عنوان فعالیت: تمرین ۴ مساحت مربع و دایره (معادله درجه دوم) ریاضی دهم انسانی
۴. اگر مجموع مساحتهای دو شکل زیر برابر $\mathbf{۶}$ باشد، طول ضلع مربع چقدر است؟
شکل (۱): مربع با طول ضلع $\mathbf{x}$
شکل (۲): دایره با شعاع $\mathbf{r = \frac{1}{\sqrt{2\pi}}x}$
پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۴ صفحه 14 ریاضی دهم انسانی
در این تمرین، باید مساحت هر دو شکل را بر حسب $\mathbf{x}$ بنویسیم، با هم جمع کنیم و حاصل را برابر $\mathbf{6}$ قرار دهیم.
### گام ۱: محاسبه مساحت هر شکل
1. **مساحت مربع ($athbf{A_1}$):**
$$A_1 = \text{ضلع} \times \text{ضلع}$$
$$\mathbf{A_1 = x^2}$$
2. **مساحت دایره ($athbf{A_2}$):**
* فرمول مساحت دایره: $\mathbf{\pi r^2}$
* شعاع: $\mathbf{r = \frac{1}{\sqrt{2\pi}}x}$
$$\mathbf{A_2 = \pi r^2 = \pi \left( \frac{1}{\sqrt{2\pi}}x \right)^2}$$
$$\mathbf{A_2 = \pi \times \frac{1}{2\pi} \times x^2}$$
(مقدار $\mathbf{\pi}$ در صورت و مخرج کسر ساده میشود):
$$\mathbf{A_2 = \frac{1}{2}x^2}$$
### گام ۲: تشکیل و حل معادله
مجموع مساحتها برابر $\mathbf{6}$ است:
$$\mathbf{A_1 + A_2 = 6}$$
$$\mathbf{x^2 + \frac{1}{2}x^2 = 6}$$
$$\mathbf{(1 + \frac{1}{2})x^2 = 6}$$
$$\mathbf{\frac{3}{2}x^2 = 6}$$
برای یافتن $\mathbf{x^2}$، دو طرف را در $\mathbf{\frac{2}{3}}$ ضرب میکنیم:
$$x^2 = 6 \times \frac{2}{3} = \frac{12}{3}$$
$$\mathbf{x^2 = 4}$$
### گام ۳: نتیجه نهایی
$$\mathbf{x = \pm \sqrt{4} = \pm 2}$$
چون $\mathbf{x}$ طول ضلع یک شکل هندسی است، باید مثبت باشد ($athbf{x > 0}$).
**پاسخ نهایی:** طول ضلع مربع $\mathbf{2}$ است.
عنوان فعالیت: تمرین ۵ رمزگذاری کلمات فارسی ریاضی دهم انسانی
۵. حروف الفبای فارسی از «الف» تا «ی» را به ترتیب از ۱ تا ۳۲ شمارهگذاری کردهایم. هر حرف نقطه را با شماره آن حرف از ۱ تا ۳۲ مشخص میشود. حروف نقطهدار به صورت $\mathbf{ax}$ مشخص شدهاند که در آن $\mathbf{a}$ شماره حرف الفبا و $\mathbf{n}$ تعداد نقاط حرف مورد نظر است. به عنوان مثال حرف «ج» با عدد ۸ مشخص میشود؛ زیرا هشتمین حرف الفبای فارسی است و حرف «ت» با عبارت $\mathbf{4x}$ مشخص میشود؛ زیرا چهارمین حرف الفباست ($\mathbf{a=4}$) و دارای دو نقطه است ($athbf{n=2}$).
در این روش برای نوشتن کلمات از علامت جمع استفاده میکنیم.
مثلاً برای معادلهی ریاضی کلمهی «غنچه»:
$$\mathbf{\text{غنچه} : \dots \text{غ} + \dots \text{ن} + \dots \text{چ} + \dots \text{ه}}$$
معادلهی ریاضی غنچه: $\mathbf{22x + 29x + 7x + 31}$
حال با توجه به توضیح فوق:
الف) جدول زیر را کامل کنید:
| کلمه به زبان فارسی | الگوی ریاضی معادل آن |
| :---: | :---: |
| آب | $\mathbf{3x + 1}$ |
| | $\mathbf{2x + 3}$ |
| ذرت | |
ب) الگوی ریاضی معادل کلمه «پیامبر رحمت» را مشخص کنید.
پ) آیا میتوانید با این روش نام خود را با رمز ریاضی بیان کنید؟
ت) با الگوی فوق یک پیام کوتاه برای دوست خود بنویسید.
پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۵ صفحه 14 ریاضی دهم انسانی
این تمرین یک فعالیت جذاب و خلاقانه برای درک مفهوم **متغیر و ضرایب** در ریاضی است. ما از جدول شمارهگذاری حروف و تعداد نقاط استفاده میکنیم (تصویر پیوست `image_db0267.png`).
**قاعده اصلی:**
* **حرف بینقطه:** $\mathbf{a}$ (شماره حرف الفبا)
* **حرف نقطهدار:** $\mathbf{ax}$ ($athbf{a}$: شماره حرف، $\mathbf{n}$: تعداد نقاط)
### الف) تکمیل جدول
| کلمه به زبان فارسی | شماره حرف (a) و نقاط (n) | الگوی ریاضی معادل آن |
| :---: | :---: | :---: |
| **آب** | الف (۱، بینقطه) + ب (۲، ۱ نقطه) | $\mathbf{1 + 2x \Rightarrow 2x + 1}$ |
| **تپ** | ت (۴، ۲ نقطه) + پ (۳، ۳ نقطه) | $\mathbf{4x + 3x \Rightarrow 7x}$ |
| **ذرت** | ذ (۱۲، ۱ نقطه) + ر (۱۳، بینقطه) + ت (۴، ۲ نقطه) | $\mathbf{12x + 13 + 4x \Rightarrow 16x + 13}$ |
**جدول کامل شده (به ترتیب سوال):
* **آب:** $\mathbf{1 + 2x}$ (در کتاب $\mathbf{3x+1}$ آمده که نشان میدهد احتمالاً 'آ' را با شماره ۳ و 'ب' را با ۱ نقطه فرض کردهاند. با فرض $\mathbf{a=3}$ برای 'آ' و $\mathbf{a=1}$ برای 'ب': $\mathbf{3+1x}$. اما با توجه به $\mathbf{2x+3}$ در ردیف دوم، پاسخ منطقیتر $\mathbf{2x+1}$ یا $\mathbf{1x+3}$ است. بر اساس منطق ارائه شده در پاسخ تشریحی: $\mathbf{2x+1}$)
* **تپ:** $\mathbf{2x + 3}$ (در این حالت، حرف اول 'ت' (شماره ۴، ۲ نقطه) و حرف دوم 'پ' (شماره ۳، ۳ نقطه) است: $\mathbf{4x+3x=7x}$ نیست. برای $\mathbf{2x+3}$ کلمهای مانند 'تب' (ت:۴، ۲ نقطه + ب:۲، ۱ نقطه) باید $\mathbf{4x+2x=6x}$ باشد. با توجه به $\mathbf{2x+3}$ کلمه مورد نظر 'پت' (پ:۳، ۳ نقطه + ت:۴، ۲ نقطه) است: $\mathbf{3x+4x}$ باز هم نیست. این ردیف باید پر شود، بر اساس الگوی کتاب:** $\mathbf{2x + 3}$
* **ذرت:** $\mathbf{16x + 13}$ (بر اساس محاسبات ما)
### ب) الگوی ریاضی کلمه «پیامبر رحمت»
1. **پیامبر:** پ($3x$) + ی($30x$) + ا($1$) + م($27$) + ب($2x$) + ر($13$)
$$\mathbf{\text{پیامبر}: 3x + 30x + 1 + 27 + 2x + 13 = (3+30+2)x + (1+27+13)}$$
$$\mathbf{\text{پیامبر} = 35x + 41}$$
2. **رحمت:** ر($13$) + ح($9$) + م($27$) + ت($4x$)
$$\mathbf{\text{رحمت}: 13 + 9 + 27 + 4x = 4x + (13+9+27)}$$
$$\mathbf{\text{رحمت} = 4x + 49}$$
**الگوی کامل:** $\mathbf{(35x + 41) + (4x + 49) = 39x + 90}$
### پ) رمزگذاری نام خود
بله، هر کس میتواند نام خود را رمزگذاری کند! کافی است برای هر حرف، شماره الفبا و تعداد نقاط آن را مشخص کنید و سپس آن را به عبارت جبری تبدیل نمایید.
### ت) پیام کوتاه
پیام کوتاه: «بم» (به معنی بیا)
* ب: شماره ۲، یک نقطه $\mathbf{\Rightarrow 2x}$
* م: شماره ۲۷، بینقطه $\mathbf{\Rightarrow 27}$
**پیام رمز شده:** $\mathbf{2x + 27}$
عنوان فعالیت: تمرین ۶ محیط مستطیل (معادله خطی) ریاضی دهم انسانی
۶. یک هنرمند قالیباف تصمیم دارد یک قالی مستطیل شکل ببافد. طول قالی ۲ متر بیشتر از عرض آن است. اگر محیط قالی ۱۲ متر باشد، اندازه طول و عرض قالی را به دست آورید.
پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۶ صفحه 14 ریاضی دهم انسانی
این یک مسئلهی کلاسیک برای حل **معادله درجه اول** با استفاده از فرمول **محیط مستطیل** است. ابتدا طول و عرض را بر حسب یک متغیر مینویسیم.
### گام ۱: تعریف متغیرها
**متغیر:** عرض قالی را $\mathbf{x}$ (متر) در نظر میگیریم.
* **عرض قالی:** $\mathbf{x}$
* **طول قالی:** «۲ متر بیشتر از عرض»
$$\mathbf{\text{طول قالی} = x + 2}$$
### گام ۲: تشکیل معادله محیط
فرمول محیط مستطیل: $\mathbf{\text{محیط } = 2 \times (\text{طول} + \text{عرض})}$
محیط برابر $\mathbf{12}$ متر است:
$$\mathbf{2 \times ( (x + 2) + x ) = 12}$$
### گام ۳: حل معادله
1. **سادهسازی داخل پرانتز:**
$$2 \times (2x + 2) = 12$$
2. **حذف ضریب ۲ (با تقسیم بر ۲):**
$$\mathbf{2x + 2 = \frac{12}{2}}$$
$$\mathbf{2x + 2 = 6}$$
3. **یافتن $\mathbf{x}$:**
$$\mathbf{2x = 6 - 2}$$
$$\mathbf{2x = 4}$$
$$\mathbf{x = 2}$$
### گام ۴: تعیین طول و عرض
* **عرض قالی ($athbf{x}$):** $\mathbf{2}$ متر
* **طول قالی ($athbf{x + 2}$):** $\mathbf{2 + 2 = 4}$ متر
**پاسخ نهایی:** طول قالی $\mathbf{4}$ متر و عرض آن $\mathbf{2}$ متر است. (محیط: $2 \times (4+2) = 12$)
عنوان فعالیت: تمرین ۷ محاسبه رج قالی (تناسب) ریاضی دهم انسانی
۷. در یک قالی با ابعاد $\mathbf{2.80m \times 2.10m}$ (که عموماً $\mathbf{2 \times 3}$ نامیده میشود) تعداد گرههای قالی $\mathbf{5,880,000}$ عدد باشد:
الف) این قالی چند رج است؟
ب) اگر برای هر گره $\mathbf{1cm}$ نخ قالی یا همان خامهی قالی استفاده شود، در این قالی چند متر نخ قالی استفاده شده است؟
پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۷ صفحه 14 ریاضی دهم انسانی
این یک مسئلهی کاربردی در صنعت فرش است که مفاهیم **ابعاد** و **تراکم گره** را در بر میگیرد.
### گام ۱: تبدیل ابعاد و محاسبه مساحت (بر حسب سانتیمتر)
ابعاد قالی: $\mathbf{2.80m \times 2.10m}$
$$\mathbf{\text{طول } = 2.80 \times 100 = 280 \text{ cm}}$$
$$\mathbf{\text{عرض } = 2.10 \times 100 = 210 \text{ cm}}$$
**مساحت قالی ($athbf{A}$):**
$$\mathbf{A = 280 \times 210 = 58,800 \text{ cm}^2}$$
**تعداد گرههای کل:** $\mathbf{5,880,000}$ گره
### الف) محاسبه رج قالی
منظور از «رج» معمولاً تعداد گره در یک واحد طول مشخص (مثل $6.5$ یا $7$ سانتیمتر) است، اما در اینجا با مفهوم سادهتری از «تراکم» سروکار داریم.
تعداد گرهها تقسیم بر مساحت، **تراکم گره در هر سانتیمتر مربع** را به دست میدهد.
$$\mathbf{\text{تراکم گره (گره/cm}^2) = \frac{\text{تعداد گرههای کل}}{\text{مساحت کل}}}$$
$$\mathbf{\text{تراکم گره} = \frac{5,880,000}{58,800} = 100 \text{ گره بر سانتیمتر مربع}}$$
**اصطلاح رج در فرش:** اصطلاح «رج» یا «رجشمار» معمولاً به تعداد گره در یک واحد مشخص (مثلاً $\mathbf{6.5\text{ cm}}$) در عرض فرش اشاره دارد. با توجه به اینکه این عدد $\mathbf{100}$ گره در $\mathbf{cm^2}$ است، میتوانیم بگوییم در هر سانتیمتر از عرض و طول $\mathbf{\sqrt{100} = 10}$ گره وجود دارد.
اگر منظور سؤال، رجشمار استاندارد (تعداد گره در $\mathbf{6.5\text{ cm}}$ عرض) باشد:
$$\mathbf{\text{رجشمار} = 10 \text{ گره/cm} \times 6.5 \text{ cm} = 65}$$
**پاسخ الف (بر اساس محاسبه استاندارد قالیبافی):** این قالی $\mathbf{65}$ رج است. (هرچند ممکن است منظور کتاب، همان عدد $\mathbf{100}$ گره در $\mathbf{cm^2}$ به عنوان «تراکم» باشد.)
### ب) محاسبه طول نخ قالی
برای هر گره $\mathbf{1\text{ cm}}$ نخ استفاده شده است.
$$\mathbf{\text{طول نخ کل} = \text{تعداد گرههای کل} \times \text{نخ هر گره}}$$
$$\mathbf{\text{طول نخ کل} = 5,880,000 \text{ گره} \times 1 \text{ cm/گره} = 5,880,000 \text{ cm}}$$
برای تبدیل سانتیمتر به متر، بر $\mathbf{100}$ تقسیم میکنیم:
$$\mathbf{\text{طول نخ کل (متر)} = \frac{5,880,000}{100} = 58,800 \text{ متر}}$$
**پاسخ ب:** در این قالی $\mathbf{58,800}$ متر نخ قالی استفاده شده است.