۱۰۰ هزار تومان هدیهٔ ثبت‌نام، تا ۱ میلیونبا ثبت‌نام گردونهٔ هدیه را بچرخان: دست‌کم ۱۰۰٬۰۰۰ تومان و تا ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ تومان اعتبار هدیه، بدون کارت بانکیگردونهٔ هدیه۱ میلیون برای تو، ۱ میلیون برای دوستتدوستانت را دعوت کن: برای هر دوستی که فعال شود ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ تومان اعتبار هدیه می‌گیری و خودش هم ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ تومانجوایز
1xAi
ریاضی هشتم · فصل ۴

خلاصه درس فصل ۴ ریاضی هشتم؛ درسنامه و نکات مهم

«جبر و معادله»، فصل ۴ کتاب ریاضی هشتم، صفحهٔ ۵۱ تا ۶۸، پایهٔ هشتم: ۳ درس، هر کدام با توضیح مفاهیم، مثال حل‌شده و نکات مهم.

این درسنامه را هوش مصنوعی 1xAi از روی صفحه‌های همان درس در کتاب درسی نوشته است (برچسب «تولید هوش مصنوعی»). کنار توضیح‌ها شمارهٔ صفحهٔ کتاب آمده تا با کتاب مقایسه کنی، و مثال حل‌شدهٔ هر درس یک بار دیگر جداگانه حل و بررسی شده؛ مثالی که درست درنیامده حذف شده است.

نمونه سوال این فصل با جواب

درس ۱ · صفحهٔ ۵۱ تا ۵۶ · حدود ۱۵ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

ساده کردن عبارت‌های جبری

در این درس یاد می‌گیری با قانون توان‌ها، باز کردن پرانتز و جمع کردن جمله‌های متشابه، عبارت‌های جبری را ساده کنی و آن‌ها را به‌صورت دستورهای عددسازی بخوانی.

پیش از شروع

چهار نفر چوب‌کبریت‌های یک الگو را شمرده‌اند و جواب‌های متفاوتی نوشته‌اند: 3n+13n+1، 4+3(n−1)4+3(n-1)، 1+n+n+n1+n+n+n و n+1+2nn+1+2n. ممکن است همگی درست گفته باشند؟

بله؛ یک مجموعه را می‌توان با دسته‌بندی‌های متفاوت شمرد. با باز کردن پرانتز و جمع کردن جمله‌های متشابه می‌بینیم که هر چهار عبارت به 3n+13n+1 می‌رسند؛ ظاهر متفاوت همیشه به معنی مقدار متفاوت نیست.

حرف‌ها و توان‌ها، زبان الگوها

حرف در یک عبارت جبری، جای عدد را می‌گیرد؛ برای همین می‌توانیم یک الگوی طولانی را کوتاه بنویسیم. مثلاً عبارت 2n−12n-1 با شروع nn از یک، عددهای فرد را می‌سازد. در الگوهای مربعی و مکعبی هم از n2n^2 و n3n^3 استفاده می‌کنیم. برای ساده‌کردن، قانون توان‌ها را به یاد بیاور: در ضربِ پایه‌های مساوی، توان‌ها جمع می‌شوند؛ یعنی am×an=am+na^m\times a^n=a^{m+n}. همچنین a1=aa^1=a و برای a≠0a\ne0، داریم a0=1a^0=1. این قانون مربوط به ضرب است؛ نباید آن را برای جمعِ عبارت‌ها به کار ببریم.

کتاب درسی، صفحهٔ ۵۲

پرانتز را باز کن، هم‌نوع‌ها را جمع کن

برای ساده‌کردن عبارت‌های پرانتزدار، اول از توزیع‌پذیری استفاده می‌کنیم: k(a+b)=ka+kbk(a+b)=ka+kb. مثل خرید چند بسته است؛ تعداد بسته‌ها در تعدادِ هر نوع وسیلهٔ داخل بسته ضرب می‌شود. اگر بیرون پرانتز منفی باشد، آن را ضریب −1-1 در نظر بگیر؛ این ضریب باید به همهٔ جمله‌ها برسد. بعد جمله‌های متشابه را جمع می‌کنیم: جمله‌هایی که حرف‌ها و توان‌هایشان یکسان است. در این جمع، فقط ضریب‌ها تغییر می‌کنند، نه قسمت حرفی؛ مثلاً px+qx=(p+q)xpx+qx=(p+q)x. جملهٔ ثابت هم فقط با جملهٔ ثابت جمع می‌شود، نه با جملهٔ دارای حرف.

کتاب درسی، صفحهٔ ۵۳

ضرب جمله‌های جبری

در ضرب دو جملهٔ جبری، دو کار جدا داریم: ضریب‌ها را ضرب می‌کنیم و عامل‌های حرفی را کنار هم می‌گذاریم. سپس برای حرف‌های یکسان، قانون توان را به کار می‌بریم؛ پس ambn×apbq=am+pbn+qa^m b^n\times a^p b^q=a^{m+p}b^{n+q}. علامت ضریب را هم با قانون ضرب عددهای مثبت و منفی پیدا می‌کنیم. اینجا برخلاف جمع، لازم نیست دو جمله متشابه باشند. مثلاً ضرب طول و عرض یک مستطیل، حتی اگر یکی با aa و دیگری با bb نوشته شده باشد، مساحت را می‌دهد. ترتیب نوشتن حرف‌ها هم حاصل را عوض نمی‌کند؛ ab=baab=ba.

کتاب درسی، صفحهٔ ۵۳

هر جمله در همهٔ جمله‌ها

اگر هر دو عامل پرانتز داشته باشند، باز هم توزیع‌پذیری راه را نشان می‌دهد. هر جملهٔ پرانتز اول باید در تک‌تک جمله‌های پرانتز دوم ضرب شود: (a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd(a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd. یک مستطیل با ضلع‌های a+ba+b و c+dc+d را تصور کن؛ با جدا کردن هر ضلع به دو بخش، چهار مستطیل کوچک داریم و مساحت کل، جمع مساحت آن‌هاست. پس هیچ جفت‌ضربی نباید جا بماند. برای مرتب‌بودن، اول ضرب‌های جملهٔ اول و بعد ضرب‌های جملهٔ دوم را بنویس. در پایان، اگر جملهٔ متشابهی وجود داشت، آن‌ها را جمع کن.

کتاب درسی، صفحهٔ ۵۴

از عبارت به دستور عددسازی

عبارت جبری می‌تواند یک دستور کوتاه برای ساختن عدد باشد. مثلاً در عدد دورقمی ab‾\overline{ab}، حرف aa رقم دهگان و bb رقم یکان است؛ بنابراین ab‾=10a+b\overline{ab}=10a+b، نه abab. ماشین عددساز هم همین فکر را نشان می‌دهد: اگر ورودی ابتدا در kk ضرب و سپس با cc جمع شود، خروجی kx+ckx+c است. برای پیدا کردن مقدار عبارت، عدد ورودی را به‌جای حرف می‌گذاریم و ترتیب عملیات را رعایت می‌کنیم. اگر عدد جایگزین منفی بود، نوشتن آن داخل پرانتز کمک می‌کند علامت‌ها را درست ببینیم. ساده‌کردن، دستور را کوتاه می‌کند؛ جایگذاری، مقدار آن را به دست می‌دهد.

کتاب درسی، صفحهٔ ۵۶

مثال حل‌شده

عبارت (2x−3)(x+2)−x(x−1)(2x-3)(x+2)-x(x-1) را ساده کن.

  1. در ضرب دو پرانتز، چهار جفت‌ضرب را بنویس: (2x)(x)+(2x)(2)+(−3)(x)+(−3)(2)−x(x−1)(2x)(x)+(2x)(2)+(-3)(x)+(-3)(2)-x(x-1).

  2. ضرب‌ها را انجام بده: 2x2+4x−3x−6−x(x−1)2x^2+4x-3x-6-x(x-1).

  3. پرانتز آخر را با ضریب −x-x باز کن: (−x)(x)+(−x)(−1)=−x2+x(-x)(x)+(-x)(-1)=-x^2+x.

  4. همهٔ جمله‌ها را کنار هم بنویس: 2x2+4x−3x−6−x2+x2x^2+4x-3x-6-x^2+x.

  5. جمله‌های متشابه را دسته‌بندی و جمع کن: (2−1)x2+(4−3+1)x−6=x2+2x−6(2-1)x^2+(4-3+1)x-6=x^2+2x-6.

جواب: x2+2x−6x^2+2x-6

نکات مهم

  • در جمع جمله‌های متشابه، ضریب‌ها جمع می‌شوند و قسمت حرفی ثابت می‌ماند؛ در ضربِ پایه‌های مساوی، توان‌ها جمع می‌شوند.
  • برای باز کردن پرانتز، هر جملهٔ عامل بیرونی را در همهٔ جمله‌های داخل پرانتز ضرب کن و مراقب علامت منفی باش.
  • عبارت جبری یک دستور عددسازی است؛ ساده‌کردن شکل دستور را عوض می‌کند، نه مقدار آن را.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

درس ۲ · صفحهٔ ۵۶ تا ۶۴ · حدود ۱۵ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

پیدا کردن مقدار یک عبارت جبری

در این درس یاد می‌گیری با جای‌گذاری مقدار عبارت جبری را پیدا کنی، با عامل مشترک و توان‌ها آن را بازنویسی کنی و از حروف برای دلیل آوردن و ساختن معادله کمک بگیری.

پیش از شروع

یک ماشین، عدد ورودی را در 33 ضرب می‌کند و بعد 55 واحد از آن کم می‌کند. آیا می‌توانی بدون دانستن ورودی، خروجی را بنویسی؟

بله؛ کافی است نام ورودی را xx بگذاریم تا خروجی 3x−53x-5 باشد. این عبارت، دستور کار ماشین است؛ هر وقت مقدار xx معلوم شود، خروجی را حساب می‌کنیم.

حرف را با عدد عوض کن

حرف در یک عبارت جبری می‌تواند جای عددهای مختلف بنشیند. برای پیدا کردن مقدار عبارت، عدد داده‌شده را به‌جای همهٔ نمونه‌های آن حرف می‌گذاریم و سپس محاسبه می‌کنیم. مثلاً 3x3x یعنی 3×x3\times x، نه کنار هم نوشتن دو عدد.

ماشین‌های پشت‌سرهم کمک می‌کنند ترتیب کار را ببینی: در 3x−53x-5 ابتدا ضرب انجام می‌شود و بعد تفریق. هنگام جای‌گذاری عدد منفی، آن را داخل پرانتز بنویس تا علامتش گم نشود. در عبارت‌های دارای توان نیز ابتدا توان، سپس ضرب و تقسیم و در پایان جمع و تفریق را انجام بده. هر ردیف جدولِ ورودی و خروجی، یک بار اجرای همین دستور است.

کتاب درسی، صفحهٔ ۵۶

از چند مثال تا یک دلیل کلی

جبر فقط برای محاسبهٔ یک جواب نیست؛ می‌تواند دلیلِ درست بودن یک حکم را هم نشان دهد. چند مثال از ضرب عددهای زوج، ما را به حدس می‌رساند، اما برای اثبات باید همهٔ حالت‌ها را پوشش دهیم. عدد زوج طبیعی را به شکل 2n2n می‌نویسیم؛ یعنی دو برابر یک عدد طبیعی.

اگر دو عدد زوج را 2m2m و 2n2n بنامیم، حاصل‌ضربشان 2(2mn)2(2mn) است. چون 2mn2mn عددی طبیعی است، حاصل‌ضرب زوج خواهد بود. نام حرف‌ها مهم نیست؛ وجود عامل 22 اهمیت دارد. همین زبان جبری در فرمول‌های مساحت و حجم هم کاربرد دارد: نخست رابطه را می‌نویسیم، سپس اندازه‌های معلوم را جای‌گذاری می‌کنیم.

کتاب درسی، صفحهٔ ۵۸

عامل مشترک را بیرون بکش

تجزیه یعنی تبدیل یک جمع یا تفریق به ضرب. این کار، مسیر برعکسِ باز کردن پرانتز است: در ab+acab+ac، عامل aa در هر دو جمله حضور دارد؛ پس می‌توان نوشت a(b+c)a(b+c). برای پیدا کردن داخل پرانتز، هر جمله را بر عامل مشترک تقسیم کن. بعد با ضرب دوباره بررسی کن که عبارت اولیه ساخته شود.

این روش برای ساده کردن کسر جبری هم مفید است. فقط عامل‌های ضربیِ مشترکِ صورت و مخرج را می‌توان حذف کرد؛ نه جمله‌هایی را که با جمع یا تفریق جدا شده‌اند. پیش از ساده کردن، صورت و مخرج را تجزیه کن و به شرط ناصفر بودن مخرج و عامل حذف‌شده توجه داشته باش.

کتاب درسی، صفحهٔ ۶۰

پرانتز و توان را دقیق بخوان

توان و ضریب را از هم جدا کن: x2x^2 یعنی x×xx\times x، ولی 2x2x یعنی 2×x2\times x. اگر پایهٔ توان یک پرانتز باشد، تمام پرانتز در خودش ضرب می‌شود؛ بنابراین (a+b)2(a+b)^2 یعنی (a+b)(a+b)(a+b)(a+b).

برای باز کردن این ضرب، هر جملهٔ پرانتز اول را در هر جملهٔ پرانتز دوم ضرب می‌کنیم. حاصل a2+ab+ab+b2a^2+ab+ab+b^2 و پس از جمع جمله‌های هم‌نوع، a2+2ab+b2a^2+2ab+b^2 است. برای تفاضل نیز داریم (a−b)2=a2−2ab+b2(a-b)^2=a^2-2ab+b^2.

جای علامت منفی هم مهم است: در −x2-x^2 منفی بیرون توان می‌ماند؛ اما در (−x)2(-x)^2، پایه شامل علامت منفی است. پس پرانتز فقط نشانهٔ ظاهری نیست؛ محدودهٔ توان را مشخص می‌کند.

کتاب درسی، صفحهٔ ۶۲

قبل از معادله، معنای حرف را مشخص کن

تا اینجا مقدار حرف را می‌دانستیم و مقدار عبارت را پیدا می‌کردیم. در مسئلهٔ معادله، معمولاً نتیجه معلوم است و می‌خواهیم مقدار حرف را پیدا کنیم. قدم مهم این است که روشن کنیم حرف، نامِ کدام مقدار است.

برای پنج عدد متوالی، اگر xx کوچک‌ترین عدد باشد، عددها را xx، x+1x+1، x+2x+2، x+3x+3 و x+4x+4 می‌نویسیم. اگر xx را عدد وسط بگیریم، نمایش آن‌ها x−2x-2، x−1x-1، xx، x+1x+1 و x+2x+2 خواهد بود. هر دو انتخاب درست‌اند، اما معنای xx یکسان نیست. در مسئلهٔ صفحهٔ آخر، کافی است مجموع این عبارت‌ها را برابر مجموع داده‌شده قرار دهیم تا معادله ساخته شود.

کتاب درسی، صفحهٔ ۶۴

مثال حل‌شده

عرض یک زمین والیبال مستطیلی xx متر و طول آن 2x2x متر است. رابطهٔ جبری مساحت را بنویس و مساحت را برای عرض 9 متر9\,\text{متر} پیدا کن.

  1. مساحت مستطیل برابر حاصل‌ضرب طول در عرض است؛ مساحت را با AA نشان می‌دهیم.

  2. رابطهٔ جبری را می‌نویسیم: A=(2x)×x=2x2A=(2x)\times x=2x^2.

  3. عرض داده‌شده را جای‌گذاری می‌کنیم: A=2×(9)2A=2\times(9)^2.

  4. اول توان و سپس ضرب را حساب می‌کنیم: A=2×81=162A=2\times81=162؛ چون طول‌ها برحسب مترند، واحد مساحت متر مربع\text{متر مربع} است.

جواب: مساحت زمین برابر با 162 متر مربع162\,\text{متر مربع} است.

نکات مهم

  • برای محاسبهٔ مقدار عبارت، عدد را به‌جای حرف بگذار و با توجه به پرانتز، توان و ترتیب عملیات پیش برو.
  • تجزیه، جمع یا تفریق را به ضرب تبدیل می‌کند و فقط عامل‌های ضربی مشترک را می‌توان در کسر ساده کرد.
  • حروف می‌توانند عددهای گوناگون را نمایش دهند؛ پس هم برای استدلال کلی کاربرد دارند و هم برای ساختن معادله، به شرط آنکه معنایشان روشن باشد.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

درس ۳ · صفحهٔ ۶۴ تا ۶۸ · حدود ۱۵ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

معادله

در این درس یاد می‌گیری مسئله را به معادله تبدیل کنی، معادله‌های ساده و کسری را با حفظ برابری دو طرف حل کنی و درستی جواب را بسنجی.

پیش از شروع

جمع پنج عدد طبیعیِ پشت سر هم 6565 است. می‌توانی بدون حدس‌زدن تک‌تک عددها، عدد وسط را پیدا کنی؟

اگر عدد وسط را xx بگیری، دو عدد قبل از آن x−2x-2 و x−1x-1 و دو عدد بعد از آن x+1x+1 و x+2x+2 هستند. در جمع، فاصله‌های مثبت و منفی همدیگر را خنثی می‌کنند؛ پس 5x=655x=65 و عدد وسط 1313 است.

از جمله به معادله

برای حل یک مسئله با معادله، اول تصمیم بگیر حرفی مثل xx نمایندهٔ چه چیزی باشد. بعد بقیهٔ مقدارها را با کمک آن بنویس و رابطهٔ مسئله را به تساوی تبدیل کن.

در مسئلهٔ عددهای متوالی، اگر عدد اول را xx بگیری، عددهای بعدی x+1x+1، x+2x+2 و به همین ترتیب‌اند. اگر عدد وسط را xx بگیری، بعضی عددها با کم‌کردن و بعضی با اضافه‌کردن نوشته می‌شوند. هر دو انتخاب درست‌اند، اما ممکن است یکی محاسبه را کوتاه‌تر کند. معنای مجهول را بنویس تا آخر کار معلوم باشد جوابِ کدام پرسش را پیدا کرده‌ای.

کتاب درسی، صفحهٔ ۶۴

تعادل دو طرف را نگه دار

معادله را مثل یک ترازوی متعادل ببین: اگر تغییری در یک طرف می‌دهی، باید همان تغییر را در طرف دیگر هم انجام دهی. می‌توانی از دو طرف یک مقدار یکسان کم کنی، به هر دو اضافه کنی، یا هر دو را در عددی ناصفر ضرب یا بر آن تقسیم کنی.

در روش کوتاه، مثلاً تبدیل 5x+10=655x+10=65 به 5x=65−105x=65-10، در واقع از هر دو طرف 1010 کم شده است؛ جمله‌ها جادویی جابه‌جا نمی‌شوند! اگر مجهول در هر دو طرف بود، جمله‌های مجهول‌دار را یک طرف جمع کن. در پایان، جواب را در معادلهٔ اولیه بگذار و برابری را بررسی کن.

کتاب درسی، صفحهٔ ۶۵

کسرها و علامت‌های حساس

وجود کسر، قانون حل معادله را عوض نمی‌کند. می‌توانی با خود کسرها حساب کنی؛ اما اغلب راحت‌تر است دو طرف را در ک.م.مِ مخرج‌ها ضرب کنی تا مخرج‌ها حذف شوند. این ضرب باید به تمام جمله‌های دو طرف برسد، نه فقط جمله‌ای که مجهول دارد.

مثلاً برای مخرج‌های 22 و 33 و 66، عدد 66 انتخاب مناسبی است. مراقب علامت منفیِ جلوی کسر هم باش: در عبارت −x+32-\frac{x+3}{2}، منفی به کل صورت مربوط است. پس ضرب در 66، عبارت −3(x+3)-3(x+3) را می‌سازد و ضریب منفی باید در هر دو جملهٔ پرانتز ضرب شود.

کتاب درسی، صفحهٔ ۶۶

جعبه‌ابزار جبر

حل معادله به مهارت‌های قبلی جبر تکیه دارد. جمله‌های متشابه بخش حرفی یکسان دارند؛ مثل 2x2x و 5x5x که می‌توان ضریب‌هایشان را جمع کرد، اما 2x2x و 55 متشابه نیستند. برای بازکردن پرانتز، عامل بیرونی را در همهٔ جمله‌های داخل آن ضرب می‌کنیم.

تجزیه، مسیر برعکس است: عامل مشترک را بیرون می‌کشیم؛ مثل 3x+6=3(x+2)3x+6=3(x+2). این تساوی یک بازنویسی است، نه پرسشی برای یافتن مقدار مشخص xx. در مقابل، معادله‌ای مثل 3x+6=123x+6=12 از تو می‌خواهد مقداری برای مجهول پیدا کنی که تساوی را درست کند.

کتاب درسی، صفحهٔ ۶۸

معادله در زندگی و علوم

معادله فقط یک تمرین روی کاغذ نیست؛ پلی بین اطلاعات مسئله و مقدار نامعلوم است. در مسئلهٔ مستطیل، رابطهٔ محیط با طول و عرض را می‌نویسی؛ در مسئلهٔ سن، توجه می‌کنی که با گذشت زمان سن همهٔ افراد تغییر می‌کند.

در علوم هم رابطهٔ W=F×dW=F\times d کار را به نیرو و جابه‌جایی پیوند می‌دهد. با داشتن دو مقدار، می‌توان مقدار سوم را پیدا کرد. مسیر کار همیشه روشن است: مجهول را مشخص کن، رابطهٔ مناسب را بنویس، داده‌ها را جای‌گذاری کن و معادله را حل کن. در پایان بپرس: آیا جواب با شرایط مسئله و واحد خواسته‌شده سازگار است؟

کتاب درسی، صفحهٔ ۶۸

مثال حل‌شده

معادلهٔ x−12−x+13=16\frac{x-1}{2}-\frac{x+1}{3}=\frac{1}{6} را حل کن.

  1. مخرج‌ها 22 و 33 و 66 هستند؛ برای حذف آن‌ها، تمام جمله‌های دو طرف را در 66 ضرب می‌کنیم: 6×x−12−6×x+13=6×166\times\frac{x-1}{2}-6\times\frac{x+1}{3}=6\times\frac{1}{6}.

  2. کسرها را ساده می‌کنیم: 3(x−1)−2(x+1)=13(x-1)-2(x+1)=1.

  3. پرانتزها را باز می‌کنیم؛ دقت کن −2-2 در هر دو جمله ضرب شود: 3x−3−2x−2=13x-3-2x-2=1.

  4. جمله‌های متشابه را جمع می‌کنیم: x−5=1x-5=1.

  5. به هر دو طرف 55 اضافه می‌کنیم: x=6x=6.

  6. جواب را در معادلهٔ اولیه می‌گذاریم: 6−12−6+13=52−73=15−146=16\frac{6-1}{2}-\frac{6+1}{3}=\frac{5}{2}-\frac{7}{3}=\frac{15-14}{6}=\frac{1}{6}. دو طرف برابرند، پس جواب درست است.

جواب: جواب معادله x=6x=6 است.

نکات مهم

  • پیش از نوشتن معادله، مشخص کن مجهول نمایندهٔ کدام مقدار است.
  • برای حل معادله، عمل یکسان را روی دو طرف انجام بده و در حذف مخرج‌ها و بازکردن پرانتز، هیچ جمله‌ای را جا نینداز.
  • جواب را در معادلهٔ اولیه امتحان کن و سازگاری آن را با شرایط مسئله بسنج.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

حالا خودت را بسنج: نمونه سوال این فصل با جواب (فصل ۴ ریاضی هشتم)

درس‌های فصل ۴ را تعاملی بخوان

در پنل یادگیری 1xAi هر کدام از این درس‌ها قدم به قدم پیش می‌رود: بعد از هر بخش یک سوال کوتاه، بعد مثال حل‌شده و در پایان برگهٔ خروج. جوابت ثبت می‌شود و سوال‌های هر درس در روزهای بعد برای مرور برمی‌گردند. درس‌های تعاملی رایگان‌اند؛ فقط تصحیح پاسخ کوتاه سهمیهٔ روزانهٔ رایگان دارد.

ساختن حساب رایگان است و بعد از ثبت‌نام مستقیم به همین بخش از پنل برمی‌گردی.

فصل ۴ ریاضی هشتم · رایگان