📚
الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 51 - فرض الفصل الأول - الرياضيات - 4 متوسط
Corrigé officiel détaillé
المستوى الدراسي: السنة الرابعة متوسط (التعليم المتوسط)
الفصل الدراسي: فروض الفصل الأول
1) كتابة العدد A على الشكل a3 حيث a عدد طبيعي:
لدينا العبارة:
A=147−27+48 نقوم بتحليل الأعداد تحت الجذور إلى جذاء عددين أحدهما مربع تام والآخر هو 3:
147=49×3 27=9×3 48=16×3 نعوض هذه القيم في العبارة A:
A=49×3−9×3+16×3 بتطبيق خاصية جذر جذاء x×y=x×y:
A=49×3−9×3+16×3 A=73−33+43 نأخذ 3 كعامل مشترك:
A=(7−3+4)3 قيمة العدد A مكتوبة على الشكل a3 هي:
حيث a=8 وهو عدد طبيعي.
2) تبيين أن العدد B هو عدد نسبي:
لدينا العبارة:
B=(23+5)(23−5) نلاحظ أن العبارة مكتوبة على شكل المتطابقة الشهيرة الثالثة (فرق مربعين) من الشكل (x+y)(x−y)=x2−y2، حيث:
بتطبيق القاعدة:
B=(23)2−52 B=(22×(3)2)−25 B=(4×3)−25 B=12−25 العدد النسبي هو كل عدد يمكن كتابته بإشارة موجبة أو سالبة ولا يحتوي على جزء عشري غير منتهٍ أو جذر أصم. بما أن النتيجة هي عدد صحيح سالب، فإن الشرط محقق.
وبما أن −13 ينتمي إلى مجموعة الأعداد الصحيحة النسبية (Z)، فإن العدد B هو عدد نسبي.
3) كتابة النسبة AB على شكل نسبة مقامها عدد ناطق:
نعوض قيمتي A و B المحسوبتين سابقاً:
AB=83−13 لجعل المقام عدداً ناطقاً، نضرب كلاً من البسط والمقام في 3:
AB=83×3−13×3 AB=8×3−133 AB=24−133 النسبة بمقام ناطق هي:
AB=24−133 1) البرهان على أن المستقيمين (AB) و (DC) متوازيان:
نستخدم الخاصية العكسية لخاصية طاليس (Thalès) في المثلثين المتشكلين من تقاطع المستقيمين المتناصفين في النقطة M.
لدينا النسب التالية:
MCMA=4.53=4.5×103×10=4530=32≈0.667 MDMB=64=6÷24÷2=32≈0.667 نلاحظ أن:
MCMA=MDMB=32 وبما أن النقط A,M,C والنقط B,M,D مرتبة بنفس الترتيب على المستقيمين المتمايزين، فإنه وحسب الخاصية العكسية لطاليس نستنتج أن:
(AB)//(DC) المستقيمان (AB) و (DC) متوازيان لأن نسب أطوال الأضلاع متساوية والنقاط تقع على استقامة واحدة وبنفس الترتيب.
2) حساب قيس الزاوية BAM بالتدوير إلى الوحدة من الدرجة:
أولاً، يجب إثبات أن المثلث DMC قائم في M. نطبق الخاصية العكسية لفيثاغورس على المثلث DMC:
أطول ضلع هو
DC=7.5DC2=(7.5)2=56.25 مجموع مربعي الضلعين الآخرين:
MD2+MC2=62+(4.5)2=36+20.25=56.25 بما أن DC2=MD2+MC2، فإنه وحسب الخاصية العكسية لفيثاغورس، فإن المثلث DMC قائم في النقطة M.
وبالتالي فإن الزاوية DMC=90∘.
بما أن المستقيمين (AC) و (BD) يتقاطعان في النقطة M، فإن الزاويتين AMB و DMC متقابلتان بالرأس، ومنه:
AMB=DMC=90∘ إذن، المثلث AMB قائم في النقطة M.
في المثلث القائم AMB في M، نستخدم النسبة المثلثية ظل الزاوية (tan):
tan(BAM)=الضلع المجاورالضلع المقابل=MAMB tan(BAM)=34≈1.333 باستخدام الآلة الحاسبة (اللمسة tan−1 أو Shift+tan):
BAM≈53.13∘ بالتدوير إلى الوحدة من الدرجة:
BAM≈53∘ قيس الزاوية BAM بالتدوير إلى الوحدة هو 53∘.
3) حساب الطول AB بطرق مختلفة:
الطريقة الأولى: باستخدام نظرية فيثاغورس
بما أن المثلث AMB قائم في M، نطبق نظرية فيثاغورس:
AB2=AM2+BM2 AB2=32+42 AB2=9+16=25 AB=25=5 cm
الطريقة الثانية: باستخدام خاصية طاليس المباشرة
بما أن المستقيمين (AB) و (DC) متوازيان، نطبق خاصية طاليس:
MCMA=DCAB 4.53=7.5AB AB=4.53×7.5=4.522.5=5 cm الطريقة الثالثة: باستخدام الجيب (Sinus) للزاوية BAM
في المثلث القائم AMB:
sin(BAM)=ABMB نعلم أن القيمة الدقيقة لـ sin(BAM) حيث tan(BAM)=34 هي 54=0.8:
0.8=AB4⟹AB=0.84=5 cm الطول AB يساوي 5 cm.
يمثل الجدار AB خطاً شاقولياً عمودياً على الأرض BC، وبالتالي فإن المثلث ABC قائم في B.
السلم يمثل الوتر AC=4 m.
الزاوية التي يصنعها السلم مع الجدار هي الزاوية عند الرأس A، وقيسها BAC=30∘.
في المثلث القائم ABC في B، نستخدم جيب الزاوية BAC:
sin(BAC)=الوترالضلع المقابل=ACBC sin(30∘)=4BC نعلم أن sin(30∘)=0.5:
0.5=4BC⟹BC=4×0.5=2 m المسافة BC بين أسفل السلم والحائط هي 2 m.
2) حساب طول الجدار AB:
في المثلث القائم ABC في B، نطبق نظرية فيثاغورس:
AC2=AB2+BC2 42=AB2+22 16=AB2+4 AB2=16−4=12 AB=12=23≈3.464 m بالتدوير إلى 0.1:
AB≈3.5 m طول الجدار AB بالتدوير إلى 0.1 هو 3.5 m.
عند سقوط المطرقة شاقولياً من النقطة M على السلم لتصل إلى النقطة N على الأرض، يتشكل لدينا مستقيم شاقولي (MN) عمودي على الأرض (BC).
بما أن:
(AB)⊥(BC) (الجدار عمودي على الأرض)
(MN)⊥(BC) (مسار سقوط المطرقة عمودي على الأرض)
فإن المستقيمين (MN) و (AB) متوازيان لأنهما عموديان على نفس المستقيم:
(MN)//(AB) نطبق خاصية طاليس في المثلث CAB حيث M∈[AC] و N∈[BC]:
CACM=ABMN نعوض بالقيم المعلومة لدينا:
CM=1.5 m CA=4 m AB=12≈3.464 m 41.5=3.464MN MN=41.5×3.464=45.196≈1.299 m بالتدوير إلى 0.1:
MN≈1.3 m الطول MN بالتدوير إلى 0.1 هو 1.3 m.
4) حساب قيس الزاوية CMN:
بما أن المستقيمين (MN) و (AB) متوازيان، والمستقيم (AC) قاطع لهما، فإن الزاويتين CMN و CAB متماثلتان (Angles correspondantes).
وبالتالي:
CMN=CAB=30∘ يمكن التحقق من النتيجة باستخدام حساب المثلثات في المثلث القائم CMN في N:
cos(CMN)=الوترالمجاور=CMMN=1.51.3≈0.866 وبما أن cos−1(0.866)≈30∘، فإن الحساب صحيح تماماً ومتطابق هندسياً.
قيس الزاوية CMN هو 30∘.