کار در کلاس صفحه 7 ریاضی یازدهم هنرستان
آیا مساحت میتواند صفر باشد؟
پاسخ تشریحی و گامبهگام کار در کلاس صفحه 7 ریاضی یازدهم هنرستان
برای اینکه مشخص کنیم مساحت مربع صفر میشود یا خیر، باید بدانیم که مساحت مربع به طول ضلع آن وابسته است. اگر x طول ضلع مربع باشد، آنگاه مساحت مربع برابر است با:
\[
S = x^2
\]
برای اینکه مساحت مربع صفر باشد، لازم است که S = 0 باشد. در این حالت، داریم:
\[
x^2 = 0
\]
حل این معادله نشان میدهد که x = 0 است.
بنابراین، تنها در صورتی مساحت مربع صفر خواهد بود که طول ضلع آن صفر باشد. یعنی در عمل، مربع وجود نخواهد داشت زیرا بدون طول، یک مربع تشکیل نمیشود. لذا، مساحت تنها زمانی صفر خواهد بود که طول ضلع برابر صفر باشد.
فعالیت صفحه 8 ریاضی یازدهم هنرستان
اگر طول قطعۀ بریده شده از مفتول را با x نشان دهیم، x چه مقادیری میتواند باشد؟
… < x < …
پاسخ تشریحی و گامبهگام فعالیت صفحه 8 ریاضی یازدهم هنرستان
برای اینکه مفتول به قطعهای بریده شود، مقدار x باید بزرگتر از 0 باشد، چون طول نمیتواند منفی باشد. همچنین x باید کمتر از طول کل مفتول باشد. بنابراین اگر طول کل مفتول 20 سانتیمتر باشد، ما داریم:
0 < x < 20
فعالیت صفحه 8 ریاضی یازدهم هنرستان
اگر طول قطعۀ بریده شده از مفتول 8 سانتیمتر باشد، مساحت مربع ساخته شده چند سانتیمتر مربع است؟
پاسخ تشریحی و گامبهگام فعالیت صفحه 8 ریاضی یازدهم هنرستان
طول هر ضلع مربع برابر با طول قطعۀ بریده شده است. بنابراین وقتی طول قطعۀ بریده شده 8 سانتیمتر است، ضلع مربع نیز 8 سانتیمتر میباشد.
مساحت مربع را میتوان با رابطه زیر محاسبه کرد:
\[ S = x^2 \]
\[ S = 8^2 = 64 \]
بنابراین، مساحت مربع ساخته شده 64 سانتیمتر مربع است.
فعالیت صفحه 8 ریاضی یازدهم هنرستان
اگر طول قطعۀ بریده شده از مفتول را با x و مساحت مربع ساخته شده را با S نشان دهیم، رابطهای بنویسید که مقدار S را بر حسب مقدار x بیان کند.
پاسخ تشریحی و گامبهگام فعالیت صفحه 8 ریاضی یازدهم هنرستان
مساحت مربع با توجه به طول هر ضلع آن یعنی x به صورت زیر محاسبه میشود:
\[ S = x^2 \]
این رابطه نشان میدهد که مساحت مربع برابر است با مربع طول قطعۀ بریده شده، یعنی هر عدد x به توان دو برسد تا مساحت مربع بدست آید.
فعالیت صفحه 8 ریاضی یازدهم هنرستان
با توجه به پاسخ پرسشهای بالا، به سؤالهای زیر پاسخ دهید.
جدول زیر، ارتباط بین طول قطعۀ بریده شده و مساحت مربع ساخته شده را نشان میدهد. این جدول را کامل کنید.
پاسخ تشریحی و گامبهگام فعالیت صفحه 8 ریاضی یازدهم هنرستان
برای کامل کردن جدول باید برای هر طول قطعۀ بریده شده مساحت مربع را محاسبه کنیم:
- برای 1 سانتیمتر: \( S = 1^2 = 1 \) سانتیمتر مربع
- برای 4 سانتیمتر: \( S = 4^2 = 16 \) سانتیمتر مربع
- برای 20 سانتیمتر: \( S = 20^2 = 400 \) سانتیمتر مربع
- برای 32 سانتیمتر: \( S = 32^2 = 1024 \) سانتیمتر مربع
- برای 48 سانتیمتر: \( S = 48^2 = 2304 \) سانتیمتر مربع
- برای 60 سانتیمتر: \( S = 60^2 = 3600 \) سانتیمتر مربع
بنابراین جدول کامل میشود.
فعالیت صفحه 8 ریاضی یازدهم هنرستان
در شکل صفحه بعد، محور افقی طول قطعۀ بریده شده را بر حسب سانتیمتر و محور عمودی، مساحت مربع ساخته شده را بر حسب سانتیمترمربع نشان میدهد. جدول بالا، نقاطی در این صفحه مختصات را نشان میدهد. نقطۀ اول جدول را در نمودار صفحه بعد بیابید و آنها را بهطور تقریبی به هم وصل کنید.
پاسخ تشریحی و گامبهگام فعالیت صفحه 8 ریاضی یازدهم هنرستان
برای رسم نمودار، ابتدا باید نقاط جدول را روی محور مختصات قرار دهید:
- نقطۀ 1: (1, 1)
- نقطۀ 2: (4, 16)
- نقطۀ 3: (20, 400)
- نقطۀ 4: (32, 1024)
- نقطۀ 5: (48, 2304)
- نقطۀ 6: (60, 3600)
سپس نقاط را به هم وصل کنید تا نموداری از تغییرات مساحت با توجه به طول قطعه بریده شده بدست آید. این نمودار معمولاً به صورت یک سهمی است که از نقطۀ (0,0) عبور کرده و به سمت بالا گسترش مییابد.
فعالیت صفحه 9 ریاضی یازدهم هنرستان
با توجه به نمودار، برای ساختن مربعی به مساحت 40 سانتیمتر مربع، چه مقدار از مفتول را باید ببریم؟ این مقدار را به کمک رابطهٔ قسمت (4) نیز بهدست آورید و سپس مقایسه کنید.
پاسخ تشریحی و گامبهگام فعالیت صفحه 9 ریاضی یازدهم هنرستان
برای ساخت مربعی با مساحت 40 سانتیمتر مربع، طول ضلع مربع را بیابید. مساحت مربع بر اساس طول ضلع آن با فرمول $A = s^2$ محاسبه میشود. پس برای طول ضلع داریم:
\[ s = \sqrt{40} \approx 6.32 \text{ سانتیمتر} \]
برای بهدست آوردن مقدار مفتول، محیط مربع را محاسبه میکنیم:
\[ P = 4s = 4 \times 6.32 \approx 25.28 \text{ سانتیمتر} \]
این مقدار را با مقدار حاصل از رابطهٔ قسمت (4) مقایسه کنید.
فعالیت صفحه 9 ریاضی یازدهم هنرستان
آیا پاسخ به سؤالات (2) و (4) برای شناخت رابطه بین مساحت مربع ساخته شده و طول قطعه بریده شده از مفتول کافی هستند؟
پاسخ تشریحی و گامبهگام فعالیت صفحه 9 ریاضی یازدهم هنرستان
برای شناخت رابطه بین مساحت مربع و طول قطعه بریده شده، نیاز به درک از پارامترهای هندسی و تابعی داریم. سؤالات (2) و (4) با واضحسازی مفاهیم هندسی و تبیین روابط تابعی، کمک میکنند تا ارتباط مستقیم و غیرمستقیم طول و مساحت را شناسایی کنیم. کافی بودن این سؤالات بسته به زمینه متفاوت است اما در مثالهای ساده، معمولاً این اطلاعات میتوانند کافی باشند.