2. الريا�ضيات
كتاب الطالب
ال�صف الأول الثانوى
الف�صل الدرا�سى الثانى
للريا�ضيات تطبيقات عملية فى مجاالت متعددة منها �إن�شاء الطرق والكبارى وتخطيط المدن و�إعداد
خرائطها التى تعتمد على توازى الم�ستقيمات و الم�ستقيمات القاطعة لها وفق تنا�سب بين الطول
الحقيقى والطول فى الر�سم.
وال�صورة لكوبرى ال�سالم الذى يربط بين �ضفتى قناة ال�سوي�س
3. �إعداد
�أ/ عمر ف�ؤاد جاب اهلل
�أ.د/ نبيل توفيق ال�ضبع
�أ.د/ عفاف �أبو الفتوح �صالح
�أ / �سريافيم �إليا�س �إ�سكندر
�أ.م.د/ ع�صام و�صفى روفائيل
�أ/ كمال يون�س كب�شة
جميع الحقوق محفوظة ال يجور نشر أى جزء من هذا الكتاب أو تصويره أو تخزينه أو تسجيله
بأى وسيلة دون موافقة خطية من الناشر.
شركة سقارة للنشر
�ش. م. م
الطبعــة األولى 3102/4102
رقم اإليــداع 9497 / 3102
الرقم الدولى 8 - 200 - 607 - 779 - 879
4. المقدمة
بسم ال� ل�ه الرحمن الرحيم
يسعدنا ونحن نقدم هذا الكتاب أن نوضح الفلسفة التى تم فى ضوئها بناء المادة التعليمية ونوجزها فيمايلى:
1 التأكيد عىل أن الغاية األساسية من هذه الكتب هى مساعدة املتعلم عىل حل املشكالت واتخاذ القرارات ىف حياته
اليومية, والتى تساعده عىل املشاركه ىف املجتمع.
2 التأكيد عىل مبدأ استمرارية التعلم مدى الحياة من خالل العمل عىل أن يكتسب الطالب منهجية التفكري العلمى، وأن
يمارسوا التعلم املمتزج باملتعة والتشويق، وذلك باالعتماد عىل تنمية مهارات حل املشكالت وتنمية مهارات االستنتاج
والتعليل، واستخدام أساليب التعلم الذاتى والتعلم النشط والتعلم التعاونى بروح الفريق، واملناقشة والحوار، وتقبل
آراء اآلخرين، واملوضوعية ىف إصدار األحكام، باإلضافة إىل التعريف ببعض األنشطة واإلنجازات الوطنية.
3 تقديم رؤى شاملة متماسكة للعالقة بني العلم والتكنولوجيا واملجتمع) (STSتعكس دور التقدُّم العلمى ىف تنمية
املجتمع املحىل، باإلضافة إىل الرتكيز عىل ممارسة الطالب الترصُّف الواعى الفعّال حِ يال استخدام األدوات التكنولوجية.
4 تنمية اتجاهات إيجابية تجاه الرياضيات ودراستها وتقدير علمائها
5 تزويد الطالب بثقافة شاملة لحسن استخدام املوارد البيئية املتاحة.
6 االعتماد عىل أساسيات املعرفة وتنمية طرائق التفكري، وتنمية املهارات العلمية، والبعد عن التفاصيل والحشو،
واإلبتعاد عن التعليم التلقينى؛ لهذا فاالهتمام يوجه إىل إبراز املفاهيم واملبادئ العامة وأساليب البحث وحل املشكالت
وطرائق التفكري األساسية التى تميز مادة الرياضيات عن غريها.
وفى �ضوء ما �سبق روعى فى هذا الكتاب ما يلى:
تقسيم الكتاب إىل وحدات متكاملة ومرتابطة لكل منها مقدمة توضح أهدافها ودروسها ومخطط تنظيمى لها
واملصطلحات الواردة بها باللغة العربية واإلنجليزية ومقسمة إىل دروس يوضح الهدف من تدريسها للطالب تحت
عنوان سوف تتعلم، ويبدأ كل درس من دروس كل وحدة بالفكرة األساسية ملحتوى الدرس وروعى عرض املادة
العلمية من السهل إىل الصعب ويتضمن مجموعة من األنشطة التى تتناول الربط باملواد األخرى والحياة العملية والتى
تناسب القدرات املختلفة للطالب وتراعى الفروق الفردية بينهم وتؤكد عىل العمل التعاونى، وتتكامل مع املوضوع.
كما قدم ىف كل درس أمثلة تبدأ من السهل إىل الصعب وتشمل مستويات تفكري متنوعة، مع تدريبات عليها تحت
عنوان حاول أن تحل وينتهى كل درس ببند «تحقق من فهمك».
تنتهى كل وحدة بملخص للوحدة يتناول املفاهيم والتعليمات الواردة بالوحدة.
وأخير ًا ..نتمنى أن نكون قد وفقنا فى إنجاز هذا العمل لما فيه خير لأولادنا، ولمصرنا العزيزة.
وال� �له من وراء القصد، وهو يهدى إلى سواء السبيل
9. الوحدة
1
الجبر
المصفوفات
Matrices
أهداف الوحدة
في نهاية الوحدة من المتوقع أن يكون الطالب قادرا على أن:
ً
• •يتحقق من صحة حلول بعض المشكالت التى تتضمن
• •يتعرف مفهوم المصفوفة ونظمها.
مصفوفات باستخدام البرمجيات المتاحة.
• •يتعرف بعض المصفوفات الخاصة (مصفوفة الصف -
مصفوفة العمود - المصفوفة المربعة - المصفوفة • •ينمذج بعض المشكالت الحياتية باستخدام المصفوفات.
الصفرية - المصفوفة القطرية - مصفوفة الوحدة - • •يوظف استخدام المصفوفات في مجاالت أخرى.
• •يتعرف محدد المصفوفة من الرتبة الثانية والرتبة الثالثة.
المصفوفة المتماثلة وشبه المتماثلة).
• •يوجد قيمة المحدد على الصورة المثلثية.
• •يضرب عددا حقيقيا في مصفوفة .
ً
ً
• •يوجد معكوس المصفوفة المربعة من الرتبة 2 × 2
• •يتعرف تساوى مصفوفتين.
• •يحل معادلتين آنيتين باستخدام معكوس المصفوفة.
• •يوجد مدور المصفوفة.
• •يجرى عمليات الجمع والطرح والضرب على المصفوفات. • •يحل المعادالت بطريقة كرامر.
• •يوجد مساحة المثلث باستخدام المحددات.
المصطلحات األساسية
Ñ Ñمصفوفة
Matrix
Ñ Ñعنصر
Element
Ñ Ñمصفوفة الصف
Row matrix
Ñ Ñمصفوفة العمود
Column matrix
Ñ Ñمصفوفة مربعة
Ñ Ñمصفوفة متماثلة
Symmetric matrix
Ñ Ñمصفوفة شبه متماثلة
Skew-symmetric matrix
Ñ Ñجمع المصفوفات
Adding matrices
Ñ Ñمصفوفة الوحدة
Identity matrix
Square matrix
Ñ Ñمعادلة مصفوفية
Matrix equation
Equal matrices
Variable matrix
Ñ Ñمصفوفة صفرية
Zero matrix
Ñ Ñمصفوفات متساوية
Ñ Ñمصفوفة الثوابت
Constant matrix
Ñ Ñمصفوفة المتغيرات
Ñ Ñطرح المصفوفات
Subtracting matrices
Ñ Ñضرب المصفوفات
Multiplying matrices
Ñ Ñمدور المصفوفة
Transpose of matrix
Ñ Ñمحدد
Determinant
Ñ Ñمحدد الرتبة الثانية
Second order determinant
Ñ Ñمحدد الرتبة الثالثة
Third order determinant
Ñ Ñمصفوفة المعامالت
Coefficient matrix
Ñ Ñمعكوس ضربى للمصفوفة
Inverse matrix
10. دروس الوحدة
الدرس (1 - 1): تنظيم البيانات في مصفوفات.
الدرس (1 - 2): جمع وطرح المصفوفات.
الدرس (1 - 3): ضرب المصفوفات .
الدرس (1 - 4): المحددات .
الدرس (1 - 5): المعكوس الضربي للمصفوفة
األدوات المستخدمة
آلة حاسبة علمية - برنامج االكسيل - Excel
جهاز كمبيوتر.
نبذه تاريخية
المصفوفات هي جمع كلمة مصفوفة، وهى من المفاهيم الرياضية التي انتشر استخدامها في عصرنا الحاضر، فشملت
العديد من فروع المعرفة، فنجد استخداماتها في علوم االحصاء واالقتصاد، واالجتماع وعلم النفس وغيرها، وذلك
ألنها تعرض البيانات، وتخزنها في صورة جداول مستطيلة الشكل، وتنظيم البيانات بهذه الصورة يسهل تذكرها
والمقارنة بينها وإجراء العمليات عليها، كما أن للمصفوفات دورا هاما في علم الرياضيات وخاصة في فرع الجبر
ًّ
ً
الخطى، وأول من الحظ المصفوفات واستخدمها هو العالم كيلي (1281 - 5981م).
مخطط تنظيمي للوحدة
المصفوفات
تنظيم البيانات
في مصفوفات
المحددات
العمليات على المصفوفات
ايجاد مساحة المثلث
تعريف المصفوفة
تمثيل المصفوفات
تحليل البيانات
جمع وطرح المصفوفات
ضرب المصفوفات
خواص جمع المصفوفات
خواص ضرب المصفوفات
محدد المصفوفة المثلثية
حل أنظمة المعادالت
بطريقة كرامر
ضرب عدد بمصفوفة
بعض المصفوفات
حل المعادالت المصفوفية
مدور حاصل ضرب
مصفوفتين
المعكوس الضربي
للمصفوفة
الخاصة
حدود المصفوفة
حل نظام من المعادالت
باستخدام المصفوفات
11. تنظيم البيانات في مصفوفات
1
Organizing data in Matrices
سوف تتعلم
فكر
ما املصفوفة؟
بعض املصفوفات اخلاصة
(املصفوفة املربعة - مصفوفة
الصف - مصفوفة العمود -
املصفوفة الصفرية - املصفوفة
القطرية - مصفوفة الوحدة)
مدور املصفوفة
املصفوفة املتامثلة واملصفوفة شبه
املتامثلة.
تساوى مصفوفتني.
رضب عدد حقيقي يف مصفوفة
ُ
ُ
المصطلحات األساسيّة
مصفوفة
Matrix
عنرص
Element
مصفوفة الصف
Row matrix
مصفوفة العمود
Column matrix
مصفوفة مربعة
Square matrix
مصفوفة صفرية
Zero matrix
مصفوفات متساوية
مصفوفة متامثلة
Equal matrix
Symmetric matrix
مصفوفة شبه متامثلة
و
ناقش
الربط بالصناعة
مصنع إلنتاج بعض مكونات شاشات التليفزيون به
3 أقسام، ينتج 4 أجزاء رئيسية من الشاشة أ، ب، جـ، د
على النحو التالي:
القسم األول ينتج يوميا 57 قطعة من أ ، 531 قطعة من
ًّ
ب ، 051 قطعة من جـ ، 512 قطعة من د .
القسم الثاني ينتج يوميا 001 قطعة من أ ، 861 قطعة من ب ، 012 قطعة من جـ،
ً
282 قطعة من د.
القسم الثالث ينتج يوميا 08 قطعة من أ ، 001 قطعة من ب ، 441 قطعة من جـ ،
ًّ
46 قطعة من د.
واضح أنه من الصعب تذكر هذه المعلومات أو المقارنة بينها، وهي على هذه
الصورة واآلن هناك سؤاال يطرح نفسه:
ً
كيف يمكن ترتيب هذه البيانات حتى يمكن تحليلها واالستفادة منها؟
لإلجابة عن هذا السؤال فإنه يمكننا كتابة البيانات في صورة جدول يمكننا من
معرفة ما ينتجه كل قسم من األقسام الثالثة من األجزاء المختلفة بسرعة ووضوح،
كما يسهل لنا المقارنة بين إنتاج األقسام الثالثة من األجزاء المختلفة.
Skew symmetric matrix
آلة حاسبة بيانية
برنامج اإلكسيل
جهاز كمبيوتر
األقسام
األدوات والوسائل
القسم األول
القسم الثاني
القسم الثالث
آلة حاسبة علمية
4
الرياضيات - الصف األول الثانوى
أ
57
001
08
األجزاء
ب
531
861
001
جـ
051
012
441
د
512
282
46
12. تافوفصم يف تانايبلا ميظنت
فإذا كنا نعلم أن األعداد بالصف األول هي إنتاج القسم األول من األجزاء أ ، ب، جـ ، د على الترتيب، وبالمثل
األعداد التي بالصف الثاني هي إنتاج القسم الثاني بنفس الترتيب، كذلك األعداد التى بالصف الثالث هي إنتاج
و
القسم الثالث بنفس الترتيب، فإننا نستطيع كتابة المعلومات التى بالجدول السابق بصورة أكثر اختصارا كاآلتي:
ً
الصف األول
الصف الثانى
الصف الثالث
57
001
08
531
861
001
051
012
441
512
282
46
-
-
-
-
وتسمى هذه الصورة مصفوفة كما تسمى األعداد داخل
القوسين عناصر المصفوفة
العمود العمود العمود العمود
األول الثانى الثالث الرابع
وهذه المصفوفة لها ثالثة صفوف وأربعة أعمدة، لذا يقال لها مصفوفة على النظم 3 * 4
(أو باالختصار مصفوفة 3 * 4) حيث تذكر عدد الصفوف أوال ثم عدد األعمدة، كما نالحظ أن:
عدد عناصر المصفوفة = 3 *4 = 21 عنصرا .
ً
واآلن:
1- هل هناك طريقة أخرى لترتيب بيانات المسألة ، ووضعها على صورة مصفوفة أخرى؟ فسر إجابتك.
2- من المصفوفة السابقة ، ما العنصر في الصف األول والعمود الثاني؟ وما العنصر في الصف الثاني والعمود
األول؟
3- سؤال مفتوح: اكتب مثاال من عندك يمكن كتابة المعلومات المتضمنة فيه على صورة مصفوفة 2 * 3
ً
تعلم
ت
تنظيم البيانات في مصفوفا
Organizing Data in Matrices
المصفوفة هى ترتيب لعدد من العناصر (متغيرات أو أعداد) في صفوف وأعمدة محصورة بين قوسين، وتنظم
العناصر في المصفوفة بحيث يكون الموقع في المصفوفة ذا معنى، ويرمز إلى المصفوفة عادة باستخدام
الحروف الكبيرة ، D ،Cج، .... ،N ،Mولعناصر المصفوفة بالحروف الصغيرة ،Cب، جـ، س، ص ، ....
إذا أردنا التعبير عن العنصر داخل المصفوفة Cالذي يقع في الصف ص والعمود ع فإنه يمكننا كتابته على
الصورة C
صع
ً
و
فمثال العنصر 21Cيقع في الصف األول والعمود الثاني، كذلك 23Cيقع في الصف الثالث والعمود الثاني.
فى المصفوفة: = C
12
3
4
15
6
2
-2
5
4
-1
العنصر -1 يقع في الصف 2 والعمود 2 ويرمز له بالرمز C
العنصر 6 يقع في الصف 1 والعمود 3 ويرمز له بالرمز C
22
13
كتاب الطالب - الفصل الدراسى الثانى
5
13. وبصفة عامة:
المصفوفة المكونة من م صفا، ن عمودا تكون على النظم م * ن أو من الرتبة م * ن أو من النوع م * ن (وتقرأ م
ًّ
ً
فى ن، حيث م، ن أعداد صحيحة موجبة.
حاول أن تحل
استخدم المصفوفة = D
1 5
3 2
5 7
أ ما نظم المصفوفة
D؟
تعلم
لإلجابة عن مايلى:
ب ما قيمة 12D ،21D؟
تمثيل المصفوفات
Representing Matrcies
إذا كانت Cمصفوفة على النظم م * ن فإنه يمكن كتابة المصفوفة Cعلى الصورة:
C( = Cص ع)، ص = 1 ، 2، 3، ......................، م
ع = 1 ، 2، 3، ......................، ن
وسوف تقتصر دراستنا على الحاالت التى فيها م ، 3 Hن 3 H
مـثـال
اكتب جميع عناصر المصفوفات اآلتية:
ص = 1 ، 2 ، ع = 1، 2، 3
أ C( = Cص ع) ،
ص = 1 ، 2، 3 ، ع = 1
ب ( = Dبص ع) ،
ص = 1 ، 2 ، ع = 1، 2
ج ج = (جـ ) ،
صع
الحل
أ =C
C
11
C
21
ج ج =
C
C
21
11
C
12
C
22
C
C
22
12
C
13
C
23
مصفوفة على النظم 2 * 3
مصفوفة على النظم 2 * 2
حاول أن تحل
اكتب جميع عناصر المصفوفات اآلتية:
أ C( = Cص ع)، ص = 1 ، 2 ،3، ع = 1، 2، 3
ب ب = (ب س ص)، ص = 1 ، 2، ع = 1
6
الرياضيات - الصف األول الثانوى
ب
ب = Dب21 مصفوفة على النظم 3 *1
ب
31
11
14. تافوفصم يف تانايبلا ميظنت
مـثـال
الربط بالمستهلك: يبين الجدول المقابل األسعار بالجنيه
لثالثة أنواع من الساندويتشات بثالثة أحجام مختلفة في
أحد مطاعم الوجبات الجاهزة.
أ نظم هذه البيانات في مصفوفة، على أن تكون األسعار
مرتبة تصاعديا.
ًّ
ب حدد نظم المصفوفة.
ج
ما قيمة العنصر C؟
صدور
فراخ
صغير
متوسط
كبير
8
21
61
9
31
71
7
11
51
جمبرى
مقلى
سمك
فيليه
32
الحل
صغير متوسط كبير
51
11
7
61
21
8
71
31
9
أ
ب هناك 3 صفوف، 3 أعمدة لذا فإن المصفوفة على النظم 3 * 3
ج قيمة العنصر Cهى الموجودة بالصف 3 والعمود 2 وهى 31
سمك فيليه
صدور فراخ
جمبرى مقلى
32
حاول أن تحل
رصد مدرب فريق كرة السلة بالمدرسة، إنجازات ثالثة العبين في مباريات
دورى الفصول فكانت على النحو التالي:
سمير: لعب 01 مباريات ، 02 تسديدة ، 5 أهداف.
حازم: لعب 61 مباراة ، 53 تسديدة ، 8 أهداف.
كريم: لعب 81 مباراة ، 14 تسديدة ، 01 أهداف.
أ نظم البيانات فى مصفوفة على أن ترتب أسماء الالعبين ترتيبا تصاعديا تبعا لعدد األهداف.
ًّ ً
ً
ب حدد نظم المصفوفة، ما قيمة32C؟
مـثـال
تنظيم البيانات اإلحصائية باستخدام المصفوفات
ﺍﻻﺳﺘﻬﻼﻙ
٥٢
ﺍﻻﻧﺘﺎﺝ
٠٢
٥١
٠١
٥
ﺍﻟﺪﻭﻟﺔ ﺟـ
كتاب الطالب - الفصل الدراسى الثانى
ﺍﻟﺪﻭﻟﺔ ﺏ
ﺍﻟﺪﻭﻟﺔ ﺃ
ﻋﺪﺩ ﺍﻟﻜﻴﻠﻮ ﻭﺍﺕ / ﺍﻟﺴﺎﻋﺔ
الربط بالطاقة: يمكن أن تقاس الطاقة بالكيلو وات / ساعة.
يبين الرسم البيانى المقابل إنتاج الطاقة واالستهالك لبعض
الدول. اكتب مصفوفة تمثل بيانات الرسم البياني المقابل.
٠٣
٠
7
15. الحل
افرض أن كل صف فى المصفوفة يمثل دولة، كل عمود يمثل
و
مستوى اإلنتاج واالستهالك. استنتج القيم من الرسم.
تفكير ناقد
دولة( أ )
دولة (ب)
دولة (جـ)
االنتاج
5٫9
31
91
االستهالك
5٫9
9
52
كيف يمكنك تعديل المصفوفة لتمثيل البيانات بإضافة دول أخرى؟
حاول أن تحل
أعد كتابة البيانات فى المثال السابق فى صورة مصفوفة 2 *3، ضع عنوانًا للصفوف واألعمدة.
وضح الفرق بين المصفوفة التى على النظم 2 * 3، والمصفوفة التى على النظم 3 * 2
تعلم
ة
بعض المصفوفات الخاص
Some special Matrices
3 2l
أ
المصفوفة المربعة: هى المصفوفة التى عدد الصفوف فيها يساوى عدد األعمدة مثل: 4 -1
(مصفوفة مربعة على النظم 2 * 2)
b
ب مصفوفة الصف: هى المصفوفة التى تحتوى على صف واحد وأى عدد من األعمدة مثل: (2 4 6 8)
(مصفوفة صف على النظم 1 * 4)
2
ج مصفوفة العمود: هى المصفوفة التى تحتوى على عمود واحد، وأى عدد من الصفوف مثل: f 5- p
1
(مصفوفة عمود على النظم 3 * 1)
د المصفوفة الصفرية: هى المصفوفة التى تكون جميع عناصرها أصفار وقد تكون مربعة أو التكون
فمثال المصفوفات:
ً
0
(0) مصفوفة صفرية على النظم 1 * 1، (0 0) مصفوفة صفرية على النظم 1 * 2، b 0 lمصفوفة
0 0
صفرية على النظم2 * 1، b 0 0 lمصفوفة صفرية علي النظم 2 * 2، ويرمز للمصفوفة الصفرية
بمستطيل صغير
ه المصفوفة القطرية: هى مصفوفة مربعة جميع عناصرها أصفار، ما عدا عناصر القطر الرئيسى فيكون،
أحدها على األقل مغايرا للصفر فمثال المصفوفة:
ً
ً
p
1
0
0
0
10
0
0 ( fمصفوفة قطرية على النظم 3 * 3)
2
و مصفوفة الوحدة: هى مصفوفة قطرية، يكون فيها كل عناصر القطر الرئيسى مساو يا الواحد، ويرمز
ً
لها بالرمز . Iفمثال كل من المصفوفات:
8
1 0
(1) ، p ، b 1 0 l
1
0
0
الرياضيات - الصف األول الثانوى
0
1
0
0
0
1
fهي مصفوفة وحدة.
16. تافوفصم يف تانايبلا ميظنت
حاول أن تحل
اكتب نوع كل مصفوفة ونظمها.
1 -1
أ b 2 0 l
ب (1 3 5 7)
1 0
ه b 3 0 l
0 0
د b0 0l
ج
و
اكتب المصفوفة الصفرية على النظم 3 * 3
تعلم
تساوى مصفوفتين
3
f4p
5
0 0
b
l
0 1
Equality of two Matrices
تتساوى مصفوفتان D ،Cإذا كانتا على نفس النظم، كان كل عنصر في المصفوفة Cمساو يا لنظيره في المصفوفة
و
ً
Dأي أن: Cص ع = Dص ع لكل ص ولكل ع.
مـثـال
1 2
1 2 0
أ المصفوفتان b 0 5 1- l ، b 5 1- l
1 س 2
ب b 2 3- 1 l = b 5 6 1- l
-1 6 ص
1 صج المصفوفتان b 1- 3 l ، b 2 1 l
س -1
0 1 5
د p =f 0 7 1 p
2 6 3
0 1 5
1 7 0
2 6 3
غير متساويتين ألنهما ليسا على نفس النظم.
إذا و فقط إذا كانت س = -3 ، ص = 5
اليمكن أن يتساويا، وذلك إلختالف أحد العناصر المناظرة
في كل منهما (عناصر الصف األول والعمود األول)
f
المصفوفتان متساويتان ألن لهما نفس النظم وعناصرهما
المتناظرة متساوية.
حاول أن تحل
3 2٫057٫0 14 o
5 d
d
أ إذا كان 2- 0٫5 = D ، 2- 1 o = Cهل D = C؟ فسر إجابتك.
2
3 43 4
ب إذا كانت b 2- 0 l = N ، b 2- 0 l = Mهل N = M؟ فسر إجابتك .
مـثـال
استخدام المصفوفات المتساوية في حل المعادالت
إذا كان: 2 lس-5
3
الحل
4
2 lس-5
3 3 ص +21
l=b
52
4
l =b
3ص + 21
3
52
3
4
ص +81
4
ص + 81
bفأوجد قيمتى س، ص.
b
كتاب الطالب - الفصل الدراسى الثانى
9
17. حيث أن المصفوفتين متساويتان، فيكون العناصر المتناظرة متساوية ونكتب:
3ص + 21 = ص + 81
،
2 س - 5 = 52
3ص- ص = 81 - 21
،
2 س = 52 - 5
ص = 3
،
2 س = 02
س = 01
الحل هو س = 01، ص = 3
حاول أن تحل
إذا كان lس + 8
3
5-ص
l = b
83
3
-5 bفأوجد قيمتى س، ص
4ص-01
1 تفكير ناقد: إذا كان (3س س + ص س - ع) = (-9 4 -01) فأوجد قيم كل من س، ص، ع
+Cب
1 تفكير ناقد: إذا علم أن:
+ Cب + جـ
تعلم
-Cب
- Cب + 2د
= b 3- 9 lفأوجد قيم ،Cب، جـ، د
7 5
ة
ضرب عدد حقيقي في مصفوف
Multipling a Real Number by a Matrix
ضرب عدد حقيقي في مصفوفة يعنى ضرب كل عنصر من عناصر المصفوفة في ذلك العدد الحقيقي أي أن:
حاصل ضرب عدد حقيقي ك في مصفوفة Cعلى النظم م * ن هي مصفوفة ج = ك Cعلى نفس النظم م * ن كل
و
عنصر فيها جـ ص ع يساوى العنصر المناظر له في المصفوفة Cمضروبا في العدد الحقيقي ك.
ً
أي: جـ ص ع = ك Cص ع حيث ص =1، 2، .....، م ، ع = 1، 2، .....، ن
الحظ أن:
كس كص
س ص
l= b
كl
كع كل
ع ل
b
فمثال -2 4 1
ً
b 2- 8- l = b 1 * 2- 4 * 2- l = b
l
5 -1
01 22 * 5 -2 * -1مـثـال
تخطط إحدى الكافيتريات لرفع ثمن كل مشروب مرة ونصف المرة. استخدم
الئحة األسعار فى الجدول التالى إليجاد ثمن كل مشروب بعد الزيادة؟
حجم صغير
حجم كبير
كوب لبن كامل الدسم
57٫0 من الجنيه
05٫1 من الجنيه
كوب عصير مانجو
09٫0 من الجنيه
09٫1 من الجنيه
كوب عصير برتقال
01
58٫0 من الجنيه
الرياضيات - الصف األول الثانوى
57٫1 من الجنيه
18. تافوفصم يف تانايبلا ميظنت
الحل
57٫0
05٫1
09٫0
09٫1
58٫0
5٫1 * 57٫0 5٫1 * 05٫1
=
57٫1
=
521٫1 52٫2
572٫1 526٫2
5٫1
سوف يصبح ثمن كوب اللبن من الحجم الصغير 521٫1 من الجنيه، ثمن كوب اللبن
من الحجم الكبير 52٫2 من الجنيه، وسوف يصبح ثمن كوب عصير البرتقال من
الحجم الصغير 572٫1 من الجنيه، وثمن كوب البرتقال من الحجم الكبير 526٫2،
وسوف يصبح ثمن كوب عصير المانجو من الحجم الصغير 53٫1من الجنيه، وثمن
كوب المانجو من الحجم الكبير 58٫2 من الجنيه.
حاول أن تحل
5٫1 * 09٫0 5٫1 * 09٫1
51 -21 01
02 -01 7
-2 1 3
1 إذا كان = C
تعلم
5٫1 * 58٫0 5٫1 * 57٫1
53٫1 58٫2
فأوجد -5C
مدور المصفوفة
Transpose of a Matrix
في أي مصفوفة Cعلى النظم م * ن إذا استبدلنا الصفوف باألعمدة واألعمدة بالصفوف بنفس الترتيب فإننا نحصل
على مصفوفة على النظم ن * م، وتسمى مدور المصفوفة ،Cويرمز لها بالرمز Cمد ويتضح من التعريف أن (Cمد)مد = C
مـثـال
أوجد مدور كل من المصفوفات اآلتية:
أ =C
1
3
الحل
2
-1
1
2
-1
15
3
1 f5
أ Cمد = p
ب ب مد = 2- p
f
1
6
مد 3- l
ج ج =
4
2
-1 b
ب ب = (1 -2 6)
3 4ج
l
ج = 2 -1
b
مصفوفة على النظم 3 * 2
مصفوفة عمود على النظم 3 * 1
مصفوفة مربعة على النظم 2 * 2
كتاب الطالب - الفصل الدراسى الثانى
11
19. الم�صفوفات المتماثلة و�شبه المتماثلة
Symmetric and Semi Symmetric Matrices
إذا كانت Cمصفوفة مربعة فإنها تسمى متماثلة إذا وفقط إذا كانت C = Cمد وتسمى شبه متماثلة إذا وفقط إذا كانت
مد
C- = C
مـثـال
هل المصفوفة ب = p
الحل
ب= p
0
11
1
0
-3
0
11
1
0
-3
13
0
0
11
13
0
1
0
-3
fمتماثلة أم شبه متماثلة؟
f
0
1
-1
ب مد = p
1
30
10
3
f
-1
ب مد = -1 * p
` ب مد = -ب فيكون ب = - Dمد فتكون المصفوفة ب شبه متماثلة
حاول أن تحل
1 هل المصفوفة p = C
1
1
-1
3 -= fب
0
1
3
5
15
6
fمتماثلة أم شبه متماثلة؟
تحقق من فهمك
أوجد قيمة كل من س، ص، ع في كل مما يأتى:
س
أ l
2
0
3
1 l =b
2
0
1
b
س
ب l
0
بين أيا من المصفوفات اآلتية متماثلة وأيها شبه متماثلة:
ًّ
أ p
21
1
14
12
6
4
6
5
f
الرياضيات - الصف األول الثانوى
ب
0
5
2
1
3
1
52
0
12
2
0
l =b
0
ص
11
2
0
ع
1
0
3 b
20. تافوفصم يف تانايبلا ميظنت
نشاط
الربط بالتكنولوجيا: استخدام الجداول اإللكترونية في تنظيم البيانات
األدوات المستخدمة: برنامج الجداول اإللكترونية()Excel
استخدم الجداول اإللكترونية لتنظيم البيانات وعرضها وتحليلها، حيث يتم إدخالها في برنامج الجداول
اإللكترونية في صفوف وأعمدة مثل المصفوفات، بعد ذلك يمكنك استخدامها في عمل الرسوم أو إيجاد
الحسابات.
مـثـال
01 الربط بالتجارة: جمع مدير سوبر ماركت مبيعاته من السلع
الغذائية بالكيلو جرام في أربعة أسابيع متتالية، ونظمها في
الجدول المقابل، أدخل البيانات في برنامج الجداول اإللكترونية.
1- استخدم العمود Aللنوع والعمود Bلمبيعات األسبوع األول ،
والعمود Cلمبيعات األسبوع الثانى، والعمود Dلمبيعات األسبوع
الثالث والعمود Eلمبيعات األسبوع الرابع.
مبيعات السوبر ماركت من بعض السلع الغذائية بالكيلو
جرامات خالل 4 أسابيع متتالية
النوع
سكر
زيت
مكرونة
دقيق
زبدة
ألبان
شاي
فول
األسبوع
األول
43
24
06
07
52
06
22
54
األسبوع
الثاني
03
84
26
57
42
63
81
53
األسبوع
الثالث
72
63
45
08
02
14
03
83
األسبوع
الرابع
81
23
85
27
81
77
23
04
يحوي كل صف مبيعات النوع
نفسه من السلعة الغذائية، ويمثل
الصف الثانى مبيعات الزيت.
81
72
03
43
ﺳــﻛــﺭ
23
63
84
24
ﺯﻳﺕ
85
45
86
06
ﻣﻛﺭﻭﻧﺔ
27
08
57
07
ﺩﻗﻳﻕ
81
02
42
52
ﺯﺑﺩﻩ
77
14
63
06
23
03
81
22
ﺍﻟﺑﺎﻥ
ﺷﺎﻯ
04
83
53
54
ﻓﻭﻝ
تحتوي كل خلية في الجدول جزءا
ً
واحدً ا من البيانات، حيث تحتوي
الخلية 7 Dعلى القيمة 03، والتي
تمثل عدد الكيلو جرامات المبيعة
في األسبوع الثالث من الشاي.
حاول أن تحل
1 قارن بين تنظيم البيانات في الجداول اإللكترونية وتنظيمها في مصفوفة.
1 عند استخدامك لألمر ( )sumيمكنك إيجاد مجاميع مدخالت الصفوف واألعمدة في الجداول اإللكترونية.
يمكنك إيجاد مجاميع مدخالت الصفوف من 1 إلى 8 بإدخال الصيغة )8 = sum (F1:Fماذا تمثل هذه المجاميع؟
1 اختر إحدى المسائل التي درستها في هذا الدرس، وتحقق من صحة إجاباتك باستخدام الجداول اإللكترونية
(يمكنك استخدام برنامج (.))EXCEL
1 مسألة مفتوحة: أنشئ مصفوفة باستخدام بيانات حياتية تكون مجاميع عناصر أعمدتها ذات معنى،
ومجاميع عناصر صفوفها لها معنى أيضا، أدخل بيانات المصفوفة على برنامج الجداول اإللكترونية، وتحقق
ً
من صحة المجاميع التى حصلت عليها، ثم فسر ماذا تعنى مجاميع كل من األعمدة والصفوف.
كتاب الطالب - الفصل الدراسى الثانى
31
21. جمع وطرح المصفوفات
1
Adding and subtracting Matrices
سوف تتعلم
عمل تعاونى
مجع املصفوفات.
الربط باالحصاء: اعمل مع زميل لك . استخدم المعلومات في الجدول التالي:
طرح املصفوفات.
السنة
1102
2102
3102
ُ
ُ
المصطلحات األساسيّة
مجع املصفوفات
Adding matrices
طرح املصفوفات
Subtracting matrices
األدوات والوسائل
آلة حاسبة بيانية
الوسط الحسابى للدرجات
رياضيات
علوم
إناث
ذكور
إناث
ذكور
754
205
024
824
064
105
124
524
364
305
624
924
1- أ أوجد مجموع درجات الوسطين الحسابيين للذكور في كل سنة في الجدول.
ب أوجد مجموع درجات الوسطين الحسابيين لإلناث في كل سنة في الجدول.
2- أ اكتب مصفوفة تمثل الوسط الحسابي لدرجات مادة العلوم للذكور
واإلناث. ضع عنوانًا للمصفوفة وصفوفها وأعمدتها.
ب ما نظم المصفوفة؟
3- أ اكتب مصفوفة تمثل الوسط الحسابى لدرجات الرياضيات للذكور
واإلناث. ضع عنوانًا للمصفوفة وصفوفها وأعمدتها.
ب ما نظم المصفوفة ؟
4- بفحص إجابتك عن السؤال رقم (1) والمصفوفات التى كتبتها في السؤالين (2)،
(3)، اكتب مصفوفة ثالثة تمثل مجموع درجات الوسطين الحسابيين للذكور
واإلناث. ضع عنوانًا للمصفوفة وصفوفها وأعمدتها، ما نظم المصفوفة؟
5- استخدم مالحظاتك، وأى أنماط تراها لصياغة طريقة لجمع المصفوفات.
تعلم
جمع المصفوفات
Adding Matrices
نريد أحيانا ان نجمع أو نطرح مصفوفات، لكى نحصل على معلومات جديدة.
لتحصل على مصفوفة الجمع، اجمع العناصر المتناظرة.
أى أن: إذا كانت D ،Cمصفوفتين على النظم م * ن، فإن + Cب هى مصفوفة أيضا على
ً
النظم م * ن ويكون كل عنصر فيها هو مجموع العنصرين المتناظرين في ،Cب.
41
الرياضيات - الصف األول الثانوى
22. تافوفصملا حرطو عمج
مـثـال
0 2
إذا كان ، b 3 1- l = Cب = b 2- 7 lفأوجد: .D + C
1 -4
الحل
0 2
7
2 b + Cب =l + b 3 1- l
1 -4
(بالتعويض عن ،Cب)
2+ (-2)
0+7
=
1 + 1 3 + (-4)7 0
b
= l
0 -1
(بجمع العناصر المتناظرة)
(بسط)
حاول أن تحل
إذا كانت ، b 1- 4- l = Cب = ، b 7- 2 lجـ = b 7 lأوجد كال ممايأتي إن أمكن:
ً
3 -74
8 -1
ب + Cجـ
أ
+Cب
تعلم
ت
خواص جمع المصفوفا
Properties of Adding Matrices
نفرض ، Cب ، ج ثالث مصفوفات من النظم م * ن وأن
مصفوفة صفرية على نفس النظم فإن:
1- خاصية اإلنغالق: + Cب تكون مصفوفة على النظم م * ن
مصفوفة على النظم 2 * 2، ب = 7
إذا كانت 2 1- = C
l
b
l
2 00 3
فإن + Cب = b 4 6 l = b 2 7 l + b 2 1- lمصفوفة على النظم 2 * 2
0 3
2 0-2 3
2- خاصية اإلبدال: + Cب = ب + C
واآلن: إذا كان ، b 1- 3 l = Cب = b 5 6 lفبين أن + Cب = ب + C
4
-2 3
0
3- خاصية الدمج: ( + Cب) + ج = ( + Cب + ج)
واآلن: إذا كان ، b 1- 3 l = Cب = ، b 5 6 lج = b 4 2 lفبين أن ( + )D + Cج = + D( + Cج)
4
0
4- خاصية المحايد الجمعى: + C
0 0 0
1 2 3
فمثالً: + f 4 5- 6 p
0 0 0 p
0 0 0
7 8 -9
-2 3
=
+C=C
0
0
0
0
-1 -3
فمثال 3
ًl
2
3
0
1
2
0
7
8 -9
p = f 4 5- 6 p + f 0 0 0 p = f
5- خاصية المعكوس (النظير)الجمعي: = C + )C-( = )C-( + C
حيث (- )Cالنظير الجمعى للمصفوفة C
2 bمصفوفة على النظم 2 * 2
5 2 + 0 = b 2- 5- 3- l
l
b
2 0 50
0 -5
0
0
1 2 3
6 -5 4
7 8 -9
0 حيث 3 - = b 2- 5- 3- l
l
b
2 0 52
0
كتاب الطالب - الفصل الدراسى الثانى
f
5 2
0 -5
b
51
23. تعلم
طرح المصفوفات
إذا كانت كل من المصفوفتين ،Cب على النظم م * ن فإن المصفوفة ج = - Cب = -( + Cب) حيث ج مصفوفة
علي النظم م * ن ، (-ب) هى معكوس للمصفوفة ب بالنسبة لعملية جمع المصفوفات.
فمثالً: C lب l - bس ص C l = bب - l + bس -ص - C l = bس ب - ص b
جـ E
جـ E
جـ - ع - Eل
ع ل
ع -لمـثـال
إذا كانت ، b 11 4- 7 l = Cب = b 2 9 5 lأثبت أن - Cب ! ب - .C
6 5 -1
8 -7 -3
الحل
7
-Cب= l
6
= 7
l
6
= 2
l
-2
45
45
31-2
11
b
111
b
19 b
-4
5 9 2
b
l8 -7 -3
+ b 2- 9- 5- l
-8 7 3
ب - l = C
(1)
= l
= l
5
8
5
8
22
9
79
731
-21
2 - 7
l b
36
2 + 7- l
b
639 b-2
45
4
-5
11
111 b1
b
(2)
من (1)، (2) نالحظ أن: - Cب ! ب - ( Cعملية طرح المصفوفات ليست إبدالية)
فكر: هل عملية طرح المصفوفات دامجة؟
مـثـال
إذا كانت ، b 1- 5 2 l = Cب = ، b 3 4 1- lج = b 2- 1- 6 lأوجد المصفوفة 25 + D 3 - Cج
الحل
9 -2 5
3 -4 6
-3 5
4
2 * -1 = 4 01
2 bl b
6 -8
21
2*6
3 * 3 = -3 21 9
b
l b
72 -6 51
3*5
25 * 2 2 * 2 l = b 1- 5 2 l 2 = C
2 * 3 2 * -4
3 -4 6
3ب = 3 4 * 3 1-* 3 l = b 3 4 1- l
9 -2 5
3 * 9 3 * -2
3ب = 3
21 -9 bl
72 6 -515ج = 5 6 -1 -2 = 5 * 6 5 * -1 5 * -2 = 03
5 -01 bl b
l b
l
5152 02
5 * -3 5 * 5 5 * 4
3 5 4` 2 3 - Cب + 5 ج = 4 01 -2 + 3 -21 -9 + 03
5 -01 bl b
l b
l
51 52 0272 6 -516 -8 21
= 4 +3 + 03 01 - 21 -5 -2 - 9 - 01 = 73
7 -12 bl b
l
6332 71
6 - 72 - 51 -8 + 6 + 52 21 - 51 + 02
حاول أن تحل
إذا كان ، b 1- 2 l = Cب = ، b 4 1- lج = b 3- 1 lفأوجد المصفوفة 24 + D3 - Cج
-3 5
61
6 -2
الرياضيات - الصف األول الثانوى
0
3
24. تافوفصملا حرطو عمج
تحقق من فهمك
أوجد قيمة كل ممايأتى:
2
l
9
أ
2
3
4- l
1
+b
1
-1
3
0
3
5
2
l
إذا كانت4 = C
1
-2 b
1
1 ، bب = l0
0
ب p
2
2
أ أوجد - Cب ، ب - . C
ماذا تالحظ؟
3 b1
3 43 -3
0 4 1- 5 p - f
2 2
5 2
f
ب تحقق من أن - ( + Cب) = (--( + )Cب)
نشاط
الربط بالتكنولوجيا: يمكنك استخدام اآللة الحاسبة لجمع أو طرح المصفوفات، على اآللة الحاسبة تسمى
المصفوفة باستخدام متغير، بعض اآلالت الحاسبة تضع أقواس [ ] حول
تذكر
المتغير لتوضيح المصفوفة، قبل إدخال القيم للمصفوفة، يجب أن تدخل
تذكر أن [ ]B] ،[Aيمكن
جمعها وطرحها ألنهما على
نظم المصفوفة
[[ = ]A
4]
[[ = ]B
3 2 1
5
6
9
4
2
7
نفس النظم 3 × 2
16 ]
تتابع المفاتيح الموضح أدناه هو إلدخال وجمع مصفوفتين، إجر كل الخطوات للمصفوفة ،Aثم للمصفوفة B
مصفوفة []A
مصفوفة []B
2
Enter
Enter
(-)
2
Enter
3
2
Enter
9
Enter
6
4
Enter
(-)
1
Quit
Enter
1
$
إلدخال القيم في الصف األول
Enter
4
$
إلدخال القيم في الصف الثاني
Matrx
3
Enter
3
Enter
Enter
7
Enter
Enter
2
$
إلدخال نظم المصفوفة
1
Matrx
Enter
$
إلضافة مصفوفة
6
2
Enter
5
Enter
2nd
Quit
1
Matrx
+
Matrx
][A] + [b
]5 1 1 7[[
]]1- 9 3[
2
$ 2nd
Enter
[
8٫3 1٫2
]
أ [= ]B] ، 0٫8- 1٫5 = [A
-4٫1 9٫1
[
$ لجمع[]B] ،[A
$ سوف تعرض اآللة الحاسبة مجموع المصفوفتين
1- واآلن: استخدم اآللة الحاسبة إليجاد: []A] - [B] ،[A] + [B
1.1 -4.1
6.0 1.
-7.1 8.0
للذهاب إلى
()home screen
]
[
7
5
-4
6
-7 -6
] [
ب [= ]B] ، 10- 9- 4 = [A
5 8 314 11 7
-51 6 -8
]
2- هل التغيير في ترتيب المصفوفات يؤثر على الناتج عند جمع المصفوفات؟ وعند طرح المصفوفات؟ فسر إجابتك.
كتاب الطالب - الفصل الدراسى الثانى
71
25. ضرب المصفوفات
1
Multiplying matrices
سوف تتعلم
عمل تعاونى
رضب املصفوفات.
خواص رضب املصفوفات.
مدور حاصل رضب مصفوفتني.
ُ
ُ
المصطلحات األساسيّة
رضب املصفوفات
Multiplying matrices
مدور مصفوفة
Transpose of matrix
اعمل مع زميل لك. استخدم البيانات
في الجدول المقابل:
ثمن الوجبة بالجنيهات
1- ما ثمن وجبات الغذاء(1)؟ وجبات
001
05
عدد الوجبات المباعة
الغذاء(2)؟ وجبات الغذاء (3)؟
2- أ ما مجموع ثمن جميع الوحدات المباعة من الوجبات الثالثة ؟
ب وضح كيف استخدمت بيانات الجدول إليجاد اإلجابة.
وجبة وجبة وجبة
(1) (2) (3)
2
05٫3 57٫2
57
3- أ اكتب مصفوفة 1 * 3 لتمثل ثمن كل وجبة مباعة.
ب اكتب مصفوفة 3 * 1 لتمثل عدد الوجبات المباعة.
ج الكتابة: استخدم الكلمات صف، عمود ، عنصر لوصف إجراءات
استخدام المصفوفات التى حصلت عليها إليجاد عدد الجنيهات التى تبيع
بها الكافتيريا الوجبات الثالث.
واآلن: لكي نقوم بضرب المصفوفات، اضرب عناصر كل صف من المصفوفة
األولى في عناصر كل عمود من المصفوفة الثانية، ثم اجمع حواصل الضرب.
فمثال إليجاد حاصل ضرب: ، 2 0 = Cب = 5 0
ً
l
f 3- 2- p
1 11 4
b
نضرب 11Cفى ب11، ثم نضرب 21Cفى ب21 ثم نجمع حاصل الضرب
0
األدوات والوسائل
آلة حاسبة علمية
1
4
5
0
الناتج هو العنصر في الصف األول والعمود األول. كرر الخطوات نفسها مع باقي
الصفوف واألعمدة.
0 2
= b 0 5 l f 3- 2- p
p
-1 1
p
81
2
p = b 1 1- l f 3- 2- p
؟
2- = )1-( * 2+ 5 * )0( f
1
0
21
4
2
34
f
-2 ؟
2 25 0
l
p= b؟
-1 1
الرياضيات - الصف األول الثانوى
2 = )1()2( + )0()0( f
7-= )1-()3-( + )5()2-( f
26. تافوفصملا برض
p
p
0 2
2 -31 4
0
21
f
2 25 0
7- p = b 1 1- l؟
p
f
0 2
2 -31 4
(-2)(0) + (-3)(1) =-3
2
2 25 0
3 3- 7- p = b 1 1- l f4
؟
(1)(5) + (4)(-1)= 1
p
f
0 2
2 -31 4
f
f
2 2 f 3- 7- p = b 0 5 l
1 11
(1)(0)+(4)(1)=4
2 23- 7- p = b 0 5 l
1 11 4
f
4- صف نموذجا للصفوف واألعمدة الملونة.
ً
5- أ ما نظم المصفوفات األصلية في المثال السابق، ومانظم مصفوفة الضرب؟
ب تفكير ناقد: كيف نقارن نظم مصفوفة الضرب بنظم المصفوفات األصلية؟
تعلم
ضرب المصفوفات
Multiplying matrices
يمكنك ضرب مصفوفتين إذا وفقط إذا كان عدد
أعمدة المصفوفة األولى يساوى عدد صفوف
المصفوفة الثانية، وعند ضرب المصفوفة Cعلى
النظم م * ن بالمصفوفة ب على النظم ن * ل فإن
الناتج هو المصفوفة D Cعلى النظم م * ل فمثالً:
مصفوفة C
3 صفوف p
1 23 -4
5 0
f
صفان
عمودان
مـثـال
مصفوفة ب
3 -4 5
l
7 8 9
b
3 أعمدة
متساويان
نظم مصفوفة الضرب 3 * 3
حدد ما إذا كانت مصفوفة حاصل الضرب Cب معرفة في كل حالة أم ال.
أ إذا كانت المصفوفة Cعلى النظم 3 * 4، والمصفوفة ب من النظم 4 * 2
ب إذا كانت المصفوفة Cعلى النظم 5 * 3، والمصفوفة ب من النظم 5 * 2
الحل
أ بما أن عدد أعمدة المصفوفة Cيساوى عدد صفوف المصفوفة ب،
فإن مصفوفة حاصل الضرب Cب معرفة وتكون على النظم 3 * 2
ب بما أن عدد أعمدة المصفوفة Cاليساوى عدد صفوف المصفوفة ب،
. Cب = Cب
3*4
فإن مصفوفة حاصل الضرب Cب غير معرفة.
متساويان
3*2
4*2
3*2
حاول أن تحل
حدد ما إذا كانت مصفوفة حاصل الضرب Cب معرفة في كل حالة أم ال موضحا السبب.
ً
أ إذا كانت المصفوفة Cمن النظم 3 * 2، والمصفوفة ب على النظم 2 * 3
ب إذا كانت المصفوفة Cمن النظم 1 * 3 والمصفوفة ب على النظم 1 * 3
من تعريف ضرب المصفوفات يتضح إنه من الممكن أن تكون Cب معرفة بينما ب Cغير معرفة، وبصفة عامة
إذا كانت كل من Cب، ب Cمعرفتين فإن Cب ليست بالضرورة تساوى ب Cحتى وإن تساويتا في نفس النظم.
كتاب الطالب - الفصل الدراسى الثانى
91
27. مـثـال
1 -1 2
إذا كان 3 0 1- p = C
0 1 4
الحل
، fب = p
2
3
5
1 0
4 1
0 -1
fفأوجد كال من Cب ، ب .Cماذا تالحظ؟
ًّ
C aعلى النظم 3 * 3، ب على النظم 3 * 3 فإن D Cمعرفة (ألن عدد أعمدة Cيساوى عدد صفوف ب)
وتكون مصفوفة حاصل الضرب على النظم 3 * 3
2 1
1 -1 2
Cب = 4 3 p f 3 0 1- p
0 1 4
5 0
1 * 2 + (-1) * 3 + 2 * 5
= 5 * 3 + 3 * 0 + 2 * 1- p
0 * 2 + 1 * 3 + 4 * 5
0
1 f
11 * 1 + (-1) * 4 + 2 * 0 1 * 0 + (-1) * 1 + 2 * (-1)
1 * 1 + 0 * 4 + 1 *0 -1 * 0 + 0 * 1 + 3 * (-1) 0 * 1 + 1 * 4 + 4 *0 0 * 0 + 1 * 1 + 4 * (-1)
9 -3 -3
f 3- 1- 13 p = f
32 4 -3
aب على النظم 3 * 3 Cعلى النظم 3 * 3 فإن ب Cمعرفة (ألن عدد أعمدة ب يساوى عدد صفوف )Cوتكون
مصفوفة حاصل الضرب على النظم 3 * 3
2 1 0
1 -1
ب0 1- p f 1 4 3 p = C
5 0 -1
0 1
2 * 1 + 1 * -1 + 0 * 0
= 0 * 1 + 1- * 4 + 1 * 3 p
5 * 1 + 0 * -1 + (-1) * 0
2
3 f
4
2 * -1 + 1 * 0 + 0 *1
3 * -1 + 4 * 0 + 0 * 1
5 * -1 + 0 * 0 + 0 * 1
1 -2 7
2 * 2 + 1 * 3 + 0 * 4
3 * 2 + 4 * 3 + 1 * 4 = f
f 22 3- 1- p
5 -5 6
5 * 2 + 0 * 3 + -1 * 4
نالحظ أن Cب ! ب Cيمكن استخدام ضرب المصفوفات في بعض المواقف الحياتية.
مـثـال
غرفة
غرفة
بسرير بسريرين
46
82
الربط بالسياحة: لدى كة سياحية 3 فنادق بمدينة الغردقة
شر
يبين الجدول المقابل عدد الغرف المختلفة في كل فندق، فإذا كانت الزهرة
59
األجرة اليومية للغرفة التى تحتوى على سرير واحد 052 جنيها، وللغرفة اللؤلؤة 53
ً
08
02
الماسة
التى تحتوي على سريرين 054 جنيها، وللجناح 006 جنيها.
ً
ً
أ اكتب مصفوفة تمثل عدد الغرف المختلفة في الثالثة فنادق، ثم اكتب مصفوفة أسعار الغرف.
ب
اكتب مصفوفة تمثل الدخل اليومي كة، على فرض أن جميع الغرف تم شغلها.
للشر
كة على فرض أن جميع الغرف تم شغلها؟
ج ما الدخل اليومى للشر
الفندق
الحل
أ نكتب مصفوفة عدد الغرف Cكاآلتي:
وتكتب مصفوفة أسعار الغرف Dكاآلتى
82 46 8
20 95 35 p = C
02 08 51
052
ب = f 450 p
006
جناح
8
02
51
f
ونالحظ أننا قد كتبنا المصفوفتين بحيث يكون عدد الصفوف في المصفوفة Cمساو يا لعدد األعمدة في المصفوفة
ً
ب، حتى يمكن إجراء عملية الضرب ، إيجاد المطلوب في البندين (ب)، (جـ).
02
الرياضيات - الصف األول الثانوى
28. تافوفصملا برض
82 46 8
052
ب مصفوفة الدخل اليومى للشر
كة هي المصفوفة 450 p f 20 95 35 p = D C
f
02 08 51
006
00604
82 * 052 + 46 * 054 + 8 * 006
= 63500 p = f 600 * 20 + 450 * 95 + 250 * 35 p
00005
02 * 052 + 08 * 054 + 51 * 006
ج الدخل اليومى كة = 00604 + 00536 + 00005 = 001451 جنيه
للشر
تعلم
ت
خواص عملية ضرب المصفوفا
f
Properties of Matrix Multiplication
من تعريف عمليتى جمع وضرب المصفوفات، مع افتراض تحقق الشروط الالزمة للتعريفين: يمكن استنتاج
الخواص التالية:
1- خاصية الدمج:
( Cب) ج = ( Cب ج)
واألن إذا كان:
1 0
، b 2- 1 l = Cب = ، b 1 0 2 lج = f 2 3 pأوجد ( Cب) ج، ( Cب ج). ماذا تالحظ؟ هل عملية
1 1 -2
3 1
2 -1
ضرب المصفوفات دامجة؟
2- خاصية المحايد الضربى
C = C I = I C
واآلن إذا كان b 3- 2 l = Cفبرهن أن: C =CI= IC
-1 5
حيث Iهي مصفوفة الوحدة
حيث Iهي مصفوفة الوحدة
3- خاصية توزيع ضرب المصفوفات على جمعها.
واآلن إذا كان 1 = C
l
3
2 ، ب = ، b 2- 1 lج = 3 1
l
b
5 4
3 04
إثبت أن: أ (Cب + ج) = Cب + Cج
ن
مدور حاصل ضرب مصفوفتي
(Cب + ج) = Cب + Cج
( + Cب) ج = Cج + ب ج
b
ب (ب + ج) = Cب + CجC
Transpose of the product of two matrices
من تعريف مدور المصفوفة وتعريف ضرب المصفوفات يمكن استنتاج الخاصية التالية: ( Cب)مد = ب C
1
واآلن إذا كانت l = C
3
1 22 -1 ، bب = ، f 1- 1 pأثبت أن: ( Cب) = ب C
1 5
4 3
مد
مد مد
مد مد
تحقق من فهمك
حدد ما إذا كانت مصفوفة حاصل الضرب Cب معرفة فى كل ممايأتي أم ال، وإذا كانت معرفة فأوجد نظم
المصفوفة الناتجة:
أ المصفوفة Cعلى النظم 3 * 1، والمصفوفة ب على النظم 2 * 3
ب المصفوفة Cعلى النظم 3 * 3، والمصفوفة ب على النظم 2 * 2
كتاب الطالب - الفصل الدراسى الثانى
12
29. المحددات
1
Determinants
سوف تتعلم
حمدد املصفوفة املربعة من الرتبة
الثانية.
حمدد املصفوفة املربعة من الرتبة
الثالثة.
حمدد املصفوفة املثلثية.
إجياد مساحة املثلث باستخدام
املحددات.
حل نظام من املعادالت اخلطية
بطريقة كرامر.
فكر
1- ما المصفوفة المربعة؟
2- اكتب مصفوفة مربعة من النظم 2 * 2، ومن النظم 3 * 3
3- إذا كانت أ مصفوفة مربعة من النظم 2 * 2 حيث: b 5 2 l = Cفإن محدد
1 7
المصفوفة Cهو العدد المعرف كاآلتي:
|9 = 5 - 14 = 5 * 1- 7 * 2 = |C
ما محدد كل من المصفوفات التالية؟
ب= 1
l
3
تعلم
ُ
ُ
المصطلحات األساسيّة
حمدد
Determinant
حمدد الرتبة الثانية
Second order determinant
حمدد من الرتبة الثالثة
Third order determinant
و
ناقش
2 ، ج = 3 5
b
l
4
-3 1
المحددات
أ ب
|= |C
جـ د
القطر الرئيسى للمحدد
القطر اآلخر للمحدد
مصفوفة املعامالت
Coefficient matrix
القطر األخر
= أ د - جـ ب
القطر الرئيسى
ونالحظ أن قيمة محدد الرتبة الثانية يساوى حاصل ضرب عنصرى القطر الرئيسى
مطروحا منه حاصل ضرب عنصرى القطر اآلخر.
ً
مـثـال
األدوات والوسائل
آلة حاسبة علمية.
ورق رسم بياين.
Determinants
إذا كانت Cمصفوفة مربعة على النظم 2 * 2 حيث:
l = Cأ ب bفإن محدد المصفوفة Cيرمز له بالرمز| |Cويسمى بمحدد الرتبة
جـ د
الثانية، وهو العدد المعرف كاآلتي:
Principle or leading diagonal
Other diagonal
b
أوجد قيمة كل محدد ممايلى:
أ
الحل
4 5 ب
3 7
0 5 ج
7 3
1 0 د
0 1
1 0
2 7
0 5
4 5
أ 3 7 = 4 * 7 - 3 * 5
ب 7 3 = 0 * 3 - 7 * 5
= 82 - 51 = 31 = 0 - 53 = - 53
22
الرياضيات - الصف األول الثانوى