📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 130 - 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: الأعداد الطبيعية والأعداد الناطقة وحساب الكسور

1. التحقق أن العددان 455 و 1183 غير أوليين فيما بينهما

💡إضاءة وتنبيه:

يكون العددان أوليين فيما بينهما إذا كان قاسمهما المشترك الأكبر يساوي 11. للتحقق من أنهما غير أوليين فيما بينهما، يكفي إثبات أن قاسمهما المشترك الأكبر أكبر تماماً من 11، أو إيجاد قاسم مشترك آخر غير العدد 11.

حساب القاسم المشترك الأكبر للعددين 11831183 و 455455 باستعمال خوارزمية إقليدس (القسمات المتتالية):

1183=455×2+2731183 = 455 \times 2 + 273
455=273×1+182455 = 273 \times 1 + 182
273=182×1+91273 = 182 \times 1 + 91
182=91×2+0182 = 91 \times 2 + 0

بما أن آخر باقي غير معدوم هو 9191، فإن:

PGCD(1183,455)=91\text{PGCD}(1183, 455) = 91
الإجابة النموذجية:

بما أن PGCD(1183,455)=911\text{PGCD}(1183, 455) = 91 \neq 1، فإن العددين 11831183 و 455455 غير أوليين فيما بينهما.

2. إيجاد الكسر ab\frac{a}{b} واختزاله

لدينا المساواة:

455a=1183b455a = 1183b

ومنها نكتب النسبة ab\frac{a}{b}:

ab=1183455\frac{a}{b} = \frac{1183}{455}

لاختزال الكسر 1183455\frac{1183}{455}، نقسم البسط والمقام على قاسمهما المشترك الأكبر PGCD(1183,455)=91\text{PGCD}(1183, 455) = 91:

ab=1183÷91455÷91=135\frac{a}{b} = \frac{1183 \div 91}{455 \div 91} = \frac{13}{5}
الإجابة النموذجية:

الكسر ab\frac{a}{b} مكتوباً على شكل كسر غير قابل للاختزال هو:

ab=135\frac{a}{b} = \frac{13}{5}

3. حساب العدد FF

العبارة المعطاة:

F=(11834551)÷15F = \left( \frac{1183}{455} - 1 \right) \div \frac{1}{5}

نعوض الكسر 1183455\frac{1183}{455} بالكسر المختزل 135\frac{13}{5} لتسهيل الحساب:

F=(1351)÷15F = \left( \frac{13}{5} - 1 \right) \div \frac{1}{5}

نوحد المقامات داخل القوسين:

F=(13555)÷15F = \left( \frac{13}{5} - \frac{5}{5} \right) \div \frac{1}{5}
F=(1355)÷15F = \left( \frac{13 - 5}{5} \right) \div \frac{1}{5}
F=85÷15F = \frac{8}{5} \div \frac{1}{5}

القسمة على كسر تعني الضرب في مقلوبه:

F=85×51=8×55×1=8F = \frac{8}{5} \times \frac{5}{1} = \frac{8 \times 5}{5 \times 1} = 8
الإجابة النموذجية:

قيمة العدد FF هي:

F=8F = 8
📌

التمرين الثاني: الحساب على الجذور الصماء والنسب الناطقة

1. كتابة العدد AA على الشكل a3a\sqrt{3} حيث aa عدد طبيعي

العبارة المعطاة:

A=21248+275A = 2\sqrt{12} - \sqrt{48} + 2\sqrt{75}

نحلل الأعداد تحت الجذور إلى حاصل ضرب عددين أحدهما مربع تام والآخر 33:

12=4×312 = 4 \times 3
48=16×348 = 16 \times 3
75=25×375 = 25 \times 3

نعوض في العبارة:

A=24×316×3+225×3A = 2\sqrt{4 \times 3} - \sqrt{16 \times 3} + 2\sqrt{25 \times 3}
A=2×2343+2×53A = 2 \times 2\sqrt{3} - 4\sqrt{3} + 2 \times 5\sqrt{3}
A=4343+103A = 4\sqrt{3} - 4\sqrt{3} + 10\sqrt{3}

نستخرج 3\sqrt{3} كعامل مشترك:

A=(44+10)3=103A = (4 - 4 + 10)\sqrt{3} = 10\sqrt{3}
الإجابة النموذجية:

كتابة AA على الشكل a3a\sqrt{3}:

A=103حيث a=10A = 10\sqrt{3} \quad \text{حيث } a = 10

2. تبيان أن BB عدد طبيعي

العبارة المعطاة:

B=(5+1)(51)B = (\sqrt{5} + 1)(\sqrt{5} - 1)

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

B=(5)2(1)2B = (\sqrt{5})^2 - (1)^2
B=51=4B = 5 - 1 = 4
الإجابة النموذجية:

العدد B=4B = 4، وهو عدد طبيعي ينتمي إلى N\mathbb{N}.

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

نعوض قيمتي AA و BB:

BA=4103\frac{B}{A} = \frac{4}{10\sqrt{3}}

يمكن تبسيط الكسر أولاً باختزال 410\frac{4}{10} إلى 25\frac{2}{5}:

BA=253\frac{B}{A} = \frac{2}{5\sqrt{3}}

لتنطيق المقام، نضرب كل من البسط والمقام في الجذر التربيعي 3\sqrt{3}:

BA=2×353×3=235×3=2315\frac{B}{A} = \frac{2 \times \sqrt{3}}{5\sqrt{3} \times \sqrt{3}} = \frac{2\sqrt{3}}{5 \times 3} = \frac{2\sqrt{3}}{15}
الإجابة النموذجية:

كتابة النسبة بمقام ناطق:

BA=2315\frac{B}{A} = \frac{2\sqrt{3}}{15}
📌

التمرين الثالث: الحساب الحرفي والمعادلات

1. حل المعادلة 4x275=254x^2 - 75 = 25

ننفذ الخطوات الجبرية لعزل المجهول x2x^2:

4x275=254x^2 - 75 = 25
4x2=25+754x^2 = 25 + 75
4x2=1004x^2 = 100
x2=1004x^2 = \frac{100}{4}
x2=25x^2 = 25

بما أن 25>025 > 0، فإن للمعادلة حلان متعاكسان هما:

x=25=5أوx=25=5x = \sqrt{25} = 5 \quad \text{أو} \quad x = -\sqrt{25} = -5
الإجابة النموذجية:

للمعادلة حلان هما: x=5x = 5 و x=5x = -5.

2. العبارة C=(2x1)2(x+2)(x1)C = (2x - 1)^2 - (x + 2)(x - 1)

أ) نشر وتبسيط العبارة CC

نستعمل المتطابقة الشهيرة الثانية (ab)2=a22ab+b2(a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2 لنشر الجزء الأول، والنشر العادي للجزء الثاني:

1. نشر (2x1)2(2x - 1)^2:

(2x1)2=(2x)22(2x)(1)+(1)2=4x24x+1(2x - 1)^2 = (2x)^2 - 2(2x)(1) + (1)^2 = 4x^2 - 4x + 1

2. نشر (x+2)(x1)(x + 2)(x - 1):

(x+2)(x1)=x(x)+x(1)+2(x)+2(1)=x2x+2x2=x2+x2(x + 2)(x - 1) = x(x) + x(-1) + 2(x) + 2(-1) = x^2 - x + 2x - 2 = x^2 + x - 2

3. تجميع وطرح العبارتين (مع مراعاة تغيير الإشارات بسبب القوس المسبوق بإشارة ناقص):

C=(4x24x+1)(x2+x2)C = (4x^2 - 4x + 1) - (x^2 + x - 2)
C=4x24x+1x2x+2C = 4x^2 - 4x + 1 - x^2 - x + 2
C=(4x2x2)+(4xx)+(1+2)C = (4x^2 - x^2) + (-4x - x) + (1 + 2)
C=3x25x+3C = 3x^2 - 5x + 3
الإجابة النموذجية:

العبارة المنسورة والمبسطة لـ CC هي:

C=3x25x+3C = 3x^2 - 5x + 3

ب) حساب قيمة العبارة CC من أجل x=1x = -1

نعوض قيمة x=1x = -1 في العبارة المبسطة C=3x25x+3C = 3x^2 - 5x + 3:

C=3(1)25(1)+3C = 3(-1)^2 - 5(-1) + 3
C=3(1)+5+3C = 3(1) + 5 + 3
C=3+5+3=11C = 3 + 5 + 3 = 11
الإجابة النموذجية:

قيمة العبارة CC من أجل x=1x = -1 هي:

C=11C = 11
📌

التمرين الرابع: الهندسة (خاصية طاليس والعكسية، فيثاغورس وحساب المثلثات)

المعطيات: OC=4.5 cmOC = 4.5\text{ cm}، OD=6 cmOD = 6\text{ cm}، OA=12 cmOA = 12\text{ cm}، OB=16 cmOB = 16\text{ cm}.

1. إثبات أن (AB)(CD)(AB) \parallel (CD)

💡إضاءة وتنبيه:

للإثبات أن مستقيمين متوازيان، نستخدم الخاصية العكسية لخاصية طاليس. يجب التحقق من شرطين:

1. استقامية النقط وبنفس الترتيب.

2. تساوي النسبتين المشكلتين من أطوال أضلاع المثلثين.

النقاط C,O,AC, O, A في استقامية، والنقاط D,O,BD, O, B في استقامية وبنفس الترتيب.
نحسب النسبتين قارنين بين الأطوال على نفس المستقيمين المتطاطعين:

النسبة الأولى:

OCOA=4.512=0.375\frac{OC}{OA} = \frac{4.5}{12} = 0.375

النسبة الثانية:

ODOB=616=0.375\frac{OD}{OB} = \frac{6}{16} = 0.375

نلاحظ أن:

OCOA=ODOB=0.375\frac{OC}{OA} = \frac{OD}{OB} = 0.375
الإجابة النموذجية:

بما أن النسبتين متساويتان OCOA=ODOB\frac{OC}{OA} = \frac{OD}{OB} والنقاط C,O,AC, O, A والنقاط D,O,BD, O, B استقامية وبنفس الترتيب، فإنه حسب الخاصية العكسية لخاصية طاليس، نستنتج أن المستقيمين (AB)(AB) و (CD)(CD) متوازيان:

(AB)(CD)(AB) \parallel (CD)

2. تبيان نوع المثلث OBAOBA علماً أن AB=20 cmAB = 20\text{ cm}

في المثلث OBAOBA، الأطوال هي:

OA=12 cmOA = 12\text{ cm}
OB=16 cmOB = 16\text{ cm}
AB=20 cmAB = 20\text{ cm}

نطبق الخاصية العكسية لخاصية فيثاغورس:

نحسب مربع طول أطول ضلع (الوتر الكامن):

AB2=202=400AB^2 = 20^2 = 400

نحسب مجموع مربعي الطولين الآخرين:

OA2+OB2=122+162=144+256=400OA^2 + OB^2 = 12^2 + 16^2 = 144 + 256 = 400

نلاحظ أن:

AB2=OA2+OB2=400AB^2 = OA^2 + OB^2 = 400
الإجابة النموذجية:

بما أن المساواة AB2=OA2+OB2AB^2 = OA^2 + OB^2 محققة، فإنه حسب الخاصية العكسية لخاصية فيثاغورس، فإن المثلث OBAOBA قائم في النقطة OO.

3. حساب قيس الزاوية OBA^\widehat{OBA} بالتدوير إلى الدرجة

بما أن المثلث OBAOBA قائم في OO، يمكننا استخدام جيب تمام الزاوية (الظا / جيب التمام cos\cos):

cos(OBA^)=الضلع المجاورالوتر=OBAB\cos(\widehat{OBA}) = \frac{\text{الضلع المجاور}}{\text{الوتر}} = \frac{OB}{AB}

نعوض بالأطوال المعلومة:

cos(OBA^)=1620=0.8\cos(\widehat{OBA}) = \frac{16}{20} = 0.8

باستعمال الآلة الحاسبة (الضغط على زر `2ndF` أو `Shift` ثم `cos` للعدد 0.80.8):

OBA^=arccos(0.8)36.8698\widehat{OBA} = \arccos(0.8) \approx 36.8698^\circ
الإجابة النموذجية:

قيس الزاوية OBA^\widehat{OBA} بالتدوير إلى الدرجة هو:

OBA^37\widehat{OBA} \approx 37^\circ
📌

الوضعية الإدماجية: مسألة مركبة في الرياضيات

الجزء الأول: حساب عدد التشكيلات وتوزيع الصناديق

محصول الفلاح:

عدد صناديق البطاطا: 11881188 صندوقاً.
عدد صناديق الجزر: 528528 صندوقاً.

1. حساب أكبر عدد من التشكيلات المتماثلة التي يمكن تكوينها

💡إضاءة وتنبيه:

كلمة "أكبر عدد من التشكيلات المتماثلة" تعني إيجاد القاسم المشترك الأكبر (PGCD) للعددين 11881188 و 528528.

حساب PGCD(1188,528)\text{PGCD}(1188, 528) باستعمال خوارزمية إقليدس:

1188=528×2+1321188 = 528 \times 2 + 132
528=132×4+0528 = 132 \times 4 + 0

آخر باقي غير معدوم هو 132132.

الإجابة النموذجية:

أكبر عدد من التشكيلات التي يمكن للفلاح تكوينها هو 132132 تشكيلة.

2. حساب عدد صناديق البطاطا والجزر في كل تشكيلة

عدد صناديق البطاطا في كل تشكيلة:
1188132=9 صناديق\frac{1188}{132} = 9 \text{ صناديق}
عدد صناديق الجزر في كل تشكيلة:
528132=4 صناديق\frac{528}{132} = 4 \text{ صناديق}
الإجابة النموذجية:

تحتوي كل تشكيلة على 99 صناديق من البطاطا و 44 صناديق من الجزر.

الجزء الثاني: حساب طول السياج الواجب شراؤه لإحاطة قطعتي الأرض

نحلل المستودع المستطيل الشكل وفق الرسم البياني:

نرمز للرؤوس الأساسية للمستودع المستطيل بالرموز:
AA (الرأس العلوي الأيسر).
BB (الرأس العلوي الأيمن).
CC (الرأس السفلي الأيمن).
DD (الرأس السفلي الأيسر).
المستودع مستطيل أبعاده: AD=BC=60 mAD = BC = 60\text{ m} و DC=AB=80 mDC = AB = 80\text{ m}.
القطعة الأولى (جزء البطاطا) هي المثلث القائم ADCADC.
القطعة الثانية (جزء الجزر) هي المثلث القائم EBFEBF حيث E[AB]E \in [AB] و F[BC]F \in [BC].
المعطيات من الشكل: طول الضلع العلوي لجزء الجزر EB=64 mEB = 64\text{ m}، والمستقيمان (AC)(EF)(AC) \parallel (EF).

تقتضي مساعدة الفلاح حساب مجموع محيطي القطعتين المخصصتين للإنتاج (قطعة البطاطا وقطعة الجزر).

أ) حساب محيط قطعة البطاطا (المثلث القائم ADCADC)

طولا الضلعين القائمين هما: AD=60 mAD = 60\text{ m} و DC=80 mDC = 80\text{ m}.

نحسب طول الوتر ACAC باستعمال خاصية فيثاغورس في المثلث القائم ADCADC:

AC2=AD2+DC2AC^2 = AD^2 + DC^2
AC2=602+802=3600+6400=10000AC^2 = 60^2 + 80^2 = 3600 + 6400 = 10000
AC=10000=100 mAC = \sqrt{10000} = 100\text{ m}

محيط قطعة البطاطا P1P_1:

P1=AD+DC+AC=60+80+100=240 mP_1 = AD + DC + AC = 60 + 80 + 100 = 240\text{ m}

ب) حساب محيط قطعة الجزر (المثلث القائم EBFEBF)

المثلث ABCABC قائم في BB، وفيه:

AB=80 mAB = 80\text{ m}
BC=60 mBC = 60\text{ m}
AC=100 mAC = 100\text{ m}
E[AB]E \in [AB] حيث EB=64 mEB = 64\text{ m}.
F[BC]F \in [BC].
المستقيمان (EF)(EF) و (AC)(AC) متوازيان.

نطبق خاصية طاليس في المثلث ABCABC:

BEBA=BFBC=EFAC\frac{BE}{BA} = \frac{BF}{BC} = \frac{EF}{AC}

نعوض بالأطوال المعلومة:

6480=BF60=EF100\frac{64}{80} = \frac{BF}{60} = \frac{EF}{100}
حساب الطول BFBF:
BF=64×6080=384080=48 mBF = \frac{64 \times 60}{80} = \frac{3840}{80} = 48\text{ m}
حساب الطول EFEF:
EF=64×10080=640080=80 mEF = \frac{64 \times 100}{80} = \frac{6400}{80} = 80\text{ m}

محيط قطعة الجزر P2P_2:

P2=EB+BF+EF=64+48+80=192 mP_2 = EB + BF + EF = 64 + 48 + 80 = 192\text{ m}

ج) حساب الطول الكلي للسياج الواجب شراؤه

الطول الكلي للسياج PtotalP_{\text{total}} هو مجموع محيطي القطعتين:

Ptotal=P1+P2P_{\text{total}} = P_1 + P_2
Ptotal=240+192=432 mP_{\text{total}} = 240 + 192 = 432\text{ m}
الإجابة النموذجية:

طول السياج الواجب شراؤه لإحاطة قطعتي الأرض (البطاطا والجزر) هو 432432 متراً.