📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 91 - فرض الفصل الأول - الرياضيات - 4 متوسط

Corrigé officiel détaillé

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

التمرين الأول:

1) حساب القاسم المشترك الأكبر للعددين 1775 و 639

💡إضاءة وتنبيه:

لحساب القاسم المشترك الأكبر PGCD\text{PGCD} لعددين طبيعيين، يُفضل استخدام خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية) لأنها الطريقة الأسرع والأقل عرضة للأخطاء الحسابية مقارنة بطريقة الطرح المتتالي.

✅الإجابة النموذجية:

بتطبيق خوارزمية القسمات المتتالية (إقليدس) على العددين 17751775 و 639639:

1775=639×2+4971775 = 639 \times 2 + 497
639=497×1+142639 = 497 \times 1 + 142
497=142×3+71497 = 142 \times 3 + 71
142=71×2+0142 = 71 \times 2 + 0

بما أن آخر باقٍ غير معدوم في سلسلة القسمات هو 7171، فإن:

PGCD(1775,639)=71\text{PGCD}(1775, 639) = 71

2) كتابة الكسر 1775639\frac{1775}{639} على شكل كسر غير قابل للاختزال

💡إضاءة وتنبيه:

لكتابة كسر على شكله غير القابل للاختزال، نقسم كلاً من البسط والمقام على قاسمهما المشترك الأكبر PGCD\text{PGCD}.

✅الإجابة النموذجية:

نقسم بسط ومقام الكسر على 7171:

1775639=1775÷71639÷71=259\frac{1775}{639} = \frac{1775 \div 71}{639 \div 71} = \frac{25}{9}

الكسر 259\frac{25}{9} هو كسر غير قابل للاختزال لأن PGCD(25,9)=1\text{PGCD}(25, 9) = 1.

3) حساب العدد BB حيث: B=73×53−1775639B = \frac{7}{3} \times \frac{5}{3} - \frac{1775}{639}

💡إضاءة وتنبيه:

في العمليات على الكسور، تُعطى الأولوية لعملية الضرب قبل الطرح. ولتسهيل الحساب وتفادي التعامل مع أعداد كبيرة، نُعوّض الكسر 1775639\frac{1775}{639} بكسره المختزل 259\frac{25}{9}.

✅الإجابة النموذجية:

أولاً: نقوم بعملية الضرب:

73×53=7×53×3=359\frac{7}{3} \times \frac{5}{3} = \frac{7 \times 5}{3} \times 3 = \frac{35}{9}

ثانياً: نعوض في العبارة BB:

B=359−1775639B = \frac{35}{9} - \frac{1775}{639}

باستعمال الكسر المختزل 259\frac{25}{9}:

B=359−259B = \frac{35}{9} - \frac{25}{9}

بما أن المقامين موحدان، نطرح البسطين مباشرة:

B=35−259=109B = \frac{35 - 25}{9} = \frac{10}{9}

إذن:

B=109B = \frac{10}{9}
📌

التمرين الثاني:

ليكن العدد FF حيث: F=24−254+600F = \sqrt{24} - 2\sqrt{54} + \sqrt{600}

1) كتابة FF على الشكل a6a\sqrt{6} حيث aa عدد طبيعي

💡إضاءة وتنبيه:

لكتابة عبارة تتضمن جذوراً تربيعية على الشكل a6a\sqrt{6}، نقوم بقسمة الأعداد الموجودة تحت الجذور على 66 لكتابتها على شكل جذاء حده الأول مربع تام والحد الثاني هو 66.

✅الإجابة النموذجية:
F=24−254+600F = \sqrt{24} - 2\sqrt{54} + \sqrt{600}
F=4×6−29×6+100×6F = \sqrt{4 \times 6} - 2\sqrt{9 \times 6} + \sqrt{100 \times 6}

بتطبيق الخاصية x×y=x×y\sqrt{x \times y} = \sqrt{x} \times \sqrt{y}:

F=4×6−2×(9×6)+100×6F = \sqrt{4} \times \sqrt{6} - 2 \times (\sqrt{9} \times \sqrt{6}) + \sqrt{100} \times \sqrt{6}
F=26−2×(36)+106F = 2\sqrt{6} - 2 \times (3\sqrt{6}) + 10\sqrt{6}
F=26−66+106F = 2\sqrt{6} - 6\sqrt{6} + 10\sqrt{6}

باستخراج 6\sqrt{6} كعامل مشترك:

F=(2−6+10)6F = (2 - 6 + 10)\sqrt{6}
F=66F = 6\sqrt{6}

ومنه: قيمة aa هي 66 (وهو عدد طبيعي).

2) تبيان أن: 92F=124\frac{9\sqrt{2}}{F} = \frac{\sqrt{12}}{4}

💡إضاءة وتنبيه:

لإثبات صحة مساواة كسرين AB=CD\frac{A}{B} = \frac{C}{D}، يمكننا استخدام جداء الطرفين في الوسطين وإثبات أن A×D=B×CA \times D = B \times C، أو تبسيط كل طرف على حدة للوصول إلى نفس النتيجة.

✅الإجابة النموذجية:

الطريقة الأولى (باستخدام الجداء المتصالب):

نريد التحقق من أن:

92×4=F×129\sqrt{2} \times 4 = F \times \sqrt{12}
الطرف الأول:
92×4=3629\sqrt{2} \times 4 = 36\sqrt{2}
الطرف الثاني (مع تعويض F=66F = 6\sqrt{6}):
F×12=66×12F \times \sqrt{12} = 6\sqrt{6} \times \sqrt{12}
F×12=66×12=672F \times \sqrt{12} = 6\sqrt{6 \times 12} = 6\sqrt{72}

نعلم أن 72=36×272 = 36 \times 2، إذن:

672=636×2=6×62=3626\sqrt{72} = 6\sqrt{36 \times 2} = 6 \times 6\sqrt{2} = 36\sqrt{2}

بما أن الطرفين متساويان (362=36236\sqrt{2} = 36\sqrt{2})، فإن المساواة محققة:

92F=124\frac{9\sqrt{2}}{F} = \frac{\sqrt{12}}{4}

3) إيجاد قيم XX حيث: X23=3X\frac{X}{2\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{X}

💡إضاءة وتنبيه:

لحل معادلة من الشكل Xb=cX\frac{X}{b} = \frac{c}{X}، نطبق جداء الطرفين في الوسطين للحصول على معادلة من الدرجة الثانية من الشكل X2=dX^2 = d. إذا كان d>0d > 0، فإن للمعادلة حلين هما d\sqrt{d} و −d-\sqrt{d}.

✅الإجابة النموذجية:

باستخدام الجداء المتصالب:

X×X=23×3X \times X = 2\sqrt{3} \times \sqrt{3}
X2=2×(3)2X^2 = 2 \times (\sqrt{3})^2
X2=2×3X^2 = 2 \times 3
X2=6X^2 = 6

بما أن 6>06 > 0، فإن للمعادلة حلين متعاكسين هما:

X=6أوX=−6X = \sqrt{6} \quad \text{أو} \quad X = -\sqrt{6}

إذن قيم XX الممكنة هي: 6\sqrt{6} و −6-\sqrt{6}.

📌

التمرين الثالث:

1) تبيان أن المستقيمين (AH)(AH) و (BC)(BC) متعامدان

💡إضاءة وتنبيه:

لإثبات تعامد مستقيمين، يكفي إثبات أن المثلث AHCAHC قائم في HH. نستخدم في هذه الحالة الخاصية العكسية لنظرية فيثاغورس على أطوال أضلاع المثلث AHCAHC.

✅الإجابة النموذجية:

في المثلث AHCAHC، لدينا الأطوال التالية:

AC=5AC = 5
HC=3HC = 3
AH=4AH = 4

نقارن مربع طول الضلع الأطول بمجموع مربعي الطولين الآخرين:

مربع الضلع الأطول:
AC2=52=25AC^2 = 5^2 = 25
مجموع مربعي الضلعين الآخرين:
AH2+HC2=42+32=16+9=25AH^2 + HC^2 = 4^2 + 3^2 = 16 + 9 = 25

نلاحظ أن:

AC2=AH2+HC2AC^2 = AH^2 + HC^2

وحسب الخاصية العكسية لنظرية فيثاغورس، فإن المثلث AHCAHC قائم في HH.

وبما أن المثلث قائم في HH، فإن المستقيمين (AH)(AH) و (HC)(HC) متعامدان.

وحيث أن النقطة HH تنتمي إلى القطعة المستقيمية [BC][BC]، فإن المستقيمين (AH)(AH) و (BC)(BC) متعامدان:

(AH)⊥(BC)(AH) \perp (BC)

2) تبيان أن AB=45AB = 4\sqrt{5}

💡إضاءة وتنبيه:

بما أننا أثبتنا في السؤال السابق أن (AH)⊥(BC)(AH) \perp (BC)، فإن المثلث AHBAHB هو مثلث قائم في HH. هذا يسمح لنا بتطبيق نظرية فيثاغورس مباشرة لحساب طول الوتر ABAB.

✅الإجابة النموذجية:

لدينا المثلث AHBAHB قائم في HH.

بتطبيق نظرية فيثاغورس في هذا المثلث:

AB2=AH2+HB2AB^2 = AH^2 + HB^2

بالتعويض بالأطوال المعطاة (AH=4AH = 4 و HB=8HB = 8):

AB2=42+82AB^2 = 4^2 + 8^2
AB2=16+64AB^2 = 16 + 64
AB2=80AB^2 = 80

ومنه:

AB=80AB = \sqrt{80}

لتبسيط الجذر التربيعي وكتابته على الشكل المطلوب:

AB=16×5AB = \sqrt{16 \times 5}
AB=16×5AB = \sqrt{16} \times \sqrt{5}
AB=45AB = 4\sqrt{5}

وهو المطلوب إثباته.