📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 89 - فرض الفصل الأول - الرياضيات - 4 متوسط

الحل النموذجي المعتمد والشامل

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

التمرين الأول:

1. إيجاد القاسم المشترك الأكبر للعددين 550550 و 792792

💡إضاءة وتنبيه:

لحساب القاسم المشترك الأكبر (PGCDPGCD) لعددين طبيعيين، نطبق خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية) لأنها الطريقة الأكثر سرعة ودقة. نواصل عملية القسمة الإقليدية حتى نحصل على باقٍ معدوم (00)، فيكون آخر باقٍ غير معدوم هو القاسم المشترك الأكبر للعددين.

نطبق خوارزمية القسمات المتتالية (إقليدس) على العددين 792792 و 550550:

792=550×1+242792 = 550 \times 1 + 242
550=242×2+66550 = 242 \times 2 + 66
242=66×3+44242 = 66 \times 3 + 44
66=44×1+2266 = 44 \times 1 + 22
44=22×2+044 = 22 \times 2 + 0

بما أن الباقي الأخير هو 00، فإن آخر باقٍ غير معدوم هو 2222.

الإجابة النموذجية:

القاسم المشترك الأكبر للعددين 550550 و 792792 هو:

PGCD(792,550)=22PGCD(792, 550) = 22

2. كتابة الكسر 550792\frac{550}{792} على شكل كسر غير قابل للاختزال

💡إضاءة وتنبيه:

لكتابة كسر على شكل كسر غير قابل للاختزال، نقسم كلاً من البسط والمقام على قاسمهما المشترك الأكبر (PGCDPGCD). الكسر الناتج يكون مبسطاً إلى أقصى حد ممكن لأن بسطه ومقامه يصبحان عددين أوليين فيما بينهما.

نقسم بسط ومقام الكسر على PGCD(792,550)=22PGCD(792, 550) = 22:

550792=550÷22792÷22\frac{550}{792} = \frac{550 \div 22}{792 \div 22}

نحسب العمليات:

البسط: 550÷22=25550 \div 22 = 25
المقام: 792÷22=36792 \div 22 = 36
الإجابة النموذجية:

الكسر غير القابل للاختزال المساوي للكسر المعطى هو:

550792=2536\frac{550}{792} = \frac{25}{36}

3. استنتاج حل للمعادلة x2=550792x^2 = \frac{550}{792}

💡إضاءة وتنبيه:

لحل معادلة من الشكل x2=dx^2 = d حيث d>0d > 0، فإن للمعادلة حلين متعاكسين هما: x=dx = \sqrt{d} و x=dx = -\sqrt{d}.

لتسهيل الحساب، نعوض الكسر المعطى بالكسر غير القابل للاختزال الذي وجدناه في السؤال السابق.

نعوض الكسر بقيمته المختزلة في المعادلة:

x2=2536x^2 = \frac{25}{36}

بما أن 2536>0\frac{25}{36} > 0، فإن للمعادلة حلين هما:

x=2536أوx=2536x = \sqrt{\frac{25}{36}} \quad \text{أو} \quad x = -\sqrt{\frac{25}{36}}

نطبق خواص الجذور التربيعية ab=ab\sqrt{\frac{a}{b}} = \frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}}:

x=2536=56x = \frac{\sqrt{25}}{\sqrt{36}} = \frac{5}{6}
x=2536=56x = -\frac{\sqrt{25}}{\sqrt{36}} = -\frac{5}{6}
الإجابة النموذجية:

للمعادلة حلان هما:

x=56وx=56x = \frac{5}{6} \quad \text{و} \quad x = -\frac{5}{6}

4. تبيين أن L=1L = 1

نعلم أن العبارة LL هي:

L=550792+56×15L = \sqrt{\frac{550}{792}} + \frac{5}{6} \times \frac{1}{5}
💡إضاءة وتنبيه:

لحساب هذه العبارة، نتبع الخطوات التالية:

1. نعوض الكسر 550792\frac{550}{792} بالكسر المختزل 2536\frac{25}{36} لتسهيل حساب الجذر.

2. نحسب قيمة الجذر التربيعي.

3. نطبق أولوية العمليات الحسابية (الضرب له الأولوية قبل الجمع).

4. نجمع الكسرين الناتجين بعد توحيد المقامات إن لزم الأمر.

نعوض الكسر المختزل داخل الجذر:

L=2536+(56×15)L = \sqrt{\frac{25}{36}} + \left( \frac{5}{6} \times \frac{1}{5} \right)

نحسب الجزء الأول (الجذر التربيعي):

2536=56\sqrt{\frac{25}{36}} = \frac{5}{6}

نحسب الجزء الثاني (جداء الكسرين مع الاختزال المباشر للعدد 55 من البسط والمقام):

56×15=5×16×5=16\frac{5}{6} \times \frac{1}{5} = \frac{5 \times 1}{6 \times 5} = \frac{1}{6}

نعوض القيمتين في العبارة LL:

L=56+16L = \frac{5}{6} + \frac{1}{6}

نجمع الكسرين لهما نفس المقام:

L=5+16=66=1L = \frac{5 + 1}{6} = \frac{6}{6} = 1
الإجابة النموذجية:

لقد تم إثبات أن:

L=1L = 1
📌

التمرين الثاني:

1. كتابة العدد AA على شكل a3a\sqrt{3} (حيث aa عدد طبيعي)

العبارة المعطاة هي:

A=375527+23A = 3\sqrt{75} - 5\sqrt{27} + 2\sqrt{3}
💡إضاءة وتنبيه:

لكتابة عبارة تتضمن جذوراً على الشكل a3a\sqrt{3}، نقوم بقسمة الأعداد الموجودة تحت الجذور على 33 لكتابتها على شكل جذاء يكون أحد عامليه مربعاً تاماً (2525 و 99)، ثم نطبق الخاصية x×y=x×y\sqrt{x \times y} = \sqrt{x} \times \sqrt{y}.

نحلل الأعداد تحت الجذور:

75=25×375 = 25 \times 3
27=9×327 = 9 \times 3

نعوض في العبارة AA:

A=325×359×3+23A = 3\sqrt{25 \times 3} - 5\sqrt{9 \times 3} + 2\sqrt{3}

نخرج المربعات التامة من تحت الجذر (25=5\sqrt{25} = 5 و 9=3\sqrt{9} = 3):

A=3×(53)5×(33)+23A = 3 \times (5\sqrt{3}) - 5 \times (3\sqrt{3}) + 2\sqrt{3}
A=153153+23A = 15\sqrt{3} - 15\sqrt{3} + 2\sqrt{3}

نأخذ 3\sqrt{3} كعامل مشترك:

A=(1515+2)3A = (15 - 15 + 2)\sqrt{3}
A=23A = 2\sqrt{3}
الإجابة النموذجية:

كتابة العدد AA على الشكل المطلوب هي:

A=23(حيث a=2 وهو عدد طبيعي)A = 2\sqrt{3} \quad (\text{حيث } a = 2 \text{ وهو عدد طبيعي})

2. جعل مقام العدد BB عدداً ناطقاً

العبارة المعطاة هي:

B=313B = \frac{\sqrt{3}-1}{\sqrt{3}}
💡إضاءة وتنبيه:

لجعل مقام كسر عدداً ناطقاً عندما يكون المقام عبارة عن جذر تربيعي منفرد x\sqrt{x}، نضرب كلاً من البسط والمقام في هذا الجذر x\sqrt{x}. يجب الانتباه لاستعمال الأقواس في البسط لتوزيع الضرب بشكل صحيح.

نضرب البسط والمقام في 3\sqrt{3}:

B=(31)×33×3B = \frac{(\sqrt{3}-1) \times \sqrt{3}}{\sqrt{3} \times \sqrt{3}}

ننشر البسط ونبسط المقام مستعملين الخاصية 3×3=3\sqrt{3} \times \sqrt{3} = 3:

B=3×31×33B = \frac{\sqrt{3} \times \sqrt{3} - 1 \times \sqrt{3}}{3}
B=333B = \frac{3 - \sqrt{3}}{3}
الإجابة النموذجية:

كتابة الكسر BB بمقام ناطق هي:

B=333B = \frac{3 - \sqrt{3}}{3}

3. تبيين أن EE عدد طبيعي

العبارة المعطاة هي:

E=A2+3BE = \frac{A}{2} + 3B

نعوض قيمتي AA و BB المبسطتين اللتين وجدناهما سابقاً:

A=23A = 2\sqrt{3}
B=333B = \frac{3 - \sqrt{3}}{3}

نعوض في العبارة EE:

E=232+3(333)E = \frac{2\sqrt{3}}{2} + 3 \left( \frac{3 - \sqrt{3}}{3} \right)

نختزل الأعداد المتشابهة في البسط والمقام لتسهيل الحساب:

في الحد الأول: نختزل 22 من البسط والمقام لتصبح: 3\sqrt{3}.
في الحد الثاني: نختزل 33 المضروبة في الكسر مع 33 الموجودة في المقام لتصبح: 333 - \sqrt{3}.

تصبح العبارة:

E=3+(33)E = \sqrt{3} + (3 - \sqrt{3})

نحذف الأقواس ونبسط الحدود المتشابهة (33=0\sqrt{3} - \sqrt{3} = 0):

E=3+33E = \sqrt{3} + 3 - \sqrt{3}
E=3E = 3

بما أن العدد 33 هو عدد طبيعي لا يحتوي على فاصلة ولا إشارة سالبة ولا جذر:

الإجابة النموذجية:

لقد تم إثبات أن EE عدد طبيعي حيث:

E=3E = 3