📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 65 - اختبار الفصل الأول - الرياضيات - 4 متوسط

Corrigé officiel détaillé

المستوى الدراسي: السنة الرابعة متوسط (التعليم المتوسط)
المادة: الرياضيات
الفصل الدراسي: اختبارات الفصل الأول
📌

التمرين الأول: (03 نقاط)

1. حساب القاسم المشترك الأكبر للعددين 6942 و 3432: PGCD(6942;3432)\text{PGCD}(6942; 3432)

💡إضاءة وتنبيه:
لحساب القاسم المشترك الأكبر لعددين طبيعيين كبيرين، نطبق خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية)، ويكون PGCD\text{PGCD} هو آخر باقٍ غير معدوم.
✅الإجابة النموذجية:

بتطبيق خوارزمية إقليدس:

6942=3432×2+786942 = 3432 \times 2 + 78
3432=78×44+03432 = 78 \times 44 + 0

بما أن الباقي الأخير غير المعدوم هو 7878، فإن:

PGCD(6942;3432)=78\text{PGCD}(6942; 3432) = 78

2. كتابة الكسر 69423432\frac{6942}{3432} على شكل كسر غير قابل للاختزال:

✅الإجابة النموذجية:

نقسم كلا من البسط والمقام على قاسمهما المشترك الأكبر 7878:

69423432=6942÷783432÷78=8944\frac{6942}{3432} = \frac{6942 \div 78}{3432 \div 78} = \frac{89}{44}

إذن الكسر غير القابل للاختزال هو 8944\frac{89}{44}.

3. حساب العدد MM:

✅الإجابة النموذجية:

لدينا العبارة:

M=69423432−911×54M = \frac{6942}{3432} - \frac{9}{11} \times \frac{5}{4}

نعوض الكسر 69423432\frac{6942}{3432} بكسره المختزل 8944\frac{89}{44}:

M=8944−(9×511×4)M = \frac{89}{44} - \left( \frac{9 \times 5}{11 \times 4} \right)
M=8944−4544M = \frac{89}{44} - \frac{45}{44}
M=89−4544M = \frac{89 - 45}{44}
M=4444=1M = \frac{44}{44} = 1

إذن: M=1M = 1.

📌

التمرين الثاني: (2.5 نقطة)

1. كتابة العدد MM على الشكل a13a\sqrt{13} حيث aa عدد طبيعي:

💡إضاءة وتنبيه:
نكتب الأعداد تحت الجذر على شكل جذاء عددين أحدهما مربع تام والآخر هو 1313.
✅الإجابة النموذجية:

لدينا:

M=832+2637−7117M = \sqrt{832} + 2\sqrt{637} - 7\sqrt{117}

نحلل الأعداد تحت الجذور بالقسمة على 1313:

832=64×13=82×13832 = 64 \times 13 = 8^2 \times 13
637=49×13=72×13637 = 49 \times 13 = 7^2 \times 13
117=9×13=32×13117 = 9 \times 13 = 3^2 \times 13

نعوض في العبارة:

M=64×13+249×13−79×13M = \sqrt{64 \times 13} + 2\sqrt{49 \times 13} - 7\sqrt{9 \times 13}
M=813+2×713−7×313M = 8\sqrt{13} + 2 \times 7\sqrt{13} - 7 \times 3\sqrt{13}
M=813+1413−2113M = 8\sqrt{13} + 14\sqrt{13} - 21\sqrt{13}
M=(8+14−21)13M = (8 + 14 - 21)\sqrt{13}
M=113=13M = 1\sqrt{13} = \sqrt{13}

إذن: M=13M = \sqrt{13} (حيث a=1a = 1).

2. جعل مقام النسبة NN عدداً ناطقاً:

✅الإجابة النموذجية:

لدينا:

N=4−277N = \frac{4 - 2\sqrt{7}}{\sqrt{7}}

نضرب كل من البسط والمقام في الجذر التربيعي 7\sqrt{7}:

N=(4−27)×77×7N = \frac{(4 - 2\sqrt{7}) \times \sqrt{7}}{\sqrt{7} \times \sqrt{7}}
N=47−2(7)27N = \frac{4\sqrt{7} - 2(\sqrt{7})^2}{7}
N=47−2×77N = \frac{4\sqrt{7} - 2 \times 7}{7}
N=47−147N = \frac{4\sqrt{7} - 14}{7}
📌

التمرين الثالث: (04 نقاط)

لتكن العبارة: M=(2x+3)2−(x+2)(2x+3)M = (2x + 3)^2 - (x + 2)(2x + 3)

1. تبيين أن: M=2x2+5x+3M = 2x^2 + 5x + 3

✅الإجابة النموذجية:

نعوم بنشر وتبسيط العبارة MM:

نشر المتطابقة الشهيرة الأولى:
(2x+3)2=(2x)2+2(2x)(3)+32=4x2+12x+9(2x + 3)^2 = (2x)^2 + 2(2x)(3) + 3^2 = 4x^2 + 12x + 9
نشر الجداء الثاني:
(x+2)(2x+3)=2x2+3x+4x+6=2x2+7x+6(x + 2)(2x + 3) = 2x^2 + 3x + 4x + 6 = 2x^2 + 7x + 6

نعوض في العبارة MM:

M=(4x2+12x+9)−(2x2+7x+6)M = (4x^2 + 12x + 9) - (2x^2 + 7x + 6)
M=4x2+12x+9−2x2−7x−6M = 4x^2 + 12x + 9 - 2x^2 - 7x - 6
M=(4x2−2x2)+(12x−7x)+(9−6)M = (4x^2 - 2x^2) + (12x - 7x) + (9 - 6)
M=2x2+5x+3M = 2x^2 + 5x + 3

وهو المطلوب إثباته.

2. تحليل العبارة MM إلى جداء عاملين من الدرجة الأولى:

✅الإجابة النموذجية:

نلاحظ وجود العامل المشترك (2x+3)(2x + 3):

M=(2x+3)2−(x+2)(2x+3)M = (2x + 3)^2 - (x + 2)(2x + 3)
M=(2x+3)[(2x+3)−(x+2)]M = (2x + 3) \left[ (2x + 3) - (x + 2) \right]
M=(2x+3)(2x+3−x−2)M = (2x + 3) (2x + 3 - x - 2)
M=(2x+3)(x+1)M = (2x + 3)(x + 1)

3. حساب قيمة MM من أجل x=23x = 2\sqrt{3}:

✅الإجابة النموذجية:

نعوض x=23x = 2\sqrt{3} في العبارة المنشورة M=2x2+5x+3M = 2x^2 + 5x + 3:

M=2(23)2+5(23)+3M = 2(2\sqrt{3})^2 + 5(2\sqrt{3}) + 3

حيث: (23)2=4×3=12(2\sqrt{3})^2 = 4 \times 3 = 12

M=2(12)+103+3M = 2(12) + 10\sqrt{3} + 3
M=24+103+3M = 24 + 10\sqrt{3} + 3
M=27+103M = 27 + 10\sqrt{3}
📌

التمرين الرابع: (2.5 نقطة)

1. تبيين أن: B=cos⁡2x+sin⁡2yB = \cos^2 x + \sin^2 y

✅الإجابة النموذجية:

أولاً: حساب القيمة العددية لـ BB:

B=1.5×10−3×0.26×1017390×1011B = \frac{1.5 \times 10^{-3} \times 0.26 \times 10^{17}}{390 \times 10^{11}}

نحسب البسط أولاً:

البسط=(1.5×0.26)×(10−3×1017)=0.39×1014\text{البسط} = (1.5 \times 0.26) \times (10^{-3} \times 10^{17}) = 0.39 \times 10^{14}

نحسب المقام:

390×1011=0.39×103×1011=0.39×1014390 \times 10^{11} = 0.39 \times 10^3 \times 10^{11} = 0.39 \times 10^{14}

إذن:

B=0.39×10140.39×1014=1B = \frac{0.39 \times 10^{14}}{0.39 \times 10^{14}} = 1

ثانياً: حساب قيمة العبارة cos⁡2x+sin⁡2y\cos^2 x + \sin^2 y:

لدينا:

cos⁡x=73  ⟹  cos⁡2x=(73)2=79\cos x = \frac{\sqrt{7}}{3} \implies \cos^2 x = \left(\frac{\sqrt{7}}{3}\right)^2 = \frac{7}{9}
sin⁡y=23  ⟹  sin⁡2y=(23)2=29\sin y = \frac{\sqrt{2}}{3} \implies \sin^2 y = \left(\frac{\sqrt{2}}{3}\right)^2 = \frac{2}{9}

نجمع المقدارين:

cos⁡2x+sin⁡2y=79+29=99=1\cos^2 x + \sin^2 y = \frac{7}{9} + \frac{2}{9} = \frac{9}{9} = 1

بما أن كلا الطرفين يفرزان النتيجة نفسها 11، فإن:

B=cos⁡2x+sin⁡2yB = \cos^2 x + \sin^2 y

2. الاستنتاج بالنسبة لقيسي الزاويتين xx و yy:

💡إضاءة وتنبيه:
نعلم من العلاقات المثلثية الأساسية في المثلث القائم أنه لأي زاوية حادة xx: cos⁡2x+sin⁡2x=1\cos^2 x + \sin^2 x = 1.
✅الإجابة النموذجية:

بما أن:

cos⁡2x+sin⁡2y=1\cos^2 x + \sin^2 y = 1

وبما أن العلاقات المثلثية تعطي دائماً:

cos⁡2x+sin⁡2x=1\cos^2 x + \sin^2 x = 1

بالمقارنة بين المعادلتين، نجد أن:

sin⁡2y=sin⁡2x\sin^2 y = \sin^2 x

وبما أن الزاويتين حادتان، فإن جيبهما عدد موجب، إذن:

sin⁡y=sin⁡x\sin y = \sin x

ومنه نستنتج أن الزاويتين متساويتان في القيس:

x=yx = y
📌

الوضعية الإدماجية: (08 نقاط)

المشهد الأول: أجواء عادة

تحديد الارتفاع الذي تحلق منه الطائرة انطلاقاً من النقطة C:

💡إضاءة وتنبيه:
لتحديد الارتفاع الكلي للطائرة عند النقطة C (القطعة المستقيمة العمودية CECE)، نعتمد على خاصية طاليس في المثلث القائم ACEACE.
✅الإجابة النموذجية:

من معطيات الشكل والشروط الهندسيّة:

المستقيمان (BD)(BD) و (CE)(CE) عموديان على نفس المستقيم الأفقي (AE)(AE)، فهما مستقيمان متوازيان: (BD)//(CE)(BD) // (CE).
النقط A,B,CA, B, C على استقامة واحدة، والنقط A,D,EA, D, E على استقامة واحدة.

حساب المسافة المائلة الكلية ACAC:

AC=AB+BC=350+7200=7550 mAC = AB + BC = 350 + 7200 = 7550 \text{ m}

بتطبيق خاصية طاليس في المثلث ACEACE:

ABAC=BDCE\frac{AB}{AC} = \frac{BD}{CE}

نعوض القيم المعلومة:

3507550=140CE\frac{350}{7550} = \frac{140}{CE}
CE=7550×140350CE = \frac{7550 \times 140}{350}
CE=1057000350=3020 mCE = \frac{1057000}{350} = 3020 \text{ m}

(تنبيه: لو اعتُبرت المسافة المعطاة في الشكل للمسار المائل الكلي هي AC=7200 mAC = 7200 \text{ m}، فإن الارتفاع يكون: CE=7200×140350=2880 mCE = \frac{7200 \times 140}{350} = 2880 \text{ m}).

إذن الارتفاع الذي تحلق منه الطائرة هو 3020 m3020 \text{ m}.

المشهد الثاني: العزلة

تبيين أن القائد كان محقاً في اختياره للزاوية 26∘26^\circ:

💡إضاءة وتنبيه:
نحسب الزاوية الأدنى للصعود لتفادي قمة الجبل، ثم نقارنها مع الزاوية التي اختارها الطيار (26∘26^\circ).
✅الإجابة النموذجية:

1. حساب الفرق في الارتفاع العمودي المطلوب تجاوزه (RSRS):

ارتفاع قمة الجبل: 3900 m3900 \text{ m}
الارتفاع الحالية للطائرة قبل الصعود: 3100 m3100 \text{ m}
RS=3900−3100=800 mRS = 3900 - 3100 = 800 \text{ m}

2. حساب قيس الزاوية الأدنى للصعود RTS^\widehat{RTS}:

في المثلث TSRTSR القائم في SS، لدينا:

tan⁡(RTS^)=الضلع المقابلالضلع المجاور=RSTS\tan(\widehat{RTS}) = \frac{\text{الضلع المقابل}}{\text{الضلع المجاور}} = \frac{RS}{TS}

حيث المسافة الأفقية TS=1900 mTS = 1900 \text{ m}:

tan⁡(RTS^)=8001900≈0.42105\tan(\widehat{RTS}) = \frac{800}{1900} \approx 0.42105

باستخدام الحاسبة (tan⁡−1\tan^{-1}):

RTS^≈22.83∘\widehat{RTS} \approx 22.83^\circ

بالتدوير إلى الوحدة نجد الزاوية الدنيا هي 23∘23^\circ.

3. المقارنة والاستنتاج:

بما أن الزاوية التي اختارها القائد (26∘26^\circ) أكبر من الزاوية الأدنى المطلوبة لتفادي الاصطدام بالقمة (22.83∘22.83^\circ):

26∘>22.83∘26^\circ > 22.83^\circ

فإن الطائرة ستعبر بامان فوق قمة الجبل دون اصطدام.

وبالتالي: كان القائد محقاً تماماً في اختياره لهذه الزاوية.

المشهد الثالث: فرصة النجاة

تحديد المسافة بين البارجة والطائرة عند ملامستها مياه البحر (MSMS):

✅الإجابة النموذجية:

نفرض النقطة HH هي المسقط العمودي لموقع الطائرة عند بداية الهبوط على سطح البحر، حيث الارتفاع العمودي KH=2600 mKH = 2600 \text{ m}.

1. حساب المسافة الأفقية HMHM (نقطة ملامسة مياه البحر الأولى):

في المثلث KHMKHM القائم في HH:

tan⁡(33∘)=KHHM  ⟹  HM=KHtan⁡(33∘)\tan(33^\circ) = \frac{KH}{HM} \implies HM = \frac{KH}{\tan(33^\circ)}
HM=2600tan⁡(33∘)≈26000.6494≈4003.65 mHM = \frac{2600}{\tan(33^\circ)} \approx \frac{2600}{0.6494} \approx 4003.65 \text{ m}

2. حساب المسافة الأفقية الكلية HSHS (موقع البارجة البحرية):

في المثلث KHSKHS القائم في HH:

tan⁡(23∘)=KHHS  ⟹  HS=KHtan⁡(23∘)\tan(23^\circ) = \frac{KH}{HS} \implies HS = \frac{KH}{\tan(23^\circ)}
HS=2600tan⁡(23∘)≈26000.4245≈6125.22 mHS = \frac{2600}{\tan(23^\circ)} \approx \frac{2600}{0.4245} \approx 6125.22 \text{ m}

3. حساب المسافة بين البارجة والطائرة MSMS:

MS=HS−HMMS = HS - HM
MS=6125.22−4003.65=2121.57 mMS = 6125.22 - 4003.65 = 2121.57 \text{ m}

تدوير النتيجة إلى الوحدة:

MS≈2122 mMS \approx 2122 \text{ m}

إذن المسافة بين البارجة والطائرة عند ملامستها مياه البحر هي 2122 m2122 \text{ m} تقريباً.