الثانوية العامة 2026الاستعلام عن النتيجةاعرف الكليات المناسبة لمجموعكتنسيق 2026

الرياضيات البحتة · الصف الثالث الثانوي · الترم الأول

نظرية ذات الحدين بأس صحيح موجب

صيغة مفكوك ذات الحدين بأس صحيح موجب، وخصائصه، ومثلث باسكال، والحد العام والحد من النهاية والحد الأوسط، مع أمثلة محلولة.

آخر تحديث: · كيف نراجع المحتوى

أهداف التعلم

  • تكتب مفكوك (x+y)n(x+y)^n لأي عدد صحيح موجب nn باستخدام عدد التوافيق أو مثلث باسكال.
  • تستنتج خصائص المفكوك: عدد الحدود، ومجموع الأسّين في كل حد، وتماثل المعاملات.
  • تستخدم الحد العام Tr+1T_{r+1} لإيجاد أي حد دون كتابة المفكوك، وتحسب الحد من نهاية المفكوك.
  • تعيّن الحد الأوسط (أو الحدّين الأوسطين) وتحسب مجموعات معاملات مفيدة.

شرح الدرس

من المفكوكات الصغيرة إلى القاعدة العامة

لاحظ المفكوكات الأولى:

(x+y)2=x2+2xy+y2,(x+y)3=x3+3x2y+3xy2+y3(x+y)^2 = x^2 + 2xy + y^2, \qquad (x+y)^3 = x^3 + 3x^2y + 3xy^2 + y^3

في كل مفكوك تبدأ قوة xx من nn وتنقص بمقدار واحد في كل حد حتى تصل إلى الصفر، بينما تبدأ قوة yy من الصفر وتزيد بمقدار واحد حتى تصل إلى nn. أما المعاملات فهي أعداد التوافيق، وهذا ما تنص عليه النظرية.

نص النظرية

لأي عددين حقيقيين xx وyy ولأي عدد صحيح موجب nn:

(x+y)n=(n0)xn+(n1)xn−1y+(n2)xn−2y2+⋯+(nn)yn(x + y)^n = \binom{n}{0} x^n + \binom{n}{1} x^{n-1} y + \binom{n}{2} x^{n-2} y^2 + \cdots + \binom{n}{n} y^n

حيث (nr)\binom{n}{r} (ويُكتب أيضًا nCr{}^{n}C_{r}) هو عدد التوافيق:

(nr)=n!r! (n−r)!\binom{n}{r} = \frac{n!}{r!\,(n-r)!}

خصائص المفكوك

  • عدد الحدود في المفكوك يساوي n+1n + 1.
  • مجموع أُسّي xx وyy في أي حد يساوي nn.
  • الحدود مرتبة تنازليًا حسب قوى xx، أي تصاعديًا حسب قوى yy.
  • رتبة الحد تزيد بمقدار واحد عن قوة yy فيه؛ فالحد الذي قوة yy فيه rr رتبته r+1r+1.
  • المعاملات المتساوية البعد عن طرفي المفكوك متساوية لأن (nr)=(nn−r)\binom{n}{r} = \binom{n}{n-r}.

مثلث باسكال

يمكن إيجاد معاملات المفكوك دون حساب التوافيق: كل عدد في المثلث يساوي مجموع العددين اللذين فوقه مباشرة، ويقابل الصف رقم nn معاملات (x+y)n(x+y)^n (مع اعتبار الصف الأول n=0n=0).

مثلث باسكال من الصف الصفري حتى الصف الخامس: الصف الأخير 1 و5 و10 و10 و5 و1، وكل عدد داخلي يساوي مجموع العددين فوقه، مثل 10 يساوي 4 زائد 6

وتُلخّص قاعدة تكوينه بمتطابقة باسكال: (nr)+(nr+1)=(n+1r+1)\binom{n}{r} + \binom{n}{r+1} = \binom{n+1}{r+1}.

مفكوك الفرق وحالات خاصة

لمفكوك (x−y)n(x-y)^n نكتب (x+(−y))n(x + (-y))^n فتتناوب إشارات الحدود: موجب ثم سالب، ويحمل الحد ذو الرتبة r+1r+1 العامل (−1)r(-1)^r. وأهم الحالات الخاصة:

(1+x)n=1+(n1)x+(n2)x2+⋯+xn,(1−x)n=1−(n1)x+(n2)x2−⋯+(−1)nxn(1+x)^n = 1 + \binom{n}{1}x + \binom{n}{2}x^2 + \cdots + x^n, \qquad (1-x)^n = 1 - \binom{n}{1}x + \binom{n}{2}x^2 - \cdots + (-1)^n x^n

الحد العام

الحد ذو الرتبة (r+1)(r+1) في مفكوك (x+y)n(x+y)^n هو:

Tr+1=(nr) x n−r y r,r=0,1,…,nT_{r+1} = \binom{n}{r}\, x^{\,n-r}\, y^{\,r}, \qquad r = 0, 1, \dots, n

فالحد الخامس مثلًا يقابل r=4r = 4.

الحد من نهاية المفكوك

عدد حدود المفكوك n+1n+1، فالحد الذي رتبته kk من النهاية رتبته n+2−kn + 2 - k من البداية. مثلًا في مفكوك فيه 12 حدًّا، الحد الرابع من النهاية هو الحد التاسع من البداية لأن 12−4+1=912 - 4 + 1 = 9. ويمكن أيضًا كتابة المفكوك بعكس الترتيب (أي بتبديل دوري xx وyy) وأخذ الحد من البداية.

الحد الأوسط

  • إذا كان nn زوجيًّا فعدد الحدود n+1n+1 فردي، ويوجد حد أوسط واحد رتبته n2+1\frac{n}{2} + 1.
  • إذا كان nn فرديًّا فعدد الحدود زوجي، ويوجد حدّان أوسطان رتبتاهما n+12\frac{n+1}{2} وn+32\frac{n+3}{2}.

مجموع معاملات المفكوك

بالتعويض x=y=1x = y = 1 نجد أن مجموع المعاملات 2n2^n. وبالتعويض x=1x = 1 وy=−1y = -1 نجد أن مجموع معاملات الحدود الفردية الرتبة يساوي مجموع معاملات الحدود الزوجية الرتبة، وكلٌّ منهما 2n−12^{n-1}. كما أن:

(x+a)n+(x−a)n=2(T1+T3+T5+⋯ ),(x+a)n−(x−a)n=2(T2+T4+⋯ )(x+a)^n + (x-a)^n = 2\left(T_1 + T_3 + T_5 + \cdots\right), \qquad (x+a)^n - (x-a)^n = 2\left(T_2 + T_4 + \cdots\right)

حيث TkT_k حدود مفكوك (x+a)n(x+a)^n.

تعريفات

  • المفكوك: المقدار الذي ينتج عن فك قوة ذات حدين على صورة مجموع حدود.
  • الحد العام: الصيغة التي تعطي أي حد بدلالة رتبته.
  • الحد الأوسط: الحد الذي يكون عدد الحدود قبله مساويًا لعددها بعده.

أمثلة وتطبيقات

مثال 1: أوجد مفكوك (2x+3)3(2x+3)^3.

الحل: بوضع 2x2x مكان xx و33 مكان yy:

(2x+3)3=(2x)3+3(2x)2(3)+3(2x)(3)2+33=8x3+36x2+54x+27(2x+3)^3 = (2x)^3 + 3(2x)^2(3) + 3(2x)(3)^2 + 3^3 = 8x^3 + 36x^2 + 54x + 27

مثال 2: أوجد الحد الخامس في مفكوك (x+2)7(x+2)^7.

الحل: r=4r = 4 وn=7n = 7:

T5=(74)x3(2)4=35×16 x3=560 x3T_5 = \binom{7}{4} x^{3} (2)^4 = 35 \times 16\, x^3 = 560\,x^3

مثال 3: أوجد مفكوك (x−2y)4(x-2y)^4.

الحل: معاملات الصف الرابع 1,4,6,4,11, 4, 6, 4, 1، ومع الإشارات المتناوبة:

(x−2y)4=x4−8x3y+24x2y2−32xy3+16y4(x-2y)^4 = x^4 - 8x^3y + 24x^2y^2 - 32xy^3 + 16y^4

مثال 4: أوجد الحد الثالث من النهاية في مفكوك (2x−1)9(2x - 1)^{9}.

الحل: عدد الحدود 10، فالحد الثالث من النهاية رتبته 10−3+1=810 - 3 + 1 = 8، أي r=7r = 7:

T8=(97)(2x)2(−1)7=36×4x2×(−1)=−144x2T_8 = \binom{9}{7}(2x)^2(-1)^7 = 36 \times 4x^2 \times (-1) = -144x^2

مثال 5: أوجد الحد الأوسط في مفكوك (x+1x)8\left(x + \dfrac{1}{x}\right)^{8}.

الحل: n=8n = 8 زوجي، فرتبة الحد الأوسط 82+1=5\frac{8}{2} + 1 = 5، أي r=4r = 4:

T5=(84)x4(1x)4=70T_5 = \binom{8}{4}x^{4}\left(\frac{1}{x}\right)^{4} = 70

مثال 6: أوجد الحدّين الأوسطين في مفكوك (a+b)7(a+b)^7.

الحل: رتبتاهما 44 و55: T4=35 a4b3T_4 = 35\,a^4b^3 وT5=35 a3b4T_5 = 35\,a^3b^4.

مثال 7: أوجد مجموع معاملات (3x−1)5(3x-1)^5.

الحل: نضع x=1x = 1: (3−1)5=32(3-1)^5 = 32.

مثال 8: احسب (1.02)5(1.02)^5 لأقرب ثلاث منازل عشرية باستخدام النظرية.

الحل: (1+0.02)5=1+5(0.02)+10(0.02)2+10(0.02)3+⋯≈1+0.1+0.004+0.00008=1.10408(1 + 0.02)^5 = 1 + 5(0.02) + 10(0.02)^2 + 10(0.02)^3 + \cdots \approx 1 + 0.1 + 0.004 + 0.00008 = 1.10408، فالقيمة التقريبية 1.1041.104.

ملاحظات مهمة

  • رتبة الحد r+1r+1 وليست rr؛ فالحد الخامس يقابل r=4r = 4.
  • ضع الحد السالب أو ذا المعامل بين قوسين قبل رفعه للأس: (−2y)3=−8y3(-2y)^3 = -8y^3.
  • الصيغة تخص الأس الصحيح الموجب فقط.
  • ميّز بين «مجموع المعاملات» (نضع المتغير 11) وبين قيمة المفكوك عند عدد آخر.

المفاهيم الأساسية

  • (x+y)n(x+y)^n له n+1n+1 حدًّا ومجموع الأسّين في كل حد nn.
  • الحد العام Tr+1=(nr)xn−ryrT_{r+1} = \binom{n}{r}x^{n-r}y^r.
  • معاملات المفكوك تقرأ من مثلث باسكال أو من (nr)\binom{n}{r} وهي متماثلة.
  • الحد الأوسط: واحد رتبته n2+1\frac{n}{2}+1 عند nn زوجي، واثنان رتبتاهما n+12\frac{n+1}{2} وn+32\frac{n+3}{2} عند nn فردي.
  • مجموع المعاملات 2n2^n، ومجموع الفردية يساوي مجموع الزوجية 2n−12^{n-1}.

ملخص الدرس

تحوّل نظرية ذات الحدين فك القوى الكبيرة إلى كتابة منظمة: تتناقص قوى الحد الأول وتتزايد قوى الثاني، ومعاملاتها أعداد التوافيق التي يعطيها أيضًا مثلث باسكال. وبالحد العام نصل إلى أي حد مباشرة، ونحدد الحد من النهاية والحد الأوسط، ونحسب مجموعات المعاملات بالتعويض المناسب.

أسئلة للتدريب

  1. اكتب مفكوك (1−2x)4(1 - 2x)^4 ثم تحقق من مجموع معاملاته عند x=1x = 1.
  2. أوجد الحد الرابع من مفكوك (2x−1x)7\left(2x - \dfrac{1}{x}\right)^{7} بدلالة xx.
  3. في مفكوك (x+3)10(x + 3)^{10} أوجد الحد الثالث من النهاية.
  4. أوجد الحد الأوسط في مفكوك (2x+y)6(2x + y)^{6}.
  5. إذا كان مجموع معاملات مفكوك (x+y)n(x+y)^n يساوي 10241024 فما قيمة nn وكم حدًّا في المفكوك؟
حلّ أسئلة هذا الدرساختبر فهمك بأسئلة اختيار من متعدد وأسئلة مقالية مع نموذج إجابة، أو خض اختبارًا تفاعليًا سريعًا
أبلغ عن خطأ في هذا الدرس