Mathématiques

جملة معادلتين من الدرجة الأولى بمجهولين — الدالة الخطية — تطبيقات التناسبية — الدالة التآلفية

الحل الجبري لجملة معادلتين من الدرجة الأولى بمجهولين

🔊 La maîtresse lit pour toi
على السبورة جملة معادلتين، وقد جرّبت أزواجا من الأعداد واحدا بعد واحد فوجدت أزواجا تحقّق معادلة وتخيب في الأخرى. فكيف نصل إلى الثنائية التي تحقّق المعادلتين معا بالحساب وحده، دون تجريب ودون رسم؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • شرح ما يعنيه أن تكون ثنائية حلاّ لجملة معادلتين
  • التحقّق من أنّ ثنائية معطاة حلّ للجملة أو ليست حلاّ لها
  • حلّ جملة معادلتين من الدرجة الأولى بمجهولين بطريقة التعويض
  • حلّ جملة معادلتين من الدرجة الأولى بمجهولين بطريقة الجمع
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • حلّ معادلة من الدرجة الأولى بمجهول واحد
  • نشر جداء عدد في مجموع، مثل ضرب عدد في قوس
  • الجمع والضرب في الأعداد النسبية، وقاعدة الإشارات
ضع أمامك ورقة وقلما وأعد كتابة كلّ جملة تصادفها في سطرين، ورقّمهما ⁦(1)⁩ و ⁦(2)⁩. كلّ ما يأتي في هذا الدرس يعتمد على أنّك تعرف في كلّ لحظة على أيّ معادلة تشتغل.

معارف — ما معنى « حلّ جملة معادلتين »؟

الجملة هي معادلتان من الدرجة الأولى تشتركان في المجهولين نفسيهما: المجهول x في الأولى هو نفسه المجهول x في الثانية، وكذلك y. ولهذا لا تُحلّ كلّ معادلة على حدة.

الجملة: معادلتان بنفس المجهولين
(1) a₁x + b₁y = c₁ ; (2) a₂x + b₂y = c₂
xالمجهول الأوّل، وهو نفسه في المعادلتينyالمجهول الثاني، وهو نفسه في المعادلتينa₁معامل x في المعادلة ⁦(1)⁩b₁معامل y في المعادلة ⁦(1)⁩c₁الحدّ المعلوم في المعادلة ⁦(1)⁩

حلّ الجملة هو إيجاد الثنائيات ⁦(x ; y)⁩ التي تحقّق المعادلتين في آن واحد. وكلمة « في آن واحد » هي كلّ الدرس: ثنائية تحقّق واحدة منهما فقط ليست حلاّ للجملة.

الثنائية ⁦(x₀ ; y₀)⁩ حلّ للجملة إذا تحقّقت المعادلتان معا

نعوّض x بالعدد x₀ و y بالعدد y₀ في المعادلتين؛ إن صحّت المساواتان معا فالثنائية حلّ، وإن خابت واحدة منهما فقط فهي ليست حلاّ.

a₁x₀ + b₁y₀ = c₁ ; a₂x₀ + b₂y₀ = c₂
x₀القيمة المقترحة للمجهول x، وهي فاصلة الثنائيةy₀القيمة المقترحة للمجهول y، وهي ترتيبة الثنائية
معادلة واحدة بمجهولين لها عدد لا نهائي من الثنائيات التي تحقّقها: كلّما اخترت قيمة لـ x وجدت قيمة لـ y توافقها. المعادلة الثانية هي التي تضيّق الاختيار حتّى لا تبقى إلاّ ثنائية واحدة، ولهذا نتكلّم عن جملة لا عن معادلتين منفصلتين.
الحلّ يُكتب دائما ثنائية مرتّبة: الفاصلة أوّلا وهي قيمة x، ثمّ الترتيبة وهي قيمة y. قلبُ العددين يغيّر الجواب تماما، فاكتب الثنائية دائما بالترتيب ⁦(x ; y)⁩.

معارف — طريقة الحلّ بالتعويض

فكرة التعويض واحدة: نُخرج مجهولا واحدا من إحدى المعادلتين، فنكتبه بدلالة الآخر، ثمّ نضع هذه العبارة مكانه في المعادلة الثانية. عندئذ لا يبقى في المعادلة الثانية إلاّ مجهول واحد، وحلّ معادلة بمجهول واحد شيء نعرفه منذ السنة الماضية.

🔹الخطوة المفتاح: نعزل x في المعادلة ⁦(1)⁩

ننقل الحدّ الذي يحتوي y إلى الطرف الآخر ثمّ نقسم الطرفين على معامل x؛ وهذا ممكن ما دام هذا المعامل غير معدوم.

a₁x + b₁y = c₁ ⟹ x = c₁ − b₁ya₁
خطوات الحلّ بالتعويض
  1. نعزل مجهولا في إحدى المعادلتين: نكتبه بدلالة المجهول الآخر
  2. نعوّض بهذه العبارة في المعادلة الأخرى، فتصير بمجهول واحد
  3. نحلّ هذه المعادلة فنجد قيمة المجهول الأوّل
  4. نعوّض بهذه القيمة في العبارة المعزولة فنجد المجهول الثاني

معارف — طريقة الحلّ بالجمع

الجمع لا يعزل شيئا: إنّه يحذف. نجمع المعادلتين طرفا لطرف، ولنا الحقّ في ذلك لأنّ طرفي كلّ معادلة متساويان. ثمّ نرتّب الأمر مسبقا حتّى يختفي مجهول عند الجمع.

الجمع طرفا لطرف

نجمع الطرف الأيمن مع الطرف الأيمن والطرف الأيسر مع الطرف الأيسر: المساواة تبقى صحيحة لأنّنا أضفنا إلى طرفي المعادلة الأولى مقدارين متساويين.

(a₁ + a₂)x + (b₁ + b₂)y=c₁ + c₂
a₂معامل x في المعادلة ⁦(2)⁩b₂معامل y في المعادلة ⁦(2)⁩c₂الحدّ المعلوم في المعادلة ⁦(2)⁩

وحتّى يختفي مجهول عند الجمع، يجب أن يكون معاملاه في المعادلتين متعاكسين. وإذا لم يكونا كذلك، نضرب إحدى المعادلتين أو كلتيهما في عدد غير معدوم قبل الجمع: ضرب معادلة كاملة في عدد لا يغيّر حلولها.

إذا كان معاملا y متعاكسين اختفى y

لأنّ مجموع معاملي y يساوي 0، فلا يبقى في المعادلة المجموعة إلاّ المجهول x.

b₂ = −b₁ ⟹ (a₁ + a₂)x = c₁ + c₂
ضرب معادلة في عدد يعني ضرب الطرفين كليهما، وكلّ حدّ فيهما. نسيان الحدّ المعلوم في الطرف الأيمن هو الخطأ الأكثر تكرارا في هذه الطريقة.

معارف — بعد المجهول الأوّل: لا تُعِد كلّ العمل

بعد حساب أحد المجهولين بطريقة الجمع، ليس من الضروري اتّباع الطريقة نفسها لحساب المجهول الآخر. يكفي أن نعوّض بالقيمة التي وجدناها في إحدى المعادلتين، فتصير بمجهول واحد. الطريقتان ليستا خصمين: تُبدأ الجملة بواحدة وتُختم بالأخرى.

نعوّض القيمة المحسوبة في المعادلة ⁦(1)⁩

صار x عددا معلوما وهو x₀، فلم يبق في المعادلة ⁦(1)⁩ إلاّ المجهول y.

a₁x₀ + b₁y = c₁ ⟹ y = c₁ − a₁x₀b₁
اختر للتعويض المعادلة ذات الأعداد الأصغر: الحساب نفسه، والأخطاء أقلّ.
ومتى تختار هذه الطريقة أو تلك؟ التعويض أسرع إذا كان معامل أحد المجهولين يساوي 1 أو ⁦−1⁩ في إحدى المعادلتين، فالعزل يتمّ بلا قسمة. والجمع أسرع إذا كانت كلّ المعاملات مخالفة للواحد وكبيرة، فالعزل عندئذ يُدخلك في كسور لا داعي لها.

طرائق — ما يجب أن تعرف كيف تفعله

طريقة 1: كيف نتحقّق من أنّ ثنائية حلّ للجملة؟

لا نحلّ شيئا هنا: نعوّض ونحكم. نضع قيمة x وقيمة y في المعادلة الأولى، ثمّ في الثانية. الحكم لا يصدر إلاّ بعد المعادلتين معا.

مثال 1: التحقّق من أنّ ثنائية حلّ للجملة

نعتبر جملة معادلتين من الدرجة الأولى بمجهولين هما x و y، ومعها ثنائيتان مقترحتان: الأولى والثانية.

🎯المطلوب: تحقّق من أنّ الثنائية الأولى حلّ للجملة، ثمّ بيّن أنّ الثنائية الثانية ليست حلاّ لها.

📌المعطى: الجملة

نرقّم المعادلتين حتّى نعرف في كلّ خطوة على أيّهما نشتغل.

(1) x + y = 5 ; (2) 2x − y = 4
📌المعطى: الثنائية الأولى

لكلّ ثنائية فاصلة وترتيبة: الفاصلة قيمة x والترتيبة قيمة y.

(3 ; 2)
📌المعطى: الثنائية الثانية

والثنائية الثانية تحمل فاصلة وترتيبة أخريين.

(5 ; 0)
🔹الخطوة 1: الثنائية الأولى في المعادلة ⁦(1)⁩

نعوّض بفاصلة الثنائية الأولى وترتيبتها في المعادلة ⁦(1)⁩.

3 + 2 = 5
🔹الخطوة 2: الثنائية الأولى في المعادلة ⁦(2)⁩

نعيد التعويض نفسه، بالعددين نفسيهما، في المعادلة ⁦(2)⁩.

2 × 3 − 2 = 4
🔹الخطوة 3: الثنائية الثانية في المعادلة ⁦(1)⁩

ننتقل إلى الثنائية الثانية ونبدأ بالمعادلة ⁦(1)⁩.

5 + 0 = 5
🔹الخطوة 4: الثنائية الثانية في المعادلة ⁦(2)⁩

ثمّ نعوّض بها في المعادلة ⁦(2)⁩، والطرف الأيسر يجب أن يساوي 4.

2 × 5 − 0 = 10
✅النتيجة: ثنائية واحدة فقط هي الحلّ

المعادلتان محقّقتان معا مع الثنائية الأولى، ومحقّقة واحدة فقط مع الثانية.

(x ; y) = (3 ; 2)
لا تتوقّف عند المعادلة الأولى إن صحّت: نصف الشرط ليس شرطا. وبالمقابل، إن خابت الأولى فلا داعي لحساب الثانية، فالحكم قد صدر.

طريقة 2: كيف نحلّ جملة بالتعويض؟

ابحث أوّلا عن مجهول معامله 1 أو ⁦−1⁩: عزله لا يحتاج إلى قسمة، وهذا يوفّر عليك خطوة كاملة ويجنّبك الكسور.

مثال 2: حلّ جملة بطريقة التعويض

نعتبر جملة معادلتين من الدرجة الأولى بمجهولين هما x و y.

🎯المطلوب: حلّ الجملة بطريقة التعويض، ثمّ تحقّق من الثنائية التي تجدها.

📌المعطى: الجملة

نرقّم المعادلتين قبل كلّ شيء.

(1) x + y = 21 ; (2) 20x + 50y = 750
🔹الخطوة 1: نكتب x بدلالة y انطلاقا من ⁦(1)⁩

معامل x في المعادلة ⁦(1)⁩ يساوي 1، فنعزله فيها دون أيّ قسمة.

x = 21 − y
🔹الخطوة 2: التعويض في المعادلة ⁦(2)⁩

نضع العبارة ⁦21 − y⁩ مكان x في المعادلة ⁦(2)⁩، فلا يبقى فيها إلاّ المجهول y.

20 × (21 − y) + 50y=750
🔹الخطوة 3: نشر الجداء

ننشر الجداء: نضرب 20 في كلّ حدّ من حدّي القوس.

420 − 20y + 50y = 750
🔹الخطوة 4: جمع الحدود ونقل المعلوم

نجمع الحدّين اللذين يحتويان y، وننقل الحدّ المعلوم إلى الطرف الآخر.

30y = 750 − 420
🔹الخطوة 5: تبسيط الطرف الأيمن

نتمّ الطرح في الطرف الأيمن.

30y = 330
🔹الخطوة 6: قيمة y

نقسم الطرفين على 30، وهو معامل y.

y=33030=11
🔹الخطوة 7: قيمة x

نعود إلى العبارة المعزولة في الخطوة 1 ونعوّض y بقيمته.

x=21 − 11=10
✅النتيجة: حلّ الجملة

نضع الثنائية في المعادلتين للتأكّد قبل أن نكتب الجواب.

(x ; y) = (10 ; 11)
التحقّق ليس زينة: عوّض الثنائية في المعادلتين كلتيهما قبل أن تكتب الجواب. خطأ صغير في النشر لا يظهر إلاّ هناك، وهو أرخص أن يُكتشف الآن.

طريقة 3: كيف نحلّ جملة بالجمع؟

انظر إلى معاملي المجهول نفسه في المعادلتين: إن كانا متعاكسين فاجمع مباشرة، وإلاّ فاضرب إحدى المعادلتين في العدد الذي يجعلهما متعاكسين، ثمّ اجمع.

مثال 3: حلّ جملة بطريقة الجمع

نعتبر جملة معادلتين من الدرجة الأولى بمجهولين هما x و y، وأعدادها كبيرة نسبيا فالتعويض فيها مكلف.

🎯المطلوب: احسب قيمتي x و y بطريقة الجمع.

📌المعطى: الجملة

نرقّم المعادلتين قبل كلّ شيء.

(1) 3x + 2y = 349 ; (2) 2x − 4y = 158
🔹الخطوة 1: ضرب المعادلة ⁦(1)⁩ في 2

معاملا y هما 2 و ⁦−4⁩؛ نضرب المعادلة ⁦(1)⁩ في 2 فيصير معامل y فيها 4، أي معاكسا لـ ⁦−4⁩.

6x + 4y = 698
🔹الخطوة 2: الجمع طرفا لطرف

نجمع هذه المعادلة الجديدة مع المعادلة ⁦(2)⁩ طرفا لطرف، فيختفي المجهول y.

8x = 856
🔹الخطوة 3: قيمة x

نقسم الطرفين على 8.

x=8568=107
🔹الخطوة 4: تهيئة حذف x

نعود إلى المجهول y: نضرب ⁦(1)⁩ في 2 و ⁦(2)⁩ في ⁦−3⁩ فيصير معاملا x متعاكسين.

6x + 4y = 698 ; −6x + 12y = −474
🔹الخطوة 5: الجمع طرفا لطرف

نجمع المعادلتين طرفا لطرف، فيختفي هذه المرّة المجهول x.

16y = 224
🔹الخطوة 6: قيمة y

نقسم الطرفين على 16.

y=22416=14
✅النتيجة: حلّ الجملة

نعوّض الثنائية في المعادلتين قبل كتابة الجواب.

(x ; y) = (107 ; 14)
الضرب في عدد سالب مسموح تماما، وهو أحيانا الطريق الأقصر: هنا الضرب في ⁦−3⁩ هو ما جعل معاملي x متعاكسين دون تغيير أيّ حلّ.

طريقة 4: كيف نختصر الحساب بالجمع ثمّ التعويض؟

الطريقتان تُمزجان. نبدأ بالجمع لأنّه يعطي مجهولا واحدا بسرعة، ثمّ نتمّ بالتعويض بدل إعادة كلّ التهيئة من جديد.

مثال 4: الجمع أوّلا ثمّ التعويض

نعتبر جملة معادلتين من الدرجة الأولى بمجهولين هما x و y.

🎯المطلوب: حلّ الجملة بالجمع، ثمّ أتمم الحساب بالتعويض.

📌المعطى: الجملة

نرقّم المعادلتين قبل كلّ شيء.

(1) 2x + 3y = 19 ; (2) 5x − 6y = 7
🔹الخطوة 1: ضرب المعادلة ⁦(1)⁩ في 2

معاملا y هما 3 و ⁦−6⁩؛ يكفي ضرب المعادلة ⁦(1)⁩ في 2 ليصير معامل y فيها 6، أي معاكسا لـ ⁦−6⁩.

4x + 6y = 38
🔹الخطوة 2: الجمع طرفا لطرف

نجمع مع المعادلة ⁦(2)⁩ طرفا لطرف، فيختفي y.

9x = 45
🔹الخطوة 3: قيمة x

نقسم الطرفين على 9.

x=459=5
🔹الخطوة 4: التعويض في المعادلة ⁦(1)⁩

بدل إعادة التهيئة والجمع مرّة ثانية، نعوّض x بقيمته في المعادلة ⁦(1)⁩.

2 × 5 + 3y = 19
🔹الخطوة 5: عزل الحدّ الذي يحتوي y

ننقل الحدّ المعلوم إلى الطرف الآخر.

3y=19 − 10=9
🔹الخطوة 6: قيمة y

نقسم الطرفين على 3.

y=93=3
✅النتيجة: حلّ الجملة

نتحقّق من الثنائية في المعادلتين معا.

(x ; y) = (5 ; 3)
قارن العملين: الجمع وحده كان سيطلب منك ضربين جديدين وجمعا ثانيا؛ التعويض بعد الجمع طلب منك ثلاث خطوات صغيرة. اختر دائما الأقصر بعد أن تجد المجهول الأوّل.
الثنائية التي وجدتها هنا بالحساب هي نفسها إحداثيا نقطة تقاطع المستقيمين الممثّلين لمعادلتي الجملة. الحساب والرسم يجيبان عن السؤال نفسه، وسترى ذلك في درس الحلّ البياني.
🎓 نحو شهادة التّعليم المتوسّط. يأتي هذا الدرس في سؤال «حلّ جبريّا الجملة»، أو «تحقّق أنّ الثنائية حلّ للجملة»، وقد يأتي بعد ترجمة مسألة إلى جملة. ثلاثة عناصر جاهزة: ① التعويض: اعزل مجهولا في إحدى المعادلتين، ثمّ ضع عبارته في الأخرى، فتصير معادلة بمجهول واحد ② الجمع: اجعل معاملي مجهول واحد متعاكسين بضرب معادلة أو اثنتين، ثمّ اجمع المعادلتين طرفا لطرف فيختفي ③ بعد المجهول الأوّل: عوّض بقيمته في إحدى المعادلتين لإيجاد الثاني، ولا تكتب الجواب ⁦(x ; y)⁩ قبل التحقّق منه في المعادلتين. ⛔ والخطأ الشائع: ضرب معادلة في عدد دون ضرب كلّ حدودها ؛ نسيان الحدّ المعلوم في الطرف الأيمن هو الخطأ الذي ينبّه إليه الدرس في طريقة الجمع. وخطأ ثانٍ: التحقّق في معادلة واحدة فقط.
خلاصة: حلّ جملة معادلتين من الدرجة الأولى بمجهولين هو إيجاد الثنائيات ⁦(x ; y)⁩ التي تحقّق المعادلتين في آن واحد. ولحلّها جبريا طريقتان: التعويض، وفيه نعزل مجهولا في إحدى المعادلتين ثمّ نضع عبارته في الأخرى؛ والجمع، وفيه نجعل معاملي مجهول واحد متعاكسين ثمّ نجمع المعادلتين طرفا لطرف فيختفي. وبعد إيجاد المجهول الأوّل بأيّ من الطريقتين، يكفي التعويض بقيمته في إحدى المعادلتين لإيجاد الثاني. والجواب لا يُكتب قبل التحقّق منه في المعادلتين.

Page 1/9

© Madrassati — leçon rédigée par Madrassati · madrassati.net