جميع الكتب

مهني

1 Markets I: The Ecosystem and Exchange-Traded Marketsالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 2 Markets II: Rates, FX and Creditالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 3 Markets III: Commodities, Energy and Cryptoالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 4 Quantitative Methodsالأساليب عبر الإنترنتالإنجليزية 5 Derivatives and Volatilityالمشتقات عبر الإنترنتالإنجليزية 6 Rates, Credit, XVA and Riskالفائدة والائتمان والمخاطر عبر الإنترنتالإنجليزية 7 Research Craft: Predictors, Backtests, Measurement, Portfoliosالبحث عبر الإنترنتالإنجليزية 8 Strategies I: Equities and Futuresالاستراتيجيات عبر الإنترنتالإنجليزية 9 Strategies II: Volatility, Relative Value, Macro and the Bank Desksالاستراتيجيات عبر الإنترنتالإنجليزية 10 Microstructure and Executionالتنفيذ عبر الإنترنتالإنجليزية 11 Market Making and High-Frequency Tradingصناعة السوق عبر الإنترنتالإنجليزية 12 Machine Learning for Marketsتعلم الآلة عبر الإنترنتالإنجليزية 13 Low-Latency Softwareالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 14 Networks, Hardware and Trading Infrastructureالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 15 Research, Data and Risk Platformsالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 16 The Desk and the Firmالشركة عبر الإنترنتالإنجليزية 17 The Industry: Firms, Roles and Careersالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 18 Interviews I: Maths, Probability and Speedالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 19 Interviews II: Markets, Trading Games and the Final Roundالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 20 Interviews III: Codeالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية
التطبيقات حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الرياضيات · المسرد

ما معنى المساحة؟

يُعرف أيضًا باسم: مساحة · مساحة سطح

تعريف 43.5 الرياضيات في المرحلتين الابتدائية والإعدادية · الفصل 43 — المحيط والمساحة والحجم

مساحة الشكل تقيس السطح الذي تغطّيه: أي كم مربع وحدة يدخل فيه. والوحدات: سم2^2 (مربع طول ضلعه 11 سم)، وم2^2، وكم2^2، … واِنتبه:

1 م2=100×100 سم2=10 000 سم21 \text{ م}^2 = 100 \times 100 \text{ سم}^2 = 10\,000 \text{ سم}^2

— فالمتر المربع مربع 100100 سم في 100100 سم، ومنه كل درجة من سلّم الوحدات تساوي 100100، لا 1010.

مساحة المستطيل: 7 أعمدة في كل منها 4 مربعات وحدة، إذن 7 × 4 = 28 مربعًا في المجموع. ولهذا كانت المساحة = الطول × العرض.
مساحة المستطيل: 77 أعمدة في كل منها 44 مربعات وحدة، إذن 7×4=287 \times 4 = 28 مربعًا في المجموع. ولهذا كانت المساحة == الطول ×\times العرض.

أمثلة

مثال 43.7 (الأشكال المركّبة)

غرفة على شكل حرف L هي مستطيل 66 م ×\times 44 م حُذف منه ركن مربع 22 م ×\times 22 م. ومساحتها، خطوة خطوة:

  1. المستطيل الكامل: 6×4=246 \times 4 = 24 م2^2؛
  2. المربع المحذوف: 2×2=42 \times 2 = 4 م2^2؛
  3. المساحة الباقية: 24−4=2024 - 4 = 20 م2^2.

وأما محيطها فليس 2020 من أيّ شيء: فبالدوران حول حرف L، ما زال الحدّ يقيس 6+4+6+4=206 + 4 + 6 + 4 = 20 م — فقَطعا الركن يعوّضان قطعتين متساويتين من الجدار. العدد نفسه بالمصادفة، لكنه أمتار مربعة في واحدة، وأمتار في الأخرى!

اقرأ في الفصل ←
تعريف 19.20 الرياضيات الجامعية — السنة 2 · الفصل 19 — السطوح

ليكن σ ⁣:U→R3\sigma \colon U \to \R^3 سطحا نظاميا متباينا من الصنف C1\mathcal{C}^1 ولتكن K⊆UK \subseteq U منطقة متراصة تكون التكاملات المزدوجة عليها ذات معنى (الفصل 20). مساحة القطعة σ(K)\sigma(K) هي

A=∬K∥σu∧σv∥  ⁣du  ⁣dv=∬KEG−F2   ⁣du  ⁣dv.\mathcal{A} = \iint_K \norm{\sigma_u \wedge \sigma_v}\,\dd u\,\dd v = \iint_K \sqrt{EG - F^2}\;\dd u\,\dd v .
السرج z = x2 - y2 بجوار المبدأ، مع منحنياته الإحداثية (منحنيات u بالأزرق، ومنحنيات v بالأخضر)، والمستوي المماس في M_0 = (0,0,0) (بالمتقطع) والناظم الواحدي n. ويعبر السطح مستويه المماس — وهو النظير ذو البعدين لنقطة الانعطاف.
شكل 19.1. السرج z=x2−y2z = x^2 - y^2 بجوار المبدأ، مع منحنياته الإحداثية (منحنيات uu بالأزرق، ومنحنيات vv بالأخضر)، والمستوي المماس في M0=(0,0,0)M_0 = (0,0,0) (بالمتقطع) والناظم الواحدي nn. ويعبر السطح مستويه المماس — وهو النظير ذو البعدين لنقطة الانعطاف.
أربعة من السطوح التسعة من الدرجة الثانية المصنفة في مسألة نهاية الأسبوع، مرسومة بظلالها الخارجية ومنحنى مستوى (بالأحمر): المجسم الإهليلجي المحدود، والمجسم الزائدي ذو الطية الواحدة مزدوج التسطير بخصره، وطاسة المجسم المكافئ الإهليلجي، والسرج، الذي ينثني مقطعاه المكافئان في اتجاهين متعاكسين. أربعة من السطوح التسعة من الدرجة الثانية المصنفة في مسألة نهاية الأسبوع، مرسومة بظلالها الخارجية ومنحنى مستوى (بالأحمر): المجسم الإهليلجي المحدود، والمجسم الزائدي ذو الطية الواحدة مزدوج التسطير بخصره، وطاسة المجسم المكافئ الإهليلجي، والسرج، الذي ينثني مقطعاه المكافئان في اتجاهين متعاكسين. أربعة من السطوح التسعة من الدرجة الثانية المصنفة في مسألة نهاية الأسبوع، مرسومة بظلالها الخارجية ومنحنى مستوى (بالأحمر): المجسم الإهليلجي المحدود، والمجسم الزائدي ذو الطية الواحدة مزدوج التسطير بخصره، وطاسة المجسم المكافئ الإهليلجي، والسرج، الذي ينثني مقطعاه المكافئان في اتجاهين متعاكسين. أربعة من السطوح التسعة من الدرجة الثانية المصنفة في مسألة نهاية الأسبوع، مرسومة بظلالها الخارجية ومنحنى مستوى (بالأحمر): المجسم الإهليلجي المحدود، والمجسم الزائدي ذو الطية الواحدة مزدوج التسطير بخصره، وطاسة المجسم المكافئ الإهليلجي، والسرج، الذي ينثني مقطعاه المكافئان في اتجاهين متعاكسين.
أربعة من السطوح التسعة من الدرجة الثانية المصنفة في مسألة نهاية الأسبوع، مرسومة بظلالها الخارجية ومنحنى مستوى (بالأحمر): المجسم الإهليلجي المحدود، والمجسم الزائدي ذو الطية الواحدة مزدوج التسطير بخصره، وطاسة المجسم المكافئ الإهليلجي، والسرج، الذي ينثني مقطعاه المكافئان في اتجاهين متعاكسين.

أمثلة

مثال 19.22 (تمثيلان بيانيان مختلفان، ومساحة واحدة)

فوق قرص الوحدة، قارن الطاسة z=12(x2+y2)z = \frac12(x^2 + y^2) بالسرج z=xyz = xy. فدالتا المساحة تحت التكامل (التمرين 19.5) هما

1+x2+y2و1+y2+x2:\sqrt{1 + x^2 + y^2} \qquad\text{و}\qquad \sqrt{1 + y^2 + x^2} :

وهما متطابقتان. فللسطحين — أحدهما ينحني في الاتجاهات كلها بالطريقة نفسها والآخر على شكل سرج — مساحتان متساويتان تماما فوق أي منطقة، وهي 2π3(22−1)\frac{2\pi}3(2\sqrt2 - 1) فوق قرص الوحدة. فعنصر المساحة لا يرى إلا طول التدرج، لا ترتيب الانثناء؛ وتمييز الطاسة من السرج يتطلب معطيات من الرتبة الثانية (بنية الإشارات المعروضة في الشكل 19.1)، لا يكشفها أي قدر من قياس المساحات. فالصورة الأساسية الأولى متري أعمى عن الشكل؛ أما الصورة الثانية المبصرة للشكل فتنتمي إلى السنة الثالثة.

مثال 19.23 (مساحة الكرة)

من أجل الخريطة الكروية في المثال 19.2:

σθ=R(−sin⁡θcos⁡φ, cos⁡θcos⁡φ, 0),σφ=R(−cos⁡θsin⁡φ, −sin⁡θsin⁡φ, cos⁡φ),\sigma_\theta = R(-\sin\theta\cos\varphi,\ \cos\theta\cos\varphi,\ 0), \qquad \sigma_\varphi = R(-\cos\theta\sin\varphi,\ -\sin\theta\sin\varphi,\ \cos\varphi),

ومنه E=R2cos⁡2φE = R^2\cos^2\varphi، F=0F = 0، G=R2G = R^2، وEG−F2=R2cos⁡φ\sqrt{EG - F^2} = R^2\cos\varphi. ومنه

A=∫−π/2π/2 ⁣ ⁣∫02πR2cos⁡φ   ⁣dθ  ⁣dφ=2πR2 [sin⁡φ]−π/2π/2=4πR2.\mathcal{A} = \int_{-\pi/2}^{\pi/2}\!\!\int_0^{2\pi} R^2\cos\varphi\;\dd\theta\,\dd\varphi = 2\pi R^2\,\bigl[\sin\varphi\bigr]_{-\pi/2}^{\pi/2} = \boxed{4\pi R^2} .

مثال 19.24 (المخروط، متحققا منه بصيغة المدرسة)

من أجل المخروط z=x2+y2z = \sqrt{x^2 + y^2} فوق التاج a≤ρ≤ba \leq \rho \leq b، تعطي صيغة التمثيل البياني في التمرين 19.5 المقدار 1+fx2+fy2=21 + f_x^2 + f_y^2 = 2 (بحساب fx=x/ρf_x = x/\rho وfy=y/ρf_y = y/\rho)، ومنه

A=2 π (b2−a2).\mathcal A = \sqrt2\,\pi\,(b^2 - a^2) .

وللتحقق مع صيغة طول الراسم πρℓ\pi\rho\ell في المثال 19.26: للمخروطين الكاملين ذوي نصفي قطر القاعدة bb وaa مساحتان جانبيتان πb⋅b2\pi b\cdot b\sqrt2 وπa⋅a2\pi a\cdot a\sqrt2، وفرقهما هو بالضبط 2π(b2−a2)\sqrt2\pi(b^2 - a^2). فخريطتان، وصيغتان، ومساحة واحدة — وهو الثبات المبرهن في التمرين 19.8، مشاهَدا في الطبيعة.

اقرأ في الفصل ←