📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 98 - 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: حساب القاسم المشترك الأكبر والتبسيط

1) تعيين العدد الطبيعي dd حيث d=PGCD(3150,1512)d = \text{PGCD}(3150, 1512):

💡إضاءة وتنبيه:

لحساب القاسم المشترك الأكبر لعددين طبيعيين، نطبق خوارزمية القسمات المتتالية (خوارزمية إقليدس)، حيث يقسم العدد الأكبر على الأصغر للحصول على الباقي، وتتكرر العملية حتى نصل إلى باقي معدوم 00، فيكون آخر باقي غير معدوم هو PGCD\text{PGCD}.

نطبق خوارزمية إقليدس للقسمات المتتالية على العددين 31503150 و 15121512:

3150=1512×2+1263150 = 1512 \times 2 + 126
1512=126×12+01512 = 126 \times 12 + 0

بما أن آخر باقي غير معدوم هو 126126، فإن:

✅الإجابة النموذجية:
d=PGCD(3150,1512)=126d = \text{PGCD}(3150, 1512) = 126

2) حساب العدد EE:

العبارة المعطاة:

E=3150d+1512dE = \frac{3150}{d} + \frac{1512}{d}

نعوض قيمة d=126d = 126 في العبارة:

E=3150126+1512126E = \frac{3150}{126} + \frac{1512}{126}

نقوم باختزال الكسرين أو حسابهما مباشرة:

3150126=25\frac{3150}{126} = 25
1512126=12\frac{1512}{126} = 12

نعوض النتائج:

E=25+12=37E = 25 + 12 = 37
✅الإجابة النموذجية:
E=37E = 37

3) التحقق من أن (3150+1512)÷E=d(3150 + 1512) \div E = d:

نحسب طرف العبارة الأيسر:

الطرف الأيسر=(3150+1512)÷E\text{الطرف الأيسر} = (3150 + 1512) \div E

أولاً، نجمع العددين داخل القوسين:

3150+1512=46623150 + 1512 = 4662

ثانياً، نقسم الناتج على قيمة E=37E = 37:

4662÷37=1264662 \div 37 = 126

وبما أن d=126d = 126، فإن الطرف الأيسر يساوي dd.

✅الإجابة النموذجية:

المساواة محققة بالفعل لأن:

(3150+1512)÷37=4662÷37=126=d(3150 + 1512) \div 37 = 4662 \div 37 = 126 = d
📌

التمرين الثاني: الحسابات على الجذور والأعداد الناطقة والكتابة العلمية

1) كتابة العدد AA كتابة علمية:

العبارة:

A=9×7×10−23×10−3A = \frac{9 \times 7 \times 10^{-2}}{3 \times 10^{-3}}
💡إضاءة وتنبيه:

الكتابة العلمية لعدد عشري هي كتابته على الشكل a×10na \times 10^n حيث aa عدد عشري يحوي رقماً واحداً غير معدوم قبل الفاصلة (1≤∣a∣<101 \le |a| < 10) و nn عدد صحيح نسبي.

نفصل الأعداد عن القوى العشرية:

A=(9×73)×(10−210−3)A = \left( \frac{9 \times 7}{3} \right) \times \left( \frac{10^{-2}}{10^{-3}} \right)

نحسب الجزء العددي:

633=21\frac{63}{3} = 21

نطبق خواص القوى على الجزء العشري:

10−210−3=10−2−(−3)=10−2+3=101\frac{10^{-2}}{10^{-3}} = 10^{-2 - (-3)} = 10^{-2 + 3} = 10^1

إذن:

A=21×101=210A = 21 \times 10^1 = 210

نكتب العدد 210210 كتابة علمية:

✅الإجابة النموذجية:
A=2.1×102A = 2.1 \times 10^2

2) التبيين بالحساب أن B=−1B = -1:

العبارة:

B=37×78−118B = \frac{3}{7} \times \frac{7}{8} - \frac{11}{8}

نحسب أولوية الجداء أولاً (مع اختزال العدد 77 من البسط والمقام):

37×78=3×77×8=38\frac{3}{7} \times \frac{7}{8} = \frac{3 \times 7}{7 \times 8} = \frac{3}{8}

نعوض في العبارة BB:

B=38−118B = \frac{3}{8} - \frac{11}{8}

نطرح الكسرين الموحدين في المقام:

B=3−118=−88=−1B = \frac{3 - 11}{8} = \frac{-8}{8} = -1
✅الإجابة النموذجية:
B=−1B = -1

3) كتابة العدد CC على الشكل ab+ha\sqrt{b} + h:

العبارة المعطاة:

C=27+348−73+25C = \sqrt{27} + 3\sqrt{48} - 7\sqrt{3} + \sqrt{25}

نحلل الأعداد تحت الجذور إلى جذاء لعددين أحدهما مربع تام:

27=9×3=9×3=33\sqrt{27} = \sqrt{9 \times 3} = \sqrt{9} \times \sqrt{3} = 3\sqrt{3}
348=316×3=3×16×3=3×43=1233\sqrt{48} = 3\sqrt{16 \times 3} = 3 \times \sqrt{16} \times \sqrt{3} = 3 \times 4\sqrt{3} = 12\sqrt{3}
25=5\sqrt{25} = 5

نعوض هذه التبسيطات في العبارة CC:

C=33+123−73+5C = 3\sqrt{3} + 12\sqrt{3} - 7\sqrt{3} + 5

نجمع الحدود المتشابهة التي تحتوي على 3\sqrt{3}:

C=(3+12−7)3+5C = (3 + 12 - 7)\sqrt{3} + 5
C=83+5C = 8\sqrt{3} + 5
✅الإجابة النموذجية:
C=83+5C = 8\sqrt{3} + 5

حيث: a=8a = 8، b=3b = 3 (أصغر عدد طبيعي ممكن)، و h=5h = 5.

4) كتابة النسبة DD على شكل نسبة مقامها عدد ناطق:

العبارة:

D=1−22D = \frac{1 - \sqrt{2}}{\sqrt{2}}
💡إضاءة وتنبيه:

لجعل مقام نسبة عدداً ناطقاً، نضرب كلاً من البسط والمقام في الجذر الموجود بالمقام 2\sqrt{2}، مع مراعاة توزيع الضرب على الحدود في البسط.

D=(1−2)×22×2D = \frac{(1 - \sqrt{2}) \times \sqrt{2}}{\sqrt{2} \times \sqrt{2}}

ننشر البسط:

(1×2)−(2×2)=2−2(1 \times \sqrt{2}) - (\sqrt{2} \times \sqrt{2}) = \sqrt{2} - 2

والمقام يصبح:

2×2=2\sqrt{2} \times \sqrt{2} = 2
✅الإجابة النموذجية:
D=2−22D = \frac{\sqrt{2} - 2}{2}
📌

التمرين الثالث: مقارنة مساحتي شكلين هندسيين

معطيات الشكلين:

المربع: طول ضلعه يساوي 3+3\sqrt{3} + 3.
المستطيل: بعداه هما 72+36\sqrt{72} + 3\sqrt{6} و 2\sqrt{2}.

1) حساب مساحة المربع (S1S_1):

مساحة المربع = (الضلع)2(\text{الضلع})^2

S1=(3+3)2S_1 = (\sqrt{3} + 3)^2

نطبق المتطابقة الشهيرة الأولى (a+b)2=a2+2ab+b2(a+b)^2 = a^2 + 2ab + b^2:

S1=(3)2+2×(3)×3+32S_1 = (\sqrt{3})^2 + 2 \times (\sqrt{3}) \times 3 + 3^2
S1=3+63+9S_1 = 3 + 6\sqrt{3} + 9
S1=12+63 cm2S_1 = 12 + 6\sqrt{3} \text{ cm}^2

2) حساب مساحة المستطيل (S2S_2):

مساحة المستطيل = الطول ×\times العرض

S2=(72+36)×2S_2 = (\sqrt{72} + 3\sqrt{6}) \times \sqrt{2}

ننشر الضرب على القوس:

S2=(72×2)+(36×2)S_2 = (\sqrt{72} \times \sqrt{2}) + (3\sqrt{6} \times \sqrt{2})

نبسط كل حد:

72×2=72×2=144=12\sqrt{72} \times \sqrt{2} = \sqrt{72 \times 2} = \sqrt{144} = 12
36×2=36×2=312=34×3=3×23=633\sqrt{6} \times \sqrt{2} = 3\sqrt{6 \times 2} = 3\sqrt{12} = 3\sqrt{4 \times 3} = 3 \times 2\sqrt{3} = 6\sqrt{3}

نعوض النتائج:

S2=12+63 cm2S_2 = 12 + 6\sqrt{3} \text{ cm}^2

3) التبيين والمقارنة بين المساحتين:

نلاحظ أن:

S1=12+63 cm2S_1 = 12 + 6\sqrt{3} \text{ cm}^2
S2=12+63 cm2S_2 = 12 + 6\sqrt{3} \text{ cm}^2
✅الإجابة النموذجية:

بما أن S1=S2=12+63 cm2S_1 = S_2 = 12 + 6\sqrt{3} \text{ cm}^2، فإن للشكلين (المربع والمستطيل) نفس المساحة.

📌

التمرين الرابع: اختبار توازي مستقيمين باستعمال الخاصية العكسية لطالس

في الشكل لدينا المستقيمان (AC)(AC) و (BD)(BD) متقاطعان في النقطة EE.

الأطوال المعطاة هي:

AE=22 cmAE = 22 \text{ cm}
EB=31.4 cmEB = 31.4 \text{ cm}
EC=7 cmEC = 7 \text{ cm}
ED=10 cmED = 10 \text{ cm}

المطلوب: اختار ما إذا كان المستقيمان (AB)(AB) و (DC)(DC) متوازيين مع التبرير.

💡إضاءة وتنبيه:

لإثبات أو نفي توازي مستقيمين باستعمال النظرية العكسية لطالس، نقارن بين النسبتين المتناظرتين للقطع المستقيمة المنطلقة من نقطة التقاطع EE. إذا كانت النسبتان غير متساويتين، فإن المستقيمين غير متوازيين.

نحسب النسبة الأولى AEEC\frac{AE}{EC}:

AEEC=227≈3.142857...\frac{AE}{EC} = \frac{22}{7} \approx 3.142857...

نحسب النسبة الثانية EBED\frac{EB}{ED}:

EBED=31.410=3.14\frac{EB}{ED} = \frac{31.4}{10} = 3.14

نقارن بين النتيجتين:

227≠3.14\frac{22}{7} \neq 3.14

(لأن الكسر 227\frac{22}{7} يعطي مقرباً قيمته 3.1428573.142857، بينما النسبة الثانية تساوي بدقة 3.143.14).

✅الإجابة النموذجية:

بما أن النقط A,E,CA, E, C و B,E,DB, E, D تقع بنفس الترتيب لكن النسبتين غير متساويتين (AEEC≠EBED\frac{AE}{EC} \neq \frac{EB}{ED})، فإنه حسب الخاصية العكسية لخاصية طالس، المستقيمان (AB)(AB) و (DC)(DC) غير متوازيين.

📌

الوضعية الإدماجية:

قطعة أرض مستطيلة الشكل أبعادها CD=120 mCD = 120\text{ m} و BD=90 mBD = 90\text{ m}.

قسمت إلى ثلاثة أجزاء:

القطعة 1: لتخزين كل ما تأكله الحيوانات.
القطعة 2: لتربية 285 رأساً من البقر.
القطعة 3: لتربية 798 رأساً من الغنم.

الجزء الأول:

1) حساب أكبر عدد ممكن من العمال للقيام بهذه العملية:

💡إضاءة وتنبيه:

توزيع الحيوانات (285 أبقار و 798 أغنام) إلى فئات متماثلة بحيث يعتني كل عامل بفئة واحدة بأكبر عدد ممكن من العمال يعني البحث عن القاسم المشترك الأكبر لعددي الأبقار والأغنام.

نحسب PGCD(798,285)\text{PGCD}(798, 285) باستخدام خوارزمية إقليدس:

798=285×2+228798 = 285 \times 2 + 228
285=228×1+57285 = 228 \times 1 + 57
228=57×4+0228 = 57 \times 4 + 0

آخر باقي غير معدوم هو 5757.

✅الإجابة النموذجية:

أكبر عدد ممكن من العمال يمكنه القيام بهذه العملية هو 5757 عاملاً.

2) حساب عدد الأبقـار وعدد الأغنام التي يعتني بها كل عامل:

عدد الأبقار لكل عامل:
عدد الأبقار=28557=5 بقرات\text{عدد الأبقار} = \frac{285}{57} = 5 \text{ بقرات}
عدد الأغنام لكل عامل:
عدد الأغنام=79857=14 رأساً من الغنم\text{عدد الأغنام} = \frac{798}{57} = 14 \text{ رأساً من الغنم}
✅الإجابة النموذجية:

يعتني كل عامل بـ 55 أبقار و 1414 رأساً من الغنم.

الجزء الثاني:

الشكل هو مستطيل ABDCABDC فيه:

CD=120 mCD = 120 \text{ m} (الطول)
BD=90 mBD = 90 \text{ m} (العرض)

وبما أن الشكل مستطيل، فإن:

AB=CD=120 mAB = CD = 120 \text{ m}
AC=BD=90 mAC = BD = 90 \text{ m}
الزوايا عند الرؤوس قائمة.

1) حساب الطول CBCB:

في المثلث BDCBDC القائم في DD، نطبق خاصية فيثاغورس:

CB2=CD2+BD2CB^2 = CD^2 + BD^2
CB2=(120)2+(90)2CB^2 = (120)^2 + (90)^2
CB2=14400+8100=22500CB^2 = 14400 + 8100 = 22500
CB=22500=150 mCB = \sqrt{22500} = 150 \text{ m}
✅الإجابة النموذجية:

الطول CB=150 mCB = 150 \text{ m}.

2) التبيين أن المستقيمين (EF)(EF) و (BA)(BA) متوازيان:

من معطيات الشكل، الزاوية عند EE قائمة بالنسبة للمستقيم (AC)(AC)، أي أن المستقيم (EF)(EF) عمودي على المستقيم (AC)(AC):

(EF)⊥(AC)(EF) \perp (AC)

وبما أن الأرض مستطيلة الشكل، فإن الضلع (BA)(BA) عمودي أيضاً على الضلع (AC)(AC):

(BA)⊥(AC)(BA) \perp (AC)
💡إضاءة وتنبيه:

خاصية التوازي والتعامد: إذا كان مستقيمان عموديين على نفس المستقيم، فإنهما متوازيان حتماً.

✅الإجابة النموذجية:

بما أن المستقيمين (EF)(EF) و (BA)(BA) عموديان على نفس المستقيم (AC)(AC)، فإن المستقيمين (EF)(EF) و (BA)(BA) متوازيان.

3) حساب الأطوال ECEC، FCFC، و FEFE:

حساب الطول ECEC:

معطى من النص: EE نقطة من [CA][CA] حيث EC=13CAEC = \frac{1}{3} CA.

بما أن CA=BD=90 mCA = BD = 90 \text{ m}:

EC=13×90=30 mEC = \frac{1}{3} \times 90 = 30 \text{ m}
حساب الطولين FCFC و FEFE:

في المثلث ABCABC القائم في AA:

لدينا E∈[CA]E \in [CA] و F∈[CB]F \in [CB]، والمستقيمان (EF)(EF) و (BA)(BA) متوازيان.

نطبق خاصية طالس:

CECA=CFCB=FEAB\frac{CE}{CA} = \frac{CF}{CB} = \frac{FE}{AB}

نعوض الأطوال المعلومة: CE=30 mCE = 30 \text{ m}، CA=90 mCA = 90 \text{ m}، CB=150 mCB = 150 \text{ m}، AB=120 mAB = 120 \text{ m}:

3090=CF150=FE120\frac{30}{90} = \frac{CF}{150} = \frac{FE}{120}

نعلم أن 3090=13\frac{30}{90} = \frac{1}{3}.

حساب CFCF:
CF=30×15090=13×150=50 mCF = \frac{30 \times 150}{90} = \frac{1}{3} \times 150 = 50 \text{ m}
حساب FEFE:
FE=30×12090=13×120=40 mFE = \frac{30 \times 120}{90} = \frac{1}{3} \times 120 = 40 \text{ m}
✅الإجابة النموذجية:
EC=30 mEC = 30 \text{ m}
FC=50 mFC = 50 \text{ m}
FE=40 mFE = 40 \text{ m}

4) حساب مساحة القطعة 3 ومساحة القطعة 2:

مساحة القطعة 3 (المثلث القائم BDCBDC):

القطعة 3 عبارة عن مثلث قائم ضلعه القائمان هما CD=120 mCD = 120 \text{ m} و BD=90 mBD = 90 \text{ m}.

Sالقطعة 3=CD×BD2=120×902=108002=5400 m2S_{\text{القطعة 3}} = \frac{CD \times BD}{2} = \frac{120 \times 90}{2} = \frac{10800}{2} = 5400 \text{ m}^2
مساحة القطعة 2 (شبه المنحرف AEFBAEFB):

يمكن حساب مساحة القطعة 2 بأسلوبين:

الطريقة 1 (طرح المساحات):

مساحة المثلث القائم الكلي ABCABC:

SABC=AB×AC2=120×902=5400 m2S_{ABC} = \frac{AB \times AC}{2} = \frac{120 \times 90}{2} = 5400 \text{ m}^2

مساحة القطعة 1 (المثلث القائم CFECFE):

Sالقطعة 1=EC×FE2=30×402=12002=600 m2S_{\text{القطعة 1}} = \frac{EC \times FE}{2} = \frac{30 \times 40}{2} = \frac{1200}{2} = 600 \text{ m}^2

مساحة القطعة 2 هي الفرق بينهما:

Sالقطعة 2=SABC−Sالقطعة 1=5400−600=4800 m2S_{\text{القطعة 2}} = S_{ABC} - S_{\text{القطعة 1}} = 5400 - 600 = 4800 \text{ m}^2
✅الإجابة النموذجية:
مساحة القطعة 3 تساوي 5400 m25400 \text{ m}^2.
مساحة القطعة 2 تساوي 4800 m24800 \text{ m}^2.