مجـموعة حل �لمتباينة �س� -2س 0 < 6-هي الفترة)3 ، 2-( : ∴ مجـال �لاقتر�ن م هو)3 ،2-( : �لمدى هو :ح تﺪريﺐ ()6 جـد مجـال ومدى كل من �لاقتر�نات �لاآتية: )2ل(�س) = لــــو(�س� +2س)12- )1ق(�س) = لــــو(�س)11+2 7 4 )4م(�س) = +1لــــو(� - 2س) )3ك(�س) = لــــو(�-9س)2 4 5 ا’ôàbا¿ ال∏ »ªàjQÉZƒال»©«Ñ£ هنالك اقترانات لوغاريتمية يكثر ا�ستخدامها مثل اقتران اللوغاريتم الطبيعي الذي يرمز له بالرمز الحا�سبة الاآلة في الطبيعي اللوغاريتم ويرمزلاقتران النايبيري) (العدد هـ =nلـLــ)ـ.وهـ�س،حيث ) ق(�س ( بالرمز مثال ()٨ با�ستخدام الاآلة الحا�سبة اح�سب قيمة ك ٍّل مما ي أاتي: )2لــــوهـ )3 0.7لــــوهـ 0.0001 )1لــــوهـ5 الحل )1با�ستخدام الاآلة الحا�سبة لــــو 1.60943 = 5 هـ �لجـدول �لاآتي يمثل حل �لفرعين ( )3( ،)2با�ستخدام الاآلة الحا�سبة �لنتيجـة ال إاجـراAات العدد - 0.356674 Ln 0.7 لــــو0.7 - 9.210340 Ln 0.0001 لــــو0.0001 249
تﺪريﺐ ()7 با�ستخدام ال آالة الحا�سبة اح�سب قيمة ك ٍّل مما ياأتي : 2 )2لــــوهـ )3 8لــــوهـ0.004 3 لــــوهـ )1 مثال ()٩ ار�سم منحنى الاقتران ق(�س) = لــــو�س بالفترة [ ]9 ،1با�صتخد�م برمجـية �إك�صل. هـ الحل � )1صغل برمجـية �إك�صل ( ،)Excelتظهر لك نافذة اك�سل كما في ال�سكل (:)22-5 ال�سكل (.)22-5 )2اختر عمو ًدا وليكن ،Aو�صع �لم ؤو�صر في �لخلية A1اكتب القيمة الاأولى للمتغير �س وهي ( ،)1ثم ن�صع �لم ؤو�صر في �لخلية A2واكتب القيمة الثانية وهي للمتغير �س وهي ( .)2ثم ظلل �لخليتين ثم ��صحب �لم ؤو�صر للاأ�صفل حتى تظهر آ�خر قيمة للمتغير كما في �ل�صكل (.)23-5 ال�سكل (.)23-5 250
� )3ضع الم ؤ��شر في الخلية ( .)B1ومن تبويبة ال�صيغ ( ,)Formulasاختر �أداة إ�دراج دالة فيظهر لك حوار �إدراج كما في ال�شكل (.)24-5 ال�شكل (.)24-5 )4اختر الدالة ( )LNوانقر على موافق ,يظهر لك �صندوق حوارالدالة ،ثم اكتب أ��سا�س الاقتران ق في م�ستطيل ( )Baseواكتب A1كما في ال�شكل (.)25 -5 ال�شكل (.)25-5 251
)5ا�سحب الم ؤ��شر على جـميع الخلايا التي كتبتها ليظهر لك مجـموعة �صور قيم المتغير �س كما في العمود .Bكما في ال�شكل (.)26-5 ال�شكل (.)26-5 )6ظلل العمودين A,Bثم اختر من تبويبة إ�دراج مجـموعة مخططات نوع المخطط ()Line ثم اختر من لاأ�شكال ال�شكل �س� ,ص مبعثر ( )XY-Scatterثم اختر نوع المنحنى كما في ال�شكل (.)27-5 ال�شكل (.)27-5 252
.(28 -2) πµ°ûdG »a ɪc ¢S ƒ````d =(¢S)¥ ¿Gôàb’G ≈æëæe º°SQ ∂d ô¡¶«d (≥aGƒe) ôàNG (7 3 .(28-2) πµ°ûdG (٨) ﺗﺪرﻳﺐ ¢S`gƒ````d = (¢S)¥ :ø«fGôàb’G øe πc ≈æëæe º°SQ »a π°ùcEG á«`éeôH Ωóîà°SG .óMGh »fÉ«H iƒà°ùe ≈∏Y ∂dPh , ¢S `g =(¢S)∫ ,ájOÉ©dG äɪàjQÉZƒ∏dG ≈ª°ùJh , 10 ¢SɰSC’G äGP äɪàjQÉZƒ∏dG áeóîà°ùªdG äɪàjQÉZƒ∏dG øeh ádB’G »a É¡d õeôjh ,10 ¢SɰSCÓd 8 Oó©dG ºàjQÉZƒd »æ©Jh 8ƒ``d πãe ¢SɰSGC ¿hO kGQɰüàNG ÖàµJh log :õeôdÉH áѰSÉëdG (١٠) ﻣﺜﺎل :»JCÉj ɪe πx c ᪫b ó`L ,áѰSÉëdG ád’B G Éek óîà°ùe 0^7ƒ````d (3 3^6ƒ````d (2 12ƒ````d (1 πëdG :¿q CG ó`éf áѰSÉëdG ádB’G ΩGóîà°SÉH 1^07 = 12ƒ````d (1 0^55 = 3^6ƒ````d (2 0^15- = 0^7ƒ````d (3 253
تمارين و مسائل ) 1اكتب كل من ال�صيغ ا أل�سية الآتية ب�صورة لوغاريتمية: 1 )16=4- 2 ( ب) أ� ) 9= 2 3 د ) أ�هـ= 1+جــ جـ) �س�=2-ص ) 2اكتب كل من ال�صيغ اللوغاريتمية الآتية ب�صورة أ��سية: ب) لــــو .5 = 243 أ� ) لــــو�س = 3 2 3 16 )=4 625 ( لــــو جـ ) د ) لــــوب� = 2ص. 25 ) 3جد مجال الاقتران ق(�س) = لــــو(�س )1+ثم ار�سم منحناه. 2 � )4إذا كان هـ (�س)= +2لــــو(�س) ،ار�سم منحنى الاقتران هـ با�ستخدام برمجـية �إك�سل. 5 � )5أثبت أ� ّن لــــو(لــــو أ�) = 0 أ� أ� � )6إذا كان ق(�س ) = لــــو�( 3س– )1فجـد ما ي�أتي: �أ ) مجـال الاقتران ق. ب ) مدى الاقتران ق. جـ ) هل ُيع ُّد الاقتران ق متزاي ًدا �أم متناق ً�صا؟ د ) حدد نقطة تقاطع الاقتران ق مع محورال�سينات. 3 )7ا�ستخدم لاآلة الحا�سبة إليجـاد القيم لاآتية: 7 ) لــــوهـ( جــ) ب) لــــوهـ( )0 .0022 �أ ) لــــوهـ 24 � )8إذا كان ق ={ (،} ) 3 ، 1000( ، ) 2 ،100( ، ) 1، 10( ، ) 0 ، 1 فجد قاعدة الاقتران ق. � )9إذا كان ق(�س) = لــــو( �3س ، ) 3 +فما مجـال الاقتران ق؟ 10 254
)10جـد قيمة ك ٍّل مما ي�أتي: �أ ) لــــو (4)243 3 ب ) لــــو ( ) 125 5 جـ ) لــــو () 121 11 د ) لــــو( لــــو( لــــو()))16 222 )11كرة حجـمها 8.601د�سم ، 3اح�سب م�ساحة �سطح الكرة م�ستخدما اللوغاريتمات. )12ار�سم منحنى الاقتران ق(�س ) = لــــوهـ( �س )1+م�ستخد ًما برمجـية إ�ك�سل. � )13إذا كان ق(�س) = لــــو �س ,فجد قاعدة ق 1-ثم �أثبت أ� ّن: 2 �أ ) (ق οق�( )1-س) = �س ب ) ( ق ο1-ق) (�س) = �س � )14إذا كان ق(�س) = �)2(3س ، 1-جـد ق�(1-س) � )15إذا كان ق(�س) = �)2(3س ،1+جـد ق)5(1- 255
Logarithms Laws ﺛﺎﻧ ًﻴﺎ :ﻗﻮاﻧﻴﻦ اﻟﻠﻮﻏﺎرﻳﺘﻤﺎت من خلال درا�ستك ال�سابقة للاقتران ق(�س) = لــــو �س حيث اأ≠ ، 1اأ > 0اأجب عن ال آاتي: )1ما قيمة لــــو أا ؟ اأ اأ )2ما قيمة لــــو 1؟ اأ تعلمت �ساب ًقا أان ق(�س) = لــــو �س هو اقتران واحد لواحد وهذا يعني اأ ّن: أا لــــو �س = لــــو �س إاذا وفقط اإذا كان �س = �س. أا اأ وبما أا ّن أا = 1اأ فاإ ّن لــــو أا = ، 1واأي ً�سا بما أا ّن أا 1 = 0فاإ ّن لــــو 0 = 1 هل هناك قو�نين �أخرى لأالوغاريتمات؟ اأ :á«JB’G ájOó©dG ôjOÉ≤ŸG ᪫b óL )2لــــو 32 4 لــــو2 + 8 لــــو )1 2 2 )3لــــو + 3لــــو 9 )4لــــو 27 33 ماذا تلاحظ؟ 3 (1)¿ƒfÉb اإذا كانت أا � ،س � ،س اأعدا ًدا حقيقية موجبة وكانت أا ≠ 1ف إا ّن: لــــو �س �س = لــــو �س +لــــو �س اأ أا أا ﺍﻟﺒﺮﻫاﻥ (التحويل إالى ال�سورة ال أا�سية ) افر�س اأ ّن لــــو �س = ن �س = اأن اأ (التحويل اإلى ال�سورة ال أا�سية ) لــــو �س = ل (قوانين ال أا�س�س) �س اأ= أال ومنه� :س �س = أان × األ = أان+ل 256
بالتحويل اإلى ال�سورة اللوغاريتمية : لــــو �س �س= ن +ل لكناأن = لــــو �س ل= لــــو �س اأ ومنه :لــأاــو �س �س = لــــو �س +لــــو �س اأ اأ اأ :á«JB’G ájOó©dG ôjOÉ≤ŸG øe πc ᪫b óL )2لــــو 2 )1لــــو - 16لــــو 8 2 22 )4لــــو 9 )3لــــو - 81لــــو 9 3 33 ماذا تلاحظ؟ (2)¿ƒfÉb ف إا ّن: 1 أا≠ وكانت موجبة أاعدا ًدا حقيقية �س � ،س اأ ، اإذا كانت -لــــو �س لــــو �س = �س �س لــــو اأ اأ اأ ﺍﻟﺒﺮﻫاﻥ افر�س اأ ّن �س = اأم (بالتحويل اإلى ال�سورة اللوغاريتمية) م = لــــو �س (بالتحويل إالى ال�سورة اللوغاريتمية) أا (قوانين الاأ�س�س) (تعريف اللوغاريتم) �س = األ 257 ل = لــــو �س أام اأ �س ل - م = األ = �س اأ ّن: وبما اأ =م–ل �س لــــو �س أا �س = لــــو �س – لــــو �س. �س لــــو ومنها اأ أا اأ
:á«J’B G ájOó©dG ôjOÉ≤ŸG øe πc ᪫b óL 3 4 ƒ````d (2 4 ƒ````d×3 (1 2 2 9 ƒ````d ×2 (4 29 ƒ````d (3 3 3 ?ßMÓJ GPÉe (3)¿ƒfÉb :¿ÉE a ø«ÑLƒe ø«r «s ≤«≤M øjOóY ¢S , CG âfÉc GPEG ¢Sƒ````d ׿ = ¿ ¢S ƒ````d CG CG (¿ ¢SCÓd ø«aô£dG ™aQ) اﻟﺒﺮﻫﺎن ( ¢ù°S’C G ø«fGƒb) ¢S = ΩCG : ¬æeh , Ω =¢S ƒ````d ¿q GC ¢VôaG ( Ω øY ¢†jƒ©àdG) CG ¿(ΩCG) = ¿¢S : ¬æeh Ω׿CG = ¿¢S : ¿q GC èàæj ᫪àjQÉZƒ∏dG IQƒ°üdG ≈dEG πjƒëàdÉHh Ω ¿ = ¿¢S ƒ````d ¢Sƒ````d ¿ = ¿¢S ƒ````d : ¿q CGGC èàæj CG CG (١) ﻣﺜﺎل : »JÉC j ɪe πx c ᪫b ó`éa 0^631 = 2 ƒ````d ,1^465 = 5 ƒ````d ¿Éc GPEG 3 3 0^4 ƒ````d ( 2 10 ƒ````d (1 3 3 258
(äɪàjQÉZƒ∏dG ø«fGƒb ) πëdG (2×5) ƒ````d = 10 ƒ````d (1 33 2 ƒ````d + 5 ƒ````d = 33 0^631 + 1^465 = 2 2^096 = 5 4 (§«°ùÑJ) ƒ````d = 10 3ƒ``d = 0^4 ƒ````d (2 (äɪàjQÉZƒ∏dG ø«fGƒb ) –2 ƒ````d = 3 3 5 ƒ````d 33 1^465 - 0^631= 0^834 - = (١) ﺗﺪرﻳﺐ : »JÉC j ɪs e πx co ᪫b ó`éa 0^477= 3 ƒ````d , 0^699 = 5 ƒ````d ¿Éc GPEG 10 10 45 ƒ````d ( 3 0^6 ƒ````d ( 2 90 ƒ````d ( 1 10 10 10 (٢) ﻣﺜﺎل : »JÉC j ɪe πc ᪫b ó`éa 0^ 6309=2 3ƒ``d ¿Éc GPGE 5 ƒ````d – 10 ƒ````d (3 9 ƒ````d (2 8 ƒ````d (1 33 3 3 πëdG (3 ¿ƒfÉ≤dG) 2 ƒ````d3 = 3 2 ƒ````d = 8 ƒ````d (1 3 0^63093×3 3 = = 1^8927 (3 ¿ƒfÉ≤dG) 3 ƒ````d2 = 2 3 ƒ````d = 9 ƒ````d (2 (2 ¿ƒfÉ≤dG) 3 33 2 = 1×2 = 10 5 ƒ````d = 5 ƒ````d – 10 ƒ````d (3 3 3 3 (≥≤ëà∏d áѰSÉëdG ád’B G ΩGóîà°SG ∂浪j) 0^6309 = 2 ƒ````d = 3 259
تﺪريﺐ ()2 إاذا كان لــــو ، 0.699 = 5لــو ، 0.7782=6فجـد ك vلا من: )2لــــو – 75لــــو15 )3لــــو 50 )1لــــو25 )7لــــو 36 )4لــــو )5 30لــــو )6 900لــــو1.2 مثال ()3 1 أاثبت أا ّن: 2 لــــو(جــ ،)4+حيث جـ > 3- = جـ4+ لــــو (جــ7+2جــ – )12+لــــو(جــ – )3+لــــو الحل بما أان :لــــو(جــ 7 + 2جــ )12 + (بالتحليل الى العوامل) = لــــو(جــ( )3+جــ)4+ (قوانين اللوغاريتمات) = لــــو(جــ + )3+لــــو(جــ)4+ إاذن الطرف ال أايمن = لــــو (جــ 7 + 2جــ – )12 +لــو(جــ - )3 +لــــو جـ4+ = لــــو(جــ +)3+لــــو(جــ – )4+لــــو(جــ - )3 +لــــو جـ( 4+بالتعوي�س) 1 = لــــو(جــ -)4+لــــو جـ4+ 2 ) (جــ()4+ لــــو = جـ4+ = لــــو (قوانين ال أا�س�س) لــو (جــ)4+ 1 = 2 = الطرف الاي�سر تﺪريﺐ ()3 أاثبت اأن: 1 جـ ، 1-3حيث جـ > 1 = لــو جـ+2جـ1+ لــو ( جــ + )1 -لــو 2 260
مثال ()4 اكتب المقادير الآتية ب�أب�سط �صورة ممكنة: 2 )1لــــو – 9لــــو 4 – 27لــــو 81 4 3 33 2 3لــــو + 3لــــو - 4لــــو ) 2 1 5 55 2 1 حيث �س > �صفر. لــــو 4 �س+ ) 2 لــــو �س – لــــو (2 3 )3 3 3 3 2لــــو – 9لــــو 4 - 27لــــو 81 4 الحل 3 3 3 )1 1 4لــــو()81 - 33 لــــو – = 2لــــو(2)3 4 43 3 1 × 4 - 3 3لــــو - 3 3 = 4 لــــو 3 3 4لــــو 3 3 = 4- 3 - 4 =4-1 = 3- 2 لــــو +لــــو - 4 3لــــو 3 )2 )3 5 5 5 = لــــو( +3)3لــــو -4لــــو (قوانين اللوغاريتمات) 2 55 5 ( إ�نطاق مقام) 2 = لــــو – 108لــــو 2 = لــــو -4×27لــــو (قوانين اللوغاريتمات) 55 55 (قوانين اللوغاريتمات) ) 2 = لــــو (÷108 5 2 = لــــو 54 5 لــــو 4 1 + ) �س2 لــــو – �س لــــو (2 1 2 3 3 3 3 1 1 3 2 +لــــو()4 ) �س2 لــــو �س–2 لــــو ( = 3 3 3 = لــــو 2 3 261
مثال ()5 أاثبت اأ ّن لــــو + 11لــــو - 30لــــو 1 = 33 الحل لــــو +11لــــو – 30لــــو( = 33لــــو + 11لــــو - )30لــــو33 = لــــو( - )30 ×11لــــو 33 = لــــو - 330لــــو 33 330 لــــو = 33 = لــــو 10 =1 تﺪريﺐ ()4 بين اأ ّن لــــوب( أا – )81-4لــوب (اأ - )3+لــــوب( أا = )3-لــــوب(اأ ،)9+2حيث أا > 3 تعلم اأن اللوغاريتمات ال�ساFعة في ال آالات الحا�سبة هي العادية والطبيعية ،والقانون ال آاتي ي�ساعدك على ح�ساب اللوغاريتمات ذات الاأ�سا�سات غير ال�ساFعة. :á«J’B G ájOó©dG ôjOÉ≤ŸG øe πc ᪫b óL )2لــــو 16 )1لــــو 16 2 4 9 لــــو ×81 )3 لــــو )4لــــو 81 39 ماذا تلاحظ؟ 3 (4)¿ƒfÉb إاذا كانت اأ ،ب ،جــ اأعداداً حقيقية موجـبة ،وكان اأ ≠ ، 1ب≠ 1ف إا ّن: لــــوب جــ = اأ لــــوب × جــ لــــو أا 262
:πµ°ûdG ≈∏Y ≥HɰùdG ¿ƒfÉ≤dG áHÉàc øµªj :á¶MÓe `L܃````d ÜCGƒ````d = ``L ƒ````d CG اﻟﺒﺮﻫﺎن ¢U =:¿``LƒµCGƒ`j``á`«d°,S’C ¢GSI=QƒCG°Üüƒd`G``≈`d d:GE ¿q GC ¢VôaG πjƒëàdÉH ¢UGC = ``L , ¢SÜ = CG :¿CG èo àæj ```L »a GC ᪫b ¢†jƒ©àHh ¢U ¢SÜ = ¢U(¢SÜ) = ``L :᫪àjQÉZƒ``∏dG IQƒ°üdG ≈dGE πjƒëàdÉHh ``L ƒ````d × CG ܃````d = ¢U ¢S = ``L܃````d GC ?¿ƒfÉ≤dG ‘ 1 ≠Ü , 1≠GC •ô°T ™°Vh ” GPÉŸ ô°ùa (٦) ﻣﺜﺎل 2 ƒ````d × 9 ƒ````d ᪫b Ö°ùMG 32 πëdG 9 ƒ````d = 2 ƒ````d × 9 ƒ````d (4 ¿ƒfÉ≤dG) 33 2 ( 2 ¿ƒfÉb) 2 3 ƒ````d = 3 263 3 ƒ````d 2 = 3 2 = × 2 = 1 (٥) ﺗﺪرﻳﺐ 16 ƒ````d × 9 ƒ````d ᪫b Ö°ùMG 34
مثال ()7 اح�سب قيمة لــــو 14 5 لــــو14 الحل لــــو5 (قانون )4 = 14 لــــو تكتب اأن يمكنك (با�ستخدام الاآلة الحا�سبة) 5 (تقري ًبا) (تقري ًبا) 1.14 ومنه لــــو = 14 (تقري ًبا) 0.69 5 = 1.65 38 = 23 تﺪريﺐ ()6 جـد قيمة لــــو 9با�ستخدام ال آالة الحا�سبة 2 مثال ()٨ اح�سب قيمة كل مما ي أاتي: )3لــــو هـ )2لــوهـ 5 )1لــــو 13 2 4 لــــو 13 الحل هـ = )1لــــو 13 لــــوهـ4 4 = 1.85 2.56 = 1.38 لــــو 5 هـ = )2لــــوهـ 5 لــــو هـ هـ = 1.6 1.6 = 1 لــــوهـهـ = 1.45 1 = لــــوهـ2 = )3لــــو هـ 0.69 2 264
(٩) ﻣﺜﺎل :»JÉC j ɪe πx c ᪫b Ö°ùMG (1^4)ƒ````d (3 (7^4)`gƒ``d (2 7ƒ````d (1 9 7 ƒ````d πëdG (äɪàjQÉZƒ∏dG ø«fGƒb) `g = 7 ƒ````d (1 (äɪàjQÉZƒ∏dG ø«fGƒb) 10 ƒ````d (ÉÑk jô≤J) `g 1^9 (áѰSÉëdG ád’B G ∫ɪ©à°SÉH) 0^82 = 2^3 = 7^4`gƒ``d (2 74 (10)`gƒ``d – (74)`gƒ``d = ( 10 )`gƒ``d = 2 = 2^3 – 4^3 = 1^4`gƒ````d = 1^4 ƒ````d (3 9`gƒ````d 9 0^33 = 2^1 0^15 = 11 = 70 (٧) ﺗﺪرﻳﺐ : »JÉC j Ée OÉ`éjE’ áѰSÉëdG ádB’G Ωóîà°SG `g ƒ````d (3 5 ƒ````d (2 2ƒ````d (1 12 8 265
مثال ()1٠ �كتب �لعبارة �للوغاريتمية �ل آاتية على �صكل لوغاريتم و�حد: حيث �س > �سفر ، لــو �س 3 -لــــو(�س )1 + 1 2 1 (�س) 1 الحل 2 لــــو -لــــو(�س = 3)1 + = لــــو�س2 3لــــو(�س )1 + لــــو �س - 1 (�س3)1+ 2 تﺪريﺐ ()٨ �كتب �لعبارة �للوغاريتمية �ل آاتية على �صكل لوغاريتم و�حد: ×2لــــوهـ(�س + )2 +لــــوهـ�س -لــــوهـ�س ، 2حيث �س > �سفر 266
تمارين و مسائل )1عبر عن لــــو 175بدلالة لــــو 5 77 )2عبر عن لــــو 108بدلالة لــــو 2 33 ) 3اكتب ما ي�أتي ب�أب�سط �صورة ممكنة: �أ ) (4لــــوب –3لــــوب3( ÷ ) 4لــــوب – 9لــــوب , ) 8ب> ,0ب≠ 1 حيث �أ ،ب ،جـ >� ، 0أ ،جـ ≠ 1 لــــو ب3 جـ ÷ × لــــو (لــــوجـ ب ب ) �أ �أ � )4إذا كان لــــو� = 5س ،لــــو � = 4ص ،جـد قيمة لــــو 400بدلالة �س � ،ص . 1 ≠ ب ،1 ≠ أ� , >0 ب ,0 > أ� , 1 = لــــوب�أ أ� ّن: � )5أثبت لــــو ب أ� )6جـد قيمة كل مما ي أ�تي : أ� ) لــــو × 5لــــو 10 625 10 ب ) لــــو × 49لــــو 64 78 جـ ) لــــو(لــــو(لــــو ))729 365 د ) لــــو (لــــو )625 5 لــــو(12 ،حيث أ� > 0 ) �أ أ� هـ ) لــــو أ� �أ ≠ جـ>,0 ب>,0 أ�>,0 ×جـ × 1 جـ , 1 + ب لــــو + �أ لــــو = ) ب أ� ( لــــو �أ ّن: ) أ�ثبت 7 جـ جـ جـ ،حيث ب > 0 = -لــــوجـ ب 1 � )8أثبت �أ ّن :لــــوجـ ب )9إ�ذا كان لــــو ، 0٫477 = 3لــو ، 0٫845= 7فجـد قيمة ك ٍّل مما ي أ�تي: �أ ) لــــو 147ب ) لــــو 63جـ ) لــــو 210 267
2 = ) 18 ( لــــو )- 170 ( لــــو + ) 72 ( لــــو � )10أثبت أ� ّن : 35 7 34 � )11إذا كان لــــو أ� = ، 1٫6543لــــو ب = ، 3٫6543فجـد قيمة �أ بدلالة ب . )12يتزايد حجـم مادة ح بمعدل %4في ال�ساعة وفق العلاقة الآتية: ح = ح+1 (0ز)ن ,حيث ح :0الحجـم لاأ�صلي ,ز :معدل الزيادة في الحجـم ،ن :الزمن بال�ساعات ،بعد كم �ساعة ي�صبح حجـم المادة أ�ربعة أ��ضعاف حجـمها لاأ�صلي. 268
ﺛﺎﻟ ًﺜﺎ :اﻟﻤﻌﺎدﻻت واﻟﻤﺘﻄﺎﺑﻘﺎت اﻟﻠﻮﻏﺎرﻳﺘﻤﻴﺔ Logarithmic Equation and Identities فــي اأحد مختبرات العلــوم الحياتية ،تو�ســل باحث إالى اأ ّن عــدد البكتيريا يتزايــد وفق العلاقة ع = ع)2( ×1ن ،حيث (ن) عدد �ل�صاعات .فجـد �لزمن �لمتوقع لي�صبح عدد �لبكتيريا (ع ) ثلاثة أا�سعاف عددها الحالي (ع.)1 تعرفت �ساب ًقا المعادلات ال أا�سية وطريقة حلها ،و�ستتعرف في هذا الدر�س المعادلات اللوغاريتمية وطريقة ح ِّلها أاي ً�سا. ∞jô©J ت�سمى كل معادلة تت�سمن مقدا ًرا لوغاريتم ًّيا اأو أاكثر (معادلة لوغاريتمية). فالمعادلات ال آاتية أامثلة على معادلات لــوغاريتمية: )1لــــو (�2س )2 3 = )3+لــــو (�2س - )3+لــــو (�س) = 2 33 2 × لــــ�وس 5 �س3 2 = )3لــــو 5 ولح ِّل المعادلة اللوغاريتمية نحول المعادلة من ال�سيغة اللوغاريتمية اإلى ال�سيغة ال أا�سية. (تعريف اللــوغاريتم) مثال ()1 (تب�سيط) ُح ّل المعادلة اللوغاريتمية :لــو�2( 2س 3 = ) 3 + (�2س 3) 2 ( = )3 + �2س 8 =3 + �2س = 5 �س = 2.5 مجـموعة �لحل هي}2.5{ : 269
مثال ()2 2 = ) �س (+1 لــــو – ) �س – (2 لــــو المعادلة: ُح ّل 3 3 الحل لــــو (� - 2س) -لــــو (� + 1س) = 2 33 �س (قوانين اللــوغاريتمات) 2 = ) �س -2 ( لــــو (تعريف اللــوغاريتم) +1 3 (تعريف اللــوغاريتم) )9 = 2 =(3 �-2س �+1س � -2س = �( 9س ) 1 + � – 2س = �9س 9 + � 10س = 7- �س = 0٫7 - مثال ()3 3 = ) (�س2+ لــــو + �س لــــو المعادلة ُح ّل 2 2 الحل بتطبيق قوانين اللــوغاريتمات نح�صل على: لــــو (�س (�س3 = ))2+ 2 ثم نحول الى ال�صيغة ا أل�سية �س(�س 3)2( = ) 2+ �س�2 + 2س = 8 �س�2 + 2س – 0 = 8 (�س�( )4+س 0 = )2 - إ�ما �س 0 = 4+ومنها �س= ( 4-تهمل ،لماذا؟) 270
أاو �س 0 = 2 -ومنها �س= 2 مجـموعة �لحل هي}2{ : تحقق من �سحة الحل. تﺪريﺐ ()1 2 = لــــو(�س)1+ – ) �س لــــو(-3 ال آاتية: المعادلة ُح ّل 5 5 مثال ()4 يتكاثر نوع من الكاFنات الدقيقة ح�سب العلاقة :ع = ع +1 ( 0ز )ن ،حيث ز :ن�سبة الزيادة في ال�ساعة الواحدة ،ن :عدد ال�ساعات ،ع = 0العدد الحالي ،ع :العدد المتوقع بعد ن �ساعة ،إاذا كانت ن�سبة الزيادة ،%3ما الوقت اللازم لي�سل العدد الى ثلاثة أا�سعاف العدد ال أا�سلي؟ (ع = 3ع)0 الحل (اأخذ اللــوغاريتم للطرفين ) ع = ع +1 ( 0ز )ن (تعريف اللــوغاريتم) 3ع = 0ع) 0.03 +1 ( 0ن ) 1.03 ( = 3ن لــــو = 3لــــو ( )1.03ن لــــو = 3ن لــــو ( )1.03 ن = (لــــو ( ÷ ) 3لــــو ()1.03 = � 37 = 0.013 ÷ 0.477ساعة تقري ًبا. تﺪريﺐ ()2 ُح ّل الم�س أالة الــواردة في بداية الدر�س. وبعد أان تعرفت المعادلة اللــوغاريتمية وطريقة ح ِّلها �ستتعرف المتطابقة اللــوغاريتمية. ا á≤HÉ£àŸال∏ :᫪àjQÉZƒعبارة ريا�سية تت�سمن مقدا ًرا لوغاريتم ًّيا أاو أاك ،Ìوتكون �سحيحة لجـميع قيم المتغ ّير فيها. 271
يمكن �إثبات المتطابقة ب�إحدى الطرق ا آلتية: )1نبد�أ بالطرف ا أليمن للو�صول للطرف الأي�سر. )2نبد�أ بالطرف ا ألي�سر للو�صول للطرف الأيمن. )3تب�سيط الطرفين م ًعا للو�صول �إلى المقدارنف ِ�سه. مثال ()5 �أثبت �صحة المتطابقة ا آلتية: د لــــو ن �سد ،حيث �س > 0 لــــو �س ن = �أ �أ الحل الطرف الأيمن = لــــو ن �سد أ� (التحويل �إلى ال�صيغة ا أل�سية) �س دن = (تعريف اللــوغاريتم) أ�لــــو لــــو �س د = ن أ� = الطرف الأي�سر مثال ()6 ،حيث ب > ، 0جـ > 0 1 - = لــــوب - ب2 لــــو 1 �أثبت �أن جـ2 2 �أ أ� لــــو جـأ� لــــوب - ب2 لــــو 1 الطرف ا أليمن = جـ2 2 �أ �أ لــــو جـ أ� لــــوجـ - 2لــــوب 1 1 2 لــــوب- 2 =2 �أ �أ لــــو جـ �أ أ� 272
لــــوب -لــــوجـ -لــــوب �أ أ� �أ = لــــو جـ -لــــوجـ أ� =1- أ� = لــــوجـ�أ = الطرف ا ألي�سر مثال ()7 �أثبت أ� ّن: ،حيث �س > � , 0ص > 0 �صف ًرا = لــــو�س2 + �ص) (�س 2لــــو لــــو�ص–2 أ� أ� أ� الحل الطرف ا أليمن = لــــو �ص 2 - 2لــــو (�س �ص) +لــــو �س2 �أ �أ أ� = 2لــــو�ص – (2لــــو �س +لــــو�ص) 2 +لــــو �س أ� أ� �أ �أ = 2لــــو�ص 2 -لــــو�س 2 -لــــو�ص 2 +لــــو�س �أ أ� أ� �أ = �صف ًرا = الطرف ا ألي�سر 273
(٨) ﻣﺜﺎل 0 < ¢U < ¢S å«M , (2¢U -2¢S)ƒ````d 1 = ¢U+¢S ƒ````d + ¢U-¢S ƒ````d :¿q GC âÑKCG 2 2 2 2 πëdG øªjC’G ±ô£dG ¢U+¢S 2ƒ``d + ¢U-¢S ƒ````d = 2 (¢U + ¢S ) ƒ````d 1 + ( ¢U – ¢S) ƒ````d 1 = 2 2 2 2 1 (¢U + ¢S ) (¢U – ¢S) ƒ````d 2 = 2 1 2 (2¢U –2¢S) ƒ````d = 2 .ô°ùjC’G ±ô£dG = (٣) ﺗﺪرﻳﺐ 2 -¢S :á«J’B G á≤HÉ£àªdG áë°U âÑKCG 1+¢S 2 < ¢S , ƒ````d = (2 – ¢S) 2(1 + ¢S)ƒ````d - 2(2 – ¢S) ( 1+ ¢S )ƒ````d 3 3 3 274
تمارين و مسائل ُ ) 1ح ّل كلاًّ المعادلات الآتية: �أ ) لــــو �س – لــــو (�س – 3 = )1 22 ب) لــــو �س +لــــو (� – 6س) = 2 33 جـ) لــــو( �س – )1 +لــــو (�س – 1 = )1 55 د ) �2 2س – �3 7 = 3س 5 + هـ ) � -7س 28 = 1- )2يتزايد عدد �سكان مدينة بن�سبة زيادة � %4سنو ًّيا وفقا لعلاقة النمو والا�ضمحلال ،بينما كانت ن�سبة الوفيات � %1سنو ًّيا ،حدد الــوقت اللازم لي�صبح عدد ال�سكان مثلي العدد الحالي. ُ )3ح ّل المعادلة الآتية :لــو �3س +لــو (�س – .0 = )2 ) 4تتناق�ص كتلة مادة م�شعة مع مرور الزمن وف ًقا للعلاقة: ك = ك24-10 × 1ن ،حيث ك :1الكتلة الأ�صلية ،ك :الكتلة بعد مرور ن �ساعة. جـد الزمن الذي تكون عنده الكتلة م�ساوية ن�صف الكتلة الأ�صلية. ) 5ترتبط قوة زلزال (ق) على مقيا�س ريختر بالطاقة النا�شئة (�ش) مقا�سة بالجـول وف ًقا للعلاقة لاآتية :لــو �ش = 5.1 + 14.4ق جـد مقدر الطاقة النا�شئة عن زلزال قوته 8.2على مقيا�س ريختر. ) 6تحتاج كتلة من الراديوم تبلغ ()50غ �إلى (� )5615سنة لت�صبح ( )5غرامات نتيجـة للتحلل لاإ�شعاعي ،ف�إذا كانت العلاقة بين الكتلة والزمن تعطى بالعلاقة: ك = ك- )2( × 0جـن حيث ك : 0الكتلة ا أل�صلية ،ك :الكتلة بعد مرور ن �سنة ،جـ :عمر الن�صف لمادة الراديوم. جـد عمر الن�صف لمادة الراديوم. 275
� ) 7أثبت �صحة المتطابقات ا آلتية: �أ ) لــــو (�س ÷ 3)1 +لــــو(�س�2 + 2س = ) 1+لــــو �س � ، 1 +س > 1- 2 22 ب) لــــو �س +لــــو (�س = )1+لــــو ( (�س� + 2س) ÷ + ) 5لــــو� ، 5س > 0 جـ) لــــو( �س – + )2لــــو ( �س + )2 +لــــو( �س = )4+ 2لــــو ( �س� ، )16 –4س > 2 2 222 � < 0 ،س < 1 لــــو(�-1س) د ) لــــو �+1س + 0٫5لــــو �-1س= 0٫5 2 276
ﺃﺳﺌﻠﺔ ﺍﻟﻮﺣﺪﺓ )1حول ك ًّلا من ال�سيغ الاأ�سية ال آاتية اإلى ال�سيغة اللـوغاريتمية: 1 16 = 4- 2 ب) اأ ) 125 = 3 5 د ) �سن = �س جـ) 32 = 5 2 )2حول ك ًّلا من ال�سيغ اللــوغاريتمية ال آاتية اإلى ال�سيغة الاأ�سية: 3 = ) 8 ( لــــو جـ) ب) لــــو0 = 1 اأ) لــــو 4 = 81 27 2 هـ 3 3 �2س) (.1 )3حل ك ًّلا من المعادلات الاآتية: 8 ب) � -32س = 1 ) �3س–1 243 = اأ د ) لــــو �س – لــــو(�س2 = )1- جـ) لــــو(�س + )1+لــــو(�س2 = )5+ 33 22 و ) لــــو(لــــو �س) = 1 هـ) لــــو(لــــو(لــــو�س)) = 0 34 356 )4جـد �لمجـال و�لمقطع �ل�صاد… للاقتر�ن ق �لمعطى بالقاعدة �لاآتية: ق(�س) = +2هـ�-س . )5با�ستخدام ال آالة الحا�سبة جـد : جـ) هـ1.2 ب) لــــو 0.874 أا ) لــــو 4.372 )6ار�سم منحنى ك ٍّل من الاقترانات ال آاتية: ب) �س = + 2لــــوهـ�س3 اأ ) �س = 2 -3هـ �س د ) ك (�س) = (�-3 )2س جـ) ق(�س) = + 4-لــــو�س هـ 277
)7اأثبت �سحة ك ٍّل من المتطابقات الاآتية. أا ) لــــو(جــ7 + 2جــ - )10+لــو(( جـ × )2 +جـ) 5+ 1 لــو ( جــ ، )5 +حيث جـ > 2- 2 = ،حيث جـ > 1 جـ1-3 لــو 3 = 1+ جـ 3جـ+2 لــو + )1 - (جـ لــــو 1 ب) 3 )8جـد قيمة ك ٍّل مما ي أاتي: )) 2 ب) لــــو ((()16 1اأ ) لــــو 8 2 2 1 لــــو × )5لــــو – (لــــو 30 ) د 1 لــــو 1 ×3 لــــو جـ) 4 5 2 5 62 2 9 و ) لــــو × 49لــــو × 4لــــو 16 لــــو - 32لــــو 64 55 هـ) 78 2 لــــو 8 5 � )9كتب �لعبار�ت �للــوغاريتمية �ل آاتية على �صكل لــوغاريتم و�حد: �سفر > �س حيث ، )1 + (�س لــــو + 3 لــــو �س × 1-لــــو 1 - �س لــــو – أا ) 4 3 33 3 )م 5 × لــــو( لــــو 12م 1 + 2لــــو 9م – لــــو 15م ب) 2 5 5 55 )10اإذا كان لــو ، 0.699 = 5لــو0.9542 = 9 جـد قيمة ك ٍّل مما ي أاتي: 1 د) لــــو3 5 جـ) لــــو .2 ب) لــــو .6 لــــو2 3 اأ ) )11جـد قيمة ك ٍّل مما ياأتي : أا ) لــو + 5لــو 2 × لــــو 81 5 × لــــو 3 ب) لــــو 5 3 9 278
لــــو + 2لــــو 4 55 جــ) لــــو + 4لــــو 16 55 ُ )12ح ّل كل ًّا من المعادلات الاآتية: أا ) لــــو (�2س – × )3لــــو 4 = 5 25 ب) 2لــــو( �س6= )19– 3 2 جــ) لــــو ( لــو�س1 = ) 2 2 د ) لــــو �س + 2لــــو �س8 = 2 )13اكت�سف العلما Aأا ّن المادة تتحول إالى طاقة ،والمعادلة التي اكت�سفها ( آاين�ستاين) للعلاقة بين �لطاقة ط ،وكتلة �لمادة ك هي :ط = ك × (ع�س) 2حيث ك :الكتلة بالكيلــو غرام ، ع�س � :سرعة ال�سو 810×2.99 = Aم ،ç /وعندها تكون �لطاقة �لمقدرة بالجـول، جـد الطاقة التي تعادل اإلكترو ًنا واح ًدا( ،كتلة ال إالكترون هي25- 10×9 :كغ). )14أا ُّي الاقترانات ال آاتية يكون متزاي ًدا و أا ُّيها يكون متناق ً�سا؟ �س( ) 5 ق(�س) = 100 أا ) 2 ب) ق(�س) = �8 × .005س �س 1 ق (�س) = 155 جـ) 2 279
)15إ�ذ� كانت �لعلاقة �لتي تربط قوة �لزلز�ل بالطاقة �لناتجـة عنه هي : ط ق = لــــو 11.810 2 3 حيث ق :قوة �لزلز�ل بالدرجـة ،ط � :لطاقة �لناتجـة عن �لزلز�ل . �ح�صب كمية �لطاقة �لناتجـة عن زلز�ل قوته 8.1وحدة على مقيا�س ريختر . )16تتحلل مادة م�سعة وفق العلاقة ت = ت( * 0هـ) * .0238-ن ،حيث ت :0الكمية الابتداFية بالغر�م ،ت� :لكمية �لمتبقية بالغر�م ،ن� :لزمن (�ل�صنو�ت) ،كم ي�صبح �لجـز� Aلمتبقي من المادة بعد � 25سنة ،علم ًا اأ ّن ت 40 = 0غم؟ )17وجـد عالم مخطوطة ،وا ّدعى اأ ّن عمرها (� )2000سنة ،إاذا كانت المخطوطة تحتوي على %78من الكربون الاأ�سلي (الكربون ،)14ب ّين فيما اإذا كان ا ّدعا Aالعالم �سحيح عل ًما باأن الكربون يتحلل ح�سب العلاقة ع (ت) = ع * 0ت * هـ * .00012-ت حيث ت :الزمن بال�سنوات ،ع : 0الكمية قبل التحلل. � )18سف متى يكون الاقتران ق(�س) = أا × (ب)�س خ ًّطا م�ستقي ًما أافق ًّيا. )19يتكون ه� �òل�صوؤ�ل من �صبع فقر�ت من نوع �لاختيار من متعدد ،لكل فقرة أ�ربعة بداFل ،واحد فقط منها�سحيح� ،سع داFرة حول رمز البديل ال�سحيح: 1 ( )1قيمة 5 243-ت�ساوي : ب) 3- اأ ) 7 د ) 7- جـ) 3 280
) ت�ساوي: 81 ( لــــو قيمة ()2 16 3 2 2- ب) 4 9 ) اأ د ) 4- 4 جـ) 9 ( )3مجـال �لاقتر�ن �لمعطى بالقاعدة ق(�س) = لــــو(� – 2س ) ي�ساوي: ب) {}2 اأ ) ()2،∞- د ) ()∞،2 جـ) (]2،∞- ( )4مدى �لاقتر�ن �لمعطى بالقاعدة ق(�س) = � – 3س ي�ساوي: ب) ()0 ،∞- أا ) ()∞،1 د ) ()1،∞- جـ) ()∞،0 ( )5قيمة �س التي تحقق المعادلة -3لــــو �س = : 1 2 أا ) 1ب) 2 جـ) 1-د ) 4 ( )6نقطة تقاطع المنحنى �س�3 -س0 = 2+مع محور ال�سادات: ب) ()2- ،0 اأ ) ()3،0 د ) ()9 ،0 جـ) ()0 ،9 لــوب 32ي�ساوي: ،فاإ َّن 1 *( )7إاذا كان لــوب= 2 3 ب) 5 اأ ) 2 5 د) 3 - جـ) 3 5 * �ل�ص ؤو�ل من �أ�صئلة �لاختبار�ت �لدولية 281
ﻃﺮاﺋﻖ اﻟﻌﺪ 6 الع tد مهارة اأ�سا�سية نحتاج إاليها في مجالت الحياة المختلفة ،ويعتمد ا إلح�ساء على طرق العد في اختيار العينات التي يحللها ومن خلالها ي�سدر بع�س النتائج ،فمثل ًا اإذا أاراد مر�ّسح في النتخابات النيابية أان يعرف فر�س نجاحه فهو يعتمد على جمع البيانات وتحليلها ،وكذل∂ ا ألمر بالن�سبة للطبيب الذي يرغب في معرفة مدى انت�سار مر�س معين ،والمزارع الذي يرغب في معرفة مدى نجاح زراعة نوع معين من النباتات. تعتمد طريقة العد التي ن�ستخدمها على طبيعة الموقف ،فطريقة العد التي نتبعها عندما يكون التكرار م�سمو ًحا به تختلف عن طريقة العد التي نتبعها عندما ل يكون التكرار م�سمو ًحا به، �سنتعر�س في هذه الوحدة إالى مبداأ العد ا أل�سا�سي و م�سروب العدد ال�سحيح والتباديل و التوافيق.
Counting Methods يتوbع م øال£ال Öبع óدQاSصة √ògالو IóMأا¿ يµو¿ bادQا Yل≈: التعرف إالى مبداأ العد الأ�سا�سي. ا�ستخدام مبداأ العد الأ�سا�سي في ح ّل م�سائل حياتية. ا�ستق�ساء التباديل والتوافيق وم�سروب العدد ال�سحيح غير ال�سالب. ح ّل م�سائل حياتية ،با�ستخدام التباديل والتوافيق.
Counting Principle مﺒﺪﺃ الﻌﺪ الﻔﺼل اﻷول النتاجات • تتعرف مبد أا العد. • ت�ستخدم مبد أا العد في ح ّل م�سائل حياتية. أامام فتاة �سحن فيه ب�سكويت يحتوي على ع�öين قطعة ،اثنتا ع�öة قطعة طرية والباقي قا�سية ،كم عدد الطرق التي ت�ستطيع من خلالها هذه الفتاة اختيار ثلا çقطع ب�سكويت بحيث ُيوجد قطعتان قا�سيتان وواحدة طرية؟ مثال ()١ يريد محمد �سراء �سيارة وعندما ذهب اإلى معر�س ال�سيارات وجد نوعين من ال�سيارات و كل منهما بثلاثة األوان ( أا�سود ،اأحمرواأخ�سر) ،بكم طريقة يمكن لمحمد اختيار �سيارة؟ نوع 1أاحمر الحل نوع 1أاخ�سر إليجــاد عــدد الطرائــق �سيتم الختيــار على مرحلتيــن ،المرحلــة ا ألولــى اختيــار نــوع النوع1 نوع 1اأ�سود ال�سيــارة وتتم بطريقتيــن ،والمرحلــة الثانية نوع 2اأحمر اختيار اللــون وتتم بثــلا çطرائق وبح�سب نوع 2أاخ�سر طريقة ال�سجرة المو�سحة في ال�سكل ( )1-6ي�سبح عدد النوع2 نوع 2اأ�سود الطرائق التي من خلالها يمكن لمح َّمد اختيار ال�سيارة بها هو 6طرق ،و يمكن كتابة ال�سكل (.)1-6 الختيارات على ال�سكل {النوع 1اأحمر ،النوع 1أاخ�سر ،النوع 1أا�سود ،النوع 2اأحمر ،النوع2 أاخ�سر ،النوع 2اأ�سود} .لكن هذه الطريقة تكون �سعبة لو كان عدد المراحل اأكثر. 284
لحظ أان الختيارتم على مرحلتين المرحلة ا ألولى ولها طريقتان و المرحلة الثانية لها ثلاç طرائق ،وعليه يكون عدد الطرائق هو 6= 3×2 :طرائق وهو نف�سه عدد فروع ال�سجرة في الر�سم. مثال ()2 كم عد ًدا مك ّو ًنا من منزلتين يمكن تكوينه من مجموعة الأرقام {}9 ،7 ،5؟ 55 5 5 الحل 75 7 95 9 بما أان المطلوب تكويــن اأعداد فاإن التكرار م�سموح اأي اأننا ن�ستطيع اختيار منزلة ا آلحاد واختيــار منزلــة الع�ســرات بثــلا çطرائق، 57 5 وبذل∂ تكون الخيارات كما هو مو�سح في 77 7 7 ال�سكل( ،)2-6و ِبع uد فروع ال�سجرة يكون 97 9 9 عدد ا ألعداد هو.9 59 5 لكن اإذا �سربنا عدد اختيارات منزلة ا آلحاد 79 7 99 9 بعدد اختيارات منزلة الع�سرات ينتج: .9 = 3 × 3 ال�سكل (.)2-6 ádõæŸG ‘ ºbôdG QGôµJ ¿Éc GPGE (2) ∫ÉãŸG ‘ œÉædG ¿ƒµ«°S GPÉe ?¬H 샪°ùe ÒZIóMGƒdG لحظ اأن المثالين ال�سابقين يقدمان مب óأا الع.ó تﺪريﺐ ()١ أالقي حجر نرد وقطعة نقد معدنية م ًعا مرة واحدة ،ما عدد النتائج المتوقع ظهورها؟ 285
مثال ()3 أاراد �سمير الذهاب إالى حفلة وعندما نظر في خزانته وجد اأمامه قمي�سين واأربعة بناطيل وحذاءين و ثلاثة معاطف ،ما عــدد خيارات �سميــر لختيار ملاب�سه المك ّونة من قمي�س وبنطال وحذاء ومعطف؟ الحل لـو اأردنـا ح ّل الم�ساألة با�ستخدام ال�سجرة لوجدنا �سعوبة بع�س ال�سيء .لختيار الملاب�س �سيقوم �سمير بالختيار على أاربـع مراحل المرحلـة ا ألولى اختيار قمي�س ولهـا طريقتان مختلفتان، والمرحلة الثانية اختيار بنطال ولها 4طرق مختلفة والمرحلة الثالثة اختيار حذاء ولهـا طريقتان مختلفتان ،والمرحلة الرابعة اختيار معطف ولها ثلا çطرق مختلفة ،وبذل∂ ي�سبح عدد الخيارات هو 48 = 3 × 2 × 4 × 2 :طريقة لختيار ملاب�سه. اإن ح�ساب عدد الطرق للاأمثلة ال�سابقة يعتمد على مبد أا ي�سمى مب óأا الع óا ألSصاSصي. مب óأا الع óا ألSصاSصي اإذا ” اإجراء عملية على ∑ من اŸراحل حيث اإ ّن اŸرحلة ا ألولى لها ن 1من الطرق ،اŸرحلة الثانية لها ن 2من الطرق ،اŸرحلة الثالثة لها ن 3من الطرق ،وهكذا حتى اŸرحلة ا ألخÒة (∑) التي لها ن∑من الطرق ،فاإنه Áكن إاجراء العملية كاملة بطرائق عددها = ن×1ن× 2ن×.....×3ن∑ طريقة ،على فر�س أان الختيار ‘ أاي مرحلة ل ي ؤوثر ‘ الختيار ‘ اŸراحل الأخرى. تﺪريﺐ ()2 ذهبت �سارة إالى مطعم لتناول وجبة طعام وعندما نظرت في قائمة الطعام وجدت اأمامها ثلاثة اأنواع من اللحوم� ،سبعة أانواع من الع�سير ،و أاربعة اأنواع من الحلوى ،بكم طريقة يمكن اختيار وجبة مك ّونة من نوع واحد من اللحم ونوع واحد من الع�سير ونوع واحد من الحلوى؟ 286
مثال ()4 إاذا أالقيت ثلاثة أاحجار نرد منتظمة مرة واحدة ،ما عدد النتائج المتوقع ظهورها؟ الحل تتم العملية على ثلا çمراحل كل مرحلة لها �ستة اختيارات فيكون عدد النتائج المتوقع ظهورها هو: (ا�ستخدام مبد أا العد) 216 = 36 = 6 ×6 ×6 وفي هذه الحالة التي يكون عدد الخيارات( ∑) لكل مرحلة من مراحل التجربة م�ساويًا لعدد الخيارات في المراحل الأخرى ولنرمز له بالرمز ∑ ،وعدد المراحل ن ،يكون عدد النتائج المتوقعة = ( ∑)ن. تﺪريﺐ ()3 ما عدد النتائج المتوقعة في تجربة اإلقاء قطعة نقد معدنية منتظمة خم�س مرات متتالية؟ تﺪريﺐ ()4 كم كلمة مكونة من أاربعة اأحرف ،يمكن تكوينها من مجموعة ا ألحرف {و ،أا ،هـ ،م ،ن، �س} ,ولا ي�شترط �أن يكون للكلمة معنى مع مر�عاة عد Ωتكر�� Qلحر±؟ 287
تمارين و مسائل )1هنال∂ ثلا çمدن أا ،ب ،جـ وهنال∂ 5طرق ت�سل المدينة أا بالمدينة ب و 3طرق ت�سل المدينة ب بالمدينة جـ ،انظر ال�سكل ( )3-6اإذا اأراد �سخ�س الو�سول اإلى المدينة جـ انطلا ًقا من المدينة أا مرو ًرا بالمدينة ب ما عدد الطرائق التي يمكنه �سلوكها؟ أا ب جـ ال�سكل (.)3-6 )2في أاحد محلات بيع اأ�سما∑ الزينة يحتوي أاحد اأحوا�س هذا المحل على � 7سمكات ذهبية و � 8سمكات �سوداء ،أاجب عن ك ٍّل مما ي أاتي: اأ ) ما عدد طرق اختيار� 3سمكات اإذا كانت ال�سمكة التي نختارها ل تعاد اإلى الحو�س (بغ�ّس النظر عن لون ال�سمكة)؟ ب) ِب nك ْم طريق ًة يمكن اختيار � 3سمكات أاول اثنتين ذهبيتين علم ًا ب أا ّن البائع يتفقد ال�سمكة ثم يعيدها إالى الحو�س؟ )3أاراد �سخ�س اختيار رقم �سري لهاتفه الخلوي مكون من أاربع اأرقام ،ما عدد الخيارات المتاحة أامام هذا ال�سخ�س في ك ٍّل من الحالت الآتية: �أ ( � �PEل ºتوVشع Tشروط على �لîيا.ä�Q T� �P�E (Üشترط �أن �لîانة �لاأولى لا تùشاو… Uشk Øر�. جـ) إاذا لم ي�سمح بتكرارالرقم في العدد. 288
4 )4كم عد ًدا فرد ًّيا مك ّو ًنا من منزلتين يمكن تكوينه من مجموعة ا ألرقام}5،3،6،4 ،1 ،2{ : في ك ٍّل من الحالات الآتية: �أ ) �إذا �ُسمح بتكرار الرقم في العدد. ب) إ�ذا لم ُي�سمح بتكرار الرقم في العدد. 5 )5بكم طريقة يمكن تكوين عدد مك ّون من ( )3منازل من مجموعة الارقام { ،3،4 ،2 ،1 }6 ،5بحيث يكون العدد الناتج �أكبر من 300؟ 6 )6بكم طريقة يمكن كتابة اقتران على ال�صورة ق(�س) = �أ �س+ 3ب �س+2جـ �س . 5 -حيث (�أ ،ب ،جـ) معاملات م�أخوذة من المجموعة {– � } 2 ،1 ،1- ،2إذا كان : أ� ) تكرار المعاملات غير م�سموح به. ب ) تكرار المعاملات م�سمو ًحا به. ُ 7 )7ح ّل الم�س�ألة الواردة في بداية الدر�س. 289
Factorial المﻀروﺏ الﻔﺼل الثاﻧﻲ النتاجات • تتعرف م�سروب العدد ال�سحيح غير ال�سالب. • ت�ستخدم الم�سروب في ح ّل م�سائل حياتية. اجتمع ع�öة اأ�سخا�س ‘ م ؤو“ر وقبل الجتماع قام كل �سخ�س �Ãسافحة الباق ،Úبكم طريقة Áكن اأن –د çا�Ÿسافحات؟ مثال ()١ في أاحد ال�سفوف أاراد خم�سة طلاب الجلو�س على خم�سة مقاعد على ا�ستقامة واحدة ،ما عدد الطرق الممكنة لجلو�س الطلبة؟ الحل اأمام الطالب ا ألول خم�س طرق لختيار مقعده ،وبعد اأن يجل�س الطالب ا ألول يكون أامام الطالب الثاني أاربع طرق لختيار مقعده ،وهكذا: (مبداأ العد) وبذل∂ يكون عدد طرق الجلو�س الممكنة للطلبة هو: 120 =1×2×3×4×5طريقة. وهذا ما ُيعرف بم†صروب العóد. الم†شروب ليكن ن عد ًدا �سحي ًحا غ� Òسالب ،يعرف م�öوب العدد ن الذي يرمز له بالرمز ن! على أانه اŸقدار :ن×(ن(×)1-ن 1×2×3×......×)2-ويكون م�öوب ال�سفر=1= !0 تﺪريﺐ ()١ بكم طريقة يمكن تكوين عدد مك ّون من أاربع منازل من مجموعة الأرقام: { ،} 7،8،5،3مع مراعاة عدم تكرارالرقم في العدد. 290
مثال ()2 !1)3 !8 )2 جد قيمة كل مما ي أاتي: !6 !4 )1 (تعريف الم�سروب ) (تعريف الم�سروب) الحل 24=1×2×3×4 = !4 )1 (اخت�سار) 1×21××32××43××54××65××76×8 !8 = !6 )2 = 7×8 = 56 ويمكن الحل بطريقة اأخرى أاكثر اخت�ساراً: !6×7×8 (تعريف الم�سروب) !6 = !8 (اخت�سار) !6 = 7×8 = 56 1 = !1 )3 تﺪريﺐ ()2 !6!×8!2 )3 !20 جد قيمة كل مما ياأتي: !16 )2 !7)1 مثال ()3 اح�سب قيمة ن ،حيث ن �س ،+في ك ٍّل مما ياأتي: (ن!)2+ =72 ن! )2 (4)1ن!) =96 الحل (بق�سمة الطرفين على )4 (4 )1ن!)= 96 291
(تحليل) ن! =24 ن! = 1×2×3×4 (تعريف الم�سروب) ن! = !4 (تعريف الم�سروب) (اخت�سار) ن =4 (تحليل اإلى عوامل) 72 = (ن!)2+ )2 (مقارنة الطرفين) ن! (ن()2+ن)1+ن! (طرح 2من الطرفين) = 72 ن! (ن()2+ن72=)1+ (ن()2+ن8×9=)1+ (ن9=)2+ ن= 7 تﺪريﺐ ()3 اح�سب قيمة ن ،ن �س ،+في ك ٍّل مما ياأتي: (ن!)3+ ( 5)2ن!)=3600 =336 ن! )1 مثال ()4 ا�ستخدم ا آللة الحا�سبة إليجاد !7 فيظهر الناتج على ال�سا�سة 5040 ثم الحل ا�سغط على 7ثم ثم تﺪريﺐ ()4 ا�ستخدم ا آللة الحا�سبة إليجاد: !11)3 !13 )2 !12 )1 292
تمارين و مسائل ) 1عبر عن ك ٍّل من المقادير الآتية با�ستخدام الم�ضروب: أ� ) 7×6×5×4×3×2×1 ب) 13×14×15×16 جـ ) 4×1×5×2×6×37 (ن!)4+ )2ب�ّسط كلاًّ من المقادير الآتية: (ن!)2+ ب) !5!×1!21018 أ� ) !2! 2!108 جـ) جـ) !5!×1!611 ) 3جد قيمة ُك ٍّل مما ي�أتي: و ) )!4(5 أ� ) !5ب) !6-!8 هـ ) ( !)4 -9 !8 ) د !6 د) (!)5×4 )4جد قيمة ُك ٍّل مما ي�أتي: أ� ) ( !)5+4ب) !5 + !4جـ) !5× !4 )5اح�سب قيم ن في ما ي�أتي ،ن �ص:+ ب) (4ن720= !)2- أ� ) 5((2ن)!) =240 ُ ) 6ح ّل الم�س�ألة الواردة في بداية الدر�س. � )7أراد ثلاثة أ��شخا�ص الخروج من غرفة بابها يت�سع ل�شخ�ص واحد فقط ،ما عدد الطرق التي يخرج بها ه�ؤلاء ا أل�شخا�ص من الغرفة؟ )8ت�سع �سيدات ،مع كل �سيدة طفلُ ،يراد ترتيب جل�ستهم ب�شكل م�ستقيم ،بحيث تجل�س ال�سيدات متجاورات وا ألطفال متجاورين .بكم طريقة يمكن �أن يجل�سوا؟ )9أ�رادت �سلمى �إر�سال 7ر�سائل ن ّ�ص ّية مختلفة �إلى �صديقاتها ال�سبع للتهنئة بحلول عيد الفطر ال�سعيد ،ما عدد الطرق التي يمكن لها من خلالها �إر�سال هذه الر�سائل ل�صديقاتها؟ 293
Permutation الﺘﺒاﺩيل الﻔﺼل الثالﺚ النتاجات • تتعرف التباديل. • ت�ستخدم التباديل في ح ّل م�سائل حياتية. اجتمع ع�öون �سخ ً�سا ‘ أاحد اŸطاعم واأراد �ساحب اŸطعم تقد Ëثلا çجوائز تلفة لثلاثة أا�سخا�س من اŸوجودين فو�سع بطاقات –مل أارقام مقاعد ا◊ا�öين ‘ �سندوق وقام ب�سحب ثلا çبطاقات على التوا‹ ،ما عدد الطرق التي Áكن أان يختار بها �ساحب اŸطعم البطاقات الثلاç؟ مثال ()١ يريد محمد و�nش rعد و Lما∫ �لتقاط UشوQة Lماعية ل¡a ,ºقا� Ωلمüشو QبوVشع KÓKة مقاعد على ا�ستقامة واحدة لت�سويرهم ،ما عدد طرائق ترتيب جل�ستهم؟ الحل هنال∂ ثلاثة مقاعد وثلاثة اأ�سخا�س ،يمكن اأن يكون محمد في المنت�سف وعلى يمينه �سعد وعلى ي�ساره جمال ويمكن اأن يكون محمد في المنت�سف وعلى ي�ساره �سعد وعلى يمينه جمال ،فتكون ال�سورة الأولى مختلفة عن ال�سورة الثانية. بذل∂ تكون التراتيب المختلفة لل�سورة هي: �سعد ،محمد ،جمال �سعد ،جمال ،محمد محمد� ،سعد ،جمال محمد ،جمال� ،سعد جمال ،محمد� ،سعد جمال� ،سعد ،محمد 294
وكل واحدة من هذه ال�سور تختلف عن ا ألخرى ولذل∂ يعتبر فيها الترتيب مه ًّماوطريقة الترتيب هذه ت�سمى التباديل. Jعريف التبادل اإذا ” اختيار عنا� öعددها ر من ›موعة عدد عنا�öها ن بحيث يكون ترتيب الختيار مه ًّما. فاإن هذا الختيار ي�سمى تباديل. و ُيرمز لعددها بالرمز ل(ن ،ر) حيث ن ،ر عددان طبيعيان ≥0 ،ر≥ ن ن! (ن-ر)! = ر) ل(ن، يكون و تﺪريﺐ ()١ ما عدد طرق اختيار لجنة ثنائية ِم ْن ع�سرة طلاب بحيث يكون أاحدهم قائ ًدا لل�سف وا آلخر م�ساع ًدا له؟ مثال ()2 بكم طريقة يمكن تكوين عدد مك ّون من منزلتين مختلفتين من مجموعة الأرقام {}5،3،2،8 الحل العدد مكون من منزلتين والترتيب فيها مهم فالعدد 35يختلف عن العدد ،53وبذل∂ يكون !4 (تعريف التباديل) !2 = )2 ،4 ل( هو: الختيارات عدد (تعريف الم�سروب) !1×!21××323××44 = ( اخت�سار) = = 12 295
و يمكن ح ّل المثال بطريقة �أخرى با�ستخدام مبد�أ العد: يتم اختيار منزلة الآحاد و�أمامها 4اختيارات ،ثم منزلة الع�شرات و أ�مامهـا 3اختيارات فيكون الناتج12= 3 × 4 : ويمكن ح�ساب ل(ن ،ر) بطريقة �أخرى على النحو الآتي: ن! (تعريف التباديل) (نن×(-ر)ن!×)1-ن (×... ..... ×)2 -ن (-ر(×) )1-ن -ر)! = ر) ل(ن، = (تعريف الم�ضروب) (ن-ر)! (تب�سيط) = ن × (ن(×)1-ن(×.........×)2-ن -ر )1+ ويمكن اعتماد النتيجة ال�سابقة في حل التباديل. مثال ()3 )3ل()3، 8 )2ل( )3 ،5 اح�سب قيمة ك ٍّل مما ي�أتي: )5ل()2 ،7 ) 1ل( )2 ،5 ) 4ل() 4 ،6 !5 الحل ( !)2-5 (تعريف التباديل) = ل()2،5 ) 1 (تعريف الم�ضروب) == 2!30×=!434××55 (اخت�صار) !5 = )3 ل(،5 )2 (تعريف التباديل) ( !)3-5 !2×3×4×5 (تعريف الم�ضروب) !2 = (اخت�صار) 3×4×5 = = 60 296
(تعريف التباديل) !8 = )3 ، ل(8 )3 ( !5× 6!×)37-×88 (تعريف الم�ضروب) 6!×57×8 = (اخت�صار) = (تعريف التباديل) )4ل( 36!02 *=33× *!424!×)×43!556-3××6666(==== )4 ،6 (تعريف الم�ضروب) !7 = )2 ل(،7 ) 5 (اخت�صار) ( !5!)×26-×77 !542 = (تعريف التباديل) = (تعريف الم�ضروب) (اخت�صار) مثال ()4 )3ل()4 ، 4 )2ل( )1 ، 4 اح�سب قيمة ك ٍّل مما ي�أتي: )6ل( )7 ، 7 )5ل( )1 ، 7 ) 1ل( )0 ، 4 )4ل() 0 ، 7 !4 !4 الحل !4 (!)0-4 =1 = = )0 ، 4 ل( )1 =4 !3×4 = !4 = )1 ، ل(4 ) 2 !3 (!)1-4 =24 =!4 !4 = !4 = !4 =)4 ، ل(4 )3 1 !0 (!)4-4 =1 !7 = !7 =)0 ، ل(7 )4 !7 (!)0-7 297
=7 !6×7 = !7 = ل()1 ، 7 )5 !6 (!)1-7 =5040= !7 !7 = !7 = !7 =)7 ، 7 ( ل )6 1 !0 (!)7-7 µq aر ونا¢ûb ا ّدعى �سمير اأ ّن :ل(ن ،ن) = ل ( ن ،ن)1- ناق�س ا ّدعائه مبر ًرا اإجابت∂ من خلال تقديم اأمثلة. )5ل()19 ،20 )2ل()0 ،100 تﺪريﺐ ()2 )4ل()1 ،20 اح�سب قيمة ك ٍّل مما ياأتي: )1ل()3 ،7 )3ل()8 ،8 ل(ن ،ن = )1-ن! بûصµل YاΩ ل(ن ،ن)= ن! ل(ن =)1 ،ن ل(ن1= )0 ، مثال ()٥ يريد خم�سة أا�سخا�س الجلو�س حول طاولة م�ستديرة ،ما عدد الطرائق التي يمكن أان يجل�س بها هوؤلء الأ�سخا�س في ك mل من الحالت ا آلتية: O (1ون وVشع �أ… Tشرط على Wريقة Lلو�ش¡º؟ )2اإذا كان اأحدهم �سيجل�س بجوار باب الغرفة؟ الحل )1نوع التبديل تبديل دائري. هنا الخيارات 24خيا ًرا ،وبûصµل Yا Ωالتبóيل الóاFري óYد NياQا!(1-¿) ¬J 298
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