حيوانات: الفرق بين سرعة النعامة وسرعة الدجاجة 48 كلم/س، وسرعة النعامة 64 كلم/س. اكتب معادلة لإيجاد (ع) التي تمثل سرعة الدجاجة، ثم حلها.
الإجابة: المعادلة هي: ع + 48 = 64. حل المعادلة يكشف أن قيمة ع = 16 كلم/س.
شرح الإجابة:
إننا أمام مسألة تدمج بين عالم الأحياء والرياضيات، حيث نستخدم لغة الجبر الدقيقة لوصف علاقة فيزيائية بين كائنين. المعطيات واضحة: لدينا سرعة النعامة، ولدينا مقدار الفارق بين سرعتها وسرعة الدجاجة. المجهول هنا هو سرعة الدجاجة، والذي نرمز له بالمتغير “ع” لنتمكن من صياغة المشكلة بلغة رياضية مجردة وقابلة للحل. الهدف إذن هو تحويل هذه العلاقة اللفظية إلى هيكل رياضي منطقي.
وبناءً على ذلك، ننتقل إلى ترجمة المعطيات إلى معادلة خطية. بما أن سرعة النعامة تتفوق على سرعة الدجاجة بمقدار 48 كيلومترًا في الساعة، فهذا يعني أننا لو أضفنا هذا الفارق إلى سرعة الدجاجة (الأبطأ)، لحصلنا على سرعة النعامة (الأسرع). هذه العلاقة تُصاغ رياضيًا على النحو التالي: سرعة الدجاجة (ع) مضافًا إليها الفارق (48) تساوي سرعة النعامة (64). وهكذا، تتشكل لدينا المعادلة: ع + 48 = 64، حيث تُمثل “ع” و “48” و “64” المتغيرات والثوابت في هذه المسألة.
وهنا يكمن جوهر الحل في عزل المتغير “ع” في طرف بمفرده لكشف قيمته. تتطلب المعادلة الرياضية الحفاظ على توازنها الدقيق؛ فأي إجراء يتم على الطرف الأيمن للمعادلة، يجب أن يُطبق مثله تمامًا على الطرف الأيسر للمعادلة. للتخلص من العدد (+48) المجاور للمتغير “ع”، نلجأ إلى استخدام العمليات العكسية، والعملية العكسية للجمع هي الطرح. لذا، نقوم بطرح العدد 48 من كلا طرفي المعادلة للحفاظ على هذا التوازن الجوهري.
بتطبيق هذه الخطوة الحاسمة، تصبح المعادلة على الصورة التالية: ع + 48 – 48 = 64 – 48. في الطرف الأيمن، يلغي الجمع والطرح بعضهما البعض (48 – 48 = 0)، فلا يتبقى سوى المتغير “ع”. وفي الطرف الأيسر، نقوم بعملية حسابية بسيطة لنجد أن 64 مطروحًا منها 48 يساوي 16. ومن ثم، نصل إلى النتيجة النهائية والمباشرة بأن: ع = 16.
وللتأكد من صحة هذا الاستنتاج، نقوم بالتحقق من الحل عبر تعويض قيمة “ع” التي توصلنا إليها في المعادلة الأصلية. هل 16 + 48 يساوي حقًا 64؟ الإجابة هي نعم، فالمساواة صحيحة تمامًا، مما يؤكد أن سرعة الدجاجة الفعلية هي 16 كيلومترًا في الساعة. وبهذه الطريقة، لا نكون قد حللنا مسألة حسابية فحسب، بل وظفنا التفكير المنطقي لتحليل معدل الحركة وتحويله من وصف لفظي إلى كميات عددية دقيقة ومثبتة.