حلّ مسألة المستطيل:
المعطيات:
- طول قطر المستطيل = 5 سنتيمتر
- محيط المستطيل = 14 سنتيمتر
المطلوب:
الحلّ:
الخطوة الأولى:
- نستخدم نظرية فيثاغورس لحساب طول أحد ضلعي المستطيل (الطول أو العرض).
- في نظرية فيثاغورس، مربع طول القطر يساوي مجموع مربعي طولي الضلعين المتعامدين.
- نطبق نظرية فيثاغورس على قطر المستطيل:
قطر² = طول² + عرض²
5² = طول² + عرض²
25 = طول² + عرض²
الخطوة الثانية:
- نستخدم معادلة محيط المستطيل لحساب طول الضلع الآخر (الطول أو العرض).
- محيط المستطيل = 2 × (الطول + عرض)
- نستخدم محيط المستطيل المعطى (14 سنتيمتر) لحلّ المعادلة:
14 = 2 × (الطول + عرض)
7 = طول + عرض
الخطوة الثالثة:
25 = طول² + عرض²
7 = طول + عرض
- نريد إيجاد مساحة المستطيل:
مساحة المستطيل = طول × عرض
الخطوة الرابعة:
- لحلّ المعادلات، نستخدم طريقة التعويض.
- نعوض قيمة عرض من المعادلة الثانية في المعادلة الأولى:
25 = طول² + (7 - طول)²
25 = طول² + 49 - 14طول + طول²
25 = 2طول² - 14طول + 49
0 = 2طول² - 14طول + 24
الخطوة الخامسة:
- نستخدم معادلة تربيعية لحلّ المعادلة:
a = 2، b = -14، c = 24
x = (-b ± √(b² - 4ac)) / 2a
x = (14 ± √((-14)² - 4 × 2 × 24)) / 2 × 2
x = (14 ± √(196 - 192)) / 4
x = (14 ± √4) / 4
x = (14 ± 2) / 4
x = 4 أو x = 3
الخطوة السادسة:
-
لدينا الآن قيمتان محتملتان لطول الضلع: 4 سنتيمتر و 3 سنتيمتر.
-
نعوض قيمة كل طول في معادلة محيط المستطيل للتأكد من صحتها:
-
إذا كان طول الضلع 4 سنتيمتر:
7 = 4 + عرض
عرض = 3 سنتيمتر
7 = 3 + عرض
عرض = 4 سنتيمتر
- محيط المستطيل = 2 × (3 + 4) = 14 سنتيمتر (صحيح)
النتيجة:
- طول المستطيل = 4 سنتيمتر
- عرض المستطيل = 3 سنتيمتر
- مساحة المستطيل = طول × عرض = 4 × 3 = 12 سنتيمتر مربع
إجابة السؤال:
مساحة المستطيل هي 12 سنتيمتر مربع.