للوصول السريع إلى الدروس والاختبارات..

حمل تطبيق سبورة من متجر جوجل

حل أسئلة تدرب وحل المسائل

حل المعادلات التربيعية بإكمال المربع

تدرب وحل المسائل

أوجد قيمة جـ التي تجعل كل ثلاثية حدود فيما يأتي مربعاً كاملاً:

١٠) س٢ + ٢٦س + جـ

١٢ العدد ٢٦ = ١٣

(١٣)٢ = ١٦٩

جـ = ١٦٩

١١) س٢ - ٢٤س + جـ

١٢ العدد ٢٤ = ١٢

(١٢)٢ = ١٤٤

جـ = ١٤٤

١٢) س٢ - ١٩س + جـ

١٢ العدد ١٩ = ١٩٢

(١٩٢)٢ = ٣٦١٤

جـ = ٣٦١٤

١٣) س٢ - ٢٢س + جـ

١٢ العدد ٢٢ = ١١

(١١)٢ = ١٢١

جـ = ١٢١

١٤) س٢ - ١٥س + جـ

١٢ العدد ١٥ = ١٥٢

(١٥٢)٢ = ٢٢٥٤

جـ = ٢٢٥٤

١٥) س٢ - ١٣س + جـ

١٢ العدد ١٣ = ١٣٢

(١٣٢)٢ = ١٦٩٤

جـ = ١٦٩٤

حل كل معادلة فيما يأتي بإكمال المربع، مقرباً الحل إلى أقرب جزء من عشرة إذا كان ذلك ضرورياً:

١٦) س٢ + ٦س - ١٦ = ٠

س٢ + ٦س = ١٦

(٦٢)٢ = ٩

س٢ + ٦س + ٩ = ١٦ + ٩

(س + ٣)٢ = ٢٥

(س + ٣) = ٢٥

س + ٣ = ± ٥

س = ٢

س = -٨

١٧) س٢ -٢س - ١٤ = ٠

س٢ -٢س = ١٤

(-٢٢)٢ = ٩

س٢ -٢س + ١ = ١٤ + ١

(س - ١)٢ = ١٥

(س - ١) = ±١٥

س ≈ ٤,٩

س ≈ -٢,٩

١٨) س٢ -٨س - ١ = ٨

س٢ - ٨س -١ = ٨

س٢ - ٨س -١ +١ = ٨ + ١

س٢ - ٨س = ٩

(-٨٢)٢ = ١٦

س٢ -٨س + ١٦ = ١٦ + ٩

(س - ٤)٢ = ٢٥

(س - ٤) = ٢٥

س + ٤ = ± ٥

س = ٩

س = -١

١٩) س٢ + ٣س + ٢١ = ٢٢

س٢ + ٣س + ٢١ = ٢٢

س٢ + ٣س = ٢٢ - ٢١

س٢ + ٣س = ١

(٣٢ )٢= ٩٤ = ٢,٢٥

س٢ +٣س + ٩٤ = ١ + ٩٤

(س + ٣٢)٢ = ١٣٤

س - ٣٢ = ١٣٤

س = ١٣٤ - ٣٢ = ٠,٣

س = - ١٣٤ - ٣٢ = - ٣,٣

٢٠) س٢ -٢س + ٧ = ٥

٢١) ٣س٢ + ١٢س + ٨١ = ١٥

٣س٢ + ١٢س + ٨١ = ١٥

٣س٢ + ١٢س + ٨١ - ٨١ = ١٥ - ٨١

٣س٢ + ١٢س = - ٦٦

(١٢٢)٢ = ٣٦

٣س٢ + ١٢س + ٣٦ = - ٦٦ + ٣٦

٣س٢ + ١٢س + ٣٦ = - ٣٠

س٢ + ٤س + ١٢ = -١٠

٢٢) ثقافة مالية: يمكن تمثيل سعر سهم معين (س) بالمعادلة التربيعية س = ٣,٥ن - ٠,٠٥ ن، حيث (ن) عدد الأيام بعد شراء الأسهم، فمتى يصبح سعر السهم ٦٠ ريالاً؟

٦٠ = ٣,٥ن - ٠,٠٥ن٢

٠,٠٥ن٢ - ٣,٥ن + ٦٠ = ٠ قسمة طرفي المعادلة على ٠,٠٥

ن٢ - ٦٠ن + ١٢٠٠ = ٠

(ن - ٤٠) (ن - ٣٠) = ٠

ن = ٤٠

ن = ٣٠

إذن يصبح السعر ٦٠ ريالاً في اليوم الأربعين واليوم الثلاثين بعد الشراء.

هندسة: أوجد قيمة س في كل شكل مما يأتي، وقرب الناتج إلى أقرب من عشرة إذا كان ذلك ضرورياً: (م: المساحة).

٢٣) م = ٤٥ سم٢

مثلث

مساحة المثلث = ١٢ طول القاعدة × الارتفاع.

٤٥ = ١٢(س + ٨) × س

٤٥ = ١٢س٢ + ٤ × س

١٢س٢ + ٤س - ٤٥ = ٠

س٢ + ٨س - ٩٠ = ٠

س٢ + ٨س = ٩٠

(٨٠٢)٢ = ١٦

(س + ٤)٢ = ١٠٦

(س + ٤)٢ = ±١٠٦

س = ١٠٦ - ٤

س = ٦,٢

٢٤) م = ١١٠ سم٢

مستطيل

مساحة المستطيل = الطول × العرض.

(س + ٥) × ٢س = ١١٠

٢س٢ + ١٠س = ١١٠

٢س٢ + ٢٢س - ١٠س - ١١٠ = ٠

٢س (س + ١١) - ١٠(س + ١١) = ٠

(س + ١١) (٢س - ١٠) = ٠

٢س - ١٠ = ٠

س = ٥

٢٥) نظرية الأعداد: عددان صحيحان زوجيان متتاليان ناتج ضربهما ٢٢٤، فما هما؟

س (س + ٢) = ٢٢٤

س٢ + ٢س = ٢٢٤

س٢ + ٢س - ٢٢٤ = ٠

(س + ١٦) (س - ٤) = ٠

العددان هما: ١٤، ١٦

٢٦) هندسة: أوجد مساحة المثلث المجاور.

مثلث

مساحة المثلث = ١٢ طول القاعدة × الارتفاع.

باستخدام نظرية فيثاغورث

(٣٠)٢ = (س + ٦)٢ + (س)٢

٩٠٠ = س٢ + ٣٦ + ١٢س + س٢

٢س٢ + ١٢س - ٨٦٤ = ٠

س٢ + ٦س - ٤٣٢ = ٠

(س - ١٨) (س + ٢٤) = ٠

س - ١٨ = ٠

س = ١٨

مساحة المثلث = ١٢× (١٨ + ٦) × ١٨

مساحة المثلث = ٢١٦ سم٢

٢٧) علم الفلك: يعبر عن ارتفاع جسم بعد ثانية من سقوطه بالمعادلة ل = -١٢ جـ ن + ل٠، حيث (ل٠) الارتفاع الابتدائي، (جـ) التسارع الناتج عن الجاذبية، فإذا كان تسارع الجاذبية على سطح كوكب المريخ ٣,٣٧ م/ث٢، وعلى سطح الأرض ٩,٨ م/ث٢، وسقط الجسم من ارتفاع ابتدائي مقداره ١٢٠ متراً فوق سطح كل من الكوكبين، فأجب عن السؤالين الآتيين:

أ) أي الكوكبين يصل الجسم إلى سطحه أولاً؟

الأرض لأن سرعة الكوكب أكبر من سرعة كوكب المريخ.

ب) كم يستغرق الجسم للوصول إلى سطح كل من الكوكبين مقرباً الإجابة إلى أقرب جزء من عشرة؟

-١٢ × (٣,٣٧) ن٢ + ١٢٠ = ٠

١٢ × (٣,٣٧) ن٢ = ١٢٠

ن٢ = ٧١,٢١

ن = ٢١,٧١

ن = ٨,٤٣

المريخ = ٨ ثواني تقريباً.

-١٢ × (٩,٨) ن٢ + ١٢٠ = ٠

١٢ × (٩,٨) ن٢ = ١٢٠

ن٢ = ٢٤,٤٨

ن = ٤٨,٢٤

ن = ٤,٩

الأرض = ٤,٩ ثواني تقريباً.

٢٨) أوجد قيمة جـ التي تجعل ثلاثية الحدود: س٢ + جـ س + ٢٢٥ مربعاً كاملاً.

لإيجاد الحد الأوسط = ٢ × جذر الحد الأول × جذر الحد الثاني

الحد الأوسط = ٢ × ١ × ١٥ = ٣٠

جـ = -٣٠، ٣٠

٢٩) رسم: إذا كان لدى أحمد إطار طوله ٦٠ بوصة، وعرضه ٤ بوصات، ويرغب في زيادة بعدي الإطار على أن تكون الزيادة في الطول تعادل ١٠ أمثال الزيادة في العرض؛ لتتناسب قطعة قماش مساحتها ٤٨٠ بوصة مربعة، فما بعدا الإطار الجديد؟

س = ٦٠، ص = ٤

بفرض أن الطول والعرض الجديد بعد الزيادة هو جـ ود

جـ = س + ١٠ع، د = ص + ع

جـ = ٦٠ + ١٠ع، د = ٤ + ع

٤٨٠ = (٦٠ + ١٠ع) (٤ + ع)

٢٤٠ + ٦٠ع + ٤٠ع + ١٠ع٢ = ٤٨٠

ع٢ + ١٠ع - ٢٤ = ٠ ÷ ١٠

(ع + ١٢) (ع - ٢) = ٠

ع = ٢

ع = -١٢

جـ = ٦٠ + ١٠ × ٢ = ٨٠ سم

د = ٤ + ٢ = ٦ سم

٣٠) تمثيلات متعددة: سوف تستكشف في هذه المسألة خاصية للمعادلات التربيعية.

أ) جدولياً: انسخ الجدول المجاور وأكمل العمود الثاني.

ثلاثية الحدود ب٢ - ٤أ جـ عدد الجذور
س٢ -٨س + ١٦ ٠ ١
٢س٢ -١١س + ٣ ٩٧ ٢
٣س٢ +٦س + ٩ - ٧٢ ٠
س٢ -٢س + ٧ -٢٤ ٠
س٢ +١٠س + ٢٥ ٠ ١
س٢ +٣س - ١٢ ٥٧ ٢

ب) جبرياً: اكتب كل ثلاثية حدود على صورة معادلة طرفها الأيمن يساوي صفر، وحلها بإكمال المربع، وأكمل العمود الثالث في الجدول بكتابة عدد جذور كل معادلة.

س٢ -٨س + ١٦ = ٠

س٢ -٨س = -١٦

(-٨٢)٢ = ١٦

س٢ -٨س + ١٦ = ١٦ - ١٦

(س - ٤)٢ = ٠

(س - ٤) (س - ٤) = ٠

س = ٤

٢س٢ - ١١س + ٣ = ٠

س = -ب ±ب٢ - ٤ أ جـ٢أ

س = ١١ ±١١٢ - ٤ ×٢× ٣٤

س = ١١ +٩٧٤ = ٥,٢

س = ١١ -٩٧٤ = ٠,٣

٣س٢ + ٦س + ٩ = ٠

ب٢ - ٤أ جـ

(٦)٢ - ٤× ٤ × ٣ × ٩ = ٣٦ - ١٠٨

(٦)٢ - ٤× ٤ × ٣ × ٩ = - ٧٢

المعادلة ليس لها حلول حقيقية لأن قيمة ب٢ - ٤أ جـ قيمة سالبة.

س٢ -٢س + ٧ = ٠

س٢ -٢س = -٧

ب٢ - ٤أ جـ

(-٢)٢ - ٤× ١ × ٧ = -٢٤

المعادلة ليس لها حلول حقيقية لأن قيمة ب٢ - ٤أ جـ قيمة سالبة.

س٢ + ١٠س + ٢٥ = ٠

س٢ + ١٠س = -٢٥

(١٠٢)٢ = ٢٥

س٢ + ١٠س + ٢٥ = -٢٥ + ٢٥

س٢ + ١٠س + ٢٥ = ٠

(س + ٥)٢ = ٠

س + ٥ = ٠

س = -٥

س٢ + ٣س - ١٢ = ٠

س٢ + ٣س = ١٢

(٣٢)٢ = ٩٤

س٢ + ٣س + ٩٤ = ٩٤ + ١٢

س٢ + ٣س + ٩٤ = ١٤,٢٥

(س + ٣٢)٢ = ١٤,٢٥

س + ٣٢ = - ٣,٣

س = ٢,٣

جـ) لفظياً: قارن عدد الجذور لكل معادلة بالنتيجة في العمود ب٢ - ٤أ جـ، وهل هناك علاقة بينهما؟ وإن كانت هناك علاقة فصفها.

إذا كان ب٢ - ٤أ جـ سالباً فلا توجد حلول حقيقية، وإذا كان صفراً فهناك حل واحد، وإذا كان موجباً فهناك حلان.

د) تحليلياً: تنبأ بعدد حلول ٢س٢ -٩س - ١٥ = ٠، وتحقق من صحة تنبئك بحل المعادلة.

س = -ب ±ب٢ - ٤ أ جـ٢أ

س = ٩ ±٩٢ - ٤ ×٢×-١٥٤

س = ٩ ±-٣٩٤

بما أن إشارة ب - ٤أ جـ سالبة فلا توجد حلول حقيقية؛ لأن الجذر التربيعي لعدد سالب لا يكون حقيقياً.

مسائل مهارات التفكير العليا

٣١) تحد: اشتق معادلة محور التماثل بإكمال المربع للمعادلة ص = أ س٢ + ب س + جـ، أ ٠، وأعد كتابة المعادلة على الصورة ص = أ (س - هـ)٢ + ك.

ص = أ س٢ + ب س + جـ

ص = أ (س + بأس) + جـ

ص = أ [س + بأس + (ب٢أ)٢] + جـ - أ (ب٢أ)٢

ص = أ [س + (ب٢أ)]٢ + ٤أ جـ - ب٢٤أ

ص = أ [س - (ب٢أ)]٢ + ٤أ جـ - ب٢٤أ

وتكتب المعادلة الأخيرة على صورة:

ص = أ (س - هـ)٢ + ك حيث هـ = -ب٢أ

ك = ٤أ جـ - ب٢٤أ محور التماثل هو س = -ب٢أ

٣٢) تبرير: حدد حلول المعادلة س + ب س = جـ إذا كانت جـ < - (ب٢)٢، فسر إجابتك.

لا يوجد، إذا أضفت (-ب٢)٢ إلى كل من طرفي المتباينة وطرفي المعادلة فسوف تحصل على س + ب س + (ب٢)٢ = جـ + (ب٢)٢ ، جـ + (ب٢)٢ < ٠

وبما أن الطرف الأيمن للمعادلة هو مربع كامل، فلا يمكن إن يساوي عدداً سالباً إذن لا توجد حلول حقيقية.

٣٣) حدد العبارة التي تختلف عن العبارات الثلاث الأخرى، وفسر إجابتك.

اكتشف الخطأ

ن٢ + ١٣ن + ١٩، هي ثلاثية الحدود الوحيدة التي لا تمثل مربعاً كاملاً.

٣٤) مسألة مفتوحة: اكتب معادلة تربيعية حلها الوحيد هو ٤.

(س - ٤)٢ = ٠

س٢ - ٨س + ١٦ = ٠

٣٥) اكتب: قارن بين الطرق الآتية: إكمال المربع، التمثيل البياني، التحليلي للعوامل التي تستعمل لحل المعادلة: س٢ -٥س - ٧ = ٠

بما أن المعامل الرئيس يساوي ١ فإن طريقة إكمال المربع هي الأفضل ويمكن تمثيل الدالة المرتبطة باستعمال الحاسبة البيانية وهذه الطريقة مناسبة للتقدير فقط أما التحليل فغير ممكن.

تدريب على اختبار

٣٦) إذا كان طول مستطيل يساوي ثلاثة أمثال عرضه ومساحته ٧٥ سنتمتراً مربعاً، فما طوله؟

أ) ٢٥ سم

ب) ١٥ سم

جـ) ١٠ سم

د) ٥ سم

مساحة المستطيل = الطول × العرض.

نفرض أن العرض = ص

إذن الطول = ٣ص

٧٥ = ٣ص٢

ص٢ = ٢٥

ص = ٢٥

ص = ٥

الطول = ٣ × ٥ = ١٥ إذن الاختيار الصحيح: ب) ١٥سم.

٣٧) إجابة قصيرة: يمكن تمثيل عدد سكان إحدى المدن بالمعادلة ص = ٢٢٠٠٠ + ١٢٠٠ ن، حيث (ص) عدد السكان، (ن) عدد السنوات بعد عام ١٤٣٨ هـ، ما عدد السنوات اللازمة بعد عام ١٤٣٨ هـ ليصبح عدد سكانها ٢٨٠٠٠ نسمة؟

٢٨٠٠٠ = ٢٢٠٠٠ + ١٢٠٠ن

١٢٠٠ن = ٢٨٠٠٠ - ٢٢٠٠٠ = ٦٠٠٠

ن = ٥ إذن عدد السنوات = ٥ سنوات.

للوصول السريع إلى الدروس والاختبارات..

حمل تطبيق سبورة من متجر جوجل

النقاشات