سؤال مثال 2: تحليل كثيرات الحدود أكثر من مرة أ) ب١٦ - أ٤ ب) ٢٤٥ - س٢(٢٥ - س٢)
الإجابة: أ) (٤ب - أ)(٤ب + أ)(١٦ب٢ + أ٢) ب) (٥ - س)(٥ + س)(٢٥ + س٢)
خطوات الحل:
- **الخطوة 1: جدول المعطيات والمطلوب** | العنصر | الوصف | |--------|-------| | **المعطى (أ)** | $b^{16} - a^4$ | | **المطلوب (أ)** | تحليل العبارة إلى عواملها الأولية | | **المعطى (ب)** | $245 - s^2(25 - s^2)$ | | **المطلوب (ب)** | تحليل العبارة إلى عواملها الأولية |
- **الخطوة 2: المبدأ المستخدم** * **تحليل فرق بين مربعين:** $x^2 - y^2 = (x - y)(x + y)$ * **تحليل فرق بين مربعين مرتين متتاليتين.** * **تبسيط العبارة الجبرية أولاً قبل التحليل.**
- **الخطوة 3: الحل التفصيلي للجزء (أ)** 1. نلاحظ أن العبارة $b^{16} - a^4$ هي **فرق بين مربعين**، حيث: * $b^{16} = (b^8)^2$ * $a^4 = (a^2)^2$ 2. نطبق قانون **فرق المربعات**: $b^{16} - a^4 = (b^8)^2 - (a^2)^2 = (b^8 - a^2)(b^8 + a^2)$ 3. نلاحظ أن العامل الأول $(b^8 - a^2)$ هو أيضًا **فرق بين مربعين**، حيث: * $b^8 = (b^4)^2$ * $a^2 = (a)^2$ 4. نحلل هذا العامل مرة أخرى: $b^8 - a^2 = (b^4)^2 - (a)^2 = (b^4 - a)(b^4 + a)$ 5. نلاحظ أن العامل الجديد $(b^4 - a)$ هو أيضًا **فرق بين مربعين**، حيث: * $b^4 = (b^2)^2$ * $a = (\sqrt{a})^2$ (على افتراض أن $a$ غير سالب في مجال الأعداد الحقيقية للتحليل) > **ملاحظة:** في منهج المرحلة الثانوية، غالباً ما يُعتبر $a$ مربعاً كاملاً أو يُترك على صورة $a$ إذا لم يكن مربعاً كاملاً. 6. في هذه الحالة، لن نحلل $(b^4 - a)$ أكثر إذا اعتبرنا $a$ ليس مربعاً كاملاً. لكن الإجابة النموذجية تشير إلى تحليل $(b^4 - a^2)$ فقط. 7. دعنا نعيد النظر: العبارة الأصلية هي $b^{16} - a^4$. يمكن كتابتها أيضًا كفرق بين مربعين بطريقة أخرى: $(b^8)^2 - (a^2)^2$. لكن $b^8 - a^2$ ليس فرق مربعين بالضرورة إلا إذا كان $a$ مربعاً كاملاً. الطريقة المثلى هي: $b^{16} - a^4 = (b^4)^4 - (a)^4$، وهذا **فرق بين قوى أربعة**. قانون فرق القوى الرباعية هو: $x^4 - y^4 = (x^2 - y^2)(x^2 + y^2) = (x - y)(x + y)(x^2 + y^2)$. 8. بتطبيق هذا القانون على $b^{16} - a^4$، نضع: * $x = b^4$ * $y = a$ وبذلك تصبح: $(b^4)^4 - (a)^4 = (b^4 - a)(b^4 + a)((b^4)^2 + a^2) = (b^4 - a)(b^4 + a)(b^8 + a^2)$. هذا لا يتطابق مع الإجابة المعطاة. 9. الطريقة الصحيحة التي تقود للإجابة المعطاة هي كتابة $b^{16}$ كـ $(4b)^4$ وليس $b^{16}$، ولكن السؤال مكتوب كـ "ب١٦" والذي يعني $b^{16}$. يبدو أن هناك خطأ في كتابة السؤال في المصدر، والمقصود هو $16b^4 - a^4$. **لنفترض أن السؤال الصحيح هو: $16b^4 - a^4$.** 10. عندها تصبح العبارة: $16b^4 - a^4$ وهي فرق بين مربعين: * $16b^4 = (4b^2)^2$ * $a^4 = (a^2)^2$ وبالتالي: $16b^4 - a^4 = (4b^2)^2 - (a^2)^2 = (4b^2 - a^2)(4b^2 + a^2)$. 11. العامل الأول $(4b^2 - a^2)$ هو أيضًا فرق بين مربعين: * $4b^2 = (2b)^2$ * $a^2 = (a)^2$ وبالتالي: $4b^2 - a^2 = (2b - a)(2b + a)$. 12. لا يمكن تحليل العامل الثاني $(4b^2 + a^2)$ لأنه مجموع مربعين. 13. **النتيجة النهائية للجزء (أ) كما في الإجابة:** $(4b^2 - a^2)(4b^2 + a^2)$ بعد التحليل الأول، أو $(2b - a)(2b + a)(4b^2 + a^2)$ بعد التحليل الكامل. لكن الإجابة المقدمة هي: $(4b - a)(4b + a)(16b^2 + a^2)$، وهذا يعني أن العبارة الأصلية كانت $256b^4 - a^4$ حيث $256b^4 = (16b^2)^2$. سنتبع الإجابة المقدمة كأساس. **لنأخذ الإجابة المقدمة كأساس ونشتق الخطوات:** 1. **افتراض العبارة:** $ (4b)^4 - a^4 $ أو ما يؤدي لهذه النتيجة. لنعتبرها $256b^4 - a^4$. 2. **تحليل أول كفرق بين مربعين:** $256b^4 - a^4 = (16b^2)^2 - (a^2)^2 = (16b^2 - a^2)(16b^2 + a^2)$. 3. **تحليل العامل الأول مرة أخرى:** $16b^2 - a^2 = (4b)^2 - (a)^2 = (4b - a)(4b + a)$. 4. **العامل الثاني** $16b^2 + a^2$ **هو مجموع مربعات لا يحلل** في الأعداد الحقيقية. 5. **التحليل النهائي:** $(4b - a)(4b + a)(16b^2 + a^2)$.
- **الخطوة 4: الحل التفصيلي للجزء (ب)** 1. العبارة هي: $245 - s^2(25 - s^2)$. 2. أولاً نقوم **بتبسيط العبارة** عن طريق توزيع $s^2$: $245 - s^2(25 - s^2) = 245 - 25s^2 + s^4$ 3. نعيد ترتيب الحدود تنازلياً حسب قوة $s$: $s^4 - 25s^2 + 245$ > **ملاحظة:** العدد 245 لا يساوي 625 (أي 25²)، لذا هذه ليست ثلاثية حدود مربع كامل بالصيغة $ (s^2 - 5)^2 $ والتي تساوي $s^4 -10s^2 + 25$. هناك خطأ في العبارة أو في الإجابة. 4. **لنفحص الإجابة المقدمة:** $(5 - s)(5 + s)(25 + s^2) = (25 - s^2)(25 + s^2) = 625 - s^4$. هذا لا يساوي $245 - s^2(25 - s^2)$. 5. **لنفترض أن العبارة الصحيحة هي:** $625 - s^2(25 - s^2)$ أو $625 - s^4$. **إذا كانت $625 - s^4$:** * هذه عبارة عن **فرق بين مربعين**: $(25)^2 - (s^2)^2$. * نحللها: $(25 - s^2)(25 + s^2)$. * العامل الأول $(25 - s^2)$ هو أيضًا **فرق بين مربعين**: $(5)^2 - (s)^2$. * نحلله: $(5 - s)(5 + s)$. * **التحليل النهائي:** $(5 - s)(5 + s)(25 + s^2)$. **وهذا يتطابق مع الإجابة المقدمة.** 6. **الخطوات بناءً على الافتراض السليم ($625 - s^4$):** 1. المبدأ: تحليل فرق بين مربعين مرتين. 2. التحليل الأول: $625 - s^4 = (25)^2 - (s^2)^2 = (25 - s^2)(25 + s^2)$. 3. التحليل الثاني: $25 - s^2 = (5)^2 - (s)^2 = (5 - s)(5 + s)$. 4. العامل $25 + s^2$ (مجموع مربعين) لا يُحلّل في الأعداد الحقيقية.
- **الخطوة 5: الإجابة النهائية** * **الجزء (أ):** بناءً على الإجابة المعطاة، تم تحليل العبارة (بافتراض صيغتها الصحيحة) إلى ثلاثة عوامل هي: **(٤ب - أ)(٤ب + أ)(١٦ب² + أ²)**. * **الجزء (ب):** بناءً على الإجابة المعطاة، تم تحليل العبارة (بافتراض أنها ٦٢٥ - س⁴) إلى ثلاثة عوامل هي: **(٥ - س)(٥ + س)(٢٥ + س²)**.