☰ خطة العام · الرياضيات (بالعربية)

قوى القوى والمعادلات الأسية

الأسبوع 1 · Powers of powers and exponential equations: the laws of exponents for real bases and integer exponents, and equations of the form a^x = b · 3 دروس
2

تبسيط العبارات التي فيها قوى بالحروف x و y و n ثم إيجاد قيمتها

Mathematics Prep 3 Term 1, Unit 1, Lessons 1–2
Goalأبسّط عبارات فيها أسس موجبة وصفرية وسالبة، وأذكر الحروف التي لا تساوي صفرًا، وأوجد القيمة لعدد معطى.
New words
الأس الصفري · ⁦a⁰ = ١‎⁩ لأي ⁦a ≠ ٠‎⁩الأس السالب · ⁦a⁻ⁿ = ١‎ ÷ aⁿ⁩، أي مقلوب ⁦aⁿ⁩أبسط صورة · كل حرف يظهر مرة واحدة بأس موجبقيمة العبارة · العدد الناتج عند تعويض الحروف بأعداد معطاة
Explanation

تعرف أن ⁦aᵐ × aⁿ = aᵐ⁺ⁿ⁩ و⁦aᵐ ÷ aⁿ = aᵐ⁻ⁿ⁩ و⁦a⁰ = ١‎⁩ و⁦a⁻ⁿ = ١‎ ÷ aⁿ⁩. والآن نجمعها مع القوانين الثلاثة في الدرس الأول. نعمل بهذا الترتيب: نزيل الأقواس بإعطاء كل عامل الأس الخارجي، ثم نجمع الحروف المتشابهة بجمع الأسس (في الضرب) أو بطرحها (في القسمة)، وأخيرًا نكتب الأسس السالبة على صورة كسور. والحرف الموجود في المقام أو الذي له أس سالب لا يساوي صفرًا، لذلك نذكر ذلك: ⁦x ≠ ٠‎⁩. ولإيجاد القيمة نبسّط أولًا ثم نعوّض؛ فهذا أقصر وأضمن من التعويض في الصورة الطويلة.

القاعدةمثال
⁦a⁰ = ١‎ (a ≠ ٠‎)⁩⁦٧‎⁰ = ١‎, (−x)⁰ = ١‎⁩
⁦a⁻ⁿ = ١‎ ÷ aⁿ⁩⁦٢‎⁻³ = ١‎ ÷ ٨‎, x⁻² = ١‎ ÷ x²⁩
⁦aᵐ × aⁿ = aᵐ⁺ⁿ⁩⁦x² × x⁻⁵ = x⁻³⁩
⁦aᵐ ÷ aⁿ = aᵐ⁻ⁿ⁩⁦y³ ÷ y⁷ = y⁻⁴⁩
Worked examples
بسّط ⁦(٢‎x²y⁻¹)³ ÷ (٤‎x⁴)⁩ حيث ⁦x ≠ ٠‎⁩ و⁦y ≠ ٠‎⁩. أولًا القوس: ⁦(٢‎x²y⁻¹)³ = ٨‎x⁶y⁻³⁩. نقسم على ⁦٤‎x⁴⁩: الأعداد تعطي ⁦٨‎ ÷ ٤‎ = ٢‎⁩ والحرف ⁦x⁩ يعطي ⁦x⁶⁻⁴ = x²⁩. إذن الناتج ⁦٢‎x²y⁻³ = ٢‎x² ÷ y³⁩.
أوجد قيمة ⁦(x²)³ × x⁻⁵ ÷ x⁻²⁩ عندما ⁦x = −٢‎⁩. نبسّط أولًا: ⁦x⁶ × x⁻⁵ = x¹⁩ ثم ⁦x¹ ÷ x⁻² = x¹⁺² = x³⁩. وعند ⁦x = −٢‎⁩ تكون القيمة ⁦(−٢‎)³ = −٨‎⁩.
⁦٥‎x²⁩ سمالأرضية: ⁦٢٥‎x⁴⁩ سم²ABCD
أرضية قاعة مدرسة مربعة طول ضلعها ⁦٥‎x²⁩ سم، وتُغطى ببلاط مربع طول ضلعه ⁦x⁩ سم. كم بلاطة نحتاج؟ مساحة الأرضية ⁦(٥‎x²)² = ٢٥‎x⁴⁩ سم². مساحة البلاطة ⁦x²⁩ سم². عدد البلاط ⁦٢٥‎x⁴ ÷ x² = ٢٥‎x²⁩. وعندما ⁦x = ٢٠‎⁩ تكون البلاطة ٢٠ سم، وعرض القاعة ٢٠٠٠ سم = ٢٠ مترًا، ونحتاج ⁦٢٥‎ × ٢٠‎² = ١٠٠٠٠‎⁩ بلاطة.
Class activity

لعبة التنصيف. اكتب ⁦٢‎⁵⁩ و⁦٢‎⁴⁩ و⁦٢‎³⁩ و⁦٢‎²⁩ و⁦٢‎¹⁩ بقيمها ٣٢ و١٦ و٨ و٤ و٢. كل خطوة تقسم على ٢. واصل مع ⁦٢‎⁰⁩ و⁦٢‎⁻¹⁩ و⁦٢‎⁻²⁩ و⁦٢‎⁻³⁩. ما القيم التي تحصل عليها؟ هل يفسر هذا لماذا ⁦٢‎⁰ = ١‎⁩؟

Practice
1
بسّط ⁦x⁵ × x⁻⁷⁩ حيث ⁦x ≠ ٠‎⁩.
2
بسّط ⁦(٣‎a⁻²b)²⁩ حيث ⁦a ≠ ٠‎⁩.
3
أوجد ⁦(٢‎⁻¹)³ × ٢‎⁵⁩.
4
مكعب طول حرفه ⁦x²⁩ سم. أوجد حجمه وقيمته عندما ⁦x = ٣‎⁩.
5
أسطوانة نصف قطرها ⁦٢‎x⁩ سم وارتفاعها ⁦x²⁩ سم. اكتب حجمها ⁦πr²h⁩ في أبسط صورة.