📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 83 - 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: (03 نقاط)

1) كتابة AA و BB على أسط شكل ممكن:

تبسيط العدد AA:
A=80=16×5=16×5=45A = \sqrt{80} = \sqrt{16 \times 5} = \sqrt{16} \times \sqrt{5} = 4\sqrt{5}
✅الإجابة النموذجية:
A=45A = 4\sqrt{5}
تبسيط العدد BB:
B=320+227−45B = 3\sqrt{20} + 2\sqrt{27} - \sqrt{45}

نحلل الأعداد تحت الجذور إلى جذاء عوامل أحدهما مربع تام:

B=34×5+29×3−9×5B = 3\sqrt{4 \times 5} + 2\sqrt{9 \times 3} - \sqrt{9 \times 5}
B=3×25+2×33−35B = 3 \times 2\sqrt{5} + 2 \times 3\sqrt{3} - 3\sqrt{5}
B=65+63−35B = 6\sqrt{5} + 6\sqrt{3} - 3\sqrt{5}

نجمع الحدود المتشابهة:

B=(6−3)5+63=35+63B = (6 - 3)\sqrt{5} + 6\sqrt{3} = 3\sqrt{5} + 6\sqrt{3}
✅الإجابة النموذجية:
B=35+63B = 3\sqrt{5} + 6\sqrt{3}

2) تبسيط كل من A×BA \times B و B2B^2:

تبسيط الجداء A×BA \times B:
A×B=45×(35+63)A \times B = 4\sqrt{5} \times \left( 3\sqrt{5} + 6\sqrt{3} \right)

باستعمال خاصية التوزيع:

A×B=(45×35)+(45×63)A \times B = (4\sqrt{5} \times 3\sqrt{5}) + (4\sqrt{5} \times 6\sqrt{3})
A×B=(12×5)+(245×3)=60+2415A \times B = (12 \times 5) + (24\sqrt{5 \times 3}) = 60 + 24\sqrt{15}
✅الإجابة النموذجية:
A×B=60+2415A \times B = 60 + 24\sqrt{15}
تبسيط B2B^2:
B2=(35+63)2B^2 = \left( 3\sqrt{5} + 6\sqrt{3} \right)^2

باستعمال المتطابقة الشهيرة الأولى (a+b)2=a2+2ab+b2(a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2:

B2=(35)2+2×(35)×(63)+(63)2B^2 = \left(3\sqrt{5}\right)^2 + 2 \times \left(3\sqrt{5}\right) \times \left(6\sqrt{3}\right) + \left(6\sqrt{3}\right)^2
B2=(9×5)+(3615)+(36×3)B^2 = (9 \times 5) + (36\sqrt{15}) + (36 \times 3)
B2=45+3615+108=153+3615B^2 = 45 + 36\sqrt{15} + 108 = 153 + 36\sqrt{15}
✅الإجابة النموذجية:
B2=153+3615B^2 = 153 + 36\sqrt{15}

3) جعل مقام النسبة D=BAD = \frac{B}{A} عدداً ناطقاً:

D=35+6345D = \frac{3\sqrt{5} + 6\sqrt{3}}{4\sqrt{5}}

نضرب كل من البسط والمقام في الجذر التربيعي للمقام وهو 5\sqrt{5}:

D=(35+63)×545×5=3(5)2+63×54×5D = \frac{(3\sqrt{5} + 6\sqrt{3}) \times \sqrt{5}}{4\sqrt{5} \times \sqrt{5}} = \frac{3(\sqrt{5})^2 + 6\sqrt{3 \times 5}}{4 \times 5}
D=3×5+61520=15+61520D = \frac{3 \times 5 + 6\sqrt{15}}{20} = \frac{15 + 6\sqrt{15}}{20}
✅الإجابة النموذجية:
D=15+61520D = \frac{15 + 6\sqrt{15}}{20}

4) إعطاء القيمة المقربة إلى 1100\frac{1}{100} بالنقصان للعدد DD:

نحسب القيمة العشريّة للعدد DD:

15≈3.87298\sqrt{15} \approx 3.87298
D=15+6(3.87298)20=15+23.237920=38.237920≈1.91189D = \frac{15 + 6(3.87298)}{20} = \frac{15 + 23.2379}{20} = \frac{38.2379}{20} \approx 1.91189
💡إضاءة وتنبيه:

التقريب بالنقصان إلى 1100\frac{1}{100} (أي رقمين بعد الفاصلة) يعني أخذ الرقمين بعد الفاصلة كما هما دون زيادة.

✅الإجابة النموذجية:

القيمة المقربة إلى 1100\frac{1}{100} بالنقصان للعدد DD هي: 1.911.91.

📌

التمرين الثاني: (03 نقاط)

1) نشر وتبسيط العبارة EE:

العبارة المعطاة:

E=(2x+1)(x−5)−(2x+1)2E = (2x + 1)(x - 5) - (2x + 1)^2
نشر الحد الأول (2x+1)(x−5)(2x + 1)(x - 5):
(2x+1)(x−5)=2x2−10x+x−5=2x2−9x−5(2x + 1)(x - 5) = 2x^2 - 10x + x - 5 = 2x^2 - 9x - 5
نشر الحد الثاني (2x+1)2(2x + 1)^2:
(2x+1)2=(2x)2+2(2x)(1)+12=4x2+4x+1(2x + 1)^2 = (2x)^2 + 2(2x)(1) + 1^2 = 4x^2 + 4x + 1
التجميع والتبسيط:
E=(2x2−9x−5)−(4x2+4x+1)E = (2x^2 - 9x - 5) - (4x^2 + 4x + 1)
E=2x2−9x−5−4x2−4x−1E = 2x^2 - 9x - 5 - 4x^2 - 4x - 1
E=(2x2−4x2)+(−9x−4x)+(−5−1)E = (2x^2 - 4x^2) + (-9x - 4x) + (-5 - 1)
E=−2x2−13x−6E = -2x^2 - 13x - 6
✅الإجابة النموذجية:
E=−2x2−13x−6E = -2x^2 - 13x - 6

2) حساب قيمة EE من أجل x=0x = 0 و x=3x = \sqrt{3}:

من أجل x=0x = 0:
E=−2(0)2−13(0)−6=0−0−6=−6E = -2(0)^2 - 13(0) - 6 = 0 - 0 - 6 = -6
✅الإجابة النموذجية:

من أجل x=0x = 0، قيمة العبارة هي: −6-6.

من أجل x=3x = \sqrt{3}:
E=−2(3)2−13(3)−6E = -2(\sqrt{3})^2 - 13(\sqrt{3}) - 6
E=−2(3)−133−6=−6−133−6=−12−133E = -2(3) - 13\sqrt{3} - 6 = -6 - 13\sqrt{3} - 6 = -12 - 13\sqrt{3}
✅الإجابة النموذجية:

من أجل x=3x = \sqrt{3}، قيمة العبارة هي: −12−133-12 - 13\sqrt{3}.

3) تحليل العبارة EE إلى جذاء عاملين من الدرجة الأولى ثم حل المعادلة E=0E = 0:

تحليل العبارة EE:
E=(2x+1)(x−5)−(2x+1)2E = (2x + 1)(x - 5) - (2x + 1)^2

نلاحظ وجود العامل المشترك (2x+1)(2x + 1):

E=(2x+1)[(x−5)−(2x+1)]E = (2x + 1) \left[ (x - 5) - (2x + 1) \right]
E=(2x+1)(x−5−2x−1)E = (2x + 1) (x - 5 - 2x - 1)
E=(2x+1)(−x−6)E = (2x + 1) (-x - 6)
✅الإجابة النموذجية:
E=(2x+1)(−x−6)E = (2x + 1)(-x - 6)
حل المعادلة E=0E = 0:
(2x+1)(−x−6)=0(2x + 1)(-x - 6) = 0

هذا يعني أن:

أما 2x+1=0  ⟹  2x=−1  ⟹  x=−122x + 1 = 0 \implies 2x = -1 \implies x = -\frac{1}{2}

أو −x−6=0  ⟹  −x=6  ⟹  x=−6-x - 6 = 0 \implies -x = 6 \implies x = -6

✅الإجابة النموذجية:

للمعادلة حلان هما: x=−12x = -\frac{1}{2} و x=−6x = -6.

4) حل المعادلة E=−2x2+30E = -2x^2 + 30:

نعوض العبارة المبسطة لـ EE:

−2x2−13x−6=−2x2+30-2x^2 - 13x - 6 = -2x^2 + 30

نضيف 2x22x^2 للطرفين:

−13x−6=30-13x - 6 = 30
−13x=30+6-13x = 30 + 6
−13x=36  ⟹  x=−3613-13x = 36 \implies x = -\frac{36}{13}
✅الإجابة النموذجية:

حل المعادلة هو: x=−3613x = -\frac{36}{13}.

📌

التمرين الثالث: (03 نقاط)

من معطيات الشكل:

المثلث ADCADC قائم في DD فيه: AD=8 cmAD = 8 \text{ cm} و DC=15 cmDC = 15 \text{ cm}.
النقاط A,O,CA, O, C على استقامة واحدة حيث OC=10 cmOC = 10 \text{ cm}.
النقاط B,O,DB, O, D على استقامة واحدة حيث OD=8 cmOD = 8 \text{ cm} و OB=5.6 cmOB = 5.6 \text{ cm}.

1) حساب الطول ACAC:

المثلث ADCADC قائم في DD، بتطبيق خاصية فيثاغورس نجد:

AC2=AD2+DC2AC^2 = AD^2 + DC^2
AC2=82+152=64+225=289AC^2 = 8^2 + 15^2 = 64 + 225 = 289
AC=289=17 cmAC = \sqrt{289} = 17 \text{ cm}
✅الإجابة النموذجية:

الطول ACAC يساوي 17 cm17 \text{ cm}.

2) تبيان أن المستقيمين (DC)(DC) و (AB)(AB) متوازيان:

أولاً، نحسب الطول OAOA:

بما أن OO نقطة من قطعة المستقيم [AC][AC]، فإن:

OA=AC−OC=17−10=7 cmOA = AC - OC = 17 - 10 = 7 \text{ cm}

ثانياً، نقارن النسبتين OAOC\frac{OA}{OC} و OBOD\frac{OB}{OD}:

النسبة الأولى:
OAOC=710=0.7\frac{OA}{OC} = \frac{7}{10} = 0.7
النسبة الثانية:
OBOD=5.68=0.7\frac{OB}{OD} = \frac{5.6}{8} = 0.7

نلاحظ أن: OAOC=OBOD=0.7\frac{OA}{OC} = \frac{OB}{OD} = 0.7.

وبما أن النقاط A,O,CA, O, C والنقاط B,O,DB, O, D في استقامية وبنفس الترتيب، فحسب الخاصية العكسية لخاصية طاليس، فإن المستقيمين (DC)(DC) و (AB)(AB) متوازيان.

✅الإجابة النموذجية:

المستقيمان (DC)(DC) و (AB)(AB) متوازيان.

3) حساب الطول ABAB:

بما أن المستقيمين (DC)(DC) و (AB)(AB) متوازيان، فبتطبيق خاصية طاليس في المثلثين المتقابلين بالرأس عند OO نجد:

OAOC=OBOD=ABDC\frac{OA}{OC} = \frac{OB}{OD} = \frac{AB}{DC}

بالتعويض بالقيم:

710=AB15\frac{7}{10} = \frac{AB}{15}
AB=7×1510=10510=10.5 cmAB = \frac{7 \times 15}{10} = \frac{105}{10} = 10.5 \text{ cm}
✅الإجابة النموذجية:

الطول ABAB يساوي 10.5 cm10.5 \text{ cm}.

4) التعبير عن محيط المثلث ABCABC بدلالة الطول BCBC:

محيط المثلث ABCABC يُرمز له بـ PP:

P=AB+AC+BCP = AB + AC + BC

نعوض أطوال أضلاعه المعلومة:

P=10.5+17+BC=27.5+BCP = 10.5 + 17 + BC = 27.5 + BC
✅الإجابة النموذجية:

عبارة محيط المثلث ABCABC هي: P=27.5+BCP = 27.5 + BC.

📌

التمرين الرابع: (03 نقاط)

المعطيات: ABCABC مثلث قائم في AA حيث: cos⁡(ABC^)=22\cos(\widehat{ABC}) = \frac{\sqrt{2}}{2}.

1) حساب القيمة المضبوطة لـ sin⁡(ABC^)\sin(\widehat{ABC}) و tan⁡(ABC^)\tan(\widehat{ABC}):

حساب sin⁡(ABC^)\sin(\widehat{ABC}):

نستعمل العلاقة المثلثية الأساسية: cos⁡2(ABC^)+sin⁡2(ABC^)=1\cos^2(\widehat{ABC}) + \sin^2(\widehat{ABC}) = 1

(22)2+sin⁡2(ABC^)=1\left(\frac{\sqrt{2}}{2}\right)^2 + \sin^2(\widehat{ABC}) = 1
24+sin⁡2(ABC^)=1  ⟹  12+sin⁡2(ABC^)=1\frac{2}{4} + \sin^2(\widehat{ABC}) = 1 \implies \frac{1}{2} + \sin^2(\widehat{ABC}) = 1
sin⁡2(ABC^)=1−12=12\sin^2(\widehat{ABC}) = 1 - \frac{1}{2} = \frac{1}{2}
sin⁡(ABC^)=12=12=22\sin(\widehat{ABC}) = \sqrt{\frac{1}{2}} = \frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{2}
✅الإجابة النموذجية:
sin⁡(ABC^)=22\sin(\widehat{ABC}) = \frac{\sqrt{2}}{2}
حساب tan⁡(ABC^)\tan(\widehat{ABC}):
tan⁡(ABC^)=sin⁡(ABC^)cos⁡(ABC^)=2222=1\tan(\widehat{ABC}) = \frac{\sin(\widehat{ABC})}{\cos(\widehat{ABC})} = \frac{\frac{\sqrt{2}}{2}}{\frac{\sqrt{2}}{2}} = 1
✅الإجابة النموذجية:
tan⁡(ABC^)=1\tan(\widehat{ABC}) = 1

2) إيجاد قيس الزاوية ABC^\widehat{ABC}، ثم قيس الزاوية ACB^\widehat{ACB}:

بما أن cos⁡(ABC^)=22\cos(\widehat{ABC}) = \frac{\sqrt{2}}{2}، فباستعمال الآلة الحاسبة (cos⁡−1\cos^{-1}):
ABC^=45∘\widehat{ABC} = 45^\circ
حساب قيس الزاوية ACB^\widehat{ACB}:

المثلث ABCABC قائم في AA، إذن الزاويتان الحادتان متتامتان:

ACB^=90∘−ABC^=90∘−45∘=45∘\widehat{ACB} = 90^\circ - \widehat{ABC} = 90^\circ - 45^\circ = 45^\circ
✅الإجابة النموذجية:

قيس الزاوية ABC^=45∘\widehat{ABC} = 45^\circ، وقيس الزاوية ACB^=45∘\widehat{ACB} = 45^\circ.

3) تحديد نوع المثلث ABCABC وحساب مساحته:

نوع المثلث ABCABC:

بما أن المثلث قائم في AA وفيه زاويدتان حادتان متساويتان (ABC^=ACB^=45∘\widehat{ABC} = \widehat{ACB} = 45^\circ)، فإن الضلعين القائمين متساويان (AB=ACAB = AC).

إذن المثلث ABCABC قائم ومتساوي الساقين في AA.

حساب مساحة المثلث ABCABC:

نعلم أن AB=AC=22 cmAB = AC = 2\sqrt{2} \text{ cm}.

قانون المساحة للمثلث القائم:

S=AB×AC2=22×222=4×22=4 cm2S = \frac{AB \times AC}{2} = \frac{2\sqrt{2} \times 2\sqrt{2}}{2} = \frac{4 \times 2}{2} = 4 \text{ cm}^2
✅الإجابة النموذجية:

نوع المثلث: قائم ومتساوي الساقين في AA.

مساحته تساوي: 4 cm24 \text{ cm}^2.

📌

الجزء الثاني: الوضعية الإدماجية (08 نقاط)

الشكل يتكون من:

مستطيل ABCMABCM يمثل المدرسة بأبعاد: AB=MC=60 mAB = MC = 60 \text{ m} و BC=AM=40 mBC = AM = 40 \text{ m}.
مثلث قائم AMDAMD يمثل الحديقة القائمة في MM.

الجزء الأول: نضع DM=30 mDM = 30 \text{ m}

1) تبيان أن AD=50 mAD = 50 \text{ m}:

المثلث AMDAMD قائم في MM، نطبق خاصية فيثاغورس:

AD2=AM2+DM2AD^2 = AM^2 + DM^2

نعوض بالأطوال المعطاة (AM=40 mAM = 40 \text{ m}، DM=30 mDM = 30 \text{ m}):

AD2=402+302=1600+900=2500AD^2 = 40^2 + 30^2 = 1600 + 900 = 2500
AD=2500=50 mAD = \sqrt{2500} = 50 \text{ m}
✅الإجابة النموذجية:

الطول ADAD يثبت أنه يساوي 50 m50 \text{ m}.

2) حساب tan⁡(ADM^)\tan(\widehat{ADM}) ثم استنتاج قيس الزاوية ADM^\widehat{ADM}:

حساب الظل:
tan⁡(ADM^)=الضلع المقابلالضلع المجاور=AMDM=4030=43≈1.333\tan(\widehat{ADM}) = \frac{\text{الضلع المقابل}}{\text{الضلع المجاور}} = \frac{AM}{DM} = \frac{40}{30} = \frac{4}{3} \approx 1.333
استنتاج قيس الزاوية بالتدوير إلى 0.10.1 من الدرجة:

باستعمال الآلة الحاسبة (tan⁡−1(4/3)\tan^{-1}(4/3)):

ADM^≈53.130∘→التدوير إلى 0.153.1∘\widehat{ADM} \approx 53.130^\circ \xrightarrow{\text{التدوير إلى 0.1}} 53.1^\circ
✅الإجابة النموذجية:

tan⁡(ADM^)=43\tan(\widehat{ADM}) = \frac{4}{3}، وقيس الزاوية بالتدوير إلى 0.1 هو 53.1∘53.1^\circ.

3) التحقق من أن sin⁡2(ADM^)+cos⁡2(ADM^)=1\sin^2(\widehat{ADM}) + \cos^2(\widehat{ADM}) = 1:

نحسب نسب الجيب وجيب التمام أولاً:

sin⁡(ADM^)=AMAD=4050=0.8  ⟹  sin⁡2(ADM^)=(0.8)2=0.64\sin(\widehat{ADM}) = \frac{AM}{AD} = \frac{40}{50} = 0.8 \implies \sin^2(\widehat{ADM}) = (0.8)^2 = 0.64
cos⁡(ADM^)=DMAD=3050=0.6  ⟹  cos⁡2(ADM^)=(0.6)2=0.36\cos(\widehat{ADM}) = \frac{DM}{AD} = \frac{30}{50} = 0.6 \implies \cos^2(\widehat{ADM}) = (0.6)^2 = 0.36

نجمع المربعين:

sin⁡2(ADM^)+cos⁡2(ADM^)=0.64+0.36=1\sin^2(\widehat{ADM}) + \cos^2(\widehat{ADM}) = 0.64 + 0.36 = 1
✅الإجابة النموذجية:

تم التحقق بنجاح من أن المساواة محققة وتساوي 1.

الجزء الثاني: نضع DM=xDM = x (مقاسة بـ m\text{m})

a) التعبير عن S1S_1 مساحة الحديقة بدلالة xx:

الحديقة عبارة عن مثلث قائم AMDAMD قاعدته DM=xDM = x وارتفاعه AM=40 mAM = 40 \text{ m}:

S1=AM×DM2=40×x2=20xS_1 = \frac{AM \times DM}{2} = \frac{40 \times x}{2} = 20x
✅الإجابة النموذجية:
S1=20xS_1 = 20x

b) التعبير عن S2S_2 مساحة قطعة الأرض (المدرسة والحديقة معاً) بدلالة xx:

مساحة المستطيل ABCMABCM (المدرسة):
Sمدرسة=AB×BC=60×40=2400 m2S_{\text{مدرسة}} = AB \times BC = 60 \times 40 = 2400 \text{ m}^2
المساحة الكلية S2S_2:
S2=S1+Sمدرسة=20x+2400S_2 = S_1 + S_{\text{مدرسة}} = 20x + 2400
✅الإجابة النموذجية:
S2=20x+2400S_2 = 20x + 2400

c) إيجاد قيمة xx حتى تكون S1=15S2S_1 = \frac{1}{5} S_2:

نصوغ المعادلة:

20x=15(20x+2400)20x = \frac{1}{5} (20x + 2400)

نضرب الطرفين في 5 للتخلص من الكسر:

100x=20x+2400100x = 20x + 2400
100x−20x=2400100x - 20x = 2400
80x=2400  ⟹  x=240080=30 m80x = 2400 \implies x = \frac{2400}{80} = 30 \text{ m}
✅الإجابة النموذجية:

تكون المساحة S1S_1 مساوية للخمس من المساحة الكلية S2S_2 عندما تكون x=30 mx = 30 \text{ m}.

الجزء الثالث: غرس الأشجار حول محيط الحديقة

أبعاد الحديقة المثلثة AMDAMD هي: AM=40 mAM = 40 \text{ m}، DM=30 mDM = 30 \text{ m}، AD=50 mAD = 50 \text{ m}.

1) أكبر مسافة يمكن أن تفصل بين شجرتين متجاورتين:

المسافة المتساوية والأكبر بين الأشجار تعبر عن القاسم المشترك الأكبر لأطوال أضلاع المثلث الثلاثة PGCD(30,40,50)\text{PGCD}(30, 40, 50).

نحسب القاسم المشترك الأكبر للأعداد 3030، 4040، و 5050:
PGCD(30,40)=10\text{PGCD}(30, 40) = 10
PGCD(10,50)=10\text{PGCD}(10, 50) = 10

إذن:

PGCD(30,40,50)=10\text{PGCD}(30, 40, 50) = 10
✅الإجابة النموذجية:

أكبر مسافة تفصل بين شجرتين متجاورتين هي 10 m10 \text{ m}.

2) عدد الأشجار التي يمكن غرسها حول محيط الحديقة:

نحسب أولاً محيط الحديقة PP:
P=AM+DM+AD=40+30+50=120 mP = AM + DM + AD = 40 + 30 + 50 = 120 \text{ m}
نحسب عدد الأشجار NN:
N=Pd=12010=12 شجرةN = \frac{P}{d} = \frac{120}{10} = 12 \text{ شجرة}
✅الإجابة النموذجية:

عدد الأشجار التي يمكن غرسها هو 12 شجرة12 \text{ شجرة}.