المناهج الدراسية
تسجيل الدخول

المناهج الدراسية

الرياضيات

الفصل الأول - التفاضل والتكامل (Calculus)

0/86

الفصل الثاني - الجبر والهندسة الفراغية (Algebra & Solid Geometry)

0/50

الفصل الثالث - الاستاتيكا (Statics)

0/21

الفصل الرابع - الديناميكا (Dynamics)

0/35

الفصل الخامس - الجبر الأساسي وحساب المثلثات والإحصاء والاحتمال

0/40

دروس إضافية

0/193
نص الدرس

الضرب الاتجاهي والضرب الثلاثي القياسي

الرياضيات

الضرب الاتجاهي والضرب الثلاثي القياسي

مقدمة الدرس

مقدمة الدرس

  1. تعريف الضرب الاتجاهي وقاعدة اليد اليمنى وحسابه بالمحدد.
  2. خواص الضرب الاتجاهي وشرط توازي متجهين.
  3. مساحة متوازي الأضلاع والمثلث.
  4. الضرب الثلاثي القياسي وحجم متوازي السطوح ورباعي الوجوه.

🌳 شجرة المفاهيم

الضرب الاتجاهي والضرب الثلاثي القياسي

├── 3-3-8 الضرب الاتجاهي لمتجهين

│ ├── التعريف

│ ├── قاعدة اليد اليمنى

│ └── ملاحظات هامة

├── 3-3-9 الضرب الاتجاهي لمتجهات الوحدة الأساسية

│ ├── المجموعة اليمينية

│ └── طريقة التذكر

  • ├── 3-3-10 الضرب الاتجاهي في الإحداثيات الكارتيزية

│ ├── القانون

│ └── حالة خاصة (متجهان في المستوى xy)

├── 3-3-11 خواص الضرب الاتجاهي وشرط توازي متجهين

│ ├── الخواص

│ └── شرط التوازي

├── 3-3-12 المعنى الهندسي للضرب الاتجاهي←المساحة

│ ├── مساحة متوازي الأضلاع

│ └── مساحة المثلث

├── 3-3-13 الضرب الثلاثي القياسي

│ ├── التعريف

│ └── خواصه

├── 3-3-14 حجم متوازي السطوح ورباعي الوجوه

│ ├── حجم متوازي السطوح

│ └── حجم رباعي الوجوه (الهرم الثلاثي)

└── 3-3-15 ملخص←متى نستخدم أي نوع من الضرب

├── مقارنة بين الضربين

└── كيف تختار

الضرب الاتجاهي والضرب الثلاثي القياسي · 1 / 9
3-3-8 الضرب الاتجاهي لمتجهين

3-3-8 الضرب الاتجاهي لمتجهين

التعريف

  • إذا كان A⃗ وB⃗ متجهين في مستوى والزاوية بينهما θ فإن الضرب الاتجاهي هو:
صندوق خشبي بثلاثة أحرف متعامدة يمثل الضرب الاتجاهي والضرب الثلاثي القياسي: أ × ب = (0 , 0 , 6) والحجم 24.
صندوق خشبي بثلاثة أحرف متعامدة يمثل الضرب الاتجاهي والضرب الثلاثي القياسي: أ × ب = (0 , 0 , 6) والحجم 24.

A⃗×B⃗=(∥A⃗∥ ∥B⃗∥sin⁡θ)n^

  • حيث n^ متجه وحدة عمودي على المستوى الذي يحوي A⃗ وB⃗.
  • الناتج متجه (وليس عددًا كما في الضرب القياسي)، ومعياره ∥A⃗×B⃗∥=∥A⃗∥ ∥B⃗∥sin⁡θ.

قاعدة اليد اليمنى

  • يتحدد اتجاه n^ (لأعلى أم لأسفل المستوى) بقاعدة اليد اليمنى.
  • نحني أصابع اليد اليمنى من المتجه الأول A⃗ نحو المتجه الثاني B⃗ فيشير الإبهام إلى اتجاه A⃗×B⃗.
  • لذلك فإن B⃗×A⃗ يخالفه في الاتجاه.

ملاحظات هامة

  1. إذا كان A⃗×B⃗ في اتجاه n^ فإن B⃗×A⃗ في اتجاه −n^.
  2. الناتج عمودي على كل من A⃗ وB⃗ معًا.
  3. لأي متجه A⃗ فإن A⃗×A⃗=0⃗ وA⃗×0⃗=0⃗ (المتجه الصفري).
  4. ∥A⃗×B⃗∥2+(A⃗⋅B⃗)2=∥A⃗∥2∥B⃗∥2.

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال 1 إذا كان ∥A⃗∥=4 و∥B⃗∥=5 والزاوية بينهما 30∘ فأوجد معيار A⃗×B⃗.
  • الحل:

∥A⃗×B⃗∥=4×5×sin⁡30∘

  • ∥A⃗×B⃗∥=20×12=10.
  • مثال 2 إذا كان ∥A⃗∥=6 و∥B⃗∥=4 وكان ∥A⃗×B⃗∥=12 فأوجد الزاوية الحادة بين المتجهين.
  • الحل:
  • 12=6×4×sin⁡θ ومنها sin⁡θ=12.
  • إذن θ=30∘ (أو 150∘ إذا كانت منفرجة).
اتجاه الضرب الاتجاهي العمودي على المستوى
اتجاه الضرب الاتجاهي العمودي على المستوى
مساحة أو متجه عمودي على مستوى أو التوازي←الضرب الاتجاهي.
الضرب الاتجاهي والضرب الثلاثي القياسي · 2 / 9
3-3-9 الضرب الاتجاهي لمتجهات الوحدة الأساسية

3-3-9 الضرب الاتجاهي لمتجهات الوحدة الأساسية

المجموعة اليمينية

  • بتطبيق قاعدة اليد اليمنى على المجموعة اليمينية i^,j^,k^ نحصل على:
3-3-9 الضرب الاتجاهي لمتجهات الوحدة الأساسية
3-3-9 الضرب الاتجاهي لمتجهات الوحدة الأساسية
i^×j^=k^,j^×k^=i^,k^×i^=j^
وعند عكس الترتيب تتغير الإشارةj^×i^=−k^ وk^×j^=−i^ وi^×k^=−j^.
وكل متجه وحدة مضروب في نفسه يعطي الصفرi^×i^=j^×j^=k^×k^=0⃗.

طريقة التذكر

  • نرتب الحروف دائريًّا i→j→k→i.
  • الضرب في اتجاه الدوران يعطي الحرف الثالث بإشارة موجبة، وعكس الدوران يعطي إشارة سالبة.

✍️ أمثلة محلولة

  1. أوجد (2i^)×(3j^) وk^×(−j^).
  2. الحل:
  3. (2i^)×(3j^)=6(i^×j^)=6k^.
  4. k^×(−j^)=−(k^×j^)=−(−i^)=i^.
الضرب الاتجاهي والضرب الثلاثي القياسي · 3 / 9
3-3-10 الضرب الاتجاهي في الإحداثيات الكارتيزية

3-3-10 الضرب الاتجاهي في الإحداثيات الكارتيزية

القانون

  • إذا كان A⃗=(a1,a2,a3) وB⃗=(b1,b2,b3) فبتطبيق خاصية التوزيع وجداول الضرب نحصل على:
A⃗×B⃗=(a2b3−a3b2)i^−(a1b3−a3b1)j^+(a1b2−a2b1)k^ويُحسب بسهولة بنشر المحدد:
A⃗×B⃗=∣ijka1a2a3b1b2b3∣الصف الأول متجهات الوحدة، والثاني مركبات المتجه الأول، والثالث مركبات المتجه الثاني؛ وننتبه إلى أن إشارة حد j^ سالبة عند النشر.

حالة خاصة (متجهان في المستوى xy)

  1. إذا كان A⃗=(a1,a2,0) وB⃗=(b1,b2,0) فإن A⃗×B⃗=(a1b2−a2b1)k^.
  2. الناتج في اتجاه محور Oz أي عمودي على المستوى xy.

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال 1 أوجد A⃗×B⃗ إذا كان A⃗=(1,2,3) وB⃗=(2,−1,1).
  • الحل:
  • مركبة i^ (2)(1)−(3)(−1)=2+3=5.
  • مركبة j^ −[(1)(1)−(3)(2)]=−(1−6)=5.
  • مركبة k^ (1)(−1)−(2)(2)=−1−4=−5.
  • إذن A⃗×B⃗=(5,5,−5).
  • التحقق (5,5,−5)⋅(1,2,3)=5+10−15=0 فالناتج عمودي على A⃗.
  • مثال 2 أوجد متجه وحدة عموديًّا على المستوى الذي يحوي A⃗=(1,2,3) وB⃗=(2,−1,1).
  • الحل:
  • من المثال السابق A⃗×B⃗=(5,5,−5) ومعياره 53.
  • متجه الوحدة =±(5,5,−5)53=±13(1,1,−1).
  • يوجد متجها وحدة متضادان، وكل منهما عمودي على المستوى.
3-3-10 الضرب الاتجاهي في الإحداثيات الكارتيزية
3-3-10 الضرب الاتجاهي في الإحداثيات الكارتيزية
│ └── طريقة التذكر←├── 3-3-10 الضرب الاتجاهي في الإحداثيات الكارتيزية
الضرب الاتجاهي والضرب الثلاثي القياسي · 4 / 9
3-3-11 خواص الضرب الاتجاهي وشرط توازي متجهين

3-3-11 خواص الضرب الاتجاهي وشرط توازي متجهين

الخواص

غير إبداليA⃗×B⃗=−(B⃗×A⃗).
التوزيعA⃗×(B⃗+C⃗)=A⃗×B⃗+A⃗×C⃗.
الضرب في عدد(kA⃗)×B⃗=k(A⃗×B⃗)=A⃗×(kB⃗).
المتجهان المتوازيانA⃗×B⃗=0⃗ لأن sin⁡0∘=sin⁡180∘=0.
3-3-11 خواص الضرب الاتجاهي وشرط توازي متجهين
3-3-11 خواص الضرب الاتجاهي وشرط توازي متجهين

شرط التوازي

  • المتجهان غير الصفريين A⃗ وB⃗ متوازيان إذا وفقط إذا كان A⃗×B⃗=0⃗.
  • وهذا يكافئ تناسب المركبات a1b1=a2b2=a3b3=k.
  • إذا كانت k>0 فالمتجهان في اتجاه واحد، وإذا كانت k<0 فهما متضادان.

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال 1 المتجه A⃗=(m,−4,6) يوازي المتجه B⃗=(3,2,n)، أوجد m وn.
  • الحل:
  • شرط التوازي m3=−42=6n.
  • −42=−2 فيكون m=−6.
  • 6n=−2 ومنها n=−3.
  • النسبة سالبة فالمتجهان متوازيان في اتجاهين متضادين.
  • مثال 2 إذا كان A⃗=(1,−2,3) وB⃗∥A⃗ وكان ∥B⃗∥=214 فأوجد B⃗.
  • الحل:
  • ∥A⃗∥=1+4+9=14.
  • B⃗=kA⃗ ومنها ∣k∣14=214 أي k=±2.
  • B⃗=(2,−4,6) أو B⃗=(−2,4,−6).
الضرب الاتجاهي والضرب الثلاثي القياسي · 5 / 9
3-3-12 المعنى الهندسي للضرب الاتجاهي: المساحة

3-3-12 المعنى الهندسي للضرب الاتجاهي: المساحة

مساحة متوازي الأضلاع

  • إذا كان A⃗ وB⃗ ضلعين متجاورين في متوازي أضلاع فمساحته = القاعدة × الارتفاع =∥A⃗∥⋅∥B⃗∥sin⁡θ.
  • إذن:
3-3-12 المعنى الهندسي للضرب الاتجاهي- المساحة
3-3-12 المعنى الهندسي للضرب الاتجاهي- المساحة
  • مساحة متوازي الأضلاع=∥A⃗×B⃗∥

مساحة المثلث

  • المثلث الذي ضلعاه المتجاوران A⃗ وB⃗ مساحته نصف مساحة متوازي الأضلاع المناظر:

مساحة المثلث ABC=12∥AB→×AC→∥

  • لحساب مساحة مثلث معلوم رءوسه نكوّن المتجهين من أي رأس إلى الرأسين الآخرين.

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال 1 أوجد مساحة متوازي الأضلاع الذي فيه A⃗=(1,2,3) وB⃗=(2,−1,1) ضلعان متجاوران.
  • الحل:
  • A⃗×B⃗=(5,5,−5).
  • المساحة =25+25+25=53 وحدة مربعة.
  • مثال 2 أوجد مساحة المثلث ABC حيث A(1,1,1) وB(2,3,4) وC(4,2,3).
  • الحل:
  • AB→=(1,2,3) وAC→=(3,1,2).
  • مركبة i^ (2)(2)−(3)(1)=1.
  • مركبة j^ −[(1)(2)−(3)(3)]=7.
  • مركبة k^ (1)(1)−(2)(3)=−5.
  • AB→×AC→=(1,7,−5) ومعياره 1+49+25=75=53.
  • المساحة =12×53=532 وحدة مربعة.
  • مثال 3 إذا كان A⃗=(1,2,3) وB⃗=(2,−1,1) فتحقق من العلاقة ∥A⃗×B⃗∥2+(A⃗⋅B⃗)2=∥A⃗∥2∥B⃗∥2.
  • الحل:
  • ∥A⃗×B⃗∥2=75.
  • A⃗⋅B⃗=2−2+3=3 ومربعه 9.
  • المجموع =84.
  • ∥A⃗∥2∥B⃗∥2=14×6=84 فالعلاقة صحيحة.
الضرب الاتجاهي والضرب الثلاثي القياسي · 6 / 9
3-3-13 الضرب الثلاثي القياسي

3-3-13 الضرب الثلاثي القياسي

التعريف

  • إذا كانت A⃗ وB⃗ وC⃗ ثلاثة متجهات فإن المقدار A⃗⋅(B⃗×C⃗) يسمى حاصل الضرب الثلاثي القياسي، وهو عدد حقيقي.
  • بدلالة المركبات يساوي قيمة المحدد:
3-3-13 الضرب الثلاثي القياسي
3-3-13 الضرب الثلاثي القياسي
A⃗⋅(B⃗×C⃗)=∣a1a2a3b1b2b3c1c2c3∣←وقيمة المحدد =a1(b2c3−b3c2)−a2(b1c3−b3c1)+a3(b1c2−b2c1).

خواصه

الترتيب الدوري←لا تتغير قيمته إذا بقيت المتجهات في ترتيب دوري واحد:

A⃗⋅(B⃗×C⃗)=B⃗⋅(C⃗×A⃗)=C⃗⋅(A⃗×B⃗)

  • تبديل موضع متجهين يغير الإشارة فقط (لأن الضرب الاتجاهي غير إبدالي).
  • إذا كانت المتجهات الثلاثة في مستوى واحد (متحدة المستوى) فإن حاصل الضرب الثلاثي القياسي يساوي صفرًا.
  • يساوي صفرًا أيضًا إذا تساوى متجهان أو توازيا.
  • لمجموعة يمينية i^⋅(j^×k^)=i^⋅i^=1.

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال 1 أوجد A⃗⋅(B⃗×C⃗) إذا كان A⃗=(1,2,0) وB⃗=(0,1,3) وC⃗=(2,0,1).
  • الحل:
  • B⃗×C⃗=((1)(1)−(3)(0), −[(0)(1)−(3)(2)], (0)(0)−(1)(2))=(1,6,−2).
  • A⃗⋅(B⃗×C⃗)=1+12+0=13.
  • بالمحدد 1(1⋅1−3⋅0)−2(0⋅1−3⋅2)+0=1+12=13.
  • مثال 2 أوجد قيمة k التي تجعل المتجهات A⃗=(1,1,1) وB⃗=(1,2,3) وC⃗=(1,k,5) في مستوى واحد.
  • الحل:
  • شرط وقوعها في مستوى واحد أن يكون المحدد صفرًا.
  • 1(10−3k)−1(5−3)+1(k−2)=10−3k−2+k−2=6−2k.
  • 6−2k=0 ومنها k=3.
  • التحقق C⃗=(1,3,5)=2B⃗−A⃗.
الضرب الاتجاهي والضرب الثلاثي القياسي · 7 / 9
3-3-14 حجم متوازي السطوح ورباعي الوجوه

3-3-14 حجم متوازي السطوح ورباعي الوجوه

حجم متوازي السطوح

  • إذا مثلت المتجهات A⃗ وB⃗ وC⃗ ثلاثة أحرف متجاورة غير مستوية في متوازي سطوح فإن:
3-3-14 حجم متوازي السطوح ورباعي الوجوه
3-3-14 حجم متوازي السطوح ورباعي الوجوه

V=∣A⃗⋅(B⃗×C⃗)∣

  • التفسير ∥B⃗×C⃗∥ مساحة القاعدة، وارتفاع المجسم هو مركبة A⃗ في اتجاه العمودي على القاعدة.
  • القيمة المطلقة تضمن أن الحجم موجب أيًّا كان ترتيب المتجهات.

حجم رباعي الوجوه (الهرم الثلاثي)

  • رباعي الوجوه الذي أحرفه المتجاورة A⃗ وB⃗ وC⃗ حجمه سدس حجم متوازي السطوح المناظر:

V=16∣A⃗⋅(B⃗×C⃗)∣

  • يمكن استخدام ذلك لإيجاد حجم هرم قاعدته مثلث بمعرفة إحداثيات رءوسه الأربعة (نأخذ المتجهات من أحد الرءوس).

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال 1 أوجد حجم متوازي السطوح الذي أحرفه المتجاورة A⃗=(1,2,0) وB⃗=(0,1,3) وC⃗=(2,0,1).
  • الحل:
  • من المثال السابق A⃗⋅(B⃗×C⃗)=13.
  • V=∣13∣=13 وحدة حجم.
  • مثال 2 أوجد حجم رباعي الوجوه رءوسه O(0,0,0) وP(2,0,0) وQ(0,3,0) وR(0,0,4).
  • الحل:
  • OP→=(2,0,0) وOQ→=(0,3,0) وOR→=(0,0,4).
  • المحدد =2×3×4=24.
  • V=16×24=4 وحدات حجم.
  • مثال 3 أوجد حجم رباعي الوجوه رءوسه A(1,0,0) وB(2,1,1) وC(1,2,0) وD(1,0,3).
  • الحل:
  • من الرأس A AB→=(1,1,1) وAC→=(0,2,0) وAD→=(0,0,3).
  • AC→×AD→=(6,0,0).
  • AB→⋅(6,0,0)=6.
  • V=16×6=1 وحدة حجم.
الضرب الاتجاهي والضرب الثلاثي القياسي · 8 / 9
3-3-15 ملخص: متى نستخدم أي نوع من الضرب

3-3-15 ملخص: متى نستخدم أي نوع من الضرب

وجه المقارنة الضرب القياسي الضرب الاتجاهي
الرمز A⃗⋅B⃗ A⃗×B⃗
نوع الناتج عدد حقيقي متجه
القانون ∥A⃗∥ ∥B⃗∥cos⁡θ ∥A⃗∥ ∥B⃗∥sin⁡θ n^
الإبدال إبدالي غير إبدالي
يساوي صفرًا عند التعامد التوازي
أهم استخدام الزاوية والمركبة والشغل المساحة واتجاه العمودي على المستوى

كيف تختار

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
الزاوية بين متجهين أو التعامد أو المركبةالضرب القياسيالضربالقياسي
مساحة أو متجه عمودي على مستوى أو التوازيالضرب الاتجاهيالضربالاتجاهي
حجم متوازي سطوح أو رباعي وجوه أو وقوع ثلاثة متجهات في مستوىالضرب الثلاثي القياسيالضربالثلاثيالقياسي
•
  • egp-ex{margin:18px 0
  • border:1px solid rgba(79
  • 224
  • border-radius:16px
  • overflow:hidden
  • background:#fff}.egp-ex-h{padding:10px 16px
  • font-weight:800
  • background:linear-gradient(90deg
  • #4f3fe0
  • #22c1c3)
  • color:#fff}.egp-ex-tabs{display:flex
  • flex-wrap:wrap
  • gap:6px
  • padding:10px 12px
  • background:#f7f6ff}.egp-ex-b{border:1px solid rgba(79
  • 224
  • background:#fff
  • border-radius:20px
  • padding:5px 14px
  • font-weight:700
  • cursor:pointer}.egp-ex-b.on{background:#4f3fe0
  • color:#fff}.egp-ex-p{padding:12px 16px}
margin18pxbordersolid
الضرب الاتجاهي والضرب الثلاثي القياسي · 9 / 9