)8مثلث متطابق ال أا�سلاع طول �سلعه � 16سم ،ن ّج�سفت أا�سلاعه ثم ُو�سل بينها بقطع م�ستقيمة فت�سكل مثلث ثم ن�سفت اأ�سلاع المثلث ا÷ديد و و�سل بينها فتك ّجون مثلث آاخر ...وهكذا إالى ما لا نهاية .جد: اأ ) مجموع يطات المثلثات الناتة . ب) مجموع م�ساحات المثلثات الناتة. )9يتزايد عدد �سكان مدينة بمعدل � ٪ 2.5سنو ًّيا .اإذا كان عدد �سكان المدينة عام 2014 ɰùjو… 100000ن�سمة .فكم �سيبلغ عدد �سكانها بعد � 5سنوات؟ )10أاودع �سخ�ض مبلغ 10000دينار بح�ساب الربح المركب و بفائدة �سنوية مقدارها .٪6هل تكفي جملة المبلغ بعد � 10سنوات ل�صراء �سيارة ثمنها 17900دينار؟ . ن ح ن > 1+ح أان = ن + 2ن ،اأثبت ن حدها العام ح في المتتالية التي أا ) )11 ن > 1+ح ن . ح 1 ن حدها العام ح في المتتالية التي ب) أان أاثبت ، 5ن = ال أاعداد وك جّونت ، ح�سابية حيث أا ≠ ب≠ جـ جـ متتالية ،ب، أا اإذا ك ّجونت ال أاعداد )12 جـ ب هند�سية ، متتالية اأ أا ،ب -أا ،جـ - . 5 = 3 = اأ أا َّن ف أاثبت )13اأ ) إاذا ك جّونت ال أاعــداد 2هـ +ك 3 ،ك – + 5 ، 5ك متتاليـــة ح�سابيــــة حــيث هـ ،ك ≠ ،0فما قيمة الثابتين هـ ،ك ؟ هل المتتالية وحيدة؟ ب) اإذا ك جّونت ال أاعداد �ض� ، 4 -ض � ، 2 +ض 14 +متتالية هند�سية فما قيمة �ض؟ )14اأ ) ثلاثة أاعداد ت�سكل متتالية ح�سابية مجموعها – 3وحا�سل �صربها ، 24ما هذه الاأعداد؟ 1 3 ،ما هذه ال أاعداد؟ 8 وحا�سل �صربها 1 4 ثلاثة أاعداد ت�سكل متتالية ح�سابية مجموعها ب) ارتفاعها 3 � )15سقطت كرة من ارتفاع 12قدم ًا على �سطح م�ست ٍو وكانت ترتد إالى 5 ال�سابق عند ا�سطدامها بالاأر�ض في كل مرة .جد مجموع الم�سافات التي قطعتها الكرة. )16يتك ّجون هذا ال�س Dوال من ت�سع فقرات من نوع الاختيار من متعدد ،لكل فقرة اأربعة بدائل ،واحد فقط منها �سحيح� ،سع دائرة حول رمز البديل ال�سحيح: 149
د) 5ن– 1 ( )1قاعدة الحد العام حن للمتتالية ... ، 13 ، 10 ، 7 ، 4هي: ب) 3ن 1 +جـ) ن 1+ أا ) 4ن ( )2ما عدد حدود المت�سل�سلة الح�سابية. 5.2 – ... - 0.4 – 0.4 + 1.2 + 2 : جـ) 9د) 10 اأ ) 5ب) 6 ، ... ،هو: 1 - ، 1 ، 3 - ، 9 المتتالية في ال�ساد�ض الحد ()3 3 1 1 1 1 81 - د) 81 جـ) 27 ب) 27 - ) اأ ( )4الك�صر العادي الذي ي�ساوي الك�صر الع�صري الدوري :ƒg0.18 111 د) 2 جـ) 1 ب) 20 ) أا 55 11 11 11 ( )5المتو�سط الهند�سي للعددين – :ƒg 16 - ، 4 د) 10 جـ) 8 - ب) 10 - أا ) 12 ∞ ر ) (1- 1 - 2 ( )6قيمة ر= 1 د) 2 - 2 جـ) - ب) 2 2 ) أا 3 3 1 1 1 ) ...ي�ساوي: + 8 - 4 + 2 ( *)7مجموع المت�سل�سلة الهند�سية اللانهائية ( - 1 د) ∞ 3 جـ) 2 ب) 5 ) اأ 2 3 8 4وحدها العا�صر 21فما أا�سا�سها؟ 1 متتالية ح�سابية حدها ال�سابع ()8 2 3 3 د) 16 1 جـ) ب) 3 5 1 ) أا 5 2 2 ( )9متتالية هند�سية حدها الثاني 32وحدها الخام�ض ، 4فما حدها ال�سابع؟ 1 د) 1 جـ) اأ ) 2ب) 1 8 2 * من اأ�سئلة الاختبارات الدولية. 150
151
اﻻﻗﺘﺮاﻧﺎت اﻟﻤﺜﻠﺜﻴﺔ 4 منذ البدء اهتم العلماء بح�شاب المثلثات و كان اأكثر اهتمامهم بالزوايا وال أا�شلاع .وللمثلثات اأهمية في المجالات كاف ًة مثل الهند�شة ،الفلك ،الملاحة ،والم�شاحة ومع تطور علم الفيزياء، وظهورعلم التكامل والتفا�شل تطور علم المثلثات وزادت أاهميته ،و كان أاول من اهتم بح�شاب المثلثات الفراعنة القدماء وا�شتخدموا هذا العلم في بناء الاأهرامات ،ثم اأ�شبح علم ًا م�شتقل ًا بذاته، واأ�شهر العلماء الم�شلمين المهتمين به ( :الزرقلي ،ون�شير الدين الطو�شي ،و أابو عبد اˆ الب ّتاني ).
Trigonometric Functions øe ™bƒàjال£ال Öب©QO óا á°Sه √òال IóMƒاCن ƒµjن bاQOا :≈∏Y التمييز بين التقدير الدائري ،و القيا�س ال�شتيني ،وح ّل م�شائل عليهما. ا�شتق�شاء خ�شائ�س الاقترانات المثلثية ( الجيب ،جيب التمام ،والظل ). ر�شم منحنيات الاقترانات المثلثية يدو ًّيا وبا�شتخدام التكنولوجيا. إايـجاد الـدورة وال�شـعة والمجال والمدى للاقترانـات المثلثية (جاهـ ،جتاهـ ،ظاهـ) (اإن أامكن ذلك). و�شف �شلوك منحنى الاقتران تحت تاأثيرالتحويلات ( الان�شحاب الر أا�شي و ال أافقي). تحليل متطابقات مثلثية جبر ًّيا (ت�شمل مجموع زاويتين والفرق بينهما ،ن�شف الزاوية، و�شعف الزاوية). برهنة المتطابقات المثلثية. ح ّل معادلات مثلثية ( الح tل ال أا ّولي والح tل العام ) جبر ًّيا. ح ّل م�شكلات تتعلق بالاقترانات المثلثية وتبرير الحل.
الﺘﻘﺪير الﺪائرﻱ والﻘﻴاﺱ السﺘﻴﻨﻲ الﻔﺼل اﻷول Degree and Radian Measure الàæاLاä • تميز بين التقدير الدائري والقيا�س ال�شتيني وتحول بينهما. • ت�شتخدم التقدير الدائري لاإيجاد طول قو�س في دائرة. في لعبة للاأطفال يمكن تركيب م�شمار دائري ل�شباق �شيارتين يتكون من ( )10قطع متطابقة ،كل واحدة منها ت أاخذ �شكل قو�س دائري بحيث يكون طول القو�س الداخلي اأق�شر من طول القو�س الخارجي بمقدار (� )3.14شم ،ما عر�س القطعة؟ تعلمت في ال�شفوف ال�شابقة اأن الزاوية عبارة عن �شعاعين منطلقين من النقطة نف�شها ،ي�شمى اأحدهما �شلع الابتداء وال�شلع ¢U ¢U ال آاخر ي�شمى �شلع الانتهاء ،ف إاذا 5130 530¢S كان �شلع ابتداء الزاوية منطب ًقا ¢S على محور ال�شينات الموجب ور أا�شها في نقطة ال أا�شل ،فاإن هذه الزاوية تكون في الو�شع القيا�شي لها ،و ال�شكل (¢U ¢U )1-4 5330 5210 يو�شح بع�س ال أامثلة على هذه ¢S الزوايا¢S . ال�شكل (.)1-4 154
ÖdɰS É¡°SÉ«b ájhGR ÖLƒe É¡°SÉ«b ájhGR �إذا كان اتجاه الدوران الذي تقا�س به الزاوية 570- 5290 عك�س عقارب ال�ساعة يكون قيا�س الزاوية موجب ،أ�ما �إذا كان اتجاه الدوران مع ال�شكل (.)2-4 عقارب ال�ساعة يكون قيا�س الزاوية �سال ًبا، انظر ال�شكل (.)2-4 وقد ت�شترك أ�كثر من زاوية في �ضلع الانتهاء وذلك نتيجة لدوران �ضلع الانتهاء أ�كثر من دورة حول نقطة ا أل�صل. ويعبر عن ذلك على ال�صورة ( هـ ×˚360 +ن) حيث ن عدد �صحيح < 0 ،هـ < .˚360 مثال ()1 حدد الربع الذي يقع فيه �ضلع الانتهاء ( �أو المحور الذي ينطبق عليه �ضلع الانتهاء ) لكل زاوية ˚1530 ) 3 ˚1018 – ) 2 مما ي�أتي: ˚ 540 )1 الحل � ˚180 =˚360 - ˚540 )1إذن �ضلع الانتهاء ينطبق على محور ال�سينات ال�سالب. ¢U ˚298- =˚360 + ˚658- , ˚658- = ˚360 + ˚1018 - ) 2 �ضلع الانتهاء لهذه الزاوية يقع في الربع ا أل ّول ،وللت�أكد من ذلك ف إِ� ّن الزاوية الموجبة المقابلة لها هي: ( .˚62 =˚360+˚298-لاحظ أ� ّن الزاوية ¢S أ�كملت دورتين وزيادة عليها ˚298بالاتجاه ال�سالب انظر ال�شكل (.))3-4 ال�شكل (.)3-4 ˚90=˚1440- ˚1530 = 4×˚360-˚1530 )3 ينطبق �ضلع الانتهاء لهذه الزاوية على محور ال�صادات الموجب. 155
تﺪريﺐ ()1 حدد الربع الذي يقع فيه �شلع الانتهاء ( أاو المحور الذي ينطبق عليه �شلع الانتهاء) لكل زاوية في ما ياأتي: ˚950 - )3 ˚900 )2 ˚310 - )1 لقيا�س وحدات الطول يوجد نظامان عالميان هما النظام المتري ووحدات قيا�شه المتر و أاجزا ؤوه وم�شاعفاته ،والنظام الانجليزي ووحداته القدم واأجزاوؤه وم�شاعفاته. كذلك الزوايا يوجد لها نظامان للقيا�س ،الاأول القيا�س ال�شتيني ووحداته الدرجة ( )°الدقيقة ( ʹ ) والثانية ( ˝́ )¢U . وال آاخر الjó≤àر الóاFر… ووحدة قيا�شه الراديان (Q( )Radianا )Oبحيث يكون1:راد قيا�س زاوية Q )¿ÉjQOGQ (1 مركزية مر�شومة في دائرة الوحدة في الو�شع القيا�شي ¢S تقابل قو�ش ًا طوله ي�شاوي طول ن�شف قطر هذه الدائرة .ويرمز لقيا�شها بالرمز 1راد. ولكن كيف يتم التحويل من التقدير الدائري اإلى ال�شكل (.)4-4 القيا�س ال�شتيني وبالعك�س؟ يعتمد هذا التحويل ب�شكل اأ�شا�شي على التنا�شب، حيث ˚180 :زاوية مركزية تقابل قو�ًشا طوله πفي دائرة الوحدة (عل ًما باإن πهي الن�شبة التقريبية ≈ .) 3.14 156
مثال ()2 حول الزوايا الآتية من القيا�س ال�ستيني �إلى التقدير الدائري: ˚300 )3 ˚700 )2 ˚120 )1 الحل π ˚180 ) 1 � ˚120س π2 π ×˚1˚81020 3 = �س= هوπ32 الوحدة دائرة في ˚120 المركزية للزاوية المقابل القو�س أ�ي �أ ّن طول π ˚180 ) 2 (تنا�سب) � ˚700س (اخت�صار) π 35 = π ×˚1˚87000 �س= 9 ال�ستيني بالقيا�س الزاوية ب�ضرب الدائري التقدير �إلى ال�ستيني القيا�س ُيم80كπن 1ا˚لت (حلومياذلام؟)ن ملاحظة: بـالمقدار (با�ستخدام الملاحظة ال�سابقة) π5 = π ×˚300 )3 3 ˚180 مثال ()3 حول الزوايا الآتية من التقدير الدائري �إلى القيا�س ال�ستيني: 2π3 ) 1ر اد 7 )3راد π5 )2راد 157
˚180 الحل π )1راد (تنا�شب) π3 �س ˚18π0××2π3 2 (تنا�شب) = ˚270 �س = ( اخت�شار) ˚180 π )2 � π5س �س= ˚900 = ˚180π× π5 ملاحظة :يمكن التحويل من التقدير الدائري اإلى القيا�س ال�شتيني من خلال �شرب الزاوية بالقيا�س الدائري ِبـالمقدار ( .˚1π80لماذا؟) 7 ˚1π80 (با�شتخدام الملاحظة ال�شابقة) 5400 =َ54 22 ×5180 ×7 = 7راد × )3 تﺪريﺐ ()2 )1حول الزوايا ال آاتية من القيا�س ال�شتيني إالى التقدير الدائري: جـ) ˚330 ب) ˚720 اأ )˚225 )2حول الزوايا ال آاتية من التقدير الدائري إالى القيا�س ال�شتيني: πراد π 7راد جـ) π 7راد 4 3 ب) 6 اأ ) من تعريف الراديان يمكن ا�شتنتاج أان: طول القو�س المقابل للزاوية المركزية = ن�شف القطر × قيا�س الزاوية بالتقدير الدائري ≥f = نق × هـ ( بالتقدير الدائري ) ل ∫ `g ≥f 158
µq aر fhا¢ûb ا�شتخدم فكرة طول القو�س لا�شتنتاج محيط دائرة ن�شف قطرها نق. مثال ()٤ . π3راد للزاوية المقابل القو�س طول اح�شب �شم، 12 ي�شاوي قطرها ن�شف دائرة 2 الحل ل = نق × هـ ( بما اأن هـ بالقيا�س الدائري نعو�س في القانون مبا�شرة ) π3راد 2 ≈�56.52شم. 3.14 ×18 ≈ π =18 × 12 = مثال ()5 ي�شاوي �14شم ،ما طول ن�شف قطرها؟ π2راد دائرة طول القو�س المقابل للزاوية 3 الحل ل = نق × هـ π2راد (تطبيق على القانون) 3 نق × =14 = نق π32 ×14 ) π2 (�شرب بمقلوب 3 ≈ 7 ومنه نق = ×21 �6.68شم. 22 تﺪريﺐ ()3 دائرة ن�شف قطرها �6شم ،اح�شب طول القو�س المقابل للزاوية ˚120 159
تمارين و مسائل π3راد ال�ستيني: الدائري �إلى القيا�س كل ًّا مما ي�أتي من التقدير 1حول )1 2 جـ π25راد – 2را د أ� ) - ) 2 ب) 2 )2حول كل ًّا مما ي�أتي من القيا�س ال�ستيني إ�لى التقدير الدائري : �أ ) ˚ 80 -ب) ˚610جـ ) ˚325 ¢U O ¢S 3 )3بالاعتماد على الر�سم المجاور �أجب عن ك ٍّل CG مما ي�أتي: `g أ� ) ا�ستخدم الزاوية �أ ب هـ لإعطاء مثال على 530 زاوية في الو�ضع القيا�سي مع ذكر قيا�سها. ب ) ا�سـتخدم الـزاويـة جـ ب و لإعطاء مثـال h 540 Ü على زاوية في الاتجاه ال�سالب مع ذكر `L قيا�سها. ال�شكل (.)5-4 4 )4في �إحدى الكليات ملعب دائري ال�شكل تقام عليه م�سابقات الجري ،مق�سم إ�لى حارات عر�ض كل منها 1م ،ن�صف القطر الداخلي للحارة الأولى 33م ،ون�صف القطر الداخلي للحارة الثانية 34م ,ما الفرق بين طول الحارتين الأولى والثانية عند إ�نهاء ن�صف لفة؟ 160
ُ 5 )5ح ّل الم�س�ألة الواردة في بداية الدر�س. 6 )6اح�سب م�ساحة القطاع الدائري لدائرة ن�صف قطرها �5سم قيا�س زاويته المركزية ي�ساوي 1 πراد حيث هـ مقدرة بالتقدير الدائري). نق 2هـ 2 ( علم ًا ب�أ ّن م�ساحة القطاع الدائري = 5 7 )7قو�س في دائرة طوله �7سم يقابل زاوية مركزية قيا�سها ،˚100ما طول قطرها؟ 8 )8طول قو�س في قطاع دائري ي�ساوي �أربعة أ�مثال طول ن�صف القطر ،هل من الممكن معرفة الزاوية المركزية؟ �9 )9إذا كانت الن�سبة بين قيا�سات زوايا مثلث كن�سبة ،5 : 3 :2فما قيا�س كل من هذه الزوايا بالتقدير الدائري والقيا�س ال�ستيني ؟ 161
ﻗﻮانﻴن اﻻﻗﺘراناﺕ المثﻠثﻴﺔ الﻔﺼل الثانﻲ The Lows of Trigonometric Functions الàæاLاä • تتعرف الاقترانات المثلثية وتجدها لزاوية معطاة. • تح�شب قيم الاقترانات المثلثية با�شتخدام زاوية المرجع. عمق الماء عند نقطة معينة في أاحد الموان( Åد) متر يرتبط بالزمن (ن) �شاعة ح�شب العلاقة ال آاتية: د = 3 - 8جتا (0.5ن) (ن< �شفر) اح�شب عمق الماء في الميناء في ا◊الات الاآتية: )2عند ا÷زر )1عند المد تعرفت فيما �شبق على الن�شب المثلثية ال�شتة وهي: الجيب (جاهـ) ،جيب تمام (جتا هـ) ،الظل (ظا هـ) ،ظل تمام (ظتاهـ) ،القاطع (قاهـ ) ،قاطع تمام (قتاهـ). انظر ال�شكل ( )6-4و تذكر أا ّن: GC `L r¢S Ü ال�شكل (.)6-4 �شفر) ≠ (جتا� ْس اأ جـ = ججتــاا�� ْسْس � ْس = ظا ، جـ ب = � ْس جتا ، أاجـ = � ْس جا جـ ب اأب اأب 162
(¿) * °180 +°90 …hɰùj É¡°SÉ«b ¿Éc GPGE ±ôq ©e ÒZ ájhGõdG πX ¿ƒµj ?GPÉŸ ,í«ë°U OóY ¿ å«M . 1 ،ظتا�س= 1 قتا�س = ، 1 = قا�س أان وتعلمت ظـا�س جـا�س جتـا�س ملاحظة :في كل الاقترانات الدائرية المعرفة بدلالة اقتران اآخر في المقام ُ -ت�شتثنى الزوايا التي تجعل المقام ي�شاوي �شفر أاينما وردت. في دائرة الوحدة (الدائرة التي ن�شف قطرها وحدة واحدة) اإذا ¢U ر�شمت زاوية قيا�شها هـ في و�شعها القيا�شي ،فاإن �شلع الانتهاء )(¢U,¢S `g ¢S لها �شيقطع الدائرة في نقطة وحيدة (�س� ،س). وطول ال�شلع المقابل للزاوية هـ في المثلث هو ال إاحداثي ال�شادي للنقطة ،كما اأن طول ال�شلع المجاور للزاوية هـ هو ال�شكل (.)7-4 الاإحداثي ال�شيني للنقطة. ينتج مما �شبق اأن جاهـ = �س ،جتا هـ = �س ( عل ًما باأ ّن نق = 1وحدة). ?áë«ë°U ábÓ©dG √òg ≈≤ÑJ πg IóMGh IóMh øY ô£≤dG ∞°üf ∫ƒW ∞∏àNG GPEG مما تقدم باإمكاننا الو�شول إالى التعريف الاآتي: ©Jر∞j ي�شمى الاقتران الذي يربط العدد الحقيقي هـ بالاإحداثي ال�شيني لنقطة تقاطع �شلع انتهاء زاوية قيا�شها هـ مع دائرة الوحدة اقتران جيب التمام ،و يرمز له ق(هـ) = جتاهـ ،وي�شمى الاقتران الذي يربط العدد الحقيقي هـ بال إاحداثي ال�شادي لهذه النقطة اقتران الجيب ،ويرمز له بالرمز ق(هـ) = جاهـ. 163
`gÉb É¡Hƒ∏≤e `gÉàL = ¢S ¢U ÉjGhõ∏d á«ã∏ãŸG Ö°ùædG `gÉàb É¡Hƒ∏≤e `gÉL = ¢U `gÉàX É¡Hƒ∏≤e `gÉX = ¢¢SU 590 IóMƒdG IôFGO ‘ á°Uq ÉÿG 43(213,221-()235,121-3) 55120 560(5342,152)(12,312 ) 4 (1,0) 65 ( 1 , 32 ) 5150 530 ( 1 , 3 ) 6 2 2 2 51(800,1-) (0,1) 5ôذU ¢S 5360 45 7 (12- , 32 -)5210 5330 (12- , 32 ) 611 6 530(025331-5,21()213-,215) 4 7 21 ()532221,5-25)240 1 ¢U 45 (1-2 ,1-2 ( 1- ,0 ) 45 `g 4 5270 23 ¢S 1 3 1 = 2¢U + 2¢S 2 60 1 1 = `g2ÉL + `g2ÉàL 30 3 164 .)8-4( ال�شكل
، πراد من ال�شكل ( )8-4يت�شح اأن أاعلى قيمة للجيب هي ،1وهي عند الزاوية التي قيا�شها 2 π3راد . 2 الزاوية عند ،1 – هي للجيب قيمة و أادنى واأعلى قيمة لجيب التمام هي ،1عند الزاوية �شفر ،و أادنى قيمة لجيب التمام هي 1-وهي عند الزاوية πراد. و بذلك يمكن التعبير عن اقتراني الجيب و جيب التمام بال�شورة: [ : ]1 ، 1-ق(�س) = جا�س . ق :ح [ : ]1 ، 1-ق(�س) = جتا�س. ق :ح µq aر fhا¢ûb هل ب إامكانك إاثبات أا ّن جا2هـ +جتا2هـ = 1؟ ا�شتعن بال�شكل (.)8-4 مثال ()1 ،فجد جتا هـ ،ظا هـ، 1 إاذا كان �شلع انتهاء الزاويـة هـ يقع في الربـع الاأول وكان جاهـ = 4 قاهـ ،قتاهـ. الحل (متطابقة) جا2هـ +جتا2هـ = 1 ( بالتعوي�س عن قيمة جاهـ) ) + 2جتا2هـ = 1 1 ( 4 (تب�شيط) =1 جتا2هـ + 1 16 1 15 1 من الطرفين) 16 طرح ( 16 = 16 جتا2هـ = -1 ( ُتهمل الاإجابة ال�شالبة لاأن �شلـع الانتهاء للزاوية هـ يقع في الربع 15 = 15 جتاهـ = 4 16 (تب�شيط) ال أاول) 165
(تعريف الظل ) جـاهـ = ظاهـ (التعوي�س عن قيم جاهـ ،جتاهـ) جتاهـ 1 (تب�شيط) 4 145 = 1 = 15 1 =4 جا هـ قتاهـ = 4 = 1 = قاهـ 15 جتا هـ طريقة ثانية للحل: يمكن حل مثال ( )1با�شتخدام فكرة المثلث القائم الزاوية ،وذلك بتكوين المثلث المجاور ،ومنه المقابل = 1 جاهـ = الوتر 4 (نظرية فيثاغور�س) (الوتر)( = 2ال�شلع( + 2)1ال�شلع2)2 (تعوي�س) ( + 2)1( = 16ال�شلع2)2 (تب�شيط) (ال�شلع15 = 2)2 (اإهمال الاإ�شارة ال�شالبة (لماذا))؟ ال�شلع15 = 2 ال�شلع15 = 2 واإذا ُعلمت اأطوال اأ�شلاع المثلث بال إامكان ا�شتخراج باقي الن�شب المثلثية. تﺪريﺐ ()1 اإذا كان قتا هـ = ، 5فجد قيمة ك ٍّل من :قاهـ ،جاهـ ،جتاهـ ،ظاهـ . 166
يمكن ح�ساب الن�سب المثلثية با�ستعمال �أي دائرة �أخرى غير دائرة الوحدة بالاعتماد على ت�شابه المثلثات ،انظر ال�شكل الآتي (لماذا يت�شابه المثلثان د ب م ،أ� جـ م؟) ¢U Ü ¢S `L `g Ω CG O ال�شكل (.)9-4 ينتج من ت�شابه المثلثين �أن الن�سب بين �أطوال الأ�ضلاع المتناظرة مت�ساوية. �أي �أن: = جتاهـ، مد = م أ� ، جاهـ = بد = جـ �أ مب م جـ بم جـ م وبا إلمكان ح�ساب باقي الن�سب المثلثية بالاعتماد على قيم جاهـ و جتا هـ. مثال (¢U )2 إ�ذا كان �ضلع الانتهاء لزاوية قيا�سها هـ يمر بالنقطة ((4,3) )4 ، 3 `g اح�سب قيمة ك ٍّل من :جاهـ ،جتاهـ ،ظاهـ ،ظتاهـ ،قاهـ ،قتاهـ¢S . )(0,0 الحل �س �ص 3 = �ص ظتا هـ = 4 = �س = ظا هـ 4 3 ال�شكل (.)10-4 لكن لح�ساب باقي الن�سب المثلثية يلزم معرفة ن�صف قطر الدائرة، الدائرة التي مركزها (ُ )0،0يح�سب طول ن�صف القطر با�ستخدام معادلة الدائرة (�س= � ، 3ص= 4من �إحداثيي النقطة) �س� +2ص = 2ر2 167
( تعوي�س قيم �س= 3و �س=)4 (25 = 2)4 ( + 2 )3 (ر= 5-مرفو�شة لماذا؟) ر=5± ر=5 (تعوي�س قيم �س� ،س ،ر) 5 ،قا هـ = 3 ،جتا هـ = 5 ،قتا هـ = 4 جا هـ = 3 5 4 5 ( لماذا اأُهملت جميع القيم ال�شالبة؟ ) تﺪريﺐ ()2 إاذا كان �شلع الانتهاء لزاوية قيا�شها هـ يمر بالنقطة ( ، )12، 5اح�شب قيمة ك ٍل من :جاهـ، جتاهـ ،ظاهـ ،ظتاهـ ،قاهـ ،قتاهـ. تعلمت إايجاد الن�شب المثلثية إاذا وقع �شلع الانتهاء للزاوية في و�شعها القيا�شي في الربع الاأول وبالاإمكان ح�شاب الن�شب المثلثية للزوايا التي يقع �شلع الانتهاء لها في الو�شع القيا�شي في ال أارباع الاأخرى بالاعتماد على ما يعرف بõا ájhالªر ،™Lوال�شكل ( )11-4يو�شح زاوية المرجع للزاوية هـ في الاأرباع جميعها. ©Jر∞j ت�ش ّمى الزاوية ا◊ا ّدة المح�شورة ب� Úشلع انتهاء الزاوية هـ وور ال�شينات زاوي َة المرجع للزاوية هـ ويرمز لقيا�شها بالرمز ́هـ. 168
¢U ¢U )(¢U,¢S- )(¢U,¢S )(¢U,¢S `n g `g ¢S `g ¢S `g-5180 = `n g `n g = `g ¢U ¢U )(¢U,¢S )(¢U,¢S `n g ¢S `n g ¢S )(¢U- ,¢S- )(¢U-,¢S 5180-`g = `n g `g-5360 = `n g ال�شكل (.)11-4 انظر ال�شكل ( )12-4ولاحظ العلاقة التي تحدد إ��شارة الن�سب المثلثية بالن�سبة للربع الذي يوجد فيه �ضلع انتهاء زاوية في و�ضعها القيا�سي ،حيث يمكن ا�ستنتاج أ� ّن: جا (� -س) = -جا�س جتا (� -س) = جتا �س ظا (– �س) = -ظا �س ¢SÉL πc ÖLƒe ¢SÉàb ÖLƒe ¢SÉX ¢SÉàL ÖLƒe ÖLƒe ¢SÉàX ¢SÉb ال�شكل (.)12-4 169
مثال ()3 دون ا�ستخدام الآلة الحا�سبة ،جد قيمة كل مما ي�أتي: )4جا ˚870 )2جا ) 3 ˚330ظا ˚135 )1جتا˚240 ¢U الحل ¢U ) 1جتا - = ˚240جتا ()˚180-˚240 ¢U 5240 = -جتا (0.5 - = )˚60 560 5240 560 5240 ¢S انظر ال�شكل ( /13-4أ� ) ¢S ال�شكل (� /013¢-U4أ.)56 ¢S ¢U ) 2جا - = ˚330جا ()˚330 -˚360 = -جا (0.5 - = )˚30 ¢U 5330 ¢S 530 ¢S انظر ال�شكل ( /13-4ب) ¢S 5330 530 5330 ¢U 530 ال�شكل ( /1¢3U-4ب). 545 ¢U 5135 ¢S ) 3ظا - = ˚135ظا ()˚135-˚180 545 5135 ¢S = -ظا (1- = )˚45 ¢S 545 5135 انظر ال�شكل ( /13-4جـ) ¢U ¢U ال�شكل ( /1¢3U-4جـ). ¢S 170 ¢S 530 5870 ¢S 530 5870 530 5870
¢U )4جا = ˚870جا ( )˚720 -˚870 = جا ˚150 530 5870 ¢S = جا ()˚150 -˚180 = جا (0.5 =)˚30 انظر ال�شكل ( /13-4د) ال�شكل ( /13-4د). تﺪريﺐ ()3 ي أاتي: ما جد قيمة الحا�شبة ، ا�شقتاخ1دا13م اπلاآلة دون )3ظتا π3 )2جتا )1 ˚300 6 µq aر fhا¢ûb طريقتها: على ك wل ( جا2هـ) قامت طالبتان بتب�شيط المقدار )1 (جتا2هـ +جا2هـ) قا2هـ = 1+ ظا2هـ = جـا2هـ + جـا2هـ كتبت الاأولى: جـا2هـ جتـا2هـ اeƒ∏©Ÿ ∞°VCا∂J = جا2هـ جـا2هـ = ( جا2هـ) كتبت الثانية: ت�شمى العلاقات 1 (جتا2هـ +جا2هـ) جا 2هـ +جتا2هـ =1 اأي ا◊ َّل� Úشحيح؟ ب ّرر إاجابتك . ظا 2هـ = 1+قا 2هـ ظتا 2هـ = 1+قتا 2هـ متطابقات فيثاغور�س (لماذا؟) 171
� )2إذا كـــان �ضلع الانتهـــاء للزاويــــة هـ في الو�ضع القيا�سي يقع في الربع الثاني ،وكان 1- ¢U ِ ،ج ْد جاهـ ،ظاهـ. 3 = جتاهـ قام ها�شم بحل الم�س�ألة بالطريقة الآتية: فر�ض �أن ́هـ هي زاوية المرجع للزاوية هـ ¢S 1 إ�ذن جتا ́هـ = -جتاهـ = 3 ر�سم المثلث القائم المجاور ،وبا�ستخدام نظرية فيثاغور�س ح�سب طول ال�ضلع المجاور للزاوية ́هـ هو ، 8 وقال :بما �أن هـ زاوية في الربع الثاني �إذن: ، 8 جا هـ = جا ́هـ = 3 3 8 . 8 - ظا هـ = -ظا ́هـ = 1 ما ر�أيك في طريقة ها�شم في حل هذه الم�س�ألة؟ 1 172
تمارين و مسائل 1 ) 1اح�سب قيمة ك ٍّل مما ي�أتي: 3 ؛ <˚270هـ < ˚360 جاهـ �إذا علمت �أن جتاهـ = ) أ� ؛ < ˚180هـ < ˚270 ؛ < ˚180هـ < ˚270 2- قاهـ �إذا علمت أ�ن جاهـ = ب ) 7 جـ) ظاهـ �إذا علمت �أن ظتاهـ = 2 ؛ <0هـ < ˚90 4 جاهـ ،جتاهـ �إذا علمت �أن ظا هـ = د ) 3 � )2أثبت ما ي�أتي: �أ ) ظا2هـ = 1+قا2هـ ب) ظتا2هـ = 1+قتا2هـ ) 3دون ا�ستخدام ا آللة الحا�سبة ،جد قيمة ُك ٍّل مما ي�أتي: �أ ) جا ˚300ب) جتا ˚225 π8- قا ) د π15 ظا جـ) 3 4 ) 4عبر عن المقادير الآتية با�ستخدام ن�سب مثلثية أ�خرى: π -هـ) 2 ) جا( أ� -هـ) π جتا ( ب) -هـ) 2π ظا ( جـ) 2 د ) قتا ( +˚180هـ ) 173
هـ ) ظتا ( - ˚360هـ ) و ) جتا ( – πهـ) ُ )5ح ّل الم�س�ألة الواردة في بداية الدر�س. )6ب�ِّسط كلاًّ من المقادير الآتية : قتا هـ جا هـ ) أ� ظتا هـ -1جتا2هـ) ( × قا هـ ب) جا هـ π 1- 2 جتا جـ) جا(-هـ) 1+ ،حيث: نπ يعبر عن مبيعات أ�حد الم�صانع المنتجة للع�صير بالعلاقة �ص= 5.5+13جتا ) 7 6 �ص عدد العلب بالمئات ،ن الزمن بالأ�سابيع ،اح�سب عدد العلب بعد مرور � 6أ�سابيع. ) 8قام أ�حد الم�صانع ب�إنتاج �سلعة ما وعند عر�ضها في ال�سوق وجد �أن المبيعـات من هذه نπ ال�شهـر ن ترتيب ،حيث: 6 61.7جا + 72.4 �س= ا آلتية: ال�سلعـــة تتبع المعادلة (كانون ثاني=� ،1شباط= 2وهكذا) ،و �س تمثل عدد القطع بالآلاف. اح�سب المبيعات في الأ�شهر (ني�سان ،حزيران ،ت�شرين �أول ،كانون أ�ول) و�أي ا أل�شهر تكون فيها المبيعات نف�ُسها ( برر �إجابتك). 174
اﻗﺘراناﺕ (الﺠﻴﺐ،ﺟﻴﺐ الﺘماﻡ،الﻈل) الﻔﺼل الثالﺚ Sine,Cosine and Tangent Functions ا•لæتàرا�شLمامنäحنى اقتران كل من الجيب ،جيب التمام ،والظل يدو ًّيا وبا�شتخدام الحا�شوب. • تجد المجال والمدى والدورة وال�شعة لاقتران مثلثي ( إان أامكن). • ت�شف �شلوك منحنى الاقترانات المثلثية تحت ت أاثير التحويلات (الان�شحاب الر أا�شي وال أافقي). ال�شكل المجاور يب Úالتخطيط النا œعن جهاز لقيا�س نب�شات القلب ،والر�شم الموجود ي�شبه إالى حد كبير ر�شومات الاقترانات المثلثية .وبذلك يت�شح ارتباطها با◊ياة العملية. تعتبر الاقترانات المثلثية مثا ًلا على نوع من الاقترانات التي ُتعرف با’àbراfا äال( ájQhóاقترانات تكرر نف�شها كل دورة معينة). مثال ()1 ار�شم منحنى الاقتران ق(�س) = جا�س حيث �س [ ]π2 ،0 الحل لر�شم منحنى الاقتران ق(�س) = جا�س على الفترة [ ،] π2 ،0نـكون جدو ًلا يحوي قي ًما للمتغير �س ثم نجد قيم ق(�س) المقابلة بتعوي�س قيم �س في الاقتران ق(�س): ا÷دول (.)1-4 π2 π7 π3 π5 π π3 π π �س 0 4 2 4 4 2 4 جا�س 0 0.7- 1- 0.7- 0 0.7 1 0.7 0 175
بعد ذلك نعين النقط (�س ،جا�س) الناتجة في الم�شتوى البياني ون�شلها بخ ٍّط منح ٍن أامل�س فنح�شل على ال�شكل ال آاتي: ¢U 2 1 0 ¢S 1- 2- ال�شكل (.)14-4 تﺪريﺐ ()1 ار�شم منحنى الاقتران ق(�س) = جتا�س على الفترة [.] π2 ، π2- مثال ()2 ار�شم منحنى الاقتران ق(�س) = جا�س على الفترة [ .]π4 ،0 ¢U الحل 1 نطبق الخطوات ال�شابقة 0^5 فينتج ال�شكل الاآتي: 0 لاحظ اأن الاقتران يكرر ¢S 0^5- نف�شه كل ˚360لذلك 1- �ُشمي اàbراkfا vjQhOا. ال�شكل (.)15-4 لاحظ اأن الزوايا (�س2 +ن× ،)πحيث ن عدد �شحيح ،لها �شلع الانتهاء نف�ُشه وبذلك يكون لها نف�س الن�شب المثلثية للزاوية �س . 176
©Jر∞j اإذا كان ق(�س +اأ ) = ق(�س) لكل �س في ›ال ق حيث أا عدد ثابت ،ف إان ق ُي�شمى اقترا ًنا دور ًّيا ،و ُت�شمى اأ�شغر قيمة حقيقية موجبة للعدد اأ التي –قق المعادلة ال�شابقة In QhOا’Îbان .¥ لاحظ اأن الاقتران جا�س يمكن كتابته على ال�شورة ق(�س)= جا(�س )π2+فهو يكرر نف�شه كل π2و دورته.π2 ©Jر∞j إاذا كان ق(�س) اقترا ًنا دور ًّيا دو ًدا ف إان الفرق ب Úاأعلى قيمة للاقتران و أا�شغر قيمة للاقتران مق�شومة على ،2ي�شمى �شعة الاقتران ،أاي اأ ّن: ق للاقتران قيمة -أادنى ق للاقترن قيمة اأكبر = ال�شعة 2 jhف†°ل Ñbل º°SQاæe …Cحàb’ ≈æران E …QhOاéjا Oال h IQhóال á©°ùل°ùàا º°SQ »a óYا’àbران. مثال ()3 جد �شعة الاقتران ق(�س)= 2جا�س. الحل بما اأ ّن اأكبر قيمة للاقتران (جا�س) هي 1فاإ ّن أاكبر قيمة للاقتران ق(�س) =2جا�س هي: 2 = 1 ×2 واأ�شغر قيمة للاقتران (جا�س) هي 1-فاإ ّن أا�شغر قيمـة للاقـتران ق(�س) = 2جا�س هي: 2- = 1- ×2 =2 4 = ()2- -2 = ال�شعة ت�شبح وبذلك 2 2 177
مثال ()٤ . �س جتا 3 = �س الاقتران دورة اح�شب 2 2نπ �س �س الحل π4ن 2 2 ) .ف إا ّن: + = جتا ( جتا أان بما = 3جتا (توحيد مقامات الزاوية) �س �س+ �س= 3جتا 2 �س 2 2 كل .π4 إاذن تتكرر كل قيمة من قيم �س = 3جتا اإذن ،دورة الاقتران .π4 يمكن ح�شاب دورة الاقتران ال�شابق بطريقة مختلفة كما ياأتي: �س ( �شرب المتباينة بـالعدد )2 < π2 2 <0 < ، π4 �س <0 .π4 =0 – π4 = الاقتران دورة فتكون ب�شكل عام يمكن تحديد دورة الاقتران وال�شعة كما ياأتي: إاذا كان ق(�س) = اأ ×جا( ب �س +جـ) ،أاو ق(�س) = اأ×جتا(ب �س+جـ) حيث اأ≠�شف ًرا، π2 |. أا ال�شعة = | ، |ب| = الدورة فاإ ّن ب≠�شف ًرا مثال ()5 ). π ق(�س) = 2جتا (�س+ جد الدورة وال�شعة للاقتران 2 = .π2 π2 = π2 = الدورة الحل ||1 |ب| ال�شعة = |، 2 = |2 π �س تﺪريﺐ ()2 2 2 . ) + ( جا 5 = ق(�س) جد دورة و�شعة الاقتران 178
مثال ()6 ) π3 ، π ار�سم منحنى الاقتران ق(�س) = ظا�س ،على الفترة (- 2 2 الحل لر�سم منحنى اقتران الظل نكون الجدول الآتي ،حيث ن�أخذ قي ًما لـلمتغير �س ثم نجد قيم ق(�س) المقابلة لها بتعوي�ض قيم �س في الاقتران ق(�س). π3 π4 π5 π π3 π π π 0 π- π- π- �س 2 2 4 4 2 3 4 4 3 2 ق(�س) غير 1.7 1 0 1- غير 1.7 1 0 1- 1.7- غير مع ّرف مع ّرف مع ّرف π π3 وم�ضاعفاتها ،ثم نعين النقاط 2 و 2 من كل عند للر�سم العمودي بالمحاذي يعرف ما نر�سم في الم�ستوى البياني ثم ن�صل بخ ٍّط منح ٍن �أمل�س فيتنج ال�شكل ا آلتي: ¢U 2 1 0 ¢S 1- 2- ال�شكل (.)16-4 π انظر الجدول الآتي: π لمعرفة �سلوك منحنى اقتران الظل عندما تقترب الزاوية من 2 2 �س ˚89.99 ˚89.9 ˚89.8 ˚89.6 ˚89.3 ˚89 غير 57029.58 572.96 286.48 143.24 81.85 57.29 ظا�س مع ّرف 179
نشاط با�ستخدام برمجية �إك�سل ار�سم منحنى الاقتران ق(�س)= جا�س � < ˚0 ،س < .˚360 )1ن�ضع الم�ؤ�شر في الخلية A1ونقوم ب�إدخال البيانات التي تمثل الزوايا الأ�سا�سية وما يقابلها في الأرباع الأربعة في العمود الأول(.)A فتظهر القيم في العمود ( )Aكما هو مو�ضح في ال�شكل (.)17-4 ال�شكل (.)17-4 � )2ضع الم�ؤ�شر في الخلية .B1واكتب قاعدة التحويل من القيا�س ال�ستيني �إلى التقدير الدائري على ال�صورة =(A1*22/7)/180 كما في ال�شكل ( .)18-4ثم ا�ضغط Enter ال�شكل (.)18-4 180
)3ا�سحب الم�ؤ�شر على جميع الخلايا التي كتبتها ليظهر لك مجموعة القيم في العمود .Bكما في ال�شكل (.)19-4 ال�شكل (.)19-4 � ) 4ضع الم ؤ��ش��ر في الخلية ، C1ومن تبويبة ال�صيغ ) ،(Formulasاختر ( إ�دراج) دالة، فيظهر لك �صندوق حوار �إدراج كما في ال�شكل(.)20-4 ال�شكل (.)20-4 181
) 5اختر الدالة ( )SINوانقر على موافق ،يظهر لك �صندوق حوار الدالة كما في ال�شكل( ،)20-4اكتب B1في م�ستطيل ( ،)Numberكما في ال�شكل (.)21-4 ال�شكل (.)21-4 ) 6ا�سحب الم�ؤ�شر على جميع الخلايا التي كتبتها ليظهر لك مجموعة القيم في العمود .Cكما في ال�شكل()22-4 ال�شكل (.)22-4 ) 7ظلل العمودين A, Cثم اختر من تبويبة �إدراج مجموعة مخططات نوع المخطط، ) (LINEثم اختر من الأ�شكال ال�شكل �س� ،ص مبعثر( )xy-Scatterثم اختر نوع 182
المنحنى كما في ال�شكل (.)23-4 ال�شكل (.)23-4 )8اختر موافق ليظهر لك ر�شم منحنى الاقتران: ق(�س)= جا �س حيث � < ˚0س < ˚360كما في ال�شكل(.)24 -4 ال�شكل (.)24-4 تﺪريﺐ ()3 ا�شتخدم برمجية إاك�شل لر�شم منحنى ك ٍّل من الاقترانات الاآتية: )1ق(�س) = جتا �س على الفترة []π2 ، 0 )2هـ(�س) = 2جتا �س � ،س []π2 ، 0 1 []π2 ، 0 جتا �س � ،س 2 )3هـ(�س) = 183
µq aر fhا¢ûb ماذا تلاحظ من خلال حلك لتدريب ()3؟ ناق�س مع زملائك ما تو�شلت إاليه. ] [π مثال ()٧ 2 ، π- ار�شم منحنى ق(�س) = جا (�2س ) π +وجد الدورة وال�شعة له� ،س 2 الحل .π = π2 = π2 = الدورة ، 1 = | أا | = 2 |ب| ال�شعة )1ك ّون جدو ًلا بقيم �س ،ق(�س) π π π- π- 2 4 �شفر 4 2 �س ¢U ق(�س) 0 1- 0 1 0 2 )2عين النقاط التي üMش∏ âع∏يها في الم�شتوى 1 البياني ،ثم ِ�ش ْل بينها بخ ٍّط منح ٍن أامل�س كما في 0 ¢S ال�شكل ال آاتي: 1- 2- ال�شكل (.)25-4 ] π ، π- [ µq aر fhا¢ûb 2 2 كيف تتوقع أان يكون �شكل منحنى ل(�س) = 2جا(�2س � ،)π +س تﺪريﺐ ()٤ ار�شم منحنى ك ٍّل من الاقترانات ال آاتية وجد الدورة وال�شعة لك ٍّل منها: )1ق(�س) = 3جتا �2س � ،س []π ، 0 �س ] [π3π- []π4 ، 0 �س ، 2 جتا = ل(�س) )2 2 2 π ، ) � ،س 2 )3هـ(�س) = 2جتا (�س + 184
تمارين و مسائل )1جد الدورة و ال�سعة لك ٍّل من الاقترانات الآتية: �أ ) ل(�س) = 3 -5جا (�س )π23 - ب) هـ(�س) = 4 +1جا (�3س )π + جـ) ك(�س) = 2جتا � 3س ) 2ار�سم منحنى الاقترانات الآتية ثم قارن منحنى ك ٍّل منها بمنحنى الاقتران جا�س أ�و جتا�س: π2 [0 ] 3 , [- � ,س �أ ) ق(�س) = +2جا � 3س � ,س ب) ل(�س) = جتا (�س)π+ ]π , π � ،س [ ] π2 , 0 جـ) و(�س) = 2جا�س � ،س []π2 , 0 د ) هـ(�س) = 4جا�2س هـ) ك(�س) = جا (�2س� ، )π2+س []0 , π - π �س []π5 , π �س ، ) 2 - 2 ( جا 5 = ع(�س) و) 2 π ) 2 ار�سم منحنى كل من الاقترانين ق (�س) = -جتا�س ،ل( �س) = -جتا (�س- ) 3 على الم�ستوى البياني نف�سه واكتب ا�ستنتاجاتك مع التبرير. ) 4الجدول ا آلتي يو�ضح معدل ما دفعته �أ�سرة �أردنية ثم ًنا لفواتير الكهرباء في �إحدى ال�سنوات مقر ًبا لأقرب دينار �أردن ّي: كانون ت�شرين ت�شرين أ�يلول �آب تموز حزيران آ�يار ني�سان آ�ذار �شباط كانون ال�شهر أ�ول ثاني أ�ول ثاني 28 25 21 17 15 14 15 20 24 29 32 30 فاتورة الكهرباء مثل نقاط الجدول ( ال�شهر ،فاتورة الكهرباء) في الم�ستوى البياني و�صل بينها بخ ٍّط منح ٍن أ�مل�س ،ثم اقترح اقترا ًنا يعتمد على اقتران الجيب بحيث يكون ر�سمه البياني ي�شبه الر�سم الناتج. 185
الفـترة فـي اقـتران كـل ُيم ّثل الـذي المنحـنى رمــز اكـتب ()26-4 معتمـ ًدا علـى ال�شــكـل ) 5 [ ]π2 , 0في ما ي أ�تي: ¢U CG 3 2 1 Ü `L 12 ¢S 121- 2- 3- ال�شكل (.)26-4 ,رمز المنحى هو .......... جا �س 1 أ� ) ق (�س) = 2 ب ) ب (�س) = 3جا �س ,رمز المنحى هو .......... جـ) هـ (�س) = جا�س ،رمز المنحى هو .......... 186
المﻌاﺩﻻﺕ والمﺘﻄاﺑﻘاﺕ المثﻠثﻴﺔ الﻔﺼل الراﺑﻊ Trigonometric Identities and Equations الàæاLاä • تحلل متطابقات مثلثية ت�شمل مجموع زاويتين والفرق بينهما ،وتبرهنها. • تحلل وتبرهن متطابقات مثلثية جبر ًّيا (ت�شمل �شعف الزاوية ون�شفها). • تحل معادلة مثلثية من الدرجة الاأولى والثانية. )Trigonometric Identities (1 أو ًﻻ :اﻟﻤﺘﻄﺎﺑﻘﺎت اﻟﻤﺜﻠﺜﻴﺔ )(١ يـمر تيار كهربائي متردد في إاحدى الدارات الكهربائية، ويـعطــى التيــار ت بالعـلاقـــة ت = 7جــا ˚75ن، حيث :ن الزمن بالثواني ،وقيا�س الزاوية بالدرجات. هل ت�شتطيع كتابة العلاقة ال�شابقة بطريقة اأخرى؟ ت�شتخـدم في مثل هذه الحالة متطابقات مجمـوع زاويتين (الفرق بينهمـا) ل إايجـاد قيم الن�شب المثلثية عند بع�س الزوايا التي يمكن كتابتها على �شكل حا�شل جمع زاويتين أاو الفرق بينهما ،إاذا ُعلمت الن�شب المثلثية لك ٍّل منها. إاذا كان أا ،ب قيا�شين لزاويتين ف إا ّن: )1جتا ( اأ -ب ) = جتا أاجتا ب +جا اأ جا ب )2جتا (اأ +ب) = جتا أا جتا ب – جا اأ جا ب )3جا( أا +ب) = جا اأجتا ب +جا ب جتا اأ )4جا ( أا -ب ) = جا أاجتا ب -جا ب جتا اأ ظا أا -ظاب + 1ظا اأ ظاب = ظا ( أا -ب) )5 ظا اأ +ظاب = ظا ( أا +ب) )6 - 1ظا أا ظاب 187
البرهان برهان الفرع ()1 افتر�ض �أ ّن زاويتين قيا�سهما �أ و ب في دائرة الوحدة كما في ال�شكل ( )24-4ف�إ ّن: (جتا �أ ،جا �أ ) (جتا ب ،جا ب) جـ أ� -ب د �أ ب م ال�شكل (.)24-4 (قانون الم�سافة بين نقطتين) ( جـ د)( = 2جتا ب – جتا أ� ) ( + 2جاب -جا أ� )2 = جتا2ب – 2جتا ب جتا�أ +جتا 2أ� +جا2ب 2 -جا �أجاب +جا 2أ� ( فك ا ألقوا�س ) = (جتا 2أ� +جا 2أ�)( +جا2ب +جتا2ب) 2-جتاب جتا أ� 2 -جا �أجاب (تجميع حدود ) = 2 – 2جتاب جتا أ� 2 -جا أ�جاب ( )1(........جا2هـ+جتا2هـ=)1 (جـ د)( = 2م جـ)( +2م د) ( 2 – 2م جـ )× (م د) ×جتا (�أ -ب) (ا�ستخدام قانون جيب التمام) (م جـ = م د = 1أ�ن�صاف �أقطار ) = ×1 × 1 ×2( - 1+ 1جتا (�أ -ب)) = 2 - 2جتا (�أ -ب) )2 (............................. ( طرح 2من الطرفين) من المعادلتين ( )1و ( )2ينتج : 2 – 2جتا ( أ� -ب)= 2-2جتاب جتا أ� 2 -جا أ�جاب ( الق�سمة على) 2- 2-جتا (�أ -ب) = 2 -جتا ب جتا أ� 2-جا أ� جاب ومن ذلك ينتج �أن :جتا (�أ -ب) = جتا �أجتاب +جا أ� جا ب 188
مثال ()1 اأثبت اأ ّن جتا ( أا+ب)= جتا أا جتاب -جاب جا اأ الحل لاإثبات المتطابقات نبداأ من الطرف ال أايمن لن�شل اإلى الطرف الاأي�شر ( أاو بالعك�س). (كتابة اأ+ب على �شورة أا - -ب) الطرف الاأيمن:جتا ( أا +ب) =جتا (اأ -( -ب)) ( متطابقة ())1 = جتا أاجتا ( -ب) +جا أا جا ( -ب) (جتا (– �س )= جتا �س ،جا (– �س)= -جا �س) = جتا اأ جتاب +جا أا ×( -جاب) = جتا اأجتا ب -جا اأ جا ب وبذلك نكون ح�شلنا على الطرف الاأي�شر. مثال ()2 اأثبت أا ّن جا (اأ +ب) = جا اأ جتاب +جا ب جتا اأ الحل الطرف الاأيمن = جا( اأ +ب) )==جتجاتا(((-π2π2 π (جيب الزاوية = جيب تمام متممتها) -اأ) -ب) ( أا+ب) - 2 جتا ( جاب (المتطابقة ())1 -اأ) π جا( + ب جتا أا) 2 (جيب الزاوية = جيب تمام متممتها) = جا أاجتا ب +جاب جتا أا = الطرف ال أاي�شر تﺪريﺐ ()1 اأثبت أا ّن )1جا (� + πس) = -جا �س π3 �س جتا - = ) �س - 2 ( جا )2 )3جتا ( � -πس) = -جتا�س 189
مثال ()3 دون ا�ستخدام ا آللة الحا�سبة اح�سب قيمة ك ٍّل مما ي�أتي� ،إذا علمت �أ ّن: جا = 30جتا ، 0٫5 = ˚60جتا = ˚30جا ، 0٫87 = ˚60جا = ˚45جتا0٫7 = ˚45 )2جا ˚75 ) 1جتا ˚105 )4جتا˚24جتا - ˚36جا ˚24جا˚36 ) 3ظا ˚15 الحل ) 1جتا ( = )˚105جتا ( = )˚45+˚60جتا ˚60جتا - ˚45جا˚60جا( ˚45المتطابقة ())2 = 0.259 - =0.609- 0.35 =0.7 × 0.87 – 0.7 × 0.5 (تعوي�ض القيم) ()˚30+˚45= ˚75 ) 2جا ( = )˚75جا( )˚30 +˚45 ( المتطابقة ())3 = جا ˚45جتا + ˚30جا ˚30جتا ˚45 = 0.959= 0.35+ 0.609 = 0.7 × 0.5 + 0.87 × 0.7 ( تعوي�ض القيم) ) 3ظا =˚15ظا ( )˚45 -˚60 ()˚45-˚60=˚15 = 1ظ+ا0ظا×˚-6˚06ظاظ5ا˚4˚54 ( المتطابقة ())5 0.74 = 1 1 - 1.74 = ( تعوي�ض القيم) 2٫74 * 1.74 + 1 (تب�سيط) = 0.27 ( المتطابقة ())2 )4جتا˚24جتا - ˚36جا ˚24جا = ˚36جتا ()˚24+˚36 (تب�سيط) = جتا˚60 ( تعوي�ض) = 0٫5 190
تﺪريﺐ ()2 اح�شب قيمة ك ٍّل مما ياأتي دون ا�شتخدام الاآلة الحا�شبة: )1جتا ˚70جتا + ˚25جا ˚70جا˚25 )2جتا ˚75 )3ظا ˚105 مثال ()٤ إاذا كان جا أا = ،0.4جتا ب = 0.3-حيث < ˚0 :اأ < < ˚90 ، ˚90ب < ˚180 اح�شب قيمة كل مما ي أاتي: )1جا ( اأ +ب) )2جتا ( اأ -ب) ( تعوي�س جا أا =)0.4 الحل ( طرح 0.16من الطرفين) نجد جتا اأ با�شتخدام المتطابقة جا 2أا +جتا 2أا = 1 (ن أاخذ الجذر للطرفين) (+ 2)0.4جتا 2أا = 1 (لاأ َّن أا في الربع الاأول) جتا 2أا = 0.16- 1 ( تعوي�س جتا ب =)0.3- ( طرح 0.09من الطرفين) = 0.84 ( ناأخذ الجذر للطرفين) جتا أا = 0.91 ( ب في الربع الثاني ) نجد جا ب با�شتخدام المتطابقة جا2ب +جتا2ب = 1 ( المتطابقة ())3 جا 2ب 1=2)0.3-( + جا2ب = 0.09 -1 جا2ب = 0.91 جا ب = 0.95 يمكن الاآن ح�شاب المطلوب بتعوي�س القيم المعطاة والمح�شوبة: )1جا (اأ +ب ) = جا اأجتاب +جاب جتا اأ 191
( تعوي�س القيم) = 0.91 ×0.95 +0.3-×0.4 (تب�شيط ) = ()0.86 +0.12- (المتطابقة ())1 ( تعوي�س القيم) = 0.74 ( تب�شيط) )2جتا ( أا -ب) = جتا اأ جتا ب +جا أاجا ب = 0.95 × 0.4 +0.3 -×0.91 = 0.38 + 0.27- = 0.11 تﺪريﺐ ()3 � <˚180 ،س< ˚270 3 إاذا كان جا�س = - � <˚180 ،س< ˚270 5 12 جتا �س= - 13 فاح�شب قيمة ك ٍّل مما ي أاتي: )1جا (�س� -س) )2جتا (�س�+س) )3ظا (�س� -س) نحتاج اأحيان ًا أان نكتب الجيب وجيب التمام لزاويتين كحا�شل �شرب وهذه المتطابقات تجعل العمليات الح�شابية �شهلة ،والنظرية ال آاتية ت�شتخدم حا�شل �شرب الجيب وجيب التمام لحا�شل جمع جيبين أاو جيبي تمام: �س � -س جتا �س � +س جا�س +جا �س = 2جا )1 2 2 �س - �س �س + �س 2 جا 2 جتا 2 = �س جا – جا�س )2 �س - �س جتا �س + �س 2جتا = �س جتا + جتا�س )3 2 2 �س � -س �س + �س 2 جا 2 جا 2- = جتا�س – جتا�س )4 192
� -س �س جتا �س � +س جا =2 جا �س جا�س + الاأولى المتطابقة لبرهنة 2 2 �س � +س 2 = اأ نفر�س اأن � :س = اأ +ب ( لماذا؟) �س - �س = ب �س = اأ – ب 2 جا (اأ +ب ) = جا أا جتا ب +جاب جتا أا ( )1(.........المتطابقة ())3 جا ( اأ -ب) = جا اأجتا ب -جتا اأ جا ب ( )2(........المتطابقة ())4 ( جمع المعادلة ( )2(+ )1وتب�شيط) = 2جا اأ جتاب (تعوي�س قيم اأ ،ب المح�شوبة ) �س � -س جتا �س � +س جا �س +جا �س = 2جا وهو المطلوب 2 2 تﺪريﺐ ()٤ اأثبت باقي اأجزاء المتطابقات في �شفحة .192 تﺪريﺐ ()5 أاثبت أا ّن: جا(�س � +س) = ظا �س +ظا �س جتا�س جتا�س )1 ظا�س -ظا�س = جا(�س � -س) )2 - 1ظا�س ظا�س جتا(�س � +س) 193
مثال ()5 1 1ظا8+ظ7ا˚˚-78ظاظا= ˚˚4488 ب ّين اأ ّن: 3 الحل ( المتطابقة ())5 = ظا ()˚48 -˚78 1ظا8+ظ7ا˚˚-78ظاظا˚˚4488 ( تب�شيط) نبداأ من الطرف الاأيمن (تعوي�س) = ظا()˚30 الطرف الاأي�شر 1 = 3 تﺪريﺐ ()6 3 = ججاتا˚˚7155 + جتجاا˚˚7155 اأثبت أا ّن - مثال ()6 أاثبت �شحة المتطابقة :ظا ( - ˚45جـ) × ظا (+ ˚45جـ ) = ( 1جـ ≠)˚225،˚45 حيث < ˚0جـ < ˚ 360 ( المتطابقات())6 ، 5 الحل نبد أا بالطرف الاأيمن :ظا ( -˚45جـ) × ظا ( +˚45جـ ) = 1ظا5+ظ4ا˚˚-45ظاظاجـجـ × 1ظا5-ظ4ا˚˚+45ظاظاجـجـ ( تعوي�س ظا )1=˚45 (+1ظاجـ) × (-1ظاجـ) = ( تب�شيط) -1ظاجـ +1ظاجـ =1 (الطرف الاأي�شر) 194
تمارين و مسائل )1دون ا�ستخدام ا آللة الحا�سبة جد قيمة ك ٍّل مما ي�أتي: �أ ) جتا˚50جتا -˚10جا˚50جا ˚10 ب ) جا ˚35جتا +˚25جا ˚25جتا˚35 جـ) –جا ˚75جا + ˚15جتا ˚75جتا˚15 π π π π 3 جتا 6 جا - 6 جتا 3 جا د) ) 2ب�ّسط المقادير الآتية: �أ ) جتا�2س جا�3ص -جتا�3ص جا�2س ب) جا�س جتا�2ص +جا�2ص جتا�س جـ) جتا�س جتا�3س +جا�س جا�3س د ) جا �3س جتا�س – جتا �3س جا�س هـ ) جتا �7ص جتا �3ص – جا �7ص جا �3ص ت�ستثنى الزوايا التي تجعل المقام �صف ًرا أ�و غير ( ،ملاحظة: ظا(�س�-ص) +ظا�ص ) و - 1ظا(�س�-ص) ظا�ص مع ّرف). )3برهن �صحة ك ٍّل مما ي�أتي: �أ ) جتا �3س = جتا�3س – 3جا� 2س جتا�س ب) جا�4س +جا�2س = 2جا�3س جتا�س جـ) (جتا�س +جا�س)( - 2جتا�س -جا�س)4 = 2جا�س جتا�س جتا�2س )= 1 + 1 ( جا�س) (- 1 د ) جا�س جا�س = 2ظا�س جتا�س - جتا�س هـ ) +1جا�س -1جا�س 195
π �،ص≠ π = ظا (�س � +ص ) ظا (�س � -ص ) �( ،س ≠ ظا�2س-ظا�2ص و ) 4 4 - 1ظا�2س ظا�2ص �صف ًرا) المقام يجعل ما �أو ، π �أو م�ضاعفات 4 (�س ≠�ص) ظا�س+ظا�ص = جا(�س�+ص) ) ز ظا�س -ظا�ص جا(�س�-ص) : أ� ّن ,برهن 3 ,جا ب = 1 � )4أب جـ مثلث فيه جا أ� = 2 2 جا جـ = 1 فجد ظا ب. 1 ،ظا أ� = π �أ +ب = )5إ�ذا كان قيا�س 11 4 � )6إذا كانت �أ ،ب ،جـ زوايا مثلث ف�أثبت أ� ّن: ظا �أ +ظا ب +ظا جـ = ظا �أ ظاب ظا جـ ) 7جد مفكوك ك ٍّل مما ي�أتي: أ� ) جا (�أ +ب +جـ ) ب) جتا (�أ +ب +جـ ) جـ) ظا (�أ +ب +جـ) ُ )8ح ّل الم�س�ألة الواردة في بداية الدر�س إ�ذا علمت أ� ّن الزمن 1ثانية . 196
)Trigonometric Identities (2 ﺛﺎﻧ ًﻴﺎ :اﻟﻤﺘﻄﺎﺑﻘﺎت اﻟﻤﺜﻠﺜﻴﺔ )(٢ ت�شتعمل النوافير م�شخات ت�ش ïالماء بزوايا ددة فت�شنع أاقوا�ًشا ،ويعتمد م�شار الـماء على �شرعة ال�شـ ïوزاويتـه؛ فعندما يتم �ش ïالماء في الهواء ب�شرعة ع وزاوية مقدارها هـ مع خط ال أافق ف إان المعادلتÚ الاآتيت– Úددان اأق�شى ارتفاع ي�شل اإليه الـماء ل ،والم�شافة ال أافقية د: ع2جا�2س د= ع2جا�2س ل= جـ جـ جـ ثابت ا÷اذبية الاأر�شية ،اكتب الن�شبة ب Úل و د في اأب�شط �شورة. اعتما ًدا على المتطابقات في الدر�س ال�شابق يمكن التعبير عن جا�2س ب�شورة أاخرى: (�2س = �س � +س) جا (�2س) = جا ( �س�+س ) (با�شتخدام متطابقة جيب مجموع زاويتين) = جا�س جتا�س +جتا�س جا�س ( تجميع حدود مت�شابهة) = 2جا�س جتا�س وهذا يمثل برهان الفرع ( )2من المتطابقات الاآتية: متطابقات �شعف الزاوية: )1جتا�2س = جتا� 2س -جا� 2س 2 – 1جا� 2س 2جتا� 2س – 1 )2جا �2س = 2جا�س جتا �س 2ظا�س ظا�2س = )3 -1ظا�2س ا�شتخدم ال أا�شلوب نف�شه لبرهنة فرعي (.)3( ،)1 197
مثال ()1 ،فجد قيمة ُك ٍّل مما ي�أتي: π �س< � :صفر < 2 = جا�س أ�ن إ�ذا علمت 2 3 ) 1جتا�2س )2جا�2س )3ظا�2س الحل ) 1جتا�2س = 2 -1جا� 2س ( متطابقة �ضعف الزاوية ())1 ( تعوي�ض قيمة جا�س) 2 2 =×2–1 3 ( تب�سيط) = 19 = 89 -1 = 49 ×2 -1 )2و لح�اسب جا�2س يلزم �إيجاد جتا �س: ( متطابقة) جا� 2س +جتا� 2س = 1 ( تعوي�ض قيمة جا�س) +جتا�2س = 1 2 2 3 +جتا� 2س = 1 4 (تب�سيط) 9 من الطرفين) 4 (طرح 5 = جتا�2س 9 9 5 ( ن أ�خذ الجذر للطرفين) 3 جتا�س = ( ال�اسلب ُيهمل لأن الزاوية في الربع ا ألول) جتا�س = 53 ( متطابقة جيب �ضعف الزاوية) جا �2س = 2جا�س جتا�س 5 × 2 جا �2س = ×2 3 3 (تب�سيط) = 59 4 ( متطابقة ظا�س) جا�2س جتا�2س = �2س ظا لح�اسب )3 (تعوي�ض ُث ّم تب�سيط) 5 =4 1 ÷ 5 =4 9 9 198
Search
Read the Text Version
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
- 100
- 101
- 102
- 103
- 104
- 105
- 106
- 107
- 108
- 109
- 110
- 111
- 112
- 113
- 114
- 115
- 116
- 117
- 118
- 119
- 120
- 121
- 122
- 123
- 124
- 125
- 126
- 127
- 128
- 129
- 130
- 131
- 132
- 133
- 134
- 135
- 136
- 137
- 138
- 139
- 140
- 141
- 142
- 143
- 144
- 145
- 146
- 147
- 148
- 149
- 150
- 151
- 152
- 153
- 154
- 155
- 156
- 157
- 158
- 159
- 160
- 161
- 162
- 163
- 164
- 165
- 166
- 167
- 168
- 169
- 170
- 171
- 172
- 173
- 174
- 175
- 176
- 177
- 178
- 179
- 180
- 181
- 182
- 183
- 184
- 185
- 186
- 187
- 188
- 189
- 190
- 191
- 192
- 193
- 194
- 195
- 196
- 197
- 198
- 199
- 200
- 201
- 202
- 203
- 204
- 205
- 206
- 207
- 208
- 209
- 210
- 211
- 212
- 213
- 214
- 215
- 216
- 217
- 218
- 219
- 220
- 221
- 222
- 223
- 224
- 225
- 226
- 227
- 228
- 229
- 230
- 231
- 232
- 233
- 234
- 235
- 236
- 237
- 238
- 239
- 240
- 241
- 242
- 243
- 244
- 245
- 246
- 247
- 248
- 249
- 250
- 251
- 252
- 253
- 254
- 255
- 256
- 257
- 258
- 259
- 260
- 261
- 262
- 263
- 264
- 265
- 266
- 267
- 268
- 269
- 270
- 271
- 272
- 273
- 274
- 275
- 276
- 277
- 278
- 279
- 280
- 281
- 282
- 283
- 284
- 285
- 286
- 287
- 288
- 289
- 290
- 291
- 292
- 293
- 294
- 295
- 296
- 297
- 298
- 299
- 300
- 301
- 302
- 303
- 304
- 305
- 306
- 307
- 308
- 309
- 310
- 311
- 312
- 313
- 314