Mathématiques

الحساب الحرفي المعادلات و المترجحات من الدرجة الاولى بمجهول واحد

حل معادلة يؤول حلها الى معادلة جداء معدوم

🔊 La maîtresse lit pour toi
أمام تلميذ المعادلة ⁦x² + 9x = 5x⁩. فيها مربع المجهول، فلا تكفيها قواعد الدرجة الأولى وحدها؛ و ليست مكتوبة على شكل جداء، فلا تصلح فيها خاصية الجداء المعدوم كما هي. كيف نردّ معادلة فيها مربع المجهول إلى معادلة جداء معدوم نعرف حلّها؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • جعل أحد طرفي المعادلة معدوما بنقل كل الحدود إلى الطرف الآخر
  • تحليل الطرف غير المعدوم إلى جداء عاملين من الدرجة الأولى
  • استنتاج حلول المعادلة المعطاة من خاصية الجداء المعدوم
  • التعرف على الحل المضاعف عندما يتكرّر العامل نفسه
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • خاصية الجداء المعدوم و حلّ معادلة جداء معدوم
  • التحليل بإخراج العامل المشترك
  • المتطابقات الشهيرة الثلاث و التعرف عليها في عبارة
كل المعادلات التي في هذا الدرس تنتهي إلى الشيء نفسه: جداء يساوي صفرا. فإذا ضللت الطريق في تمرين، اسأل نفسك سؤالا واحدا: كيف أصل إلى جداء معدوم؟

معارف — لماذا لا تكفي قواعد الدرجة الأولى؟

المعادلة التي يظهر فيها x² ليست من الدرجة الأولى: نقل الحدود لا يخلّصنا من المربع، و القسمة على المعامل لا تفعل شيئا ما دام المجهول موجودا بقوّتين مختلفتين. فلا بد إذن من طريق آخر، و هو الطريق الوحيد الذي تعرفه: خاصية الجداء المعدوم.

معادلة ليست من الدرجة الأولى

لو نقلنا 5x إلى الطرف الأول لبقي الحد x² في المعادلة، و هو ما لا تعالجه قواعد الدرجة الأولى.

x² + 9x = 5x
xالمجهول، و هو يظهر هنا بقوّتين: الأولى و الثانية
لا تقسم طرفي معادلة على المجهول x أبدا. لو قسمت ⁦x² + 4x = 0⁩ على x لوجدت ⁦x + 4 = 0⁩ و حلا واحدا هو ⁦−4⁩، و ضيّعت الحل ⁦x = 0⁩. و السبب أن x قد يكون معدوما، و القسمة على الصفر ممنوعة.

معارف — الخطوات الثلاث للردّ إلى جداء معدوم

الطريق واحد مهما كانت المعادلة: نجعل أحد الطرفين معدوما، ثم نحلّل الطرف الآخر إلى جداء عاملين من الدرجة الأولى، ثم نطبّق خاصية الجداء المعدوم و نستنتج الحلول.

خطوات الحل
  1. ننقل كل الحدود إلى طرف واحد، فيصير الطرف الآخر معدوما
  2. نحلّل الطرف غير المعدوم إلى جداء عاملين من الدرجة الأولى
  3. نساوي كل عامل بالصفر، فنحصل على معادلتين من الدرجة الأولى
  4. نحلّ المعادلتين و نستنتج حلول المعادلة المعطاة
الشكل الذي نسعى إليه: جداء عاملين معدوم

متى بلغنا هذا الشكل انتهت الصعوبة: انعدام الجداء يعني انعدام أحد عامليه، و كل عامل يعطي معادلة من الدرجة الأولى.

A × B = 0
Aالعامل الأول بعد التحليل، عبارة من الدرجة الأولىBالعامل الثاني بعد التحليل، عبارة من الدرجة الأولى
الخطوة الأولى هي أهمها، و أكثر ما ينساه التلاميذ: لا تحلّل ما دام الطرف الثاني غير معدوم. التحليل قبل التصفير لا يفيد شيئا، لأن الخاصية تشترط الصفر.

معارف — أدوات التحليل

التحليل هو كتابة مجموع على شكل جداء، و لك فيه أداتان تعرفهما من الدروس السابقة: العامل المشترك، و المتطابقات الشهيرة. ابدأ دائما بالبحث عن عامل مشترك، فهو الأسرع، فإن لم تجده فابحث عن متطابقة.

الأداة 1: إخراج العامل المشترك

العامل المشترك قد يكون عددا، أو حرفا، أو الاثنين معا، أو حتى قوسا كاملا.

ka + kb = k(a + b)
kالعامل المشترك بين الحدينaما يبقى من الحد الأول بعد قسمته على العامل المشتركbما يبقى من الحد الثاني بعد قسمته على العامل المشترك
الأداة 2: فرق مربعين
a² − b² = (a − b)(a + b)
الأداة 3: مربع مجموع
a² + 2ab + b² = (a + b)²
علامة مربع المجموع: الحدّان الطرفيان مربّعان تامّان، و الحد الأوسط ضعف جداء جذريهما. تحقّق من العلامات الثلاث قبل أن تكتب المربع، فواحدة منها لا تكفي.

معارف — الحل المضاعف

قد يكون العاملان بعد التحليل متساويين، كما في الجداء ⁦(x + 7)(x + 7)⁩. عندئذ تعطي المعادلتان العدد نفسه، فلا يكون للمعادلة إلا حل واحد، و نسميه الحل المضاعف.

حالة العامل المتكرّر

العاملان متساويان، فالمعادلتان ⁦x + 7 = 0⁩ و ⁦x + 7 = 0⁩ معادلة واحدة، و العدد ⁦−7⁩ هو الحل الوحيد؛ و نسميه الحل المضاعف لأنه آت من عاملين لا من عامل واحد.

(x + 7)(x + 7) = 0
كل مرة يظهر فيها مربع عبارة يساوي صفرا، توقّع حلا مضاعفا: المربع لا ينعدم إلا إذا انعدمت العبارة نفسها.

طرائق — ما يجب أن تعرف كيف تفعله

طريقة 1: كيف نجعل أحد الطرفين معدوما ثم نحلّل بالعامل المشترك؟

ننقل كل حدود الطرف الثاني إلى الطرف الأول بتغيير إشاراتها، ثم نجمع الحدود المتشابهة، ثم نبحث عن العامل المشترك بين الحدود الباقية.

مثال 1: حل المعادلة ⁦x² + 9x = 5x⁩

🎯المطلوب: حلّ المعادلة ⁦x² + 9x = 5x⁩

🔹الخطوة 1: جعل أحد الطرفين معدوما

ننقل الحد 5x إلى الطرف الأول فيصير ⁦−5x⁩، و يصير الطرف الثاني معدوما.

x² + 9x − 5x = 0
🔹الخطوة 2: جمع الحدود المتشابهة

نجمع الحدين المتشابهين 9x و ⁦−5x: 9 − 5 = 4⁩.

x² + 4x = 0
🔹الخطوة 3: التحليل بالعامل المشترك

الحدان x² و 4x فيهما العامل المشترك x: نخرجه أمام القوس.

x(x + 4) = 0
🔹الخطوة 4: تطبيق خاصية الجداء المعدوم

جداء معدوم: نساوي كل عامل بالصفر.

x = 0 ; x + 4 = 0
✅النتيجة: حلا المعادلة

المعادلة الأولى تعطي الحل مباشرة، و الثانية بنقل 4.

x = 0 ; x = −4
تحقّق من الحل 0 في المعادلة الأصلية: تجد ⁦0 + 0 = 0⁩، فهو حل فعلا. و هذا الحل بالذات هو الذي يضيّعه كل من يقسم على x.

طريقة 2: كيف نحلّل بمتطابقة شهيرة؟

بعد التصفير، نقرأ الحدود الثلاثة: إن كان الطرفان مربّعين تامّين و الحد الأوسط ضعف جداء جذريهما، فالعبارة مربع مجموع أو مربع فرق، و تحليلها سطر واحد.

مثال 2: حل المعادلة ⁦x² = −(14x + 49)⁩

🎯المطلوب: حلّ المعادلة ⁦x² = −(14x + 49)⁩

🔹الخطوة 1: جعل أحد الطرفين معدوما

ننقل حدود الطرف الثاني إلى الطرف الأول: القوس مسبوق بإشارة ناقص، فتتغير إشارتا حدّيه عند النقل.

x² + 14x + 49 = 0
🔹الخطوة 2: قراءة المتطابقة

نقرأ المتطابقة: ⁦7² = 49⁩، و ⁦14x = 2 × x × 7⁩. فالحدّان الطرفيان مربّعان و الحد الأوسط ضعف جداء جذريهما.

x² + 2 × x × 7 + 7²=0
🔹الخطوة 3: التحليل

نطبّق متطابقة مربع المجموع.

(x + 7)² = 0
🔹الخطوة 4: كتابة المربع جداء

مربع عبارة هو جداؤها في نفسها، فنكتبه جداء لنرى العاملين.

(x + 7)(x + 7) = 0
✅النتيجة: حل مضاعف

العاملان متساويان، فالمعادلتان واحدة، و الحل واحد يسمى الحل المضاعف.

x = −7
عند نقل قوس مسبوق بإشارة ناقص، غيّر إشارة كل حد بداخله لا إشارة الحد الأول وحده. نسيان الحد الثاني هو أكثر أخطاء هذه الخطوة.

طريقة 3: كيف نخرج عاملا مشتركا فيه عدد و حرف معا؟

نبحث عن أكبر عامل مشترك بين الحدود: نأخذ القاسم المشترك الأكبر للأعداد، و أصغر قوة للمجهول موجودة في كل الحدود. و كلما كان العامل المشترك أكبر كان القوس الباقي أبسط.

مثال 3: حل المعادلة ⁦5x² = 15x⁩

🎯المطلوب: حلّ المعادلة ⁦5x² = 15x⁩

🔹الخطوة 1: جعل أحد الطرفين معدوما

ننقل 15x إلى الطرف الأول ليصير الطرف الثاني معدوما.

5x² − 15x = 0
🔹الخطوة 2: البحث عن العامل المشترك

القاسم المشترك الأكبر للعددين 5 و 15 هو 5، و المجهول x موجود في الحدين معا: فالعامل المشترك هو 5x.

5x² = 5x × x , 15x = 5x × 3
🔹الخطوة 3: التحليل

نخرج العامل المشترك أمام القوس، و نكتب فيه ما بقي من كل حد.

5x(x − 3) = 0
🔹الخطوة 4: تطبيق خاصية الجداء المعدوم

العدد 5 يخالف الصفر فلا يعطي حلا، و يبقى العاملان x و ⁦x − 3⁩.

x = 0 ; x − 3 = 0
✅النتيجة: حلا المعادلة

ننقل ⁦−3⁩ في المعادلة الثانية.

x = 0 ; x = 3
خذ في العامل المشترك أكبر ما يمكن: هنا 5x، لا x وحده و لا 5 وحده. الحلول واحدة في الحالتين، لكن القوس الباقي يصير أبسط و الخطأ أبعد.

طريقة 4: كيف نحلّ معادلة من الشكل مربع المجهول يساوي عددا؟

نصفّر أحد الطرفين، فتصير المعادلة فرق مربعين إذا كان العدد مربعا تامّا، و نحلّلها بالمتطابقة. و انتبه: لهذه المعادلة حلان متعاكسان، لا حل واحد.

مثال 4: حل المعادلة ⁦x² = 25⁩

🎯المطلوب: حلّ المعادلة ⁦x² = 25⁩

🔹الخطوة 1: جعل أحد الطرفين معدوما

ننقل 25 إلى الطرف الأول ليصير الطرف الثاني معدوما.

x² − 25 = 0
🔹الخطوة 2: قراءة فرق المربعين

العدد 25 مربع تامّ: ⁦25 = 5²⁩. فالطرف الأول فرق مربعين.

x² − 5² = 0
🔹الخطوة 3: التحليل

نطبّق متطابقة فرق المربعين.

(x − 5)(x + 5) = 0
🔹الخطوة 4: تطبيق خاصية الجداء المعدوم

جداء معدوم: نساوي كل عامل بالصفر.

x − 5 = 0 ; x + 5 = 0
✅النتيجة: حلا المعادلة

نحلّ المعادلتين، فنجد عددين متعاكسين.

x = 5 ; x = −5
احذر الجواب المتسرّع ⁦x = 5⁩ وحده: العدد ⁦−5⁩ مربعه 25 كذلك. كل معادلة من الشكل مربع المجهول يساوي عددا موجبا تقبل حلين متعاكسين.

طريقة 5: كيف نتصرف إذا كان العامل المشترك قوسا كاملا؟

العامل المشترك ليس دائما عددا أو حرفا: قد يكون قوسا يتكرّر في الحدين. ابحث عنه قبل أن تنشر، فالنشر في هذه الحالة يطيل الطريق و يخفي العامل المشترك.

مثال 5: حل المعادلة ⁦(x + 2)² = (x + 2)(3x − 1)⁩

🎯المطلوب: حلّ المعادلة ⁦(x + 2)² = (x + 2)(3x − 1)⁩

🔹الخطوة 1: جعل أحد الطرفين معدوما

ننقل الطرف الثاني كاملا إلى الطرف الأول.

(x + 2)² − (x + 2)(3x − 1)=0
🔹الخطوة 2: إظهار العامل المشترك

مربع القوس هو جداؤه في نفسه، فيظهر القوس ⁦(x + 2)⁩ في الحدين: هو العامل المشترك.

(x + 2)(x + 2) − (x + 2)(3x − 1)=0
🔹الخطوة 3: حساب الفرق بين القوسين

نحسب أولا الفرق بين القوسين الآخرين: القوس الثاني مسبوق بناقص فتتغير إشارتا حدّيه.

(x + 2) − (3x − 1)=−2x + 3
🔹الخطوة 4: التحليل بالعامل المشترك

نخرج العامل المشترك أمام القوس، و نضع مكان الفرق ما وجدناه.

(x + 2)(−2x + 3) = 0
🔹الخطوة 5: تطبيق خاصية الجداء المعدوم

جداء معدوم: نساوي كل عامل بالصفر ثم نحلّ.

x + 2 = 0 ; −2x + 3 = 0
✅النتيجة: حلا المعادلة

المعادلة الأولى تعطي ⁦−2⁩، و الثانية تعطي 3 مقسوما على 2.

x = −2 ; x = 32
لا تنشر ⁦(x + 2)²⁩ في مثل هذه المعادلة: النشر يعطيك حدودا كثيرة و يخفي القوس المشترك، بينما هو موجود أمامك جاهزا في الطرفين.
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في سؤال «حلّ المعادلة ⁦x² + 9x = 5x⁩» أو «⁦x² = 16⁩»، وقد يُعطى قبله سؤال تحليل تستعمل نتيجته. ثلاثة عناصر جاهزة: ① الخطوات الثلاث: اجعل أحد الطرفين معدوما بنقل كلّ الحدود، ثمّ حلّل الطرف الآخر إلى جداء عاملين من الدرجة الأولى، ثمّ طبّق خاصّية الجداء المعدوم ② أدوات التحليل: العامل المشترك ⁦ka + kb = k(a + b)⁩، أو متطابقة شهيرة، ومنها ⁦a² − b² = (a − b)(a + b)⁩ ③ الحلّ المضاعف: إذا تكرّر العامل نفسه، مثل ⁦(x + 7)(x + 7) = 0⁩، كان الحلّ مضاعفا. ⛔ والخطأ الشائع: قسمة الطرفين على x ؛ قسمة ⁦x² + 4x = 0⁩ على x تعطي حلّا واحدا هو ⁦−4⁩ وتضيّع الحلّ ⁦x = 0⁩، لأنّ x قد يكون معدوما والقسمة على الصفر ممنوعة. وخطأ ثانٍ: تطبيق خاصّية الجداء المعدوم قبل أن يصير أحد الطرفين صفرا.
خلاصة: كل معادلة فيها مربع المجهول تُحلّ بالطريق نفسه. أولا نجعل أحد الطرفين معدوما بنقل كل الحدود إلى الطرف الآخر. ثم نحلّل الطرف غير المعدوم إلى جداء عاملين من الدرجة الأولى، بالعامل المشترك أو بمتطابقة شهيرة. ثم نطبّق خاصية الجداء المعدوم: كل عامل معدوم يعطي حلا. و إذا تكرّر العامل نفسه كان الحل مضاعفا. و لا تقسم أبدا على المجهول: القسمة عليه تضيّع الحل 0.

Page 1/10

© Madrassati — leçon rédigée par Madrassati · madrassati.net