📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 85 - 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 (04 نقاط)

1) حساب القاسم المشترك الأكبر للعددين 192 و 56: PGCD(192;56)\text{PGCD}(192; 56)

باستخدام خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية):

192=56×3+24192 = 56 \times 3 + 24
56=24×2+856 = 24 \times 2 + 8
24=8×3+024 = 8 \times 3 + 0
💡إضاءة وتنبيه:
القاسم المشترك الأكبر هو آخر باقي غير معدوم في خوارزمية القسمات المتتالية.
✅الإجابة النموذجية:
PGCD(192;56)=8\text{PGCD}(192; 56) = 8

2) تبيان أن العدد AA عدد طبيعي:

لدينا العبارة:

A=19256−47×52A = \frac{192}{56} - \frac{4}{7} \times \frac{5}{2}
اختزال الكسر الأول بنقسمة البسط والمقام على PGCD(192;56)=8\text{PGCD}(192; 56) = 8:
192÷856÷8=247\frac{192 \div 8}{56 \div 8} = \frac{24}{7}
حساب جذاء الكسرين:
47×52=4×57×2=2014=107\frac{4}{7} \times \frac{5}{2} = \frac{4 \times 5}{7 \times 2} = \frac{20}{14} = \frac{10}{7}
حساب قيمة AA:
A=247−107=24−107=147=2A = \frac{24}{7} - \frac{10}{7} = \frac{24 - 10}{7} = \frac{14}{7} = 2
✅الإجابة النموذجية:

العدد A=2A = 2 وهو عدد طبيعي.

3) تبسيط العدد BB:

لدينا:

B=327−108+3B = 3\sqrt{27} - \sqrt{108} + \sqrt{3}

كتابة المربعات التامة تحت الراديكالي على الشكل a3a\sqrt{3}:

27=9×3=33\sqrt{27} = \sqrt{9 \times 3} = 3\sqrt{3}
108=36×3=63\sqrt{108} = \sqrt{36 \times 3} = 6\sqrt{3}

بالتعويض في العبارة BB:

B=3(33)−63+3B = 3(3\sqrt{3}) - 6\sqrt{3} + \sqrt{3}
B=93−63+13=(9−6+1)3B = 9\sqrt{3} - 6\sqrt{3} + 1\sqrt{3} = (9 - 6 + 1)\sqrt{3}
✅الإجابة النموذجية:
B=43B = 4\sqrt{3}

4) كتابة CC على شكل نسبة مقامها عدد ناطق:

لدينا:

C=A+3BC = \frac{A + \sqrt{3}}{B}

بالتعويض بقيمتي A=2A = 2 و B=43B = 4\sqrt{3}:

C=2+343C = \frac{2 + \sqrt{3}}{4\sqrt{3}}

بضرب البسط والمقام في 3\sqrt{3}:

C=(2+3)×343×3=23+(3)24×3C = \frac{(2 + \sqrt{3}) \times \sqrt{3}}{4\sqrt{3} \times \sqrt{3}} = \frac{2\sqrt{3} + (\sqrt{3})^2}{4 \times 3}
✅الإجابة النموذجية:
C=23+312C = \frac{2\sqrt{3} + 3}{12}
📌

التمرين الثاني (04.5 نقاط)

لدينا العبارة:

E=16x2−25−(4x−5)(x+2)E = 16x^2 - 25 - (4x - 5)(x + 2)

1) تبيان بالنشر أن: E=12x2−3x−15E = 12x^2 - 3x - 15

نشر الجزء (4x−5)(x+2)(4x - 5)(x + 2):
(4x−5)(x+2)=4x(x)+4x(2)−5(x)−5(2)=4x2+8x−5x−10=4x2+3x−10(4x - 5)(x + 2) = 4x(x) + 4x(2) - 5(x) - 5(2) = 4x^2 + 8x - 5x - 10 = 4x^2 + 3x - 10
التعويض في العبارة EE:
E=16x2−25−(4x2+3x−10)E = 16x^2 - 25 - (4x^2 + 3x - 10)
E=16x2−25−4x2−3x+10E = 16x^2 - 25 - 4x^2 - 3x + 10
E=(16x2−4x2)−3x+(−25+10)E = (16x^2 - 4x^2) - 3x + (-25 + 10)
✅الإجابة النموذجية:
E=12x2−3x−15E = 12x^2 - 3x - 15

2) تحليل العبارة 16x2−2516x^2 - 25، ثم استنتاج تحليل العبارة EE:

أ) تحليل العبارة 16x2−2516x^2 - 25:

العبارة من الشكل a2−b2=(a−b)(a+b)a^2 - b^2 = (a - b)(a + b) حيث a=4xa = 4x و b=5b = 5:

16x2−25=(4x)2−(5)2=(4x−5)(4x+5)16x^2 - 25 = (4x)^2 - (5)^2 = (4x - 5)(4x + 5)

ب) استنتاج تحليل العبارة EE:

نعوض التحليل السابق في العبارة EE:

E=(4x−5)(4x+5)−(4x−5)(x+2)E = (4x - 5)(4x + 5) - (4x - 5)(x + 2)

نستخرج العامل المشترك (4x−5)(4x - 5):

E=(4x−5)[(4x+5)−(x+2)]E = (4x - 5) \left[ (4x + 5) - (x + 2) \right]
E=(4x−5)(4x+5−x−2)E = (4x - 5) (4x + 5 - x - 2)
✅الإجابة النموذجية:
E=(4x−5)(3x+3)أوE=3(4x−5)(x+1)E = (4x - 5)(3x + 3) \quad \text{أو} \quad E = 3(4x - 5)(x + 1)

3) حل المعادلة E=0E = 0:

تؤول المعادلة إلى معادلة الجداء المعدوم:

(4x−5)(3x+3)=0(4x - 5)(3x + 3) = 0

يعني أن:

4x−5=0أو3x+3=04x - 5 = 0 \quad \text{أو} \quad 3x + 3 = 0
الحالة الأولى:
4x=5  ⟹  x=54=1.254x = 5 \implies x = \frac{5}{4} = 1.25
الحالة الثانية:
3x=−3  ⟹  x=−33=−13x = -3 \implies x = \frac{-3}{3} = -1
✅الإجابة النموذجية:

للمعادلة حلان هما: x=−1x = -1 و x=54x = \frac{5}{4}.

📌

التمرين الثالث (03.5 نقاط)

معطيات الشكل:

AB=6.4 cmAB = 6.4 \text{ cm}
AC=4.8 cmAC = 4.8 \text{ cm}
BC=8 cmBC = 8 \text{ cm}
AD=1.2 cmAD = 1.2 \text{ cm}
AE=1.6 cmAE = 1.6 \text{ cm}

1) تبيان أن المثلث ABCABC قائم في AA:

نطبق الخاصية العكسية لنظرية فيثاغورس في المثلث ABCABC:

الأطول ضلعاً هو BC=8 cmBC = 8 \text{ cm}:
BC2=82=64BC^2 = 8^2 = 64
مجموع مربعي الضلعين الآخرين:
AB2+AC2=(6.4)2+(4.8)2=40.96+23.04=64AB^2 + AC^2 = (6.4)^2 + (4.8)^2 = 40.96 + 23.04 = 64

نلاحظ أن: BC2=AB2+AC2=64BC^2 = AB^2 + AC^2 = 64.

✅الإجابة النموذجية:

حسب الخاصية العكسية لنظرية فيثاغورس، فإن المثلث ABCABC قائم في AA.

2) تبيان أن (DE)∥(BC)(DE) \parallel (BC):

نطبق الخاصية العكسية لنظرية طاليس على المستقيمين المتطابقين الناتجة عن التقاطع عند AA:

حساب النسبة الأولى:
AEAB=1.66.4=1664=0.25\frac{AE}{AB} = \frac{1.6}{6.4} = \frac{16}{64} = 0.25
حساب النسبة الثانية:
ADAC=1.24.8=1248=0.25\frac{AD}{AC} = \frac{1.2}{4.8} = \frac{12}{48} = 0.25

نلاحظ أن:

AEAB=ADAC=0.25\frac{AE}{AB} = \frac{AD}{AC} = 0.25

وبما أن النقاط E,A,BE, A, B والنقاط D,A,CD, A, C في استقامية وبنفس الترتيب.

✅الإجابة النموذجية:

حسب الخاصية العكسية لنظرية طاليس، فإن المستقيمين متوازيان: (DE)∥(BC)(DE) \parallel (BC).

📌

التمرين الرابع (03.5 نقاط)

1) حساب sin⁡α\sin\alpha واستنتاج قيس الزاوية α\alpha بالتدوير إلى الوحدة:

علماً أن cos⁡α=0.7\cos\alpha = 0.7:

نستخدم العلاقة المثلثية الأساسية:
cos⁡2α+sin⁡2α=1\cos^2\alpha + \sin^2\alpha = 1
(0.7)2+sin⁡2α=1  ⟹  0.49+sin⁡2α=1(0.7)^2 + \sin^2\alpha = 1 \implies 0.49 + \sin^2\alpha = 1
sin⁡2α=1−0.49=0.51\sin^2\alpha = 1 - 0.49 = 0.51
sin⁡α=0.51≈0.7141\sin\alpha = \sqrt{0.51} \approx 0.7141
استنتاج قيس الزاوية α\alpha:
α=arccos⁡(0.7)≈45.57∘\alpha = \arccos(0.7) \approx 45.57^\circ
✅الإجابة النموذجية:
sin⁡α≈0.71\sin\alpha \approx 0.71
قيس الزاوية بالتدوير إلى الوحدة: α≈46∘\alpha \approx 46^\circ.

2) حساب الطولين HBHB و HCHC بالتدوير إلى الوحدة:

من الشكل: المثلث BHCBHC قائم في HH وفيه BC=7 cmBC = 7\text{ cm} والزاوية BCH^=30∘\widehat{BCH} = 30^\circ.

أ) حساب الطول HBHB:

sin⁡(30∘)=HBBC  ⟹  sin⁡(30∘)=HB7\sin(30^\circ) = \frac{HB}{BC} \implies \sin(30^\circ) = \frac{HB}{7}
HB=7×sin⁡(30∘)=7×0.5=3.5 cmHB = 7 \times \sin(30^\circ) = 7 \times 0.5 = 3.5 \text{ cm}

ب) حساب الطول HCHC:

cos⁡(30∘)=HCBC  ⟹  cos⁡(30∘)=HC7\cos(30^\circ) = \frac{HC}{BC} \implies \cos(30^\circ) = \frac{HC}{7}
HC=7×cos⁡(30∘)=7×0.8660≈6.062 cmHC = 7 \times \cos(30^\circ) = 7 \times 0.8660 \approx 6.062 \text{ cm}
✅الإجابة النموذجية:
الطول المضبوط HB=3.5 cmHB = 3.5 \text{ cm} (أو بالتدوير إلى الوحدة HB≈4 cmHB \approx 4 \text{ cm}).
الطول HC≈6 cmHC \approx 6 \text{ cm} بالتدوير إلى الوحدة.

3) حساب الطول AHAH بالتدوير إلى الوحدة:

من الشكل: المثلث AHBAHB قائم في HH وفيه AB=6 cmAB = 6\text{ cm} والزاوية ABH^=20∘\widehat{ABH} = 20^\circ.

sin⁡(ABH^)=AHAB  ⟹  sin⁡(20∘)=AH6\sin(\widehat{ABH}) = \frac{AH}{AB} \implies \sin(20^\circ) = \frac{AH}{6}
AH=6×sin⁡(20∘)≈6×0.3420≈2.052 cmAH = 6 \times \sin(20^\circ) \approx 6 \times 0.3420 \approx 2.052 \text{ cm}
✅الإجابة النموذجية:

بالتدوير إلى الوحدة: AH≈2 cmAH \approx 2 \text{ cm}.

4) حساب مساحة المثلث ABCABC بالتقريب إلى 0.10.1:

مساحة المثلث تساوي:

S=القاعدة×الارتفاع2=AC×BH2S = \frac{\text{القاعدة} \times \text{الارتفاع}}{2} = \frac{AC \times BH}{2}
الطول AC=AH+HC=2.052+6.062=8.114 cmAC = AH + HC = 2.052 + 6.062 = 8.114 \text{ cm}.
الارتفاع المتعلق بها BH=3.5 cmBH = 3.5 \text{ cm}.
S=8.114×3.52=28.3992=14.1995 cm2S = \frac{8.114 \times 3.5}{2} = \frac{28.399}{2} = 14.1995 \text{ cm}^2
✅الإجابة النموذجية:

مساحة المثلث ABCABC بالتقريب إلى 0.10.1 هي: S≈14.2 cm2S \approx 14.2 \text{ cm}^2.

📌

الوضعية الإدماجية (04.5 نقاط)

من مخطط الجسر الوارد في السند:

الجزء الأول:

1) تبيان أن BE=6 mBE = 6 \text{ m}:

المثلث ABEABE قائم في EE وفيه: AB=7.5 mAB = 7.5 \text{ m} و AE=4.5 mAE = 4.5 \text{ m}.

بتطبيق نظرية فيثاغورس على المثلث القائم ABEABE:

AB2=AE2+BE2AB^2 = AE^2 + BE^2
(7.5)2=(4.5)2+BE2(7.5)^2 = (4.5)^2 + BE^2
56.25=20.25+BE256.25 = 20.25 + BE^2
BE2=56.25−20.25=36BE^2 = 56.25 - 20.25 = 36
BE=36=6 mBE = \sqrt{36} = 6 \text{ m}
✅الإجابة النموذجية:

الارتفاع BE=6 mBE = 6 \text{ m}.

2) حساب قيس الزاوية EAB^\widehat{EAB} بالتدوير إلى الوحدة:

في المثلث القائم ABEABE:

cos⁡(EAB^)=AEAB=4.57.5=0.6\cos(\widehat{EAB}) = \frac{AE}{AB} = \frac{4.5}{7.5} = 0.6

باستخدام الحاسبة (arccos⁡(0.6)\arccos(0.6)):

EAB^≈53.13∘\widehat{EAB} \approx 53.13^\circ
✅الإجابة النموذجية:

قيس الزاوية بالتدوير إلى الوحدة هو: EAB^≈53∘\widehat{EAB} \approx 53^\circ.

الجزء الثاني:

1) حساب المسافة FDFD:

المثلث CFDCFD قائم في FF؛ ولدينا الارتفاع CF=BE=6 mCF = BE = 6 \text{ m}، والوتر CD=10 mCD = 10 \text{ m}.

بتطبيق نظرية فيثاغورس في المثلث القائم CFDCFD:

CD2=CF2+FD2CD^2 = CF^2 + FD^2
102=62+FD210^2 = 6^2 + FD^2
100=36+FD2100 = 36 + FD^2
FD2=100−36=64FD^2 = 100 - 36 = 64
FD=64=8 mFD = \sqrt{64} = 8 \text{ m}
✅الإجابة النموذجية:

المسافة FD=8 mFD = 8 \text{ m}.

2) استنتاج المسافة الكلية ADAD:

من المخطط الهندسي للجسر:

AD=AE+EF+FDAD = AE + EF + FD

حيث أن الشكل EBCFEBCF مستطيل، إذن: EF=BC=20 mEF = BC = 20 \text{ m}.

AD=4.5+20+8=32.5 mAD = 4.5 + 20 + 8 = 32.5 \text{ m}
✅الإجابة النموذجية:

المسافة الإجمالية للجسر AD=32.5 mAD = 32.5 \text{ m}.

الجزء الثالث:

وقع الهاتف عند النقطة MM من الجسر ويسقط عمودياً ليرتطم بالأرض عند النقطة LL.

1) حساب الارتفاع MLML الذي سقط منه الهاتف:

إثبات التوازي:

الخط المسقط (ML)(ML) عمودي على الأرض (AD)(AD)، والعمود (CF)(CF) عمودي أيضاً على الأرض (AD)(AD).

مستقيمان عموديان على نفس المستقيم هما مستقيمان متوازيان، إذن: (ML)∥(CF)(ML) \parallel (CF).

تطبيق نظرية طاليس في المثلث DFCDFC:

بما أن M∈[DC]M \in [DC] و L∈[DF]L \in [DF] و (ML)∥(CF)(ML) \parallel (CF):

DMDC=MLCF=DLDF\frac{DM}{DC} = \frac{ML}{CF} = \frac{DL}{DF}

بالتعويض بالأطوال المعلومة (DM=3 mDM = 3\text{ m}، DC=10 mDC = 10\text{ m}، CF=6 mCF = 6\text{ m}):

310=ML6\frac{3}{10} = \frac{ML}{6}
ML=3×610=1810=1.8 mML = \frac{3 \times 6}{10} = \frac{18}{10} = 1.8 \text{ m}
✅الإجابة النموذجية:

الارتفاع الذي سقط منه الهاتف هو ML=1.8 mML = 1.8 \text{ m}.

2) حساب بعد نقطة السقوط LL عن النقطة DD:

باستخدام نفس النسب المترتبة عن نظرية طاليس:

DLDF=DMDC\frac{DL}{DF} = \frac{DM}{DC}
DL8=310\frac{DL}{8} = \frac{3}{10}
DL=3×810=2410=2.4 mDL = \frac{3 \times 8}{10} = \frac{24}{10} = 2.4 \text{ m}
✅الإجابة النموذجية:

بعد نقطة السقوط LL عن النقطة DD هو: DL=2.4 mDL = 2.4 \text{ m}.