📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 91 - 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) حساب القاسم المشترك الأكبر للعددين 1775 و 639

💡إضاءة وتنبيه:

لحساب القاسم المشترك الأكبر PGCD\text{PGCD} لعددين طبيعيين، يُفضل استخدام خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية) لأنها الطريقة الأسرع والأقل عرضة للأخطاء الحسابية مقارنة بطريقة الطرح المتتالي.

الإجابة النموذجية:

بتطبيق خوارزمية القسمات المتتالية (إقليدس) على العددين 17751775 و 639639:

1775=639×2+4971775 = 639 \times 2 + 497
639=497×1+142639 = 497 \times 1 + 142
497=142×3+71497 = 142 \times 3 + 71
142=71×2+0142 = 71 \times 2 + 0

بما أن آخر باقٍ غير معدوم في سلسلة القسمات هو 7171، فإن:

PGCD(1775,639)=71\text{PGCD}(1775, 639) = 71

2) كتابة الكسر 1775639\frac{1775}{639} على شكل كسر غير قابل للاختزال

💡إضاءة وتنبيه:

لكتابة كسر على شكله غير القابل للاختزال، نقسم كلاً من البسط والمقام على قاسمهما المشترك الأكبر PGCD\text{PGCD}.

الإجابة النموذجية:

نقسم بسط ومقام الكسر على 7171:

1775639=1775÷71639÷71=259\frac{1775}{639} = \frac{1775 \div 71}{639 \div 71} = \frac{25}{9}

الكسر 259\frac{25}{9} هو كسر غير قابل للاختزال لأن PGCD(25,9)=1\text{PGCD}(25, 9) = 1.

3) حساب العدد BB حيث: B=73×531775639B = \frac{7}{3} \times \frac{5}{3} - \frac{1775}{639}

💡إضاءة وتنبيه:

في العمليات على الكسور، تُعطى الأولوية لعملية الضرب قبل الطرح. ولتسهيل الحساب وتفادي التعامل مع أعداد كبيرة، نُعوّض الكسر 1775639\frac{1775}{639} بكسره المختزل 259\frac{25}{9}.

الإجابة النموذجية:

أولاً: نقوم بعملية الضرب:

73×53=7×53×3=359\frac{7}{3} \times \frac{5}{3} = \frac{7 \times 5}{3} \times 3 = \frac{35}{9}

ثانياً: نعوض في العبارة BB:

B=3591775639B = \frac{35}{9} - \frac{1775}{639}

باستعمال الكسر المختزل 259\frac{25}{9}:

B=359259B = \frac{35}{9} - \frac{25}{9}

بما أن المقامين موحدان، نطرح البسطين مباشرة:

B=35259=109B = \frac{35 - 25}{9} = \frac{10}{9}

إذن:

B=109B = \frac{10}{9}
📌

التمرين الثاني:

ليكن العدد FF حيث: F=24254+600F = \sqrt{24} - 2\sqrt{54} + \sqrt{600}

1) كتابة FF على الشكل a6a\sqrt{6} حيث aa عدد طبيعي

💡إضاءة وتنبيه:

لكتابة عبارة تتضمن جذوراً تربيعية على الشكل a6a\sqrt{6}، نقوم بقسمة الأعداد الموجودة تحت الجذور على 66 لكتابتها على شكل جذاء حده الأول مربع تام والحد الثاني هو 66.

الإجابة النموذجية:
F=24254+600F = \sqrt{24} - 2\sqrt{54} + \sqrt{600}
F=4×629×6+100×6F = \sqrt{4 \times 6} - 2\sqrt{9 \times 6} + \sqrt{100 \times 6}

بتطبيق الخاصية x×y=x×y\sqrt{x \times y} = \sqrt{x} \times \sqrt{y}:

F=4×62×(9×6)+100×6F = \sqrt{4} \times \sqrt{6} - 2 \times (\sqrt{9} \times \sqrt{6}) + \sqrt{100} \times \sqrt{6}
F=262×(36)+106F = 2\sqrt{6} - 2 \times (3\sqrt{6}) + 10\sqrt{6}
F=2666+106F = 2\sqrt{6} - 6\sqrt{6} + 10\sqrt{6}

باستخراج 6\sqrt{6} كعامل مشترك:

F=(26+10)6F = (2 - 6 + 10)\sqrt{6}
F=66F = 6\sqrt{6}

ومنه: قيمة aa هي 66 (وهو عدد طبيعي).

2) تبيان أن: 92F=124\frac{9\sqrt{2}}{F} = \frac{\sqrt{12}}{4}

💡إضاءة وتنبيه:

لإثبات صحة مساواة كسرين AB=CD\frac{A}{B} = \frac{C}{D}، يمكننا استخدام جداء الطرفين في الوسطين وإثبات أن A×D=B×CA \times D = B \times C، أو تبسيط كل طرف على حدة للوصول إلى نفس النتيجة.

الإجابة النموذجية:

الطريقة الأولى (باستخدام الجداء المتصالب):

نريد التحقق من أن:

92×4=F×129\sqrt{2} \times 4 = F \times \sqrt{12}
الطرف الأول:
92×4=3629\sqrt{2} \times 4 = 36\sqrt{2}
الطرف الثاني (مع تعويض F=66F = 6\sqrt{6}):
F×12=66×12F \times \sqrt{12} = 6\sqrt{6} \times \sqrt{12}
F×12=66×12=672F \times \sqrt{12} = 6\sqrt{6 \times 12} = 6\sqrt{72}

نعلم أن 72=36×272 = 36 \times 2، إذن:

672=636×2=6×62=3626\sqrt{72} = 6\sqrt{36 \times 2} = 6 \times 6\sqrt{2} = 36\sqrt{2}

بما أن الطرفين متساويان (362=36236\sqrt{2} = 36\sqrt{2})، فإن المساواة محققة:

92F=124\frac{9\sqrt{2}}{F} = \frac{\sqrt{12}}{4}

3) إيجاد قيم XX حيث: X23=3X\frac{X}{2\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{X}

💡إضاءة وتنبيه:

لحل معادلة من الشكل Xb=cX\frac{X}{b} = \frac{c}{X}، نطبق جداء الطرفين في الوسطين للحصول على معادلة من الدرجة الثانية من الشكل X2=dX^2 = d. إذا كان d>0d > 0، فإن للمعادلة حلين هما d\sqrt{d} و d-\sqrt{d}.

الإجابة النموذجية:

باستخدام الجداء المتصالب:

X×X=23×3X \times X = 2\sqrt{3} \times \sqrt{3}
X2=2×(3)2X^2 = 2 \times (\sqrt{3})^2
X2=2×3X^2 = 2 \times 3
X2=6X^2 = 6

بما أن 6>06 > 0، فإن للمعادلة حلين متعاكسين هما:

X=6أوX=6X = \sqrt{6} \quad \text{أو} \quad X = -\sqrt{6}

إذن قيم XX الممكنة هي: 6\sqrt{6} و 6-\sqrt{6}.

📌

التمرين الثالث:

1) تبيان أن المستقيمين (AH)(AH) و (BC)(BC) متعامدان

💡إضاءة وتنبيه:

لإثبات تعامد مستقيمين، يكفي إثبات أن المثلث AHCAHC قائم في HH. نستخدم في هذه الحالة الخاصية العكسية لنظرية فيثاغورس على أطوال أضلاع المثلث AHCAHC.

الإجابة النموذجية:

في المثلث AHCAHC، لدينا الأطوال التالية:

AC=5AC = 5
HC=3HC = 3
AH=4AH = 4

نقارن مربع طول الضلع الأطول بمجموع مربعي الطولين الآخرين:

مربع الضلع الأطول:
AC2=52=25AC^2 = 5^2 = 25
مجموع مربعي الضلعين الآخرين:
AH2+HC2=42+32=16+9=25AH^2 + HC^2 = 4^2 + 3^2 = 16 + 9 = 25

نلاحظ أن:

AC2=AH2+HC2AC^2 = AH^2 + HC^2

وحسب الخاصية العكسية لنظرية فيثاغورس، فإن المثلث AHCAHC قائم في HH.

وبما أن المثلث قائم في HH، فإن المستقيمين (AH)(AH) و (HC)(HC) متعامدان.

وحيث أن النقطة HH تنتمي إلى القطعة المستقيمية [BC][BC]، فإن المستقيمين (AH)(AH) و (BC)(BC) متعامدان:

(AH)(BC)(AH) \perp (BC)

2) تبيان أن AB=45AB = 4\sqrt{5}

💡إضاءة وتنبيه:

بما أننا أثبتنا في السؤال السابق أن (AH)(BC)(AH) \perp (BC)، فإن المثلث AHBAHB هو مثلث قائم في HH. هذا يسمح لنا بتطبيق نظرية فيثاغورس مباشرة لحساب طول الوتر ABAB.

الإجابة النموذجية:

لدينا المثلث AHBAHB قائم في HH.

بتطبيق نظرية فيثاغورس في هذا المثلث:

AB2=AH2+HB2AB^2 = AH^2 + HB^2

بالتعويض بالأطوال المعطاة (AH=4AH = 4 و HB=8HB = 8):

AB2=42+82AB^2 = 4^2 + 8^2
AB2=16+64AB^2 = 16 + 64
AB2=80AB^2 = 80

ومنه:

AB=80AB = \sqrt{80}

لتبسيط الجذر التربيعي وكتابته على الشكل المطلوب:

AB=16×5AB = \sqrt{16 \times 5}
AB=16×5AB = \sqrt{16} \times \sqrt{5}
AB=45AB = 4\sqrt{5}

وهو المطلوب إثباته.