📚
الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 77 - اختبار الفصل الأول - الرياضيات - 4 متوسط Corrigé officiel détaillé
المستوى الدراسي: السنة الرابعة متوسط (التعليم المتوسط)
الفصل الدراسي: اختبارات الفصل الأول
لدينا الأعداد التالية:
A = 3 8 × 2 A = 3\sqrt{8} \times \sqrt{2} A = 3 8 × 2
B = 2 27 − 2 3 + 12 B = 2\sqrt{27} - 2\sqrt{3} + \sqrt{12} B = 2 27 − 2 3 + 12
1. تبين أن A A A عدد طبيعي: للبرهان على أن العبّارة الجذرية تبسط إلى عدد طبيعي، نستخدم الخواص الجبرية للجذور التربيعية وخاصة القاعدة: a × b = a × b \sqrt{a} \times \sqrt{b} = \sqrt{a \times b} a × b = a × b .
A = 3 8 × 2 = 3 × 8 × 2 = 3 × 16 A = 3\sqrt{8} \times \sqrt{2} = 3 \times \sqrt{8 \times 2} = 3 \times \sqrt{16} A = 3 8 × 2 = 3 × 8 × 2 = 3 × 16
بما أن 16 = 4 \sqrt{16} = 4 16 = 4 ، فإن:
A = 3 × 4 = 12 A = 3 \times 4 = 12 A = 3 × 4 = 12 العدد A = 12 A = 12 A = 12 ، وهو عدد طبيعي.
2. كتابة العدد B B B على الشكل a 3 a\sqrt{3} a 3 حيث a a a عدد طبيعي:
نقوم بتحليل الأعداد تحت الجذر إلى حاصل ضرب عددين أحدهما مربع تام والآخر هو 3 3 3 :
B = 2 27 − 2 3 + 12 B = 2\sqrt{27} - 2\sqrt{3} + \sqrt{12} B = 2 27 − 2 3 + 12
B = 2 9 × 3 − 2 3 + 4 × 3 B = 2\sqrt{9 \times 3} - 2\sqrt{3} + \sqrt{4 \times 3} B = 2 9 × 3 − 2 3 + 4 × 3
B = 2 × 3 3 − 2 3 + 2 3 B = 2 \times 3\sqrt{3} - 2\sqrt{3} + 2\sqrt{3} B = 2 × 3 3 − 2 3 + 2 3
B = 6 3 − 2 3 + 2 3 B = 6\sqrt{3} - 2\sqrt{3} + 2\sqrt{3} B = 6 3 − 2 3 + 2 3
B = ( 6 − 2 + 2 ) 3 = 6 3 B = (6 - 2 + 2)\sqrt{3} = 6\sqrt{3} B = ( 6 − 2 + 2 ) 3 = 6 3 كتابة B B B على الشكل a 3 a\sqrt{3} a 3 هي: B = 6 3 B = 6\sqrt{3} B = 6 3 (حيث a = 6 a = 6 a = 6 ).
3. إثبات أن A B = 2 3 3 \frac{A}{B} = \frac{2\sqrt{3}}{3} B A = 3 2 3 :
نعوض قيمتي A A A و B B B المحسوبتين سابقاً:
A B = 12 6 3 \frac{A}{B} = \frac{12}{6\sqrt{3}} B A = 6 3 12
نختزل الكسر على 6 6 6 :
A B = 2 3 \frac{A}{B} = \frac{2}{\sqrt{3}} B A = 3 2
لجعل مقام النسبية عدداً ناطقاً، نضرب البسط والمقام في 3 \sqrt{3} 3 :
A B = 2 × 3 3 × 3 = 2 3 3 \frac{A}{B} = \frac{2 \times \sqrt{3}}{\sqrt{3} \times \sqrt{3}} = \frac{2\sqrt{3}}{3} B A = 3 × 3 2 × 3 = 3 2 3 تم الإثبات بنجاح أن: A B = 2 3 3 \frac{A}{B} = \frac{2\sqrt{3}}{3} B A = 3 2 3 .
لتكن العبارة الجبرية E E E حيث:
E = ( x + 1 ) 2 − ( x + 1 ) ( 2 x − 3 ) E = (x+1)^2 - (x+1)(2x - 3) E = ( x + 1 ) 2 − ( x + 1 ) ( 2 x − 3 )
1. نشر وتبسيط العبارة E E E :
نقوم بنشر المتطابقة الشهيرة الأولى ( x + 1 ) 2 (x+1)^2 ( x + 1 ) 2 ثم نشر الجداء ( x + 1 ) ( 2 x − 3 ) (x+1)(2x - 3) ( x + 1 ) ( 2 x − 3 ) :
( x + 1 ) 2 = x 2 + 2 x + 1 (x+1)^2 = x^2 + 2x + 1 ( x + 1 ) 2 = x 2 + 2 x + 1
( x + 1 ) ( 2 x − 3 ) = 2 x 2 − 3 x + 2 x − 3 = 2 x 2 − x − 3 (x+1)(2x - 3) = 2x^2 - 3x + 2x - 3 = 2x^2 - x - 3 ( x + 1 ) ( 2 x − 3 ) = 2 x 2 − 3 x + 2 x − 3 = 2 x 2 − x − 3
نعوض في العبارة E E E :
E = ( x 2 + 2 x + 1 ) − ( 2 x 2 − x − 3 ) E = (x^2 + 2x + 1) - (2x^2 - x - 3) E = ( x 2 + 2 x + 1 ) − ( 2 x 2 − x − 3 )
نقوم بإزالة الأقواس مع تغيير إشارات ما داخل القوس الثاني السابِق بإشارة سالبة:
E = x 2 + 2 x + 1 − 2 x 2 + x + 3 E = x^2 + 2x + 1 - 2x^2 + x + 3 E = x 2 + 2 x + 1 − 2 x 2 + x + 3
نجمع الحدود المتشابهة:
E = ( x 2 − 2 x 2 ) + ( 2 x + x ) + ( 1 + 3 ) E = (x^2 - 2x^2) + (2x + x) + (1 + 3) E = ( x 2 − 2 x 2 ) + ( 2 x + x ) + ( 1 + 3 )
E = − x 2 + 3 x + 4 E = -x^2 + 3x + 4 E = − x 2 + 3 x + 4 العبارة المبسطة هي: E = − x 2 + 3 x + 4 E = -x^2 + 3x + 4 E = − x 2 + 3 x + 4 .
2. تحليل العبارة E E E إلى جداء عاملين من الدرجة الأولى:
نلاحظ وجود العامل المشترك ( x + 1 ) (x+1) ( x + 1 ) في كلا الحدين:
E = ( x + 1 ) 2 − ( x + 1 ) ( 2 x − 3 ) E = (x+1)^2 - (x+1)(2x - 3) E = ( x + 1 ) 2 − ( x + 1 ) ( 2 x − 3 )
E = ( x + 1 ) ⋅ [ ( x + 1 ) − ( 2 x − 3 ) ] E = (x+1) \cdot \left[ (x+1) - (2x - 3) \right] E = ( x + 1 ) ⋅ [ ( x + 1 ) − ( 2 x − 3 ) ]
تبسيط ما داخل العارضتين:
E = ( x + 1 ) ( x + 1 − 2 x + 3 ) E = (x+1) (x + 1 - 2x + 3) E = ( x + 1 ) ( x + 1 − 2 x + 3 )
E = ( x + 1 ) ( − x + 4 ) E = (x+1)(-x + 4) E = ( x + 1 ) ( − x + 4 ) التحليل إلى جداء عاملين هو: E = ( x + 1 ) ( − x + 4 ) E = (x+1)(-x + 4) E = ( x + 1 ) ( − x + 4 ) .
3. إيجاد مجموعة حلول المعادلة E = 0 E = 0 E = 0 :
نعوض العبارة المحللة:
( x + 1 ) ( − x + 4 ) = 0 (x+1)(-x + 4) = 0 ( x + 1 ) ( − x + 4 ) = 0
معادلة الجداء المعدوم تعني أن:
إما
x + 1 = 0 ⟹ x = − 1 x + 1 = 0 \implies x = -1 x + 1 = 0 ⟹ x = − 1 أو
− x + 4 = 0 ⟹ x = 4 -x + 4 = 0 \implies x = 4 − x + 4 = 0 ⟹ x = 4 حلول المعادلة E = 0 E = 0 E = 0 هي القيمتان: x = − 1 x = -1 x = − 1 و x = 4 x = 4 x = 4 .
مجموعة الحلول تكتب: S = { − 1 ; 4 } S = \{-1\,;\, 4\} S = { − 1 ; 4 } .
معطيات التمرين:
A B = 6 cm AB = 6\text{ cm} A B = 6 cm ، A M = 18 cm AM = 18\text{ cm} A M = 18 cm ، A C = 8 cm AC = 8\text{ cm} A C = 8 cm ، A N = 24 cm AN = 24\text{ cm} A N = 24 cm ، M N = 30 cm MN = 30\text{ cm} M N = 30 cm .
النقط A , B , M A, B, M A , B , M في استقامية، والنقط A , C , N A, C, N A , C , N في استقامية.
1. تحديد نوع المثلث A B C ABC A B C مع التعليل: للإجابة بفرع إثبات نوع المثلث، ندرس أولاً المثلث الكبير A M N AMN A M N لمعرفة الزاوية عند الرأس A A A ، ثم نستغل التقابل بالرأس لنقل الزاوية القائمة إلى المثلث A B C ABC A B C .
في المثلث A M N AMN A M N :
أطول ضلع هو
M N = 30 cm MN = 30\text{ cm} M N = 30 cm ، ومربعه:
M N 2 = 30 2 = 900 MN^2 = 30^2 = 900 M N 2 = 3 0 2 = 900
مجموع مربعي الضلعين الآخرين:
A M 2 + A N 2 = 18 2 + 24 2 = 324 + 576 = 900 AM^2 + AN^2 = 18^2 + 24^2 = 324 + 576 = 900 A M 2 + A N 2 = 1 8 2 + 2 4 2 = 324 + 576 = 900
بما أن M N 2 = A M 2 + A N 2 MN^2 = AM^2 + AN^2 M N 2 = A M 2 + A N 2 ، فحسب الخاصية العكسية لفيثاغورس ، فإن المثلث A M N AMN A M N قائم في A A A ، أي أن الزاوية M A N ^ = 90 ∘ \widehat{MAN} = 90^\circ M A N = 9 0 ∘ .
وبما أن النقط M , A , B M, A, B M , A , B والنقط N , A , C N, A, C N , A , C على استقامة واحدة متقاطعة في A A A ، فإن الزاويتين B A C ^ \widehat{BAC} B A C و M A N ^ \widehat{MAN} M A N متقابلتان بالرأس، وبالتالي:
B A C ^ = M A N ^ = 90 ∘ \widehat{BAC} = \widehat{MAN} = 90^\circ B A C = M A N = 9 0 ∘ المثلث A B C ABC A B C هو مثلث قائم في النقطة A A A .
في المثلث القائم A B C ABC A B C في A A A ، وبتقبيق خاصية فيثاغورس :
B C 2 = A B 2 + A C 2 BC^2 = AB^2 + AC^2 B C 2 = A B 2 + A C 2
نعوض بالأطوال المعلومة:
B C 2 = 6 2 + 8 2 = 36 + 64 = 100 BC^2 = 6^2 + 8^2 = 36 + 64 = 100 B C 2 = 6 2 + 8 2 = 36 + 64 = 100
B C = 100 = 10 cm BC = \sqrt{100} = 10\text{ cm} B C = 100 = 10 cm الطول B C = 10 cm BC = 10\text{ cm} B C = 10 cm .
3. تبيان أن المستقيمين ( M N ) (MN) ( M N ) و ( B C ) (BC) ( B C ) متوازيان:
نحسب النسبتين القائمتين من النقطة A A A :
A B A M = 6 18 = 1 3 \frac{AB}{AM} = \frac{6}{18} = \frac{1}{3} A M A B = 18 6 = 3 1
A C A N = 8 24 = 1 3 \frac{AC}{AN} = \frac{8}{24} = \frac{1}{3} A N A C = 24 8 = 3 1
نلاحظ أن:
A B A M = A C A N = 1 3 \frac{AB}{AM} = \frac{AC}{AN} = \frac{1}{3} A M A B = A N A C = 3 1
وبما أن النقط A , B , M A, B, M A , B , M والنقط A , C , N A, C, N A , C , N مرتبة بنفس الترتيب وعلى استقامة واحدة، فحسب الخاصية العكسية لخاصية طاليس :
المستقيمان ( M N ) (MN) ( M N ) و ( B C ) (BC) ( B C ) متوازيان: ( M N ) ∥ ( B C ) (MN) \parallel (BC) ( M N ) ∥ ( B C ) .
المعطيات: R S T RST R S T مثلث قائم في R R R فيه: sin ( R T S ^ ) = 0.8 \sin(\widehat{RTS}) = 0.8 sin ( R T S ) = 0.8 و R S = 4 cm RS = 4\text{ cm} R S = 4 cm .
1. حساب الطولين S T ST S T و T R TR T R :
حساب الطول S T ST S T (الوتر): نعلم أن الجيب في المثلث القائم يساوي المقابل على الوتر:
sin ( R T S ^ ) = R S S T \sin(\widehat{RTS}) = \frac{RS}{ST} sin ( R T S ) = S T R S
بالتعويض:
0.8 = 4 S T ⟹ S T = 4 0.8 = 5 cm 0.8 = \frac{4}{ST} \implies ST = \frac{4}{0.8} = 5\text{ cm} 0.8 = S T 4 ⟹ S T = 0.8 4 = 5 cm
بتطبيق خاصية فيثاغورس في المثلث القائم R S T RST R S T في R R R :
S T 2 = R S 2 + T R 2 ⟹ T R 2 = S T 2 − R S 2 ST^2 = RS^2 + TR^2 \implies TR^2 = ST^2 - RS^2 S T 2 = R S 2 + T R 2 ⟹ T R 2 = S T 2 − R S 2
T R 2 = 5 2 − 4 2 = 25 − 16 = 9 TR^2 = 5^2 - 4^2 = 25 - 16 = 9 T R 2 = 5 2 − 4 2 = 25 − 16 = 9
T R = 9 = 3 cm TR = \sqrt{9} = 3\text{ cm} T R = 9 = 3 cm الطول S T = 5 cm ST = 5\text{ cm} S T = 5 cm ، والطول T R = 3 cm TR = 3\text{ cm} T R = 3 cm .
2. رسم الشكل وحساب الطول M N MN M N بالتدوير إلى الوحدة:
إنشاء الشكل: نرسم المثلث القائم
R S T RST R S T بالأطوال المحسوبة (
R S = 4 cm RS=4\text{cm} R S = 4 cm ,
T R = 3 cm TR=3\text{cm} T R = 3 cm ,
S T = 5 cm ST=5\text{cm} S T = 5 cm ).
نحدد النقطة
M M M على امتداد الشعاع من
T T T حيث
T M = 4 cm TM = 4\text{ cm} T M = 4 cm .
نرسم المستقيم
( Δ ) (\Delta) ( Δ ) العمودي على
( T R ) (TR) ( T R ) عند النقطة
M M M ، ليقطع
( T S ) (TS) ( T S ) في النقطة
N N N .
بما أن المستقيم ( Δ ) (\Delta) ( Δ ) عمودي على ( T R ) (TR) ( T R ) في النقطة M M M ، والمستقيم ( R S ) (RS) ( R S ) عمودي على ( T R ) (TR) ( T R ) في النقطة R R R (لأن المثلث قائم في R R R )؛
فإن المستقيمين ( Δ ) (\Delta) ( Δ ) و ( R S ) (RS) ( R S ) متعامدان على نفس المستقيم ( T R ) (TR) ( T R ) ، مما يعني أنهما متوازيان :
( M N ) ∥ ( R S ) (MN) \parallel (RS) ( M N ) ∥ ( R S )
بتطبيق خاصية طاليس على المثلثين T M N TMN T M N و T R S TRS T R S :
T M T R = T N T S = M N R S \frac{TM}{TR} = \frac{TN}{TS} = \frac{MN}{RS} T R T M = T S T N = R S M N
نعوض بالأطوال المعلومة:
4 3 = M N 4 \frac{4}{3} = \frac{MN}{4} 3 4 = 4 M N
ومنهم:
M N = 4 × 4 3 = 16 3 ≈ 5.333... cm MN = \frac{4 \times 4}{3} = \frac{16}{3} \approx 5.333...\text{ cm} M N = 3 4 × 4 = 3 16 ≈ 5.333... cm
التدوير إلى الوحدة: الرقم الأول بعد الفاصلة هو 3 3 3 (أصغر من 5 5 5 )، بالتالي بالتدوير إلى الوحدة نجد:
M N ≈ 5 cm MN \approx 5\text{ cm} M N ≈ 5 cm الطول M N MN M N بالتدوير إلى الوحدة هو 5 cm 5\text{ cm} 5 cm .
المعطيات الخاصة بقطعة الأرض والمشروع:
مزرعة مستطيلة الشكل بعداها: الطول
L = 72 m L = 72\text{ m} L = 72 m ، العرض
W = 42 m W = 42\text{ m} W = 42 m .
يريد العم عيسى إحاطتها بأشجار بحيث تكون المسافة بين كل شجرتين متجاورين متساوية وأكبر ما يمكن، مع غرس شجرة في كل ركن.
ثمن الشجرة الواحدة:
800 DA 800\text{ DA} 800 DA .
ثمن غرس الشجرة الواحدة:
250 DA 250\text{ DA} 250 DA .
مصاريف نقل جميع الأشجار:
1500 DA 1500\text{ DA} 1500 DA .
1. حساب المسافة بين كل شجرتين متجاورين: المسافة بين الأشجار يجب أن تقسم كلاً من الطول والعرض بدون باقٍ، وبما أن هذه المسافة أكبر ما يمكن، فهذا يعني أنها تساوي القاسم المشترك الأكبر للبعدين 72 72 72 و 42 42 42 .
المسافة d = PGCD ( 72 , 42 ) d = \text{PGCD}(72, 42) d = PGCD ( 72 , 42 ) .
نستخدم خوارزمية الفروق المتتالية أو خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية) :
72 = 42 × 1 + 30 72 = 42 \times 1 + 30 72 = 42 × 1 + 30
42 = 30 × 1 + 12 42 = 30 \times 1 + 12 42 = 30 × 1 + 12
30 = 12 × 2 + 6 30 = 12 \times 2 + 6 30 = 12 × 2 + 6
12 = 6 × 2 + 0 12 = 6 \times 2 + 0 12 = 6 × 2 + 0
آخر باقي غير معدوم هو 6 6 6 .
إذن: PGCD ( 72 , 42 ) = 6 \text{PGCD}(72, 42) = 6 PGCD ( 72 , 42 ) = 6 .
المسافة بين كل شجرة وأخرى هي 6 m 6\text{ m} 6 m .
2. حساب عدد الأشجار اللازمة لغرسها:
لحساب عدد الأشجار الشامل للمحيط، نحسب محيط المزرعة المستطيلة P P P ثم نقسمه على المسافة بين الشجرتين d d d :
P = 2 × ( الطول + العرض ) = 2 × ( 72 + 42 ) = 2 × 114 = 228 m P = 2 \times (\text{الطول} + \text{العرض}) = 2 \times (72 + 42) = 2 \times 114 = 228\text{ m} P = 2 × ( الطول + العرض ) = 2 × ( 72 + 42 ) = 2 × 114 = 228 m
عدد الأشجار N N N :
N = P d = 228 6 = 38 شجرة N = \frac{P}{d} = \frac{228}{6} = 38\text{ شجرة} N = d P = 6 228 = 38 شجرة عدد الأشجار اللازمة لغرس المزرعة هو 38 شجرة 38\text{ شجرة} 38 شجرة .
3. حساب تكلفة التشجير والكتابة العلمية للتكلفة:
أولاً: حساب التكلفة الكلية للتشجير: تكلفة الشجرة الواحدة مع الغرس =
800 + 250 = 1050 DA 800 + 250 = 1050\text{ DA} 800 + 250 = 1050 DA .
تكلفة شراء وغرس
38 38 38 شجرة =
38 × 1050 = 39900 DA 38 \times 1050 = 39900\text{ DA} 38 × 1050 = 39900 DA .
التكلفة الإجمالية = 39900 + 1500 = 41400 DA \text{التكلفة الإجمالية} = 39900 + 1500 = 41400\text{ DA} التكلفة الإجمالية = 39900 + 1500 = 41400 DA
ثانياً: الكتابة العلمية للتكلفة الإجمالية: الكتابة العلمية لعدد هي كتابته على الشكل a × 10 n a \times 10^n a × 1 0 n حيث 1 ≤ ∣ a ∣ < 10 1 \le |a| < 10 1 ≤ ∣ a ∣ < 10 و n n n عدد صحيح نسبي.
41400 = 4.14 × 10 4 41400 = 4.14 \times 10^4 41400 = 4.14 × 1 0 4 تكلفة التشجير الكلية هي 41400 DA 41400\text{ DA} 41400 DA ، وتكتب علمياً بالشكل: 4.14 × 10 4 DA 4.14 \times 10^4\text{ DA} 4.14 × 1 0 4 DA .
4. حساب عدد أكياس السماد اللازمة لتسميد الأرض:
أولاً: حساب مساحة الأرض المستطيلة S S S :
S = الطول × العرض = 72 × 42 = 3024 m 2 S = \text{الطول} \times \text{العرض} = 72 \times 42 = 3024\text{ m}^2 S = الطول × العرض = 72 × 42 = 3024 m 2
ثانياً: حساب عدد الأكياس: بما أن كيس السماد الواحد يكفي لتسميد مساحة قدرها 24 m 2 24\text{ m}^2 24 m 2 ، فإن عدد الأكياس اللازمة K K K هو:
K = S 24 = 3024 24 = 126 كيساً K = \frac{S}{24} = \frac{3024}{24} = 126\text{ كيساً} K = 24 S = 24 3024 = 126 كيساً يلزم العم عيسى لتسميد أرضه المزرعة 126 126 126 كيساً من السماد.