📚
الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 72 - اختبار الفصل الأول - الرياضيات - 4 متوسط Corrigé officiel détaillé
المستوى الدراسي: السنة الرابعة متوسط (التعليم المتوسط)
الفصل الدراسي: اختبارات الفصل الأول
1) تبيان هل الكسر 153 99 \frac{153}{99} 99 153 قابل للاختزال (دون حساب P G C D PGCD P GC D ): 💡 إضاءة وتنبيه:
يكون الكسر قابلاً للاختزال إذا كان للبسط والمقام مصدق أو مجزء مشترك غير العدد 1. يمكننا الاعتماد على قواعد قابلية القسمة (مجموع أرقام العدد) دون الحاجة لحساب القاسم المشترك الأكبر.
نحسب مجموع أرقام كل من البسط والمقام:
مجموع أرقام البسط
153 153 153 :
1 + 5 + 3 = 9 1 + 5 + 3 = 9 1 + 5 + 3 = 9 ، وهو مضاعف للعدد
3 3 3 (وكذلك للعدد
9 9 9 ).
مجموع أرقام المقام
99 99 99 :
9 + 9 = 18 9 + 9 = 18 9 + 9 = 18 ، وهو مضاعف للعدد
3 3 3 (وكذلك للعدد
9 9 9 ).
بما أن كلا العددين 153 153 153 و 99 99 99 يقبلان القسمة على 3 3 3 (أو 9 9 9 )، فإنهما ليسا أوليين فيما بينهما.
إذن: الكسر 153 99 \frac{153}{99} 99 153 قابل للاختزال.
2) كتابة الكسر 153 99 \frac{153}{99} 99 153 على شكل كسر غير قابل للاختزال: لحساب الكسر غير القابل للاختزال، نحسب أولاً القاسم المشترك الأكبر للعددين 153 153 153 و 99 99 99 باستعمال خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية):
153 = 99 × 1 + 54 153 = 99 \times 1 + 54 153 = 99 × 1 + 54
99 = 54 × 1 + 45 99 = 54 \times 1 + 45 99 = 54 × 1 + 45
54 = 45 × 1 + 9 54 = 45 \times 1 + 9 54 = 45 × 1 + 9
45 = 9 × 5 + 0 45 = 9 \times 5 + 0 45 = 9 × 5 + 0
آخر باقي غير معدوم هو 9 9 9 ، ومنه:
P G C D ( 153 , 99 ) = 9 PGCD(153, 99) = 9 P GC D ( 153 , 99 ) = 9
نقسم كلا من البسط والمقام على 9 9 9 :
153 99 = 153 ÷ 9 99 ÷ 9 = 17 11 \frac{153}{99} = \frac{153 \div 9}{99 \div 9} = \frac{17}{11} 99 153 = 99 ÷ 9 153 ÷ 9 = 11 17
3) حساب عدد القطع المربعة ومساحة كل قطعة: 💡 إضاءة وتنبيه:
للحصول على أكبر عدد ممكن من القطع المربعة دون أخذ أو ترك باقي، يجب أن يكون طول ضلع القطعة المربعة أطول ما يمكن، وهو يمثل القاسم المشترك الأكبر لأبعاد اللوحة الخشبية بعد تحويلها إلى نفس الوحدة (السنتيمتر).
تحويل الأبعاد إلى السنتيمتر (c m cm c m ): الطول:
1.53 m = 153 cm 1.53 \text{ m} = 153 \text{ cm} 1.53 m = 153 cm العرض:
0.99 m = 99 cm 0.99 \text{ m} = 99 \text{ cm} 0.99 m = 99 cm
طول ضلع القطعة المربعة الواحدة (a a a ): طول ضلع المربع هو P G C D ( 153 , 99 ) = 9 cm PGCD(153, 99) = 9 \text{ cm} P GC D ( 153 , 99 ) = 9 cm (أي 0.09 m 0.09 \text{ m} 0.09 m ).
مساحة القطعة الواحدة (S p i e c e S_{piece} S p i ece ):
S p i e c e = a × a = 9 × 9 = 81 cm 2 = 0.0081 m 2 S_{piece} = a \times a = 9 \times 9 = 81 \text{ cm}^2 = 0.0081 \text{ m}^2 S p i ece = a × a = 9 × 9 = 81 cm 2 = 0.0081 m 2
عدد القطع التي يمكن صنعها (N N N ): عدد القطع في الطول:
153 ÷ 9 = 17 153 \div 9 = 17 153 ÷ 9 = 17 قطعة.
عدد القطع في العرض:
99 ÷ 9 = 11 99 \div 9 = 11 99 ÷ 9 = 11 قطعة.
N = 17 × 11 = 187 قطعة N = 17 \times 11 = 187 \text{ قطعة} N = 17 × 11 = 187 قطعة
1) تبسيط العبارتين R R R و S S S :
R = 3 54 − 2 150 + 24 R = 3\sqrt{54} - 2\sqrt{150} + \sqrt{24} R = 3 54 − 2 150 + 24
نكتب الأعداد تحت الجذر على الشكل a 2 × 6 a^2 \times 6 a 2 × 6 :
54 = 9 × 6 = 3 6 \sqrt{54} = \sqrt{9 \times 6} = 3\sqrt{6} 54 = 9 × 6 = 3 6
150 = 25 × 6 = 5 6 \sqrt{150} = \sqrt{25 \times 6} = 5\sqrt{6} 150 = 25 × 6 = 5 6
24 = 4 × 6 = 2 6 \sqrt{24} = \sqrt{4 \times 6} = 2\sqrt{6} 24 = 4 × 6 = 2 6
بالتعويض في العبارة R R R :
R = 3 ( 3 6 ) − 2 ( 5 6 ) + 2 6 R = 3(3\sqrt{6}) - 2(5\sqrt{6}) + 2\sqrt{6} R = 3 ( 3 6 ) − 2 ( 5 6 ) + 2 6
R = 9 6 − 10 6 + 2 6 = ( 9 − 10 + 2 ) 6 = 1 6 = 6 R = 9\sqrt{6} - 10\sqrt{6} + 2\sqrt{6} = (9 - 10 + 2)\sqrt{6} = 1\sqrt{6} = \sqrt{6} R = 9 6 − 10 6 + 2 6 = ( 9 − 10 + 2 ) 6 = 1 6 = 6
S = ( 3 − 2 6 ) ( 3 + 2 6 ) S = (3 - 2\sqrt{6})(3 + 2\sqrt{6}) S = ( 3 − 2 6 ) ( 3 + 2 6 )
نلاحظ أنها على شكل المتطابقة الشهيرة الثالثة ( a − b ) ( a + b ) = a 2 − b 2 (a-b)(a+b) = a^2 - b^2 ( a − b ) ( a + b ) = a 2 − b 2 :
S = 3 2 − ( 2 6 ) 2 = 9 − ( 4 × 6 ) = 9 − 24 = − 15 S = 3^2 - (2\sqrt{6})^2 = 9 - (4 \times 6) = 9 - 24 = -15 S = 3 2 − ( 2 6 ) 2 = 9 − ( 4 × 6 ) = 9 − 24 = − 15
2) إثبات أن: S + 3 R 2 = 3 S + 3R^2 = 3 S + 3 R 2 = 3 : نعوض بقيمتي R R R و S S S المبسطتين:
S + 3 R 2 = − 15 + 3 ( 6 ) 2 S + 3R^2 = -15 + 3(\sqrt{6})^2 S + 3 R 2 = − 15 + 3 ( 6 ) 2
S + 3 R 2 = − 15 + 3 × 6 = − 15 + 18 = 3 S + 3R^2 = -15 + 3 \times 6 = -15 + 18 = 3 S + 3 R 2 = − 15 + 3 × 6 = − 15 + 18 = 3
وهو المطلوب إثباته.
3) جعل مقام النسبة 2 6 3 − 2 6 \frac{2\sqrt{6}}{3 - 2\sqrt{6}} 3 − 2 6 2 6 عدداً ناطقاً: 💡 إضاءة وتنبيه:
لجعل مقام نسبة تتضمن ثنائي حد ناطقاً، نضرب كلا من البسط والمقام في مرافق المقام. مرافق
( 3 − 2 6 ) (3 - 2\sqrt{6}) ( 3 − 2 6 ) هو
( 3 + 2 6 ) (3 + 2\sqrt{6}) ( 3 + 2 6 ) .
2 6 3 − 2 6 = 2 6 × ( 3 + 2 6 ) ( 3 − 2 6 ) ( 3 + 2 6 ) \frac{2\sqrt{6}}{3 - 2\sqrt{6}} = \frac{2\sqrt{6} \times (3 + 2\sqrt{6})}{(3 - 2\sqrt{6})(3 + 2\sqrt{6})} 3 − 2 6 2 6 = ( 3 − 2 6 ) ( 3 + 2 6 ) 2 6 × ( 3 + 2 6 )
نعلم من السؤال الأول أن ( 3 − 2 6 ) ( 3 + 2 6 ) = − 15 (3 - 2\sqrt{6})(3 + 2\sqrt{6}) = -15 ( 3 − 2 6 ) ( 3 + 2 6 ) = − 15 :
2 6 3 − 2 6 = 2 6 × 3 + 2 6 × 2 6 − 15 = 6 6 + 4 × 6 − 15 = 6 6 + 24 − 15 \frac{2\sqrt{6}}{3 - 2\sqrt{6}} = \frac{2\sqrt{6} \times 3 + 2\sqrt{6} \times 2\sqrt{6}}{-15} = \frac{6\sqrt{6} + 4 \times 6}{-15} = \frac{6\sqrt{6} + 24}{-15} 3 − 2 6 2 6 = − 15 2 6 × 3 + 2 6 × 2 6 = − 15 6 6 + 4 × 6 = − 15 6 6 + 24
بختزال البسط والمقام على 3 3 3 :
2 6 3 − 2 6 = 3 ( 2 6 + 8 ) − 15 = − 2 6 + 8 5 \frac{2\sqrt{6}}{3 - 2\sqrt{6}} = \frac{3(2\sqrt{6} + 8)}{-15} = -\frac{2\sqrt{6} + 8}{5} 3 − 2 6 2 6 = − 15 3 ( 2 6 + 8 ) = − 5 2 6 + 8
1) نشر وتبيان العبارة ( 5 x + 2 ) 2 (5x + 2)^2 ( 5 x + 2 ) 2 : باستعمال المتطابقة الشهيرة الأولى ( a + b ) 2 = a 2 + 2 a b + b 2 (a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2 ( a + b ) 2 = a 2 + 2 ab + b 2 :
( 5 x + 2 ) 2 = ( 5 x ) 2 + 2 ( 5 x ) ( 2 ) + 2 2 = 25 x 2 + 20 x + 4 (5x + 2)^2 = (5x)^2 + 2(5x)(2) + 2^2 = 25x^2 + 20x + 4 ( 5 x + 2 ) 2 = ( 5 x ) 2 + 2 ( 5 x ) ( 2 ) + 2 2 = 25 x 2 + 20 x + 4
2) كتابة العبارة N N N على شكل جداء عاملين من الدرجة الأولى:
N = ( 25 x 2 + 4 + 20 x ) − ( x − 1 ) 2 N = (25x^2 + 4 + 20x) - (x - 1)^2 N = ( 25 x 2 + 4 + 20 x ) − ( x − 1 ) 2 نلاحظ أن العبارة بين القوسين الأولين هي نتيجة نشر ( 5 x + 2 ) 2 (5x + 2)^2 ( 5 x + 2 ) 2 :
N = ( 5 x + 2 ) 2 − ( x − 1 ) 2 N = (5x + 2)^2 - (x - 1)^2 N = ( 5 x + 2 ) 2 − ( x − 1 ) 2
العبارة على شكل المتطابقة الشهيرة الثالثة A 2 − B 2 = ( A − B ) ( A + B ) A^2 - B^2 = (A - B)(A + B) A 2 − B 2 = ( A − B ) ( A + B ) حيث A = 5 x + 2 A = 5x + 2 A = 5 x + 2 و B = x − 1 B = x - 1 B = x − 1 :
N = [ ( 5 x + 2 ) − ( x − 1 ) ] [ ( 5 x + 2 ) + ( x − 1 ) ] N = [(5x + 2) - (x - 1)] [(5x + 2) + (x - 1)] N = [( 5 x + 2 ) − ( x − 1 )] [( 5 x + 2 ) + ( x − 1 )]
N = ( 5 x + 2 − x + 1 ) ( 5 x + 2 + x − 1 ) N = (5x + 2 - x + 1) (5x + 2 + x - 1) N = ( 5 x + 2 − x + 1 ) ( 5 x + 2 + x − 1 )
N = ( 4 x + 3 ) ( 6 x + 1 ) N = (4x + 3) (6x + 1) N = ( 4 x + 3 ) ( 6 x + 1 )
3) حساب N N N من أجل x = − 3 x = -\sqrt{3} x = − 3 : نعوض قيمة x x x في العبارة المحللة N = ( 4 x + 3 ) ( 6 x + 1 ) N = (4x + 3)(6x + 1) N = ( 4 x + 3 ) ( 6 x + 1 ) :
N = [ 4 ( − 3 ) + 3 ] [ 6 ( − 3 ) + 1 ] = ( − 4 3 + 3 ) ( − 6 3 + 1 ) N = [4(-\sqrt{3}) + 3] [6(-\sqrt{3}) + 1] = (-4\sqrt{3} + 3)(-6\sqrt{3} + 1) N = [ 4 ( − 3 ) + 3 ] [ 6 ( − 3 ) + 1 ] = ( − 4 3 + 3 ) ( − 6 3 + 1 )
نقوم بالنشر:
N = ( − 4 3 ) ( − 6 3 ) + ( − 4 3 ) ( 1 ) + 3 ( − 6 3 ) + 3 ( 1 ) N = (-4\sqrt{3})(-6\sqrt{3}) + (-4\sqrt{3})(1) + 3(-6\sqrt{3}) + 3(1) N = ( − 4 3 ) ( − 6 3 ) + ( − 4 3 ) ( 1 ) + 3 ( − 6 3 ) + 3 ( 1 )
N = 24 × 3 − 4 3 − 18 3 + 3 N = 24 \times 3 - 4\sqrt{3} - 18\sqrt{3} + 3 N = 24 × 3 − 4 3 − 18 3 + 3
N = 72 − 22 3 + 3 = 75 − 22 3 N = 72 - 22\sqrt{3} + 3 = 75 - 22\sqrt{3} N = 72 − 22 3 + 3 = 75 − 22 3
إثبات أن: A B 2 = H B × B C AB^2 = HB \times BC A B 2 = H B × B C : 💡 إضاءة وتنبيه:
نعتمد على جيب تمام الزاوية
A B C ^ \widehat{ABC} A B C (أي
cos A B C ^ \cos \widehat{ABC} cos A B C ) في كل من المثلث القائم الكبير
A B C ABC A B C والمثلث القائم الصغير
A B H ABH A B H .
1. في المثلث A B C ABC A B C القائم في A A A :
cos ( A B C ^ ) = الضلع المجاور الوتر = A B B C — (المعادلة 1) \cos(\widehat{ABC}) = \frac{\text{الضلع المجاور}}{\text{الوتر}} = \frac{AB}{BC} \quad \text{--- (المعادلة 1)} cos ( A B C ) = الوتر الضلع المجاور = B C A B — (المعادلة 1)
2. في المثلث A B H ABH A B H القائم في H H H (لأن [ A H ] [AH] [ A H ] ارتفاع متعلق بالوتر [ B C ] [BC] [ B C ] ):
الزاوية A B H ^ \widehat{ABH} A B H هي نفسها الزاوية A B C ^ \widehat{ABC} A B C .
cos ( A B H ^ ) = الضلع المجاور الوتر = H B A B — (المعادلة 2) \cos(\widehat{ABH}) = \frac{\text{الضلع المجاور}}{\text{الوتر}} = \frac{HB}{AB} \quad \text{--- (المعادلة 2)} cos ( A B H ) = الوتر الضلع المجاور = A B H B — (المعادلة 2)
3. بالمساواة بين العبارتين (1) و (2):
A B B C = H B A B \frac{AB}{BC} = \frac{HB}{AB} B C A B = A B H B
وباستعمال الجداء التصالبي (الطرفين في الوسطين):
A B × A B = H B × B C ⟹ A B 2 = H B × B C AB \times AB = HB \times BC \implies AB^2 = HB \times BC A B × A B = H B × B C ⟹ A B 2 = H B × B C
وهو المطلوب إثباته.
معطيات عامة للورشة:
الشكل
I E A B IEAB I E A B مستطيل، إذن:
I E = A B = 2.25 m IE = AB = 2.25 \text{ m} I E = A B = 2.25 m و
I B = E A IB = EA I B = E A .
الارتفاع الكلي من الأرض للسطح:
H B = 5 m HB = 5 \text{ m} H B = 5 m .
الاستقامية: النقط
H H H ،
I I I ،
B B B على استقامة واحدة، وبالتالي:
H B = H I + I B = H I + A E HB = HI + IB = HI + AE H B = H I + I B = H I + A E .
الجزء الأول:
في هذا الجزء نفرض أن: A E = 2 m AE = 2 \text{ m} A E = 2 m .
1) تبرير أن H I = 3 m HI = 3 \text{ m} H I = 3 m : بما أن I E A B IEAB I E A B مستطيل، فإن I B = A E = 2 m IB = AE = 2 \text{ m} I B = A E = 2 m .
ولدينا H B = H I + I B HB = HI + IB H B = H I + I B :
5 = H I + 2 ⟹ H I = 5 − 2 = 3 m 5 = HI + 2 \implies HI = 5 - 2 = 3 \text{ m} 5 = H I + 2 ⟹ H I = 5 − 2 = 3 m
2) إثبات أن H E = 3.75 m HE = 3.75 \text{ m} H E = 3.75 m : المثلث H I E HIE H I E قائم في I I I . بتطبيق خاصية فيثاغورس:
H E 2 = H I 2 + I E 2 HE^2 = HI^2 + IE^2 H E 2 = H I 2 + I E 2
نعوض القيم المعلومة (H I = 3 HI = 3 H I = 3 ، I E = 2.25 IE = 2.25 I E = 2.25 ):
H E 2 = 3 2 + ( 2.25 ) 2 = 9 + 5.0625 = 14.0625 HE^2 = 3^2 + (2.25)^2 = 9 + 5.0625 = 14.0625 H E 2 = 3 2 + ( 2.25 ) 2 = 9 + 5.0625 = 14.0625
H E = 14.0625 = 3.75 m HE = \sqrt{14.0625} = 3.75 \text{ m} H E = 14.0625 = 3.75 m
3) حساب قيس زاوية السقف I H E ^ \widehat{IHE} I H E بالتدوير إلى الدرجة: في المثلث القائم H I E HIE H I E :
cos ( I H E ^ ) = H I H E = 3 3.75 = 0.8 \cos(\widehat{IHE}) = \frac{HI}{HE} = \frac{3}{3.75} = 0.8 cos ( I H E ) = H E H I = 3.75 3 = 0.8
باستعمال الحاسبة (cos − 1 ( 0.8 ) \cos^{-1}(0.8) cos − 1 ( 0.8 ) ):
I H E ^ ≈ 36.869 ∘ \widehat{IHE} \approx 36.869^\circ I H E ≈ 36.86 9 ∘
بالتدوير إلى الوحدة (الدرجة): I H E ^ ≈ 37 ∘ \widehat{IHE} \approx 37^\circ I H E ≈ 3 7 ∘ .
الجزء الثاني:
في هذا الجزء نفرض أن I H E ^ = 45 ∘ \widehat{IHE} = 45^\circ I H E = 4 5 ∘ .
1) نوع المثلث H I E HIE H I E في هذه الحالة مع التبرير: المثلث H I E HIE H I E هو مثلث قائم ومتساوي الساقين في I I I .
المثلث H I E HIE H I E قائم في I I I ، إذن مجموع زاويتيه الحادتين هو 90 ∘ 90^\circ 9 0 ∘ :
H E I ^ = 90 ∘ − I H E ^ = 90 ∘ − 45 ∘ = 45 ∘ \widehat{HEI} = 90^\circ - \widehat{IHE} = 90^\circ - 45^\circ = 45^\circ H E I = 9 0 ∘ − I H E = 9 0 ∘ − 4 5 ∘ = 4 5 ∘
بما أن I H E ^ = H E I ^ = 45 ∘ \widehat{IHE} = \widehat{HEI} = 45^\circ I H E = H E I = 4 5 ∘ ، فإن الضلعين القائمين متساويان: H I = I E HI = IE H I = I E .
2) استنتاج الطول H I HI H I ثم الطول A E AE A E : بما أن المثلث متساوي الساقين، فإن: H I = I E = 2.25 m HI = IE = 2.25 \text{ m} H I = I E = 2.25 m .
نعلم أن H B = H I + A E HB = HI + AE H B = H I + A E ، إذن:
A E = H B − H I = 5 − 2.25 = 2.75 m AE = HB - HI = 5 - 2.25 = 2.75 \text{ m} A E = H B − H I = 5 − 2.25 = 2.75 m
الجزء الثالث:
في هذا الجزء نفرض أن I H E ^ = 60 ∘ \widehat{IHE} = 60^\circ I H E = 6 0 ∘ .
1) حساب القيمة المدورة إلى السنتيمتر (0.01 m 0.01 \text{ m} 0.01 m ) للطول H I HI H I : في المثلث القائم H I E HIE H I E :
tan ( I H E ^ ) = الضلع المقابل الضلع المجاور = I E H I \tan(\widehat{IHE}) = \frac{\text{الضلع المقابل}}{\text{الضلع المجاور}} = \frac{IE}{HI} tan ( I H E ) = الضلع المجاور الضلع المقابل = H I I E
tan ( 60 ∘ ) = 2.25 H I ⟹ H I = 2.25 tan ( 60 ∘ ) = 2.25 3 ≈ 1.29903 m \tan(60^\circ) = \frac{2.25}{HI} \implies HI = \frac{2.25}{\tan(60^\circ)} = \frac{2.25}{\sqrt{3}} \approx 1.29903 \text{ m} tan ( 6 0 ∘ ) = H I 2.25 ⟹ H I = tan ( 6 0 ∘ ) 2.25 = 3 2.25 ≈ 1.29903 m
بالتدوير إلى السنتيمتر (جزء من مئة من المتر): H I ≈ 1.30 m HI \approx 1.30 \text{ m} H I ≈ 1.30 m .
2) استنتاج القيمة المدورة إلى السنتيمتر للطول A E AE A E :
A E = H B − H I = 5 − 1.30 = 3.70 m AE = HB - HI = 5 - 1.30 = 3.70 \text{ m} A E = H B − H I = 5 − 1.30 = 3.70 m
3) حساب مساحة الباب الحديدي ذات الشكل الرباعي H B A E HBAE H B A E : 💡 إضاءة وتنبيه:
الشكل
H B A E HBAE H B A E يمثل شبه منحرف قائم، قاعدتاه المتوازيتان هما
[ H B ] [HB] [ H B ] و
[ A E ] [AE] [ A E ] ، وارتفاعه هو
[ A B ] [AB] [ A B ] لأن الضالعين القائمين يعامدان القاعدتين.
قانون مساحة شبه المنحرف:
S H B A E = ( القاعدة الكبرى + القاعدة الصغرى ) × الارتفاع 2 S_{HBAE} = \frac{(\text{القاعدة الكبرى} + \text{القاعدة الصغرى}) \times \text{الارتفاع}}{2} S H B A E = 2 ( القاعدة الكبرى + القاعدة الصغرى ) × الارتفاع
S H B A E = ( H B + A E ) × A B 2 S_{HBAE} = \frac{(HB + AE) \times AB}{2} S H B A E = 2 ( H B + A E ) × A B
بالتعويض العددي:
S H B A E = ( 5 + 3.70 ) × 2.25 2 = 8.70 × 2.25 2 = 19.575 2 = 9.7875 m 2 S_{HBAE} = \frac{(5 + 3.70) \times 2.25}{2} = \frac{8.70 \times 2.25}{2} = \frac{19.575}{2} = 9.7875 \text{ m}^2 S H B A E = 2 ( 5 + 3.70 ) × 2.25 = 2 8.70 × 2.25 = 2 19.575 = 9.7875 m 2
مساحة الباب الحديدي هي: 9.7875 m 2 9.7875 \text{ m}^2 9.7875 m 2 (أو بالتدوير إلى جزء من مئة 9.79 m 2 9.79 \text{ m}^2 9.79 m 2 ).