لتكن العبارتين $a$ و $b$ حيث:
$$a=\sqrt{\frac{50}{9}}-\frac{1}{3}(\sqrt{32}-1)$$
$$b=-3+\sqrt{8}(4+\sqrt{2})-(3\sqrt{2}-1)(2+\sqrt{2})$$
**(1)** بيّن أن $a=\frac{\sqrt{2}+1}{3}$ و $b=3\sqrt{2}-3$.
**(2)** بيّن أن $a$ و $b$ مقلوبان ثم استنتج أن $b$ عددا موجبا.
**(3)** أحسب العبارة $e=a(1-b^{2})-|b(a^{2}+1)|$.
الحل المفصّل للتمرين رقم 2:
(1) تبسيط العبارتين $a$ و $b$
* تبسيط $a$:
$$a = \sqrt{\frac{50}{9}}-\frac{1}{3}(\sqrt{32}-1)$$
$$a = \frac{\sqrt{25 \times 2}}{3} - \frac{1}{3}\sqrt{16 \times 2} + \frac{1}{3}$$
$$a = \frac{5\sqrt{2}}{3} - \frac{4\sqrt{2}}{3} + \frac{1}{3}$$
$$a = \frac{5\sqrt{2} - 4\sqrt{2} + 1}{3}$$
$$a = \frac{\sqrt{2}+1}{3}$$
* تبسيط $b$:
$$b = -3+\sqrt{8}(4+\sqrt{2})-(3\sqrt{2}-1)(2+\sqrt{2})$$
$$b = -3 + 8\sqrt{2} + 2(\sqrt{2})^2 - (6\sqrt{2} + 3(\sqrt{2})^2 - 2 - \sqrt{2})$$
$$b = -3 + 8\sqrt{2} + 4 - (6\sqrt{2} + 6 - 2 - \sqrt{2})$$
$$b = 1 + 8\sqrt{2} - (5\sqrt{2} + 4)$$
$$b = 1 + 8\sqrt{2} - 5\sqrt{2} - 4$$
$$b = (1 - 4) + (8\sqrt{2} - 5\sqrt{2})$$
$$b = -3 + 3\sqrt{2} = 3\sqrt{2}-3$$
(2) تبيان أن $a$ و $b$ مقلوبان واستنتاج علامة $b$
* تبيان أن $a$ و $b$ مقلوبان:
نحسب الجداء $a \times b$:
$$ a \times b = \left(\frac{\sqrt{2}+1}{3}\right) \times (3\sqrt{2}-3) $$
$$ a \times b = \left(\frac{\sqrt{2}+1}{3}\right) \times 3(\sqrt{2}-1) $$
$$ a \times b = (\sqrt{2}+1)(\sqrt{2}-1) $$
$$ a \times b = (\sqrt{2})^2 - 1^2 $$
$$ a \times b = 2 - 1 $$
$$ a \times b = 1 $$
بما أن $a \times b = 1$، فإن $a$ و $b$ عددان مقلوبان.
* استنتاج علامة $b$:
لدينا $b = 3\sqrt{2}-3 = 3(\sqrt{2}-1)$
بما أن $1 < 2$ فإن $\sqrt{1} < \sqrt{2}$ أي $1 < \sqrt{2}$
إذن $\sqrt{2} - 1 > 0$
وبالتالي $b = 3(\sqrt{2}-1)$ هو عدد موجب.
(3) حساب العبارة $e=a(1-b^{2})-|b(a^{2}+1)|$
* تبسيط العبارة $e$ باستخدام علاقة المقلوب $ab=1$:
$$ e = a(1-b^{2})-|b(a^{2}+1)| $$
$$ e = a - ab^{2} - |ba^{2} + b| $$
$$ e = a - (ab)b - |(ab)a + b| $$
نعوض $ab=1$:
$$ e = a - (1)b - |(1)a + b| $$
$$ e = a - b - |a + b| $$
* تحديد علامة $a+b$:
بما أن $a > 0$ و $b > 0$ (من السؤال 2)
فإن $a+b > 0$
إذن $|a+b| = a+b$
* إتمام حساب $e$:
$$ e = a - b - (a + b) $$
$$ e = a - b - a - b $$
$$ e = -2b $$
نعوض قيمة $b = 3\sqrt{2}-3$:
$$ e = -2(3\sqrt{2}-3) $$
$$ e = -6\sqrt{2}+6 = 6 - 6\sqrt{2} $$