📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 118 - 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 (03 نقاط)

1) حساب القاسم المشترك الأكبر للعددين 630 و 345 واستنتاج القواسم المشتركة لهما

💡إضاءة وتنبيه:
لنحسب القاسم المشترك الأكبر PGCD(630,345)\text{PGCD}(630, 345) نطبق خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية).

باستخدام خوارزمية القسمات المتتالية:

630=345×1+285630 = 345 \times 1 + 285
345=285×1+60345 = 285 \times 1 + 60
285=60×4+45285 = 60 \times 4 + 45
60=45×1+1560 = 45 \times 1 + 15
45=15×3+045 = 15 \times 3 + 0

آخر باقي غير معدوم هو 1515.

الإجابة النموذجية:
PGCD(630,345)=15\text{PGCD}(630, 345) = 15

استنتاج القواسم المشتركة للعددين 630 و 345:

القواسم المشتركة للعددين هي نفسها قواسم قاسمها المشترك الأكبر (العدد 1515).

قواسم العدد 1515 هي: 11، 33، 55، 1515.

الإجابة النموذجية:

مجموعة القواسم المشتركة للعددين 630 و 345 هي: {1,3,5,15}\{1, 3, 5, 15\}.

2) كتابة الكسر 345630\frac{345}{630} على شكل غير قابل للاختزال

💡إضاءة وتنبيه:
لكتابة كسر على شكل غير قابل للاختزال، نقسم كلاً من البسط والمقام على قاسمها المشترك الأكبر PGCD\text{PGCD}.
345630=345÷15630÷15=2342\frac{345}{630} = \frac{345 \div 15}{630 \div 15} = \frac{23}{42}
الإجابة النموذجية:

الكسر الغير قابل للاختزال هو:

345630=2342\frac{345}{630} = \frac{23}{42}

3) حساب العدد TT

T=3456302342T = \frac{345}{630} - \frac{23}{42}

نعوض الكسر 345630\frac{345}{630} بالكسر المختزل الموافق له 2342\frac{23}{42}:

T=23422342=0T = \frac{23}{42} - \frac{23}{42} = 0
الإجابة النموذجية:
T=0T = 0
📌

التمرين الثاني (03 نقاط)

الشكل المقابل مرسوم بأطوال غير حقيقية حيث المعطيات:

CB=5.2CB = 5.2
BA=2.6BA = 2.6
CD=4.8CD = 4.8
DE=2.4DE = 2.4
BD=6BD = 6
النقاط C,B,AC, B, A على استقامة واحدة بهذا الترتيب، والنقاط C,D,EC, D, E على استقامة واحدة بهذا الترتيب.

1) تبيان أن (BD)(AE)(BD) \parallel (AE)

💡إضاءة وتنبيه:
لإثبات توازي المستقيمين نستعمل الخاصية العكسية لخاصية طاليس بعد مقارنة النسبتين.

نحسب الطول الكلي CACA:

CA=CB+BA=5.2+2.6=7.8CA = CB + BA = 5.2 + 2.6 = 7.8

نحسب الطول الكلي CECE:

CE=CD+DE=4.8+2.4=7.2CE = CD + DE = 4.8 + 2.4 = 7.2

نحسب النسبتين ونقارنهما:

1. النسبة الأولى:

CBCA=5.27.8=5278=230.667\frac{CB}{CA} = \frac{5.2}{7.8} = \frac{52}{78} = \frac{2}{3} \approx 0.667

2. النسبة الثانية:

CDCE=4.87.2=4872=230.667\frac{CD}{CE} = \frac{4.8}{7.2} = \frac{48}{72} = \frac{2}{3} \approx 0.667

نلاحظ أن:

CBCA=CDCE=23\frac{CB}{CA} = \frac{CD}{CE} = \frac{2}{3}

وبما أن النقاط C,B,AC, B, A والنقاط C,D,EC, D, E في استقامية وبنفس الترتيب، فحسب الخاصية العكسية لخاصية طاليس، فإن:

الإجابة النموذجية:
(BD)(AE)(BD) \parallel (AE)

2) حساب الطول AEAE

بما أن المستقيمين (BD)(BD) و (AE)(AE) متوازيان، وتتحقق شروط الاستقامية، نطبق خاصية طاليس المباشرة:

CBCA=CDCE=BDAE\frac{CB}{CA} = \frac{CD}{CE} = \frac{BD}{AE}

بالتعويض بالقيم العددية:

23=6AE\frac{2}{3} = \frac{6}{AE}

ومنه:

AE=3×62=182=9AE = \frac{3 \times 6}{2} = \frac{18}{2} = 9
الإجابة النموذجية:
AE=9AE = 9
📌

التمرين الثالث (03 نقاط)

ليكن العددان الحقيقيان AA و BB حيث:

A=5287+36A = 5\sqrt{28} - \sqrt{7} + \sqrt{36}
B=277×149B = \sqrt{\frac{27}{7}} \times \sqrt{\frac{14}{9}}

1) كتابة العدد AA على الشكل a7+ba\sqrt{7} + b

نبسط الجذور:

28=4×7=4×7=27\sqrt{28} = \sqrt{4 \times 7} = \sqrt{4} \times \sqrt{7} = 2\sqrt{7}
36=6\sqrt{36} = 6

بالتعويض في العبارة AA:

A=5(27)7+6A = 5(2\sqrt{7}) - \sqrt{7} + 6
A=10717+6A = 10\sqrt{7} - 1\sqrt{7} + 6
A=(101)7+6A = (10 - 1)\sqrt{7} + 6
A=97+6A = 9\sqrt{7} + 6
الإجابة النموذجية:
A=97+6(حيث a=9 و b=6)A = 9\sqrt{7} + 6 \quad (\text{حيث } a = 9 \text{ و } b = 6)

2) كتابة العدد BB على شكل c\sqrt{c}

باستخدام خواص الجذور التربيعية x×y=x×y\sqrt{x} \times \sqrt{y} = \sqrt{x \times y}:

B=277×149B = \sqrt{\frac{27}{7} \times \frac{14}{9}}

نختزل الكسر داخل الجذر:

279=3و147=2\frac{27}{9} = 3 \quad \text{و} \quad \frac{14}{7} = 2
B=3×2=6B = \sqrt{3 \times 2} = \sqrt{6}
الإجابة النموذجية:
B=6(حيث c=6)B = \sqrt{6} \quad (\text{حيث } c = 6)

3) جعل مقام النسبة 97+66\frac{9\sqrt{7} + 6}{\sqrt{6}} عدداً ناطقاً

💡إضاءة وتنبيه:
لنعلّق المقام نضرب كلاً من البسط والمقام في الجذر الأصلي الموجود في المقام وهو 6\sqrt{6}.
97+66=(97+6)×66×6\frac{9\sqrt{7} + 6}{\sqrt{6}} = \frac{(9\sqrt{7} + 6) \times \sqrt{6}}{\sqrt{6} \times \sqrt{6}}
=97×6+666=942+666= \frac{9\sqrt{7 \times 6} + 6\sqrt{6}}{6} = \frac{9\sqrt{42} + 6\sqrt{6}}{6}

يمكن تبسيط النسبة بقسمة كل حدود البسط والمقام على 3:

=3(342+26)6=342+262= \frac{3(3\sqrt{42} + 2\sqrt{6})}{6} = \frac{3\sqrt{42} + 2\sqrt{6}}{2}
الإجابة النموذجية:
97+66=342+262\frac{9\sqrt{7} + 6}{\sqrt{6}} = \frac{3\sqrt{42} + 2\sqrt{6}}{2}
📌

التمرين الرابع (03 نقاط)

المعطيات من الشكل:

IF=10IF = 10
FG=24FG = 24
IG=26IG = 26
الضلع الأطول هو IGIG.
HH نقطة تنتمي إلى القطعة المستقيمة [IG][IG] بحيث (FH)(IG)(FH) \perp (IG).

1) إثبات أن المثلث IFGIFG قائم

💡إضاءة وتنبيه:
نطبق الخاصية العكسية لخاصية فيثاغورس بإثبات أن مربع أطول ضلع يساوي مجموع مربعي الضلعين الآخرين.

1. حساب مربع أطول ضلع:

IG2=262=676IG^2 = 26^2 = 676

2. حساب مجموع مربعي الضلعين الآخرين:

IF2+FG2=102+242=100+576=676IF^2 + FG^2 = 10^2 + 24^2 = 100 + 576 = 676

بما أن IG2=IF2+FG2IG^2 = IF^2 + FG^2، فحسب الخاصية العكسية لخاصية فيثاغورس، فإن:

الإجابة النموذجية:

المثلث IFGIFG قائم في النقطة FF.

2) حساب قيس الزاوية G^\widehat{G} بالتدوير إلى الدرجة

في المثلث القائم IFGIFG في FF، نعلم أن:

cos(G^)=الضلع المجاورالوتر=FGIG\cos(\widehat{G}) = \frac{\text{الضلع المجاور}}{\text{الوتر}} = \frac{FG}{IG}
cos(G^)=2426=12130.9230769\cos(\widehat{G}) = \frac{24}{26} = \frac{12}{13} \approx 0.9230769

باستخدام الحاسبة (cos1\cos^{-1}):

G^22.619\widehat{G} \approx 22.619^\circ

بالتدوير إلى الوحدة (الدرجة):

الإجابة النموذجية:
G^23\widehat{G} \approx 23^\circ

3) تبيان أن FG2=HG×IGFG^2 = HG \times IG

💡إضاءة وتنبيه:
للتبيان، نكتب جيب تمام الزاوية G^\widehat{G} بطريقتين مختلفين في مثلثين قائمين مختلفين يشاركان الزاوية G^\widehat{G}.
الطريقة 1: في المثلث الكبير القائم IFGIFG في FF:
cos(G^)=FGIG— (1)\cos(\widehat{G}) = \frac{FG}{IG} \quad \text{--- (1)}
الطريقة 2: في المثلث الصغير القائم FHGFHG في HH (لأن FHIGFH \perp IG):
cos(G^)=HGFG— (2)\cos(\widehat{G}) = \frac{HG}{FG} \quad \text{--- (2)}

من المعادلتين (1) و (2) نجد أن:

FGIG=HGFG\frac{FG}{IG} = \frac{HG}{FG}

باستعمال حاصل الضرب المتصالب (الطرفين في الوسطين):

FG×FG=HG×IG    FG2=HG×IGFG \times FG = HG \times IG \implies FG^2 = HG \times IG
الإجابة النموذجية:

تم الإثبات أن:

FG2=HG×IGFG^2 = HG \times IG
📌

الوضعية الإدماجية (08 نقاط)

التفكير والتحليل العلمي للوضعية:

مسار الجري هو المضلع الخماسي ABPSDABPSD، بداية من النقطة AA والعودة إليها مروراً بـ B,P,S,DB, P, S, D.

محيط الدور الواحدة يُحسب بالعبارة:

Pالدورة=AB+BP+PS+SD+DAP_{\text{الدورة}} = AB + BP + PS + SD + DA

1. حساب طول ضلع المربع ABCDABCD:

مساحة المربع ABCDABCD هي S=2304 m2S = 2304 \text{ m}^2.

طول ضلع المربع يساوي:

AB=BC=CD=DA=2304=48 mAB = BC = CD = DA = \sqrt{2304} = 48 \text{ m}

2. حساب الطول SDSD:

من الشكل:

HH منتصف قطعة المربع [DC][DC] (وفق التشفير الموضح على ورقة الامتحان):
DH=HC=DC2=482=24 mDH = HC = \frac{DC}{2} = \frac{48}{2} = 24 \text{ m}
المثلث DHSDHS قائم في HH مع المعطى HS=18 mHS = 18 \text{ m}.

بتطبيق خاصية فيثاغورس على المثلث القائم DHSDHS:

DS2=DH2+HS2DS^2 = DH^2 + HS^2
DS2=242+182=576+324=900DS^2 = 24^2 + 18^2 = 576 + 324 = 900
DS=900=30 mDS = \sqrt{900} = 30 \text{ m}

3. حساب الطولين BPBP و CPCP:

المثلث BCPBCP قائم في CC (لأن ABCDABCD مربع بالتالي BCDCBC \perp DC، وPP تقع على امتداد الضائع DCDC).

قيس الزاوية BPC^=30\widehat{BPC} = 30^\circ والضلع المقابل لها هو BC=48 mBC = 48 \text{ m}.

حساب الوتر BPBP:
sin(BPC^)=المقابلالوتر=BCBP\sin(\widehat{BPC}) = \frac{\text{المقابل}}{\text{الوتر}} = \frac{BC}{BP}
sin(30)=48BP    0.5=48BP    BP=480.5=96 m\sin(30^\circ) = \frac{48}{BP} \implies 0.5 = \frac{48}{BP} \implies BP = \frac{48}{0.5} = 96 \text{ m}
حساب المجاور CPCP:
tan(BPC^)=المقابلالمجاور=BCCP\tan(\widehat{BPC}) = \frac{\text{المقابل}}{\text{المجاور}} = \frac{BC}{CP}
tan(30)=48CP    CP=48tan(30)=4813=48383.138 m\tan(30^\circ) = \frac{48}{CP} \implies CP = \frac{48}{\tan(30^\circ)} = \frac{48}{\frac{1}{\sqrt{3}}} = 48\sqrt{3} \approx 83.138 \text{ m}

4. حساب الطول PSPS:

نعتبر المثلث القائم SHPSHP قائم في HH لأن (SH)(DP)(SH) \perp (DP).

طول الضلع القائم الأفقية HPHP:

HP=HC+CP=24+48324+83.138=107.138 mHP = HC + CP = 24 + 48\sqrt{3} \approx 24 + 83.138 = 107.138 \text{ m}

طول الضلع القائم الرأسية SH=18 mSH = 18 \text{ m}.

بتطبيق خاصية فيثاغورس في المثلث القائم SHPSHP:

PS2=SH2+HP2PS^2 = SH^2 + HP^2
PS2=182+(107.138)2=324+11478.55=11802.55PS^2 = 18^2 + (107.138)^2 = 324 + 11478.55 = 11802.55
PS=11802.55108.64 mPS = \sqrt{11802.55} \approx 108.64 \text{ m}

5. حساب المسافة الإجمالية المحسوبة لدورة واحدة:

Pالدورة=AB+BP+PS+SD+DAP_{\text{الدورة}} = AB + BP + PS + SD + DA
Pالدورة=48+96+108.64+30+48=330.64 mP_{\text{الدورة}} = 48 + 96 + 108.64 + 30 + 48 = 330.64 \text{ m}

6. حساب المسافة التي يقطعها التلاميذ في 5 دورات كاملة:

Dالإجمالية=5×PالدورةD_{\text{الإجمالية}} = 5 \times P_{\text{الدورة}}
Dالإجمالية=5×330.64=1653.2 mD_{\text{الإجمالية}} = 5 \times 330.64 = 1653.2 \text{ m}

بالتدوير إلى الوحدة (العدد الصحيح الأقرب):

الإجابة النموذجية:

المسافة التي يقطعها التلاميذ في خمس (5) دورات كاملة بالتدوير إلى الوحدة هي:

D1653 mD \approx 1653 \text{ m}