Pedagogical solution prepared according to official Algerian curriculum standards
📚
الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 56 - 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 (08 نقاط)
1. حساب العدد A
العدد A هو القاسم المشترك الأكبر للعددين 8294 و 4830، أي:
A=PGCD(8294;4830)
💡إضاءة وتنبيه:
لحساب القاسم المشترك الأكبر (PGCD) لعددين طبيعيين كبيرين، يُفضل استخدام خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية) لأنها أسرع وأدق مقارنة بطريقة الفروق المتتالية.
✅الإجابة النموذجية:
بتطبيق خوارزمية القسمات المتتالية (إقليدس):
8294=4830×1+3464
4830=3464×1+1366
3464=1366×2+732
1366=732×1+634
732=634×1+98
634=98×6+46
98=46×2+6
46=6×7+4
6=4×1+2
4=2×2+0
بما أن آخر باقٍ غير معدوم في سلسلة القسمات هو 2، فإن:
A=PGCD(8294;4830)=2
2. تبسيط العبارة B
العبارة المعطاة هي:
B=23×2+245−180−24
💡إضاءة وتنبيه:
لتبسيط عبارة تتضمن جذوراً تربيعية، نقوم بكتابة الأعداد تحت الجذور على الشكل a2×b حيث a عدد طبيعي و b أصغر ما يمكن، مع الاستعانة بخواص الحساب على الجذور مثل x×y=x×y.
✅الإجابة النموذجية:
نقوم بتبسيط كل حد من حدود العبارة B على حدة:
23×2=23×2=26
245=49×5=72×5=75
180=36×5=62×5=65
24=4×6=22×6=26
الآن، نعوض هذه القيم المبسطة في العبارة B:
B=26+75−65−26
نجمع الحدود المتشابهة:
B=(26−26)+(75−65)
B=0+15
B=5
3. تبيين أن C(A+3B) هو عدد ناطق
لدينا القيم التالية:
A=2
B=5
C=2−35
💡إضاءة وتنبيه:
لإثبات أن عبارة ما تمثل عدداً ناطقاً، نقوم بالتعويض المباشر ثم النشر والتبسيط مستعينين بالمتطابقات الشهيرة إن أمكن، وتحديداً المتطابقة الشهيرة الثالثة: (a−b)(a+b)=a2−b2.
✅الإجابة النموذجية:
نعوض قيم A، B و C في العبارة:
C(A+3B)=(2−35)(2+35)
نلاحظ أن هذه العبارة مكتوبة على شكل المتطابقة الشهيرة الثالثة (a−b)(a+b) حيث a=2 و b=35:
C(A+3B)=(2)2−(35)2
C(A+3B)=4−(32×(5)2)
C(A+3B)=4−(9×5)
C(A+3B)=4−45
C(A+3B)=−41
بما أن العدد −41 هو عدد صحيح نسبي (وبالتالي هو عدد ناطق مقامه 1)، فقد تم إثبات المطلوب.
4. جعل مقام النسبة BC عدداً ناطقاً
النسبة هي:
BC=52−35
💡إضاءة وتنبيه:
لجعل مقام نسبة عدداً ناطقاً عندما يكون المقام عبارة عن جذر تربيعي وحيد d، نضرب كلاً من البسط والمقام في d. يجب وضع البسط بين قوسين لتوزيع الضرب بشكل صحيح.
✅الإجابة النموذجية:
نضرب بسط ومقام النسبة في 5:
BC=5×5(2−35)×5
ننشر البسط ونبسط المقام:
BC=52×5−35×5
BC=525−3×5
BC=525−15
📌
التمرين الثاني (06 نقاط)
1. حساب أكبر عدد من الأفواج التي يمكن تشكيلها
لدينا:
عدد المترشحين الإجمالي: 640 مترشحاً.
عدد الذكور: 416 ذكراً.
عدد الإناث: 640−416=224 أنثى.
تريد الإدارة توزيعهم على أفواج متجانسة (أي أن كل فوج يحتوي على نفس عدد الذكور ونفس عدد الإناث).
💡إضاءة وتنبيه:
أكبر عدد من الأفواج المتجانسة التي يمكن تشكيلها يمثل هندسياً ورياضياً القاسم المشترك الأكبر (PGCD) لعدد الذكور وعدد الإناث.
✅الإجابة النموذجية:
نبحث أولاً عن عدد الإناث:
عدد الإناث=640−416=224
أكبر عدد من الأفواج التي يمكن تشكيلها هو PGCD(416;224).
نستخدم خوارزمية إقليدس لحساب القاسم المشترك الأكبر:
416=224×1+192
224=192×1+32
192=32×6+0
بما أن آخر باقٍ غير معدوم هو 32، فإن:
PGCD(416;224)=32
إذن، أكبر عدد من الأفواج التي يمكن للإدارة تشكيلها هو 32 فوجاً.
2. حساب عدد الذكور والإناث في كل حجرة (فوج)
✅الإجابة النموذجية:
عدد الذكور في كل حجرة:
32416=13 ذكور
عدد الإناث في كل حجرة:
32224=7 إناث
📌
التمرين الثالث (05 نقاط)
إثبات أن x=23
من معطيات الشكل:
المستقيمان (EG) و (FH) متقاطعان في النقطة O.
المستقيمان (GH) و (EF) متوازيان: (GH)//(EF).
الأطوال المعطاة: OE=8، OH=3، OG=x، OF=2x.
💡إضاءة وتنبيه:
بما أن المستقيمين متوازيان وهناك تقاطع في نقطة مشتركة تشكل وضعية الفراشة (أو وضعية طاليس)، فإننا نطبق نظرية طاليس المباشرة لكتابة النسب المتساوية واستخراج المجهول x.
✅الإجابة النموذجية:
بما أن النقط E,O,G في استقامية والنقط F,O,H في استقامية وبنفس الترتيب، وبما أن المستقيمين (GH) و (EF) متوازيان، فإنه حسب نظرية طاليس لدينا:
OEOG=OFOH
بالتعويض بالأطوال المعطاة نجد:
8x=2x3
باستعمال الجداء المتصالب (الوسطين في الطرفين):
x×2x=8×3
2x2=24
نقسم الطرفين على 2:
x2=224
x2=12
بما أن x يمثل طولاً، فإن قيمته يجب أن تكون موجبة تماماً (x>0):
x=12
نبسط الجذر التربيعي:
x=4×3=23
وهو المطلوب إثباته.
📌
الجزء الثاني (08 نقاط)
1. نقل وإتمام جدول الأوزان مع تبيين مراحل الحساب
لدينا جدول التكرارات المجمعة المتناقصة لـ 50 طفلاً:
الأوزان (kg)
p≥4
p≥6
p≥8
p≥10
p≥12
التكرارات المجمعة المتناقصة
50
44
31
14
4
💡إضاءة وتنبيه:
التكرار المجمع المتناقص لفئة معينة يمثل عدد القيم التي تفوق أو تساوي الحد الأدنى لهذه الفئة. للحصول على التكرار البسيط لكل فئة، نقوم بطرح التكرار المجمع المتناقص للفئة الموالية من التكرار المجمع المتناقص للفئة الحالية.
✅الإجابة النموذجية:
مراحل الحساب:
تكرار الفئة [12;14[ هو عدد الأطفال الذين وزنهم p≥12، وهو: 4.
تكرار الفئة [10;12[ هو: 14−4=10.
تكرار الفئة [8;10[ هو: 31−14=17.
تكرار الفئة [6;8[ هو: 44−31=13.
تكرار الفئة [4;6[ هو: 50−44=6.
الجدول بعد الإتمام:
فئة الأوزان (kg)
4≤p<6
6≤p<8
8≤p<10
10≤p<12
12≤p<14
التكرارات
6
13
17
10
4
2. حساب معدل أوزان أطفال دار الحضانة (M)
💡إضاءة وتنبيه:
لحساب المعدل الحسابي المتوازن لفئات، يجب أولاً تعيين مركز كل فئة (ci) بالقانون: مركز الفئة=2الحد الأدنى+الحد الأعلى، ثم نضرب مركز كل فئة في تكرارها ونقسم المجموع على التكرار الكلي N=50.
✅الإجابة النموذجية:
حساب مراكز الفئات (ci):
مركز الفئة [4;6[: c1=24+6=5
مركز الفئة [6;8[: c2=26+8=7
مركز الفئة [8;10[: c3=28+10=9
مركز الفئة [10;12[: c4=210+12=11
مركز الفئة [12;14[: c5=212+14=13
حساب المعدل (M):
M=50(6×5)+(13×7)+(17×9)+(10×11)+(4×13)
M=5030+91+153+110+52
M=50436=8.72 kg
إذن، معدل أوزان أطفال دار الحضانة هو 8.72 kg.
3. تحديد الفئة التي ينتمي إليها وسيط الأوزان
💡إضاءة وتنبيه:
لتحديد فئة الوسيط، نحسب رتبة الوسيط وهي 2N (حيث N هو التكرار الكلي). ثم نبحث عن الفئة التي تشمل هذه الرتبة باستخدام التكرار المجمع المتزايد (التصاعدي).
✅الإجابة النموذجية:
التكرار الإجمالي هو N=50 (عدد زوجي).
رتبة الوسيط هي: 250=25.
لننشئ جدول التكرار المجمع المتزايد (التصاعدي):
فئة الأوزان
[4;6[
[6;8[
[8;10[
[10;12[
[12;14[
التكرار
6
13
17
10
4
التكرار المجمع المتزايد
6
19
36
46
50
نلاحظ أن التكرار المجمع المتزايد للفئة [6;8[ هو 19 (أقل من 25)، بينما التكرار المجمع المتزايد للفئة [8;10[ هو 36 (أكبر من أو يساوي 25).
هذا يعني أن القيمة ذات الرتبة 25 تقع في الفئة [8;10[.
إذن، الفئة التي ينتمي إليها وسيط الأوزان هي [8;10[.
4. نقل وإتمام جدول الصيغتين مع تبيين مراحل الحساب
الصيغة الأولى: دفع 4200 DA كمشاركة سنوية ثابتة مع تسديد 60% من قيمة دفع الصيغة الثانية شهرياً.
قيمة دفع الصيغة الثانية شهرياً هي 1500 DA.
المبلغ الشهري للصيغة الأولى: 1500×10060=900 DA.
المبلغ الإجمالي للصيغة الأولى لـ x شهراً: f(x)=900x+4200.
الصيغة الثانية: دفع 1500 DA شهرياً.
المبلغ الإجمالي للصيغة الثانية لـ x شهراً: g(x)=1500x.
✅الإجابة النموذجية:
مراحل الحساب لتعبئة الجدول:
العمود الأول (عندما يكون المبلغ المدفوع بالصيغة الأولى هو 6900 DA):
نبحث عن عدد الأشهر x:
900x+4200=6900⟹900x=6900−4200
900x=2700⟹x=9002700=3 أشهر
نحسب المبلغ المقابل بالصيغة الثانية لـ 3 أشهر:
1500×3=4500 DA
العمود الثاني (عندما يكون المبلغ المدفوع بالصيغة الثانية هو 10500 DA):
نقاط مساعدة لرسم المستقيم (D1) الممثل للدالة f(x)=900x+4200:
إذا كان x=0: f(0)=4200→ النقطة الأولى هي (0;4200).
إذا كان x=7: f(7)=10500→ النقطة الثانية هي (7;10500).
نقاط مساعدة لرسم المستقيم (D2) الممثل للدالة g(x)=1500x:
إذا كان x=0: g(0)=0→ النقطة الأولى هي (0;0).
إذا كان x=7: g(7)=10500→ النقطة الثانية هي (7;10500).
(عند الرسم على ورقة مليمترية، يتم تحديد محور الفواصل بالشهور ومحور التراتيب بالمبالغ بالدينار، ثم رسم المستقيمين اللذين يتقاطعان في النقطة (7;10500)).
7. حل الجملة التالية رياضياً
{300x−y=−1400..... (1)500x−y=0..... (2)
✅الإجابة النموذجية:
من المعادلة (2) نستخرج قيمة y بدلالة x:
y=500x
نعوض قيمة y في المعادلة (1):
300x−500x=−1400
−200x=−1400
x=−200−1400=7
الآن، نعوض قيمة x=7 في المعادلة المستخرجة لـ y:
y=500×7=3500
إذن، حل الجملة هو الثنائية المرتبة: (x;y)=(7;3500).
8. تفسير حل الجملة
💡إضاءة وتنبيه:
نلاحظ أن معادلات الجملة هي عبارة عن قسمة معادلتي الدالتين f(x) و g(x) على العدد 3. حيث أن y في الجملة يمثل ثلث المبلغ الإجمالي الفعلي (y=3المبلغ).
✅الإجابة النموذجية:
القيمة x=7 تمثل عدد الأشهر التي يتساوى فيها المبلغ المدفوع بالصيغتين الأولى والثانية.
القيمة y=3500 تمثل ثلث هذا المبلغ المتساوي، حيث يكون المبلغ الإجمالي الفعلي المدفوع هو:
3×y=3×3500=10500 DA
التفسير: عند الحضانة لمدة 7 أشهر، تتساوى التكلفة بالصيغتين وتكون القيمة الإجمالية المدفوعة هي 10500 DA.
9. تحديد أفضل صيغة للزبون (بيانياً وحسابياً)
✅الإجابة النموذجية:
حسابياً:
نقارن بين الصيغتين بحل المتراجحة f(x)<g(x) لمعرفة متى تكون الصيغة الأولى أفضل (أرخص):
900x+4200<1500x
4200<1500x−900x
4200<600x
x>6004200
x>7
بيانياً:
إذا كانت مدة الحضانة أقل من 7 أشهر (x<7): نلاحظ بيانيا أن المستقيم (D2) الممثل للصيغة الثانية يقع تحت المستقيم (D1) الممثل للصيغة الأولى، وبالتالي الصيغة الثانية هي الأفضل (الأرخص) للزبون.
إذا كانت مدة الحضانة تساوي 7 أشهر تماماً (x=7): يتقاطع المستقيمان، وبالتالي الصيغتان متساويتان في التكلفة (10500 DA).
إذا كانت مدة الحضانة أكبر من 7 أشهر (x>7): نلاحظ بيانياً أن المستقيم (D1) الممثل للصيغة الأولى يقع تحت المستقيم (D2) الممثل للصيغة الثانية، وبالتالي الصيغة الأولى هي الأفضل (الأرخص) للزبون.