من 53\frac{5}{3} (على اليسار).
توجَّه العارضة نحو جهة الحلول (يمين القيمة 53\frac{5}{3}) لأن العلامة تحتوي على المساواة (≥\ge).
—[شطب (غير حلول)]—> [53=============> (الحلول)\text{---[شطب (غير حلول)]---> }\left[ \frac{5}{3} \right. \text{=============> (الحلول)}
📌

التمرين الثالث: الأشعة والمتوازيات في الهندسة

1) إنشاء الشكل وتعيين النقطة DD بحيث AD⃗=CB⃗\vec{AD} = \vec{CB}:

المثلث ABCABC متساوي الساقين رأسه الأساسي AA فيه AB=AC=4 cmAB = AC = 4\text{ cm}.
إنشاء النقطة DD: الشعاعان AD⃗\vec{AD} و CB⃗\vec{CB} متساويان، مما يعني أن الرباعي CADBCADB متوازي أضلاع.

2) تعيين النقطة EE بحيث تكون BB منتصف قطعة المستقيم [EC][EC]:

تكون BB منتصف [EC][EC] يعني أن الشعاعين متساويان: EB⃗=BC⃗\vec{EB} = \vec{BC}.

نوع الرباعي ABEDABED وتبرير الإجابة:

✅الإجابة النموذجية:

نوع الرباعي ABEDABED هو متوازي أضلاع.

التعليل:

لدينا من المعطيات: AD⃗=CB⃗\vec{AD} = \vec{CB} ... (1)

ولدينا BB منتصف [EC][EC]، وهذا يعني أن: CB⃗=BE⃗\vec{CB} = \vec{BE} ... (2)

من العلاقتين (1) و (2) نستنتج أن:

AD⃗=BE⃗\vec{AD} = \vec{BE}

بما أن الشعاعين AD⃗\vec{AD} و BE⃗\vec{BE} متساويان، فإن الرباعي ABEDABED متوازي أضلاع.

3) نقل وإكمال المجموع الشعاعي:

المطلوب إكمال: CA⃗+BE⃗=…\vec{CA} + \vec{BE} = \dots

من الخاصية سابقة الذكر، نعلم أن BE⃗=AD⃗\vec{BE} = \vec{AD}، بالتعويض:

CA⃗+BE⃗=CA⃗+AD⃗\vec{CA} + \vec{BE} = \vec{CA} + \vec{AD}

باستعمال علاقة شال (بداية الشعاع الثاني هي نهاية الشعاع الأول):

CA⃗+AD⃗=CD⃗\vec{CA} + \vec{AD} = \vec{CD}
✅الإجابة النموذجية:
CA⃗+BE⃗=CD⃗\vec{CA} + \vec{BE} = \vec{CD}
📌

التمرين الرابع: حساب المثلثات والخوص الهندسية

1) تبيان أن المثلث ABCABC قائم:

لدينا أطوال أضلاع المثلث ABCABC:

AB=6.9 cmAB = 6.9\text{ cm}، BC=9.2 cmBC = 9.2\text{ cm}، AC=11.5 cmAC = 11.5\text{ cm}.

نحسب مربع أطول ضلع (الوتر المترشح ACAC):

AC2=(11.5)2=132.25AC^2 = (11.5)^2 = 132.25

نحسب مجموع مربعي الضلعين الآخرين:

AB2+BC2=(6.9)2+(9.2)2=47.61+84.64=132.25AB^2 + BC^2 = (6.9)^2 + (9.2)^2 = 47.61 + 84.64 = 132.25

نلاحظ أن:

AC2=AB2+BC2AC^2 = AB^2 + BC^2
✅الإجابة النموذجية:

حسب الخاصية العكسية لفيثاغورس، فإن المثلث ABCABC قائم في النقطة BB.

2) حساب قيس الزاوية ACB^\widehat{ACB} ثم استنتاج قيس الزاوية BAC^\widehat{BAC}:

حساب قيس الزاوية ACB^\widehat{ACB}:

في المثلث القائم ABCABC في BB:

cos⁡(ACB^)=المجاورالوتر=BCAC=9.211.5=0.8\cos(\widehat{ACB}) = \frac{\text{المجاور}}{\text{الوتر}} = \frac{BC}{AC} = \frac{9.2}{11.5} = 0.8

باستعمال الآلة الحاسبة (2ndF+cos⁡\text{2ndF} + \cos أو cos⁡−1(0.8)\cos^{-1}(0.8)):

ACB^≈36.87∘\widehat{ACB} \approx 36.87^\circ

بالتدوير إلى الوحدة (أو بالدقائق حسب الطلب): ACB^≈37∘\widehat{ACB} \approx 37^\circ.

استنتاج قيس الزاوية BAC^\widehat{BAC}:

بما أن المثلث قائم في BB، فإن الزاويتين الحادتين متتامتان:

BAC^=90∘−ACB^\widehat{BAC} = 90^\circ - \widehat{ACB}
BAC^=90∘−36.87∘=53.13∘\widehat{BAC} = 90^\circ - 36.87^\circ = 53.13^\circ

بالتدوير إلى الوحدة: BAC^≈53∘\widehat{BAC} \approx 53^\circ.

✅الإجابة النموذجية:
قيس الزاوية ACB^≈36.87∘\widehat{ACB} \approx 36.87^\circ (بالتدوير إلى الوحدة 37∘37^\circ).
قيس الزاوية BAC^≈53.13∘\widehat{BAC} \approx 53.13^\circ (بالتدوير إلى الوحدة 53∘53^\circ).
📌

الوضعية الإدماجية

الجزء الأول: حساب بعدي مزرعة الحاج أحمد

المعطيات:

المزرعة مستطيلة الشكل.
طولها ضعف عرضها: إذا فرضنا أن العرض هو xx، فإن الطول هو 2x2x.
مساحتها تساوي 12800 m212800\text{ m}^2.

صياغة المعادلة:

مساحة المستطيل = الطول × العرض

(2x)×x=12800(2x) \times x = 12800
2x2=128002x^2 = 12800
x2=128002x^2 = \frac{12800}{2}
x2=6400x^2 = 6400

بما أن العرض مقدار موجب:

x=6400=80 mx = \sqrt{6400} = 80\text{ m}

حساب الطول:

الطول=2×80=160 m\text{الطول} = 2 \times 80 = 160\text{ m}
✅الإجابة النموذجية:
عرض المزرعة هو: 80 m80\text{ m}.
طول المزرعة هو: 160 m160\text{ m}.

الجزء الثاني: تقسيم المواشي إلى أكبر عدد من الأفواج

1) مساعدة عمي أحمد في تقسيمها إلى أكبر عدد ممكن من الأفواج المتماثلة:

لحساب أكبر عدد من الأفواج المتماثلة من حيث النوع والعدد، نحسب القاسم المشترك الأكبر لعدد البقر (9090) وعدد الغنم (285285)، أي PGCD(285,90)\text{PGCD}(285, 90).

باستعمال خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية):

285=90×3+15285 = 90 \times 3 + 15
90=15×6+090 = 15 \times 6 + 0

آخر باقي غير معدوم هو 1515.

✅الإجابة النموذجية:

أكبر عدد ممكن من الأفواج التي يمكن تشكيلها هو 15 فوجاً.

2) حساب تركيبة كل فوج (عدد الأبقار والأغنام في كل فوج):

💡تنبيه وتصحيح خطأ مطبعي في ورقة الامتحان:
تكررت عبارة "أحسب بعدي هذه المزرعة" بالخطأ في السؤال الثاني من الجزء الثاني بفي السند الأصلي، والمقصود علمياً ورسمياً هو حساب تشكيلة وتركيبة الفوج الواحد من الأبقار والأغنام.
عدد الأبقار في كل فوج: 90÷15=690 \div 15 = 6 بقرات.
عدد الأغنام في كل فوج: 285÷15=19285 \div 15 = 19 رأس غنم.
✅الإجابة النموذجية:

يحتوي كل فوج على 6 بقرات و 19 رأس غنم.

الجزء الثالث: الوضعية الهندسية للشاحنة والدعامة

1) معرفة ما إذا كانت الدعامة عمودية على سطح الأرض:

الدعامة ممثلة بالقطعة [BC][BC]، وسطح الأرض يمثله المستقيم (AC)(AC).

نختبر ما إذا كان المثلث ABCABC قائمًا في CC:

المعطيات:

AB=2 mAB = 2\text{ m}، AC=1.6 mAC = 1.6\text{ m}، BC=1.2 mBC = 1.2\text{ m}.

نحسب مربع أطول ضلع ABAB:

AB2=22=4AB^2 = 2^2 = 4

نحسب مجموع مربعي الضلعين الآخرين:

AC2+BC2=(1.6)2+(1.2)2=2.56+1.44=4AC^2 + BC^2 = (1.6)^2 + (1.2)^2 = 2.56 + 1.44 = 4

بما أن AB2=AC2+BC2AB^2 = AC^2 + BC^2، فحسب الخاصية العكسية لفيثاغورس، فإن المثلث ABCABC قائم في CC.

✅الإجابة النموذجية:

نعم، الدعامة (BC)(BC) عمودية تماماً على سطح الأرض (AC)(AC) عند النقطة CC.

2) حساب طول اللوحة الخشبية (الطول ADAD):

البرهان على التوازي:

لدينا (BC)⊥(AE)(BC) \perp (AE) (الدعامة عمودية على الأرض).
ولدينا (DE)⊥(AE)(DE) \perp (AE) (ارتفاع باب الشاحنة العمودي على سطح الأرض).
المستقيَمان العموديان على نفس المستقيم متوازيان، إذن: (BC)∥(DE)(BC) \parallel (DE).

تطبيق خاصية طالس:

في المثلث ADEADE، لدينا النقاط A,B,DA, B, D على استقامة واحدة وA,C,EA, C, E على استقامة واحدة بنفس الترتيب، و(BC)∥(DE)(BC) \parallel (DE)، إذن حسب خاصية طالس:

ABAD=ACAE=BCDE\frac{AB}{AD} = \frac{AC}{AE} = \frac{BC}{DE}

نعوض بالأطوال المعلومة (AB=2 mAB = 2\text{ m}، BC=1.2 mBC = 1.2\text{ m}، DE=1.8 mDE = 1.8\text{ m}):

2AD=1.21.8\frac{2}{AD} = \frac{1.2}{1.8}

باستعمال الرابع المتناسب:

AD=2×1.81.2AD = \frac{2 \times 1.8}{1.2}
AD=3.61.2=3 mAD = \frac{3.6}{1.2} = 3\text{ m}
✅الإجابة النموذجية:

طول اللوحة الخشبية هو AD=3 mAD = 3\text{ m}.