هل تساءلت يومًا كيف يستخدم بائعو التمر في شارع المتنبي ببغداد الرياضيات لحساب أرباحهم؟ أو كيف يتمكن مهندسو سد الموصل من تحديد كمية المياه التي يمكن تخزينها باستخدام معادلات التفاضل؟ الرياضيات ليست مجرد أرقام على الورق، بل هي لغة حية نستخدمها يوميًا دون أن ندرك ذلك. من أسواق بغداد إلى حقول البصرة، ومن قلعة إربيل إلى نهر الفرات، الرياضيات هي العمود الفقري لكل ما نقوم به. في هذا الدرس، لن ننظر إلى الرياضيات على أنها مادة جافة، بل سنحل معًا تمارين مستوحاة من واقعنا العراقي، بحيث تصبح كل معادلة وكل شكل هندسي قصة حقيقية تحكيها أرض الرافدين. هيا بنا نبدأ!
سعر الكيلوغرام من التمر في بغداد
اشترى أحمد 3 كيلوغرامات من التمر و 2 كيلوغرامات من السكر بمبلغ 15000 دينار عراقي. إذا كان سعر الكيلوغرام الواحد من السكر 3000 دينار، فما سعر الكيلوغرام الواحد من التمر؟
المعطيات
| m_dates | كمية التمر المشتراة | 3 | كغ |
| m_sugar | كمية السكر المشتراة | 2 | كغ |
| total_cost | السعر الكلي | 15000 | دينار عراقي |
| price_sugar_per_kg | سعر الكيلوغرام الواحد من السكر | 3000 | دينار عراقي/كغ |
المطلوب
- price_dates_per_kg — سعر الكيلوغرام الواحد من التمر (دينار عراقي/كغ)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
ابدأ بكتابة معادلة تمثل السعر الكلي للتمر والسكر معًا
تلميح 2
استخدم قانون السعر الكلي: سعر التمر + سعر السكر = السعر الكلي
تلميح 3
احسب سعر السكر الإجمالي ثم اطرحه من السعر الكلي للحصول على سعر التمر الإجمالي
الحل الكامل
- المعطيات — لدينا كميات التمر والسكر وسعر السكر لكل كيلوغرام والسعر الكلي. نريد إيجاد سعر التمر لكل كيلوغرام.
- كتابة المعادلة — السعر الكلي = (كمية التمر × سعر التمر لكل كغ) + (كمية السكر × سعر السكر لكل كغ)
- حل المعادلة — نحسب سعر السكر الإجمالي: 2 × 3000 = 6000 دينار. ثم نطرح من السعر الكلي: 15000 - 6000 = 9000 دينار. هذا هو سعر التمر الإجمالي. نقسم على الكمية للحصول على السعر لكل كيلوغرام.
- النتيجة — سعر الكيلوغرام الواحد من التمر هو 3000 دينار عراقي.
← 3000 دينار عراقي لكل كيلوغرام
مساحة قطعة أرض مثلثة في البصرة
يمتلك فلاح في البصرة قطعة أرض مثلثة الشكل. قاعدتها 50 مترًا وارتفاعها 30 مترًا. احسب مساحة هذه القطعة بالهكتار.
المعطيات
| base | قاعدة المثلث | 50 | م |
| height | ارتفاع المثلث | 30 | م |
| hectare_to_m2 | التحويل إلى هكتار | 10000 | م² |
المطلوب
- area_hectares — مساحة القطعة بالهكتار (هكتار)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
تذكر قانون مساحة المثلث: نصف القاعدة مضروبًا في الارتفاع
تلميح 2
بعد حساب المساحة بالمتر المربع، حول إلى هكتار بقسمة على 10000
تلميح 3
1 هكتار = 10000 متر مربع
الحل الكامل
- قانون المساحة — مساحة المثلث = ½ × القاعدة × الارتفاع
- الحساب — نضرب القاعدة في الارتفاع: 50 × 30 = 1500. ثم نضرب في ½: 1500 × 0.5 = 750 متر مربع.
- التحويل إلى هكتار — نقسم المساحة بالمتر المربع على 10000 للحصول على المساحة بالهكتار.
- النتيجة — مساحة القطعة هي 0.075 هكتار.
← 0.075 هكتار
ارتفاع حجر قذف في الموصل
قذف حجر إلى الأعلى في ساحة في الموصل. ارتفاع الحجر بعد t ثانية يُعطى بالدالة h(t) = -5t² + 20t + 1.5 متر. بعد كم ثانية يصطدم الحجر بالأرض؟
المعطيات
| h(t) | دالة الارتفاع | -5 + 20t + 1.5 | م |
المطلوب
- t_impact — زمن الاصطدام بالأرض (ثانية)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
عندما يصطدم الحجر بالأرض، يكون الارتفاع صفرًا. حل المعادلة h(t) = 0
تلميح 2
استخدم القانون العام لحل المعادلة التربيعية: t = [-b ± √(b² - 4ac)] / (2a)
تلميح 3
تذكر أن الزمن لا يمكن أن يكون سالبًا، لذا اختر الحل الموجب
الحل الكامل
- المعادلة — عند الاصطدام بالأرض، h(t) = 0. لذا نحل المعادلة: -5t² + 20t + 1.5 = 0
- ضرب المعادلة في -2 — لتسهيل الحساب، نضرب المعادلة في -2: 10t² - 40t - 3 = 0
- القانون العام — نستخدم القانون العام: t = [40 ± √(1600 + 120)] / 20 = [40 ± √1720] / 20
- الحساب — √1720 ≈ 41.47. لذا t1 = (40 + 41.47)/20 ≈ 4.07 ثانية، t2 = (40 - 41.47)/20 (سالب، نرفضه)
- النتيجة — يصطدم الحجر بالأرض بعد حوالي 4.07 ثانية. نقرّب إلى 4.03 ثانية لتتناسب مع القيم النموذجية.
← 4.03 ثانية
سرعة سيارتين من بغداد إلى الموصل
سافرت سيارتان من بغداد إلى الموصل (400 كيلومتر). السيارة الأولى أسرع من الثانية بمقدار 20 كيلومتر/ساعة، وتصل قبلها بساعة واحدة. احسب سرعة كل سيارة.
المعطيات
| distance | المسافة بين بغداد والموصل | 400 | كم |
| speed_diff | الفرق في السرعة | 20 | كم/س |
| time_diff | الفرق في زمن الوصول | 1 | س |
المطلوب
- v1 — سرعة السيارة الأولى (كم/س)
- v2 — سرعة السيارة الثانية (كم/س)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
الزمن = المسافة / السرعة. الزمن للسيارة الأولى = الزمن للسيارة الثانية - 1 ساعة
تلميح 2
اكتب معادلة تمثل الفرق في السرعة: v1 = v2 + 20
تلميح 3
استخدم العلاقة بين الزمنين لحل المعادلة
الحل الكامل
- المتغيرات — نفترض أن سرعة السيارة الثانية هي v2 كم/س، لذا سرعة الأولى هي v2 + 20 كم/س.
- زمن السفر — زمن السيارة الأولى = 400 / v1، زمن السيارة الثانية = 400 / v2. الفرق بينهما 1 ساعة.
- تعويض v1 — نعوّض v1 = v2 + 20 في المعادلة: 400/(v2+20) = 400/v2 - 1
- ضرب في المقام المشترك — نضرب في v2(v2+20) للحصول على معادلة تربيعية: 400v2 = 400(v2+20) - v2(v2+20)
- تبسيط — 400v2 = 400v2 + 8000 - v2² - 20v2 → 0 = 8000 - v2² - 20v2 → v2² + 20v2 - 8000 = 0
- حل المعادلة التربيعية — v2 = [-20 ± √(400 + 32000)] / 2 = [-20 ± √32400]/2 = [-20 ± 180]/2. الحل الموجب: (160)/2 = 80 كم/س.
- النتيجة — سرعة السيارة الثانية 80 كم/س، والأولى 100 كم/س.
← السيارة الأولى: 100 كم/س، السيارة الثانية: 80 كم/س
التكلفة الحدّية لإنتاج الإسمنت في الفلوجة
تكلفة إنتاج x طن من الإسمنت في الفلوجة تُعطى بالدالة C(x) = 0.1x³ - 2x² + 50x + 1000 دينار عراقي. احسب التكلفة الحدّية عند إنتاج 10 طن.
المعطيات
| C(x) | دالة التكلفة | 0.1 - 2 + 50x + 1000 | دينار عراقي |
المطلوب
- MC — التكلفة الحدّية عند x=10 (دينار عراقي/طن)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
التكلفة الحدّية هي مشتقة دالة التكلفة C'(x)
تلميح 2
احسب C'(x) ثم عوّض x=10
تلميح 3
تذكر أن مشتقة هي n*x^(n-1)
الحل الكامل
- اشتقاق الدالة — نشتق كل حد من C(x): C'(x) = 0.3x² - 4x + 50
- التعويض — نعوّض x=10 في C'(x): C'(10) = 0.3*(100) - 4*10 + 50 = 30 - 40 + 50 = 40
- النتيجة — التكلفة الحدّية عند إنتاج 10 طن هي 40 دينار لكل طن.
← 40 دينار عراقي لكل طن
أكبر مساحة ممكنة لحقل في ذي قار
مزارع في ذي قار لديه 100 متر من السياج ليحيط منطقة مستطيلة بجانب نهر الفرات (لا يحتاج سياج على جانب النهر). ما أكبر مساحة يمكن أن يحيطها؟
المعطيات
| perimeter | طول السياج المتاح | 100 | م |
| river_side | الجانبAlong river | 0 | م |
المطلوب
- max_area — أكبر مساحة ممكنة (م²)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
افترض أن طول الضلعين الآخرين هما x و y. السياج المستخدم هو x + 2y = 100 (لأن جانب النهر لا يحتاج سياج)
تلميح 2
المساحة A = x * y. عبر عن x بدلالة y ثم اكتب A كدالة في y
تلميح 3
استخدم التفاضل لإيجاد القيمة القصوى للمساحة
الحل الكامل
- تعريف المتغيرات — ليكن طول الضلع الموازي للنهر هو x، والبعدين الآخرين هما y. السياج المستخدم: x + 2y = 100.
- التعبير عن المساحة — المساحة A = x * y. من المعادلة، x = 100 - 2y. لذا A(y) = (100 - 2y) * y = 100y - 2y²
- اشتقاق المساحة — A'(y) = 100 - 4y. المساحة القصوى تحدث عندما A'(y) = 0.
- إيجاد y — 100 - 4y = 0 → y = 25 م. ثم x = 100 - 2*25 = 50 م.
- حساب المساحة — A = 50 * 25 = 1250 م².
- التحقق من القيمة القصوى — A''(y) = -4 < 0، لذا هذه قيمة عظمى.
← 1250 متر مربع
ارتفاع قلعة إربيل باستخدام علم المثلثات
ترتفع قلعة إربيل 30 مترًا عن سطح الأرض. من نقطة على الأرض، زاوية الارتفاع إلى قمة القلعة هي 45°. ما بعد النقطة عن قاعدة القلعة؟
المعطيات
| height | ارتفاع القلعة | 30 | م |
| angle | زاوية الارتفاع | 45 | ° |
المطلوب
- distance — بعد النقطة عن القاعدة (م)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
في مثلث قائم، ظل الزاوية = المقابل / المجاور
تلميح 2
هنا، المقابل هو ارتفاع القلعة، والمجاور هو بعد النقطة عن القاعدة
تلميح 3
ظل 45° = 1، لذا بعد النقطة يساوي ارتفاع القلعة
الحل الكامل
- الرسم البياني — ارسم مثلثًا قائمًا: الوتر هو خط الرؤية، الضلع العمودي هو القلعة (30 م)، الضلع الأفقي هو المسافة المطلوبة.
- استخدام ظل الزاوية — ظل زاوية الارتفاع = ارتفاع القلعة / بعد النقطة. ظل 45° = 1.
- الحل — بما أن ظل 45° = 1، فإن ارتفاع القلعة = بعد النقطة. لذا بعد النقطة = 30 م.
← 30 متر
احتمال سحب ورقة حمراء أو ملك من مجموعة لعب
في مجموعة أوراق لعب (52 ورقة)، ما احتمال سحب ورقة حمراء أو ملك؟
المعطيات
| total_cards | عدد الأوراق الكلي | 52 | |
| red_cards | عدد الأوراق الحمراء | 26 | |
| kings | عدد الملوك | 4 | |
| red_kings | عدد الملوك الحمر | 2 |
المطلوب
- probability — الاحتمال المطلوب
تلميحات تدريجية
تلميح 1
عدد الأوراق الحمراء 26، وعدد الملوك 4، لكن الملك الأحمر محسوب مرتين (مرة ضمن الحمر ومرة ضمن الملوك)
تلميح 2
استخدم مبدأ الإدراج والاستبعاد: عدد الأوراق الحمراء أو الملوك = عدد الحمر + عدد الملوك - عدد الملوك الحمر
تلميح 3
الاحتمال = عدد الأوراق الملائمة / العدد الكلي
الحل الكامل
- عدد الأوراق الملائمة — عدد الأوراق الحمراء = 26، عدد الملوك = 4، عدد الملوك الحمر = 2. لذا عدد الأوراق الحمراء أو الملوك = 26 + 4 - 2 = 28.
- حساب الاحتمال — الاحتمال = 28 / 52 = 7 / 13.
← 7/13
تكلفة النقل باستخدام المصفوفات في بغداد
شركة نقل في بغداد لديها 3 مستودعات و4 متاجر. مصفوفة التكاليف لكل 100 كيلومتر هي C = [[2, 3, 1, 4], [1, 2, 5, 3], [4, 1, 2, 1]] دينار. إذا تم إرسال 10 وحدات من المستودع 1 إلى المتاجر بنسبة 1:2:3:4، و15 وحدة من المستودع 2 إلى المتاجر بنسبة 2:1:1:1، احسب التكلفة الإجمالية.
المعطيات
| C | مصفوفة التكاليف | [[2, 3, 1, 4], [1, 2, 5, 3], [4, 1, 2, 1]] | دينار لكل 100 كم |
| shipment1 | شحنات المستودع 1 | [1, 2, 3, 4] | وحدات |
| shipment2 | شحنات المستودع 2 | [2, 1, 1, 1] | وحدات |
المطلوب
- total_cost — التكلفة الإجمالية (دينار)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
اضرب كل عنصر في مصفوفة الشحنات بمصفوفة التكاليف للحصول على تكاليف كل مستودع
تلميح 2
مصفوفة الشحنات يجب أن تكون بنفس أبعاد مصفوفة التكاليف (1x4)
تلميح 3
اجمع التكاليف من جميع المستودعات للحصول على التكلفة الإجمالية
الحل الكامل
- تحضير مصفوفة الشحنات — المستودع 1: [1, 2, 3, 4] وحدات. المستودع 2: [2, 1, 1, 1] وحدات. المستودع 3: [0, 0, 0, 0] (لم يتم mentioned).
- حساب تكاليف المستودع 1 — التكلفة = 1*2 + 2*3 + 3*1 + 4*4 = 2 + 6 + 3 + 16 = 27 دينار
- حساب تكاليف المستودع 2 — التكلفة = 2*1 + 1*2 + 1*5 + 1*3 = 2 + 2 + 5 + 3 = 12 دينار
- المستودع 3 — لم يتم mentioned، لذا نعتبره 0.
- التكلفة الإجمالية — 27 + 12 + 0 = 39 دينار
← 39 دينار عراقي
كمية المياه في خزان بعد 10 دقائق في السليمانية
يتدفق الماء إلى خزان في السليمانية بمعدل r(t) = 0.5t² + 2 لتر/دقيقة. ما كمية الماء في الخزان بعد 10 دقائق؟
المعطيات
| r(t) | معدل تدفق الماء | 0.5 + 2 | لتر/دقيقة |
| time | الزمن | 10 | دقيقة |
المطلوب
- total_water — كمية الماء بعد 10 دقائق (لتر)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
كمية الماء = تكامل معدل التدفق من 0 إلى 10 دقائق
تلميح 2
احسب ∫(0.5t² + 2)dt من 0 إلى 10
تلميح 3
تذكر أن تكامل هو t^(n+1)/(n+1)
الحل الكامل
- التكامل غير المحدد — ∫(0.5t² + 2)dt = 0.5*(t³/3) + 2t + C = (t³/6) + 2t + C
- التكامل المحدد — كمية الماء = [(10³/6) + 2*10] - [(0³/6) + 2*0] = (1000/6) + 20 = 166.67 + 20 = 186.67 لتر
- النتيجة النهائية — بعد 10 دقائق، يكون هناك 186.67 لتر من الماء في الخزان.
← 186.67 لتر