← العودة للدرس
1 / 15
الأسس واللوغاريتمات وتطبيقات عليها
🌿

الأسس واللوغاريتمات وتطبيقات عليها

مراجعة الوحدة · جسر بصري · ⁦pH⁩ · ريختر · ديسيبل · نمو · فوائد مركبة · عمر النصف

الرياضيات العامة · الأسس واللوغاريتمات · الوحدة ⁦
الأسس واللوغاريتمات وتطبيقات عليها
مراجعة الوحدة · جسر بصري · ⁦⁩ · ريختر · ديسيبل · نمو · فوائد مركبة · عمر النصف
📖 الدرس ⁦
⏱ ~⁦⁩ دقيقة
📚 كتاب الوزارة
🎯

سوف تتعلم

🎯
سوف تتعلم
ربط الدالة الأسية ⁦⁩ بالدالة اللوغاريتمية ⁦
تطبيق خواص اللوغاريتمات في مسائل ⁦⁩ وريختر والديسيبل
نمذجة النمو السكاني والفائدة المركبة وعمر النصف بالدوال الأسية
حل معادلات أسية ولوغاريتمية في سياق تطبيقي باستخدام الحاسبة
📖

مقدمة تاريخية — نابير وأويلر

📖
مقدمة تاريخية — نابير وأويلر

أُدخل مفهوم اللوغاريتمات إلى الرياضيات في أوائل القرن السابع عشر على يد العالم جون نابير كوسيلة لتبسيط الحسابات؛ ليعتمد عليها الملاحون والعلماء والمهندسون مستخدمين المسطرة الحاسبة والجدول اللوغاريتمي. واستفادوا من خواص اللوغاريتمات باستبدال الضرب بجمع اللوغاريتمات: ⁦⁩.

ويرجع الفضل في ربط اللوغاريتم بالدالة الأسية للعالم ليونهارد أويلر في القرن الثامن عشر، فاتسع مفهوم اللوغاريتم وارتبط بالدوال الحقيقية.

ويستفاد من المقياس اللوغاريتمي في مجالات واسعة: الديسيبل لقياس شدة الصوت، والأس الهيدروجيني ⁦ في الكيمياء، ومقياس ريختر لقوة الزلازل.

🔗

مراجعة — العلاقة الأسية واللوغاريتمية

🔗
مراجعة — العلاقة الأسية واللوغاريتمية

الدالة الأسية ⁦⁩ والدالة اللوغاريتمية ⁦دالتان عكسيتان — انعكاسهما في الخط ⁦⁩. تحويل الضرب إلى جمع كان ثورة في الحساب قبل الحاسبات الحديثة.

📐

مراجعة خواص اللوغاريتمات

📐
مراجعة خواص اللوغاريتمات

لتبسيط المقادير في التطبيقات، نستخدم (حيث ⁦⁩، ⁦⁩، ⁦⁩):

🎮

استكشف تفاعلي — أسّي ⟷ لوغاريتمي

🎮
استكشف تفاعلي — أسّي ⟷ لوغاريتمي
🪞 مرآة العلاقة العكسية
الأس ⁦

حرّك ⁦⁩ ولاحظ العلاقة العكسية بين ⁦⁩ و ⁦⁩ — أساس التطبيقات في ⁦⁩ والريختر والديسيبل.

📊

لوحة التطبيقات — نظرة شاملة

📊
لوحة التطبيقات — نظرة شاملة

أربع مجالات تستخدم اللوغاريتمات يوميًا. كل بطاقة تربط الصيغة بالرسم التفاعلي:

🧪

تطبيق — درجة الحموضة ⁦pH⁩

🧪
تطبيق — درجة الحموضة ⁦
⁩ مقياس لوغاريتمي لحمضية المحلول: كل نقطة على المقياس تمثل قوة أيون الهيدروجين ⁦⁩.
مثال عكسي — إيجاد ⁦⁩ من ⁦

إذا كان ⁦⁩:

⁩ ⟹ ⁦⁩ ⟹ ⁦⁩ مول/لتر.

🌋

تطبيق — مقياس ريختر للزلازل

🌋
تطبيق — مقياس ريختر للزلازل
مثال — مقارنة زلزالين

زلزال بقوة ⁦⁩ مقابل زلزال بقوة ⁦⁩:

الزلزال الأقوى أشد بمقدار ١٠٠ مرة في الشدة المرجعية.

مثال — زلزال ⁦⁩ مقابل ⁦

⁩ — نفس النسبة لأن الفرق درجتان.

حيث ⁦⁩ شدة الزلزال و ⁦⁩ شدة مرجعية. المقياس لوغاريتمي: زيادة درجة واحدة تعني زيادة الطاقة بحوالي ٣٢ مرة (تقريبًا ⁦⁩).

🔊

تطبيق — الديسيبل وشدة الصوت

🔊
تطبيق — الديسيبل وشدة الصوت
مثال — مضاعفة الشدة

إذا تضاعفت الشدة من ⁦⁩ إلى ⁦⁩:

⁩ dB

حيث ⁦⁩ شدة الصوت و ⁦⁩ شدة مرجعية (عتبة السمع ≈ ⁦⁩ واط/م²). كل زيادة ١٠ dB تعني ضعف الشدة المحسوسة تقريبًا.

📈

تطبيق — النمو السكاني

📈
تطبيق — النمو السكاني
كثير من ظواهر النمو في الحياة تُنمذج بالدالة الأسية: كل فترة زمنية ثابتة يزداد العدد بنسبة ثابتة ⁦⁩.
مثال — مدينة نموها ⁦⁩ سنويًا

⁩ نسمة، ⁦⁩:

بعد ⁦⁩ سنوات: ⁦

بعد ⁦⁩ سنة: ⁦

إيجاد الزمن — استخدام اللوغاريتم

متى يتضاعف السكان؟ نحل ⁦⁩:

⁩ ⟹ ⁦⁩ ⟹ ⁦

عند ⁦⁩: ⁦⁩ سنة.

💰

تطبيق — الفائدة المركبة

💰
تطبيق — الفائدة المركبة
مثال — إيداع بنكي

⁩ جنيه، ⁦⁩ (٨%)، ⁦⁩ (سنويًا)، ⁦⁩:

⁩ جنيه.

مثال — تركيب ربع سنوي

⁩، ⁦⁩، ⁦⁩، ⁦⁩:

⁩ جنيه.

حيث ⁦⁩ رأس المال، ⁦⁩ معدل الفائدة السنوي (كسري)، ⁦⁩ عدد مرات التركيب في السنة، ⁦⁩ الزمن بالسنوات.

☢️

تطبيق — عمر النصف (تضاؤل أسّي)

☢️
تطبيق — عمر النصف (تضاؤل أسّي)
مثال — مادة مشعة

نصف عمر ⁦⁩ سنوات. بعد ⁦⁩ سنة:

⁩ — يتبقى ⁦⁩ من الكمية الأصلية (⁦⁩).

حيث ⁦⁩ فترة عمر النصف — الزمن اللازم لانخفاض الكمية إلى نصف قيمتها.

🧮

حل معادلات مركبة — تطبيقية

🧮
حل معادلات مركبة — تطبيقية
📝

تمارين تطبيقية — تدريب تفاعلي

📝
تمارين تطبيقية — تدريب تفاعلي

أوجد ⁦⁩ تقريبًا (مول/لتر).

تحقق
عرض الحل

زلزال ⁦⁩ مقابل ⁦⁩ — كم مرة أقوى في الشدة؟

تحقق
عرض الحل
⁩، ⁦⁩، ⁦⁩ سنوات

قيمة المبلغ بعد ٨ سنوات (فائدة مركبة سنوية).

تحقق
عرض الحل

مادة نصف عمرها ⁦⁩ سنة — نسبة المتبقي بعد ⁦⁩ سنة؟

تحقق
عرض الحل

أوجد ⁦⁩ (لأقرب رقمين عشريين).

تحقق
عرض الحل
⁩ ⁦⁩ ⁦⁩ ⁦
عرض الحل

خاصية الضرب: ⁦

تم إكمال الشريحة!