📚
الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 118 - اختبار الفصل الأول - الرياضيات - 4 متوسط Corrigé officiel détaillé
المستوى الدراسي: السنة الرابعة متوسط (التعليم المتوسط)
الفصل الدراسي: اختبارات الفصل الأول
1) حساب القاسم المشترك الأكبر للعددين 630 و 345 واستنتاج القواسم المشتركة لهما 💡 إضاءة وتنبيه:
لنحسب القاسم المشترك الأكبر PGCD ( 630 , 345 ) \text{PGCD}(630, 345)PGCD ( 630 , 345 ) نطبق خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية).
باستخدام خوارزمية القسمات المتتالية:
630 = 345 × 1 + 285 630 = 345 \times 1 + 285630 = 345 × 1 + 285
345 = 285 × 1 + 60 345 = 285 \times 1 + 60345 = 285 × 1 + 60
285 = 60 × 4 + 45 285 = 60 \times 4 + 45285 = 60 × 4 + 45
60 = 45 × 1 + 15 60 = 45 \times 1 + 1560 = 45 × 1 + 15
45 = 15 × 3 + 0 45 = 15 \times 3 + 045 = 15 × 3 + 0
آخر باقي غير معدوم هو 15 1515 .
PGCD ( 630 , 345 ) = 15 \text{PGCD}(630, 345) = 15PGCD ( 630 , 345 ) = 15
استنتاج القواسم المشتركة للعددين 630 و 345:
القواسم المشتركة للعددين هي نفسها قواسم قاسمها المشترك الأكبر (العدد 15 1515 ).
قواسم العدد 15 1515 هي: 1 11 ، 3 33 ، 5 55 ، 15 1515 .
مجموعة القواسم المشتركة للعددين 630 و 345 هي: { 1 , 3 , 5 , 15 } \{1, 3, 5, 15\}{ 1 , 3 , 5 , 15 } .
2) كتابة الكسر 345 630 \frac{345}{630}630 345 على شكل غير قابل للاختزال
💡 إضاءة وتنبيه:
لكتابة كسر على شكل غير قابل للاختزال، نقسم كلاً من البسط والمقام على قاسمها المشترك الأكبر PGCD \text{PGCD}PGCD .
345 630 = 345 ÷ 15 630 ÷ 15 = 23 42 \frac{345}{630} = \frac{345 \div 15}{630 \div 15} = \frac{23}{42}630 345 = 630 ÷ 15 345 ÷ 15 = 42 23
الكسر الغير قابل للاختزال هو:
345 630 = 23 42 \frac{345}{630} = \frac{23}{42}630 345 = 42 23
3) حساب العدد T TT
T = 345 630 − 23 42 T = \frac{345}{630} - \frac{23}{42}T = 630 345 − 42 23
نعوض الكسر 345 630 \frac{345}{630}630 345 بالكسر المختزل الموافق له 23 42 \frac{23}{42}42 23 :
T = 23 42 − 23 42 = 0 T = \frac{23}{42} - \frac{23}{42} = 0T = 42 23 − 42 23 = 0
الشكل المقابل مرسوم بأطوال غير حقيقية حيث المعطيات:
النقاط C , B , A C, B, AC , B , A على استقامة واحدة بهذا الترتيب، والنقاط C , D , E C, D, EC , D , E على استقامة واحدة بهذا الترتيب.
1) تبيان أن ( B D ) ∥ ( A E ) (BD) \parallel (AE)( B D ) ∥ ( A E )
💡 إضاءة وتنبيه:
لإثبات توازي المستقيمين نستعمل الخاصية العكسية لخاصية طاليس بعد مقارنة النسبتين.
نحسب الطول الكلي C A CAC A :
C A = C B + B A = 5.2 + 2.6 = 7.8 CA = CB + BA = 5.2 + 2.6 = 7.8C A = C B + B A = 5.2 + 2.6 = 7.8
نحسب الطول الكلي C E CEC E :
C E = C D + D E = 4.8 + 2.4 = 7.2 CE = CD + DE = 4.8 + 2.4 = 7.2C E = C D + D E = 4.8 + 2.4 = 7.2
نحسب النسبتين ونقارنهما:
1. النسبة الأولى:
C B C A = 5.2 7.8 = 52 78 = 2 3 ≈ 0.667 \frac{CB}{CA} = \frac{5.2}{7.8} = \frac{52}{78} = \frac{2}{3} \approx 0.667C A C B = 7.8 5.2 = 78 52 = 3 2 ≈ 0.667
2. النسبة الثانية:
C D C E = 4.8 7.2 = 48 72 = 2 3 ≈ 0.667 \frac{CD}{CE} = \frac{4.8}{7.2} = \frac{48}{72} = \frac{2}{3} \approx 0.667C E C D = 7.2 4.8 = 72 48 = 3 2 ≈ 0.667
نلاحظ أن:
C B C A = C D C E = 2 3 \frac{CB}{CA} = \frac{CD}{CE} = \frac{2}{3}C A C B = C E C D = 3 2
وبما أن النقاط C , B , A C, B, AC , B , A والنقاط C , D , E C, D, EC , D , E في استقامية وبنفس الترتيب، فحسب الخاصية العكسية لخاصية طاليس ، فإن:
( B D ) ∥ ( A E ) (BD) \parallel (AE)( B D ) ∥ ( A E )
2) حساب الطول A E AEA E
بما أن المستقيمين ( B D ) (BD)( B D ) و ( A E ) (AE)( A E ) متوازيان، وتتحقق شروط الاستقامية، نطبق خاصية طاليس المباشرة :
C B C A = C D C E = B D A E \frac{CB}{CA} = \frac{CD}{CE} = \frac{BD}{AE}C A C B = C E C D = A E B D
بالتعويض بالقيم العددية:
2 3 = 6 A E \frac{2}{3} = \frac{6}{AE}3 2 = A E 6
ومنه:
A E = 3 × 6 2 = 18 2 = 9 AE = \frac{3 \times 6}{2} = \frac{18}{2} = 9A E = 2 3 × 6 = 2 18 = 9
ليكن العددان الحقيقيان A AA و B BB حيث:
A = 5 28 − 7 + 36 A = 5\sqrt{28} - \sqrt{7} + \sqrt{36}A = 5 28 − 7 + 36
B = 27 7 × 14 9 B = \sqrt{\frac{27}{7}} \times \sqrt{\frac{14}{9}}B = 7 27 × 9 14
1) كتابة العدد A AA على الشكل a 7 + b a\sqrt{7} + ba 7 + b
نبسط الجذور:
28 = 4 × 7 = 4 × 7 = 2 7 \sqrt{28} = \sqrt{4 \times 7} = \sqrt{4} \times \sqrt{7} = 2\sqrt{7}28 = 4 × 7 = 4 × 7 = 2 7
بالتعويض في العبارة A AA :
A = 5 ( 2 7 ) − 7 + 6 A = 5(2\sqrt{7}) - \sqrt{7} + 6A = 5 ( 2 7 ) − 7 + 6
A = 10 7 − 1 7 + 6 A = 10\sqrt{7} - 1\sqrt{7} + 6A = 10 7 − 1 7 + 6
A = ( 10 − 1 ) 7 + 6 A = (10 - 1)\sqrt{7} + 6A = ( 10 − 1 ) 7 + 6
A = 9 7 + 6 A = 9\sqrt{7} + 6A = 9 7 + 6
A = 9 7 + 6 ( حيث a = 9 و b = 6 ) A = 9\sqrt{7} + 6 \quad (\text{حيث } a = 9 \text{ و } b = 6)A = 9 7 + 6 ( حيث a = 9 و b = 6 )
2) كتابة العدد B BB على شكل c \sqrt{c}c
باستخدام خواص الجذور التربيعية x × y = x × y \sqrt{x} \times \sqrt{y} = \sqrt{x \times y}x × y = x × y :
B = 27 7 × 14 9 B = \sqrt{\frac{27}{7} \times \frac{14}{9}}B = 7 27 × 9 14
نختزل الكسر داخل الجذر:
27 9 = 3 و 14 7 = 2 \frac{27}{9} = 3 \quad \text{و} \quad \frac{14}{7} = 29 27 = 3 و 7 14 = 2
B = 3 × 2 = 6 B = \sqrt{3 \times 2} = \sqrt{6}B = 3 × 2 = 6
B = 6 ( حيث c = 6 ) B = \sqrt{6} \quad (\text{حيث } c = 6)B = 6 ( حيث c = 6 )
3) جعل مقام النسبة 9 7 + 6 6 \frac{9\sqrt{7} + 6}{\sqrt{6}}6 9 7 + 6 عدداً ناطقاً 💡 إضاءة وتنبيه:
لنعلّق المقام نضرب كلاً من البسط والمقام في الجذر الأصلي الموجود في المقام وهو 6 \sqrt{6}6 .
9 7 + 6 6 = ( 9 7 + 6 ) × 6 6 × 6 \frac{9\sqrt{7} + 6}{\sqrt{6}} = \frac{(9\sqrt{7} + 6) \times \sqrt{6}}{\sqrt{6} \times \sqrt{6}}6 9 7 + 6 = 6 × 6 ( 9 7 + 6 ) × 6
= 9 7 × 6 + 6 6 6 = 9 42 + 6 6 6 = \frac{9\sqrt{7 \times 6} + 6\sqrt{6}}{6} = \frac{9\sqrt{42} + 6\sqrt{6}}{6}= 6 9 7 × 6 + 6 6 = 6 9 42 + 6 6
يمكن تبسيط النسبة بقسمة كل حدود البسط والمقام على 3:
= 3 ( 3 42 + 2 6 ) 6 = 3 42 + 2 6 2 = \frac{3(3\sqrt{42} + 2\sqrt{6})}{6} = \frac{3\sqrt{42} + 2\sqrt{6}}{2}= 6 3 ( 3 42 + 2 6 ) = 2 3 42 + 2 6
9 7 + 6 6 = 3 42 + 2 6 2 \frac{9\sqrt{7} + 6}{\sqrt{6}} = \frac{3\sqrt{42} + 2\sqrt{6}}{2}6 9 7 + 6 = 2 3 42 + 2 6
المعطيات من الشكل:
H HH نقطة تنتمي إلى القطعة المستقيمة [ I G ] [IG][ I G ] بحيث ( F H ) ⊥ ( I G ) (FH) \perp (IG)( F H ) ⊥ ( I G ) .
1) إثبات أن المثلث I F G IFGI F G قائم
💡 إضاءة وتنبيه:
نطبق الخاصية العكسية لخاصية فيثاغورس بإثبات أن مربع أطول ضلع يساوي مجموع مربعي الضلعين الآخرين.
1. حساب مربع أطول ضلع:
I G 2 = 26 2 = 676 IG^2 = 26^2 = 676I G 2 = 2 6 2 = 676
2. حساب مجموع مربعي الضلعين الآخرين:
I F 2 + F G 2 = 10 2 + 24 2 = 100 + 576 = 676 IF^2 + FG^2 = 10^2 + 24^2 = 100 + 576 = 676I F 2 + F G 2 = 1 0 2 + 2 4 2 = 100 + 576 = 676
بما أن I G 2 = I F 2 + F G 2 IG^2 = IF^2 + FG^2I G 2 = I F 2 + F G 2 ، فحسب الخاصية العكسية لخاصية فيثاغورس ، فإن:
المثلث I F G IFGI F G قائم في النقطة F FF .
2) حساب قيس الزاوية G ^ \widehat{G}G بالتدوير إلى الدرجة
في المثلث القائم I F G IFGI F G في F FF ، نعلم أن:
cos ( G ^ ) = الضلع المجاور الوتر = F G I G \cos(\widehat{G}) = \frac{\text{الضلع المجاور}}{\text{الوتر}} = \frac{FG}{IG}cos ( G ) = الوتر الضلع المجاور = I G F G
cos ( G ^ ) = 24 26 = 12 13 ≈ 0.9230769 \cos(\widehat{G}) = \frac{24}{26} = \frac{12}{13} \approx 0.9230769cos ( G ) = 26 24 = 13 12 ≈ 0.9230769
باستخدام الحاسبة (cos − 1 \cos^{-1}cos − 1 ):
G ^ ≈ 22.619 ∘ \widehat{G} \approx 22.619^\circG ≈ 22.61 9 ∘
بالتدوير إلى الوحدة (الدرجة):
G ^ ≈ 23 ∘ \widehat{G} \approx 23^\circG ≈ 2 3 ∘
3) تبيان أن F G 2 = H G × I G FG^2 = HG \times IGF G 2 = H G × I G
💡 إضاءة وتنبيه:
للتبيان، نكتب جيب تمام الزاوية G ^ \widehat{G}G بطريقتين مختلفين في مثلثين قائمين مختلفين يشاركان الزاوية G ^ \widehat{G}G .
الطريقة 1: في المثلث الكبير القائم I F G IFGI F G في F FF :
cos ( G ^ ) = F G I G — (1) \cos(\widehat{G}) = \frac{FG}{IG} \quad \text{--- (1)}cos ( G ) = I G F G — (1)
الطريقة 2: في المثلث الصغير القائم F H G FHGF H G في H HH (لأن F H ⊥ I G FH \perp IGF H ⊥ I G ):
cos ( G ^ ) = H G F G — (2) \cos(\widehat{G}) = \frac{HG}{FG} \quad \text{--- (2)}cos ( G ) = F G H G — (2)
من المعادلتين (1) و (2) نجد أن:
F G I G = H G F G \frac{FG}{IG} = \frac{HG}{FG}I G F G = F G H G
باستعمال حاصل الضرب المتصالب (الطرفين في الوسطين):
F G × F G = H G × I G ⟹ F G 2 = H G × I G FG \times FG = HG \times IG \implies FG^2 = HG \times IGF G × F G = H G × I G ⟹ F G 2 = H G × I G
تم الإثبات أن:
F G 2 = H G × I G FG^2 = HG \times IGF G 2 = H G × I G
التفكير والتحليل العلمي للوضعية:
مسار الجري هو المضلع الخماسي A B P S D ABPSDA B P S D ، بداية من النقطة A AA والعودة إليها مروراً بـ B , P , S , D B, P, S, DB , P , S , D .
محيط الدور الواحدة يُحسب بالعبارة:
P الدورة = A B + B P + P S + S D + D A P_{\text{الدورة}} = AB + BP + PS + SD + DAP الدورة = A B + B P + P S + S D + D A
1. حساب طول ضلع المربع A B C D ABCDA B C D :
مساحة المربع A B C D ABCDA B C D هي S = 2304 m 2 S = 2304 \text{ m}^2S = 2304 m 2 .
طول ضلع المربع يساوي:
A B = B C = C D = D A = 2304 = 48 m AB = BC = CD = DA = \sqrt{2304} = 48 \text{ m}A B = B C = C D = D A = 2304 = 48 m
2. حساب الطول S D SDS D :
من الشكل:
H HH منتصف قطعة المربع [ D C ] [DC][ D C ] (وفق التشفير الموضح على ورقة الامتحان):
D H = H C = D C 2 = 48 2 = 24 m DH = HC = \frac{DC}{2} = \frac{48}{2} = 24 \text{ m}D H = H C = 2 D C = 2 48 = 24 m
المثلث D H S DHSD H S قائم في H HH مع المعطى H S = 18 m HS = 18 \text{ m}H S = 18 m .
بتطبيق خاصية فيثاغورس على المثلث القائم D H S DHSD H S :
D S 2 = D H 2 + H S 2 DS^2 = DH^2 + HS^2D S 2 = D H 2 + H S 2
D S 2 = 24 2 + 18 2 = 576 + 324 = 900 DS^2 = 24^2 + 18^2 = 576 + 324 = 900D S 2 = 2 4 2 + 1 8 2 = 576 + 324 = 900
D S = 900 = 30 m DS = \sqrt{900} = 30 \text{ m}D S = 900 = 30 m
3. حساب الطولين B P BPB P و C P CPC P :
المثلث B C P BCPB C P قائم في C CC (لأن A B C D ABCDA B C D مربع بالتالي B C ⊥ D C BC \perp DCB C ⊥ D C ، وP PP تقع على امتداد الضائع D C DCD C ).
قيس الزاوية B P C ^ = 30 ∘ \widehat{BPC} = 30^\circB P C = 3 0 ∘ والضلع المقابل لها هو B C = 48 m BC = 48 \text{ m}B C = 48 m .
sin ( B P C ^ ) = المقابل الوتر = B C B P \sin(\widehat{BPC}) = \frac{\text{المقابل}}{\text{الوتر}} = \frac{BC}{BP}sin ( B P C ) = الوتر المقابل = B P B C
sin ( 30 ∘ ) = 48 B P ⟹ 0.5 = 48 B P ⟹ B P = 48 0.5 = 96 m \sin(30^\circ) = \frac{48}{BP} \implies 0.5 = \frac{48}{BP} \implies BP = \frac{48}{0.5} = 96 \text{ m}sin ( 3 0 ∘ ) = B P 48 ⟹ 0.5 = B P 48 ⟹ B P = 0.5 48 = 96 m
tan ( B P C ^ ) = المقابل المجاور = B C C P \tan(\widehat{BPC}) = \frac{\text{المقابل}}{\text{المجاور}} = \frac{BC}{CP}tan ( B P C ) = المجاور المقابل = C P B C
tan ( 30 ∘ ) = 48 C P ⟹ C P = 48 tan ( 30 ∘ ) = 48 1 3 = 48 3 ≈ 83.138 m \tan(30^\circ) = \frac{48}{CP} \implies CP = \frac{48}{\tan(30^\circ)} = \frac{48}{\frac{1}{\sqrt{3}}} = 48\sqrt{3} \approx 83.138 \text{ m}tan ( 3 0 ∘ ) = C P 48 ⟹ C P = tan ( 3 0 ∘ ) 48 = 3 1 48 = 48 3 ≈ 83.138 m
4. حساب الطول P S PSP S :
نعتبر المثلث القائم S H P SHPS H P قائم في H HH لأن ( S H ) ⊥ ( D P ) (SH) \perp (DP)( S H ) ⊥ ( D P ) .
طول الضلع القائم الأفقية H P HPH P :
H P = H C + C P = 24 + 48 3 ≈ 24 + 83.138 = 107.138 m HP = HC + CP = 24 + 48\sqrt{3} \approx 24 + 83.138 = 107.138 \text{ m}H P = H C + C P = 24 + 48 3 ≈ 24 + 83.138 = 107.138 m
طول الضلع القائم الرأسية S H = 18 m SH = 18 \text{ m}S H = 18 m .
بتطبيق خاصية فيثاغورس في المثلث القائم S H P SHPS H P :
P S 2 = S H 2 + H P 2 PS^2 = SH^2 + HP^2P S 2 = S H 2 + H P 2
P S 2 = 18 2 + ( 107.138 ) 2 = 324 + 11478.55 = 11802.55 PS^2 = 18^2 + (107.138)^2 = 324 + 11478.55 = 11802.55P S 2 = 1 8 2 + ( 107.138 ) 2 = 324 + 11478.55 = 11802.55
P S = 11802.55 ≈ 108.64 m PS = \sqrt{11802.55} \approx 108.64 \text{ m}P S = 11802.55 ≈ 108.64 m
5. حساب المسافة الإجمالية المحسوبة لدورة واحدة:
P الدورة = A B + B P + P S + S D + D A P_{\text{الدورة}} = AB + BP + PS + SD + DAP الدورة = A B + B P + P S + S D + D A
P الدورة = 48 + 96 + 108.64 + 30 + 48 = 330.64 m P_{\text{الدورة}} = 48 + 96 + 108.64 + 30 + 48 = 330.64 \text{ m}P الدورة = 48 + 96 + 108.64 + 30 + 48 = 330.64 m
6. حساب المسافة التي يقطعها التلاميذ في 5 دورات كاملة:
D الإجمالية = 5 × P الدورة D_{\text{الإجمالية}} = 5 \times P_{\text{الدورة}}D الإجمالية = 5 × P الدورة
D الإجمالية = 5 × 330.64 = 1653.2 m D_{\text{الإجمالية}} = 5 \times 330.64 = 1653.2 \text{ m}D الإجمالية = 5 × 330.64 = 1653.2 m
بالتدوير إلى الوحدة (العدد الصحيح الأقرب):
المسافة التي يقطعها التلاميذ في خمس (5) دورات كاملة بالتدوير إلى الوحدة هي:
D ≈ 1653 m D \approx 1653 \text{ m}D ≈ 1653 m