Mathématiques

الحساب الحرفي (الحساب الحرفي ( المتطابقات الشهيرة

المتطابقات الشهيرة و النشر

🔊 La maîtresse lit pour toi
في الفرض عبارة واحدة صغيرة: ⁦(2x + 1)²⁩. و الطريق المعروف يطلب منك أن تكتبها جداء، ثم تنشر أربعة جداءات، ثم تجمع الحدود المتشابهة، و في كل مرحلة خطأ ممكن. هل يمكن الوصول إلى النتيجة نفسها في سطر واحد، بلا أربع عمليات؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • نشر مربع مجموع و مربع فرق و جداء مجموع في فرق بتطبيق المتطابقة مباشرة
  • تحديد العددين a و b في العبارة قبل التعويض في المتطابقة
  • مقارنة طريق النشر المضاعف بطريق المتطابقة على المثال نفسه
  • توظيف المتطابقات في الحساب المتمعن فيه، أي في حساب ذهني سريع
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • المتطابقات الشهيرة الثلاث كما رأيناها في الدرس السابق
  • النشر بالتوزيعية البسيطة و بالتوزيعية المضاعفة
  • قواعد الإشارات و تجميع الحدود المتشابهة
لن تحتاج في هذا الدرس إلى حفظ شيء جديد: المتطابقات الثلاث هي نفسها. الجديد هو الاتجاه الذي نقرؤها فيه — من الجداء نحو المجموع.

معارف — النشر: من جداء إلى مجموع

نشر عبارة معناه تحويلها من جداء إلى مجموع: نفك الأقواس حتى لا يبقى إلا حدود مجموعة بعضها إلى بعض. و أداة النشر الأولى هي التوزيعية، في صورتيها.

التوزيعية البسيطة
a × (b + c)=a × b + a × c
aالعامل الذي يوزع على الحدينbالحد الأول داخل القوسcالحد الثاني داخل القوس
التوزيعية المضاعفة
(a + b)(c + d)=a × c + a × d + b × c + b × d
aالحد الأول من القوس الأولbالحد الثاني من القوس الأولcالحد الأول من القوس الثانيdالحد الثاني من القوس الثاني
السهم الذاهب هو النشر و السهم العائد هو التحليل: عمليتان متعاكستان على الكتابة نفسها. الأقواس تعد لك الجداءات حتى لا تنسى واحدا.

و هذا الطريق صحيح دائما، لكنه طويل: أربع عمليات ضرب ثم تجميع، و في كل عملية خطأ ممكن. أما إذا كانت العبارة على صورة إحدى المتطابقات الشهيرة، ففيها طريق ثان أقصر: نقرأ a و b، ثم نعوّض في المتطابقة، فنكتب النتيجة في سطر واحد.

الطريقان يؤديان دائما إلى النتيجة نفسها. استعمل القصير في الفرض لتربح الوقت، و استعمل الطويل في البيت للتحقق من أنك لم تخطئ.

معارف — نشر مربع مجموع

إذا كانت العبارة مربع قوس بداخله جمع، فهي من نوع مربع مجموع. ننشرها في ثلاثة حدود: مربع الأول، ثم ضعف جداء الأول في الثاني، ثم مربع الثاني.

نشر مربع مجموع
(a + b)² = a² + 2ab + b²
aالحد الأول داخل القوسbالحد الثاني داخل القوس
اكتب الحدود الثلاثة قبل أن تحسب أيا منها. أكثر ما يضيع النقاط ليس الحساب، بل حد أوسط منسي.

معارف — نشر مربع فرق

و إذا كان داخل القوس طرح فالعبارة من نوع مربع فرق. الحدود الثلاثة هي نفسها، و لا يتغير إلا شيء واحد: إشارة الحد الأوسط تصير سالبة، بينما يبقى المربعان موجبين.

نشر مربع فرق
(a − b)² = a² − 2ab + b²
aالحد الذي نطرح منهbالحد الذي نطرحه، دون إشارته
انتبه إلى أمرين معا. الأول: b هو العبارة كلها دون إشارتها، ففي ⁦(3 − 5x)²⁩ يكون b هو 5x لا 5. و الثاني: مربع 5x هو 25x² لا 5x²، لأن الأس يقع على العامل كله.

معارف — نشر جداء مجموع في فرق

و إذا كان أمامك قوسان يحملان العددين أنفسهما، أحدهما بالجمع و الآخر بالطرح، فالنتيجة حدان اثنان فقط: الحد الأوسط يزول لأن جداءين متعاكسين يلغي أحدهما الآخر.

نشر جداء مجموع في فرق
(a + b)(a − b) = a² − b²
aالعدد المشترك بين القوسينbالعدد الذي يجمع مرة و يطرح مرة
علامة هذه المتطابقة أن القوسين متطابقان حرفا بحرف، و لا يختلفان إلا في إشارة واحدة. فإن اختلف فيهما شيء آخر فليست هي.

طرائق — ما يجب أن تعرف كيف تفعله

طريقة 1: كيف ننشر مربع مجموع، بالطريقين؟

نسلك الطريق الطويل مرة واحدة لنرى من أين تأتي الحدود الثلاثة، ثم نسلك الطريق القصير على العبارة نفسها. و مقارنة النتيجتين هي أفضل تحقق.

مثال 1: نشر العبارة ⁦(2x + 1)²⁩، بالطريقين معا

العبارة مربع قوس بداخله جمع: هي إذن من نوع مربع مجموع.

🎯المطلوب: اكتب العبارة ⁦(2x + 1)²⁩ على شكل مجموع، بالطريق الطويل ثم بالطريق القصير

🔹الخطوة 1: الطريق الطويل — كتابة المربع جداء

مربع عبارة معناه ضربها في نفسها؛ بهذا يبدأ الطريق الطويل.

(2x + 1)² = (2x + 1)(2x + 1)
xعدد كيفما كان
🔹الخطوة 2: النشر المضاعف

كل حد من القوس الأول يضرب في كل حد من القوس الثاني: أربعة جداءات، لا ثلاثة و لا خمسة.

(2x + 1)(2x + 1)=2x × 2x + 2x × 1 + 1 × 2x + 1 × 1
🔹الخطوة 3: تجميع الحدود المتشابهة

الحدان الأوسطان متشابهان، فيجتمعان في حد واحد.

4x² + 2x + 2x + 1=4x² + 4x + 1
🔹الخطوة 4: الطريق القصير — قراءة a و b

و الآن الطريق القصير: نقرأ في العبارة من هو a و من هو b قبل أي حساب.

a = 2x , b = 1
🔹الخطوة 5: التعويض في المتطابقة الأولى

نعوّض في المتطابقة الأولى، ثم نحسب: مربع الأول 4x²، و ضعف الجداء 4x، و مربع الثاني 1.

(2x + 1)²=(2x)² + 2 × 2x × 1 + 1²
✅النتيجة: نشر العبارة

الطريقان أعطيا الحدود الثلاثة نفسها: هذا هو التحقق.

(2x + 1)² = 4x² + 4x + 1
قارن عدد السطور: خمسة في الطريق الطويل و سطران في القصير. و السبب أن المتطابقة قد أنجزت الجداءات الأربعة مرة واحدة، من أجل كل الأعداد، في الدرس السابق.

طريقة 2: كيف ننشر مربع فرق؟

الخطوات هي نفسها، و العناية كلها في الإشارات و في المربعات: نقرأ a و b، ثم نعوّض، ثم نحسب كل حد على حدة قبل أن نكتب النتيجة.

مثال 2: نشر العبارة ⁦(3 − 5x)²⁩

داخل القوس طرح، فالعبارة من نوع مربع فرق.

🎯المطلوب: اكتب العبارة ⁦(3 − 5x)²⁩ على شكل مجموع

🔹الخطوة 1: قراءة a و b

a هو ما نطرح منه، و b هو ما نطرحه دون إشارته: الإشارة تحملها المتطابقة.

a = 3 , b = 5x
🔹الخطوة 2: كتابة المتطابقة الثانية

نستحضر المتطابقة الثانية قبل التعويض، حتى لا ننسى الحد الأوسط.

(a − b)² = a² − 2ab + b²
🔹الخطوة 3: التعويض

نضع 3 مكان a و 5x مكان b، حرفا بحرف.

(3 − 5x)²=3² − 2 × 3 × 5x + (5x)²
🔹الخطوة 4: حساب كل حد

نحسب الحدود الثلاثة واحدا واحدا: الأس في الحد الأخير يقع على 5 و على x معا.

3² = 9 , 2 × 3 × 5x = 30x , (5x)² = 25x²
🔹الخطوة 5: كتابة النتيجة مرتبة

نرتب الحدود كما جاءت في التعويض، من الثابت إلى المربع.

(3 − 5x)² = 9 − 30x + 25x²
لو كتبت ⁦(5x)² = 5x²⁩ لضاعت المسألة كلها. تذكر: ⁦(5x)² = 5x × 5x = 25x²⁩. و الترتيب هنا تصاعدي لأنه ترتيب التعويض؛ و لك أن تكتبها تنازليا، فالعبارة واحدة.

طريقة 3: كيف ننشر جداء مجموع في فرق؟

هنا يختصر الطريق أكثر: النتيجة حدان اثنان، لا ثلاثة. نتأكد أولا أن القوسين متطابقان إلا في إشارة واحدة، ثم نكتب فرق المربعين مباشرة.

مثال 3: نشر الجداء ⁦(7x + 2)(7x − 2)⁩

القوسان يحملان 7x و 2 معا، و لا يختلفان إلا في إشارة العدد 2.

🎯المطلوب: اكتب الجداء ⁦(7x + 2)(7x − 2)⁩ على شكل فرق

🔹الخطوة 1: قراءة a و b

a هو العدد المشترك بين القوسين، و b هو الذي يجمع مرة و يطرح مرة.

a = 7x , b = 2
🔹الخطوة 2: كتابة المتطابقة الثالثة

المتطابقة الثالثة تعطي حدين فقط، و لا حد أوسط فيها.

(a + b)(a − b) = a² − b²
🔹الخطوة 3: التعويض

نعوّض مباشرة: مربع الأول ناقص مربع الثاني.

(7x + 2)(7x − 2) = (7x)² − 2²
🔹الخطوة 4: حساب المربعين

نحسب المربعين: الأس في الأول يقع على 7 و على x معا.

(7x)² = 49x² , 2² = 4
✅النتيجة: نشر الجداء

و هذه النتيجة النهائية، بحدين اثنين.

(7x + 2)(7x − 2) = 49x² − 4
و لو سلكت الطريق الطويل لظهر لك الحدان الأوسطان 14x و ⁦−14x⁩، و مجموعهما معدوم. اختفاؤهما ليس نسيانا منك: هو نص المتطابقة الثالثة نفسها.

طريقة 4: كيف نستعمل المتطابقات في الحساب الذهني؟

المتطابقات لا تشتغل على الحروف وحدها. فكل عدد قريب من عدد مستدير يكتب مجموعا أو فرقا، و عندئذ تعطي المتطابقة النتيجة ذهنيا، دون ورقة و لا آلة حاسبة. و هذا ما يسمى الحساب المتمعن فيه: أن تنظر في العدد قبل أن تحسب.

مثال 4: حساب 101² ذهنيا

العدد 101 قريب من 100، و 100 عدد يسهل تربيعه.

🎯المطلوب: احسب العدد 101² ذهنيا باستعمال متطابقة شهيرة

🔹الخطوة 1: كتابة العدد مجموعا

نكتب العدد على شكل مجموع عددين، أحدهما مستدير.

101 = 100 + 1
🔹الخطوة 2: تطبيق المتطابقة الأولى

العبارة صارت مربع مجموع، فنطبق المتطابقة الأولى.

101²=100² + 2 × 100 × 1 + 1²
🔹الخطوة 3: حساب الحدود الثلاثة

نحسب الحدود الثلاثة ذهنيا: كلها أعداد مستديرة أو صغيرة.

100² = 10000 , 2 × 100 × 1 = 200 , 1² = 1
✅النتيجة: قيمة 101²

نجمع الحدود الثلاثة.

101²=10000 + 200 + 1=10201
جرّب الطريقة نفسها على 102² و على 1001²: في كل مرة اكتب العدد مجموعا فيه عدد مستدير، و الباقي حساب ذهني بسيط.
مثال 5: حساب الجداء ⁦99 × 101⁩ ذهنيا

العددان 99 و 101 يقعان على مسافة واحدة من العدد 100، أحدهما قبله و الآخر بعده.

🎯المطلوب: احسب الجداء ⁦99 × 101⁩ ذهنيا باستعمال متطابقة شهيرة

🔹الخطوة 1: كتابة العددين بدلالة 100

نبحث عن العدد الذي يتوسط العددين، ثم نكتب كلا منهما بدلالته.

99 = 100 − 1 , 101 = 100 + 1
🔹الخطوة 2: تطبيق المتطابقة الثالثة

الجداء صار جداء فرق في مجموع، و الضرب تبديلي فترتيب القوسين لا يغير شيئا.

99 × 101=(100 − 1)(100 + 1)=100² − 1²
🔹الخطوة 3: حساب المربعين

نحسب المربعين ذهنيا.

100² = 10000 , 1² = 1
✅النتيجة: قيمة الجداء

نطرح، و ينتهي الحساب في سطر واحد.

99 × 101=10000 − 1=9999
القاعدة العامة: جداء عددين متساوي البعد عن عدد مستدير يساوي مربع ذلك العدد ناقص مربع البعد. جرّبها على ⁦98 × 102⁩، و تحقق بالضرب العادي.
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في سؤال «انشر ثمّ بسّط العبارة»، مثل ⁦(2x + 1)²⁩ أو ⁦(3 − 5x)²⁩، وقد يُطلب حساب ذهنيّ سريع باستعمال متطابقة. ثلاثة عناصر جاهزة: ① القراءة قبل الكتابة: عيّن a و b في العبارة، فإن وجدتهما فالمتطابقة سطر واحد، وإلّا فالتوزيعية تحلّ المسألة ② التعويض بين قوسين: ⁦(2x + 1)² = (2x)² + 2 × 2x × 1 + 1² = 4x² + 4x + 1⁩ ③ الحساب الذهني: اكتب العدد بدلالة عدد مستدير قريب منه، ثمّ طبّق المتطابقة المناسبة. ⛔ والخطأ الشائع: الخطأ في b أو في مربّعه ؛ في ⁦(3 − 5x)²⁩ يكون b هو 5x لا 5، ومربّع 5x هو 25x² لا 5x²، لأنّ الأسّ يقع على العامل كلّه. وخطأ ثانٍ: نسيان الحدّ الأوسط 2ab، فتكتب مربّعين فقط.
خلاصة: نشر عبارة هو كتابتها على شكل مجموع. و للنشر طريقان: التوزيعية، و هي صحيحة دائما لكنها طويلة؛ و المتطابقة الشهيرة، و هي سطر واحد لكنها لا تصلح إلا إذا كانت العبارة على صورتها. فابدأ دائما بقراءة a و b: إن وجدتهما فالمتطابقة أسرع، و إن لم تجدهما فالتوزيعية تحل المسألة. و المتطابقات الثلاث تصلح كذلك للحساب الذهني، متى كتبت العدد بدلالة عدد مستدير قريب منه.

Page 1/10

© Madrassati — leçon rédigée par Madrassati · madrassati.net