📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 92 - 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 (07 نقاط)

1) هل العددان 1075 و 430 أوليان فيما بينهما؟ مع التعليل.

💡إضاءة وتنبيه:

يكون العددان أوليين فيما بينهما إذا كان قاسمهما المشترك الأكبر يساوي 1. لمعرفة ما إذا كانا غير أوليين دون حساب القاسم المشترك الأكبر، يمكننا البحث عن قاسم مشترك ظاهر باستخدام قواعد قابلية القسمة.

الإجابة النموذجية:

العددان 10751075 و 430430 ليسا أوليين فيما بينهما.

التعليل: رقم آحاد العدد 10751075 هو 55، ورقم آحاد العدد 430430 هو 00. حسب قواعد قابلية القسمة، فإن كلا العددين يقبلان القسمة على 55. وبما أنهما يقبلان قسماً مشتركاً غير الواحد (وهو 55)، فإن قاسمهما المشترك الأكبر PGCDPGCD حتماً أكبر من 11، وبالتالي فهما ليسا أوليين فيما بينهما.

2) حساب القاسم المشترك الأكبر للعددين 1075 و 430.

💡إضاءة وتنبيه:

نستخدم خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية) لأنها الطريقة الأسرع والأكثر دقة للتعامل مع الأعداد الكبيرة في الامتحانات الرسمية.

الإجابة النموذجية:

بتطبيق خوارزمية القسمات المتتالية (إقليدس) على العددين 10751075 و 430430:

1075=430×2+2151075 = 430 \times 2 + 215
430=215×2+0430 = 215 \times 2 + 0

بما أن الباقي الأخير غير المعدوم هو 215215، فإن:

PGCD(1075,430)=215PGCD(1075, 430) = 215

3) كتابة الكسر 1075430\frac{1075}{430} على شكل كسر غير قابل للاختزال.

💡إضاءة وتنبيه:

لاختزال كسر دفعة واحدة والحصول على كسر غير قابل للاختزال، نقسم كلاً من البسط والمقام على قاسمهما المشترك الأكبر PGCDPGCD.

الإجابة النموذجية:

نقسم بسط ومقام الكسر على PGCD(1075,430)=215PGCD(1075, 430) = 215:

1075430=1075÷215430÷215=52\frac{1075}{430} = \frac{1075 \div 215}{430 \div 215} = \frac{5}{2}

الكسر غير القابل للاختزال هو 52\frac{5}{2}.

4) تبيين أن العدد HH هو عدد طبيعي.

حيث:

H=64÷1075430+75H = \frac{6}{4} \div \frac{1075}{430} + \frac{7}{5}
💡إضاءة وتنبيه:

لتسهيل الحساب وتجنب الأعداد الكبيرة، نعوض الكسر 1075430\frac{1075}{430} بنتيجته المختزلة 52\frac{5}{2} التي وجدناها في السؤال السابق. كما نراعي أولويات العمليات (القسمة تسبق الجمع).

الإجابة النموذجية:

نعوض الكسر غير القابل للاختزال في العبارة:

H=64÷52+75H = \frac{6}{4} \div \frac{5}{2} + \frac{7}{5}

نختزل الكسر 64\frac{6}{4} بقسمة البسط والمقام على 22 ليصبح 32\frac{3}{2}:

H=32÷52+75H = \frac{3}{2} \div \frac{5}{2} + \frac{7}{5}

لقسمة كسرين، نضرب الكسر الأول في مقلوب الكسر الثاني:

H=32×25+75H = \frac{3}{2} \times \frac{2}{5} + \frac{7}{5}
H=3×22×5+75H = \frac{3 \times 2}{2 \times 5} + \frac{7}{5}

نختزل العدد 22 من البسط والمقام في الحد الأول:

H=35+75H = \frac{3}{5} + \frac{7}{5}

الآن نجمع الكسرين لهما نفس المقام:

H=3+75=105=2H = \frac{3 + 7}{5} = \frac{10}{5} = 2

وبما أن 22 عدد طبيعي، فقد تم إثبات أن HH عدد طبيعي (H=2H = 2).

📌

التمرين الثاني (13 نقطة)

1) تبيين أن العددين AA و BB ناطقان.

حيث:

A=3×27,B=62×4525A = \sqrt{3} \times \sqrt{27} \quad , \quad B = \frac{\sqrt{6^2 \times 45}}{2\sqrt{5}}
💡إضاءة وتنبيه:

يكون العدد ناطقاً إذا أمكن كتابته على شكل كسر أو عدد صحيح (أي يتخلص من الجذر التربيعي تماماً). نستخدم خواص الجذور: a×b=a×b\sqrt{a} \times \sqrt{b} = \sqrt{a \times b} و a2=a\sqrt{a^2} = a.

الإجابة النموذجية:
تبسيط العدد AA:
A=3×27=3×27=81A = \sqrt{3} \times \sqrt{27} = \sqrt{3 \times 27} = \sqrt{81}

وبما أن 8181 هو مربع تام (92=819^2 = 81):

A=9A = 9

العدد 99 هو عدد ناطق، إذن AA عدد ناطق.

تبسيط العدد BB:
B=62×4525B = \frac{\sqrt{6^2 \times 45}}{2\sqrt{5}}

نخرج 626^2 من تحت الجذر لتصبح 66، ونحلل العدد 4545 إلى 9×59 \times 5:

B=64525=69×525=6×3525=18525B = \frac{6\sqrt{45}}{2\sqrt{5}} = \frac{6\sqrt{9 \times 5}}{2\sqrt{5}} = \frac{6 \times 3\sqrt{5}}{2\sqrt{5}} = \frac{18\sqrt{5}}{2\sqrt{5}}

نختزل 5\sqrt{5} من البسط والمقام:

B=182=9B = \frac{18}{2} = 9

العدد 99 هو عدد ناطق، إذن BB عدد ناطق.

2) كتابة العدد CC على الشكل aba\sqrt{b}.

حيث aa و bb عددان طبيعيان و bb أصغر ما يمكن:

C=2112+2867C = 2\sqrt{112} + \sqrt{28} - 6\sqrt{7}
💡إضاءة وتنبيه:

نلاحظ وجود 7\sqrt{7} في الحد الأخير، وهو عدد أولي لا يمكن تبسيطه أكثر. هذا يلمح لنا بأن نقسم الأعداد الأخرى تحت الجذور (112112 و 2828) على 77 للبحث عن مربعات تامة.

الإجابة النموذجية:

نقسم الأعداد تحت الجذور على 77:

112÷7=16112 \div 7 = 16 (حيث 16=4216 = 4^2)
28÷7=428 \div 7 = 4 (حيث 4=224 = 2^2)

نعوض في العبارة CC:

C=216×7+4×767C = 2\sqrt{16 \times 7} + \sqrt{4 \times 7} - 6\sqrt{7}
C=2×47+2767C = 2 \times 4\sqrt{7} + 2\sqrt{7} - 6\sqrt{7}
C=87+2767C = 8\sqrt{7} + 2\sqrt{7} - 6\sqrt{7}

نستخرج 7\sqrt{7} كعامل مشترك:

C=(8+26)7C = (8 + 2 - 6)\sqrt{7}
C=47C = 4\sqrt{7}

وهي من الشكل المطلوب حيث a=4a = 4 و b=7b = 7.

3) كتابة العددين DD و EE بمقامين ناطقين.

حيث:

D=523,E=522D = \frac{5}{2\sqrt{3}} \quad , \quad E = \frac{5 - \sqrt{2}}{\sqrt{2}}
💡إضاءة وتنبيه:

لجعل مقام نسبة عدداً ناطقاً، نضرب كلاً من البسط والمقام في الجذر الموجود في المقام. إذا كان البسط يحتوي على حدين، يجب استعمال الأقواس لتوزيع الضرب.

الإجابة النموذجية:
تنطيق مقام العدد DD:

نضرب البسط والمقام في 3\sqrt{3}:

D=5×323×3=532×3=536D = \frac{5 \times \sqrt{3}}{2\sqrt{3} \times \sqrt{3}} = \frac{5\sqrt{3}}{2 \times 3} = \frac{5\sqrt{3}}{6}
تنطيق مقام العدد EE:

نضرب البسط والمقام في 2\sqrt{2} (مع توزيع الضرب في البسط):

E=(52)×22×2=52(2)22=5222E = \frac{(5 - \sqrt{2}) \times \sqrt{2}}{\sqrt{2} \times \sqrt{2}} = \frac{5\sqrt{2} - (\sqrt{2})^2}{2} = \frac{5\sqrt{2} - 2}{2}

4) نشر وتبسيط العبارة FF.

حيث:

F=(3+4)(323)F = (\sqrt{3} + 4)(3 - 2\sqrt{3})
💡إضاءة وتنبيه:

نستخدم خاصية التوزيع بالتفصيل مع الانتباه التام للإشارات وقاعدة ضرب الجذور: a×a=a\sqrt{a} \times \sqrt{a} = a.

الإجابة النموذجية:

بتطبيق التوزيع:

F=3×3+3×(23)+4×3+4×(23)F = \sqrt{3} \times 3 + \sqrt{3} \times (-2\sqrt{3}) + 4 \times 3 + 4 \times (-2\sqrt{3})
F=332(3)2+1283F = 3\sqrt{3} - 2(\sqrt{3})^2 + 12 - 8\sqrt{3}
F=332(3)+1283F = 3\sqrt{3} - 2(3) + 12 - 8\sqrt{3}
F=336+1283F = 3\sqrt{3} - 6 + 12 - 8\sqrt{3}

نجمع الحدود المتشابهة (الأعداد معاً والجذور معاً):

F=(6+12)+(3383)F = (-6 + 12) + (3\sqrt{3} - 8\sqrt{3})
F=653F = 6 - 5\sqrt{3}

5) حل المعادلتين التاليتين.

المعادلة الأولى: x2=23x^2 = 23

💡إضاءة وتنبيه:

المعادلة من الشكل x2=ax^2 = a:

إذا كان a>0a > 0، فللمعادلة حلان هما: a\sqrt{a} و a-\sqrt{a}.
الإجابة النموذجية:

بما أن 23>023 > 0، فإن للمعادلة حلين متمايزين هما:

x=23أوx=23x = \sqrt{23} \quad \text{أو} \quad x = -\sqrt{23}

المعادلة الثانية: x2+3=13x^2 + 3 = -13

💡إضاءة وتنبيه:

يجب أولاً عزل المجهول x2x^2 في طرف بمفرده قبل الحكم على عدد الحلول.

الإجابة النموذجية:

ننقل العدد 33 إلى الطرف الآخر مع تغيير إشارته:

x2=133x^2 = -13 - 3
x2=16x^2 = -16

بما أن الطرف الأيمن عدد سالب (16<0-16 < 0)، وبما أن مربع أي عدد حقيقي يجب أن يكون موجباً أو معدوماً، فإن هذه المعادلة ليس لها حل حقيقي.