📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 126 - اختبار الفصل الأول - الرياضيات - 4 متوسط

الحل النموذجي المعتمد والشامل

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

الجزء الأول: (12 نقطة)

📌

التمرين الأول (04 نقاط)

1) التبرير بدون إجراء عمليات حسابية هل العددان 195 و 260 أوليان فيما بينهما:

💡إضاءة وتنبيه:

يكون العددان أوليين فيما بينهما إذا كان قاسمهما المشترك الأكبر يساوي 1 فقط. إذا وجد قاسم مشترك آخر غير العدد 1، فهما ليسا أوليين فيما بينهما.

الإجابة النموذجية:

العددان 195 و 260 ليسا أوليين فيما بينهما.

التبرير: نلاحظ أن آحاد العدد 195 هو 5، وآحاد العدد 260 هو 0. وحسب قواعد القابلية للقسمة، فإن كلا العددين يقبلان القسمة على 5 (أي أن 5 قاسم مشترك لهما يختلف عن 1)، وبالتالي فإن قاسمهما المشترك الأكبر أكبر تماماً من 1.

2) حساب القاسم المشترك الأكبر للعددين 195 و 260 (PGCD(260,195)\text{PGCD}(260, 195)):

نطبق خوارزمية الفروق المتتالية أو خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية):

260=195×1+65260 = 195 \times 1 + 65
195=65×3+0195 = 65 \times 3 + 0

بما أن آخر باقي غير معدوم هو 65، فإن:

الإجابة النموذجية:
PGCD(260,195)=65\text{PGCD}(260, 195) = 65

3) كتابة الكسر 260195\frac{260}{195} على شكل كسر غير قابل للإختزال:

نقسم كلا من البسط والمقام على قاسمهما المشترك الأكبر PGCD(260,195)=65\text{PGCD}(260, 195) = 65:

260195=260÷65195÷65=43\frac{260}{195} = \frac{260 \div 65}{195 \div 65} = \frac{4}{3}
الإجابة النموذجية:
260195=43\frac{260}{195} = \frac{4}{3}

4) تبيان أن E=136E = \frac{13}{6}:

لدينا العبارة:

E=812+195260×2E = \frac{8}{12} + \frac{195}{260} \times 2

أولاً: نختزل الكسرين لتسهيل الحسابات:

812=8÷412÷4=23\frac{8}{12} = \frac{8 \div 4}{12 \div 4} = \frac{2}{3}
195260=1(260195)=34\frac{195}{260} = \frac{1}{\left(\frac{260}{195}\right)} = \frac{3}{4} (مقلوب الكسر السابق 43\frac{4}{3})

ثانياً: نعوض الكسرين المختزلين في العبارة EE:

E=23+(34×2)E = \frac{2}{3} + \left( \frac{3}{4} \times 2 \right)
E=23+64=23+32E = \frac{2}{3} + \frac{6}{4} = \frac{2}{3} + \frac{3}{2}

ثالثاً: نوحد المقامات (المقام المشترك هو 6):

E=2×23×2+3×32×3=46+96=4+96=136E = \frac{2 \times 2}{3 \times 2} + \frac{3 \times 3}{2 \times 3} = \frac{4}{6} + \frac{9}{6} = \frac{4 + 9}{6} = \frac{13}{6}
الإجابة النموذجية:

وهو المطلوب اثباته: E=136E = \frac{13}{6}.

📌

التمرين الثاني (04 نقاط)

1) كتابة العبارة AA من الشكل a5a\sqrt{5} حيث aa عدد طبيعي:

لدينا العبارة:

A=5220+445A = \sqrt{5} - 2\sqrt{20} + 4\sqrt{45}

نحلل الأعداد داخل الجذور إلى جذاء أعداد أحدهما 5:

A=524×5+49×5A = \sqrt{5} - 2\sqrt{4 \times 5} + 4\sqrt{9 \times 5}
A=52×25+4×35A = \sqrt{5} - 2 \times 2\sqrt{5} + 4 \times 3\sqrt{5}
A=545+125A = \sqrt{5} - 4\sqrt{5} + 12\sqrt{5}
A=(14+12)5A = (1 - 4 + 12)\sqrt{5}
الإجابة النموذجية:
A=95A = 9\sqrt{5}

(حيث a=9a = 9 وهو عدد طبيعي).

2) كتابة العبارة BB من الشكل a3+ba\sqrt{3} + b حيث aa و bb عددان طبيعيان:

لدينا العبارة:

B=3+182+248108B = -\sqrt{3} + \sqrt{\frac{18}{2}} + 2\sqrt{48} - \sqrt{108}

نحسب ونبسط الحدود:

182=9=3\sqrt{\frac{18}{2}} = \sqrt{9} = 3
48=16×3=43\sqrt{48} = \sqrt{16 \times 3} = 4\sqrt{3}
108=36×3=63\sqrt{108} = \sqrt{36 \times 3} = 6\sqrt{3}

نعوض في العبارة BB:

B=3+3+2(43)63B = -\sqrt{3} + 3 + 2(4\sqrt{3}) - 6\sqrt{3}
B=3+3+8363B = -\sqrt{3} + 3 + 8\sqrt{3} - 6\sqrt{3}
B=(1+86)3+3B = (-1 + 8 - 6)\sqrt{3} + 3
B=13+3B = 1\sqrt{3} + 3
الإجابة النموذجية:
B=3+3B = \sqrt{3} + 3

(حيث a=1a = 1 و b=3b = 3 وهما عددان طبيعيان).

3) كتابة النسبة CC بمقام ناطق:

لدينا النسبة:

C=3+395C = \frac{\sqrt{3} + 3}{9\sqrt{5}}

نضرب كلاً من البسط والمقام في 5\sqrt{5}:

C=(3+3)×595×5C = \frac{(\sqrt{3} + 3) \times \sqrt{5}}{9\sqrt{5} \times \sqrt{5}}
C=3×5+359×5C = \frac{\sqrt{3} \times \sqrt{5} + 3\sqrt{5}}{9 \times 5}
الإجابة النموذجية:
C=15+3545C = \frac{\sqrt{15} + 3\sqrt{5}}{45}

4) حل المعادلة 54x210=0\frac{5}{4}x^2 - 10 = 0:

نعزل المتغير x2x^2:

54x2=10\frac{5}{4}x^2 = 10
x2=10×45x^2 = 10 \times \frac{4}{5}
x2=405=8x^2 = \frac{40}{5} = 8

بما أن 8>08 > 0، فإن للمعادلة حلين متعاكسين هما:

x=8أوx=8x = \sqrt{8} \quad \text{أو} \quad x = -\sqrt{8}

تبسيط الحلول إلى أبسط شكل:

8=4×2=22\sqrt{8} = \sqrt{4 \times 2} = 2\sqrt{2}
8=22-\sqrt{8} = -2\sqrt{2}
الإجابة النموذجية:

حلول المعادلة هما العددان:

x1=22وx2=22x_1 = 2\sqrt{2} \quad \text{و} \quad x_2 = -2\sqrt{2}
📌

التمرين الثالث (04 نقاط)

1) تبيان أن (BE)(CD)(BE) \perp (CD):

من الشكل المعطى:

النقاط CC, AA, DD على استقامة واحدة.
النقاط BB, AA, EE على استقامة واحدة.
في المثلث ABCABC: لدينا الأطوال BC=6 cmBC = 6\text{ cm}، AB=3.6 cmAB = 3.6\text{ cm}، AC=4.8 cmAC = 4.8\text{ cm}.

نتحقق من الخاصة العكسية لنظرية فيثاغورس في المثلث ABCABC:

الضلع الأطول هو BCBC:
BC2=62=36BC^2 = 6^2 = 36
مجموع مربعي الضلعين الآخرين:
AB2+AC2=3.62+4.82=12.96+23.04=36AB^2 + AC^2 = 3.6^2 + 4.8^2 = 12.96 + 23.04 = 36

بما أن BC2=AB2+AC2BC^2 = AB^2 + AC^2، فحسب الخاصية العكسية لنظرية فيثاغورس، فإن المثلث ABCABC قائم في النقطة AA.

الإجابة النموذجية:

بما أن المثلث ABCABC قائم في AA، فإن المستقيم (AB)(AB) يعامد المستقيم (AC)(AC).

وبما أن النقاط B,A,EB, A, E استقامية والنقاط C,A,DC, A, D استقامية، فإن المستقيم (BE)(BE) يعامد المستقيم (CD)(CD)، أي:

(BE)(CD)(BE) \perp (CD)

2) هل المستقيمان (BC)(BC) و (ED)(ED) متوازيان؟ (مع التبرير):

أولاً: حساب الطول ADAD في المثلث القائم ADEADE (القائم في AA):

نعلم أن الزاوية AED^=53\widehat{AED} = 53^\circ والطول المجاور لها AE=2.4 cmAE = 2.4\text{ cm}.

استخدام ظل الزاوية tan\tan:

tan(AED^)=الضلع المقابلالضلع المجاور=ADAE\tan(\widehat{AED}) = \frac{\text{الضلع المقابل}}{\text{الضلع المجاور}} = \frac{AD}{AE}
tan(53)=AD2.4\tan(53^\circ) = \frac{AD}{2.4}
AD=2.4×tan(53)2.4×1.32703.1853.2 cm(بالتدوير إلى 0.1)AD = 2.4 \times \tan(53^\circ) \approx 2.4 \times 1.3270 \approx 3.185 \approx 3.2\text{ cm} \quad (\text{بالتدوير إلى } 0.1)

ثانياً: مقارنة النسبتين ABAE\frac{AB}{AE} و ACAD\frac{AC}{AD}:

النسبة الأولى:
ABAE=3.62.4=1.5\frac{AB}{AE} = \frac{3.6}{2.4} = 1.5
النسبة الثانية:
ACAD=4.83.2=1.5\frac{AC}{AD} = \frac{4.8}{3.2} = 1.5
الإجابة النموذجية:

نلاحظ أن:

ABAE=ACAD=1.5\frac{AB}{AE} = \frac{AC}{AD} = 1.5

وبما أن النسبتين متساويتان، والنقاط B,A,EB, A, E والنقاط C,A,DC, A, D تقع على استقامة واحدة وبنفس الترتيب، فحسب الخاصية العكسية لخاصية طاليس، فإن المستقيمين (BC)(BC) و (ED)(ED) متوازيان.

📌

الجزء الثاني: المسألة (08 نقاط)

📌

الجزء الأول

1) حساب طول ضلع كل مربع:

تُقسّم المنطقة المستطيلة ذات البُعدين 900 m900\text{ m} و 480 m480\text{ m} إلى مربعات متماثلة بأكبر ضلع ممكن.

طول ضلع المربع الواحد هو القاسم المشترك الأكبر للبُعدين: d=PGCD(900,480)d = \text{PGCD}(900, 480).

حساب PGCD(900,480)\text{PGCD}(900, 480) باستخدام خوارزمية إقليدس:

900=480×1+420900 = 480 \times 1 + 420
480=420×1+60480 = 420 \times 1 + 60
420=60×7+0420 = 60 \times 7 + 0

إذن:

PGCD(900,480)=60 m\text{PGCD}(900, 480) = 60\text{ m}

طول ضلع المربع الواحد هو 60 m60\text{ m}.

2) حساب العدد الإجمالي للمربعات:

عدد المربعات على الطول: 900÷60=15900 \div 60 = 15 مربعاً.
عدد المربعات على العرض: 480÷60=8480 \div 60 = 8 مربعات.
العدد الإجمالي للمربعات:
N=15×8=120 مربعاًN = 15 \times 8 = 120 \text{ مربعاً}

3) حساب عدد المربعات التي اجتاحها العدو:

العدو اجتاح سدس (16\frac{1}{6}) المنطقة:

Nمقتحم=120×16=20 مربعاًN_{\text{مقتحم}} = 120 \times \frac{1}{6} = 20 \text{ مربعاً}

4) حساب عدد القذائف اللازمة:

كل مربع يحتاج إلى 4 قذائف هاون لتدمير ما فيه كلياً:

عدد القذائف=20×4=80 قذيفة\text{عدد القذائف} = 20 \times 4 = 80 \text{ قذيفة}
الإجابة النموذجية للجزء الأول:

عدد القذائف اللازمة لتدمير ما في المنطقة المُقتحمة هو 80 قذيفة هاون.

📌

الجزء الثاني

1) التبيان هل ستصل القذيفة إلى الهدف أم لا:

الشكل يمثل نموذجاً هندسياً:

النقطة BB: موقع المقاوم على سطح البناية.
النقطة AA: أسفل البناية على الأرض.
النقطة CC: أعلى الجدار الفاصل (ارتفاع الجدار CD=5 mCD = 5\text{ m}).
النقطة DD: قاعدة الجدار.
النقطة EE: موقع الدبابة الهدف.
المسافة الفاصلة بين البناية والجدار: AD=28 mAD = 28\text{ m}.
المسافة الفاصلة بين الجدار والدبابة: DE=4 mDE = 4\text{ m}.
المسافة الأفقية الكلية من البناية إلى الدبابة:
AE=AD+DE=28+4=32 mAE = AD + DE = 28 + 4 = 32\text{ m}

المستقيمان (BA)(BA) و (CD)(CD) عموديان على نفس الخط الأفقي (AE)(AE)، بالتالي هما متوازيان: (BA)(CD)(BA) \parallel (CD).

تطبيق خاصية طاليس في المثلث BAEBAE:

بما أن (BA)(CD)(BA) \parallel (CD) والنقاط B,C,EB, C, E و A,D,EA, D, E استقامية:

EDEA=CDBA\frac{ED}{EA} = \frac{CD}{BA}

نعوض القيم المعلومة:

432=5BA\frac{4}{32} = \frac{5}{BA}
BA=32×54=1604=40 mBA = \frac{32 \times 5}{4} = \frac{160}{4} = 40\text{ m}

إذن ارتفاع البناية التي يتمركز فوقها المقاوم هو AB=40 mAB = 40\text{ m}.

حساب مدى المسار المستقبلي للقذيفة (الطول BEBE):

في المثلث القائم BAEBAE في AA، نطبق نظرية فيثاغورس:

BE2=BA2+AE2BE^2 = BA^2 + AE^2
BE2=402+322=1600+1024=2624BE^2 = 40^2 + 32^2 = 1600 + 1024 = 2624
BE=262451.22 mBE = \sqrt{2624} \approx 51.22\text{ m}
💡إضاءة وتنبيه:

أقصى مدى لجميع القذائف المستخدمة هو 120 m120\text{ m}.

المسافة الفاصلة بين المقاوم والهدف هي BE51.22 mBE \approx 51.22\text{ m}.

بما أن 51.22 m120 m51.22\text{ m} \le 120\text{ m}:

الإجابة النموذجية:

نعم، ستصل القذيفة إلى الهدف لأن المسافة المطلوبة (51.22 m51.22\text{ m}) أقل بكثير من أقصى مدى للسلاح المستعمل (120 m120\text{ m}).

2) تحديد قيمة زاوية الرمي ABC^\widehat{ABC} بالتدوير إلى الوحدة:

بما أن النقاط B,C,EB, C, E على استقامة واحدة، فإن الزاوية ABC^\widehat{ABC} هي نفسها الزاوية ABE^\widehat{ABE} في المثلث القائم BAEBAE في AA.

استخدام ظل الزاوية tan\tan:

tan(ABC^)=الضلع المقابلالضلع المجاور=AEAB\tan(\widehat{ABC}) = \frac{\text{الضلع المقابل}}{\text{الضلع المجاور}} = \frac{AE}{AB}
tan(ABC^)=3240=0.8\tan(\widehat{ABC}) = \frac{32}{40} = 0.8

باستعمال الحاسبة (arctan(0.8)\arctan(0.8) أو 2ndFtan\text{2ndF} \rightarrow \tan):

ABC^38.6598\widehat{ABC} \approx 38.6598^\circ

بالتدوير إلى الوحدة من الدرجة:

الإجابة النموذجية:

قيمة زاوية الرمي ABC^\widehat{ABC} مقربة إلى الوحدة هي:

ABC^39\widehat{ABC} \approx 39^\circ