📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 61 - 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: (5.5 نقاط)

1. حساب القاسم المشترك الأكبر للعددين 108 و 135 واختزال الكسر 108135\frac{108}{135}

💡إضاءة وتنبيه:
لحساب القاسم المشترك الأكبر PGCDPGCD، نستخدم خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية) لأنها الطريقة الأسرع والأكثر أماناً لتفادي الأخطاء الحسابية.
135=108×1+27135 = 108 \times 1 + 27
108=27×4+0108 = 27 \times 4 + 0

بما أن الباقي الأخير غير المعدوم هو 2727، فإن:

PGCD(135,108)=27PGCD(135, 108) = 27
✅الإجابة النموذجية:

القاسم المشترك الأكبر للعددين 108108 و 135135 هو:

PGCD(135,108)=27PGCD(135, 108) = 27

اختزال الكسر 108135\frac{108}{135}:

نقسم كلاً من البسط والمقام على القاسم المشترك الأكبر لهما:

108135=108÷27135÷27=45\frac{108}{135} = \frac{108 \div 27}{135 \div 27} = \frac{4}{5}

2. تبيين أن BB عدد طبيعي حيث: B=72×45−108135B = \frac{7}{2} \times \frac{4}{5} - \frac{108}{135}

💡إضاءة وتنبيه:
لتسهيل الحساب وتجنب الأعداد الكبيرة، نعوض الكسر 108135\frac{108}{135} بكسره المختزل 45\frac{4}{5} الذي وجدناه في السؤال السابق، مع مراعاة أولويات العمليات (الضرب قبل الطرح).
B=(72×45)−45B = \left( \frac{7}{2} \times \frac{4}{5} \right) - \frac{4}{5}
B=7×42×5−45B = \frac{7 \times 4}{2 \times 5} - \frac{4}{5}
B=2810−45B = \frac{28}{10} - \frac{4}{5}

نختزل الكسر 2810\frac{28}{10} بقسمة البسط والمقام على 22:

2810=145\frac{28}{10} = \frac{14}{5}

نعوض الآن في العبارة:

B=145−45B = \frac{14}{5} - \frac{4}{5}
B=14−45=105=2B = \frac{14 - 4}{5} = \frac{10}{5} = 2
✅الإجابة النموذجية:

بعد الحساب والتبسيط نجد:

B=2B = 2

وبما أن 22 عدد طبيعي، فقد تم إثبات أن BB عدد طبيعي.

3. كتابة العدد CC كتابة علمية حيث: C=6.6×102×9×10−30.2×(102)3C = \frac{6.6 \times 10^2 \times 9 \times 10^{-3}}{0.2 \times (10^2)^3}

💡إضاءة وتنبيه:
الكتابة العلمية لعدد عشري تكتب 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 نسبي صحيح.

نقوم أولاً بفصل الأعداد المعلومة عن قوى العدد 10:

C=6.6×90.2×102×10−3(102)3C = \frac{6.6 \times 9}{0.2} \times \frac{10^2 \times 10^{-3}}{(10^2)^3}

نحسب الجزء العددي:

6.6×9=59.46.6 \times 9 = 59.4
59.40.2=297\frac{59.4}{0.2} = 297

نحسب جزء القوى بتطبيق قواعد القوى العشريّة (10a)b=10a×b(10^a)^b = 10^{a \times b} و 10a×10b=10a+b10^a \times 10^b = 10^{a+b}:

102×10−3(102)3=102−3102×3=10−1106=10−1−6=10−7\frac{10^2 \times 10^{-3}}{(10^2)^3} = \frac{10^{2 - 3}}{10^{2 \times 3}} = \frac{10^{-1}}{10^6} = 10^{-1 - 6} = 10^{-7}

إذن:

C=297×10−7C = 297 \times 10^{-7}

نكتب العدد 297297 كتابة علمية:

297=2.97×102297 = 2.97 \times 10^2

نعوض في العبارة الإجمالية لـ CC:

C=2.97×102×10−7=2.97×102−7=2.97×10−5C = 2.97 \times 10^2 \times 10^{-7} = 2.97 \times 10^{2 - 7} = 2.97 \times 10^{-5}
✅الإجابة النموذجية:

الكتابة العلمية للعدد CC هي:

C=2.97×10−5C = 2.97 \times 10^{-5}

4. حل المعادلة: X2−4=0X^2 - 4 = 0

نكتب المعادلة على الشكل X2=aX^2 = a:

X2=4X^2 = 4

بما أن العدد 44 أكبر تماماً من الصفر (4>04 > 0)، فإن للمعادلة حلين متعاكسين هما:

X=4أوX=−4X = \sqrt{4} \quad \text{أو} \quad X = -\sqrt{4}

أي:

X=2أوX=−2X = 2 \quad \text{أو} \quad X = -2
✅الإجابة النموذجية:

للمعادلة X2−4=0X^2 - 4 = 0 حلان حقيقيان هما:

X=2وX=−2X = 2 \quad \text{و} \quad X = -2
📌

التمرين الثاني: (4.5 نقاط)

1. كتابة AA على شكل aba\sqrt{b} حيث aa عدد نسبي و bb عدد طبيعي أصغر ما يمكن

A=8+32−50A = \sqrt{8} + \sqrt{32} - \sqrt{50}
💡إضاءة وتنبيه:
نبحث عن أكبر مربع تام يقسم الأعداد تحت الجذور. نلاحظ أن جميع الأعداد تقبل القسمة على 22:
8=4×28 = 4 \times 2
32=16×232 = 16 \times 2
50=25×250 = 25 \times 2

نعوض في العبارة:

A=4×2+16×2−25×2A = \sqrt{4 \times 2} + \sqrt{16 \times 2} - \sqrt{25 \times 2}
A=22×2+42×2−52×2A = \sqrt{2^2 \times 2} + \sqrt{4^2 \times 2} - \sqrt{5^2 \times 2}
A=22+42−52A = 2\sqrt{2} + 4\sqrt{2} - 5\sqrt{2}

نأخذ 2\sqrt{2} كعامل مشترك:

A=(2+4−5)2A = (2 + 4 - 5)\sqrt{2}
A=12=2A = 1\sqrt{2} = \sqrt{2}
✅الإجابة النموذجية:

كتابة العبارة AA على الشكل المطلوب هي:

A=2A = \sqrt{2}

(حيث a=1a = 1 و b=2b = 2).

2. كتابة BB على شكل نسبة مقامها عدد ناطق

B=22B = \frac{2}{\sqrt{2}}

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

B=2×22×2B = \frac{2 \times \sqrt{2}}{\sqrt{2} \times \sqrt{2}}
B=222B = \frac{2\sqrt{2}}{2}

نختزل العدد 22 من البسط والمقام:

B=2B = \sqrt{2}
✅الإجابة النموذجية:

النسبة BB بمقام ناطق بعد التبسيط هي:

B=2B = \sqrt{2}

3. إثبات أن A×BA \times B عدد طبيعي

نعوض قيمتي AA و BB المبسطتين:

A×B=2×2A \times B = \sqrt{2} \times \sqrt{2}
A×B=(2)2=2A \times B = (\sqrt{2})^2 = 2

وبما أن 22 عدد طبيعي، فإن الجداء A×BA \times B هو عدد طبيعي فعلاً.

✅الإجابة النموذجية:

لدينا:

A×B=2A \times B = 2

وهو عدد طبيعي.

📌

التمرين الثالث: (10 نقاط)

i. ما نوع المثلث ABDABD؟ مع التعليل

💡إضاءة وتنبيه:
نستخدم هنا النظرية العكسية للدائرة المحيطة بالمثلث. إذا كان أحد أضلاع مثلث مرسوم داخل دائرة قطراً لهذه الدائرة، فإن هذا المثلث قائم حتماً والقطر هو وتره.
التعليل:

1. لدينا المثلث ABDABD مرسوم داخل الدائرة (C)(C).

2. الضلع [AB][AB] هو قطر للدائرة (C)(C).

3. النقطة DD نقطة من الدائرة (C)(C) وتختلف عن AA و BB.

إذن، حسب خاصية الدائرة المحيطة بالمثلث القائم، فإن المثلث ABDABD قائم في النقطة DD.

✅الإجابة النموذجية:

المثلث ABDABD قائم في DD.

ii. حساب كلا من ADAD و BDBD

بما أن المثلث ABDABD قائم في DD، يمكننا استخدام النسب المثلثية (الجيب وجيب التمام) حيث لدينا الزاوية ABD^=30∘\widehat{ABD} = 30^\circ والوتر AB=4 cmAB = 4\text{ cm}.

1. حساب الطول ADAD (المقابل للزاوية ABD^\widehat{ABD}):

sin⁡(ABD^)=المقابلالوتر=ADAB\sin(\widehat{ABD}) = \frac{\text{المقابل}}{\text{الوتر}} = \frac{AD}{AB}
sin⁡(30∘)=AD4\sin(30^\circ) = \frac{AD}{4}

نعلم أن sin⁡(30∘)=0.5\sin(30^\circ) = 0.5، إذن:

AD=4×0.5=2 cmAD = 4 \times 0.5 = 2\text{ cm}

2. حساب الطول BDBD (المجاور للزاوية ABD^\widehat{ABD}):

يمكننا حساب BDBD بطريقتين:

الطريقة الأولى (باستخدام جيب التمام):
cos⁡(ABD^)=المجاورالوتر=BDAB\cos(\widehat{ABD}) = \frac{\text{المجاور}}{\text{الوتر}} = \frac{BD}{AB}
cos⁡(30∘)=BD4\cos(30^\circ) = \frac{BD}{4}

نعلم أن cos⁡(30∘)=32\cos(30^\circ) = \frac{\sqrt{3}}{2}، إذن:

BD=4×32=23 cm≈3.46 cmBD = 4 \times \frac{\sqrt{3}}{2} = 2\sqrt{3}\text{ cm} \approx 3.46\text{ cm}
الطريقة الثانية (بتطبيق نظرية فيثاغورس في المثلث القائم ABDABD):
AB2=AD2+BD2AB^2 = AD^2 + BD^2
42=22+BD24^2 = 2^2 + BD^2
16=4+BD2  ⟹  BD2=16−4=1216 = 4 + BD^2 \implies BD^2 = 16 - 4 = 12
BD=12=4×3=23 cmBD = \sqrt{12} = \sqrt{4 \times 3} = 2\sqrt{3}\text{ cm}
✅الإجابة النموذجية:
الطول AD=2 cmAD = 2\text{ cm}
الطول BD=23 cm≈3.46 cmBD = 2\sqrt{3}\text{ cm} \approx 3.46\text{ cm}

iii. حساب مساحة المثلث ABDABD

مساحة المثلث القائم تساوي نصف جذاء طولي ضلعي القائمة:

S=AD×BD2S = \frac{AD \times BD}{2}
S=2×232=23 cm2≈3.46 cm2S = \frac{2 \times 2\sqrt{3}}{2} = 2\sqrt{3}\text{ cm}^2 \approx 3.46\text{ cm}^2
✅الإجابة النموذجية:

مساحة المثلث ABDABD هي:

S=23 cm2(أو ≈3.46 cm2)S = 2\sqrt{3}\text{ cm}^2 \quad (\text{أو } \approx 3.46\text{ cm}^2)

iv. تبيين أن (MN)//(AD)(MN) // (AD)

💡إضاءة وتنبيه:
لإثبات توازي مستقيمين، نبحث عن مستقيم ثالث يكون عمودياً عليهما معاً، حيث أن "المستقيمان العموديان على نفس المستقيم متوازيان".

1. لدينا المثلث ABDABD قائم في DD، مما يعني أن المستقيم (AD)(AD) عمودي على المستقيم (DB)(DB):

(AD)⊥(DB)(AD) \perp (DB)

2. من معطيات التمرين، المستقيم (Δ)(\Delta) الذي يشمل القطعة [MN][MN] عمودي على المستقيم (DB)(DB) في النقطة MM، مما يعني أن:

(MN)⊥(DB)(MN) \perp (DB)

بما أن المستقيمين (AD)(AD) و (MN)(MN) عموديان على نفس المستقيم (DB)(DB)، فإنهما متوازيان.

✅الإجابة النموذجية:

بما أن (AD)⊥(DB)(AD) \perp (DB) و (MN)⊥(DB)(MN) \perp (DB)، فإن:

(MN)//(AD)(MN) // (AD)

v. حساب الطول MNMN

بما أن المستقيمين متوازيان، يمكننا حساب الطول MNMN بطريقتين هندسيتين مختلفتين:

الطريقة الأولى: باستخدام النسب المثلثية في المثلث القائم BMNBMN

بما أن (MN)⊥(DB)(MN) \perp (DB)، فإن المثلث BMNBMN قائم في MM.

الزاوية MBN^\widehat{MBN} هي نفسها الزاوية ABD^=30∘\widehat{ABD} = 30^\circ.

لدينا الطول BMBM:

BM=BD−MDBM = BD - MD

نعوض بالقيم:

BM=23−2 cmBM = 2\sqrt{3} - 2\text{ cm}

في المثلث القائم BMNBMN في MM:

tan⁡(MBN^)=المقابلالمجاور=MNBM\tan(\widehat{MBN}) = \frac{\text{المقابل}}{\text{المجاور}} = \frac{MN}{BM}
tan⁡(30∘)=MN23−2\tan(30^\circ) = \frac{MN}{2\sqrt{3} - 2}

نعلم أن tan⁡(30∘)=33\tan(30^\circ) = \frac{\sqrt{3}}{3}، إذن:

MN=(23−2)×33MN = (2\sqrt{3} - 2) \times \frac{\sqrt{3}}{3}
MN=2(3)2−233=2×3−233=6−233=2−233 cmMN = \frac{2(\sqrt{3})^2 - 2\sqrt{3}}{3} = \frac{2 \times 3 - 2\sqrt{3}}{3} = \frac{6 - 2\sqrt{3}}{3} = 2 - \frac{2\sqrt{3}}{3}\text{ cm}

بالحساب التقريبي:

MN≈2−1.15=0.85 cmMN \approx 2 - 1.15 = 0.85\text{ cm}

الطريقة الثانية: بتطبيق نظرية طاليس

في المثلث BDABDA، لدينا النقطة MM تنتمي إلى [BD][BD] والنقطة NN تنتمي إلى [BA][BA]، وبما أن (MN)//(AD)(MN) // (AD)، فحسب خاصية طاليس نكتب:

BMBD=BNBA=MNAD\frac{BM}{BD} = \frac{BN}{BA} = \frac{MN}{AD}

نأخذ النسبة المناسبة لحساب MNMN:

MNAD=BMBD  ⟹  MN=AD×BMBD\frac{MN}{AD} = \frac{BM}{BD} \implies MN = AD \times \frac{BM}{BD}

نعوض بالأطوال المعلومة:

MN=2×23−223MN = 2 \times \frac{2\sqrt{3} - 2}{2\sqrt{3}}

نختزل العدد 22 من البسط والمقام في الكسر:

MN=2×3−13MN = 2 \times \frac{\sqrt{3} - 1}{\sqrt{3}}

نضرب البسط والمقام في 3\sqrt{3} لتنطيق المقام:

MN=2×(3−1)33=2×3−33=6−233=2−233 cmMN = 2 \times \frac{(\sqrt{3} - 1)\sqrt{3}}{3} = 2 \times \frac{3 - \sqrt{3}}{3} = \frac{6 - 2\sqrt{3}}{3} = 2 - \frac{2\sqrt{3}}{3}\text{ cm}
✅الإجابة النموذجية:

الطول MNMN هو:

MN=6−233 cm(أو بالتقريب ≈0.85 cm)MN = \frac{6 - 2\sqrt{3}}{3}\text{ cm} \quad (\text{أو بالتقريب } \approx 0.85\text{ cm})