📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 57 - 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: (05 نقاط)

1. إعطاء الكتابة العلمية للعدد AA

💡إضاءة وتنبيه:

لكتابة عدد كتابة علمية، نقوم بتبسيط العبارة أولاً بفصل الأعداد العشرية عن القوى ذات الأساس 10، ثم نكتب الناتج على الشكل a×10na \times 10^n حيث aa عدد عشري مكتوب برقم واحد غير معدوم قبل الفاصلة (1≤a<101 \le a < 10) و nn عدد صحيح نسبي.

A=18×104×5×10−74×10−3×0.9×1010A = \frac{18 \times 10^4 \times 5 \times 10^{-7}}{4 \times 10^{-3} \times 0.9 \times 10^{10}}
✅الإجابة النموذجية:

نعيد ترتيب البسط والمقام بجمع الأعداد معاً والقوى معاً:

A=18×54×0.9×104×10−710−3×1010A = \frac{18 \times 5}{4 \times 0.9} \times \frac{10^4 \times 10^{-7}}{10^{-3} \times 10^{10}}

نحسب العمليات في البسط والمقام:

البسط العددي: 18×5=9018 \times 5 = 90
المقام العددي: 4×0.9=3.64 \times 0.9 = 3.6
بسط القوى: 104×10−7=104+(−7)=10−310^4 \times 10^{-7} = 10^{4 + (-7)} = 10^{-3}
مقام القوى: 10−3×1010=10−3+10=10710^{-3} \times 10^{10} = 10^{-3 + 10} = 10^7

نعوض هذه القيم في العبارة:

A=903.6×10−3107A = \frac{90}{3.6} \times \frac{10^{-3}}{10^7}

نقسم الأعداد ونطرح أسس القوى:

903.6=25\frac{90}{3.6} = 25
10−3107=10−3−7=10−10\frac{10^{-3}}{10^7} = 10^{-3 - 7} = 10^{-10}

إذن:

A=25×10−10A = 25 \times 10^{-10}

نكتب العدد كتابة علمية بإزاحة الفاصلة مرتبة واحدة نحو اليسار:

A=2.5×101×10−10A = 2.5 \times 10^1 \times 10^{-10}
A=2.5×10−9A = 2.5 \times 10^{-9}

2. هل العددان 1540 و 968 أوليين فيما بينهما؟

💡إضاءة وتنبيه:

يكون العددان أوليين فيما بينهما إذا كان قاسمهما المشترك الأكبر يساوي 1. لإثبات أنهما ليسا أوليين دون حساب PGCDPGCD، يكفي إيجاد قاسم مشترك واحد لهما يختلف عن الرقم 1 (باستخدام قواعد قابلية القسمة).

✅الإجابة النموذجية:

العددان 1540 و 968 ليسا أوليين فيما بينهما.

التبرير: رقم آحاد العدد 1540 هو 0 (فهو عدد زوجي)، ورقم آحاد العدد 968 هو 8 (فهو عدد زوجي أيضاً). بالتالي، كلا العددين يقبلان القسمة على 2. وبما أنهما يقبلان قسماً مشتركاً غير الـ 1 (وهو الرقم 2)، فإن قاسمهما المشترك الأكبر PGCD(1540,968)≠1PGCD(1540, 968) \neq 1.

3. كتابة النسبة xy\frac{x}{y} على شكل كسر غير قابل للاختزال

نعلم أن:

968x=1540y968x = 1540y

ومنه نستنتج النسبة:

xy=1540968\frac{x}{y} = \frac{1540}{968}
💡إضاءة وتنبيه:

لكتابة الكسر على شكل كسر غير قابل للاختزال، نقوم بحساب القاسم المشترك الأكبر PGCDPGCD للبسط والمقام ثم نقسم كلاً منهما عليه.

✅الإجابة النموذجية:

نبحث عن PGCD(1540,968)PGCD(1540, 968) باستخدام خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية):

1540=968×1+5721540 = 968 \times 1 + 572
968=572×1+396968 = 572 \times 1 + 396
572=396×1+176572 = 396 \times 1 + 176
396=176×2+44396 = 176 \times 2 + 44
176=44×4+0176 = 44 \times 4 + 0

آخر باقٍ غير معدوم هو 44، إذن:

PGCD(1540,968)=44PGCD(1540, 968) = 44

الآن نقسم بسط ومقام الكسر على 44:

xy=1540÷44968÷44\frac{x}{y} = \frac{1540 \div 44}{968 \div 44}
xy=3522\frac{x}{y} = \frac{35}{22}

الكسر 3522\frac{35}{22} هو كسر غير قابل للاختزال.

📌

التمرين الثاني: (07 نقاط)

1. إثبات أن محيطي المربع ABCDABCD والمستطيل EFGHEFGH متساويان

💡إضاءة وتنبيه:
قانون محيط المربع: Pمربع=الضلع×4P_{\text{مربع}} = \text{الضلع} \times 4
قانون محيط المستطيل: Pمستطيل=(الطول+العرض)×2P_{\text{مستطيل}} = (\text{الطول} + \text{العرض}) \times 2
✅الإجابة النموذجية:
أولاً: حساب محيط المربع ABCDABCD:

لدينا طول ضلع المربع هو AB=20+1AB = \sqrt{20} + 1.

نعلم أن 20=4×5=25\sqrt{20} = \sqrt{4 \times 5} = 2\sqrt{5}، إذن:

AB=25+1AB = 2\sqrt{5} + 1

نحسب المحيط P1P_1:

P1=4×AB=4×(25+1)P_1 = 4 \times AB = 4 \times (2\sqrt{5} + 1)
P1=85+4P_1 = 8\sqrt{5} + 4
ثانياً: حساب محيط المستطيل EFGHEFGH:

لدينا بعدا المستطيل هما:

FG=5+3FG = \sqrt{5} + 3

EF=45−1EF = \sqrt{45} - 1

نبسط الطول EFEF:

EF=9×5−1=35−1EF = \sqrt{9 \times 5} - 1 = 3\sqrt{5} - 1

نحسب المحيط P2P_2:

P2=2×(FG+EF)P_2 = 2 \times (FG + EF)
P2=2×[(5+3)+(35−1)]P_2 = 2 \times [(\sqrt{5} + 3) + (3\sqrt{5} - 1)]

نجمع الحدود المتشابهة داخل القوسين:

FG+EF=(5+35)+(3−1)=45+2FG + EF = (\sqrt{5} + 3\sqrt{5}) + (3 - 1) = 4\sqrt{5} + 2

إذن:

P2=2×(45+2)P_2 = 2 \times (4\sqrt{5} + 2)
P2=85+4P_2 = 8\sqrt{5} + 4
النتيجة:

بما أن P1=85+4P_1 = 8\sqrt{5} + 4 و P2=85+4P_2 = 8\sqrt{5} + 4، فإن محيطي المربع ABCDABCD والمستطيل EFGHEFGH متساويان تماماً.

2. كتابة العدد KK على شكل aba\sqrt{b}

العبارة:

K=50+318−32K = \sqrt{50} + 3\sqrt{18} - \sqrt{32}
✅الإجابة النموذجية:

نحلل الأعداد تحت الجذور إلى جذاء عددين أحدهما مربع تام، وبما أن الأعداد كلها تقبل القسمة على 2، فإن القيمة المستهدفة تحت الجذر هي b=2b = 2:

50=25×2=52\sqrt{50} = \sqrt{25 \times 2} = 5\sqrt{2}
318=39×2=3×32=923\sqrt{18} = 3\sqrt{9 \times 2} = 3 \times 3\sqrt{2} = 9\sqrt{2}
32=16×2=42\sqrt{32} = \sqrt{16 \times 2} = 4\sqrt{2}

نعوض في العبارة KK:

K=52+92−42K = 5\sqrt{2} + 9\sqrt{2} - 4\sqrt{2}
K=(5+9−4)2K = (5 + 9 - 4)\sqrt{2}
K=102K = 10\sqrt{2}

حيث a=10a = 10 (عدد نسبي صحيح) و b=2b = 2 (أصغر عدد طبيعي ممكن).

3. كتابة النسبة LL على شكل كسر مقامه عدد ناطق

العبارة:

L=53KL = \frac{5\sqrt{3}}{K}
✅الإجابة النموذجية:

نعوض قيمة KK التي وجدناها سابقاً (K=102K = 10\sqrt{2}):

L=53102L = \frac{5\sqrt{3}}{10\sqrt{2}}

نختزل الكسر بقسمة البسط والمقام على 5:

L=322L = \frac{\sqrt{3}}{2\sqrt{2}}

لجعل المقام عدداً ناطقاً، نضرب كلاً من البسط والمقام في 2\sqrt{2}:

L=3×222×2L = \frac{\sqrt{3} \times \sqrt{2}}{2\sqrt{2} \times \sqrt{2}}
L=62×2L = \frac{\sqrt{6}}{2 \times 2}
L=64L = \frac{\sqrt{6}}{4}

4. حل المعادلة: 8x2−13=5x2+148x^2 - 13 = 5x^2 + 14

✅الإجابة النموذجية:

ننقل المعاليم إلى طرف والمجاهيل إلى طرف آخر:

8x2−5x2=14+138x^2 - 5x^2 = 14 + 13
3x2=273x^2 = 27
x2=273x^2 = \frac{27}{3}
x2=9x^2 = 9

بما أن العدد 9 موجب تماماً (9>09 > 0)، فإن للمعادلة حلين متعاكسين هما:

x=9=3x = \sqrt{9} = 3

أو

x=−9=−3x = -\sqrt{9} = -3

إذن للمعادلة حلان هما: 33 و −3-3.

📌

التمرين الثالث: (07 نقاط)

1. إنشاء الشكل المناسب

💡إضاءة وتنبيه:

لرسم الشكل بدقة:

1. ارسم قطعة المستقيم [AB][AB] بطول 9 cm9\text{ cm}.

2. باستخدام المدور، افتح فتحة بطول 5 cm5\text{ cm} من النقطة AA وارسم قوساً، ثم افتح فتحة بطول 6 cm6\text{ cm} من النقطة BB وارسم قوساً يقطع الأول لتحديد النقطة CC.

3. حدد النقطة MM على القطعة [AB][AB] بحيث تبعد عن AA بـ 3 cm3\text{ cm} (أي تبعد عن BB بـ 6 cm6\text{ cm}).

4. حدد النقطة NN على القطعة [BC][BC] بحيث تبعد عن BB بـ 4 cm4\text{ cm}.

(يمكن للطالب رسم هذا المخطط الهندسي على ورقة الإجابة بالمسطرة والمدور بدقة).

2. تبيين أن (MN)//(AC)(MN) // (AC)

✅الإجابة النموذجية:

نستخدم النظرية العكسية لنظرية طاليس في المثلث BACBAC برأس مشترك BB:

أولاً: حساب النسبتين ومقارنتهما:

لدينا النقطة MM تنتمي إلى [AB][AB]، إذن:

BM=AB−AM=9−3=6 cmBM = AB - AM = 9 - 3 = 6\text{ cm}

نحسب النسبة الأولى:

BMBA=69=23\frac{BM}{BA} = \frac{6}{9} = \frac{2}{3}

ونحسب النسبة الثانية:

BNBC=46=23\frac{BN}{BC} = \frac{4}{6} = \frac{2}{3}

نلاحظ أن:

BMBA=BNBC\frac{BM}{BA} = \frac{BN}{BC}
ثانياً: شرط استقامية النقاط وترتيبها:

النقاط BB، MM، AA والنقاط BB، NN، CC في استقامية وبنفس الترتيب.

الخلاصة:

حسب النظرية العكسية لنظرية طاليس، فإن المستقيمين (MN)(MN) و (AC)(AC) متوازيان، أي:

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

3. حساب الطول MNMN

✅الإجابة النموذجية:

بما أن المستقيمين (MN)(MN) و (AC)(AC) متوازيان، فإنه بتطبيق نظرية طاليس المباشرة في المثلث BACBAC نجد:

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

نعوض بالقيم المعلومة لدينا:

23=MN5\frac{2}{3} = \frac{MN}{5}

باستعمال الرابع المتناسب:

MN=2×53MN = \frac{2 \times 5}{3}
MN=103 cm≈3.33 cmMN = \frac{10}{3}\text{ cm} \approx 3.33\text{ cm}

4. تبيين أن BM2=BL×BABM^2 = BL \times BA

💡إضاءة وتنبيه:

للبرهنة على هذه العلاقة، نبحث عن نسبتين متساويتين في مثلثين مختلفين يربطهما ضلع مشترك أو نسبة مشتركة، وذلك بتطبيق نظرية طاليس مرتين.

✅الإجابة النموذجية:
الخطوة الأولى: في المثلث BACBAC، لدينا (MN)//(AC)(MN) // (AC)، ومنه حسب نظرية طاليس:
BNBC=BMBA— (العلاقة 1)\frac{BN}{BC} = \frac{BM}{BA} \quad \text{--- (العلاقة 1)}
الخطوة الثانية: لدينا المستقيم الموازي لـ (MC)(MC) والمار من NN يقطع [AB][AB] في LL، أي أن (LN)//(MC)(LN) // (MC).

نطبق نظرية طاليس في المثلث BMCBMC حيث النقطة LL تنتمي إلى [BM][BM] والنقطة NN تنتمي إلى [BC][BC]:

BLBM=BNBC— (العلاقة 2)\frac{BL}{BM} = \frac{BN}{BC} \quad \text{--- (العلاقة 2)}
الخطوة الثالثة: بمقارنة العلاقة (1) والعلاقة (2)، نلاحظ أن النسبة BNBC\frac{BN}{BC} مشتركة بينهما، إذن:
BLBM=BMBA\frac{BL}{BM} = \frac{BM}{BA}

باستعمال الجداء المتصالب (الوسطين في الطرفين):

BM×BM=BL×BABM \times BM = BL \times BA
BM2=BL×BABM^2 = BL \times BA

وهو المطلوب إثباته بدقة هندسية تامة.