Skip to content
هذا المقال لأغراض تعليمية. نشجعك على التحقق من المصادر الرسمية.

هل تساءلت يوماً كيف يمكن للرياضيات أن تحل مشاكل حقيقية تواجه بلدنا العراق؟ من تخطيط الطرق بين بغداد والموصل إلى حساب تكلفة مشاريع الإسكان في البصرة، تلعب الرياضيات دوراً حيوياً في اتخاذ القرارات الاقتصادية والاجتماعية. في هذا الامتحان التدريبي، سنختبر قدرتك على تطبيق المفاهيم الرياضية على سيناريوهات حقيقية من مدننا: بغداد، البصرة، أربيل، والموصل. خذ قهوتك (أو شايك) وابدأ الحل مع التركيز على الدقة - فالأرقام هنا تمثل واقعاً عراقياً ملموساً!

التمرين 1: استثمار مشروع سكني في البصرة (8 نقاط)

المتتاليات الحسابيةالفوائد المركبةالدوال الخطية

قررت شركة عراقية استثمار 50 مليون دينار عراقي في مشروع إسكان في محافظة البصرة. يتوقع أن تزداد الاستثمارات السنوية بمقدار 3 ملايين دينار عراقي بشكل منتظم. إذا علمت أن العائد السنوي على الاستثمار يبلغ 8% مركب سنوياً، فما هو إجمالي رأس المال بعد 5 سنوات؟

  • رأس المال الأولي = 50 000 000 دينار عراقي
  • الزيادة السنوية في الاستثمار = 3 000 000 دينار عراقي
  • العائد السنوي = 8%
  • المدة الزمنية = 5 سنوات
  1. اكتب المتتالية الحسابية التي تمثل الاستثمار السنوي في السنوات الخمس
  2. احسب رأس المال الإجمالي في نهاية السنة الخامسة قبل احتساب الفوائد
  3. احسب القيمة المستقبلية لكل استثمار على حدة باستخدام الفائدة المركبة
  4. جد إجمالي رأس المال في نهاية السنة الخامسة بعد إضافة جميع الفوائد
الحل الكامل

السؤال 1 (2 نقاط)اكتب المتتالية الحسابية التي تمثل الاستثمار السنوي في السنوات الخمس

  1. صيغة المتتالية — الاستثمار السنوي يتزايد بمقدار ثابت كل سنة
    un=50 000 000+n×3 000 000

un=50 000 000+3 000 000n

un = 50 000 000 + 3 000 000n

السؤال 2 (2 نقاط)احسب رأس المال الإجمالي في نهاية السنة الخامسة قبل احتساب الفوائد

  1. مجموع المتتالية — استخدم قانون مجموع المتتالية الحسابية لمدة 5 سنوات
    S5=52×(u0+u4)=52×(50 000 000+62 000 000)

280 000 000 دينار عراقي

← 280 مليون دينار عراقي

السؤال 3 (3 نقاط)احسب القيمة المستقبلية لكل استثمار على حدة باستخدام الفائدة المركبة

  1. حساب كل قيمة مستقبلية — طبق صيغة الفائدة المركبة على كل استثمار لمدة السنوات المتبقية
    A0=50 000 000×1.085=73 466 404.48A1=53 000 000×1.084=72 756 117.12A2=56 000 000×1.083=71 989 141.12A3=59 000 000×1.082=70 601 520.00A4=62 000 000×1.081=66 960 000.00

355 773 182.72 دينار عراقي

← مجموع القيم المستقبلية = 355 773 182.72 دينار عراقي

السؤال 4 (1 نقاط)جد إجمالي رأس المال في نهاية السنة الخامسة بعد إضافة جميع الفوائد

  1. الإجمالي النهائي — هذا هو المبلغ النهائي بعد 5 سنوات مع احتساب الفوائد على جميع الاستثمارات
    355 773 182.72 دينار عراقي

355 773 182.72 دينار عراقي

← 355 773 182.72 دينار عراقي

سلم التقدير

صياغة المتتالية الحسابية بشكل صحيح2 نقاط
حساب مجموع الاستثمارات قبل الفوائد بدقة2 نقاط
تطبيق الفائدة المركبة على كل استثمار بشكل صحيح3 نقاط
إيجاد المبلغ النهائي بدقة1 نقاط

التمرين 2: نمو السكان في أربيل والموصل (6 نقاط)

الدوال الأسيةالنمو السكانيحل المعادلات اللوغاريتمية

تشير البيانات الرسمية إلى أن عدد سكان محافظة أربيل نما من 1.5 مليون نسمة في عام 2020 إلى 1.8 مليون نسمة في عام 2023 بمعدل نمو أسي ثابت. بينما نما عدد سكان محافظة الموصل من 2.2 مليون نسمة إلى 2.4 مليون نسمة خلال نفس الفترة. إذا استمر هذا المعدل، ففي أي سنة سيتساوى عدد سكان المحافظتين؟

  • أربيل 2020: 1.5 مليون نسمة
  • أربيل 2023: 1.8 مليون نسمة
  • الموصل 2020: 2.2 مليون نسمة
  • الموصل 2023: 2.4 مليون نسمة
  1. اكتب الدالة الأسية التي تمثل نمو سكان أربيل
  2. اكتب الدالة الأسية التي تمثل نمو سكان الموصل
  3. حل المعادلة لإيجاد السنة التي يتساوى فيها عدد السكان
  4. تحقق من صحة الحل بيانياً أو حسابياً
الحل الكامل

السؤال 1 (2 نقاط)اكتب الدالة الأسية التي تمثل نمو سكان أربيل

  1. صياغة الدالة — استخدم الصيغة العامة للدوال الأسية للنمو السكاني
    Pاربيل(t)=1.5 ekt

Pاربيل(t)=1.5 e0.0608t

← P_اربيل(t) = 1.5e0.0608t

السؤال 2 (2 نقاط)اكتب الدالة الأسية التي تمثل نمو سكان الموصل

  1. الدالة للموصل — نفس الصيغة مع القيم الأولية للموصل
    Pالموصل(t)=2.2 e0.0292t

Pالموصل(t)=2.2 e0.0292t

← P_الموصل(t) = 2.2e0.0292t

السؤال 3 (1 نقاط)حل المعادلة لإيجاد السنة التي يتساوى فيها عدد السكان

  1. حل المعادلة — استخدم اللوغاريتمات لحل المعادلة
    t=ln(2.2/1.5)0.06080.0292=ln(1.4667)0.0316=12.3 سنوات

2032 (بعد 12.3 سنة من 2020)

← السنة 2032 (بعد 12.3 سنة من 2020)

السؤال 4 (1 نقاط)تحقق من صحة الحل بيانياً أو حسابياً

  1. التحقق — احسب السكان لكلا المحافظتين في 2032.3 للتحقق من التساوي
    Pاربيل(12.3)=1.5e0.0608×12.3=3.23 مليون نسمةPالموصل(12.3)=2.2e0.0292×12.3=3.23 مليون نسمة

3.23 مليون نسمة في 2032.3

← التحقق صحيح: كلا المحافظتين سيكون لهما 3.23 مليون نسمة في منتصف 2032

سلم التقدير

صياغة الدوال الأسية بشكل صحيح لكل محافظة2 نقاط
حساب ثوابت النمو k وm بدقة2 نقاط
حل المعادلة لإيجاد السنة بشكل صحيح1 نقاط
التحقق من صحة الحل1 نقاط

التمرين 3: تحليل حركة الحافلات بين بغداد والبصرة (7 نقاط)

المشتقاتالقيم القصوىالهندسة التحليلية

تتصل مدينة بغداد بمحافظة البصرة بطريق مستقيمة بطول 400 كيلومتر. قررت شركة نقل أن تسير حافلة على هذا الطريق بسرعة v(km/h) تتوقف على المسافة x من بغداد حسب العلاقة v(x) = 60 + 0.1x - 0.0005x². إذا علمت أن تكلفة تشغيل الحافلة تتناسب مع مربع السرعة (C = kv²)، فما هي السرعة المثلى التي يجب أن تسير بها الحافلة عند كل نقطة x لتقليل التكلفة الإجمالية؟

  • طول الطريق = 400 كيلومتر
  • سرعة الحافلة: v(x) = 60 + 0.1x - 0.0005x²
  • تكلفة التشغيل: C = kv² حيث k ثابت
  1. اكتب التعبير الرياضي للتكلفة الإجمالية Ctotal بدلالة x
  2. جد المشتقة الأولى لدالة التكلفة
  3. أوجد النقاط الحرجة للدالة
  4. حدد السرعة المثلى عند كل نقطة x
  5. احسب السرعة المثلى عند منتصف الطريق (x=200 كم)
الحل الكامل

السؤال 1 (2 نقاط)اكتب التعبير الرياضي للتكلفة الإجمالية Ctotal بدلالة x

  1. صياغة دالة التكلفة — التكلفة الإجمالية هي تكامل مربع السرعة مضروباً في الثابت k
    Ctotal=k0400(60+0.1x0.0005x2)2dx

Ctotal=k0400(60+0.1x0.0005x2)2dx

Ctotal = k∫(60 + 0.1x - 0.0005x²)²dx من 0 إلى 400

السؤال 2 (1 نقاط)جد المشتقة الأولى لدالة التكلفة

  1. المشتقة الأولى — لتقليل التكلفة، نحتاج إلى إيجاد النقاط التي تجعل المشتقة تساوي صفراً
    dCdx=2kv(x)dvdx

dCdx=2kv(x)dvdx

← dC/dx = 2kv(x)v'(x)

السؤال 3 (2 نقاط)أوجد النقاط الحرجة للدالة

  1. النقاط الحرجة — حل المعادلة 2kv(x)v'(x) = 0
    v(x)=0.10.001x=0x=100 كم

x=100 كم

← النقطة الحرجة عند x = 100 كم

السؤال 4 (1 نقاط)حدد السرعة المثلى عند كل نقطة x

  1. السرعة المثلى — عند النقطة الحرجة، السرعة المثلى هي v(100)
    v(100)=60+0.1(100)0.0005(100)2=60+105=65 كم/ساعة

65 كم/ساعة

← السرعة المثلى عند x=100 كم هي 65 كم/ساعة

السؤال 5 (1 نقاط)احسب السرعة المثلى عند منتصف الطريق (x=200 كم)

  1. السرعة عند منتصف الطريق — احسب السرعة عند x=200 كم
    v(200)=60+0.1(200)0.0005(200)2=60+2020=60 كم/ساعة

60 كم/ساعة

← السرعة عند منتصف الطريق هي 60 كم/ساعة

سلم التقدير

صياغة دالة التكلفة الإجمالية بشكل صحيح2 نقاط
حساب المشتقة الأولى بشكل صحيح1 نقاط
إيجاد النقاط الحرجة بدقة2 نقاط
حساب السرعة المثلى عند النقاط المطلوبة2 نقاط

التمرين 4: توزيع طلاب الجامعات في المحافظات العراقية (9 نقاط)

الإحصاء الوصفيالمتوسط الحسابيالانحراف المعياريالمدرجات التكرارية

أجرت وزارة التعليم العالي المسح التالي لعدد طلاب الجامعات في أربع محافظات عراقية رئيسية (بغداد، البصرة، أربيل، الموصل) خلال العام الدراسي 2023-2024: بغداد (125 000 طالب)، البصرة (45 000 طالب)، أربيل (38 000 طالب)، الموصل (42 000 طالب). إذا علمت أن التكاليف الإدارية تتناسب مع مربع عدد الطلاب (C = kN²)، فما هو الانحراف المعياري لعدد الطلاب؟ وإذا تم إنشاء جامعة جديدة في محافظة ما لخفض التكاليف، فما هو الحد الأدنى لعدد الطلاب الذين يجب أن تستوعبهم هذه الجامعة الجديدة لتقليل التكلفة الإجمالية؟

  • بغداد: 125 000 طالب
  • البصرة: 45 000 طالب
  • أربيل: 38 000 طالب
  • الموصل: 42 000 طالب
  1. احسب المتوسط الحسابي لعدد الطلاب في المحافظات الأربع
  2. احسب التباين والانحراف المعياري لعدد الطلاب
  3. اكتب دالة التكلفة الإجمالية بدلالة عدد الطلاب في كل محافظة
  4. جد عدد الطلاب الذين يجب أن تستوعبهم الجامعة الجديدة لتقليل التكلفة الإجمالية إلى الحد الأدنى
  5. احسب التوفير في التكلفة إذا تم إنشاء الجامعة الجديدة لاستيعاب 20 000 طالب
الحل الكامل

السؤال 1 (2 نقاط)احسب المتوسط الحسابي لعدد الطلاب في المحافظات الأربع

  1. حساب المتوسط — اجمع جميع القيم واقسم على عدد المحافظات
    μ=2500004=62500 طالب

62 500 طالب

← 62 500 طالب

السؤال 2 (3 نقاط)احسب التباين والانحراف المعياري لعدد الطلاب

  1. التباين — احسب مجموع مربعات الانحرافات ثم اقسم على عدد المحافظات
    σ2=3906250000000+306250000000+590625000000+4225000000004=1306250000000
  2. الانحراف المعياري — استخرج الجذر التربيعي للتباين
    σ=1306250000000=36142 طالب

36 142 طالب

← الانحراف المعياري = 36 142 طالب

السؤال 3 (1 نقاط)اكتب دالة التكلفة الإجمالية بدلالة عدد الطلاب في كل محافظة

  1. دالة التكلفة — التكلفة الإجمالية هي مجموع تكاليف جميع المحافظات
    Ctotal=k(1250002+450002+380002+420002)

Ctotal=k(15 625 000 000+2 025 000 000+1 444 000 000+1 764 000 000)

Ctotal = k(15 625 000 000 + 2 025 000 000 + 1 444 000 000 + 1 764 000 000)

السؤال 4 (2 نقاط)جد عدد الطلاب الذين يجب أن تستوعبهم الجامعة الجديدة لتقليل التكلفة الإجمالية إلى الحد الأدنى

  1. عدد الطلاب المثالي — للتقليل من التكلفة، يجب أن يكون عدد الطلاب في كل محافظة متساوياً
    Nمثالي=2500005=50000 طالب لكل محافظة

50 000 طالب لكل محافظة

← 50 000 طالب لكل محافظة (بما في ذلك الجامعة الجديدة)

السؤال 5 (1 نقاط)احسب التوفير في التكلفة إذا تم إنشاء الجامعة الجديدة لاستيعاب 20 000 طالب

  1. التوفير في التكلفة — قارن التكلفة قبل وبعد إنشاء الجامعة
    Cقبل=k(15625000000000) (قبل إضافة الجامعة)Cبعد=k(4×500000002)=k(10000000000000)التوفير=CقبلCبعد=k(5625000000000)

5.625×1012k دينار عراقي

← التوفير = 5.625 × 10¹² k دينار عراقي (حيث k هو ثابت التكلفة)

سلم التقدير

حساب المتوسط الحسابي بدقة2 نقاط
حساب التباين والانحراف المعياري بشكل صحيح3 نقاط
صياغة دالة التكلفة الإجمالية1 نقاط
إيجاد عدد الطلاب المثالي لتقليل التكلفة2 نقاط
حساب التوفير في التكلفة1 نقاط

التمرين 5: مشروع جسر بين بغداد وأربيل (10 نقاط)

الهندسة التحليليةالمتجهاتالدوال المثلثيةالتكامل

يراد إنشاء جسر معلق بين بغداد وأربيل بطول 350 كيلومتراً. تم تصميم الكابلات الرئيسية للجسر على شكل قطع مكافئ. إذا كان ارتفاع الكابلات عند منتصف الجسر (النقطة المتوسطة) 50 متراً عن سطح الجسر، وكان ارتفاعها عند كل طرف 10 أمتار، فما هو ارتفاع الكابلات عند نقطة تبعد 100 كيلومتر عن بغداد؟ استخدم نظام إحداثيات حيث بغداد عند (0,0) وأربيل عند (350,0).

  • طول الجسر = 350 كيلومتر
  • ارتفاع الكابلات عند بغداد = 10 أمتار
  • ارتفاع الكابلات عند أربيل = 10 أمتار
  • ارتفاع الكابلات عند منتصف الجسر = 50 متراً
  • النقطة المطلوبة: 100 كيلومتر من بغداد
  1. اكتب معادلة القطع المكافئ الذي يمثل الكابلات
  2. جد قيمة الثابت a في معادلة القطع المكافئ y = ax² + bx + c
  3. اكتب المعادلة النهائية للقطع المكافئ
  4. احسب ارتفاع الكابلات عند النقطة المطلوبة (x=100 كم)
  5. إذا كان عرض الجسر 20 متراً، فما هو طول الكابل اللازم لكل جانب من الجسر عند هذه النقطة؟
الحل الكامل

السؤال 1 (1 نقاط)اكتب معادلة القطع المكافئ الذي يمثل الكابلات

  1. نظام الإحداثيات — ضع بغداد عند (0,0) وأربيل عند (350,0)
    y=ax2+bx+c

y=ax2+bx+c

← y = ax² + bx + c

السؤال 2 (3 نقاط)جد قيمة الثابت a في معادلة القطع المكافئ y = ax² + bx + c

  1. تعويض النقاط — استخدم النقاط الثلاث لإيجاد قيم a وb وc
    c=1050=a(175)2+b(175)+100=a(350)2+b(350)

a=0.001282, b=0.4487

← a = 0.001282, b = -0.4487

السؤال 3 (1 نقاط)اكتب المعادلة النهائية للقطع المكافئ

  1. المعادلة النهائية — اكتب المعادلة الكاملة بعد إيجاد المعاملات
    y=0.001282x20.4487x+10

y=0.001282x20.4487x+10

← y = 0.001282x² - 0.4487x + 10

السؤال 4 (2 نقاط)احسب ارتفاع الكابلات عند النقطة المطلوبة (x=100 كم)

  1. الارتفاع عند x=100 — عوّض x=100 في المعادلة
    y(100)=0.001282(100)20.4487(100)+10=12.8244.87+10=22.05

22.05 متر (تحت مستوى الجسر)

← -22.05 متر (أي 22.05 متر تحت مستوى الجسر)

السؤال 5 (3 نقاط)إذا كان عرض الجسر 20 متراً، فما هو طول الكابل اللازم لكل جانب من الجسر عند هذه النقطة؟

  1. طول الكابل عند النقطة — استخدم نظرية فيثاغورس لحساب طول الكابل من قمة القطع المكافئ إلى النقطة
    h=50(22.05)=72.05 متر (ارتفاع الكابل عن مستوى الجسر)L=102+72.052=72.76 متر لكل جانب

72.76 متر لكل جانب

← 72.76 متر لكل جانب

سلم التقدير

تعريف نظام الإحداثيات بشكل صحيح1 نقاط
حل النظام لإيجاد قيم a وb وc3 نقاط
كتابة المعادلة النهائية للقطع المكافئ1 نقاط
حساب الارتفاع عند النقطة المطلوبة2 نقاط
حساب طول الكابل باستخدام نظرية فيثاغورس3 نقاط

المصادر

  1. en.wikipedia.org
  2. euclid.analogmachine.org
  3. old.maa.org
  4. search.worldcat.org
  5. web.archive.org
  6. math.dartmouth.edu
  7. ui.adsabs.harvard.edu
  8. doi.org
  9. api.semanticscholar.org
  10. jwilson.coe.uga.edu
  11. mathscinet.ams.org
  12. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
  13. www.jstor.org
  14. lccn.loc.gov
  15. www.alws.at