تحليل ومقارنة الأعداد الجذرية

دفواراتي
تبسيط العددين a و b
تمرين 1

بسّط العددين:

a = \dfrac{5 - \sqrt{24}}{\sqrt{6}} - \dfrac{18 - 7\sqrt{6}}{6}

b = \left(1 + 2\sqrt{8}\right)\left(1 - \sqrt{2}\right)

التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

  • لتبسيط \(a\), ابدأ بتبسيط \( \sqrt{24} \). ثم، لتوحيد المقامات، اضرب بسط ومقام الكسر الأول في \( \sqrt{6} \).
  • لتبسيط \(b\), ابدأ بتبسيط \( \sqrt{8} \), ثم استخدم خاصية التوزيع (النشر).

📝 الطريقة

تبسيط a:

  1. نعوض \( \sqrt{24} = \sqrt{4 \times 6} = 2\sqrt{6} \).
  2. نضرب الكسر الأول في \( \frac{\sqrt{6}}{\sqrt{6}} \) للتخلص من الجذر في المقام.
  3. a = \frac{(5 - 2\sqrt{6})\sqrt{6}}{6} - \frac{18 - 7\sqrt{6}}{6}
  4. نوحد الكسرين ونبسّط البسط.

تبسيط b:

  1. نعوض \( \sqrt{8} = \sqrt{4 \times 2} = 2\sqrt{2} \).
  2. يصبح التعبير \( b = (1 + 2(2\sqrt{2}))(1 - \sqrt{2}) = (1 + 4\sqrt{2})(1 - \sqrt{2}) \).
  3. نقوم بعملية النشر.

الحل الكامل

تبسيط a:

a = \frac{5 - 2\sqrt{6}}{\sqrt{6}} - \frac{18 - 7\sqrt{6}}{6}

a = \frac{(5 - 2\sqrt{6})\sqrt{6}}{(\sqrt{6})\sqrt{6}} - \frac{18 - 7\sqrt{6}}{6}

a = \frac{5\sqrt{6} - 2(6)}{6} - \frac{18 - 7\sqrt{6}}{6}

a = \frac{5\sqrt{6} - 12 - (18 - 7\sqrt{6})}{6} = \frac{5\sqrt{6} - 12 - 18 + 7\sqrt{6}}{6}

a = \frac{12\sqrt{6} - 30}{6} = 2\sqrt{6} - 5

تبسيط b:

b = (1 + 2\sqrt{8})(1 - \sqrt{2}) = (1 + 2(2\sqrt{2}))(1 - \sqrt{2})

b = (1 + 4\sqrt{2})(1 - \sqrt{2})

b = 1(1) + 1(-\sqrt{2}) + 4\sqrt{2}(1) + 4\sqrt{2}(-\sqrt{2})

b = 1 - \sqrt{2} + 4\sqrt{2} - 4(2) = 1 + 3\sqrt{2} - 8

b = 3\sqrt{2} - 7

مقارنة a و b ونسبتهما
تمرين 2

أ) بيّن أن \(a > b\).

ب) ثم بيّن أن \( \frac{b}{a} > 1 \).

التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

أ) لمقارنة \(a\) و \(b\), ادرس إشارة فرقهما \(a - b\). ستحتاج إلى مقارنة عددين يحتويان على جذور، وأفضل طريقة لذلك هي تربيع الطرفين (بعد التأكد من أنهما موجبان).

ب) عند قسمة طرفي متباينة على عدد، ماذا يحدث لاتجاه المتباينة إذا كان هذا العدد سالبًا؟ حدد أولاً إشارة \(a\).

📝 الطريقة

أ) مقارنة a و b:

  1. نحسب الفرق \(a - b = (2\sqrt{6} - 5) - (3\sqrt{2} - 7) = 2\sqrt{6} - 3\sqrt{2} + 2\).
  2. لدراسة إشارة الفرق، نقارن \(2\sqrt{6} + 2\) بـ \(3\sqrt{2}\).
  3. نربع الطرفين: \( (2\sqrt{6} + 2)^2 = 28 + 8\sqrt{6} \) و \( (3\sqrt{2})^2 = 18 \).
  4. بما أن \(28 + 8\sqrt{6} > 18\), فإن \(a-b > 0\), وبالتالي \(a > b\).

ب) دراسة النسبة \( \frac{b}{a} \):

  1. لدينا المتباينة \(a > b\).
  2. ندرس إشارة \(a = 2\sqrt{6} - 5\). نقارن \( (2\sqrt{6})^2 = 24 \) بـ \( 5^2 = 25 \).
  3. بما أن \(24 < 25\), فإن \(2\sqrt{6} < 5\), إذن \(a\) عدد سالب.
  4. عند قسمة المتباينة \(a > b\) على العدد السالب \(a\), يجب عكس اتجاهها.
  5. \frac{a}{a} < \frac{b}{a} \implies 1 < \frac{b}{a}

الحل الكامل

أ) إثبات أن \(a > b\):

نحسب الفرق \(a - b\):

a - b = (2\sqrt{6} - 5) - (3\sqrt{2} - 7) = 2\sqrt{6} - 3\sqrt{2} + 2

لتحديد إشارة هذا الفرق، نقارن \(2\sqrt{6} + 2\) بـ \(3\sqrt{2}\). بما أن كلا الطرفين موجب، نربعهما:

(2\sqrt{6} + 2)^2 = (2\sqrt{6})^2 + 2(2\sqrt{6})(2) + 2^2 = 24 + 8\sqrt{6} + 4 = 28 + 8\sqrt{6}

(3\sqrt{2})^2 = 9 \times 2 = 18

من الواضح أن \(28 + 8\sqrt{6} > 18\), إذن \(2\sqrt{6} + 2 > 3\sqrt{2}\), مما يعني أن \(a - b > 0\). إذن \( \mathbf{a > b} \).

ب) إثبات أن \( \frac{b}{a} > 1 \):

لدينا المتباينة \( a > b \). قبل القسمة على \(a\), يجب تحديد إشارته. نقارن \(2\sqrt{6}\) بـ \(5\).

(2\sqrt{6})^2 = 4 \times 6 = 24

5^2 = 25

بما أن \(24 < 25\), فإن \(2\sqrt{6} < 5\). إذن \(a = 2\sqrt{6} - 5\) هو عدد سالب.

عندما نقسم طرفي المتباينة \(a > b\) على عدد سالب (\(a\)), يجب أن نعكس اتجاه المتباينة:

\frac{a}{a} < \frac{b}{a}

وبالتالي، \( \mathbf{1 < \frac{b}{a}} \), وهو المطلوب.

حساب المسافة MN
تمرين 3

إذا كانت فاصلة النقطة M هي \(\dfrac{b}{a}\) وفاصلة النقطة N هي \(\dfrac{b^2}{a^2}\), أحسب البعد MN.

التقدم: لم تبدأ بعد

💡 مؤشر

المسافة بين نقطتين على مستقيم هي القيمة المطلقة للفرق بين فاصلتيهما: \( MN = |x_N - x_M| \). استخدم نتائج التمرين السابق لتحديد إشارة المقدار داخل القيمة المطلقة.

📝 الطريقة

  1. نكتب صيغة المسافة: \( MN = \left| \frac{b^2}{a^2} - \frac{b}{a} \right| \).
  2. نأخذ \( \frac{b}{a} \) كعامل مشترك داخل القيمة المطلقة: \( MN = \left| \frac{b}{a} \left( \frac{b}{a} - 1 \right) \right| \).
  3. ندرس إشارة كل عامل:
    • من التمرين 2، نعلم أن \( \frac{b}{a} > 1 \), إذن هذا العامل موجب.
    • كذلك، العامل الثاني \( \frac{b}{a} - 1 \) هو أيضًا موجب.
  4. بما أن المقدار داخل القيمة المطلقة هو جداء عددين موجبين، فهو موجب.
  5. لذلك، يمكننا إزالة القيمة المطلقة دون تغيير.

الحل الكامل

المسافة MN تُعطى بالعلاقة:

MN = |x_N - x_M| = \left| \frac{b^2}{a^2} - \frac{b}{a} \right

لنحلل التعبير داخل القيمة المطلقة بأخذ \( \frac{b}{a} \) كعامل مشترك:

MN = \left| \frac{b}{a} \left( \frac{b}{a} - 1 \right) \right

من التمرين 2، أثبتنا أن \( \frac{b}{a} > 1 \). بناءً على هذه النتيجة، يمكننا تحديد إشارة كل جزء:

  • العامل الأول \( \frac{b}{a} \) أكبر من 1، إذن هو موجب.
  • العامل الثاني \( \left( \frac{b}{a} - 1 \right) \) هو أيضاً موجب لأن \( \frac{b}{a} > 1 \).

بما أن المقدار داخل القيمة المطلقة هو جداء عددين موجبين، فهو موجب.

لذلك، يمكننا إزالة القيمة المطلقة:

MN = \frac{b}{a} \left( \frac{b}{a} - 1 \right) = \frac{b^2}{a^2} - \frac{b}{a}

يمكن أيضًا كتابة النتيجة على الشكل:

\mathbf{MN = \frac{b(b-a)}{a^2}}

`),t.document.close(),t.print()}}const mathSystem=new MathExerciseSystem;function showStep(e,t,s){return mathSystem.showStep(e,t,s)}function resetExercise(e){return mathSystem.resetExercise(e)}function toggleSolution(e){return mathSystem.toggleSolution(e)}function toggleCorrection(e){return mathSystem.toggleCorrection(e)}document.addEventListener("DOMContentLoaded",function(){console.log("🎯 Page chargée - Système d'exercices prêt!"),setTimeout(()=>{const e=mathSystem.getAllStats();console.log("📊 Statistiques initiales:",e),console.log(` 🔥 RACCOURCIS CLAVIER DISPONIBLES: • Alt + 1: Afficher le prochain indice • Alt + 2: Afficher la prochaine méthode • Alt + 3: Afficher la prochaine solution • Alt + R: Réinitialiser tous les exercices `)},1e3)}),window.addEventListener("beforeunload",function(){mathSystem.config.autoSave&&mathSystem.saveProgress()}),window.MathExerciseAPI={system:mathSystem,showAllHints:()=>mathSystem.showNextHint(),showAllMethods:()=>mathSystem.showNextMethod(),showAllSolutions:()=>mathSystem.showNextSolution(),resetAll:()=>mathSystem.resetAllExercises(),getStats:()=>mathSystem.displayStats(),exportStats:()=>mathSystem.exportStats(),clearProgress:()=>mathSystem.clearSavedProgress(),enableSound:e=>{mathSystem.config.enableSound=e},enableAnimation:e=>{mathSystem.config.enableAnimation=e}},console.log("🔧 API disponible via window.MathExerciseAPI");