أنواع العلاقات التناسبية
عن هذا الدرس
حدّد أولًا هل العلاقة تناسبية أصلًا: في الطردي تبقى القسمة ثابتة، وفي العكسي يبقى حاصل الضرب ثابتًا، وفي المركب تغيّر عاملًا واحدًا في كل خطوة.
قبل أي حساب اسأل: إذا تضاعفت الكمية الأولى، فماذا يحدث للثانية؟
إن تضاعفت فالتناسب طردي.
وإن صارت نصفًا فالتناسب عكسي.
وإن لم يحدث هذا ولا ذاك فالعلاقة ليست تناسبية، ولا تصح فيها أي من الطريقتين.
الطردي: القسمة ص ÷ س ثابتة. أي عملية تجريها على الكمية الأولى أجرِها على الثانية.
النسبة ٤ : ٧ طردية أيضًا. أوجد قيمة الجزء الواحد، ثم اضربها في عدد الأجزاء.
إذا كان ٢٠٪ من س = ٣٠٪ من ص فإن س : ص = ٣ : ٢.
العكسي: فيه مقدار كلي ثابت يُقتسم، فحاصل الضرب س × ص ثابت. احسبه ثم اقسمه على القيمة الجديدة.
في مسائل الغياب: الحاضرون × الزيادة = حصص الغائبين.
مثلًا
٦ عمال ينهون عملًا في ١٢ يومًا. في كم يوم ينهيه ٩ عمال؟
العمل = ٦ × ١٢ = ٧٢.
الأيام = ٧٢ ÷ ٩ = ٨ أيام.
لاختبار جدول: اقسم ص ÷ س، فإن ثبت الناتج فالتناسب طردي.
وإلا فاضرب س × ص، فإن ثبت الناتج فالتناسب عكسي.
وإلا فالعلاقة ليست تناسبية.
زيادة الكميتين معًا لا تكفي، فالأجرة التي فيها رسم ثابت ليست طردية.
والعمليات التي تحدث في وقت واحد لا يتغير زمنها بتغير العدد.
المركب: غيّر عاملًا واحدًا في كل خطوة وثبّت الباقي.
إن احتاج المجهول أن يكبر فاضربه في كسر أكبر من ١، وإن احتاج أن يصغر فاضربه في كسر أصغر من ١.
أو احسب إنتاج الوحدة، كآلة واحدة في ساعة واحدة، ثم ابنِ عليه.
مثلًا
٦ آلات تنتج ٩٠٠ علبة في ٥ ساعات. كم آلة تلزم لإنتاج ٢٧٠٠ علبة في ٣ ساعات؟
العلب ثلاثة أمثالها، فالآلات ٦ × ٣ = ١٨ آلة.
الوقت أقل فتلزم آلات أكثر: ١٨ × ٥ ÷ ٣ = ٣٠ آلة.
القاعدة
وحّد الوحدات أولًا. في الطردي ص ÷ س ثابت، وفي العكسي س × ص ثابت، وإن لم يثبت أيهما فالعلاقة ليست تناسبية. في المركب غيّر عاملًا واحدًا في كل خطوة.
عن هذا الدرس
حدّد أولًا هل العلاقة تناسبية أصلًا: في الطردي تبقى القسمة ثابتة، وفي العكسي يبقى حاصل الضرب ثابتًا، وفي المركب تغيّر عاملًا واحدًا في كل خطوة.
الشرح
في مسائل كثيرة كميتان تتغيران معًا، مثل الوزن والسعر، أو عدد العمال وعدد الأيام، أو السرعة والزمن. قبل أي حساب اسأل نفسك: إذا تضاعفت الكمية الأولى، فماذا يحدث للثانية؟
لهذا السؤال ثلاث إجابات، ولكل إجابة طريقة حل. إذا تضاعفت الثانية فالتناسب طردي. وإذا صارت نصف ما كانت فالتناسب عكسي. وإذا لم تتضاعف ولم تصر نصفًا فالعلاقة ليست تناسبية، ولا يصح فيها أي من الطريقتين. الرسم يعرض ثلاث حالات تبدأ كلها بمضاعفة الكمية الأولى من ٣ إلى ٦.
نبدأ بالتناسب الطردي. فيه تتغير الكميتان بالعامل نفسه: إذا ضُربت إحداهما في عدد ضُربت الأخرى في العدد نفسه. لذلك تبقى القسمة بينهما ثابتة، فالسعر ÷ الوزن يساوي دائمًا سعر الوحدة الواحدة.
هذا يعطيك طريقة الحل: كل عملية تُجريها على الكمية الأولى أجرِها على الثانية أيضًا. ومن أسهل الطرق أن تصل إلى وحدة سهلة، كمئة جرام أو قطعة واحدة، ثم تضرب.
مثلًا
سعر ٢٠٠ جرام من القهوة ١٢ ريالًا، فما سعر ١٫٥ كيلوجرام؟
وحّد الوحدات أولًا: ١٫٥ كيلوجرام = ١٥٠٠ جرام.
١٠٠ جرام نصف ٢٠٠ جرام، فسعرها نصف ١٢، أي ٦ ريالات.
١٥٠٠ جرام = ١٥ × ١٠٠ جرام، فسعرها ١٥ × ٦ = ٩٠ ريالًا.
تحقّق: ١٢ ÷ ٢٠٠ = ٠٫٠٦ و٩٠ ÷ ١٥٠٠ = ٠٫٠٦، فسعر الجرام ثابت كما يجب في الطردي.
والنسبة المكتوبة بالصورة ٤ : ٧ تناسب طردي أيضًا. معناها أن الكميتين مقسومتان إلى أجزاء متساوية القيمة: للأولى ٤ أجزاء وللثانية ٧. أوجد قيمة الجزء الواحد من الكمية المعلومة، ثم اضربه في عدد أجزاء المطلوبة.
مثلًا
نسبة البنين إلى البنات في نادٍ ٤ : ٧، وعدد البنات ٣٥. كم عدد البنين؟
البنات ٧ أجزاء = ٣٥، فالجزء الواحد = ٣٥ ÷ ٧ = ٥.
البنون ٤ أجزاء = ٤ × ٥ = ٢٠.
تحقّق: ٢٠ : ٣٥ = ٤ : ٧ بعد القسمة على ٥.
وقد تأتيك النسبة مخفية في صورة نسبتين مئويتين متساويتين، مثل: ٢٠٪ من س = ٣٠٪ من ص. العدد الذي نأخذ منه النسبة الأصغر يجب أن يكون هو الأكبر ليعطي الناتج نفسه، لذلك تنعكس النسبة.
مثلًا
س + ص = ٥٠، و٢٠٪ من س = ٣٠٪ من ص. أوجد س وص.
٠٫٢ س = ٠٫٣ ص، واضرب الطرفين في ١٠: ٢ س = ٣ ص.
إذن س : ص = ٣ : ٢، فالعدد ٣ يقابل س لأن نسبتها المئوية أصغر.
مجموع الأجزاء ٣ + ٢ = ٥، والجزء الواحد = ٥٠ ÷ ٥ = ١٠.
س = ٣ × ١٠ = ٣٠، وص = ٢ × ١٠ = ٢٠.
تحقّق: ٢٠٪ من ٣٠ = ٦، و٣٠٪ من ٢٠ = ٦.
في كل ما سبق كبرت الكميتان معًا. لكن ماذا لو كان هناك مقدار ثابت يُقتسم بين الكميتين؟ هنا تنقلب العلاقة.
في التناسب العكسي يوجد مقدار كلي ثابت، كعمل واحد ينجزه العمال، أو مسافة واحدة تقطعها سيارة، أو مبلغ واحد يُوزَّع. إذا زاد العمال قلّت الأيام، لأن العمل نفسه يُقسم على أيدٍ أكثر.
الثابت هنا هو حاصل الضرب: العمال × الأيام = العمل كله. تخيّله مساحة مستطيل: يطول أحد ضلعيه فيقصر الآخر، والمساحة لا تتغير.
مثلًا
٦ عمال ينهون عملًا في ١٢ يومًا. في كم يوم ينهيه ٩ عمال بالمعدل نفسه؟
العمل كله = ٦ × ١٢ = ٧٢ يوم عمل.
مع ٩ عمال: الأيام = ٧٢ ÷ ٩ = ٨ أيام.
تحقّق منطقيًا: عمال أكثر ← أيام أقل، و٨ أقل من ١٢.
والفكرة نفسها في السرعة والزمن، فالمسافة الثابتة = السرعة × الزمن. وفي توزيع مبلغ ثابت، فالمبلغ = عدد الأشخاص × نصيب الفرد. احسب الثابت من المعطيات، ثم اقسمه على القيمة الجديدة.
أصعب صور العكسي في الاختبار أن يغيب بعض الأشخاص فيزيد نصيب الحاضرين. المفتاح أن مجموع الزيادة التي نالها الحاضرون كلهم هو بالضبط الأنصبة التي تركها الغائبون.
مثلًا
وُزّع مبلغ على ٦٠ شخصًا، فغاب ١٢ منهم، فزاد نصيب كل حاضر ٥٠ ريالًا. كم المبلغ؟
الحاضرون = ٦٠ − ١٢ = ٤٨ شخصًا.
مجموع الزيادة = ٤٨ × ٥٠ = ٢٤٠٠ ريال، وهو ما تركه الغائبون.
النصيب الأصلي = ٢٤٠٠ ÷ ١٢ = ٢٠٠ ريال.
المبلغ = ٦٠ × ٢٠٠ = ١٢٠٠٠ ريال.
تحقّق: ١٢٠٠٠ ÷ ٤٨ = ٢٥٠، وهو ٢٠٠ + ٥٠.
عرفنا حتى الآن نوع العلاقة من معنى المسألة. لكن الاختبار قد يضع أمامك علاقة ليست تناسبية أصلًا، فيجب أن تتأكد قبل أن تطبّق أي طريقة.
لتختبر جدولًا اقسم أولًا كل ص على س. فإن ثبت الناتج فالتناسب طردي. وإن لم يثبت فاضرب س × ص، فإن ثبت الناتج فالتناسب عكسي. وإن لم يثبت أي منهما فالعلاقة ليست تناسبية.
مثلًا
حدّد نوع العلاقة في كل جدول:
الجدول الأول: س = ٢، ٥، ٨ وص = ٦، ١٥، ٢٤.
ص ÷ س = ٣، ٣، ٣، والناتج ثابت ← طردي.
الجدول الثاني: س = ٢، ٤، ١٠ وص = ٢٠، ١٠، ٤.
س × ص = ٤٠، ٤٠، ٤٠، والناتج ثابت ← عكسي.
الجدول الثالث: س = ١، ٢، ٤ وص = ٥، ٨، ١٤.
ص ÷ س = ٥، ٤، ٣٫٥ غير ثابت، وس × ص = ٥، ١٦، ٥٦ غير ثابت ← ليست تناسبية.
انتبه إلى أن زيادة الكميتين معًا لا تعني أنهما متناسبتان. خذ أجرة سيارة فيها ٥ ريالات عند الركوب ثم ريالان لكل كيلومتر: الأجرة تزيد مع المسافة، لكنها لا تتضاعف بتضاعفها، لأن الريالات الخمسة ثابتة. أما العداد الذي يحسب ٣ ريالات لكل كيلومتر فقط فطردي، لأنه يبدأ من الصفر: صفر كيلومتر يعني صفر ريال.
وفخ آخر شائع: عمليات تحدث في وقت واحد لا واحدة بعد أخرى. هنا لا يتغير الزمن بتغير العدد أصلًا، فلا تقسم ولا تضرب.
مثلًا
نُشرت ٥ مناشف مبللة معًا فجفّت كلها في ٤٠ دقيقة. كم دقيقة تحتاج منشفة واحدة في الظروف نفسها؟
اسأل: هل جفّت المناشف معًا أم واحدة بعد أخرى؟ الجواب: معًا.
إذن قضت كل منشفة على الحبل ٤٠ دقيقة.
الجواب ٤٠ دقيقة، لا ٤٠ ÷ ٥ = ٨.
وكذلك تحتاج ١٠ مناشف منشورة معًا ٤٠ دقيقة، ما دام الحبل يتسع لها.
بعد أن عرفت كيف تحدد اتجاه العلاقة بين كميتين، صرت جاهزًا لمسائل فيها ثلاث كميات أو أكثر تتغير معًا.
في التناسب المركب يتغير أكثر من عامل في الوقت نفسه، مثل عدد العمال والزمن وكمية الإنتاج. لا تحاول رؤيتها كلها دفعة واحدة. غيّر عاملًا واحدًا في كل خطوة وثبّت الباقي، واسأل: هل يحتاج هذا التغيير إلى قيمة أكبر للمجهول أم أصغر؟
إذا احتاج المجهول أن يكبر فاضربه في كسر أكبر من ١، وإذا احتاج أن يصغر فاضربه في كسر أصغر من ١. هكذا يتحول المركب إلى خطوات طردية وعكسية بسيطة مما تعرفه.
مثلًا
٦ آلات تنتج ٩٠٠ علبة في ٥ ساعات. كم آلة تلزم لإنتاج ٢٧٠٠ علبة في ٣ ساعات بالمعدل نفسه؟
الخطوة الأولى: ثبّت الزمن وغيّر الإنتاج. العلب من ٩٠٠ إلى ٢٧٠٠، أي ثلاثة أمثالها. إنتاج أكثر يحتاج آلات أكثر، والعلاقة طردية: ٦ × ٣ = ١٨ آلة.
الخطوة الثانية: غيّر الزمن من ٥ ساعات إلى ٣. وقت أقل يحتاج آلات أكثر، والعلاقة عكسية، فاضرب في الكسر الأكبر من ١: ١٨ × ٥ ÷ ٣ = ٣٠ آلة.
الجواب: ٣٠ آلة.
وهناك طريقة ثانية سريعة: احسب إنتاج الوحدة الواحدة، أي ما تنتجه آلة واحدة في ساعة واحدة، ثم ابنِ عليه المطلوب.
مثلًا
المسألة نفسها بطريقة الوحدة:
إنتاج آلة واحدة في ساعة = ٩٠٠ ÷ (٦ × ٥) = ٩٠٠ ÷ ٣٠ = ٣٠ علبة.
المطلوب ٢٧٠٠ علبة في ٣ ساعات، أي ٢٧٠٠ ÷ ٣ = ٩٠٠ علبة في كل ساعة.
عدد الآلات = ٩٠٠ ÷ ٣٠ = ٣٠ آلة، والنتيجة تطابق الطريقة الأولى.
وقد تتغير العوامل كلها بالنسبة نفسها فيلغي بعضها بعضًا. لا تحكم من عامل واحد، بل مرّ عليها كلها.
مثلًا
٨ عمال يرصفون ٢٤٠ مترًا من طريق في ٦ أيام. في كم يوم يرصف ٤ عمال ١٢٠ مترًا بالمعدل نفسه؟
العمال صاروا النصف، والعمال الأقل يحتاجون أيامًا أكثر: ٦ × ٢ = ١٢ يومًا.
الأمتار صارت النصف، والعمل الأقل يحتاج أيامًا أقل: ١٢ ÷ ٢ = ٦ أيام.
الجواب ٦ أيام. والسبب أن نصيب كل عامل ما زال ٣٠ مترًا كما في الأصل: ٢٤٠ ÷ ٨ = ١٢٠ ÷ ٤ = ٣٠.
القاعدة
قبل أي حساب تأكد أن العلاقة تناسبية وأن الوحدات موحّدة. في الطردي تبقى القسمة ص ÷ س ثابتة، فتضرب الكميتين في العدد نفسه. في العكسي يبقى حاصل الضرب س × ص ثابتًا، فإذا ضُربت إحداهما في عدد قُسمت الأخرى عليه. في المركب غيّر عاملًا واحدًا في كل خطوة، وحدّد هل يكبّر المجهول أم يصغّره.
أخطاء شائعة
- استعمال الطردي في علاقة عكسية، كأن تزيد الأيام حين يزيد العمال. اسأل: هل يوجد مقدار كلي ثابت يُقتسم؟ إن وُجد فالعلاقة عكسية.
- افتراض التناسب لأن الكميتين تزيدان معًا، كأجرة فيها رسم ثابت. اختبر: هل تتضاعف الثانية فعلًا حين تتضاعف الأولى؟
- قسمة الزمن على العدد في عمليات تحدث معًا، كتجفيف ملابس منشورة في وقت واحد. اسأل: هل تحدث معًا أم بالدور؟
- عكس النسبة عند تساوي نسبتين مئويتين. إذا كان ٢٠٪ من س = ٣٠٪ من ص فإن س : ص = ٣ : ٢ لا ٢ : ٣، والنسبة المئوية الأصغر تذهب مع العدد الأكبر.
- خلط الوحدات، كمقارنة جرامات بكيلوجرامات أو أيام بأسبوع. حوّل كل الكميات إلى وحدة واحدة أولًا.
- في التناسب المركب: تعديل الجواب بحسب عامل واحد ونسيان العامل الآخر الذي تغيّر. مرّ على كل عامل متغير واحدًا بعد الآخر.
- في مسائل الغياب: عدّ حاصل ضرب الحاضرين في الزيادة هو المبلغ كله. هذا الناتج يساوي حصص الغائبين فقط، فاقسمه على عدد الغائبين لتجد النصيب الأصلي.
اضغط على أي خيار خاطئ لترى لماذا لا يصح
إذا كان ثمن ٦ دفاتر يساوي ١٥ ريالًا، فكم دفترًا يمكن شراؤه بمبلغ ١٢٠ ريالًا؟
- لماذا لا؟ ٤٠ دفترًا تكلف ١٠٠ ريال فقط؛ لأن سعر الدفتر الواحد ٢٫٥ ريال.
- الإجابة الصحيحة: ٤٨اختيار صحيح؛ المبلغ ١٢٠ يساوي ثمانية أمثال ١٥، لذا عدد الدفاتر = ٦ × ٨ = ٤٨.
- لماذا لا؟ هذه القيمة لا تحافظ على التناسب؛ تكلفة ٥٦ دفترًا تساوي ١٤٠ ريالًا.
- لماذا لا؟ ٦٠ دفترًا تكلف ١٥٠ ريالًا، وهو أكبر من المبلغ المعطى.
استراتيجية ذهنية
حلّ مفصّل
الخطأ الشائع
اضغط على أي خيار خاطئ لترى لماذا لا يصح
يستطيع ٣ عمال صبغ جدار في ٤ ساعات. إذا أردنا صبغ الجدار نفسه في ساعتين بالمعدل نفسه، فكم عاملًا نحتاج؟
- لماذا لا؟ عند اختيار ٤، مجموع ساعات العمل خلال ساعتين يساوي ٨، بينما القيمة اللازمة ١٢.
- لماذا لا؟ عند اختيار ٥، مجموع ساعات العمل خلال ساعتين يساوي ١٠، بينما القيمة اللازمة ١٢.
- الإجابة الصحيحة: ٦٦ تحقق الشرط: مجموع ساعات العمل خلال ساعتين يساوي ١٢.
- لماذا لا؟ عند اختيار ٧، مجموع ساعات العمل خلال ساعتين يساوي ١٤، بينما القيمة اللازمة ١٢.
استراتيجية ذهنية
حلّ مفصّل
الخطأ الشائع
اضغط على أي خيار خاطئ لترى لماذا لا يصح
إذا كان سعر ١٢٥ جرامًا من الشاي ٢٫٤ ريال، فما سعر الكيلوجرام الواحد؟
- الإجابة الصحيحة: ١٩٫٢الكيلوجرام يساوي ثماني كميات من ١٢٥ جم؛ ٨ × ٢٫٤ = ١٩٫٢ ريال.
- لماذا لا؟ ٢٠٫٤ ريال للكميات الثماني تعني ٢٫٥٥ ريال لكل ١٢٥ جم، لا ٢٫٤.
- لماذا لا؟ ٢٤ ريال ثمن عشر كميات من ١٢٥ جم، أي ١٢٥٠ جم، وهي أكثر من كيلوجرام.
- لماذا لا؟ ٢٦٫٦ ريال تتجاوز ثمن عشر كميات، وهو ٢٤ ريالًا؛ والكيلوجرام لا يحتاج إلا إلى ثماني كميات.
استراتيجية ذهنية
حلّ مفصّل
الخطأ الشائع
اضغط على أي خيار خاطئ لترى لماذا لا يصح
يحفر ٢٠ عاملًا ٤٠ بئرًا خلال ٦٠ يومًا. في كم يوم يحفر ١٠ عمال ٢٠ بئرًا بالمعدل نفسه؟
- الإجابة الصحيحة: ٦٠٦٠ تحقق الشرط: أيام العمل العمالية للعشرة عمال تساوي ٦٠٠.
- لماذا لا؟ عند اختيار ٣٠، أيام العمل العمالية للعشرة عمال تساوي ٣٠٠، بينما القيمة اللازمة ٦٠٠.
- لماذا لا؟ عند اختيار ٢٥، أيام العمل العمالية للعشرة عمال تساوي ٢٥٠، بينما القيمة اللازمة ٦٠٠.
- لماذا لا؟ عند اختيار ٥٠، أيام العمل العمالية للعشرة عمال تساوي ٥٠٠، بينما القيمة اللازمة ٦٠٠.
استراتيجية ذهنية
حلّ مفصّل
الخطأ الشائع
اختبر هذا المفهوم
خمسة أسئلة بلا مساعدة ولا محاولة ثانية، وأربع صحيحة تضع مستواك في هذا المفهوم عند صعوبتها.
٥ أسئلة بصعوبة «سهل»