فرمول های ریاضی نهم در یک نگاه و با مثال

۶۴۴۹۸ بازدید
آخرین به‌روزرسانی: ۳۰ مرداد ۱۴۰۳
زمان مطالعه: ۵۳ دقیقه
فرمول های ریاضی نهم در یک نگاه و با مثال

ریاضی نهم، در سال سوم دوره اول متوسطه یا همان مقطع نهم به دانش‌آموزان تدریس می‌شود. این درس، حاوی هشت فصل است که مباحثی نظیر مجموعه‌ها، عددهای حقیقی، استدلا و اثبات در هندسه، توان و ریشه، عبارت‌های جبری، خط و معادله‌های خطی، عبارت‌های گویا و حجم و مساحت را پوشش می‌دهند. مباحث ریاضی نهم، اهمیت بسیار بالایی برای دانش‌آموزان دارد؛ زیرا این مباحث، نه تنها تکمیل‌کننده مباحث ارائه شده در ریاضی هفتم و ریاضی هشتم هستند، بلکه زمینه یادگیری بهتر ریاضیات مقاطع بالاتر را نیز فراهم می‌کنند. به همین دلیل، دانش‌آموزان، همواره به دنبال منبعی هستند که فرمول های ریاضی نهم و نکات مهم فصل‌های مختلف آن را برایشان خلاصه کرده باشد. در مطالب قبلی مجله فرادرس، نکات و فرمول‌های مهم ریاضی هشتم را به همراه مثال جمع‌بندی کردیم. در این مطلب نیز قصد داریم با همان رویکرد، ضمن معرفی تمام فرمول های ریاضی نهم، به حل مثال در رابطه با موضوع هر درس بپردازیم. شما می‌توانید این مطلب را برای مرور سریع فرمول های ریاضی نهم ذخیره کنید.

فهرست مطالب این نوشته
997696

۱. مجموعه ها: فرمول های فصل اول ریاضی نهم

فصل اول کتاب ریاضی نهم، شامل چهار درس با عنوان‌های «معرفی مجموعه»، «مجموعه‌های برابر و نمایش مجموعه‌ها»، «اجتماع، اشتراک و تفاضل مجموعه‌ها» و «مجموعه‌ها و احتمال» است.

این فصل از ریاضی نهم فرمول های خاصی ندارد اما پر از علامت‌ها و مفاهیم جدید است. این علامت‌ها را در جدول زیر آورده‌ایم.

عنوانتوضیحات
علامت عضو بودن \in
علامت عضو نبودن \notin
علامت مجموعه تهی \emptyset یا {} \{ \}
علامت برابری مجموعه‌ها= =
علامت نابرابری مجموعه‌ها \ne
علامت زیرمجموعه بودن \subseteq
علامت زیرمجموعه نبودن \nsubseteq
علامت به‌طوری که |
علامت اجتماع مجموعه‌ها \cup
علامت اشتراک مجموعه‌ها \cap
علامت تعداد عضوهای یک مجموعه مانند A A n(A) n ( A )
علامت احتمال رخ دادن پیشامد A A P(A) P ( A )
فرمول احتمال رخ دادن پیشامدP(A)=n(A)n(S) P ( A ) = \frac { n ( A ) } { n ( S ) }

درس اول: معرفی مجموعه

مجموعه، یکی از مفاهیم پایه ریاضی است که به منظور بیان و نمایش دسته‌ای از اشیای مشخص و متمایز (غیرتکراری) مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، اعداد زوج بین ۱ ۱ تا ۹ ۹ را می‌توان به عنوان یک مجموعه در نظر گرفت. این مجموعه به صورت زیر نمایش داده می‌شود:

{۲,۴,۶,۸} \{ ۲ , ۴ , ۶ , ۸ \}

در این مجموعه، هیچ عدد تکراری وجود ندارد و تمام عضوهای مجموعه مشخص هستند. در طرف مقابل، چهار شاعر ایرانی را در نظر بگیرید. از آن‌جایی که نام این چهار شاعر را مشخص نیست و هر کسی ممکن است شاعرهای متفاوتی را در نظر بگیرید، نمی‌توانیم بگوییم آن‌ها در یک مجموعه قرار می‌گیرند.

یک پسر نشسته در یک اتاق خیالی در حال مطالعه به همراه یک عدد 9

عضویت در مجموعه با \in نمایش داده می‌شود. به عنوان مثال، اگر مجموعه اعداد زوج بین ۱ ۱ تا ۹ ۹ را برابر با A A در نظر بگیریم، می‌توانیم بگویم:

 ۲A ۲ \in A

عبارت بالا، یعنی ۲ ۲ ، عضوی از مجموعه A A است. علامت عضو نبودن در یک مجموعه به صورت \notin نوشته می‌شود. به عنوان مثال، در مجموعه A A ، داریم:

۱A ۱ \notin A

عبارت بالا، یعنی عدد ۱ ۱ ، عضوی از مجموعه A A نیست. از مهم‌ترین ویژگی‌های مجموعه‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • در نمایش یک مجموعه، ترتیب نوشتن عضوهای آن، مهم نیست.
  • با جابجایی عضوهای یک مجموعه و یا تکرار عضوهای آن، مجموعه جدیدی ساخته نمی‌شود.
  • به مجموعه بدون عضو، مجموعه تهی می‌گوییم و آن را با \emptyset یا {} \{ \} نمایش می‌دهیم.
  • مجموعه {} \{ \emptyset \} یا {۰} \{ ۰ \} ، تهی نیستند و هرکدام یک عضو دارند.
مجموعه اعداد حاوی هشت ضریب اول عدد ۷ ۷ چیست؟
مشاهده جواب

برای نوشتن مجموعه مورد سوال، ضرایب عدد ۷ ۷ را می‌نویسیم:

۷×۱=۷ ۷ \times ۱ = ۷

۷×۲=۱۴ ۷ \times ۲ = ۱۴

۷×۳=۲۱ ۷ \times ۳ = ۲۱

۷×۴=۲۸ ۷ \times ۴ = ۲۸

۷×۵=۳۵ ۷ \times ۵ = ۳۵

۷×۶=۴۲ ۷ \times ۶ = ۴۲

۷×۷=۴۹ ۷ \times ۷ = ۴۹

۷×۸=۵۶ ۷ \times ۸ = ۵۶

۷×۹=۶۳ ۷ \times ۹ = ۶۳

۷×۱۰=۷۰ ۷ \times ۱۰ = ۷۰

هشت ضریب اول عدد ۷ ۷ عبارت هستند از:

۱ ۱

۷ ۷

۱۴ ۱۴

۲۱ ۲۱

۲۸ ۲۸

۳۵ ۳۵

۴۲ ۴۲

۴۹ ۴۹

۵۶ ۵۶

بنابراین، مجموعه اعداد حاوی هشت ضریب اول عدد ۷ ۷ به صورت زیر نوشته می‌شود:

A={۱,۷,۱۴,۲۱,۲۸,۳۵,۴۲,۴۹,۵۶}A = \{ ۱, ۷, ۱۴, ۲۱, ۲۸, ۳۵, ۴۲, ۴۹, ۵۶ \}

درس دوم: مجموعه های برابر و نمایش مجموعه ها

به مجموعه‌های دارای عضوهای یکسان، مجموعه‌های برابر می‌گویند. دو مجموعه A A و B B را در نظر بگیرید. اگر هر عضو A A ، عضوی از B B و هر عضو B B ، عضوی از A A باشد، A A و B B برابر هستند. برای نمایش برابری این مجموعه، عبارت A=B A = B را می‌نویسیم. اگر A A و B B برابر نباشند، برابر نبودن آن‌ها را به صورت AB A \ne B نشان می‌دهیم.

اگر هر عضو از مجموعه‌ای به نام C C ، عضوی از مجموعه‌ای به نام B B باشد، می‌گوییم C C زیرمجموعه B B است. زیرمجموعه‌ها با علامت \subseteq نمایش داده می‌شود. به عنوان مثال:

CB C \subseteq B

اگر حتی یکی از عضوهای C C در B B وجود نداشته باشد، می‌نویسیم:

CB C \nsubseteq B

\nsubseteq ، یعنی C C زیرمجموعه B B نیست. به خاطر داشته باشید که مجموعه تهی ( \emptyset )، زیرمجموعه تمام مجموعه‌ها است. در فصل اول ریاضی نهم، نحوه نمایش مجموعه‌های اعداد با استفاده از نمادهای ریاضی آموزش داده می‌شود. به عنوان مثال، نمایش مجموعه عددهای طبیعی با نماد N \mathbb { N } ، به صورت زیر است:

N={۱,۲,۳,۴,۵,...} \mathbb { N } = \{۱, ۲, ۳, ۴, ۵, ... \}

برای نمایش مجموعه اعداد زوج طبیعی، می‌نویسیم:

E={۲kkN} \mathbb { E } = \{ ۲ k | k \in \mathbb { N } \}

عبارت‌های بالا را اینگونه می‌خوانیم؛ E E برابر است با مجموعه عددهایی به شکل ۲k ۲ k به‌طوری که k k متعلق به مجموعه عددهای طبیعی است. معادل کلامی علامت | ، «به‌طوری که» است.

رابطه بین مجموعه‌های زیر چیست و چگونه نمایش داده می‌شود؟

A={۱,۷,۱۴,۲۱,۲۸,۳۵,۴۲,۴۹,۵۶} A = \{ ۱, ۷, ۱۴, ۲۱, ۲۸, ۳۵, ۴۲, ۴۹, ۵۶ \}

B={۱,۷,۱۴,۲۱,۲۸,۳۵,۴۲,۴۹,۵۶,۶۳,۷۰} B = \{ ۱, ۷, ۱۴, ۲۱, ۲۸, ۳۵, ۴۲, ۴۹, ۵۶, ۶۳, ۷۰ \}

مشاهده جواب

با بررسی عضوهای دو مجموعه A A و B B ، می‌توان مشاهده کرد که تمام عضوهای مجموعه A A در مجموعه B B وجود دارند اما تمام عضوهای B B در A A وجود ندارند. بنابراین، A A ، زیرمجموعه B B است. این رابطه به صورت زیر نوشته می‌شود:

ABA \subset B

درس سوم: اجتماع، اشتراک و تفاضل مجموعه ها

مهم‌ترین تعاریف مربوط به انجام عملیات روی مجموعه‌ها عبارت هستند از:

  • اشتراک: اشتراک دو مجموعه A A و B B ، مجموعه‌ای شامل همه عضوهایی است که هم در A A و هم در B B حضور دارند. اشتراک با علامت \cap نمایش داده می‌شود (AB A \cap B ).
  • اجتماع: اجتماع دو مجموعه A A و B B ، مجموعه‌ای شامل همه عضوهایی است که حداقل در یکی از مجموعه‌های A A یا B B حضور دارند. اجتماع با علامت \cup نمایش داده می‌شود (AB A \cup B ).
  • تفاضل: مجموعه A A منهای B B یا AB A - B ، مجموعه‌ای شامل همه عضوهایی است که در A A حضور دارند اما در B B حضور ندارند.

تصویر زیر، مفهوم اشتراک، اجتماع و تفاضل را نمایش می‌دهد.

نمایش مفاهیم مجموعه ها شامل اشتراک، اجتماع و تفاضل توسط نمودار ون
از راست به چپ: اشتراک، اجتماع و تفاضل

تعداد عضوهای هر مجموعه مانند A A ، با n(A) n ( A ) نمایش داده می‌شود. به عنوان مثال، اگر A A ، مجموعه‌ای k k -عضوی باشد، می‌نویسیم:

n(A)=k n ( A ) = k

دو مجموعه A={۱,۰,۲,۳,۵,۷} A = \{ - ۱ , ۰ , ۲ , ۳ , ۵ , ۷ \} و B={۰,۱,۲,۳,۵,۶} B = \{ ۰ , ۱ , ۲ , ۳ , ۵ , ۶ \} را در نظر بگیرید. AB A \cup B چیست؟
مشاهده جواب

در مبحث مجموعه‌ها، اجتماع دو مجموعه را با علامت \cup نمایش می‌دهند. اجتماع د و مجموعه، مجموعه‌ای است که همه عضوهای آن مجموعه‌ها را دربرمی‌گیرد. در اینجا، داریم:

A={۱,۰,۲,۳,۵,۷} A = \{ - ۱ , ۰ , ۲ , ۳ , ۵ , ۷ \}

B={۰,۱,۲,۳,۵,۶} B = \{ ۰ , ۱ , ۲ , ۳ , ۵ , ۶ \}

در نتیجه:

AB={۱,۰,۱,۲,۳,۵,۶,۷} A \cup B = \{ - ۱ , ۰ , ۱ , ۲ , ۳ , ۵ , ۶ , ۷ \}

توجه داشته باشید که در اجتماع، نیازی به نوشتن دوباره عضوهای مشترک نیست.

درس چهارم: مجموعه ها و احتمال

بر اساس کتاب ریاضی هشتم، احتمال هر پیشامد به صورت زیر تعریف می‌شود:

احتمال رخ دادن پیشامد

=

تعداد همه حالت‌های ممکن ÷ تعداد حالت‌های مطلوب

بر اساس نمادهای معرفی شده در ریاضی نهم می‌توانیم این رابطه را به زبان ریاضی بنویسم. به این منظور، ابتدا پارامترهای زیر را تعریف می‌کنیم:

  • S S : مجموعه‌ای شامل همه حالت‌های ممکن
  • A A : مجموعه‌ای شامل همه حالت‌های مطلوب
  • P(A) P ( A ) : احتمال رخ دادن پیشامد A A

به این ترتیب، فرمول احتمال رخ دادن پیشامد به صورت زیر نوشته می‌شود:

P(A)=n(A)n(S) P ( A ) = \frac { n ( A ) } { n ( S ) }

در یک آزمایش احتمالاتی، سه سکه را ۱۰۰۰ ۱۰۰۰ بار به طور همزمان پرتاب می‌کنیم. در این آزمایش، با نتایج زیر روبه‌رو می‌شویم:
  • ظاهر شدن سه خط: ۱۶۰ ۱۶۰ بار
  • ظاهر شدن دو خط و یک شیر: ۲۶۰ ۲۶۰ بار
  • ظاهر شدن یک خط و دو شیر: ۳۲۰ ۳۲۰ بار
  • ظاهر شدن سه شیر: ۲۶۰ ۲۶۰ بار

اگر یک بار دیگر سکه را همزمان پرتاب کنیم، احتمال اینکه دو خط و یک شیر بیاید چقدر است؟

مشاهده جواب

برای پاسخگویی به این سوال، از مفهوم احتمال رخ دادن پیشامد استفاده می‌کنیم. بر اساس این مفهوم، داریم:

P(A)=n(A)n(S) P ( A ) = \frac { n ( A ) } { n ( S ) }

  • P(A) P ( A ) : احتمال رخ دادن پیشامد A A
  • n(A) n ( A ) : تعداد رخداد حالت مطلوب A A برابر با ۲۶۰ ۲۶۰
  • n(S) n ( S ) : تعداد تمام رخدادها برابر با ۱۰۰۰ ۱۰۰۰

در ۱۰۰۰ ۱۰۰۰ پرتاب قبلی، ۲۶۰ ۲۶۰ بار با حالت دو خط و یک شیر مواجه شدیم. بنابرین، در پرتاب بعدی،احتمال رخ دادن این پیشامد روبه‌رو می‌شویم:

P(A)=۲۶۰۱۰۰۰ P ( A ) = \frac { ۲۶۰ } { ۱۰۰۰ }

P(A)=۰/۲۶ P ( A ) = ۰/۲۶

به این ترتیب، به احتمال ۰/۲۶ ۰/۲۶ یا ۲۶ ۲۶ درصد، در پرتاب ۱۰۰۱ ۱۰۰۱ با دو خط و یک شیر رو به رو می‌شویم.

فرادرس، یک فیلم آموزشی جامع و مفید را برای دانش‌آموزان پایه نهم تهیه کرده است که مفاهیم و فرمول های موجود در درس‌های کتاب ریاضی نهم را به خوبی توضیح می‌دهد. برای مشاهده این فیلم آموزشی، بر روی لینک زیر کلیک کنید:

یک دست روی کتاب در حال اشاره به صفحه

۲. عددهای حقیقی: فرمول های فصل دوم ریاضی نهم

فصل دوم کتاب ریاضی نهم، شامل درس‌های «عددهای گویا»، «عددهای حقیقی» و «قدر مطلق و محاسبه تقریبی» است. فرمول های خاصی در این فصل ریاضی نهم وجود ندارد. البته، در رابطه با ویژگی‌های مجموعه‌های اعداد و قدر مطلق صبحت می‌شود.

جدول زیر، مهم‌ترین این ویژگی‌ها را نمایش می‌دهد.

تعریفعبارت جبری
اشتراک مجموعه‌های عددهای گویا و گنگ برابر با مجموعه تهیQ Q= Q \ \cap Q ' = \emptyset
مجموعه عددهای طبیعی، زیرمجموعه عددهای صحیح است.NZ \mathbb{ N } \subseteq \mathbb{ Z }
مجموعه عددهای صحیح، زیرمجموعه عددهای گویا است.ZQ \mathbb{ Z } \subseteq \mathbb{ Q }
مجموعه عددهای گویا، زیرمجموعه عددهای حقیقی است.QR \mathbb{ Q } \subseteq \mathbb{ R }
مجموعه عددهای گنگ، زیرمجموعه عددهای حقیقی است.QR \mathbb{ Q ' } \subseteq \mathbb{ R }
قدر مطلق صفرa=۰  a=۰ a = ۰ \ \Rightarrow \ | a | = ۰
قدر مطلق عدد مثبتa>۰  a=a a \gt ۰ \ \Rightarrow \ | a | = a
قدر مطلق عدد منفیa<۰  a=a a \lt ۰ \ \Rightarrow \ | a | = - a
جذر مربع یک عددa۲=a \sqrt { a ^ ۲ } = | a |

در این فصل با علامت‌های جدیدی روبه‌رو می‌شوید که در ادامه آن‌ها را به طور خلاصه معرفی می‌کنیم:

  • مجموعه اعداد گنگ: Q \mathbb { Q ' }
  • مجموعه اعداد حقیقی: R \mathbb { R }
  • قدر مطلق:     | \ \ \ |

درس اول: عددهای گویا

عددهای گویا، عددهایی هستند که می‌توان آن‌ها به صورت نسبت دو عدد صحیح نمایش داد. درس اول فصل دوم ریاضی نهم، به موضوع مرتب‌سازی و مقایسه اعداد گویا می‌پردازد. از مهم‌ترین اصطلاحات جدید در این درس می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

  • عدد اعشاری متناهی یا مختوم: در نمایش اعشاری کسر، تمام رقم‌های اعشار مشخص است. مانند:

۱۴=۰/۲۵ \frac { ۱ } { ۴ } = ۰/۲۵

  • عدد اعشاری متناوب: در نمایش اعشاری کسر، رقم آخر آن به طور متناوب و بدون انتها تکرار می‌شود. مانند:

۱۳=۰/۳۳۳۳۳......=۰/۳\frac { ۱ } { ۳ } = ۰/۳۳۳۳۳ ...... = ۰ / \overline { ۳ }

در ادامه، یکی از تمرین‌های این درس را حل می‌کنیم.

حاصل عبارت زیر را به دست بیاورید و تا حد امکان ساده کنید:

۱۲۵۶÷۷۳×۷۵۲۳ - \frac { ۱ } ۲ \frac { - ۵ } { ۶ } \div \frac { ۷ } { ۳ } \times \frac { ۷ } { ۵ } \frac { ۲ } {۳ }

مشاهده جواب

در انجام عملیات‌های ریاضی بر روی چند عدد، همواره به خاطر داشته باشید که اولویت انجام عملیات به صورت زیر است:

  • عبارت داخل پرانتز
  • ضرب و تقسیم
  • جمع و تفریق

در عبارت ۱۲۵۶÷۷۳×۷۵۲۳ - \frac { ۱ } ۲ \frac { - ۵ } { ۶ } \div \frac { ۷ } { ۳ } \times \frac { ۷ } { ۵ } \frac { ۲ } {۳ } ، هیچ پرانتزی وجود ندارد. بنابراین، پیش از هر چیزی، حاصل عبارت زیر را به دستت می‌آوریم:

۵۶÷۷۳×۷۵ \frac { - ۵ } { ۶ } \div \frac { ۷ } { ۳ } \times \frac { ۷ } { ۵ }

بر اساس قوانین تقسیم کسرها، می‌توانیم عبارت بالا را به صورت زیر بازنویسی کنیم:

۵۶×۳۷×۷۵\frac { - ۵ } { ۶ } \times \frac { ۳ } { ۷ } \times \frac { ۷ } { ۵ }

به این ترتیب و بر اساس قوانین ضرب کسرها، داریم:

۵۶×۳۷×۷۵=۵×۳×۷۶×۷×۵=۱۲\frac { - ۵ } { ۶ } \times \frac { ۳ } { ۷ } \times \frac { ۷ } { ۵ } = \frac { - ۵ \times ۳ \times ۷ }{ ۶ \times ۷ \times ۵} = - \frac { ۱ } { ۲ }

این نتیجه را درون عبارت اول قرار می‌دهیم:

۱۲۱۲۲۳- \frac { ۱ } ۲- \frac { ۱ } { ۲ } \frac { ۲ } {۳ }

اکنون، با استفاده از اصول جمع و تفریق کسرها و گرفتن مخرج مشترک، حاصل عبارت بالا را به دست می‌آوریم:

۱۲۱۲۲۳=۱۲۳- \frac { ۱ } ۲ - \frac { ۱ } { ۲ } \frac { ۲ } {۳ } = - ۱ \frac { ۲ } {۳ }

۱۲۳=۳۲۳=۱۳- ۱ \frac { ۲ } {۳ } = \frac { - ۳ ۲ } { ۳ } = - \frac { ۱ } { ۳ }

درس دوم: عددهای حقیقی

به مجموعه همه عددهای گویا و گنگ، عددهای حقیقی می‌گویند. در برخی از مسائل ریاضی، با عددهایی رو به رو می‌شوید که در نمایش اعشاری آن‌ها، تعداد ارقام اعشاری بی‌شمار بوده و هیچ تناوبی ندارد. این عددها با عنوان عددهای گنگ یا اصم شناخته می‌شوند. مجموعه عددهای گنگ را با Q Q ' یا Qc Q ^ c نمایش می‌دهند. عدد پی (π \pi )، یک عدد گنگ است. شاید در اغلب موارد، مقدار این عدد برابر با ۳/۱۴ ۳/۱۴ در نظر گرفته شود اما رقم‌های اعشار آن هیچ انتهایی ندارد:

π=۳/۱۴۱۵۹۲۶۵۳۵۸۹۷۹۳۲۳۸۴۶۲۶۴۳۳۸۳۲۷۹..... \pi = ۳/۱۴۱۵۹۲۶۵۳۵۸۹۷۹۳۲۳۸۴۶۲۶۴۳۳۸۳۲۷۹ .....

تصویر زیر، نمودار ون مجموعه‌های عددهای طبیعی، صحیح، گویا و گنگ را نمایش می‌دهد.

نمودار ون مجموعه‌های عددهای طبیعی، صحیح، گویا و گنگ

بر اساس این نمودار می‌توانیم بگوییم:

Q Q= Q \ \cap Q ' = \emptyset

NZ \mathbb{ N } \subseteq \mathbb{ Z }

ZQ \mathbb{ Z } \subseteq \mathbb{ Q }

ZQ \mathbb{ Z } \nsubseteq \mathbb{ Q ' }

NQ \mathbb{ N } \nsubseteq \mathbb{ Q ' }

به این ترتیب می‌توانیم بگوییم عددها، به دو دسته عددهای گویا و عددهای گنگ تقسیم می‌شوند. به اجتماع مجموعه عددهای گویا و گنگ، مجموعه عددهای حقیقی می‌گویند و آن را با R \mathbb { R } نمایش می‌دهند:

R=Q Q \mathbb { R } = Q \ \cup Q '

کدامیک از اعداد زیر، حقیقی هستند؟

۶ \sqrt { ۶ }

۳ - ۳

۳/۱۵ ۳/۱۵

۵ \sqrt { - ۵ }

مشاهده جواب

عدد ۶ \sqrt { ۶ } ، یک عدد گنگ است. عدد ۳ - ۳ ، یک عدد صحیح منفی است. عدد ۳/۱۵ ۳/۱۵ ، یک عدد اعشاری گویا است. تمام این اعداد، در مجموعه اعداد حقیقی قرار دارند. با این وجود، عدد ۵ \sqrt { -۵ } ، در هیچ یک از زیرمجموعه‌های مجموعه اعداد حقیقی جای ندارد. از آنجایی که عدد زیر رادیکال نمی‌تواند منفی باشد، این عدد با عنوان یک عدد موهومی یا عدد مختلط شناخته می‌شود.

درس سوم: قدر مطلق و محاسبه تقریبی

فاصله یک نقطه تا مبدا محور اعداد، با عنوان قدر مطلق آن عدد شناخته می‌شود. این فاصله، یک عدد با مبدا صفر را نمایش می‌دهد. علامت قدر مطلق،      | \ \ \ \ | است. قدر مطلق، علامت اعداد را مثبت می‌کند. به عنوان مثال، قدر مطلق ۲ - ۲ برابر است با:

۲=۲ | - ۲ | = ۲

به طور کلی، سه قانون اصلی در رابطه با قدر مطلق وجود دارد. این سه قانون عبارت هستند از:

  • قدر مطلق صفر، برابر با صفر است.
  • قدر مطلق عددهای مثبت، برابر با خود آن عددها است.
  • قدر مطلق عددهای منفی، برابر با قرینه آن عددها است.

عبارت جبری قوانین بالا به صورت زیر نوشته می‌شود:

a=۰  a=۰ a = ۰ \ \Rightarrow \ | a | = ۰

a>۰  a=a a \gt ۰ \ \Rightarrow \ | a | = a

a<۰  a=a a \lt ۰ \ \Rightarrow \ | a | = - a

قدر مطلق، با مفهوم جذر و ریشه‌یابی نیز ارتباط دارد. اگر از مربع کامل یک عدد جذر یا رادیکال بگیریم، خروجی آن برابر با قدر مطلق عدد می‌شود. به عبارت دیگر:

a۲=a \sqrt { a ^ ۲ } = | a |

حاصل عبارت ۳۵×۵۶ \left | \frac { - ۳ } { ۵ } \right | \times \left | \frac { ۵ } { ۶ } \right | را به دست بیاورید.
مشاهده جواب

برای به دست آوردن حاصل عبارت مورد سوال، ابتدا مقدار قدر مطلق آن‌ها را تعیین می‌کنیم. می‌دانیم که قدر مطلق، علامت منفی اعداد را به علامت مثبت تبدیل می‌کند. بنابراین:

۳۵=۳۵\left | \frac { - ۳ } { ۵ } \right | = \frac { ۳ } { ۵ }

۵۶=۵۶\left | \frac { ۵ } { ۶ } \right | = \frac { ۵ } { ۶ }

به این ترتیب داریم:

۳۵×۵۶=۳۵×۵۶\left | \frac { - ۳ } { ۵ } \right | \times \left | \frac { ۵ } { ۶ } \right | = \frac { ۳ } { ۵ } \times \frac { ۵ } { ۶ }

۳۵×۵۶=۳×۵۵×۶\left | \frac { - ۳ } { ۵ } \right | \times \left | \frac { ۵ } { ۶ } \right | = \frac { ۳ \times ۵ } { ۵ \times ۶ }

۳۵×۵۶=۳۶\left | \frac { - ۳ } { ۵ } \right | \times \left | \frac { ۵ } { ۶ } \right | = \frac { ۳ } { ۶ }

۳۵×۵۶=۱۲\left | \frac { - ۳ } { ۵ } \right | \times \left | \frac { ۵ } { ۶ } \right | = \frac { ۱ } { ۲ }

در مطالب قبلی مجله فرادرس، با فرمول‌های ریاضی پایه هشتم آشنا شدیم. در ادامه، بهترین راه برای یادگیری و تسلط بر روی فرمول های ریاضی نهم را معرفی می‌کنیم.

چگونه فرمول های ریاضی نهم را یاد بگیریم؟

بنر آموزش دروس پایه نهم فرادرس به همراه آموزش ریاضی نهم

پایه نهم، آخرین پایه در دوره متوسطه اول است. دانش‌آموزان نهم، برای موفقیت در درس‌های خود و ورود قوی به دوره متوسطه دوم، باید بر روی مفاهیم و فرمول های ریاضی هفتم و هشتم نیز تسلط داشته باشند. زیرا این مفاهیم و فرمول‌ها، پیش‌زمینه فرمول های ریاضی نهم هستند. اغلب فرمول های ریاضی نهم، در مقاطع بالاتر و حتی دانشگاه نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این‌رو، دانش‌‌آموزان باید به طور اصولی، ریاضیات هفتم، هشتم و نهم را یاد بگیرند. به این منظور، فرادرس، فیلم‌های آموزشی جامع و مفیدی را تهیه کرده است که تمام نیازهای دانش‌آموزان برای یادگیری ریاضیات پایه را برطرف می‌کنند. لینک مشاهده این فیلم‌ها در ادامه آورده شده است:

در صورت علاقه به یادگیری دیگر درس‌های دوره متوسطه اول و دوم، مشاهده مجموعه فیلم‌های آموزشی زیر را به شما پیشنهاد می‌کنیم:

۳. استدلال و اثبات در هندسه: فرمول های فصل سوم ریاضی نهم

فصل سوم کتاب ریاضی نهم مفاهیم مرتبط با استدلال و اثبات در هندسه را طی پنح درس با عنوان‌های «استدلال»، «آشنایی با اثبات در هندسه»، «هم‌نهشتی مثلث‌ها»، «حل مسئله در هندسه» و «شکل‌های متشابه» آموزش می‌دهد.

فرمول های خاصی در این فصل از کتاب ریاضی نهم ارائه نمی‌شوند و اغلب مطالب به صورت تئوری یا اثباتی هستند. در ادامه، مهم‌ترین نکات فصل سوم ریاضی نهم را مرور می‌کنیم.

درس اول: استدلال

استدلال، یعنی دلیل آوردن و استفاده از دانسته‌های قبلی برای معلوم کردن موضوعی که در ابتدا مجهول بوده است. به استدلالی که موضوع مورد نظر را به درستی نتیجه بدهد، اثبات می‌گوییم. یکی از روش‌های اثبات نادرستی یک موضوع، بیان مثال نقض است. به عنوان مثال، فرض کنید شخصی به شما می‌گوید «در هر مثلث، محل برخورد هر دو ارتفاع، درون مثلث قرار می‌گیرد». شما با بیان «در مثلث‌های دارای زاویه باز یا منفرجه، امکان قرارگیری محل برخورد دو ارتفاع در بیرون مثلث وجود دارد»، یک مثال نقض می‌آورید. با این کار، نادرستی جمله اول را اثبات می‌کنید.

درس دوم: آشنایی با اثبات در هندسه

به اطلاعات یا داده‌های مسئله به همراه حقایق و اصولی که درستی آن‌ها از قبل برایمان معلوم شده است، فرض می‌گوییم. خواسته مسئله که قرار است برای رسیدن به آن و اثباتش از فرض استفاده کنیم را نیز با عنوان حکم بیان می‌کنیم. به عنوان مثال، لوزی نمایش داده شده در تصویر زیر را در نظر بگیرید.

لوزی آبی با ضلع های سیاه در پس زمینه سفید

می‌خواهیم ثابت کنیم زاویه‌های روبه‌رویی لوزی با هم برابرند. فرض، حکم و استدلال ما برای ثابت این مدعا به صورت زیر خواهند بود:

  • فرض: شکل نمایش داده شده، لوزی است.
  • حکم: زاویه‌های روبه‌رویی لوزی با هم برابرند.
  • استدلال
    • لوزی نوعی متوازی‌الاضلاع است.
    • در متوازی‌الاضلاع، زاویه‌های روبه‌رویی با هم برابرند.
  • نتیجه: در لوزی، زاویه‌های روبه‌رویی با هم برابرند.

اولین قدم برای اثبات، تشخیص فرض، حکم و واقعیت‌های مرتبط با مسئله است. برخی از حکم‌هایی که در این درس با آن‌ها آشنا می‌شوید عبارت هستند از:

  • اگر در دو مثلث، دو زاویه داخلی با هم برابر باشند، زاویه سوم از دو مثلث نیز برابر است.
  • اگر در یک مثلث، دو زاویه نابرابر باشد، ضلع روبه‌رو به زاویه بزرگ‌تر، از ضلع روبه‌رو به زاویه کوچک‌تر بزرگ‌تر است.
  • در هر مثلث، اندازه هر زاویه خارجی با مجموع دو زاویه داخلی غیرمجاور آن برابر است.
  • قطر مربع، نیم‌ساز زاویه‌های داخلی است.

درس سوم: هم نهشتی مثلث ها

به شکل‌هایی که با یک یا چند تبدیل هندسی (دوران، انتقال، تقارن)، کاملا بر روی هم منطبق می‌شوند، شکل‌های هم‌نهشت می‌گویند. در کتاب ریاضی هشتم، حالت‌‌های مختلف هم‌نهشتی مثلث‌ها بیان شده‌اند. یکی از این حالت‌ها، برابر بودن دو ضلع و زاویه بین آن‌ها (ض ز ض) است. اگر بخواهیم این هم‌نهشتی را به زبان ریاضی و برای دو مثلث فرضی ABC A B C و ABC A ' B ' C ' بنویسیم، خواهیم داشت:

AB=AB, AC=AC, A^=A^  ABCABC AB = A'B', \ AC = A' C' , \ \hat A = \hat { A ' } \ \ \Rightarrow ABC \cong A'B'C'

درس چهارم: حل مسئله در هندسه

بر اساس کتاب ریاضی نهم، مراحل حل مسئله‌های هندسی به صورت زیر خلاصه می‌شود:

  1. خواندن دقیق مسئله و مفاهیم تشکیل‌دهنده آن
  2. رسم شکل مناسب برای مسئله (در صورت عدم وجود)
  3. تشخیص داده‌های مسئله (فرض) و خواسته‌های مسئله (حکم) در یک جدول
  4. پیدا کردن راه‌حل برای رسیدن از فرض به حکم

یکی از نکاتی که هنگام مطالعه این درس خواهید آموخت، این است که در یک دایره، اگر دو کمان برابر باشند، وترهای نظیر آن‌ها با هم برابرند و اگر دو وتر برابر باشند، کمان‌های نظیر آن‌ها نیز با هم برابرند.

درس پنجم: شکل های متشابه

هرگاه در دو چندضلعی، همه ضلع‌ها به یک نسبت تغییر کرده باشد و اندازه زاویه‌ها تغییر نکرده باشد، آن دو چندضلعی با هم متشابه‌اند.

یک پسر ایستاده درون یک دایره با کتاب های در حال چرخش به دورش - فرمول های ریاضی نهم

در بخش بعدی این مطلب از مجله فرادرس، فرمول های ریاضی نهم در مبحث توان و ریشه را معرفی می‌کنیم.

۴. توان و ریشه: فرمول های فصل چهارم ریاضی نهم

فصل چهارم کتاب ریاضی نهم، به مبحث توان و ریشه اختصاص دارد. در این فصل، مفاهیمی نظیر «توان صحیح»، «نماد علمی»، «ریشه‌گیری» و «جمع و تفریق رادیکال‌ها» پوشش داده می‌شود.

جدول زیر، مهم‌ترین فرمول های فصل چهارم ریاضی نهم را نمایش می‌دهد.

عنوانفرمول
عدد به توان صفرa۰=۱ a ^ ۰ = ۱
عدد به توان منفیan=۱an    a۰,    nN a ^ { - n } = \frac { ۱ } { a ^ n } \ \ \ \ a \ne ۰ , \ \ \ \ n \in \mathbb { N }
ضرب دو عدد توان‌دار با پایه یکسانam×an=am+n a ^ m \times a ^ n = a ^ { m + n }
تقسیم دو عدد توان‌دار با پایه یکسانaman=amn \frac { a ^ m }{ a ^ n } = a ^ { m - n }
تقسیم دو توان‌دار با توان یکسانambm=(ab)m \frac { a ^ m }{ b ^ m } = \left ( \frac { a } { b }\right ) ^ m
عدد توان‌دار به توان عدد دیگر(am)n=amn ( a ^ m ) ^ n = a ^ { m n }
به توان رساندن ضرب دو عدد(ab)m=ambm ( a b ) ^ m = a ^ m \cdot b ^ m
نماد علمیa×۱۰n a \times ۱۰ ^ n
رادیکال ضرب دو عدد

ab=a×b \sqrt { a b } = \sqrt { a } \times \sqrt { b }

رادیکال تقسیم دو عددab=ab \sqrt { \frac { a } { b } } = \frac { \sqrt { a } }{ \sqrt { b } }
رادیکال با فرجه ۳ ضرب دو عددab۳=a۳×b۳ \sqrt [ ۳ ] { a b } = \sqrt [ ۳ ] { a } \times \sqrt [ ۳ ] { b }
رادیکال با فرجه ۳ ۳ تقسیم دو عددab۳=a۳b۳ \sqrt [ ۳ ] { \frac { a } { b } } = \frac { \sqrt [ ۳ ] { a } }{ \sqrt [ ۳ ] { b } }

در ادامه، به مرور نکات مهم درس‌های این فصل و حل چند مثال می‌پردازیم.

درس اول: توان صحیح

عددهای توان‌دار، عددهایی هستند که به فرم زیر نوشته می‌شوند:

an a ^ n

a a ، پایه و n n ، توان عدد بالا است. توان می‌تواند یک عدد طبیعی یا صحیح باشد. به عبارت دیگر، توان می‌تواند علامت منفی داشته باشد. به طور کلی، اگر a۰ a \ne ۰ و nN n \in \mathbb { N } ، خواهیم داشت:

an=۱an    a۰,    nN a ^ { - n } = \frac { ۱ } { a ^ n } \ \ \ \ a \ne ۰ , \ \ \ \ n \in \mathbb { N }

an=۱an=(۱a)n a ^ { - n } = \frac { ۱ } { a ^ n } = \left ( \frac { ۱ } { a }\right ) ^ n

اکنون، ضرب دو عدد توان‌دار با پایه یکسان را در نظر بگیرید. حاصل این ضرب به صورت زیر نوشته می‌شود:

am×an=am+n a ^ m \times a ^ n = a ^ { m + n }

در این فرمول، a a ، یک عدد دلخواه غیرصفر است. m m و n n نیز دو عدد صحیح هستند. برای تقسیم دو عدد توان‌دار، می‌توانیم از فرمول‌های زیر استفاده کنیم:

aman=amn \frac { a ^ m }{ a ^ n } = a ^ { m - n }

ambm=(ab)m \frac { a ^ m }{ b ^ m } = \left ( \frac { a } { b }\right ) ^ m

اثبات فرمول‌های بالا به سادگی و با استفاده از فرمول‌های قبلی انجام می‌گیرد. از دیگر فرمول های فصل چهارم ریاضی نهم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

(am)n=amn ( a ^ m ) ^ n = a ^ { m n }

(ab)m=ambm ( a b ) ^ m = a ^ m \cdot b ^ m

حاصل عبارت ۴۲ ۴ ^ { - ۲ } چند است؟
مشاهده جواب

۴۲ ۴ ^ { - ۲ } ، یک عدد توان‌دار با توان صحیح منفی را نمایش می‌دهد. بر اساس قوانین اعداد توان‌دار، می‌توان این عدد را به صورت زیر بازنویسی کرد:

۴۲=۱۴۲ ۴ ^ { - ۲ } = \frac { ۱ } { ۴ ^ ۲ }

حاصل کسر بالا عبارت است از:

 ۱۴۲=۱۱۶  \frac { ۱ } { ۴ ^ ۲ } = \frac { ۱ } { ۱۶ }

بنابراین:

۴۲=۱۱۶ ۴ ^ { - ۲ } = \frac { ۱ } { ۱۶ }

البته می‌توانیم این عدد را به صورت اعشاری نیز نشان دهیم:

۴۲=۱۱۶=۰/۰۶۲۵ ۴ ^ { - ۲ } = \frac { ۱ } { ۱۶ } = ۰/۰۶۲۵

درس دوم: نماد علمی

نماد علمی، نمایش اعداد به صورت ضرب یک عدد صحیح در توانی از عدد ۱۰ ۱۰ است. نماد علمی، برای بیان ساده و قابل فهم اعداد نسبتا بزرگ و کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال عدد زیر را در نظر بگیرید:

۳۰۰۰۰۰۰۰۰ ۳۰۰۰۰۰۰۰۰

خواندن صفرهای این عدد، کمی دشوار است و امکان رخ دادن خطا را افزایش می‌دهد. اکنون، آن را به صورت نماد علمی می‌نویسیم:

۳۰۰۰۰۰۰۰۰=۳×۱۰۸ ۳۰۰۰۰۰۰۰۰ = ۳ \times ۱۰ ^ ۸

همان‌طور که می‌بینید، خوانایی و درک نماد علمی بهتر از نمایش معمولی عدد است. به طور کلی، نماد علمی یک عدد اعشاری مثبت به صورت زیر نوشته می‌شود:

a×۱۰n a \times ۱۰ ^ n

در اینجا، ۱a<۱۰ ۱ \le a \lt ۱۰ بوده و n n ، عدی صحیح است. با ترکیب قوانین ضرب و تقسیم عددهای توان‌دار با نماد علمی، انجام محاسبات بر روی اعداد بزرگ ساده‌تر می‌شود.

شعاع خورشید، تقریبا ۶۹۵۰۰۰ ۶۹۵۰۰۰ کیلومتر است. این عدد را با نماد علمی و بر حسب متر نمایش دهید.
مشاهده جواب

برای نمایش شعاع خورشید (۶۹۵۰۰۰ ۶۹۵۰۰۰ کیلومتر) با نماد علمی، تعداد صفرهای آن را می‌شماریم. ۶۹۵۰۰۰ ۶۹۵۰۰۰ ، سه صفر دارد. این صفرها را حذف کرده و به جای آن‌ها، بخش باقی‌مانده عدد را ضرب در عدد ۱۰ ۱۰ به توان تعداد صفرها (۳ ۳ ) می‌کنیم. با این کار، خواهیم داشت:

۶۹۵۰۰۰=۶۹۵×۱۰۳ ۶۹۵۰۰۰ = ۶۹۵ \times ۱۰ ^ ۳

این عدد با نماد علمی و بر حسب کیلومتر است. صورت سوال، عدد را با نماد علمی و بر حسب متر می‌خواهد. برای تبدیل کیلومتر به متر، عدد بالا را در ۱۰۳ ۱۰ ^ ۳ ضرب می‌کنیم:

۶۹۵×۱۰۳×۱۰۳=۶۹۵×۱۰۳+۳=۶۹۵×۱۰۶ ۶۹۵ \times ۱۰ ^ ۳ \times ۱۰ ^ ۳ = ۶۹۵ \times ۱۰ ^ { ۳ + ۳ } = ۶۹۵ \times ۱۰ ^ ۶

بنابراین، شعاع خورشید، تقریبا ۶۹۵×۱۰۶ ۶۹۵ \times ۱۰ ^ ۶ متر است.

درس سوم: ریشه گیری

عبارت‌های b \sqrt { b } و b - \sqrt { b } ، ریشه‌های دوم عدد حقیقی و مثبت b b هستند. عددهای منفی، ریشه دوم ندارند. اگر b b ، یک عدد حقیقی باشد، ریشه سوم آن به صورت b۳ \sqrt [ ۳ ] { b } نمایش داده می‌شود. هر عدد فقط یک ریشه سوم دارد.

مبحث ریشه‌گیری، ارتباط بسیار نزدیکی به مفهوم رادیکال دارد. از فرمول های نهم ریاضی در رابطه با محاسبه ضرب و تقسیم رادیکال‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

ab=a×b \sqrt { a b } = \sqrt { a } \times \sqrt { b }

ab=ab \sqrt { \frac { a } { b } } = \frac { \sqrt { a } }{ \sqrt { b } }

ab۳=a۳×b۳ \sqrt [ ۳ ] { a b } = \sqrt [ ۳ ] { a } \times \sqrt [ ۳ ] { b }

ab۳=a۳b۳ \sqrt [ ۳ ] { \frac { a } { b } } = \frac { \sqrt [ ۳ ] { a } }{ \sqrt [ ۳ ] { b } }

توجه داشته باشید که به دلیل حضور b b در مخرج کسر، شرط b۰ b \ne ۰ برقرار است.

حاصل عبارت (۳۵)۲ \sqrt { \left ( - \frac { ۳ }{ ۵ } \right ) ^ ۲} چیست؟
مشاهده جواب

برای به دست آوردن عبارت مورد سوال، از رابطه زیر استفاده می‌کنیم:

x۲=x \sqrt { x ^ ۲ } = | x |

اگر (۳۵) \left ( - \frac { ۳ }{ ۵ } \right ) را برابر با x x در نظر بگیریم، خواهیم داشت:

(۳۵)۲=۳۵\sqrt { \left ( - \frac { ۳ }{ ۵ } \right ) ^ ۲} = \left | - \frac { ۳ }{ ۵ } \right |

می‌دانیم که قدر مطلق، علامت عدد درون خود را مثبت می‌کند. بنابراین:

(۳۵)۲=۳۵\sqrt { \left ( - \frac { ۳ }{ ۵ } \right ) ^ ۲} = \frac { ۳ }{ ۵ }

در نتیجه، حاصل عبارت (۳۵)۲ \sqrt { \left ( - \frac { ۳ }{ ۵ } \right ) ^ ۲} برابر با ۳۵ \frac { ۳ } { ۵ } یا ۰/۶ ۰/۶ است.

یک گوی که اعداد از آن بیرون می زنند

درس چهارم: جمع و تفریق رادیکال ها

درس آخر فصل چهارم ریاضی نهم، به توضیح روش‌های جمع و تفریق رادیکال‌ها، ساده کردن عبارت‌های رادیکالی و گویا کردن مخرج کسرها می‌پردازید. اگر قسمت‌های رادیکالی دو عدد با یکدیگر برابر باشند، می‌توانیم جمع و تفریق آن‌ها را به صورت زیر بنویسیم:

ab±cb=(a±c)b a \sqrt { b } \pm c \sqrt { b } = ( a \pm c ) \sqrt { b }

در صورتی که عدد زیر رادیکال، بر یک عدد مربع کامل بخش‌پذیر باشد، می‌توانیم عدد مربع کامل را از درون رادیکال بیرون بکشیم. به عنوان مثال، ۵۰ \sqrt { ۵۰ } را در نظر بگیرید. عدد زیر رادیکال برابر با ۵۰ ۵۰ است. می‌توانیم این عدد را به صورت ضرب عدد مربع کامل ۲۵ ۲۵ در عدد ۲ ۲ بنویسیم:

۵۰=۲۵× ۲ ۵۰ = ۲۵ \times  ۲

به این ترتیب، داریم:

۵۰=۲۵×۲ \sqrt { ۵۰ } = \sqrt { ۲۵ \times ۲ }

بر اساس قوانین ضرب رادیکال‌ها، داریم:

۲۵×۲=۲۵×۲=۵۲ \sqrt { ۲۵ \times ۲ } = \sqrt { ۲۵ } \times \sqrt { ۲ } = ۵ \sqrt { ۲ }

در برخی از مواقع، با اعداد کسری روبه‌رو می‌شوید که مخرج آن‌ها، یک عبارت رادیکالی است. برای ساده کردن این اعداد، باید مخرج کسر را از حالت رادیکالی خارج کنیم. این کار، با ضرب عدد کسری در کسری با صورت و مخرج عبارت رادیکالی صورت می‌گیرد. به عنوان مثال، کسر ۱۳ \frac { ۱ } { \sqrt { ۳ }} را در نظر بگیرید. اگر بخواهیم مخرج این کسر را گویا کنیم، می‌نویسیم:

۱۳×۳۳=۱×۳۳×۳=۳۳ \frac { ۱ } { \sqrt { ۳ }} \times \frac { \sqrt { ۳ } } { \sqrt { ۳ } } = \frac { ۱ \times \sqrt { ۳ } } { \sqrt { ۳ } \times \sqrt { ۳ } } = \frac { \sqrt { ۳ } } { ۳ }

عبارت ۲۵۰+۳۲+۲۷۲ ۲ \sqrt { ۵۰ } + \sqrt { ۳۲ } + ۲ \sqrt { ۷۲ } را ساده کنید.
مشاهده جواب

برای ساده‌سازی عبارت ۲۵۰+۳۲+۲۷۲ ۲ \sqrt { ۵۰ } + \sqrt { ۳۲ } + ۲ \sqrt { ۷۲ } ، ابتدا هر یک از جمله‌های آن را به طور جداگانه ساده می‌کنیم:

۲۵۰=۲۲۵×۲=۲۲۵۲=۲×۵۲=۱۰۲ ۲ \sqrt { ۵۰ } = ۲ \sqrt { ۲۵ \times ۲ } = ۲ \sqrt { ۲۵ } \sqrt { ۲ } = ۲ \times ۵ \sqrt { ۲ } = ۱۰ \sqrt { ۲ }

۳۲=۱۶×۲=۴۲ \sqrt { ۳۲ } = \sqrt { ۱۶ \times ۲ } = ۴ \sqrt { ۲ }

۲۷۲=۲۳۶×۲=۲×۶۲=۱۲۲ ۲ \sqrt { ۷۲ } = ۲ \sqrt { ۳۶ \times ۲ } = ۲ \times ۶ \sqrt { ۲ } = ۱۲ \sqrt { ۲ }

اکنون، فرم ساده شده جملات را درون عبارت مورد سوال قرار می‌دهیم:

۱۰۲ +۴۲+۱۲۲ ۱۰ \sqrt { ۲ }  + ۴ \sqrt { ۲ } + ۱۲ \sqrt { ۲ }

در مرحله بعد، از بخش مشترک در جملات بالا (۲ \sqrt { ۲ } ) فاکتور می‌گیریم:

۲(۱۰+۴+۱۲)=۲۶۲ \sqrt { ۲ } ( ۱۰ + ۴ + ۱۲ ) = ۲۶ \sqrt { ۲ }

۲۵۰+۳۲+۲۷۲=۲۶۲ ۲ \sqrt { ۵۰ } + \sqrt { ۳۲ } + ۲ \sqrt { ۷۲ } = ۲۶ \sqrt { ۲ }

در بخش بعدی این مطلب، فرمول های ریاضی نهم در مبحث عبارت‌های جبری را معرفی می‌کنیم.

۵. عبارت های جبری: فرمول های فصل پنجم ریاضی نهم

فصل پنجم کتاب ریاضی نهم، «عبارت‌های جبری» نام دارد. این فصل، از درس‌های «عبارت‌های جبری و مفهوم اتحاد»، «چند اتحاد دیگر، تجزیه و کاربردها» و «نابرابری‌ها و نامعادله‌ها» تشکیل می‌‌شود. جدول زیر، مهم‌ترین فرمول های فصل پنجم ریاضی نهم را نشان می‌دهد.

عنوانفرمول
اتحاد مربع مجموع دوجمله‌ای(a+b)۲=a۲+۲ab+b۲ ( a + b ) ^ ۲ = a ^ ۲ + ۲ a b + b ^ ۲
اتحاد مربع تفاضل دوجمله‌ای(ab)۲=a۲۲ab+b۲ ( a - b ) ^ ۲ = a ^ ۲ - ۲ a b + b ^ ۲
اتحاد مزدوج(a+b)(ab)=a۲b۲ ( a + b ) ( a - b ) = a ^ ۲ - b ^ ۲
اتحاد جمله مشترک(x+a)(x+b)=x۲+(a+b)x+ab ( x + a ) ( x + b ) = x ^ ۲ + ( a + b ) x + a b

درس اول: عبارت های جبری و مفهوم اتحاد

به عبارت‌های جبری متشکل از یک جمله، یک‌جمله‌ای یا تک‌جمله‌ای می‌گویند. البته شرط تک‌جمله‌ای بودن یک عبارت جبری، وجود ضریب حقیقی به همراه توان صحیح و غیرمنفی است. به عنوان مثال، عبارت زیر، یک تک‌جمله‌ای در نظر گرفته می‌شود:

۵x۱۰ ۵ x ^ { ۱۰ }

در طرف مقابل، عبارت زیر را نمی‌توان به عنوان یک تک‌جمله‌ای در نظر گرفت:

 ۲x۱۲  ۲ x ^ { \frac { ۱ } { ۲ } }

درجه تک‌جمله‌ای‌ها نسبت به یک متغیر، بر اساس توان آن متغیر تعیین می‌شود. به عنوان مثال، درجه تک‌جمله‌ای ax۲ a x ^ ۲ نسبت به متغیر a a برابر با ۱ ۱ است. دو تک‌جمله‌ای می‌توانند متشابه یا غیرمتشابه باشند:

  • تک‌جمله‌ای‌های متشابه: تک‌جمله‌ای‌هایی که قسمت حرفی آن‌ها یکسان است.
  • تک‌جمله‌ای‌های غیرمتشابه: تک‌جمله‌ای‌هایی که قسمت حرفی آن‌ها یکسان نیست

حاصل جمع یا تفریق دو یا چند تک‌جمله‌ای، یک چندجمله‌ای است. درجه چندجمله‌ای نسبت به یک متغیر، بالاترین توان آن متغیر در چندجمله‌ای است.

یکی از مهم‌ترین مفاهیمی که در کتاب ریاضی نهم تدریس می‌شود، مفهوم اتحاد است. اگر دو عبارت جبری، به ازای هر مقدار برای متغیرهایشان، حاصل یکسانی داشته باشند، به برابری حاصل از آن‌ها، اتحاد جبری می‌گوییم. به عنوان مثال، برابری عبارت‌های جبری زیر را در نظر بگیرید:

(x+۳)۲=x۲+۶x+۹ ( x + ۳ ) ^ ۲ = x ^ ۲ + ۶ x + ۹

به ازای تمامی مقادیر x x ، تساوی بالا برقرار است. بنابراین، این تساوی با عنوان یک اتحاد شناخته می‌شود. اتحاد زیادی در دنیای ریاضی وجود دارند. مهم‌ترین اتحاد معرفی شده در این درس، اتحاد مربع دوجمله‌ای است. فرمول های اتحاد مربع دوجمله‌ای در ریاضی نهم به صورت زیر نوشته می‌شوند:

(a+b)۲=a۲+۲ab+b۲ ( a + b ) ^ ۲ = a ^ ۲ + ۲ a b + b ^ ۲

(ab)۲=a۲۲ab+b۲ ( a - b ) ^ ۲ = a ^ ۲ - ۲ a b + b ^ ۲

عبارت (۷x+۴y)۲+(۷x۴y)۲ ( ۷ x + ۴ y ) ^ ۲ + ( ۷ x - ۴ y ) ^ ۲ را ساده کنید.
مشاهده جواب

به منظور ساده‌سازی (۷x+۴y)۲+(۷x۴y)۲ ( ۷ x + ۴ y ) ^ ۲ + ( ۷ x - ۴ y ) ^ ۲ می‌توانیم از اتحاد مربع مجموع دوجمله‌ای و اتحاد مربع تفاضل دوجمله‌ای استفاده کنیم. اتحاد مربع مجموع دوجمله‌ای به صورت زیر نوشته می‌شود:

(a+b)۲=a۲+۲ab+b۲ ( a + b ) ^ ۲ = a ^ ۲ + ۲ a b + b ^ ۲

بر اساس این اتحاد، برای (۷x+۴y)۲ ( ۷ x + ۴ y ) ^ ۲ داریم:

a=۷x a = ۷ x

b=۴y b = ۴ y

(۷x+۴y)۲=(۷x)۲+۲(۷x)(۴y)+(۴y)۲ ( ۷ x + ۴ y ) ^ ۲ = ( ۷ x ) ^ ۲ + ۲ ( ۷ x ) ( ۴ y ) + ( ۴ y ) ^ ۲

(۷x+۴y)۲=۴۹x۲+۵۶xy+۱۶y۲( ۷ x + ۴ y ) ^ ۲ = ۴۹ x ^ ۲ + ۵۶ x y + ۱۶ y ^ ۲

اتحاد مربع تفاضل دوجمله‌ای عبارت است از:

(ab)۲=a۲۲ab+b۲ ( a - b ) ^ ۲ = a ^ ۲ - ۲ a b + b ^ ۲

بر اساس این اتحاد، برای (۷x۴y)۲ ( ۷ x - ۴ y ) ^ ۲ داریم:

a=۷x a = ۷ x

b=۴x b = ۴ x

(۷x۴y)۲=(۷x)۲۲(۷x)(۴y)+(۴y)۲ ( ۷ x - ۴ y ) ^ ۲ = ( ۷ x ) ^ ۲ - ۲ ( ۷ x ) ( ۴ y ) + ( ۴ y ) ^ ۲

(۷x۴y)۲=۴۹x۲۵۶xy+۱۶y۲( ۷ x - ۴ y ) ^ ۲ = ۴۹ x ^ ۲ - ۵۶ x y + ۱۶ y ^ ۲

در نتیجه:

(۷x+۴y)۲+(۷x۴y)۲=۴۹x۲+۵۶xy+۱۶y۲+۴۹x۲۵۶xy+۱۶y۲( ۷ x + ۴ y ) ^ ۲ + ( ۷ x - ۴ y ) ^ ۲ =۴۹ x ^ ۲ + ۵۶ x y + ۱۶ y ^ ۲ + ۴۹ x ^ ۲ - ۵۶ x y + ۱۶ y ^ ۲

(۷x+۴y)۲+(۷x۴y)۲=۴۹x۲+۱۶y۲+۴۹x۲+۱۶y۲( ۷ x + ۴ y ) ^ ۲ + ( ۷ x - ۴ y ) ^ ۲ =۴۹ x ^ ۲ + ۱۶ y ^ ۲ + ۴۹ x ^ ۲ + ۱۶ y ^ ۲

(۷x+۴y)۲+(۷x۴y)۲=۴۹x۲+۴۹x۲+۱۶y۲+۱۶y۲( ۷ x + ۴ y ) ^ ۲ + ( ۷ x - ۴ y ) ^ ۲ =۴۹ x ^ ۲ + ۴۹ x ^ ۲ + ۱۶ y ^ ۲ + ۱۶ y ^ ۲

(۷x+۴y)۲+(۷x۴y)۲=۹۸x۲+۳۲y۲( ۷ x + ۴ y ) ^ ۲ + ( ۷ x - ۴ y ) ^ ۲ = ۹۸ x ^ ۲ + ۳۲ y ^ ۲

یک پسر نشسته در یک اتاق خیالی در حال مطالعه - فرمول های ریاضی نهم

درس دوم: چند اتحاد دیگر، تجزیه و کاربردها

از دیگر اتحادهایی که در کتاب ریاضی نهم معرفی می‌شوند، می‌توان به اتحاد مزدوج و اتحاد جمله مشترک اشاره کرد. فرمول های اتحاد مزدوج و اتحاد جمله مشترک در ریاضی نهم عبارت هستند از:

(a+b)(ab)=a۲b۲ ( a + b ) ( a - b ) = a ^ ۲ - b ^ ۲

(x+a)(x+b)=x۲+(a+b)x+ab ( x + a ) ( x + b ) = x ^ ۲ + ( a + b ) x + a b

حاصل عبارت (z۳)(z+۳) \left ( z - \sqrt { ۳ } \right ) \left ( z + \sqrt { ۳ } \right ) را با استفاده از اتحاد مناسب به دست بیاورید.
مشاهده جواب

عبارت (z۳)(z+۳) \left ( z - \sqrt { ۳ } \right ) \left ( z + \sqrt { ۳ } \right ) ، شباهت زیادی به اتحاد مزدوج دارد. این اتحاد به صورت زیر نوشته می‌شود:

(a+b)(ab)=a۲b۲ ( a + b ) ( a - b ) = a ^ ۲ - b ^ ۲

بنابراین، اگر فرض کنیم:

a=z a = z

b=۳ b = \sqrt { ۳ }

خواهیم داشت:

(z۳)(z+۳)=z۲(۳)۲\left ( z - \sqrt { ۳ } \right ) \left ( z + \sqrt { ۳ } \right ) = z ^ ۲ - \left ( \sqrt { ۳ } \right ) ^ ۲

(z۳)(z+۳)=z۲۳\left ( z - \sqrt { ۳ } \right ) \left ( z + \sqrt { ۳ } \right ) = z ^ ۲ - ۳

درس سوم: نابرابری ها و نامعادله ها

هرگاه a a و b b ، دو عدد حقیقی باشد، به طوری که a>b a \gt b ، در این صورت، عدد حقیقی مثبتی مانند p p وجود دارد که در رابطه زیر صدق می‌کند:

a=b+p a = b + p

علامت بزرگ‌تر (> \gt ) یا کوچک‌تر (< \lt )، نابرابری را نمایش می‌دهند. در مبحث نابرابری‌ها و نامعادله‌ها، چندین نکته مهم وجود دارد که در فهرست زیر به بیان آن‌ها می‌پردازیم:

  • اگر دو طرف یک نابرابری را با عددی مانند c c جمع کنیم، نابرابری همچنان برقرار است. یعنی اگر a>b a \gt b ، آنگاه a+c>b+c a + c \gt b + c .
  • اگر دو طرف یک نابرابری را با در عدد مثبتی مانند c c ضرب کنیم، نابرابری همچنان برقرار است. یعنی اگر a>b a \gt b و c>۰ c \gt ۰ ، آنگاه ac>bc a c \gt b c .
  • اگر دو طرف نابرابری a>b a \gt b را در عدد منفی c c (یعنی c<۰ c \lt ۰ ) ضرب کنیم. مانند c c جمع کنیم، نابرابری همچنان برقرار است. یعنی اگر a>b a \gt b ، آنگاه a+c>b+c a + c \gt b + c .
  • به نامعادله‌ای که دارای یک متغیر با حداکثر توان ۱ ۱ باشد، نامعادله یک مجهولی درجه اول می‌گوییم.
  • مجموعه مقادیری که به ازای آن‌ها، نامعادله به نابرابری درست تبدیل شود، مجموعه جواب نامعادله می‌گوییم.
جواب نامعادله x۳۵۲ \frac { x - ۳ } { ۵ } \ge - ۲ را به دست بیاورید.
مشاهده جواب

برای به دست آوردن جواب نامعادله x۳۵۲ \frac { x - ۳ } { ۵ } \ge - ۲ ، ابتدا هر دو طرف آن را در مخرج کسر (عدد ۵ ۵ ) ضرب می‌کنیم:

۵×x۳۵۵×(۲)۵ \times \frac { x - ۳ } { ۵ } \ge ۵ \times ( - ۲ )

۵̸×x۳۵̸۵×(۲)\not ۵ \times \frac { x - ۳ } { \not ۵ } \ge ۵ \times ( - ۲ )

x۳۱۰x - ۳ \ge -۱۰

سپس، مجهول (متغیر x x ) را به یک طرف نامعادله و اعداد معلوم را به طرف دیگر می‌بریم:

x۱۰+۳x \ge -۱۰ + ۳

x۷x \ge -۷

در نتیجه، x x بزرگ‌تر مساوی ۷ - ۷ است.

در بخش بعدی این مطلب از مجله فرادرس، فرمول های ریاضی نهم در مبحث خط و معادله‌های خطی را معرفی می‌کنیم.

۶. خط و معادله های خطی: فرمول های فصل ششم ریاضی نهم

فصل ششم کتاب ریاضی نهم، مبحث خط و معادله‌های خطی را در سه درس با عنوان‌های «معادله خط»، «شیب خط و عرض از مبدا» و «دستگاه معادله‌های خطی» ارائه می‌کند.

مهم‌ترین فرمول های این بخش از ریاضی نهم در جدول زیر آورده شده‌اند.

عنوانفرمول
معادله خطy=ax+b y = a x + b
معادله خط گذرنده از مبدا مختصاتy=ax y = a x
شیب خط گذرنده از دو نقطهa=y۲y۱x۲x۱ a = \frac { y _ ۲ - y _ ۱ } { x _ ۲ - x _ ۱ }

درس اول: معادله خط

از اتصال دو نقطه به یکدیگر، یک خط به وجود می‌آید. در ریاضیات، خط را می‌توان به صورت یک معادله بیان کرد. معادله خط، معمولا به صورت زیر نوشته می‌شود:

y=ax+b y = a x + b

هر معادله‌ای که فرم کلی آن، مانند معادله بالا باشد، یک خط را نمایش می‌‌دهد. در ادامه، کاربرد معادله خط را با حل یک مثال آموزش می‌دهیم.

y=۲x+۳ y = - ۲ x + ۳ ، معادله یک خط راست است. آیا نقطه (۱,۱) ( ۱ , ۱ ) بر روی این خط قرار دارد؟
مشاهده جواب

برای بررسی قرار داشتن یک نقطه بر روی یک خط، مختصات آن نقطه را درون معادله خط قرار می‌دهیم. در اینجا، داریم:

y=۲x+۳ y = - ۲ x + ۳

x=۱ x = ۱

y=۱ y = ۱

۱=۲(۱)+۳ ۱ = - ۲ ( ۱ ) + ۳

۱=۲+۳ ۱ = - ۲ + ۳

 ۱=۱      ۱ = ۱ \ \ \ \ \checkmark

در نتیجه، نقطه (۱,۱) ( ۱ , ۱ ) ، بر روی خط y=۲x+۳ y = - ۲ x + ۳ قرار دارد.

درس دوم: شیب خط و عرض از مبدا

در معادله خط y=ax+b y = a x + b ، داریم:

  • a a : شیب یا گرادیان خط
  • b b : عرض از مبدا (محل برخورد خط با محور عرض‌ها یا همان محور عمودی)

با تغییر a a ، زاویه خط با جهت مثبت محور طول‌ها (محور افقی یا محور x x ) تغییر می‌کند. اگر خطی از مبدا مختصات عبور کند، b=۰ b = ۰ می‌شود. برای این شرایط، معادله خط عبارت است از:

y=ax y = a x

معادله خط راست گذرنده از نقاط (۱,۳) ( ۱ , ۳ ) و (۲,۴) ( - ۲ , ۴ ) را بنویسید. عرض از مبدا را برابر با ۱۰۳ \frac { ۱۰ } { ۳ } در نظر بگیرید.
مشاهده جواب

برای جواب دادن به این سوال، ابتدا فرم کلی معادله خط راست را می‌نویسیم:

y=ax+b y = a x + b

با توجه به اطلاعات مسئله (مختصات دو نقطه)، می‌توانیم شیب خط (a a ) را به دست بیاوریم. به این منظور، از رابطه زیر استفاده می‌کنیم:

a=y۲y۱x۲x۱ a = \frac { y _ ۲ - y _ ۱ } { x _ ۲ - x _ ۱ }

در این رابطه داریم:

y۲=۴ y _ ۲ = ۴

y۱=۳ y _ ۱ = ۳

x۲=۲ x _ ۲ = - ۲

x۱=۱ x _ ۱ = ۱

این مقادیر را درون رابطه شیب خط راست قرار می‌دهیم:

a=۴۳۲۱ a = \frac { ۴ - ۳ } { - ۲ - ۱ }

a=۱۳ a = - \frac { ۱ } { ۳ }

به این ترتیب، معادله خط به شکل زیر تغییر می‌کند:

y=۱۳+b y = - \frac { ۱ } { ۳ } + b

بر اساس اطلاعات مسئله، می‌دانیم که عرض از مبدا یا همان b b برابر با ۱۰۳ \frac { ۱۰ } { ۳ } است. در نتیجه، معادله خط مورد نظر، عبارت است از:

y=۱۳+ ۱۰۳ y = - \frac { ۱ } { ۳ } + \frac { ۱۰ } { ۳ }

درس سوم: دستگاه معادله های خطی

دستگاه معادله خطی، مجموعه‌ای از معادلات حاوی یک یا چند متغیر مجهول است. به عنوان مثال، مجموعه معادلات زیر، به عنوان یک دستگاه معادلات خطی در نظر گرفته می‌شود:

{xy=۳۲x+۲y=۶ \begin{cases} x- y = ۳\\ ۲ x + ۲ y = ۶ \end{cases}

دستگاه‌های معادله خطی، با به دست آوردن مقادیر متغیرهای مجهول (در اینجا x x و y y ) انجام می‌گیرد. روش‌های متعددی برای این کار وجود دارد. یکی از روش‌های رایج و ساده حل دستگاه معادله‌های خطی، روش حذفی است. این روش به صورت زیر اجرا می‌شود:

  1. انتخاب یکی از متغیرها برای حذف
  2. یکسان کردن ضریب متغیر انتخابی در هر دو معادله
  3. قرینه کردن ضریب متغیر انتخابی در یکی از معادله‌ها
  4. جمع دو معادله
  5. حل معادله به دست آمده از مجموع دو معادله

سعی کنید جواب سوال زیر را با استفاده از مراحل بالا به دست بیاورید.

مقادیر متغیرهای دستگاه معادله خطی {۲x+۵y=۲۱x+y=۳ \begin{cases} ۲x + ۵ y = ۲۱\\ x + y = ۳ \end{cases} چه هستند؟
مشاهده جواب

روش‌های مختلفی برای حل دستگاه معادله خطی وجود دارند. در اینجا از روش حذفی برای حل دستگاه استفاده می‌کنیم. اولین مرحله در این روش، انتخاب یکی از متغیرها برای حذف است. با توجه به ضرایب متغیرها در معادلات، شاید بهتر باشد متغیر x x را حذف کنیم. به این منظور، معادله دوم را در عدد ۲ ۲ ضرب می‌کنیم تا ضریب x x در هر دو معادله، یکسان شود:

{۲x+۵y=۲۱۲×(x+y=۳){۲x+۵y=۲۱۲x+۲y=۶\begin{cases} ۲x + ۵ y = ۲۱\\ ۲\times (x + y = ۳)\end{cases} \to \begin{cases} ۲x + ۵ y = ۲۱\\ ۲ x + ۲ y = ۶\end{cases}

در مرحله بعدی، یکی از معادله‌ها را در عدد ۱ - ۱ ضرب می‌کنیم تا ضرایب x x در معادله‌ها، قرینه یکدیگر شوند:

{۲x+۵y=۲۱۱×(۲x+۲y=۶){۲x+۵y=۲۱۲x۲y=۶\begin{cases} ۲x + ۵ y = ۲۱\\ - ۱ \times ( ۲ x + ۲ y = ۶ )\end{cases} \to \begin{cases} ۲x + ۵ y = ۲۱\\ - ۲ x - ۲ y = - ۶\end{cases}

اکنون، دو معادله را با هم جمع می‌کنیم. توجه داشته باشید که جملات سمت راست با هم و جملات سمت چپ نیز با هم جمع شوند:

{۲x+۵y=۲۱۲x۲y=۶(۲x+۵y)+(۲x۲y)=۲۱۶\begin{cases} ۲x + ۵ y = ۲۱\\ - ۲ x - ۲ y = - ۶\end{cases} \to ( ۲ x + ۵ y ) + ( - ۲ x - ۲ y ) = ۲۱ - ۶

به این ترتیب، خواهیم داشت:

۲x+۵y۲x۲y=۲۱۶۲ x + ۵ y- ۲ x - ۲ y = ۲۱ - ۶

۵y۲y=۱۵۵ y- ۲ y = ۱۵

۳y=۱۵۳ y = ۱۵

y=۱۵۳ y = \frac { ۱۵ } { ۳ }

y=۵ y = ۵

اکنون، مقدار یکی از متغیرها را به دست آوریم. برای به دست آوردن مقدار متغیر دیگر، مقدار معلوم را درون یکی از معادله‌های دستگاه قرار می‌دهیم:

x+y=۳ x + y = ۳

y=۵ y = ۵

x+۵=۳ x + ۵ = ۳

x=۳۵ x = ۳ - ۵

x=۲ x = - ۲

شما می‌توانید این مسئله را با حذف متغیر y y ‌ نیز انجام دهید.

روش حذفی را می‌توان به صورت زیر نیز اجرا کرد:

  1. نوشتن یکی از معادله‌ها بر حسب x x یا y y
  2. قرار دادن جمله‌های معادل با x x یا y y در معادله دیگر (حذف یکی از متغیرها)
  3. حل معادله دوم بر حسب متغیر موجود و به دست آوردن مقدار آن
  4. جایگذاری مقدار به دست آمده برای یکی از متغیرهای مجهول در یکی از معادله‌ها برای تعیین مقدار متغیر دوم

این روش با عنوان روش جایگزینی نیز شناخته می‌شود. در بخش بعدی این مطلب از مجله فرادرس، به معرفی بهترین منابع برای یادگیری اصولی فرمول های ریاضی نهم می‌پردازیم.

مسیر یادگیری فرمول های ریاضی نهم از پایه

بنر فیلم آموزش دروس اول و دوم متوسطه فرادرس
برای مشاهده مجموعه فیلم‌های آموزش دروس اول و دوم متوسطه، بر روی تصویر کلیک کنید.

یادگیری فرمول های ریاضی نهم و دیگر پایه‌ها، بسیار آسان و لذت‌بخش است؛ اگر به صورت اصولی انجام شود. بهترین روش یادگیری اصولی، تقویت دانش پایه با مطالعه کتاب‌های دوره‌های گذشته و حل مثال‌های متنوع است. فرمول های ریاضی نهم، تکمیل‌کننده فرمول های ریاضی هفتم و هشتم هستند. بنابراین، اگر می‌خواهید در مسیر درست قدم بردارید، بهتر است یادگیری ریاضی دوره متوسطه اول را از ریاضی هفتم شروع کنید. پس از آن، به سراغ ریاضی هشتم و نهم بروید. فرادرس، فیلم‌های آموزشی جامع و مفیدی را در زمینه ریاضی نهم و دیگر دوره‌های متوسطه اول تهیه کرده است. شما می‌توانید این فیلم‌ها را در لینک‌های زیر مشاهده کنید:

پس از تسلط بر روی ریاضیات هفتم، هشتم و نهم، می‌توانید به سراغ ریاضیات دوره متوسطه دوم بروید و با پایه قوی، به راحتی آن‌ها را فرا بگیرید. در صورت علاقه به یادگیری این درس‌ها، فیلم‌های موجود در لینک زیر را مشاهده کنید:

در بخش بعدی این مطلب از مجله فرادرس، فرمول های ریاضی نهم در مبحث عبارت‌های گویا را معرفی می‌کنیم.

۷. عبارت های گویا: فرمول های فصل هفتم ریاضی نهم

فصل هفتم کتاب ریاضی نهم، به مبحث عبارت‌های گویا اختصاص دارد. این فصل، به «معرفی و ساده کردن عبارت‌های گویا»، «محاسبات عبارت‌های گویا» و «تقسیم چندجمله‌ای‌ها» می‌پردازد.

فرمول های فصل هفتم ریاضی نهم، در جدول زیر آورده شده‌اند.

عنوانفرمول
ضرب عبارت‌های گویاab×cd=acbd \frac { a } { b } \times \frac { c } {d } = \frac { a c } { b d }
تقسیم عبارت‌های گویاab÷cd=ab×dc=adbc \frac { a } { b } \div \frac { c } {d } = \frac { a } { b } \times \frac { d } { c } = \frac { a d } { b c }
تقسیم چندجمله‌ای بر تک‌جمله‌ایa+b+cd=ad+bd+cd \frac { a + b + c } { d } = \frac { a } { d } + \frac { b } { d } + \frac { c } { d }

همان‌طور که مشاهده می‌کنید، تعداد فرمول های ریاضی نهم در فصل هفتم این کتاب، زیاد نیست. البته، مفاهیم و نکات مهمی در این فصل وجود دارند که در ادامه به مرور آن‌ها می‌پردازیم.

درس اول: معرفی و ساده کردن عبارت های گویا

به کسری که صورت و مخرج آن از چندجمله‌ای‌ها تشکیل شده باشد، یک عبارت گویا می‌گویند. به عنوان مثال، عبارت کسری زیر، فرمول تندی متوسط را نمایش می‌دهد:

vav=ΔxΔt=x۲x۱t۲t۱ v _ { a v } = \frac { \Delta x } { \Delta t } = \frac { x _ ۲ - x _ ۱ } { t _ ۲ - t _ ۱ }

این فرمول فیزیک، نمونه‌ای از یک عبارت گویا است. عبارت‌های گویا در دنیای ریاضی نیز حضور دارند. به عنوان مثال، رابطه میانگین حسابی دو عدد، به صورت زیر نوشته می‌شود:

a+b۲ \frac { a + b } { ۲ }

توجه داشته باشید که عبارت‌های رادیکالی و قدر مطلق، عبارت‌های گویا نیستند. یک نکته مهم در مبحث عبارت‌های گویا، مقدار مخرج آن‌ها است. مخرج عبارت‌های گویا نمی‌تواند صفر باشد. بنابراین، مقادیری که مخرج کسر را صفر می‌کنند، نباید به عنوان ورودی عبارت‌های گویا در نظر گرفته شوند.

عبارت ۳xx۲۵x+۶ \frac { ۳ - x }{ x ^ ۲ - ۵ x + ۶} را به ساده‌ترین شکل ممکن بنویسید. به ازای کدام مقادیر x x ، این عبارت، تعریف نشده است؟
مشاهده جواب

برای ساده‌سازی عبارت ۳xx۲۵x+۶ \frac { ۳ - x }{ x ^ ۲ - ۵ x + ۶} ، ابتدا صورت و مخرج را به دقت بررسی می‌کنیم تا ببینیم آیا امکان تجزیه آن‌‌ها توسط اتحادها وجود دارد. مخرج این عبارت برابر است با:

x۲۵x+۶ x ^ ۲ - ۵ x + ۶

برای تجزیه چندجمله‌ای بالا، می‌توانیم از اتحاد جمله مشترک کمک بگیریم. این اتحاد به صورت زیر نوشته می‌شود:

(x+a)(x+b)=x۲+(a+b)x+ab ( x + a ) ( x + b ) = x ^ ۲ + ( a + b ) x + a b

بر اساس این اتحاد، باید a a و b b را پیدا کنیم؛ به طوری که مجموع a a و b b برابر با ۵ - ۵ و حاصل‌ضرب آن‌ها برابر با ۶ ۶ شود. با انجام آزمون و خطا، به دو مقدار زیر می‌رسیم:

a=۲ a = - ۲

b=۳ b = - ۳

به این ترتیب، داریم:

x۲۵x+۶=(x۲)(x۳) x ^ ۲ - ۵ x + ۶ = ( x - ۲ ) ( x - ۳ )

این عبارت را درون عبارت کسری اولیه قرار می‌دهیم:

۳xx۲۵x+۶=۳x(x۲)(x۳)\frac { ۳ - x }{ x ^ ۲ - ۵ x + ۶} = \frac { ۳ - x }{( x - ۲ ) ( x - ۳ )}

صورت کسر (۳x ۳ - x )، قرینه یکی از جمله‌های مخرج کسر (x۳ x - ۳ ) است. بنابراین، می‌توانیم آن‌ها را با یکدیگر ساده کنیم و به جایشان عدد ۱ - ۱ را بنویسیم. به این ترتیب، خواهیم داشت:

۳xx۲۵x+۶=۱(x۲)\frac { ۳ - x }{ x ^ ۲ - ۵ x + ۶} = \frac { - ۱ }{( x - ۲ )}

۳xx۲۵x+۶=۱(x۲)\frac { ۳ - x }{ x ^ ۲ - ۵ x + ۶} = - \frac { ۱ }{( x - ۲ )}

برای تعیین مقادیر تعریف نشده عبارت ۳xx۲۵x+۶ \frac { ۳ - x }{ x ^ ۲ - ۵ x + ۶} ، باید مقادیری را به دست بیاوریم که مخرج کسر را صفر می‌کنند (ریشه‌های مخرج). با توجه به عبارت بازنویسی شده ۳xx۲۵x+۶=۳x(x۲)(x۳) \frac { ۳ - x }{ x ^ ۲ - ۵ x + ۶} = \frac { ۳ - x }{( x - ۲ ) ( x - ۳ )} ، این مقادیر عبارت هستند از:

x=۳ x = ۳

x=۲ x = ۲

البته پس از ساده‌سازی ۳xx۲۵x+۶ \frac { ۳ - x }{ x ^ ۲ - ۵ x + ۶} ، به عبارت ۱(x۲) - \frac { ۱ }{( x - ۲ )} می‌رسیم. در این عبارت، فقط x=۲ x = ۲ باعث غیرقابل تعریف شدن کسر می‌شود. دلیل این موضوع، وجود ابهام ۰۰ \frac { ۰ } { ۰ } در عبارت ساده نشده با x=۳x = ۳ است.

یک پسر با کوله پشتی ایستاده در قله در حال نگاه کردن به دره - فرمول های ریاضی نهم

درس دوم: محاسبات عبارت های گویا

انجام عملیات‌های ریاضی بر روی عبارت‌های گویا، مشابه انجام عملیات‌های ریاضی بر روی عبارت‌های کسری است. ضرب و تقسیم عبارت‌های گویا به صورت زیر انجام می‌شود:

ab×cd=acbd \frac { a } { b } \times \frac { c } {d } = \frac { a c } { b d }

ab÷cd=ab×dc=adbc \frac { a } { b } \div \frac { c } {d } = \frac { a } { b } \times \frac { d } { c } = \frac { a d } { b c }

نحوه استفاده از این فرمول‌ها را با حل مثال توضیح می‌دهیم.

حاصل عبارت a۲۱۶a+۴×a+۲a۲۸a+۱۶ \frac { a ^ ۲ - ۱۶ } { a + ۴ } \times \frac { a + ۲ } { a ^ ۲ - ۸ a + ۱۶ } چیست؟
مشاهده جواب

پیش از انجام ضرب کسرها، سعی می‌کنیم صورت و مخرج آن‌ها را تا حد امکان ساده کنیم. صورت کسر اول، ما را به یاد اتحاد مزدوج می‌اندازد که به صورت زیر نوشته می‌شود:

(a+b)(ab)=a۲b۲ ( a + b ) ( a - b ) = a ^ ۲ - b ^ ۲

بر اساس این اتحاد داریم:

a۲۱۶=(a۴)(a+۴) a ^ ۲ - ۱۶ = ( a - ۴ ) ( a + ۴ )

به این ترتیب، می‌توانیم کسر اول را به صورت زیر ساده کنیم:

a۲۱۶a+۴=(a۴)(a+۴)a+۴=a۴\frac { a ^ ۲ - ۱۶ } { a + ۴ } = \frac { ( a - ۴ ) ( a + ۴ ) }{ a + ۴ } = a - ۴

مخرج کسر دوم، به اتحاد جمله مربع تفاضل دوجمله‌ای یا اتحاد جمله مشترک شباهت دارد. بر اساس این اتحادها، مخرج مذکور به صورت زیر بازنویسی می‌شود:

a۲۸a+۱۶=(a۴)۲a ^ ۲ - ۸ a + ۱۶ = ( a - ۴ ) ^ ۲

بنابراین، خواهیم داشت:

a+۲a۲۸a+۱۶=a+۲(a۴)۲\frac { a + ۲ } { a ^ ۲ - ۸ a + ۱۶ } = \frac { a + ۲ } { ( a - ۴ ) ^ ۲ }

اکنون، فرم ساده شده کسرها را در هم ضرب می‌کنیم:

a۲۱۶a+۴×a+۲a۲۸a+۱۶=(a۴)×a+۲(a۴)۲\frac { a ^ ۲ - ۱۶ } { a + ۴ } \times \frac { a + ۲ } { a ^ ۲ - ۸ a + ۱۶ } = ( a - ۴ ) \times \frac { a + ۲ } { ( a - ۴ ) ^ ۲ }

(a۴)×a+۲(a۴)۲=a۴۱×a+۲(a۴)۲( a - ۴ ) \times \frac { a + ۲ } { ( a - ۴ ) ^ ۲ } = \frac { a - ۴ } { ۱ } \times \frac { a + ۲ } { ( a - ۴ ) ^ ۲ }

(a۴)×a+۲(a۴)۲=(a۴)×(a+۲)۱×(a۴)۲( a - ۴ ) \times \frac { a + ۲ } { ( a - ۴ ) ^ ۲ } = \frac { ( a - ۴ ) \times ( a + ۲ ) } { ۱ \times ( a - ۴ ) ^ ۲ }

(a۴)×a+۲(a۴)۲=a+۲a۴( a - ۴ ) \times \frac { a + ۲ } { ( a - ۴ ) ^ ۲ } = \frac { a + ۲ } { a - ۴ }

a۲۱۶a+۴×a+۲a۲۸a+۱۶=a+۲a۴\frac { a ^ ۲ - ۱۶ } { a + ۴ } \times \frac { a + ۲ } { a ^ ۲ - ۸ a + ۱۶ } = \frac { a + ۲ } { a - ۴ }

درس سوم: تقسیم چندجمله ای ها

در تقسیم چندجمله‌ای‌ها، یکی از سه‌حالت‌های زیر به وجود می‌آید:

  1. تقسیم تک‌جمله‌ای بر تک‌جمله‌ای
  2. تقسیم چندجمله‌ای بر تک‌جمله‌ای
  3. تقسیم چندجمله‌ای بر چندجمله‌ای

برای انجام تقسیم تک‌جمله‌ای بر تک‌جمله‌ای، از قوانین ساده کردن کسرها و ساده کردن توان‌ها استفاده می‌کنیم.

حاصل تقسیم ۲x۲y۳z۷۱۸xz۵ \frac { - ۲ x ^ ۲ y ^ ۳ z ^ ۷ } { ۱۸ x z ^ ۵ } را تعیین کنید.
مشاهده جواب

عبارت کسری ۲x۲y۳z۷۱۸xz۵ \frac { - ۲ x ^ ۲ y ^ ۳ z ^ ۷ } { ۱۸ x z ^ ۵ } ، تقسیم تک‌جمله‌ای بر تک‌جمله‌ای را نمایش می‌دهد. برای به دست آوردن حاصل این عبارت، جمله‌های مشابه صورت و مخرج را با هم ساده می‌کنیم. عدد ۲ ۲ با عدد ۱۸ ۱۸ ساده می‌شود و عدد ۹ ۹ در مخرج باقی می‌‌ماند:

۲x۲y۳z۷۱۸xz۵=x۲y۳z۷۹xz۵\frac { - ۲ x ^ ۲ y ^ ۳ z ^ ۷ } { ۱۸ x z ^ ۵ } = \frac { - x ^ ۲ y ^ ۳ z ^ ۷ } { ۹ x z ^ ۵ }

x۲ x ^ ۲ در صورت با x x در مخرج ساده می‌شود و x x در صورت باقی می‌ماند:

۲x۲y۳z۷۱۸xz۵=xy۳z۷۹z۵\frac { - ۲ x ^ ۲ y ^ ۳ z ^ ۷ } { ۱۸ x z ^ ۵ } = \frac { - x y ^ ۳ z ^ ۷ } { ۹ z ^ ۵ }

متغیر y y ، فقط در صورت حضور دارد. بنابراین نمی‌توان آن را ساده کرد. z۷ z ^ ۷ در صورت با z۵ z ^ ۵ در مخرج ساده می‌شود و z۲ z ^ ۲ در صورت باقی می‌ماند:

۲x۲y۳z۷۱۸xz۵=xy۳z۲۹\frac { - ۲ x ^ ۲ y ^ ۳ z ^ ۷ } { ۱۸ x z ^ ۵ } = \frac { - x y ^ ۳ z ^ ۲ } { ۹ }

به این ترتیب توانستیم حاصل تقسیم یک تک‌جمله‌ای بر تک‌جمله‌ای را به دست بیاوریم.

تقسیم چندجمله‌ای بر تک‌جمله‌ای، فرمول مخصوص خود را دارد که به صورت زیر نوشته می‌شود:

a+b+cd=ad+bd+cd \frac { a + b + c } { d } = \frac { a } { d } + \frac { b } { d } + \frac { c } { d }

حاصل عبارت کسری ۲a۳ya۴y۲+۱۵xy۵y۲ \frac { ۲ a ^ ۳ y - a ^ ۴ y ^ ۲ + ۱۵ x y } { - ۵ y ^ ۲} چه می‌شود؟
مشاهده جواب

برای تقسیم چندجمله‌ای بر تک‌جمله‌ای، می‌توانیم جمله‌های صورت کسر را به صورت جداگانه بر مخرج تقسیم کنیم و حاصل تقسیم‌ها را با یکدیگر جمع کنیم. به این ترتیب، داریم:

۲a۳ya۴y۲+۱۵xy۵y۲=۲a۳y۵y۲+a۴y۲۵y۲+۱۵xy۵y۲\frac { ۲ a ^ ۳ y - a ^ ۴ y ^ ۲ + ۱۵ x y } { - ۵ y ^ ۲} = \frac {۲ a ^ ۳ y}{ - ۵ y ^ ۲} + \frac { a ^ ۴ y ^ ۲}{ - ۵ y ^ ۲} + \frac { ۱۵ x y }{ - ۵ y ^ ۲}

با این کار، چند تقسیم تک‌جمله‌ای بر تک‌جمله‌ای به وجود می‌آید. حاصل این تقسیم‌ها عبارت است از:

۲a۳y۵y۲=۲a۳۵y=۲a۳۵y\frac {۲ a ^ ۳ y}{ - ۵ y ^ ۲} = \frac { ۲ a ^ ۳}{ - ۵ y } = - \frac { ۲ a ^ ۳}{ ۵ y }

a۴y۲۵y۲=a۴۵=a۴۵\frac { a ^ ۴ y ^ ۲}{ - ۵ y ^ ۲} = \frac {- a ^ ۴}{ - ۵ } = \frac { a ^ ۴}{ ۵ }

۱۵xy۵y۲=۳x۵y=۳x۵y\frac { ۱۵ x y }{ - ۵ y ^ ۲} = \frac { ۳ x } { - ۵ y } = - \frac { ۳ x } { ۵ y }

اکنون، این تقسیم‌ها را با هم جمع می‌کنیم:

۲a۳ya۴y۲+۱۵xy۵y۲=۲a۳۵y+a۴۵۳x۵y\frac { ۲ a ^ ۳ y - a ^ ۴ y ^ ۲ + ۱۵ x y } { - ۵ y ^ ۲} = - \frac { ۲ a ^ ۳}{ ۵ y } + \frac { a ^ ۴}{ ۵ } - \frac { ۳ x } { ۵ y }

اگر از این کسرها مخرج مشترک بگیریم، به عبارت زیر می‌رسیم:

۲a۳ya۴y۲+۱۵xy۵y۲=۲a۳+a۴y+۱۵x۵y\frac { ۲ a ^ ۳ y - a ^ ۴ y ^ ۲ + ۱۵ x y } { - ۵ y ^ ۲} = \frac { - ۲ a ^ ۳ + a ^ ۴ y + ۱۵ x} {۵ y}

توجه داشته باشید که اگر در همان ابتدای حل، از y y (مشترک در همه جمله‌ها)، فاکتور می‌گرفتیم و آن را با مخرج کسر ساده می‌کردیم، دوباره به عبارت بالا می‌رسیدیم.

روند تقسیم چندجمله‌ای بر چندجمله‌ای، کمی پیچیده‌تر از دو حالت دیگر از تقسیم عبارت‌های گویا است. انجام این تقسیم، بر اساس اصول و مراحل زیر صورت می‌گیرد:

  1. مرتب‌سازی جمله‌های مقسوم و مقسوم‌علیه بر اساس توان متغیر از بزرگ به کوچک
  2. تقسیم اولین جمله مقسوم بر اولین جمله مقسوم‌علیه (تقسیم تک‌جمله‌ای بر تک‌جمله‌ای)
  3. ضرب جمله به دست آمده از مرحله قبل بر مقسوم‌علیه
  4. کم کردن عبارت به دست آمده از مرحله قبل از مقسوم
  5. تکرار مراحل بالا برای باقیمانده و مقسومٰ‌علیه
  6. تکرار مراحل بالا تا رسیدن به باقیمانده صفر

وقتی باقیمانده صفر شود، مقسوم بر مقسوم‌علیه بخش‌پذیر است.

حاصل تقسیم ۶x۲+۷x۲۰ ۶ x ^ ۲ + ۷ x - ۲۰ بر ۲x+۵ ۲ x + ۵ چه می‌شود؟
مشاهده جواب

برای تقسیم یک چندجمله‌ای بر چندجمله‌ای دیگر، ابتدا جمله‌های مقسوم و مقسوم‌علیه را بر اساس توان، از بزرگ به کوچک مرتب می‌کنیم. در عبارت‌های ۱۶x۲+۷x۲۰ ۱۶ x ^ ۲ + ۷ x - ۲۰ و ۲x+۵ ۲ x + ۵ ، نیازی به این کار نیست. زیرا جمله‌های این عبارت‌ها، به همان شکلی هستند که می‌خواهیم. در مرحله بعد، اولین جمله مقسوم (۶x۲ ۶ x ۲ ) را بر اولین جمله مقسوم‌علیه (۲x ۲ x ) تقسیم می‌کنیم:

۶x۲۲x=۳x \frac { ۶ x ^ ۲ } { ۲ x } = ۳ x

۳x ۳ x ، اولین جمله خارج قسمت تقسیم است:

(۶x۲+۷x۲۰)÷(۲x+۵)=۳x+...( ۶ x ^ ۲ + ۷ x - ۲۰ ) \div ( ۲ x + ۵ ) = ۳ x + ...

سپس، حاصل این تقسیم (۳x ۳ x ) را در مقسوم‌علیه (۲x+۵ ۲ x + ۵ ) ضرب می‌کنیم:

۳x(۲x+۵)=۶x۲+۱۵x ۳ x ( ۲ x + ۵ ) = ۶ x ^ ۲ + ۱۵ x

در ادامه، عبارت بالا را از مقسوم کم می‌کنیم:

(۶x۲+۷x۲۰)(۶x۲+۱۵x)=۸x۲۰( ۶ x ^ ۲ + ۷ x - ۲۰ ) - ( ۶ x ^ ۲ + ۱۵ x ) = - ۸ x - ۲۰

اکنون، بار دیگر، اولین عبارت بالا (۸x - ۸ x ) را بر اولین جمله مقسوم‌علیه (۲x ۲ x ) تقسیم می‌کنیم:

۸x۲x=۴\frac { - ۸ x } { ۲ x } = - ۴

به این ترتیب، جمله بعدی خارج قسمت تقسیم نیز به دست می‌آید:

(۶x۲+۷x۲۰)÷(۲x+۵)=۳x۴( ۶ x ^ ۲ + ۷ x - ۲۰ ) \div ( ۲ x + ۵ ) = ۳ x - ۴

برای اطمینان از صحت نتیجه تقسیم و عدم وجود باقیمانده، ۲x+۵ ۲ x + ۵ را در ۳x۴ ۳ x - ۴ ضرب کنید.

در بخش بعدی این مطلب از مجله فرادرس، فرمول های ریاضی نهم در مبحث حجم و مساحت را معرفی می‌کنیم.

نیمرخ یک پسر در حال فکر کردن با دست زیر چانه و یک گوی با عدد 9 درون آن

۸. حجم و مساحت: فرمول های فصل هشتم ریاضی نهم

فصل آخر کتاب ریاضی نهم، به مبحث حجم و مساحت می‌پردازد. در این فصل، سه درس با عنوان‌های «حجم و مساحت کره»، «حجم هرم و مخروط» و «سطح و حجم» آموزش داده می‌شود.

مهم‌ترین فرمول های فصل هشتم ریاضی نهم، در جدول زیر آورده شده‌اند.

عنوانفرمول
حجم کرهV=۴۳πR۳ V = \frac { ۴ } { ۳ } \pi R ^ ۳
مساحت کرهS=۴πR۲ S = ۴ \pi R ^ ۲
حجم استوانهV=πr۲h V = \pi r ^ ۲ h
مساحت استوانهS=۲πrh+۲πr۲ S = ۲ \pi r h + ۲ \pi r ^ ۲
حجم هرمV=۱۳Sh V = \frac { ۱ } { ۳ } S h
حجم مخروطV=۱۳πr۲h V = \frac { ۱ } { ۳ } \pi r ^ ۲ h

در ادامه، مهم‌ترین نکات و فرمول های موجود در درس‌های فصل هشتم ریاضی نهم را به همراه حل مثال، مرور می‌کنیم.

درس اول: حجم و مساحت

کره مجموعه نقاطی از فضا است که فاصله آ‌ن‌ها از یک نقطه ثابت (مرکز کره) به یک اندازه است. به این اندازه، شعاع کره می‌گویند و آن را معمولا با حرف R R یا r r نمایش می‌دهند.

کره ای به شعاع r

حجم کره از رابطه زیر به دست می‌آید:

V=۴۳πR۳ V = \frac { ۴ } { ۳ } \pi R ^ ۳

  • V V : حجم کره
  • π \pi : عدد پی، تقریبا برابر با ۳/۱۴ ۳/۱۴
  • R R : شعاع کره

فرمول جبری مساحت کره نیز به صورت زیر نوشته می‌شود:

S=۴πR۲ S = ۴ \pi R ^ ۲

  • S S : مساحت رویه کره
  • π \pi : عدد پی، تقریبا برابر با ۳/۱۴ ۳/۱۴
  • R R : شعاع کره

در سوالات مربوط به حجم و مساحت کره، امکان ادغام سوال با مسائل مربوط به حجم و مساحت استوانه نیز وجود دارد. فرمول‌های حجم و مساحت استوانه عبارت هستند از:

V=πr۲h V = \pi r ^ ۲ h

  • V V : حجم استوانه
  • π \pi : عدد پی، تقریبا برابر با ۳/۱۴ ۳/۱۴
  • r r : شعاع مقطع دایره‌ای استوانه
  • h h : ارتفاع استوانه (فاصله عمودی بین مقاطع بالایی و پایینی)

S=۲πrh+۲πr۲ S = ۲ \pi r h + ۲ \pi r ^ ۲

  • S S : مساحت رویه استوانه (مجموع مساحت‌های مقاطع بالایی و پایینی و سطح جانبی دور استوانه)
  • π \pi : عدد پی، تقریبا برابر با ۳/۱۴ ۳/۱۴
  • r r : شعاع مقطع دایره‌ای استوانه
  • h h : ارتفاع استوانه
شعاع قاعده استوانه‌ای به حجم ۴۴۰ ۴۴۰ سانتیمتر مکعب و ارتفاع ۳۵ ۳۵ سانتی‌متر را به دست بیاورید. عدد پی را برابر با ۲۲۷ \frac { ۲۲ } { ۷ } ‌ در نظر بگیرید.
مشاهده جواب

برای پاسخگویی به این سوال، فرمول حجم استوانه را می‌نویسیم:

V=πr۲h V = \pi r ^ ۲ h

  • V V : حجم استوانه ۴۴۰ ۴۴۰ سانتیمتر مکعب
  • π \pi : عدد پی برابر با ۲۲۷ \frac { ۲۲ } { ۷ }
  • r r : شعاع قاعده دایره‌ای استوانه
  • h h : ارتفاع استوانه برابر با ۳۵ ۳۵ سانتی‌متر

در این رابطه، فقط شعاع مقطع استوانه را نداریم. به منظور محاسبه این کمیت، مقادیر معلوم را درون رابطه قرار می‌دهیم:

۴۴۰cm۳=۲۲۷×r۲×۳۵cm ۴۴۰ cm ^ ۳ = \frac { ۲۲ } { ۷ } \times r ^ ۲ \times ۳۵ cm

۴۴۰cm۳×۷۲۲×۳۵cm=r۲\frac { ۴۴۰ cm ^ ۳ \times ۷ } { ۲۲ \times ۳۵ cm } = r ^ ۲

r۲=۳۰۸۰cm۳۷۷۰cmr ^ ۲ = \frac { ۳۰۸۰ cm ^ ۳ } { ۷۷۰ cm }

r۲=۴cm۲r ^ ۲ = ۴ cm ^ ۲

r=۲cm r = ۲ cm

شعاع قاعده استوانه برابر با ۲ ۲ سانتی‌متر است.

درس دوم: حجم هرم و مخروط

هرم، یک شکل فضایی با یک وجه زیرین به شکل چندضلعی است که بر روی ضلع‌‌های آن، چندین سطح قرار دارند. این سطح‌ها یا وجه‌‌های جانبی، یکدیگر را در نقطه‌ای مشترک قطع می‌‌کنند. به وجه زیرین هرم، قاعده و  نقطه اتصال وجه‌های جانبی آن، راس می‌گویند. فاصله راس تا قاعده هرم نیز با عنوان ارتفاع هرم شناخته می‌شود. این اجزا، در محاسبه حجم و مساحت هرم مورد استفاده قرار می‌گیرند.

[تصویر-نمونه]

حجم هرم از رابطه زیر به دست می‌آید:

V=۱۳Sh V = \frac { ۱ } { ۳ } S h

  • V V : حجم هرم
  • S S : مساحت قاعده هرم
  • h h : ارتفاع هرم

از مهم‌ترین نکات و ویژگی‌های مرتبط با هرم‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • به هرم دارای قاعده چندضلعی منتظم و وجه‌های جانبی هم‌نهشت، هرم منتظم می‌گویند.
  • اگر دو هرم دارای قاعده‌های هم‌مساحت و ارتفاع‌های مساوی باشند، حجم آن‌ها با هم برابر خواهد بود.

مخروط، یک شکل فضایی مشابه هرم منتظم اما با قاعده دایره‌ای شکل است. در این شکل، ارتفاع به مرکز دایره وارد می‌شود. فرمول حجم مخروط، به صورت زیر نوشته می‌شود:

V=۱۳πr۲h V = \frac { ۱ } { ۳ } \pi r ^ ۲ h

  • V V : حجم مخروط
  • π \pi : عدد پی، تقریبا برابر با ۳/۱۴ ۳/۱۴
  • r r : شعاع قاعده دایره‌ای مخروط
  • h h : ارتفاع مخروط
حجم هرمی با قاعده مستطیلی به ابعاد ۷ ۷ و ۶ ۶ و ارتفاع ۹ ۹ را به دست بیاورید.
مشاهده جواب

حجم هرم با یک‌سوم  مساحت قاعده در ارتفاع آن برابری می‌کند. فرمول این حجم به صورت زیر نوشته می‌شود:

V=۱۳Sh V = \frac { ۱ } { ۳ } S h

  • V V : حجم هرم
  • S S : مساحت قاعده هرم برابر با مساحت مستطیل
  • h h : ارتفاع هرم برابر با ۹ ۹ سانتی‌متر

قاعده هرم، یک مستطیل به ابعاد ۷ ۷ و ۶ ۶ سانتی‌متر است. بنابراین، مساحت قاعده هرم از رابطه مساحت مستطیل به دست می‌آید. این رابطه عبارت است از:

طول در عرض = مساحت مستطیل

۷×۶=۴۲ ۷ \times ۶ = ۴۲ = مساحت مستطیل

این مقدار را به همراه ارتفاع، در فرمول محاسبه حجم هرم قرار می‌دهیم:

V=۱۳×۴۲×۹ V = \frac { ۱ } { ۳ } \times ۴۲ \times ۹

V=۱۲۶cm۳ V = ۱۲۶ cm ^ ۳

در نتیجه، حجم هرم برابر با ۱۲۶ ۱۲۶ سانتی‌متر مکعب است.

یک دست با مداد در حال تیک زدن روی کاغذ - فرمول های ریاضی نهم

درس سوم: سطح و حجم

درس آخر ریاضی نهم، به توضیح نحوه محاسبه سطح رویه‌های شکل‌های سه‌بعدی می‌پردازد. در این درس، نحوه ایجاد شکل‌های فضایی با دوران شکل‌های مسطح نیز آموزش داده می‌شود. برخی از نکات مهم درس سوم از فصل هشتم ریاضی نهم عبارت هستند از:

  • مساحت سطح رویه شکل‌های فضایی، از مجموع مساحت‌‌های وجه‌های آن‌ها به دست می‌آید. به عنوان مثال، مساحت هرم، مجموع مساحت‌های وجه‌های جانبی و مساحت قاعده است.
  • از دوران یک مستطیل حول یکی از ضلع‌هایش، استوانه به وجود می‌آید.
  • از دوران یک مثلث قائم‌الزاویه حول یکی از ساق‌هایش، مخروط به وجود می‌آید.
  • از دوران یک نیم‌دایره حول قطرش، یک کره به وجود می‌آید.
  • از دوران یک ربع‌دایره حول شعاع، یک نیم‌کره به وجود می‌آید.
  • مقطع کره، دایره‌ای است.
  • مقطع گذرنده از قطر مکعب مربع، یک مستطیل است.
استوانه‌ای به شعاع قاعده و ارتفاع a a ، کره‌ای به شعاع a a و مکعب مربعی به ضلع a a را در نظر بگیرید. حجم و سطح کل این شکل‌ها را با هم مقایسه کنید. عدد پی را برابر با ۳/۱۴ ۳/۱۴ در نظر بگیرید.
مشاهده جواب

حل این سوال را با نوشتن فرمول حجم استوانه شروع می‌کنیم. این فرمول، عبارت است از:

Vcylinder=πr۲h V _ { cylinder } = \pi r ^ ۲ h

  • Vcylinder V _ { cylinder } : حجم استوانه
  • π \pi : عدد پی برابر با ۳/۱۴ ۳/۱۴
  • r r : شعاع قاعده استوانه برابر با a a
  • h h : ارتفاع استوانه برابر با a a

Vcylinder=۳/۱۴×a۲×a V _ { cylinder } = ۳/۱۴ \times a ^ ۲ \times a

Vcylinder=۳/۱۴a۳ V _ { cylinder } = ۳/۱۴ a ^ ۳

سطح کل استوانه، از جمع مساحت سطح جانبی (ضرب محیط قاعده در ارتفاع استوانه) و مساحت‌های دو قاعده (مساحت دو دایره) به دست می‌آید. فرمول این سطح به صورت زیر نوشته می‌شود:

Acylinder=۲πrh+۲πr۲ A _ { cylinder } = ۲ \pi r h + ۲ \pi r ^ ۲

  • Acylinder A _ { cylinder } : سطح کل استوانه
  • π \pi : عدد پی برابر با ۳/۱۴ ۳/۱۴
  • r r : شعاع قاعده استوانه برابر با a a
  • h h : ارتفاع استوانه برابر با a a

Acylinder=(۲×۳/۱۴×a×a)+(۲×۳/۱۴a۲) A _ { cylinder } = ( ۲ \times ۳/۱۴ \times a \times a ) + ( ۲ \times ۳/۱۴ a ^ ۲ )

Acylinder=۶/۲۸a۲+۶/۲۸a۲=۱۲/۵۶a۲  A _ { cylinder } = ۶/۲۸ a ^ ۲ + ۶/۲۸ a ^ ۲ = ۱۲/۵۶ a ^ ۲ 

در مرحله بعد، فرمول حجم کره را می‌نویسیم:

Vsphere=۴۳πr۳ V _ { sphere } = \frac { ۴ } { ۳ } \pi r ^ ۳

  • Vsphere V _ { sphere} : حجم کره
  • π \pi : عدد پی برابر با ۳/۱۴ ۳/۱۴
  • r r : شعاع کره برابر با a a

Vsphere=۴۳×۳/۱۴×a۳ V _ { sphere } = \frac { ۴ } { ۳ } \times ۳/۱۴ \times a ^ ۳

Vsphere=۴/۱۹a۳ V _ { sphere } = ۴/۱۹ a ^ ۳

سطح کل کره از فرمول زیر به دست می‌آید:

Asphere=۴πr۲ A _ { sphere } = ۴ \pi r ^ ۲

  • Asphere A _ { sphere} : سطح کل ;vi
  • π \pi : عدد پی برابر با ۳/۱۴ ۳/۱۴
  • r r : شعاع کره برابر با a a

Asphere=۴×۳/۱۴a۲ A _ { sphere } = ۴ \times ۳/۱۴ a ^ ۲

Asphere=۱۲/۵۶a۲ A _ { sphere } = ۱۲/۵۶ a ^ ۲

در نهایت، به سراغ محاسبه حجم مکعب می‌رویم:

Vcube=a۳ V _ { cube } = a ^ ۳

  • Vcube V _ { cube } : حجم مکعب
  • a a : یک ضلع مکعب برابر با a a

Vcube=a۳ V _ { cube } = a ^ ۳

سپس، سطح مکعب را محاسبه می‌کنیم:

Acube=۶a۲ A _ { cube } = ۶ a ^ ۲

  • Acube A _ { cube } : سطح کل مکعب
  • a a : یک ضلع مکعب برابر با a a

Acube=۶a۲ A _ { cube } = ۶ a ^ ۲

برای مقایسه حجم و سطح شکل‌ها، نتایج به دست آمده را در کنار یکدیگر می‌نویسیم:

Vcylinder=۳/۱۴a۳ V _ { cylinder } = ۳/۱۴ a ^ ۳

Vsphere=۴/۱۹a۳ V _ { sphere } = ۴/۱۹ a ^ ۳

Vcube=a۳ V _ { cube } = a ^ ۳

همان‌طور که مشاهده می‌کنید، حجم کره از بقیه شکل‌های مورد سوال بیشتر است. برای سطح کل داریم:

Acylinder=۱۲/۵۶a۲  A _ { cylinder } = ۱۲/۵۶ a ^ ۲ 

Asphere=۱۲/۵۶a۲ A _ { sphere } = ۱۲/۵۶ a ^ ۲

Acube=۶a۲ A _ { cube } = ۶ a ^ ۲

بر اساس نتایج به دست آمده، سطح کل استوانه و کره برابر شدند. سطح کل استوانه و کره، بزرگ‌تر از سطح کل مکعب شد.

بر اساس رای ۰ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.
منابع:
مجله فرادرس
۱۴ دیدگاه برای «فرمول های ریاضی نهم در یک نگاه و با مثال»

سلام ممنون عالی بود ولی مگه این فرمول ها مال نهم نیست؟ چرا نوشتید فرمول های فصل فلان ریاضی هشتم؟

سلام و وقت بخیر؛

اشتباهات تایپی اصلاح شدند. ممنون از دقت نظر شما.

از همراهی شما با مجله فرادرس سپاسگزاریم.

برای نیم ساعت قبل امتحان مفید بود

خیلی خیلی عالی بود واقعا مفید بود و کتاب رو جمع کرده بود🌱👏👏👏

کاملا عالی، برای جمع بندی و محک زدن شب امتحان عالیه!

اون قسمت که برای حل دستگاه بود مثال حذف متغیر پاسخ اشتباهه لطفا درستش کنید خیلی ممنون

با سلام و وقت بخیر؛

علامت منفی در معادله اول صورت سوال اصلاح و به علامت مثبت تبدیل شد.

از همراهی شما با مجله فرادرس سپاسگزاریم.

عالی بود ممنون

خیییلییی عالیییی

عالی و کاربردی

حجم کره چهار سوم پی ار 3 نمیشه؟
چرا زدید 2

با سلام و وقت بخیر؛

فرمول اصلاح شد.

از همراهی شما با مجله فرادرس سپاسگزاریم.

عالی بود ممنون

از مطالبتون استفاده کردم متشکرم فقط ای کاش مثال‌های بیشتری در مورد حل مسائل بود

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *