📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 89 - اختبار الفصل الأول - الرياضيات - 4 متوسط

الحل النموذجي المعتمد والشامل

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

الجزء الأول (12 نقطة)

📌

التمرين الأول (2.5 نقطة)

1) كتابة العدد AA على الشكل a7a\sqrt{7} (حيث aa عدد طبيعي):

نعلم أن:

A=343+175−107A = \sqrt{343} + \sqrt{175} - 10\sqrt{7}

نقوم بتفكيك الأعداد تحت الجذور إلى جداء عددين أحدهما مربع تام والآخر 7:

343=49×7=72×7343 = 49 \times 7 = 7^2 \times 7
175=25×7=52×7175 = 25 \times 7 = 5^2 \times 7

بالتعويض في العبارة AA:

A=49×7+25×7−107A = \sqrt{49 \times 7} + \sqrt{25 \times 7} - 10\sqrt{7}
A=77+57−107A = 7\sqrt{7} + 5\sqrt{7} - 10\sqrt{7}
A=(7+5−10)7A = (7 + 5 - 10)\sqrt{7}
A=27A = 2\sqrt{7}
💡إضاءة وتنبيه:
لتشديد وتبسيط الجذور التربيعية من الشكل a2×b\sqrt{a^2 \times b}، نطبق القاعدة a2×b=ab\sqrt{a^2 \times b} = a\sqrt{b}.
✅الإجابة النموذجية:
A=27حيث a=2A = 2\sqrt{7} \quad \text{حيث } a = 2

2) كتابة العدد BB على شكل نسبة مقامها عدد ناطق:

لدينا:

B=37B = \frac{3}{\sqrt{7}}

لتنطيق المقام، نضرب كلا من البسط والمقام في 7\sqrt{7}:

B=3×77×7=377B = \frac{3 \times \sqrt{7}}{\sqrt{7} \times \sqrt{7}} = \frac{3\sqrt{7}}{7}
✅الإجابة النموذجية:
B=377B = \frac{3\sqrt{7}}{7}

3) التبيان أن A×BA \times B عدد طبيعي:

نحسب الجداء A×BA \times B:

A×B=(27)×(377)A \times B = (2\sqrt{7}) \times \left(\frac{3\sqrt{7}}{7}\right)
A×B=2×3×7×77A \times B = \frac{2 \times 3 \times \sqrt{7} \times \sqrt{7}}{7}

نعلم أن 7×7=7\sqrt{7} \times \sqrt{7} = 7، إذن:

A×B=6×77=6A \times B = \frac{6 \times 7}{7} = 6
✅الإجابة النموذجية:
A×B=6(وهو عدد طبيعي)A \times B = 6 \quad (\text{وهو عدد طبيعي})
📌

التمرين الثاني (03 نقاط)

لدينا العبارة:

E=(3x−2)2−x(3x−2)E = (3x - 2)^2 - x(3x - 2)

1) نشر وتبسيط العبارة EE:

نستعمل المتطابقة الشهيرة الثانية (a−b)2=a2−2ab+b2(a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2 لنشر الحد الأول، ونقوم بتوزيع xx على الحد الثاني:

(3x−2)2=(3x)2−2(3x)(2)+22=9x2−12x+4(3x - 2)^2 = (3x)^2 - 2(3x)(2) + 2^2 = 9x^2 - 12x + 4
x(3x−2)=3x2−2xx(3x - 2) = 3x^2 - 2x

بالتعويض في العبارة EE:

E=(9x2−12x+4)−(3x2−2x)E = (9x^2 - 12x + 4) - (3x^2 - 2x)

نحذف الأقواس مع تغيير إشارات ما داخل القوس الثاني المتصوع بإشارة سالب:

E=9x2−12x+4−3x2+2xE = 9x^2 - 12x + 4 - 3x^2 + 2x

نجمع الحدود المتشابهة:

E=(9x2−3x2)+(−12x+2x)+4E = (9x^2 - 3x^2) + (-12x + 2x) + 4
E=6x2−10x+4E = 6x^2 - 10x + 4
✅الإجابة النموذجية:
E=6x2−10x+4E = 6x^2 - 10x + 4

2) تحليل العبارة EE إلى جداء عاملين من الدرجة الأولى:

نلاحظ وجود عامل مشترك وهو (3x−2)(3x - 2):

E=(3x−2)2−x(3x−2)E = (3x - 2)^2 - x(3x - 2)
E=(3x−2)[(3x−2)−x]E = (3x - 2)[(3x - 2) - x]

بتبسيط ما داخل العارضتين:

E=(3x−2)(3x−2−x)E = (3x - 2)(3x - 2 - x)
E=(3x−2)(2x−2)E = (3x - 2)(2x - 2)
✅الإجابة النموذجية:
E=(3x−2)(2x−2)E = (3x - 2)(2x - 2)

3) حل المعادلة (3x−2)(2x−2)=0(3x - 2)(2x - 2) = 0:

هذه معادلة جداء معدوم، وهذا يعني أن أحد العاملين يساوي الصفر:

إما:
3x−2=0  ⟹  3x=2  ⟹  x=233x - 2 = 0 \implies 3x = 2 \implies x = \frac{2}{3}
أو:
2x−2=0  ⟹  2x=2  ⟹  x=22=12x - 2 = 0 \implies 2x = 2 \implies x = \frac{2}{2} = 1
💡إضاءة وتنبيه:
معادلة الجداء المعدوم A×B=0A \times B = 0 تكافئ دوماً A=0A = 0 أو B=0B = 0.
✅الإجابة النموذجية:

للمعادلة حلان هما: x=23x = \frac{2}{3} و x=1x = 1.

📌

التمرين الثالث (3.5 نقاط)

1) حساب الطول BCBC:

بما أن المثلث ABCABC قائم في AA، فحسب خاصية فيثاغورس:

BC2=AB2+AC2BC^2 = AB^2 + AC^2

بالتعويض بالأطوال المعطاة (AB=6 cmAB = 6\text{ cm}، AC=4.5 cmAC = 4.5\text{ cm}):

BC2=62+(4.5)2BC^2 = 6^2 + (4.5)^2
BC2=36+20.25=56.25BC^2 = 36 + 20.25 = 56.25
BC=56.25=7.5 cmBC = \sqrt{56.25} = 7.5\text{ cm}
✅الإجابة النموذجية:
BC=7.5 cmBC = 7.5\text{ cm}

2) أ - إنشاء الشكل وتبيان أن (AC)//(MN)(AC) // (MN):

رسم الشكل:

1. نرسم المثلث القائم ABCABC بحيث AB=6 cmAB = 6\text{ cm} و AC=4.5 cmAC = 4.5\text{ cm}.

2. نحدد النقطة MM على القطعة [AB][AB] بحيث BM=2 cmBM = 2\text{ cm}.

3. نرسم المستقيم العمودي على (AB)(AB) في النقطة MM، ليقطع قطعة الوتر [BC][BC] في النقطة NN.

إثبات أن (AC)//(MN)(AC) // (MN):
لدينا المثلث ABCABC قائم في AA، أي أن: (AC)⊥(AB)(AC) \perp (AB).
ومن معطيات التمرين لدينا: (MN)⊥(AB)(MN) \perp (AB).
خاصية: "إذا عمَد مستقيمان نفس المستقيم، فهما متوازيان".
✅الإجابة النموذجية:

بما أن (AC)⊥(AB)(AC) \perp (AB) و (MN)⊥(AB)(MN) \perp (AB)، فإن المستقيمين (AC)(AC) و (MN)(MN) متوازيان:

(AC)//(MN)(AC) // (MN)

ب - حساب الطول MNMN:

في المثلث BACBAC:

لدينا النقطة M∈[AB]M \in [AB] والنقطة N∈[BC]N \in [BC].
المستقيمان (AC)(AC) و (MN)(MN) متوازيان.

حسب خاصية طاليس:

BMBA=BNBC=MNAC\frac{BM}{BA} = \frac{BN}{BC} = \frac{MN}{AC}

ناخذ النسبة المباشرة لحساب MNMN:

BMBA=MNAC\frac{BM}{BA} = \frac{MN}{AC}

بالتعويض بالأعداد:

26=MN4.5\frac{2}{6} = \frac{MN}{4.5}

باستعمال الرابع المتناسب:

MN=2×4.56=96=1.5 cmMN = \frac{2 \times 4.5}{6} = \frac{9}{6} = 1.5\text{ cm}
✅الإجابة النموذجية:
MN=1.5 cmMN = 1.5\text{ cm}
📌

التمرين الرابع (03 نقاط)

معطيات الشكل من السند:

الأطوال: AC=4 cmAC = 4\text{ cm}، AB=8 cmAB = 8\text{ cm}، AF=3 cmAF = 3\text{ cm}، AE=6 cmAE = 6\text{ cm}، BE=10 cmBE = 10\text{ cm}.
النقط C,A,BC, A, B على استقامة واحدة وبنفس الترتيب.
النقط F,A,EF, A, E على استقامة واحدة وبنفس الترتيب.

1) تبيان أن (FC)//(BE)(FC) // (BE):

لنحسب النسبتين المقارنتين من النقطة AA:

1. النسبة الأولى:

ACAB=48=0.5\frac{AC}{AB} = \frac{4}{8} = 0.5

2. النسبة الثانية:

AFAE=36=0.5\frac{AF}{AE} = \frac{3}{6} = 0.5

نلاحظ أن:

ACAB=AFAE=0.5\frac{AC}{AB} = \frac{AF}{AE} = 0.5

وبما أن النقط C,A,BC, A, B و F,A,EF, A, E استقامية وبنفس الترتيب، فحسب الخاصية العكسية لخاصية طاليس:

✅الإجابة النموذجية:

المستقيمان (FC)(FC) و (BE)(BE) متوازيان، أي:

(FC)//(BE)(FC) // (BE)

2) البرهان أن المثلث ABEABE قائم في AA، واستنتاج نوع المثلث ACFACF:

البرهان أن المثلث ABEABE قائم في AA:

في المثلث ABEABE، أطوال أضلاعه هي: AB=8AB = 8، AE=6AE = 6، BE=10BE = 10.

نحسب مربع أطول ضلع (الوتر المترقب):

BE2=102=100BE^2 = 10^2 = 100

نحسب مجموع مربعي الضلعين الآخرين:

AB2+AE2=82+62=64+36=100AB^2 + AE^2 = 8^2 + 6^2 = 64 + 36 = 100

نلاحظ أن:

BE2=AB2+AE2BE^2 = AB^2 + AE^2

حسب الخاصية العكسية لخاصية فيثاغورس، فإن المثلث ABEABE قائم في AA.

استنتاج نوع المثلث ACFACF:

بما أن المثلث ABEABE قائم في AA، فإن الزاوية BAE^=90∘\widehat{BAE} = 90^\circ.

وبما أن المستقيمين (CB)(CB) و (FE)(FE) يتقاطعان في النقطة AA، فإن الزاويتين FAC^\widehat{FAC} و BAE^\widehat{BAE} متقابلتان بالرأس، وبالتالي هما متساو يتان:

FAC^=BAE^=90∘\widehat{FAC} = \widehat{BAE} = 90^\circ
✅الإجابة النموذجية:

المثلث ABEABE قائم في AA.

والمثلث ACFACF قائم أيضاً في AA.

3) حساب قيس الزاوية ACF^\widehat{ACF} بالتدوير إلى الوحدة:

في المثلث القائم ACFACF في AA:

الضلع المجاور للزاوية ACF^\widehat{ACF} هو AC=4 cmAC = 4\text{ cm}.
الضلع المقابل للزاوية ACF^\widehat{ACF} هو AF=3 cmAF = 3\text{ cm}.

نستخدم نسبة الظل (tan⁡\tan):

tan⁡(ACF^)=المقابلالمجاور=AFAC\tan(\widehat{ACF}) = \frac{\text{المقابل}}{\text{المجاور}} = \frac{AF}{AC}
tan⁡(ACF^)=34=0.75\tan(\widehat{ACF}) = \frac{3}{4} = 0.75

باستعمال الحاسبة (الضغط على 2ndF\text{2ndF} أو Shift\text{Shift} ثم tan⁡\tan):

ACF^=tan⁡−1(0.75)≈36.8698∘\widehat{ACF} = \tan^{-1}(0.75) \approx 36.8698^\circ

بالتدوير إلى الوحدة من الدرجة (ينظر إلى الرقم الأول بعد الفاصلة وهو 8 ≥ 5):

✅الإجابة النموذجية:
ACF^≈37∘\widehat{ACF} \approx 37^\circ
📌

الجزء الثاني (08 نقاط) - الوضعية الإدماجية

الجزء I: التمثيل البياني لقيم xx

من السند والنمذجة الهندسية للقطعة المستطيلة ABCDABCD:

الطول الكامل للقطعة: AD=BC=30 mAD = BC = 30\text{ m}.
العرض الكامل للقطعة: AB=CD=20 mAB = CD = 20\text{ m}.
المساحة الكلية لقطعة الأرض المستطيلة ABCDABCD:
Sإجمالية=30×20=600 m2S_{\text{إجمالية}} = 30 \times 20 = 600\text{ m}^2
الجزء الخضراء S2S_2 عبارة عن مثلث قائم DHCDHC قاعدته HC=xHC = x وارتفاعه DC=20 mDC = 20\text{ m}:
S2=x×202=10xS_2 = \frac{x \times 20}{2} = 10x
المساحة المزروعة بأشجار النخيل S1S_1 هي باقي مساحة القطعة المستطيلة:
S1=Sإجمالية−S2=600−10xS_1 = S_{\text{إجمالية}} - S_2 = 600 - 10x

صياغة المتراجحة:

المطلوب هو أن تكون المساحة المزروعة بالنخيل S1S_1 لا تقل عن 480 m2480\text{ m}^2، أي أن تكون أكبر من أو تساوي 480 m2480\text{ m}^2:

S1≥480S_1 \geq 480
600−10x≥480600 - 10x \geq 480

حل المتراجحة:

−10x≥480−600-10x \geq 480 - 600
−10x≥−120-10x \geq -120

بقسمة الطرفين على العدد السلب (−10-10)، يتغير اتجاه المتباينة:

x≤−120−10x \leq \frac{-120}{-10}
x≤12x \leq 12

وباعتبار الشرط المعطى في التمرين أن 0≤x≤300 \leq x \leq 30، فإن قيم xx الممكنة هي جميع الأعداد التي تحقق:

0≤x≤120 \leq x \leq 12
💡إضاءة وتنبيه:
عند ضرب أو قسمة طرفي متراجحة على عدد سالب، يجب تغيير اتجاه رمز المتباينة (≥\geq تصبح ≤\leq).

التمثيل البياني للحلول على محور أعداد:

نمارس رسم مستقيم مدرج:

نحدد النقطة 00 والنقطة 1212.
الحلول هي الجزء المظلل المقبول بين 00 و 1212.
القيم الأكبر من 1212 تشطب (حلول مرفوضة).
العارضة عند 1212 تتجه نحو الحلول المقبولة لأن المتباينة تحتوي على المساواة (≤\leq).

```text

[/////// الحلول المقبولة ///////]

──|───────────────────────────────|──────────────|───────►

0 12 30

[ (تشطب القيم الأكبر من 12)

```

✅الإجابة النموذجية:

قيم xx التي تكون من أجلها المساحة المزروعة بالنخيل لا تقل عن 480 m2480\text{ m}^2 هي:

0≤x≤120 \leq x \leq 12

الجزء II: حساب عدد علب التمر في كل صندوق

العم أحمد يريد وضع 752 علبة من الحجم الكبير و 846 علبة من الحجم الصغير في أكبر عدد ممكن من الصناديق المتماثلة.

هذا يعني البحث عن القاسم المشترك الأكبر للعددين 846 و 752:

N=PGCD(846,752)N = PGCD(846, 752)

1) حساب PGCD(846,752)PGCD(846, 752) باستخدام خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية):

846=752×1+94846 = 752 \times 1 + 94
752=94×8+0752 = 94 \times 8 + 0

آخر باقي غير معدوم هو 9494.

إذن:

PGCD(846,752)=94PGCD(846, 752) = 94

أكبر عدد ممكن من الصناديق المتماثلة هو 94 صندوقاً.

2) حساب عدد العلب في كل صندوق:

عدد العلب من الحجم الكبير في كل صندوق:
75294=8 علب\frac{752}{94} = 8\text{ علب}
عدد العلب من الحجم الصغير في كل صندوق:
84694=9 علب\frac{846}{94} = 9\text{ علب}
✅الإجابة النموذجية:
أكبر عدد ممكن من الصناديق المتماثلة هو 94 صندوقاً.
يوضع في كل صندوق:
8 علب تمور من الحجم الكبير.
9 علب تمور من الحجم الصغير.