مسائل رياضيات

حساب المصفوفات 2×2 وتحديد المتغير المجهول X (مسألة رياضيات)

المسألة الرياضية هي حساب قيمة المصفوفة التالية:

5X44\begin{vmatrix} -5 & X \\ 4 & -4 \end{vmatrix}

ووفقًا للمعلومات المعطاة، نعلم أن الناتج هو 8. لحل هذه المسألة، يمكننا استخدام قاعدة حساب قيمة مصفوفة 2×2. تعطى المصفوفة بالشكل التالي:

abcd=adbc\begin{vmatrix} a & b \\ c & d \end{vmatrix} = ad – bc

في حالتنا:

5X44=(5×4)(X×4)=204X\begin{vmatrix} -5 & X \\ 4 & -4 \end{vmatrix} = (-5 \times -4) – (X \times 4) = 20 – 4X

ونعلم أن هذه القيمة تساوي 8. لذلك:

204X=820 – 4X = 8

لحل هذه المعادلة، يمكننا نقل 20 إلى الجهة الأخرى بواسطة الجمع وثم قسم الناتج على -4:

4X=820    4X=12    X=124=3-4X = 8 – 20 \implies -4X = -12 \implies X = \frac{-12}{-4} = 3

إذاً، قيمة المتغير المجهول X هي 3.

المزيد من المعلومات

لحل المسألة المعطاة، نحتاج إلى حساب قيمة المصفوفة 2×2 باستخدام القاعدة التالية:

abcd=adbc\begin{vmatrix} a & b \\ c & d \end{vmatrix} = ad – bc

في حالتنا، المصفوفة هي:

5X44\begin{vmatrix} -5 & X \\ 4 & -4 \end{vmatrix}

بتطبيق القاعدة:

(5×4)(X×4)=204X(-5 \times -4) – (X \times 4) = 20 – 4X

ونعلم أن هذه القيمة تساوي 8، لذلك:

204X=820 – 4X = 8

نقوم بنقل 20 إلى الجهة الأخرى باستخدام الجمع:

4X=820    4X=12-4X = 8 – 20 \implies -4X = -12

ثم نقوم بقسم الناتج على -4 للحصول على قيمة المتغير المجهول X:

X=124=3X = \frac{-12}{-4} = 3

القوانين المستخدمة في هذا الحل تشمل:

  1. قاعدة حساب قيمة مصفوفة 2×2:

    abcd=adbc\begin{vmatrix} a & b \\ c & d \end{vmatrix} = ad – bc
  2. قاعدة الجمع والطرح:

    a=b    a+c=b+ca = b \implies a + c = b + c
  3. القاعدة الأساسية للمعادلات الخطية:

    ax=b    x=baax = b \implies x = \frac{b}{a}

باستخدام هذه القوانين، تم حل المسألة وتحديد قيمة المتغير المجهول X كـ 3.