Mathématiques

الأعداد الطبيعية والأعداد الناطقة والحساب على الجذور

كتابة كسر على الشكل غير القابل للاختزال

🔊 La maîtresse lit pour toi
في نهاية كل تمرين على الكسور يطلب منك الأستاذ أن تكتب الجواب في أبسط صورة ممكنة: فالكسران ⁦6/8⁩ و ⁦3/4⁩ يدلّان على العدد نفسه، غير أنّ واحدا منهما فقط لا يمكن تبسيط كتابته أكثر. فكيف تعرف أنّ كسرا بلغ صورته النهائية، وكيف تصل إليها انطلاقا من أيّ كسر؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • التعرّف على كسر غير قابل للاختزال بحساب القاسم المشترك الأكبر لبسطه ومقامه
  • كتابة كسر على الشكل غير القابل للاختزال بقسمة حدّيه على قاسمهما المشترك الأكبر
  • استعمال خوارزمية إقليدس لاختزال كسر حدّاه عددان كبيران
  • التحقّق من أنّ الكسر المحصّل عليه لم يعد يقبل أيّ اختزال
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • حساب القاسم المشترك الأكبر لعددين طبيعيين بالفروق المتتالية أو بخوارزمية إقليدس
  • معنى عددين أوليين فيما بينهما: قاسمهما المشترك الأكبر يساوي 1
  • قسمة عدد طبيعي على أحد قواسمه
هيّئ ورقة تكتب فيها، لكلّ كسر تصادفه في هذا الدرس، القاسم المشترك الأكبر لبسطه ومقامه: كلّ ما يأتي بعد ذلك ليس إلا قسمة واحدة.

معارف — التعريف: متى يكون الكسر غير قابل للاختزال؟

تذكّر أوّلا ما رأيته في الدروس السابقة: عددان طبيعيان a و b أوليان فيما بينهما معناه أنّ قاسمهما المشترك الأكبر يساوي 1، أي أنّه ليس لهما أيّ قاسم مشترك سوى 1. هذا التذكير هو مفتاح الدرس كلّه.

والآن التعريف: نأخذ عددين طبيعيين a و b مع b غير معدوم. نقول إنّ الكسر ⁦a/b⁩ غير قابل للاختزال إذا كان العددان a و b أوليين فيما بينهما. بعبارة أخرى: لا يوجد أيّ عدد أكبر من 1 يقسم البسط والمقام معا، فلا سبيل إلى تبسيط الكتابة أكثر ممّا هي عليه.

التعريف: الكسر ⁦a/b⁩ غير قابل للاختزال يعني
PGCD(a ; b) = 1
aبسط الكسر، عدد طبيعيbمقام الكسر، عدد طبيعي غير معدومPGCDالقاسم المشترك الأكبر للعددين

وفي الحالة المقابلة، إذا لم يكن القاسم المشترك الأكبر يساوي 1، أي إذا كان أكبر من 1، فالعددان ليسا أوليين فيما بينهما والكسر يقبل الاختزال: هناك إذن كتابة أبسط لم نصل إليها بعد.

الكسر ⁦a/b⁩ قابل للاختزال يعني
PGCD(a ; b) ≠ 1
aبسط الكسر، عدد طبيعيbمقام الكسر، عدد طبيعي غير معدوم
« غير قابل للاختزال » و« أوليان فيما بينهما » عبارتان تقولان الشيء نفسه: الأولى تتكلّم عن الكسر، والثانية عن بسطه ومقامه. من عرف إحداهما عرف الأخرى.

معارف — الاختزال: القسمة على القاسم المشترك الأكبر

إذا كان الكسر قابلا للاختزال، فإنّ قسمة بسطه ومقامه معا على قاسمهما المشترك الأكبر تعطي كسرا يساوي الكسر الأوّل تماما، لكن بكتابة أبسط: العدد لم يتغيّر، وحدها الكتابة تغيّرت. ولهذا نقول إنّنا اختزلنا الكسر، ولا نقول إنّنا صغّرناه.

اختزال الكسر ⁦a/b⁩ على قاسم مشترك أكبر d
ab=a ÷ db ÷ d
aبسط الكسرbمقام الكسر، غير معدومdالقاسم المشترك الأكبر للعددين a و b

انظر الرسم أسفله: الشريطان لهما الطول نفسه، والجزء الملوّن منهما واحد؛ غير أنّ الأوّل مقسّم إلى 8 أجزاء والثاني إلى 4 أجزاء فقط. القسمة على القاسم المشترك الأكبر لم تنقص شيئا من المقدار، إنّما أنقصت عدد الأجزاء.

الكسران ⁦6/8⁩ و ⁦3/4⁩ يدلّان على المقدار نفسه: الاختزال يغيّر الكتابة ولا يغيّر العدد.
متى طُلب منك في تمرين « الجواب النهائي »، فالمقصود دائما هو الشكل غير القابل للاختزال: احسب القاسم المشترك الأكبر لحدّي جوابك قبل أن تسلّم ورقتك.

معارف — لماذا القاسم المشترك الأكبر دون غيره؟

الملاحظة التي تقوم عليها كلّ الطريقة هي هذه: عندما نقسم كلّا من بسط كسر ومقامه على قاسمهما المشترك الأكبر، نحصل على كسر غير قابل للاختزال. أي أنّ القسمة الواحدة تكفي، ولا نحتاج إلى إعادة العملية مرّة ثانية.

بعد القسمة على القاسم المشترك الأكبر d
PGCD(a ÷ d ; b ÷ d) = 1
aبسط الكسرbمقام الكسر، غير معدومdالقاسم المشترك الأكبر للعددين a و b
لا تختزل على أوّل قاسم مشترك تراه: لو قسمت حدّي الكسر ⁦12/20⁩ على 2 لحصلت على ⁦6/10⁩، وهو كسر ما يزال قابلا للاختزال. أمّا القسمة على قاسمهما المشترك الأكبر 4 فتعطي ⁦3/5⁩ في مرّة واحدة، وتنهي العمل.

طرائق — ما يجب أن تعرف كيف تفعله

الطرق الثلاث الآتية تبدأ كلّها بالشيء نفسه: حساب القاسم المشترك الأكبر لبسط الكسر ومقامه. إن أتقنت هذه الخطوة، فما بقي ليس إلا قسمة.

طريقة 1: كيف نتحقّق من أنّ كسرا غير قابل للاختزال؟

احسب القاسم المشترك الأكبر لبسط الكسر ومقامه، ثمّ قارنه بالعدد 1: إن وجدته يساوي 1 فالكسر غير قابل للاختزال ولا شيء عليك أن تفعله؛ وإن وجدته أكبر من 1 فالكسر قابل للاختزال، وعندئذ تنتقل إلى الطريقة الموالية.

مثال 1: كسر بسطه ومقامه بلا قاسم مشترك ظاهر

الكسر ⁦15/22⁩ ليس بين بسطه ومقامه قاسم مشترك ظاهر بالعين، ولا سبيل إلى الحكم عليه دون حساب.

🎯المطلوب: تحقّق من أنّ الكسر ⁦15/22⁩ غير قابل للاختزال.

🔹الخطوة 1: القسمة الإقليدية الأولى

نحسب أوّلا القاسم المشترك الأكبر للعددين 22 و 15 بخوارزمية إقليدس: نقسم الأكبر على الأصغر ونحتفظ بالباقي.

22 = 15 × 1 + 7
🔹الخطوة 2: القسمة الإقليدية الثانية

نعيد القسمة على الباقي: القاسم يصير مقسوما، والباقي 7 يصير قاسما.

15 = 7 × 2 + 1
🔹الخطوة 3: القسمة الإقليدية الثالثة

نواصل حتّى نجد باقيا معدوما، وعندها نتوقّف: آخر باق غير معدوم هو القاسم المشترك الأكبر.

7 = 1 × 7 + 0
✅النتيجة: الكسر ⁦15/22⁩ غير قابل للاختزال

آخر باق غير معدوم هو 1، إذن العددان 15 و 22 أوليان فيما بينهما، وهذا هو بالضبط تعريف الكسر غير القابل للاختزال.

PGCD(15 ; 22) = 1
PGCDالقاسم المشترك الأكبر للعددين المكتوبين بين القوسين
لا تبحث عن قاسم مشترك بالتجريب: عددان قد يبدوان كبيرين وليس بينهما أيّ قاسم مشترك سوى 1، وخوارزمية إقليدس تجيبك في قسمات قليلة مهما كان العددان.

طريقة 2: كيف نكتب كسرا على الشكل غير القابل للاختزال؟

الطريقة سطر واحد: نقسم كلّا من بسط الكسر ومقامه على القاسم المشترك الأكبر لهما. فنحصل مباشرة على الشكل غير القابل للاختزال، ولا نحتاج إلى إعادة العملية.

مثال 2: اختزال كسر حدّاه صغيران

🎯المطلوب: اكتب الكسر ⁦28/42⁩ على الشكل غير القابل للاختزال.

🔹الخطوة 1: القسمة الإقليدية الأولى

نحسب القاسم المشترك الأكبر للعددين 42 و 28: نقسم الأكبر على الأصغر.

42 = 28 × 1 + 14
🔹الخطوة 2: القسمة الإقليدية الثانية

نقسم الآن على الباقي 14، فنجد باقيا معدوما: نتوقّف هنا.

28 = 14 × 2 + 0
🔹الخطوة 3: القاسم المشترك الأكبر

آخر باق غير معدوم هو 14: هو إذن القاسم المشترك الأكبر للعددين 28 و 42، والكسر قابل للاختزال لأنّ هذا العدد أكبر من 1.

PGCD(28 ; 42) = 14
PGCDالقاسم المشترك الأكبر للعددين المكتوبين بين القوسين
🔹الخطوة 4: القسمة على 14

نطبّق الطريقة: نقسم البسط والمقام معا على 14.

2842=28 ÷ 1442 ÷ 14
✅النتيجة: الشكل غير القابل للاختزال

نتمّ القسمتين: ⁦28 ÷ 14 = 2⁩ و ⁦42 ÷ 14 = 3⁩. والعددان 2 و 3 أوليان فيما بينهما، إذن الكتابة نهائية.

2842 = 23
يمكنك أن ترى الاختزال بعينك إن كتبت ⁦28 = 14 × 2⁩ و ⁦42 = 14 × 3⁩: العامل 14 موجود في البسط وفي المقام، والقسمة عليه تحذفه من الاثنين.
مثال 3: اختزال كسر حدّاه عددان كبيران

متى كبر العددان لم تعد القواسم المشتركة تُرى بالعين، فنلجأ إلى خوارزمية إقليدس: هي الطريقة نفسها، ولا يتغيّر منها إلا حجم الأعداد.

🎯المطلوب: اكتب الكسر ⁦595/560⁩ على شكل غير قابل للاختزال.

🔹الخطوة 1: القسمة الإقليدية الأولى

نقسم 595 على 560، فنجد الباقي 35.

595 = 560 × 1 + 35
🔹الخطوة 2: القسمة الإقليدية الثانية

نقسم الآن 560 على الباقي 35، فنجد باقيا معدوما: نتوقّف.

560 = 35 × 16 + 0
🔹الخطوة 3: القاسم المشترك الأكبر

آخر باق غير معدوم هو 35، وهو القاسم المشترك الأكبر للعددين 595 و 560.

PGCD(595 ; 560) = 35
PGCDالقاسم المشترك الأكبر للعددين المكتوبين بين القوسين
🔹الخطوة 4: القسمة على 35

نقسم البسط والمقام معا على 35، وهي القسمة الوحيدة التي يحتاجها الاختزال.

595560=595 ÷ 35560 ÷ 35
✅النتيجة: الشكل غير القابل للاختزال

نتمّ القسمتين: ⁦595 ÷ 35 = 17⁩ و ⁦560 ÷ 35 = 16⁩. والعددان 17 و 16 أوليان فيما بينهما.

595560 = 1716
تحقّق دائما من جوابك: احسب القاسم المشترك الأكبر لحدّي الكسر الذي وصلت إليه. إن وجدته 1 فقد انتهيت، وإن وجدته أكبر من 1 فراجع حسابك للقاسم المشترك الأكبر، فقد أخذت قاسما مشتركا أصغر منه.

طريقة 3: كيف نستعمل الشكل غير القابل للاختزال في وضعية؟

في الوضعيات تُعطى النسبة على شكل كسر: عدد الأشياء المعنيّة على العدد الكلّي. الطريقة لا تتغيّر، وإنّما تسبقها خطوة واحدة: كتابة النسبة كسرا قبل اختزاله. والشكل غير القابل للاختزال هو أسهل صورة للقراءة وللمقارنة.

مثال 4: نسبة في وضعية

في قسم فيه 30 تلميذا، يشارك 24 تلميذا في نادي الرياضيات.

🎯المطلوب: اكتب نسبة المشاركين إلى مجموع تلاميذ القسم على شكل كسر غير قابل للاختزال.

🔹الخطوة 1: كتابة النسبة على شكل كسر

النسبة هي عدد المشاركين على العدد الكلّي للتلاميذ: 24 من أصل 30.

2430
🔹الخطوة 2: القسمة الإقليدية الأولى

نحسب القاسم المشترك الأكبر للعددين 30 و 24 بخوارزمية إقليدس.

30 = 24 × 1 + 6
🔹الخطوة 3: القسمة الإقليدية الثانية

نقسم على الباقي 6، فنجد باقيا معدوما.

24 = 6 × 4 + 0
🔹الخطوة 4: القاسم المشترك الأكبر

آخر باق غير معدوم هو 6: هو القاسم المشترك الأكبر للعددين 24 و 30.

PGCD(24 ; 30) = 6
PGCDالقاسم المشترك الأكبر للعددين المكتوبين بين القوسين
🔹الخطوة 5: القسمة على 6

نقسم البسط والمقام معا على ⁦6: 24 ÷ 6 = 4⁩ و ⁦30 ÷ 6 = 5⁩.

2430=24 ÷ 630 ÷ 6
✅النتيجة: النسبة في شكلها النهائي

العددان 4 و 5 أوليان فيما بينهما، فالكتابة نهائية. ونقرؤها هكذا: من كلّ 5 تلاميذ في القسم يشارك 4 في النادي.

2430 = 45
اقرأ جوابك بصوت مسموع: ⁦4/5⁩ تعني أنّ 4 تلاميذ من كلّ 5 يشاركون. هذه قراءة لا يعطيها الكسر ⁦24/30⁩ بالسهولة نفسها، وهذا أوّل ما يفيده الاختزال.
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في سؤال يتبع حساب القاسم المشترك الأكبر: «اكتب الكسر على الشكل غير القابل للاختزال»، أو «تحقّق أنّ الكسر غير قابل للاختزال». ثلاثة عناصر جاهزة: ① المعيار: الكسر ⁦a/b⁩ غير قابل للاختزال إذا كان ⁦PGCD(a ; b) = 1⁩ ② الاختزال في مرّة واحدة: اقسم البسط والمقام معا على قاسمهما المشترك الأكبر ⁦d: a/b = (a ÷ d)/(b ÷ d)⁩، وإذا كبر العددان فاحسب d بخوارزمية إقليدس ③ المراقبة: احسب القاسم المشترك الأكبر لحدّي الكسر الناتج، فإن وجدته 1 فقد بلغت الصورة النهائية. ⛔ والخطأ الشائع: الاختزال على أوّل قاسم مشترك تراه ؛ قسمة حدّي ⁦12/20⁩ على 2 تعطي ⁦6/10⁩ وهو ما يزال قابلا للاختزال، أمّا القسمة على 4 فتعطي ⁦3/5⁩ في مرّة واحدة. وخطأ ثانٍ: قسمة البسط وحده أو المقام وحده، فيتغيّر العدد نفسه.
خلاصة: الكسر ⁦a/b⁩ غير قابل للاختزال يعني أنّ بسطه ومقامه أوليان فيما بينهما، أي أنّ قاسمهما المشترك الأكبر يساوي 1. ولكتابة أيّ كسر على هذا الشكل نقسم بسطه ومقامه معا على قاسمهما المشترك الأكبر: العدد لا يتغيّر، وحدها الكتابة تصير أبسط، والكسر المحصّل عليه لا يقبل اختزالا آخر. وإذا كبر العددان استعملنا خوارزمية إقليدس لحساب هذا القاسم. وتبقى العادة الأخيرة: تحقّق من جوابك بحساب القاسم المشترك الأكبر لحدّيه، فإن وجدته 1 فقد بلغت الصورة النهائية.

Page 1/9

© Madrassati — leçon rédigée par Madrassati · madrassati.net