الرياضيات

الحساب الحرفي المعادلات و المترجحات من الدرجة الاولى بمجهول واحد

متراجحة من الدرجة الأولى بمجهول واحد

🔊 المعلّمة تقرأ لك
في مسابقة يفوز كل تلميذ نقطته أكبر من 12 أو تساويها. لا يوجد هنا فائز واحد نبحث عنه كما في المعادلة، بل كل الأعداد التي تحقّق الشرط: 12 و 13 و 15,5 و غيرها. كيف نجد كل الأعداد التي تحقّق شرطا، و كيف نمثّلها على مستقيم مدرج؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • التعرف على متراجحة من الدرجة الأولى بمجهول واحد و على أشكالها الأربعة
  • حلّ متراجحة بردّها إلى شكل بسيط يظهر فيه المجهول وحده
  • معرفة متى تتغيّر جهة المتباينة و لماذا
  • تمثيل مجموعة حلول متراجحة على مستقيم مدرج و قراءتها منه
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • مقارنة الأعداد الناطقة و استعمال الرموز أصغر و أكبر
  • حلّ معادلة من الدرجة الأولى بمجهول واحد
  • تمثيل عدد ناطق على مستقيم مدرج
المتراجحة تُحلّ كالمعادلة تماما، إلا في نقطة واحدة: القسمة أو الضرب في عدد سالب. احفظ هذه النقطة وحدها و ستكون قد حفظت الدرس.

معارف — ما هي المتراجحة من الدرجة الأولى بمجهول واحد؟

المتباينة هي مقارنة بين عبارتين بأحد الرموز الأربعة: أصغر تماما، أصغر أو يساوي، أكبر تماما، أكبر أو يساوي. فإذا كانت المقارنة تحتوي على مجهول سميت متراجحة، و تكون من الدرجة الأولى بمجهول واحد إذا أمكن ردّها إلى أحد الأشكال الأربعة الآتية.

الأشكال الأربعة لمتراجحة من الدرجة الأولى

الأشكال أربعة لأن الرموز أربعة، لكن الطريقة واحدة في الحالات الأربع.

ax < b ; ax ≤ b ; ax > b ; ax ≥ b
aمعامل المجهول، عدد معلوم يخالف الصفرbالحد المعلوم في الطرف الثانيxالمجهول
الفرق بين المعادلة و المتراجحة ليس في الطريقة، بل في الجواب: المعادلة تعطي عددا واحدا في العادة، و المتراجحة تعطي مجموعة أعداد لا تنتهي.

معارف — ماذا يعني حلّ متراجحة؟

حلّ متراجحة هو إيجاد كل القيم الممكنة للمجهول التي تجعل المتباينة صحيحة، و هذه القيم تسمى حلول المتراجحة. و هي ليست قيمة واحدة: هي مجموعة أعداد، لا نهاية لعددها في العادة، و لهذا نكتبها بمتراجحة بسيطة يظهر فيها المجهول وحده في طرف.

الشكل الذي تُكتب به مجموعة الحلول

كل عدد أصغر من c أو يساويه هو حل، و كل عدد أكبر منه ليس حلا. و العدد c نفسه يدخل في الحلول هنا لأن الرمز هو أصغر أو يساوي.

x ≤ c
cالعدد الذي يفصل الحلول عن غير الحلول
للتأكد من جوابك اختر عددا من مجموعتك و عوّض به في المتراجحة الأولى: يجب أن تصير صحيحة. ثم اختر عددا من خارجها: يجب أن تصير خاطئة. عددان يكفيان لكشف أكثر الأخطاء.

معارف — القواعد الثلاث لتحويل متراجحة

نحوّل المتراجحة كما نحوّل المعادلة، بشرط أن نعرف ما الذي يحفظ جهة المتباينة و ما الذي يقلبها. و القواعد ثلاث.

القاعدة 1: الجمع و الطرح لا يغيّران جهة المتباينة

إضافة العدد نفسه إلى عددين تزحزحهما معا على المستقيم العددي بالقدر نفسه، فيبقى ترتيبهما على حاله.

m < n ⟹ m + p < n + p
mالعدد الأصغرnالعدد الأكبرpالعدد المضاف إلى الطرفين، موجبا كان أو سالبا
القاعدة 2: الضرب أو القسمة على عدد موجب لا يغيّر الجهة
m < n ⟹ m × k < n × k
kعدد موجب تماما
القاعدة 3: الضرب أو القسمة على عدد سالب يقلب الجهة

الضرب في عدد سالب يقلب مواضع الأعداد حول الصفر، فينقلب معه ترتيبها.

m < n ⟹ m × s > n × s
sعدد سالب تماما

و لنتحقق من القاعدة الثالثة على مثال عددي بسيط، فهي القاعدة التي لا تُصدَّق إلا بالتجربة.

قبل الضرب في عدد سالب

نضرب الطرفين في العدد السالب ⁦−5⁩.

−2 < 3
بعد الضرب في العدد السالب

لأن ⁦(−5) × (−2) = 10⁩ و ⁦(−5) × 3 = −15⁩، و العدد 10 أكبر من ⁦−15⁩: انقلبت الجهة.

10 > −15
هذه القاعدة هي كل صعوبة الدرس، و نسيانها هو الخطأ الأول فيه. كلما قسمت على معامل سالب أو ضربت في عدد سالب، اقلب الرمز في السطر نفسه، قبل أن تكتب أي شيء آخر.

معارف — تمثيل مجموعة الحلول على مستقيم مدرج

مجموعة الحلول لا تُكتب فحسب، بل تُرسم على مستقيم مدرج ليراها التلميذ دفعة واحدة. نعلّم على المستقيم العدد الفاصل، ثم نشطّب بخطوط مائلة الجزء الذي ليس من الحلول، و نضع عند العدد الفاصل قوسا تقول جهته هل هذا العدد نفسه حل: يُفتح نحو الحلول إذا كان حلا، و نحو الجزء المشطّب إذا لم يكن حلا.

كيف نرسم مجموعة الحلول
  1. نرسم مستقيما مدرّجا و نعلّم عليه العدد الفاصل
  2. نضع عند هذا العدد قوسا: يُفتح نحو جهة الحلول إذا كان العدد حلا، و نحو الجزء المشطّب إذا لم يكن حلا
  3. نشطّب بخطوط مائلة الجزء الذي ليس من الحلول، و نكتب عليه: ليست حلولا للمتراجحة
  4. نكتب على الجزء الباقي: حلول المتراجحة
التشطيب هو الاصطلاح الذي تُقرأ به هذه الرسوم: ما شُطّب ليس من الحلول، و ما بقي أبيض هو مجموعة الحلول؛ و جهة القوس تقول هل العدد الفاصل نفسه حل.

و يبقى سؤال أخير: هل العدد الفاصل نفسه حل؟ الجواب في رمز المتراجحة، و الرسم ينقله بجهة القوس: إذا كان الرمز أصغر أو يساوي، أو أكبر أو يساوي، فالعدد الفاصل حل و يُؤخذ مع المجموعة، و يُفتح القوس نحو الحلول؛ و إذا كان أصغر تماما أو أكبر تماما فليس حلا، و يُفتح القوس نحو الجزء المشطّب.

الحالات الأربع
المتراجحةمجموعة حلولهاالعدد الفاصل
⁦x < c⁩كل الأعداد الأصغر منه تماماليس حلا
⁦x ≤ c⁩كل الأعداد الأصغر منه أو تساويهحل
⁦x > c⁩كل الأعداد الأكبر منه تماماليس حلا
⁦x ≥ c⁩كل الأعداد الأكبر منه أو تساويهحل
الرمز وحده هو الذي يقرّر هل يدخل العدد الفاصل في مجموعة الحلول.

طرائق — ما يجب أن تعرف كيف تفعله

طريقة 1: كيف نتحقق من أن عددا حل لمتراجحة؟

نعوّض المجهول بالعدد المعطى، ثم نحسب الطرفين، ثم ننظر: إن كانت المتباينة صحيحة فالعدد حل، و إن كانت خاطئة فليس حلا.

مثال 1: هل العددان 1 و 3 حلان للمتراجحة ⁦3x ≤ 5⁩؟

المتراجحة المعطاة هي ⁦3x ≤ 5⁩، و العددان المقترحان هما 1 و 3.

🎯المطلوب: تحقّق من أن العدد 1 حل للمتراجحة، ثم بيّن أن العدد 3 ليس حلا لها

🔹الخطوة 1: الطرف الأول من أجل ⁦x = 1⁩

نعوّض x بالعدد 1 و نحسب الطرف الأول.

3 × 1 = 3
🔹الخطوة 2: المقارنة في الحالة الأولى

نقارن بالطرف الثاني: العدد 3 أصغر من 5، فالمتباينة صحيحة.

3 ≤ 5
🔹الخطوة 3: الطرف الأول من أجل ⁦x = 3⁩

نعيد العمل نفسه بالعدد 3.

3 × 3 = 9
✅النتيجة: العدد 1 حل و العدد 3 ليس حلا

العدد 9 أكبر من 5، فالمتباينة خاطئة هذه المرة.

9 > 5
عدد واحد لا يكفي لإثبات أن مجموعة حلولك صحيحة، لكنه يكفي لإثبات أنها خاطئة: إن وجدت في مجموعتك عددا لا يحقّق المتراجحة فجوابك خاطئ، و لا حاجة إلى غيره.

طريقة 2: كيف نحلّ متراجحة معاملها موجب؟

ننشر ما يجب نشره، ثم نجمع حدود المجهول في طرف و الأعداد في الطرف الآخر بنقل الحدود، ثم نقسم على المعامل. و ما دام المعامل موجبا فالجهة لا تتغيّر في أي خطوة.

مثال 2: حل المتراجحة ⁦3(2x − 1) ≤ 3x + 2⁩

🎯المطلوب: حلّ المتراجحة ⁦3(2x − 1) ≤ 3x + 2⁩ ثم اكتب مجموعة حلولها

🔹الخطوة 1: النشر

ننشر الجداء في الطرف الأول بالتوزيعية.

6x − 3 ≤ 3x + 2
🔹الخطوة 2: جمع حدود المجهول في طرف

ننقل 3x إلى الطرف الأول و ⁦−3⁩ إلى الطرف الثاني. الجمع و الطرح لا يغيّران الجهة.

6x − 3x ≤ 2 + 3
🔹الخطوة 3: الاختزال

نجمع الحدود المتشابهة في كل طرف.

3x ≤ 5
✅النتيجة: مجموعة الحلول

نقسم الطرفين على 3، و هو عدد موجب، فالجهة تبقى كما هي.

x ≤ 53
اقرأ جوابك بالعبارة أيضا: كل عدد أصغر من ⁦5/3⁩ أو يساويه هو حل. الرمز وحده لا يكفي في التصحيح، و القراءة بالعبارة تكشف لك إن كنت قد قلبت الجهة سهوا.
لاحظ أن العدد الفاصل ليس عددا صحيحا: نضعه بين 1 و 2 في موضعه الصحيح، و لا نقرّبه إلى أقرب عدد صحيح.

طريقة 3: كيف نحلّ متراجحة فيها مقام أو معامل سالب؟

نتخلّص من المقام بالضرب في عدد موجب، فالجهة لا تتغيّر. ثم نجمع حدود المجهول في طرف. و إذا وجدنا في النهاية معاملا سالبا قسمنا عليه و قلبنا الجهة.

مثال 3: حل المتراجحة ⁦(4 − x)/5 ≥ x⁩

🎯المطلوب: حلّ المتراجحة التي طرفها الأول ⁦(4 − x)/5⁩ و طرفها الثاني x

🔹الخطوة 1: التخلص من المقام

نضرب طرفي المتراجحة في 5 للتخلص من المقام، و 5 عدد موجب فالجهة لا تتغيّر.

4 − x ≥ 5x
🔹الخطوة 2: جمع حدود المجهول في طرف

ننقل 5x إلى الطرف الأول فيصير ⁦−5x⁩، و ننقل 4 إلى الطرف الثاني فيصير ⁦−4⁩.

−x − 5x ≥ −4
🔹الخطوة 3: الاختزال

نجمع الحدين المتشابهين: ⁦−1 − 5 = −6⁩.

−6x ≥ −4
🔹الخطوة 4: القسمة على عدد سالب

نقسم الطرفين على ⁦−6⁩، و هو عدد سالب: نقلب جهة المتباينة.

x ≤ −4−6
✅النتيجة: مجموعة الحلول

نبسّط النسبة: قسمة عدد سالب على عدد سالب موجبة، ثم نختزل على 2.

x ≤ 23
ارسم فوق الرمز سهما صغيرا كلما قسمت على عدد سالب، ليذكّرك بأنك قلبته. و تحقّق في الأخير بعدد واحد: العدد 0 مثلا يحقّق المتراجحة الأولى و يحقّق مجموعتك.

طريقة 4: كيف نحلّ متراجحة معاملها سالب من البداية؟

لا شيء جديد: نقسم على المعامل و نقلب الجهة. و لمن يخشى النسيان طريق ثان، ننقل فيه الحدود حتى يصير معامل المجهول موجبا، فلا نحتاج إلى أي قلب.

مثال 4: حل المتراجحة ⁦−2x > 6⁩

🎯المطلوب: حلّ المتراجحة ⁦−2x > 6⁩ ثم تحقّق من مجموعة الحلول بعدد واحد

🔹الخطوة 1: قراءة المعامل

نقرأ المعامل: هو ⁦−2⁩، و هو عدد سالب.

a = −2
🔹الخطوة 2: القسمة على المعامل السالب

نقسم الطرفين على ⁦−2⁩، و نقلب جهة المتباينة لأن القاسم سالب.

x < 6−2
🔹الخطوة 3: التحقق بالعدد ⁦−4⁩

نتحقق بعدد من المجموعة قبل أن نكتب الجواب: العدد ⁦−4⁩ أصغر من ⁦−3⁩، و بتعويضه في المتراجحة الأولى نجد عددا أكبر من 6، فهي صحيحة.

(−2) × (−4) = 8 > 6
✅النتيجة: مجموعة الحلول

نحسب النسبة: قسمة عدد موجب على عدد سالب سالبة.

x < −3
طريق ثان لمن يخاف القلب: انقل الحدود حتى يصير معامل المجهول موجبا. من ⁦−2x > 6⁩ ننقل فنجد ⁦−6 > 2x⁩، أي ⁦2x < −6⁩، و منه ⁦x < −3⁩. النتيجة نفسها دون أي قلب.

طريقة 5: كيف نمثّل مجموعة الحلول على مستقيم مدرج؟

نعلّم العدد الفاصل، ثم نسأل عن جهة الحلول من رمز المتراجحة، ثم نشطّب الجهة الأخرى. و العدد الفاصل يدخل في الحلول أو لا يدخل حسب الرمز، و القوس يقول ذلك: يُفتح نحو الحلول إذا دخل، و نحو الجزء المشطّب إذا لم يدخل.

مثال 5: تمثيل مجموعتي حلول على مستقيم مدرج

المتراجحتان المعطاتان هما ⁦x > 2⁩ و ⁦x ≤ 1⁩، و مجموعة حلول كل واحدة منهما مكتوبة بالفعل: المطلوب رسمها.

🎯المطلوب: مثّل على مستقيم مدرّج مجموعتي حلول المتراجحتين ⁦x > 2⁩ و ⁦x ≤ 1⁩

🔹الخطوة 1: قراءة المتراجحة الأولى

العدد الفاصل في المتراجحة الأولى هو 2، و الرمز أكبر تماما: الحلول على يمين 2، و العدد 2 نفسه ليس حلا.

x > 2
🔹الخطوة 2: التشطيب في الحالة الأولى

نشطّب كل ما على يسار 2 و نكتب عليه: ليست حلولا للمتراجحة، ثم نوجّه القوس عند 2 نحو اليسار، نحو الجزء المشطّب، لأنّ 2 نفسه ليس حلا.

2 < x
🔹الخطوة 3: قراءة المتراجحة الثانية

العدد الفاصل في المتراجحة الثانية هو 1، و الرمز أصغر أو يساوي: الحلول على يسار 1، و العدد 1 نفسه حل، فيدخل في المجموعة: نشطّب ما على يمين 1، و نوجّه القوس عند 1 نحو اليسار، نحو الحلول.

x ≤ 1
✅النتيجة: التحقق بعددين

نتحقق بعددين: العدد 5 يقع على يمين 2 فهو حل للأولى، و العدد 0 يقع على يسار 1 فهو حل للثانية.

5 > 2 , 0 ≤ 1
القوس يُفتح نحو الحلول إذا كان العدد الفاصل حلا، و نحو الجزء المشطّب إذا لم يكن: لذلك اتّجه القوسان هنا كلاهما نحو اليسار، لسببين مختلفين. و إن لم تعرف أيّ جهة تشطّب، اختر عددا و جرّبه في المتراجحة: الجهة التي يقع فيها العدد الذي حقّقها هي جهة الحلول.
القوسان في الجهة نفسها لسببين مختلفين: 2 ليس حلا فيُفتح قوسه نحو الجزء المشطّب، و 1 حل فيُفتح قوسه نحو الحلول.
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في سؤال «حلّ المتراجحة، ثمّ مثّل مجموعة حلولها على مستقيم مدرّج». ثلاثة عناصر جاهزة: ① الحلّ كالمعادلة: ننقل الحدود ثمّ نقسم على المعامل، حتّى يظهر المجهول وحده ⁦(x ≤ c)⁩ ② القاعدة الوحيدة الخاصّة: الضرب أو القسمة على عدد سالب يقلب جهة المتباينة ؛ والضرب أو القسمة على عدد موجب يحفظها ③ التمثيل: مجموعة الحلول أعداد كثيرة لا عدد واحد، فنشطّب على المستقيم ما ليس منها، ونوجّه القوس نحو الحلول إذا كان العدد الفاصل حلّا، ونحو الجزء المشطّب إذا لم يكن. ⛔ والخطأ الشائع: نسيان قلب الرمز عند القسمة على معامل سالب ؛ اقلبه في السطر نفسه قبل أن تكتب أيّ شيء آخر. وخطأ ثانٍ: كتابة الجواب عددا واحدا، والمطلوب كلّ الأعداد التي تجعل المتباينة صحيحة.
خلاصة: المتراجحة من الدرجة الأولى بمجهول واحد هي كل متراجحة تؤول إلى أحد الأشكال ⁦ax < b⁩ أو ⁦ax ≤ b⁩ أو ⁦ax > b⁩ أو ⁦ax ≥ b⁩. و حلّها هو إيجاد كل القيم التي تجعل المتباينة صحيحة، و هي مجموعة أعداد لا عددا واحدا. و نحلّها كما نحلّ المعادلة: ننقل الحدود، ثم نقسم على المعامل. و القاعدة الوحيدة التي تخصّ المتراجحات: الضرب أو القسمة على عدد سالب يقلب جهة المتباينة. و في الأخير نمثّل مجموعة الحلول على مستقيم مدرّج، فنشطّب ما ليس منها، و نوجّه القوس نحو الحلول إذا كان العدد الفاصل حلا، و نحو الجزء المشطّب إذا لم يكن.

الصفحة 1/10

© مدرستي — هذا الدرس من تأليف مدرستي · madrassati.net