☰ خطة العام · الرياضيات البحتة (بالعربية)

الحد الخالي من ⁦x⁩ والنسب بين الحدود والحد الأكبر

الأسبوع 3 · The term free of x, ratios of consecutive terms and of their coefficients, three consecutive coefficients and the greatest term · 3 دروس
2

النسبة بين حدين متتاليين، وبين معاملي حدين متتاليين

Pure Mathematics Sec 3 Term 1, Unit 1, Lessons 2–3
Goalأجد النسبة بين حدّين متتاليين وبين معاملَيهما.
New words
نسبة حدّين متتاليين · ⁦T(r+١‎)/T(r) = ((n − r + ١‎)/r) · (a/x)⁩ في ⁦(x + a)ⁿ⁩نسبة المعاملين · النسبة نفسها بعد حذف الحروف
Explanation

نقسم حدًّا في ⁦(x + a)ⁿ⁩ على الحد الذي قبله. ⁦T(r+١‎) = nCr xⁿ⁻ʳ aʳ⁩ و⁦T(r) = nC(r−١‎) xⁿ⁻ʳ⁺¹ aʳ⁻¹⁩ فيكون ⁦T(r+١‎)/T(r) = [nCr / nC(r−١‎)] · (a/x)⁩. وبكتابة ⁦nCr⁩ بالمضروبات نجد ⁦nCr / nC(r−١‎) = (n − r + ١‎)/r⁩. فنحصل على القاعدة ⁦T(r+١‎)/T(r) = ((n − r + ١‎)/r) · (a/x)⁩. ويتحقق الجدول منها في ⁦(١‎ + x)⁶⁩ عند ⁦x = ١‎⁩ حيث النسب هي نواتج قسمة الأعداد المتجاورة في الصف ⁦١‎, ٦‎, ١٥‎, ٢٠‎, ١٥‎, ٦‎, ١‎⁩. وللمعاملات في ⁦(px + qy)ⁿ⁩ نبقي الأعداد فقط: نسبة معامل ⁦T(r+١‎)⁩ إلى معامل ⁦T(r)⁩ هي ⁦((n − r + ١‎)/r) · (q/p)⁩. وقل دائمًا أي ⁦r⁩ تستعمل: في ⁦T٤‎ ÷ T٣‎⁩ الحد البسط هو ⁦T(r+١‎) = T٤‎⁩ إذن ⁦r = ٣‎⁩. وهذه النسب أداة لمعادلات الدرس التالي: فالنسبة المعطاة تصبح معادلة في ⁦n⁩ أو ⁦x⁩ أو عدد مجهول.

(1 + x)⁶ عند x = 1: القانون (6 − r + 1)/r
rT(r+1) ÷ T(r)العددان
166 ÷ 1
25/215 ÷ 6
34/320 ÷ 15
43/415 ÷ 20
52/56 ÷ 15
61/61 ÷ 6
Worked examples
في ⁦(x + ٣‎y)¹⁰⁩ أوجد ⁦T٤‎ ÷ T٣‎⁩. هنا ⁦T٤‎ = T(r+١‎)⁩ مع ⁦r = ٣‎⁩: ⁦((١٠‎ − ٣‎ + ١‎)/٣‎) · (٣‎y/x) = (٨‎/٣‎)(٣‎y/x) = ٨‎y/x⁩.
في ⁦(٣‎x + ٢‎)⁸⁩ أوجد نسبة معامل ⁦T٤‎⁩ إلى معامل ⁦T٣‎⁩. مع ⁦r = ٣‎⁩: ⁦((٨‎ − ٣‎ + ١‎)/٣‎) · (٢‎/٣‎) = ٢‎ × ٢‎/٣‎ = ٤‎/٣‎⁩. تحقّق مباشر: ⁦٨‎C٣‎ · ٣‎⁵ · ٢‎³ = ١٠٨٨٦٤‎⁩ و⁦٨‎C٢‎ · ٣‎⁶ · ٢‎² = ٨١٦٤٨‎⁩ و⁦١٠٨٨٦٤‎ ÷ ٨١٦٤٨‎ = ٤‎/٣‎⁩.
لأي قيمة من ⁦x⁩ يتساوى ⁦T٢‎⁩ و⁦T٣‎⁩ في ⁦(٢‎ + x)⁶⁩؟ نستعمل ⁦T٣‎ ÷ T٢‎⁩ مع ⁦r = ٢‎⁩: ⁦((٦‎ − ٢‎ + ١‎)/٢‎) · (x/٢‎) = ٥‎x/٤‎⁩. نضع ⁦٥‎x/٤‎ = ١‎⁩ فنجد ⁦x = ٤‎/٥‎⁩. تحقّق: ⁦T٢‎ = ٦‎ · ٢‎⁵ x = ١٩٢‎x⁩ و⁦T٣‎ = ١٥‎ · ٢‎⁴ x² = ٢٤٠‎x²⁩ و⁦٢٤٠‎x² = ١٩٢‎x⁩ تعطي ⁦x = ٤‎/٥‎⁩.
Class activity

اختبر القاعدة. في ⁦(١‎ + x)⁸⁩ عند ⁦x = ١‎⁩ اكتب المعاملات ⁦١‎, ٨‎, ٢٨‎, ٥٦‎, ٧٠‎, …⁩ وتحقّق من ثلاثة أخارج قسمة متجاورة بمقارنتها بـ ⁦(٨‎ − r + ١‎)/r⁩.

Practice
1
في ⁦(x + ٥‎y)¹²⁩ أوجد ⁦T٣‎ ÷ T٢‎⁩.
2
في ⁦(٢‎x + ٥‎)⁹⁩ أوجد نسبة معامل ⁦T٥‎⁩ إلى معامل ⁦T٤‎⁩.
3
في ⁦(١‎ + x)⁹⁩ أوجد ⁦x⁩ بحيث ⁦T٤‎ = ٣‎ × T٣‎⁩.
4
في ⁦(x + y)ⁿ⁩ لدينا ⁦T٣‎ ÷ T٢‎ = ٥‎y/(٢‎x)⁩. أوجد ⁦n⁩.
5
تحقّق من القاعدة في ⁦(١‎ + x)¹⁰⁩ عند ⁦x = ١‎⁩ مع ⁦T٥‎ ÷ T٤‎⁩. العددان ⁦١٠‎C٤‎ = ٢١٠‎⁩ و⁦١٠‎C٣‎ = ١٢٠‎⁩.