📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 108 - اختبار الفصل الأول - الرياضيات - 4 متوسط

الحل النموذجي المعتمد والشامل

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

التمرين الأول: الاختيار من متعدد مع التبرير (3 نقاط)

السؤال 1: الكتابة العلمية للعدد 32.7×10432.7 \times 10^{-4}

💡إضاءة وتنبيه:

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

التبرير العلمي:

نكتب العدد 32.732.7 على الشكل العلمي أولاً:

32.7=3.27×10132.7 = 3.27 \times 10^1

ثم نعوّض في العبارة الأصلية:

32.7×104=(3.27×101)×104=3.27×101+(4)=3.27×10332.7 \times 10^{-4} = (3.27 \times 10^1) \times 10^{-4} = 3.27 \times 10^{1 + (-4)} = 3.27 \times 10^{-3}
الإجابة النموذجية:

الاختيار الصحيح هو الجواب 3: 3.27×1033.27 \times 10^{-3}.

السؤال 2: أبسط كتابة للعدد 200\sqrt{200}

💡إضاءة وتنبيه:

لتبسيط جدر تربيعي على الشكل a\sqrt{a}، نكتب العدد aa على شكل جذاء عددين أحدهما أصلح لأن يكون مربعاً تاماً بأكبر قيمة ممكنة.

التبرير العلمي:

فكّ العدد 200 إلى جذاء جُزء منه مربع تام:

200=100×2=100×2=102\sqrt{200} = \sqrt{100 \times 2} = \sqrt{100} \times \sqrt{2} = 10\sqrt{2}
الإجابة النموذجية:

الاختيار الصحيح هو الجواب 1: 10210\sqrt{2}.

السؤال 3: حلول المعادلة (x4)2=25(x - 4)^2 = 25

💡إضاءة وتنبيه:

المعادلة من الشكل X2=bX^2 = b (حيث b>0b > 0) تقبل حلين هما X=bX = \sqrt{b} أو X=bX = -\sqrt{b}.

التبرير العلمي:

بما أن 25>025 > 0، فإن للمعادلة حلين:

x4=25أوx4=25x - 4 = \sqrt{25} \quad \text{أو} \quad x - 4 = -\sqrt{25}

1. الحل الأول:

x4=5    x=5+4    x=9x - 4 = 5 \implies x = 5 + 4 \implies x = 9

2. الحل الثاني:

x4=5    x=5+4    x=1x - 4 = -5 \implies x = -5 + 4 \implies x = -1
الإجابة النموذجية:

الاختيار الصحيح هو الجواب 2: 1 و 9-1 \text{ و } 9.

السؤال 4: القيمة المضبوطة للعدد 4+16\sqrt{4 + 16}

💡إضاءة وتنبيه:

تنبيه هام جداً: الجذر التربيعي لا يتوزّع على الجمع! أي أن a+ba+b\sqrt{a + b} \neq \sqrt{a} + \sqrt{b}. يجب حساب ما داخل الجذر أولاً.

التبرير العلمي:

نحسب أولاً مجموع ما تحت الجذر:

4+16=20\sqrt{4 + 16} = \sqrt{20}

ثم نبسط الناتج:

20=4×5=4×5=25\sqrt{20} = \sqrt{4 \times 5} = \sqrt{4} \times \sqrt{5} = 2\sqrt{5}
الإجابة النموذجية:

الاختيار الصحيح هو الجواب 3: 252\sqrt{5}.

السؤال 5: هل العدد 3139\frac{3\sqrt{13}}{9} هو جيب تمام زاوية حادة؟

💡إضاءة وتنبيه:

جيب تمام أي زاوية حادة θ\theta ينحصر دوماً وبشكل صارم بين 0 و 1، أي: 0<cos(θ)<10 < \cos(\theta) < 1. إذا كان العدد أكبر من 1 أو أقل من 0، فلا يمكن أن يكون جيب تمام زاوية حادة.

التبرير العلمي:

نبسط العدد المعطى:

3139=133\frac{3\sqrt{13}}{9} = \frac{\sqrt{13}}{3}

نعلم أن 13>913 > 9، وبإدخال الجذر التربيعي للطرفين نجد:

13>9    13>3\sqrt{13} > \sqrt{9} \implies \sqrt{13} > 3

وبقسمة الطرفين على 3 نجد:

133>1\frac{\sqrt{13}}{3} > 1

بما أن قيمة العدد أكبر تماماً من 1، فإنه يستحيل أن تكون جيب تمام زاوية حادة.

الإجابة النموذجية:

الاختيار الصحيح هو الجواب 2: لا.

📌

التمرين الثاني: الحساب على الجذور والنسب المقامية (3 نقاط)

ليكن العددين:

A=412+48675A = 4\sqrt{12} + \sqrt{48} - 6\sqrt{75}
B=(7232)(72+32)B = \left(\frac{\sqrt{7}}{\sqrt{2}} - \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}}\right)\left(\frac{\sqrt{7}}{\sqrt{2}} + \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}}\right)

1. كتابة العدد AA على الشكل a3a\sqrt{3} (حيث aa عدد صحيح):

نحلل الأعداد داخل الجذور بدلالة العدد 3:

12=4×3=23\sqrt{12} = \sqrt{4 \times 3} = 2\sqrt{3}
48=16×3=43\sqrt{48} = \sqrt{16 \times 3} = 4\sqrt{3}
75=25×3=53\sqrt{75} = \sqrt{25 \times 3} = 5\sqrt{3}

نعوض في العبارة AA:

A=4(23)+436(53)A = 4(2\sqrt{3}) + 4\sqrt{3} - 6(5\sqrt{3})
A=83+43303A = 8\sqrt{3} + 4\sqrt{3} - 30\sqrt{3}

بأخذ 3\sqrt{3} كعامل مشترك:

A=(8+430)3=183A = (8 + 4 - 30)\sqrt{3} = -18\sqrt{3}
الإجابة النموذجية:
A=183(حيث a=18)A = -18\sqrt{3} \quad (\text{حيث } a = -18)

2. تبيان أن BB عدد طبيعي:

العبارة BB تُكتب على شكل متطابقة شهيرة من الشكل (xy)(x+y)=x2y2(x - y)(x + y) = x^2 - y^2:

B=(72)2(32)2B = \left(\frac{\sqrt{7}}{\sqrt{2}}\right)^2 - \left(\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}}\right)^2

نحسب مربع كل حد:

(72)2=(7)2(2)2=72\left(\frac{\sqrt{7}}{\sqrt{2}}\right)^2 = \frac{(\sqrt{7})^2}{(\sqrt{2})^2} = \frac{7}{2}
(32)2=(3)2(2)2=32\left(\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}}\right)^2 = \frac{(\sqrt{3})^2}{(\sqrt{2})^2} = \frac{3}{2}

إذن:

B=7232=732=42=2B = \frac{7}{2} - \frac{3}{2} = \frac{7 - 3}{2} = \frac{4}{2} = 2
الإجابة النموذجية:
B=2(وهو عدد طبيعي)B = 2 \quad (\text{وهو عدد طبيعي})

3. جعل مقام النسبة BA\frac{B}{A} عدداً ناطقاً وتبسيطها:

نعوض قيمتي AA و BB:

BA=2183=193=193\frac{B}{A} = \frac{2}{-18\sqrt{3}} = \frac{1}{-9\sqrt{3}} = -\frac{1}{9\sqrt{3}}

لتنطيق المقام، نضرب كلاً من البسط والمقام في 3\sqrt{3}:

BA=1×393×3=39×3=327\frac{B}{A} = -\frac{1 \times \sqrt{3}}{9\sqrt{3} \times \sqrt{3}} = -\frac{\sqrt{3}}{9 \times 3} = -\frac{\sqrt{3}}{27}
الإجابة النموذجية:
BA=327\frac{B}{A} = -\frac{\sqrt{3}}{27}
📌

التمرين الثالث: الحساب المثلثي في المثلث القائم (3 نقاط)

المعطيات: RSTRST مثلث قائم في TT، فيه: ST=3.5 cmST = 3.5 \text{ cm} و sin(SRT^)=32\sin(\widehat{SRT}) = \frac{\sqrt{3}}{2}.

1. حساب القيمة المضبوطة لـ cos(SRT^)\cos(\widehat{SRT}) ثم استنتاج قيس الزاوية SRT^\widehat{SRT}:

💡إضاءة وتنبيه:

في أي مثلث قائم، تطبق العلاقة الأساسية للحساب المثلثي: cos2(α)+sin2(α)=1\cos^2(\alpha) + \sin^2(\alpha) = 1.

حساب cos(SRT^)\cos(\widehat{SRT}):

cos2(SRT^)+sin2(SRT^)=1\cos^2(\widehat{SRT}) + \sin^2(\widehat{SRT}) = 1
cos2(SRT^)+(32)2=1\cos^2(\widehat{SRT}) + \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)^2 = 1
cos2(SRT^)+34=1\cos^2(\widehat{SRT}) + \frac{3}{4} = 1
cos2(SRT^)=134=14\cos^2(\widehat{SRT}) = 1 - \frac{3}{4} = \frac{1}{4}

بما أن جيب التمام عدد موجب دوماً للزوايا الحادة:

cos(SRT^)=14=12\cos(\widehat{SRT}) = \sqrt{\frac{1}{4}} = \frac{1}{2}
الإجابة النموذجية:

القيمة المضبوطة هي: cos(SRT^)=12\cos(\widehat{SRT}) = \frac{1}{2} (أو 0.50.5).

استنتاج قيس الزاوية SRT^\widehat{SRT}:

باستعمال الحاسبة (Shift+cos(0.5)\text{Shift} + \cos(0.5)) أو من الزوايا الشهيرة المعلومة:

الزاوية الحادة التي جيب تمامها يساوي 12\frac{1}{2} وجيبها يساوي 32\frac{\sqrt{3}}{2} هي:

SRT^=60\widehat{SRT} = 60^\circ

2. حساب القيمة المضبوطة للطول RSRS:

في المثلث القائم RSTRST في TT، النسبة المثلثية للجيب تعبر عن:

sin(SRT^)=الضلع المقابلالوتر=STRS\sin(\widehat{SRT}) = \frac{\text{الضلع المقابل}}{\text{الوتر}} = \frac{ST}{RS}

نعوض المعطيات:

32=3.5RS\frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{3.5}{RS}

باستعمال الرابع المتناسب:

RS=3.5×23=73RS = \frac{3.5 \times 2}{\sqrt{3}} = \frac{7}{\sqrt{3}}

لتنطيق المقام (كتابته بأبسط شكل جذري مضبوط):

RS=7×33×3=733 cmRS = \frac{7 \times \sqrt{3}}{\sqrt{3} \times \sqrt{3}} = \frac{7\sqrt{3}}{3} \text{ cm}
الإجابة النموذجية:

القيمة المضبوطة للطول RSRS هي:

RS=733 cm(4.04 cm)RS = \frac{7\sqrt{3}}{3} \text{ cm} \quad (\approx 4.04 \text{ cm})
📌

التمرين الرابع: الخاصية العكسية لطالس وحساب الأطوال (3 نقاط)

المعطيات:

RNTRNT مثلث قائم في RR.
الأطوال: AR=6 cmAR = 6 \text{ cm}، NR=9 cmNR = 9 \text{ cm}، BT=1.6 cmBT = 1.6 \text{ cm}، NT=10.2 cmNT = 10.2 \text{ cm}.

1/ حساب الطول RTRT:

في المثلث RNTRNT القائم في RR، نطبق خاصية فيثاغورس:

NT2=NR2+RT2NT^2 = NR^2 + RT^2

نعوض الأطوال المعلومة:

(10.2)2=92+RT2(10.2)^2 = 9^2 + RT^2
104.04=81+RT2104.04 = 81 + RT^2
RT2=104.0481=23.04RT^2 = 104.04 - 81 = 23.04

أخذ الجذر التربيعي الموجب:

RT=23.04=4.8 cmRT = \sqrt{23.04} = 4.8 \text{ cm}
الإجابة النموذجية:
RT=4.8 cmRT = 4.8 \text{ cm}

2/ إثبات أن المستقيمين (AB)(AB) و (NT)(NT) متوازيان (باعتبار RT=4.8 cmRT = 4.8 \text{ cm}):

💡إضاءة وتنبيه:

لإثبات توازي مستقيمين باستعمال الخاصية العكسية لفيثاغورس/طالس، يجب التأكد من:

1. تساوي النسبتين المقارنتين.

2. ترتيب النقاط على المستقيمين المتطابقين.

أولاً، نحسب الطول RBRB:

النقاط R,B,TR, B, T على استقامة واحدة بهذا الترتيب:

RB=RTBT=4.81.6=3.2 cmRB = RT - BT = 4.8 - 1.6 = 3.2 \text{ cm}

ثانياً، نقارن النسبتين RARN\frac{RA}{RN} و RBRT\frac{RB}{RT}:

النسبة الأولى:
RARN=69=23\frac{RA}{RN} = \frac{6}{9} = \frac{2}{3}
النسبة الثانية:
RBRT=3.24.8=3248=23\frac{RB}{RT} = \frac{3.2}{4.8} = \frac{32}{48} = \frac{2}{3}

نلاحظ أن:

RARN=RBRT=23\frac{RA}{RN} = \frac{RB}{RT} = \frac{2}{3}

بما أن النسبتين متساويتان، والنقاط R,A,NR, A, N و R,B,TR, B, T استقامية وفي نفس الترتيب، فإنه وحسب الخاصية العكسية لخاصية طالس، فإن المستقيمين (AB)(AB) و (NT)(NT) متوازيان.

الإجابة النموذجية:

المستقيمان (AB)(AB) و (NT)(NT) متوازيان: (AB)(NT)(AB) \parallel (NT).