أوراق المعادلات والصيغ الرياضية
المرجع الفوري المعتمد للرياضيات والفيزياء والكيمياء مع ترميز LaTeX ووحدات SI الدولية.
جناح صيغ حساب المثلثات
متطابقات فيثاغورس، مجموع وفرق الزوايا، ضعف ونصف الزاوية، صيغة أويلر، وقوانين الجيب وجيب التمام.
جدول قيم زوايا دائرة الوحدة القياسية
النسب المثلثية الدقيقة للزوايا المرجعية الشائعة بالدرجات والراديان
| الدرجات (x) | الراديان (rad) | sin(x) | cos(x) | tan(x) | csc(x) | sec(x) | cot(x) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0° | 0 | 0 | 1 | 0 | غير معرّف | 1 | غير معرّف |
| 30° | π/6 | 1/2 | √3/2 | √3/3 | 2 | 2√3/3 | √3 |
| 45° | π/4 | √2/2 | √2/2 | 1 | √2 | √2 | 1 |
| 60° | π/3 | √3/2 | 1/2 | √3 | 2√3/3 | 2 | √3/3 |
| 90° | π/2 | 1 | 0 | غير معرّف | 1 | غير معرّف | 0 |
| 120° | 2π/3 | √3/2 | -1/2 | -√3 | 2√3/3 | -2 | -√3/3 |
| 135° | 3π/4 | √2/2 | -√2/2 | -1 | √2 | -√2 | -1 |
| 150° | 5π/6 | 1/2 | -√3/2 | -√3/3 | 2 | -2√3/3 | -√3 |
| 180° | π | 0 | -1 | 0 | غير معرّف | -1 | غير معرّف |
| 270° | 3π/2 | -1 | 0 | غير معرّف | -1 | غير معرّف | 0 |
| 360° | 2π | 0 | 1 | 0 | غير معرّف | 1 | غير معرّف |
🔄 الهويات المتبادلة والحاصل
8 صيغ العلاقات الأساسية بين النسب المثلثية الأولية والمتبادلة
الهويات المتبادلة والحاصل
8 صيغالعلاقات الأساسية بين النسب المثلثية الأولية والمتبادلة
جيب متبادل
sin(x) = 1csc(x) csc(x) ≠ 0; x ≠ nπ
قاطع التمام المتبادل
csc(x) = 1sin(x) sin(x) ≠ 0; x ≠ nπ
جيب التمام متبادل
cos(x) = 1sec(x) sec(x) ≠ 0; x ≠ (2n+1)π/2
القاطع المتبادل
sec(x) = 1cos(x) cos(x) ≠ 0; x ≠ (2n+1)π/2
الظل المتبادل
tan(x) = 1cot(x) cot(x) ≠ 0; x ≠ nπ/2
ظل التمام المتبادل
cot(x) = 1tan(x) tan(x) ≠ 0; x ≠ nπ/2
حاصل الظل
tan(x) = sin(x)cos(x) النسبة بين المقابل والمجاور في المثلث القائم
حاصل ظل التمام
cot(x) = cos(x)sin(x) نسبة المجاور إلى المقابل في المثلث القائم
🪞 صيغ الزوايا المتقابلة (الدوال الزوجية والفردية)
6 صيغ سلوك التماثل للدوال المثلثية في ظل زاوية سلبية
صيغ الزوايا المتقابلة (الدوال الزوجية والفردية)
6 صيغسلوك التماثل للدوال المثلثية في ظل زاوية سلبية
الزاوية السالبة الجيبية (وظيفة فردية)
sin(-x) = -sin(x) متماثل فيما يتعلق بالأصل
زاوية جيب التمام السالبة (وظيفة زوجية)
cos(-x) = cos(x) متماثل بالنسبة للمحور y
زاوية الظل السلبية (وظيفة فردية)
tan(-x) = -tan(x) تناظر غريب حول الأصل
زاوية ظل التمام السالبة (دالة فردية)
cot(-x) = -cot(x) تناظر غريب حول الأصل
الزاوية السالبة القاطعة (الدالة الزوجية)
sec(-x) = sec(x) يرث حتى التماثل من جيب التمام
زاوية قاطع التمام السالبة (دالة فردية)
csc(-x) = -csc(x) يرث التماثل الغريب من الجيب
📐 صيغ الوظائف المشتركة (الزوايا التكميلية)
6 صيغ الهويات التي تربط الدوال المثلثية للزوايا التكميلية (π/2 - x أو 90° - x)
صيغ الوظائف المشتركة (الزوايا التكميلية)
6 صيغالهويات التي تربط الدوال المثلثية للزوايا التكميلية (π/2 - x أو 90° - x)
الوظيفة المشتركة الجيبية
sin(π2- x) = cos(x) أيضًا: sin(90° - x) = cos(x)
وظيفة جيب التمام
cos(π2- x) = sin(x) أيضًا: cos(90° - x) = sin(x)
وظيفة مشتركة الظل
tan(π2- x) = cot(x) أيضًا: ظا(90° - x) = سرير(x)
دالة ظل التمام
cot(π2- x) = tan(x) أيضًا: المهد(90° - x) = tan(x)
الوظيفة المشتركة القاطعة
sec(π2- x) = csc(x) أيضًا: ثانية(90° - x) = csc(x)
الوظيفة المشتركة Cosecant
csc(π2- x) = sec(x) أيضًا: CSC(90° - x) = ثانية(x)
🔺 الهويات الفيثاغورية والأشكال الجبرية
9 صيغ مشتق مباشرة من دائرة الوحدة (x² + y² = 1) وعلم المثلثات للمثلث القائم الزاوية
الهويات الفيثاغورية والأشكال الجبرية
9 صيغمشتق مباشرة من دائرة الوحدة (x² + y² = 1) وعلم المثلثات للمثلث القائم الزاوية
هوية فيثاغورس الأولية
sin²(x) + cos²(x) = 1 الهوية الأساسية صالحة لجميع الزوايا الحقيقية x
جيب من حيث جيب التمام
sin(x) = ±√1 - cos²(x) تم اختيار العلامة بناءً على ربع x
جيب التمام من حيث الجيب
cos(x) = ±√1 - sin²(x) تم اختيار العلامة بناءً على ربع x
هوية فيثاغورس الظل القاطع
1 + tan²(x) = sec²(x) تم الحصول عليه بقسمة sin²(x) + cos²(x) = 1 على cos²(x)
نموذج الفرق القاطع والمماس
sec²(x) - tan²(x) = 1 صالحة حيث cos(x) ≠ 0
هوية فيثاغورس ظل التمام وقاطع التمام
1 + cot²(x) = csc²(x) تم الحصول عليه بقسمة sin²(x) + cos²(x) = 1 على sin²(x)
نموذج فرق قاطع التمام وظل التمام
csc²(x) - cot²(x) = 1 صالح حيث sin(x) ≠ 0
وحدة دائرة التطبيع الجذري
√sin²(x) + cos²(x) = 1 طول الوتر الهندسي على دائرة الوحدة
هويات وحدة المنتج
sin(x)·csc(x) = 1, cos(x)·sec(x) = 1, tan(x)·cot(x) = 1 المنتجات المتبادلة تساوي الوحدة
➕ جمع الزوايا وطرحها (الزوايا المركبة)
8 صيغ صيغ النسب المثلثية لمجموع وفرق الزاويتين (A ± B)
جمع الزوايا وطرحها (الزوايا المركبة)
8 صيغصيغ النسب المثلثية لمجموع وفرق الزاويتين (A ± B)
جيب الزاوية مجموع
sin(A + B) = sin(A)cos(B) + cos(A)sin(B) صيغة الزاوية المركبة الرئيسية لإضافة الجيب
جيب فرق الزاوية
sin(A - B) = sin(A)cos(B) - cos(A)sin(B) صيغة الزاوية المركبة الرئيسية لفرق الجيب
جيب التمام لمجموع الزوايا
cos(A + B) = cos(A)cos(B) - sin(A)sin(B) لاحظ علامة الطرح في توسيع مجموع جيب التمام
جيب التمام لفرق الزاوية
cos(A - B) = cos(A)cos(B) + sin(A)sin(B) لاحظ علامة الجمع في توسيع فرق جيب التمام
ظل مجموع الزوايا
tan(A + B) = tan(A) + tan(B)1 - tan(A)tan(B) يتطلب tan(A)tan(B) ≠ 1
ظل فرق الزاوية
tan(A - B) = tan(A) - tan(B)1 + tan(A)tan(B) يتطلب tan(A)tan(B) ≠ -1
ظل التمام لمجموع الزوايا
cot(A + B) = cot(A)cot(B) - 1cot(B) + cot(A) صيغة مركبة لمجموع ظل التمام
ظل التمام لفرق الزاوية
cot(A - B) = cot(A)cot(B) + 1cot(B) - cot(A) الصيغة المركبة لفرق ظل التمام
✖️2️⃣ صيغ الزاوية المزدوجة (2x)
7 صيغ التعبير عن دوال الزاوية المزدوجة (2x) بدلالة الزاوية المفردة (x)
صيغ الزاوية المزدوجة (2x)
7 صيغالتعبير عن دوال الزاوية المزدوجة (2x) بدلالة الزاوية المفردة (x)
زاوية جيبية مزدوجة
sin(2x) = 2 sin(x) cos(x) يتضمن شكل معلمات الظل العقلاني
زاوية جيب التمام المزدوجة (الفرق القياسي)
cos(2x) = cos²(x) - sin²(x) النتيجة المباشرة لـ cos(x + x)
زاوية جيب التمام المزدوجة (جيب التمام فقط)
cos(2x) = 2 cos²(x) - 1 أمر بالغ الأهمية للتكامل والحد من الطاقة
جيب التمام زاوية مزدوجة (جيب فقط)
cos(2x) = 1 - 2 sin²(x) ضروري للتكامل واشتقاق نصف الزاوية
زاوية جيب التمام المزدوجة (معلمات الظل)
cos(2x) = 1 - tan²(x)1 + tan²(x) علاقة استبدال Weierstrass لجيب التمام
زاوية مزدوجة الظل
tan(2x) = 2 tan(x)1 - tan²(x) يتطلب tan²(x) ≠ 1
زاوية ظل التمام المزدوجة
cot(2x) = cot²(x) - 12 cot(x) يتطلب سرير أطفال(x) ≠ 0
3️⃣ صيغ الزوايا الثلاثية (3x)
4 صيغ الدوال المثلثية لـ 3x معبرًا عنها بأشكال متعددة الحدود أحادية الزاوية
صيغ الزوايا الثلاثية (3x)
4 صيغالدوال المثلثية لـ 3x معبرًا عنها بأشكال متعددة الحدود أحادية الزاوية
زاوية ثلاثية جيبية
sin(3x) = 3 sin(x) - 4 sin³(x) مفيدة لحل المعادلات التكعيبية والجبر
جيب التمام زاوية ثلاثية
cos(3x) = 4 cos³(x) - 3 cos(x) مكعب تشيبيشيف المباشر متعدد الحدود T₃(x) = 4x³ - 3x
زاوية ثلاثية الظل
tan(3x) = 3 tan(x) - tan³(x)1 - 3 tan²(x) يتطلب 3tan²(x) ≠ 1
زاوية ظل التمام الثلاثية
cot(3x) = 3 cot(x) - cot³(x)1 - 3 cot²(x) يتطلب 3مهد²(x) ≠ 1
½ صيغ نصف الزاوية (x/2)
6 صيغ الصيغ الدقيقة لأنصاف الزوايا مع الإشارة المحددة بواسطة الربع x/2
صيغ نصف الزاوية (x/2)
6 صيغالصيغ الدقيقة لأنصاف الزوايا مع الإشارة المحددة بواسطة الربع x/2
جيب نصف زاوية
sin(x2) = ±√1 - cos(x)2 ± تم اختيار العلامة بناءً على الربع الذي يحتوي على x/2
جيب التمام نصف زاوية
cos(x2) = ±√1 + cos(x)2 ± تم اختيار العلامة بناءً على الربع الذي يحتوي على x/2
نصف زاوية الظل (الشكل الجذري)
tan(x2) = ±√1 - cos(x)1 + cos(x) صيغة نصف زاوية الجذر التربيعي للظل
نصف زاوية الظل (الشكل العقلاني 1)
tan(x2) = 1 - cos(x)sin(x) لا يوجد غموض في الإشارة؛ دقيق للجميع x ≠ nπ
نصف زاوية الظل (الشكل العقلاني 2 / الفرق)
tan(x2) = sin(x)1 + cos(x) = csc(x) - cot(x) يعادل الفرق csc(x) - cot(x)
ظل التمام نصف زاوية
cot(x2) = 1 + cos(x)sin(x) = csc(x) + cot(x) يعادل مجموع CSC(x) + cot(x)
⚡ صيغ خفض الطاقة (القوى التربيعية والعليا)
7 صيغ يحول قوى الدوال المثلثية إلى مضاعفات الدرجة الأولى لـ x (ضروري لتكامل حساب التفاضل والتكامل)
صيغ خفض الطاقة (القوى التربيعية والعليا)
7 صيغيحول قوى الدوال المثلثية إلى مضاعفات الدرجة الأولى لـ x (ضروري لتكامل حساب التفاضل والتكامل)
تخفيض الطاقة التربيعية الجيبية
sin²(x) = 1 - cos(2x)2 حساب التفاضل والتكامل الأساسي الاختزال العكسي: ∫sin²(x)dx
تخفيض قوة جيب التمام التربيعية
cos²(x) = 1 + cos(2x)2 حساب التفاضل والتكامل الأساسي الاختزال العكسي: ∫cos²(x)dx
تخفيض قوة تربيع الظل
tan²(x) = 1 - cos(2x)1 + cos(2x) صيغة كسر جيب التمام العقلاني لـ tan²(x)
تخفيض الطاقة المكعب الجيبية
sin³(x) = 3 sin(x) - sin(3x)4 مشتقة مباشرة من هوية الزاوية الثلاثية sin(3x).
تخفيض طاقة جيب التمام المكعب
cos³(x) = 3 cos(x) + cos(3x)4 مشتقة مباشرة من هوية الزاوية الثلاثية cos(3x).
جيب الرابع تخفيض الطاقة
sin⁴(x) = 3 - 4 cos(2x) + cos(4x)8 تستخدم في سلسلة فورييه والتكاملات ذات الرتبة الأعلى
جيب التمام الرابع تخفيض الطاقة
cos⁴(x) = 3 + 4 cos(2x) + cos(4x)8 تستخدم في سلسلة فورييه والتكاملات ذات الرتبة الأعلى
✖️➡️➕ صيغ المنتج إلى المجموع
4 صيغ يحول منتجات الجيب وجيب التمام إلى مصطلحات المجموع والفرق (حاسمة لميكانيكا الموجات والتكاملات)
صيغ المنتج إلى المجموع
4 صيغيحول منتجات الجيب وجيب التمام إلى مصطلحات المجموع والفرق (حاسمة لميكانيكا الموجات والتكاملات)
جيب × منتج جيب
sin(A) sin(B) = ½ [cos(A - B) - cos(A + B)] يحول منتجات التداخل الموجي إلى مكونات مضافة
جيب التمام × منتج جيب التمام
cos(A) cos(B) = ½ [cos(A - B) + cos(A + B)] يحول منتجات جيب التمام إلى مكونات مضافة
منتج جيب التمام × جيب التمام
sin(A) cos(B) = ½ [sin(A + B) + sin(A - B)] صيغة منتج تعديل الإشارة القياسية
جيب التمام × منتج الجيب
cos(A) sin(B) = ½ [sin(A + B) - sin(A - B)] تحلل المنتج التكميلي
➕➡️✖️ صيغ المجموع إلى المنتج
6 صيغ تحويل المبالغ والاختلافات في الدوال المثلثية إلى منتجات الضرب
صيغ المجموع إلى المنتج
6 صيغتحويل المبالغ والاختلافات في الدوال المثلثية إلى منتجات الضرب
جيب + مجموع جيب
sin(A) + sin(B) = 2 sin(A + B2) cos(A - B2) يفسر ظاهرة تردد الإيقاع في صوتيات الموجات الصوتية
جيب - فرق جيب
sin(A) - sin(B) = 2 sin(A - B2) cos(A + B2) نموذج تحليل الموجة التفاضلية
جيب التمام + مجموع جيب التمام
cos(A) + cos(B) = 2 cos(A + B2) cos(A - B2) حتى تحويل المبلغ إلى المنتج
جيب التمام - فرق جيب التمام
cos(A) - cos(B) = -2 sin(A + B2) sin(A - B2) لاحظ العلامة السلبية الرائدة (أو الترتيب العكسي B - A)
الظل + مجموع الظل
tan(A) + tan(B) = sin(A + B)cos(A) cos(B) حساب المنحدرات الظل مجتمعة
الظل - الفرق الظل
tan(A) - tan(B) = sin(A - B)cos(A) cos(B) يحسب الفرق من المنحدرات الظل
📐 قوانين المثلث والعلاقات الهندسية
7 صيغ قوانين حل المثلثات المائلة العامة (قانون الجيب وجيب التمام والظلال وصيغ مولويد)
قوانين المثلث والعلاقات الهندسية
7 صيغقوانين حل المثلثات المائلة العامة (قانون الجيب وجيب التمام والظلال وصيغ مولويد)
قانون الجيوب
asin(A) = bsin(B) = csin(C) = 2R R هو نصف قطر الدائرة المقيدة (circumradius)
قانون جيب التمام (الجانب أ / الزاوية أ)
a² = b² + c² - 2bc cos(A) يحل SAS (الزاوية الجانبية والجانبية) أو SSS (الجانب والجانبي)
قانون جيب التمام (الجانب ب والجانب ج)
b² = a² + c² - 2ac cos(B), c² = a² + b² - 2ab cos(C) إصدارات متماثلة للجانبين ب و ج
قانون الظلال
a - ba + b = tan[½(A - B)]tan[½(A + B)] تم استخدامه تاريخيًا للحسابات اللوغاريتمية في الملاحة
صيغة مولويد الأولى
a + bc = cos[½(A - B)]sin(½C) صيغة ممتازة للتحقق من اتساق حل المثلث
صيغة مولويد الثانية
a - bc = sin[½(A - B)]cos(½C) علاقة اتساق Mollweide التكميلية
مساحة المثلث المثلثية (SAS)
Area = ½ a b sin(C) = ½ b c sin(A) = ½ a c sin(B) حساب المساحة من الجانبين والزاوية المضمنة
⭕ طول القوس والقطاعات والحركة الدائرية
3 صيغ العلاقات التي تربط الزاوية بالراديان بالمسافة المنحنية ومساحة القطاع والسرعة الزاوية
طول القوس والقطاعات والحركة الدائرية
3 صيغالعلاقات التي تربط الزاوية بالراديان بالمسافة المنحنية ومساحة القطاع والسرعة الزاوية
صيغة طول القوس
S = r x يجب التعبير عن الزاوية x بالراديان (x = x° × π / 180°)
منطقة القطاع الدائري
Area = ½ r² x = ½ r S x بالراديان؛ يساوي ½ × نصف القطر × طول القوس
السرعة الخطية والسرعة الزاوية
v = r ω, ω = xt = 2π f يربط السرعة العرضية الخطية v بالسرعة الزاوية ω والتردد f
🌐 صيغة أويلر، دي موافر والمثلثات المعقدة
5 صيغ جسر يربط بين التحليل المعقد الأسي وعلم المثلثات القطبية
صيغة أويلر، دي موافر والمثلثات المعقدة
5 صيغجسر يربط بين التحليل المعقد الأسي وعلم المثلثات القطبية
صيغة أويلر
e^(ix) = cos(x) + i sin(x) = cis(x) يربط الدالة الأسية مباشرة مع الجيب وجيب التمام؛ ل x=π يعطي e^(iπ) + 1 = 0
صيغة دي موافر
(r cis x)ⁿ = rⁿ cis(nx) = rⁿ [cos(nx) + i sin(nx)] يحسب القوى وجذور الأعداد المركبة على الفور
الضرب والقسمة القطبية
(r₁ cis x)(r₂ cis φ) = r₁r₂ cis(x + φ),r₁ cis xr₂ cis φ = (r₁r₂) cis(x - φ) تتضاعف/تقسم الأقدار؛ وسيطات الزاوية تضيف/تطرح
التعريف الأسي لجيب التمام
cos(x) = e^(ix) + e^(-ix)2 يعبر عن جيب التمام جبريا باستخدام الأسس المعقدة
التعريف الأسي للجيب
sin(x) = e^(ix) - e^(-ix)2i يعبر عن جيب الجيب جبريا باستخدام الأسس المعقدة
↩️ الهويات المثلثية العكسية
6 صيغ الخصائص وهويات فرع القيمة الرئيسية وصيغ مجموع الدوال الدائرية العكسية
الهويات المثلثية العكسية
6 صيغالخصائص وهويات فرع القيمة الرئيسية وصيغ مجموع الدوال الدائرية العكسية
الهويات التكميلية العكسية
sin⁻¹(x) + cos⁻¹(x) = π2, tan⁻¹(x) + cot⁻¹(x) = π2, sec⁻¹(x) + csc⁻¹(x) = π2 صالحة في المجالات المعنية: x ∈ [-1, 1], x ∈ ℝ, |x| ≥ 1
معكوس صيغة مجموع الظل
tan⁻¹(x) + tan⁻¹(y) = tan⁻¹(x + y1 - xy) إذا كانت xy > 1 وx,y > 0، أضف π إلى النتيجة
معكوس صيغة الفرق المماس
tan⁻¹(x) - tan⁻¹(y) = tan⁻¹(x - y1 + xy) صيغة طرح المماس العكسي القياسي
تمثيلات متعددة للظل العكسي المزدوج
2 tan⁻¹(x) = sin⁻¹(2x1 + x²) = cos⁻¹(1 - x²1 + x²) = tan⁻¹(2x1 - x²) حاسم في حساب التفاضل والتكامل Weierstrass-تعويض t (t = tan(x/2))
الهويات العكسية للحجة السلبية
sin⁻¹(-x) = -sin⁻¹(x), tan⁻¹(-x) = -tan⁻¹(x), cos⁻¹(-x) = π - cos⁻¹(x) لاحظ أن cos⁻¹(-x) ينتج π - cos⁻¹(x)
علاقات الوظائف العكسية
csc⁻¹(x) = sin⁻¹(1x), sec⁻¹(x) = cos⁻¹(1x), cot⁻¹(x) = tan⁻¹(1x) [x > 0] تعيين الوسيطة المتبادلة للوظائف العكسية
قواعد التفاضل والمشتقات
قواعد القوى والضرب والقسمة والسلسلة، ومشتقات الدوال الأسية واللوغاريتمية والمثلثية والزائدية.
⚡ قواعد وعمليات المشتقات الأساسية
9 صيغ قواعد التمايز التشغيلية الأساسية للثوابت والقوى والمجموعات الجبرية
قواعد وعمليات المشتقات الأساسية
9 صيغقواعد التمايز التشغيلية الأساسية للثوابت والقوى والمجموعات الجبرية
المشتق بالمبادئ الأولى (التعريف الحدي)
f'(x) = lim[h→0] (f(x + h) - f(x))h التعريف الأساسي للمشتقات على أنها معدل التغير اللحظي
القاعدة الثابتة
ddx [c] = 0 مشتقة أي ثابت c هي صفر
قاعدة القوة
ddx [xⁿ] = n·xⁿ⁻¹ صالحة لجميع الأسس الحقيقية n (n ∈ ℝ)
قاعدة متعددة ثابتة
ddx [c·f(x)] = c·f'(x) الثوابت عامل خارج التمايز
قاعدة المجموع والفرق
ddx [f(x) ± g(x)] = f'(x) ± g'(x) التمايز هو عامل خطي
قاعدة المنتج (قاعدة لايبنيز)
ddx [f(x)·g(x)] = f'(x)g(x) + f(x)g'(x) التفريق أولاً، الاستمرار في الثانية، بالإضافة إلى الانتظار أولاً، التفريق ثانيًا
قاعدة القسمة
ddx [f(x)g(x)] = g(x)f'(x) - f(x)g'(x)[g(x)]² يتطلب g(x) ≠ 0
قاعدة السلسلة (الوظائف المركبة)
ddx [f(g(x))] = f'(g(x))·g'(x) التفريق بين الدالة الخارجية التي تم تقييمها في الدالة الداخلية، وضربها في مشتقة الدالة الداخلية
قاعدة الوظيفة المتبادلة
ddx [1f(x)] = -f'(x)[f(x)]² الاختصار المباشر للوظائف الترددية
📈 المشتقات الأسية واللوغاريتمية
7 صيغ مشتقات الأسس الطبيعية والعامة والدوال اللوغاريتمية
المشتقات الأسية واللوغاريتمية
7 صيغمشتقات الأسس الطبيعية والعامة والدوال اللوغاريتمية
المشتق الأسي الطبيعي
ddx [eˣ] = eˣ الدالة الفريدة غير الصفرية تساوي مشتقتها الخاصة
المشتق الأسي الطبيعي المركب
ddx [e^(f(x))] = e^(f(x))·f'(x) قاعدة السلسلة المطبقة على الأسي الطبيعي
المشتق الأسي للقاعدة العامة
ddx [aˣ] = aˣ·ln(a) صالح لـ > 0، ≠ 1
مشتق اللوغاريتم الطبيعي
ddx [ln(x)] = 1x بالنسبة للقيم المطلقة: d/dx [ln|x|] = 1 / x (x ≠ 0)
مشتق اللوغاريتم الطبيعي المركب
ddx [ln(f(x))] = f'(x)f(x) المشتقة اللوغاريتمية / معدل التغير النسبي
مشتق اللوغاريتم الأساسي العام
ddx [loga(x)] = 1x·ln(a) تغيير صيغة التمايز الأساسية
القاعدة المتغيرة والأس المتغير (xˣ)
ddx [xˣ] = xˣ·(1 + ln(x)) مشتق باستخدام التمايز اللوغاريتمي y = xˣ ⇒ ln y = x ln x
📐 مشتقات الدوال المثلثية
7 صيغ مشتقات جميع الدوال المثلثية القياسية الست (sin، cos، tan، cot، sec، csc)
مشتقات الدوال المثلثية
7 صيغمشتقات جميع الدوال المثلثية القياسية الست (sin، cos، tan، cot، sec، csc)
مشتق من الجيب
ddx [sin(x)] = cos(x) معدل التغير في الجيب هو جيب التمام
مشتق من جيب التمام
ddx [cos(x)] = -sin(x) لاحظ الإشارة السلبية للدالة "co-".
مشتق من الظل
ddx [tan(x)] = sec²(x) يساوي أيضًا 1 + tan²(x)
مشتق ظل التمام
ddx [cot(x)] = -csc²(x) يساوي أيضًا -(1 + سرير²(x))
مشتق من القاطع
ddx [sec(x)] = sec(x)·tan(x) منتج القاطع والظل
مشتق من كوزيكانت
ddx [csc(x)] = -csc(x)·cot(x) منتج قاطع التمام وظل التمام بإشارة سالبة
شكل سلسلة مثلثية مركبة
ddx [sin(f(x))] = cos(f(x))·f'(x), ddx [cos(f(x))] = -sin(f(x))·f'(x) قاعدة السلسلة المثلثية المعممة القياسية
↩️ المشتقات المثلثية العكسية
6 صيغ مشتقات الجيب العكسي، وجيب التمام، والظل، وظل التمام، والقاطع، وقاطع التمام
المشتقات المثلثية العكسية
6 صيغمشتقات الجيب العكسي، وجيب التمام، والظل، وظل التمام، والقاطع، وقاطع التمام
مشتق من الجيب العكسي
ddx [sin⁻¹(x)] = 1√1 - x² المجال بدقة بين -1 و 1
مشتق من جيب التمام العكسي
ddx [cos⁻¹(x)] = -1√1 - x² السلبية الدقيقة لمشتقة الجيب العكسية
مشتق من المماس العكسي
ddx [tan⁻¹(x)] = 11 + x² صالحة لجميع الأعداد الحقيقية دون التفرد
مشتقة ظل التمام العكسي
ddx [cot⁻¹(x)] = -11 + x² السلبية الدقيقة لمشتقة الظل العكسي
مشتق من القاطع العكسي
ddx [sec⁻¹(x)] = 1|x|·√x² - 1 يتطلب |x| > 1
مشتق من قاطع التمام المعكوس
ddx [csc⁻¹(x)] = -1|x|·√x² - 1 السلبية الدقيقة للمشتق القاطع العكسي
〰️ المشتقات الزائدية والعكسية الزائدية
9 صيغ مشتقات سينه، كوش، تانه، والدوال العكسية لكل منها
المشتقات الزائدية والعكسية الزائدية
9 صيغمشتقات سينه، كوش، تانه، والدوال العكسية لكل منها
مشتقة الجيب الزائدي (sinh x)
ddx [sinh(x)] = cosh(x) لا تلاحظ أي علامة سلبية (على عكس جيب التمام العادي)
مشتق من جيب التمام الزائدي (cosh x)
ddx [cosh(x)] = sinh(x) معدل التغير الإيجابي
مشتقة المماس الزائدي (tanh x)
ddx [tanh(x)] = sech²(x) أمر بالغ الأهمية لتفعيل الانتشار العكسي للشبكة العصبية
مشتقة ظل التمام الزائدي (coth x)
ddx [coth(x)] = -csch²(x) مربع قاطع التمام الزائدي السالب
مشتقة القاطع الزائدي (sech x)
ddx [sech(x)] = -sech(x)·tanh(x) منتج زائدي سلبي
مشتق قاطع التمام الزائدي (csch x)
ddx [csch(x)] = -csch(x)·coth(x) منتج زائدي سلبي
مشتق من الجيب الزائدي العكسي
ddx [arsinh(x)] = 1√x² + 1 صالحة لجميع x الحقيقي
مشتق من جيب التمام الزائدي العكسي
ddx [arcosh(x)] = 1√x² - 1 صالح لـ x> 1
مشتق من المماس الزائدي العكسي
ddx [artanh(x)] = 11 - x² صالح لـ |x| < 1
🔬 تقنيات ونظريات التمايز المتقدمة
6 صيغ التمايز الضمني، المنحنيات البارامترية، قاعدة لوبيتال، وتوسعات تايلور
تقنيات ونظريات التمايز المتقدمة
6 صيغالتمايز الضمني، المنحنيات البارامترية، قاعدة لوبيتال، وتوسعات تايلور
المشتق الأول البارامترى (dy/dx)
dydx = dydtdxdt حساب ميل منحنى الظل من المعادلات البارامترية x(t), y(t)
المشتق البارامترى الثانى (d²y/dx²)
d²ydx² = [ddt (dydx)]dxdt يحسب تقعر المنحنيات البارامترية
قاعدة لوبيتال (حدود 0/0 أو ∞/∞)
lim[x→c] f(x)g(x) = lim[x→c] f'(x)g'(x) يحل النهايات غير المحددة عن طريق اشتقاق البسط والمقام بشكل مستقل
نظرية القيمة المتوسطة (MVT)
f'(c) = f(b) - f(a)b - a يضمن نقطة حيث معدل التغيير اللحظي يساوي متوسط معدل التغيير
توسعة متسلسلة تايلور حول x = a
f(x) = ∑[n = 0→∞] (f⁽ⁿ⁾(a)n!)·(x - a)ⁿ تقريب متعدد الحدود للوظائف القابلة للتفاضل على نحو سلس
توسيع سلسلة ماكلورين (أ = 0)
f(x) = ∑[n = 0→∞] (f⁽ⁿ⁾(0)n!)·xⁿ متسلسلة تايلور متمركزة عند نقطة الأصل (x = 0)
التكامل والدوال الأصلية القياسية
الدوال الأصلية القياسية للامتحانات، والتكامل بالتعويض وبالأجزاء والدوال الأسية والمثلثية.
∫ قواعد وصلاحيات التكامل الأساسية
6 صيغ قواعد الاشتقاق العكسي الأولية للثوابت والقوى الجبرية والتركيبات الخطية
قواعد وصلاحيات التكامل الأساسية
6 صيغقواعد الاشتقاق العكسي الأولية للثوابت والقوى الجبرية والتركيبات الخطية
التكامل المستمر
∫ k dx = k·x + C المشتق العكسي للثابت k هو k·x + C
قاعدة قوة التكامل
∫ xⁿ dx = xⁿ⁺¹n + 1 + C صالح لجميع القوى الحقيقية n باستثناء n = -1
دالة متبادلة تكامل (1/x)
∫ (1x) dx = ln|x| + C حالة خاصة حاسمة لـ n = -1 في قاعدة القوة
القاعدة الخطية للتكامل
∫ [a·f(x) ± b·g(x)] dx = a ∫ f(x) dx ± b ∫ g(x) dx التكامل هو عملية وظيفية خطية
قاعدة القوة الخطية المركبة
∫ (ax + b)ⁿ dx = (ax + b)ⁿ⁺¹a(n + 1) + C اختصار للقوى ذات الحدين الخطية
التكامل الخطي المركب المتبادل
∫ (1ax + b) dx = (1a)·ln|ax + b| + C صيغة تكامل المقام الخطي القياسية
📈 التكاملات الأسية واللوغاريتمية
6 صيغ المشتقات المضادة التي تتضمن eˣ الطبيعية، والقاعدة العامة aˣ، والمصطلحات اللوغاريتمية
التكاملات الأسية واللوغاريتمية
6 صيغالمشتقات المضادة التي تتضمن eˣ الطبيعية، والقاعدة العامة aˣ، والمصطلحات اللوغاريتمية
التكامل الأسي الطبيعي
∫ eˣ dx = eˣ + C الدالة تساوي المشتق العكسي الخاص بها حتى الثابت C
التكامل الأسي المقياس (eᵃˣ)
∫ e^(ax) dx = (1a)·e^(ax) + C قاعدة التكامل الأسي القياسية
القاعدة العامة للتكامل الأسي (aˣ)
∫ aˣ dx = aˣln(a)+ C يقسم على ln(a) لأن المشتق مضروب في ln(a)
تكامل اللوغاريتم الطبيعي
∫ ln(x) dx = x·ln(x) - x + C مشتق باستخدام التكامل بالأجزاء مع u = ln x, dv = dx
تكامل اللوغاريتم الأساسي العام
∫ loga(x) dx = x·ln(x) - xln(a)+ C تغيير التكامل الأساسي للوغاريتمات
تكامل المنتج (x · eˣ)
∫ x·eˣ dx = eˣ(x - 1) + C التكامل الكلاسيكي عن طريق تطبيق الأجزاء
📐 التكاملات المثلثية الأساسية
6 صيغ المشتقات العكسية المباشرة المقابلة للمشتقات المثلثية القياسية
التكاملات المثلثية الأساسية
6 صيغالمشتقات العكسية المباشرة المقابلة للمشتقات المثلثية القياسية
تكامل الجيب
∫ sin(x) dx = -cos(x) + C لاحظ العلامة السلبية في المشتق العكسي للجيب
تكامل جيب التمام
∫ cos(x) dx = sin(x) + C المشتق العكسي المثلثي القياسي المباشر
تكامل مربع القاطع
∫ sec²(x) dx = tan(x) + C لأن مشتقة الظل هي قاطع مربع
تكامل مربع كوزكانت
∫ csc²(x) dx = -cot(x) + C لأن مشتق ظل التمام هو -csc²(x)
تكامل القاطع × الظل
∫ sec(x) tan(x) dx = sec(x) + C انعكاس المشتق المباشر لـ sec(x)
تكامل قاطع التمام × ظل التمام
∫ csc(x) cot(x) dx = -csc(x) + C انعكاس المشتق المباشر لـ csc(x)
⚡ التكاملات المثلثية الموسعة والمربعة
8 صيغ تكاملات حدود tan، وcot، وsec، وcsc، والمربعات المثلثية
التكاملات المثلثية الموسعة والمربعة
8 صيغتكاملات حدود tan، وcot، وsec، وcsc، والمربعات المثلثية
تكامل الظل
∫ tan(x) dx = ln|sec(x)| + C = -ln|cos(x)| + C يتم تقييمها عن طريق الاستبدال u = cos(x)
تكامل ظل التمام
∫ cot(x) dx = ln|sin(x)| + C = -ln|csc(x)| + C يتم تقييمها عن طريق الاستبدال u = sin(x)
جزء لا يتجزأ من سيكانت
∫ sec(x) dx = ln|sec(x) + tan(x)| + C التكامل الحسابي الشهير مضروبًا في (sec x + tan x)/(sec x + tan x)
جزء لا يتجزأ من كوزيكانت
∫ csc(x) dx = ln|csc(x) - cot(x)| + C = ln|tan(x2)| + C تكامل قاطع التمام اللوغاريتمي القياسي
تكامل مربع الجيب (sin² x)
∫ sin²(x) dx = (x2) - (sin(2x)4) + C تم تقييمها باستخدام هوية تخفيض الطاقة sin²(x) = (1 - cos 2x)/2
تكامل جيب التمام التربيعي (cos² x)
∫ cos²(x) dx = (x2) + (sin(2x)4) + C تم تقييمها باستخدام هوية تخفيض الطاقة cos²(x) = (1 + cos 2x)/2
تكامل مربع الظل (tan²x)
∫ tan²(x) dx = tan(x) - x + C تم التقييم باستخدام الهوية tan²(x) = sec²(x) - 1
تكامل ظل التمام التربيعي (cot² x)
∫ cot²(x) dx = -cot(x) - x + C تم تقييمها باستخدام الهوية cot²(x) = csc²(x) - 1
↩️ التكاملات الناتجة عن الدوال المثلثية العكسية
5 صيغ تكاملات الكسور الجبرية القياسية التي تكون مشتقاتها العكسية دوالًا مثلثية عكسية
التكاملات الناتجة عن الدوال المثلثية العكسية
5 صيغتكاملات الكسور الجبرية القياسية التي تكون مشتقاتها العكسية دوالًا مثلثية عكسية
تكامل العائد جيب معكوس
∫ (1√a² - x²) dx = sin⁻¹(xa) + C لاحظ عدم وجود عامل 1/a خارج الجيب العكسي
تكامل العائد المماس العكسي
∫ (1a² + x²) dx = (1a)·tan⁻¹(xa) + C المعامل 1/a مطلوب على عكس الجيب العكسي
تكامل العائد القاطع العكسي
∫ (1x·√x² - a²) dx = (1a)·sec⁻¹(|x|a) + C يتضمن معامل 1/a والقيمة المطلقة |x|
تكامل 1 / (x² - a²)
∫ (1x² - a²) dx = (12a)·ln|(x - a)x + a| + C تم الحصول عليه عن طريق تحليل الكسور الجزئية 1/(x²-a²)
تكامل 1 / (a² - x²)
∫ (1a² - x²) dx = (12a)·ln|(a + x)a - x| + C تم الحصول عليه عن طريق تحليل الكسور الجزئية 1/(a²-x²)
√ التكاملات الجذرية التربيعية الخاصة
4 صيغ التكاملات الجذرية القياسية تم حلها عن طريق الاستبدال المثلثي (x = a sin θ، a tan θ، a sec θ)
التكاملات الجذرية التربيعية الخاصة
4 صيغالتكاملات الجذرية القياسية تم حلها عن طريق الاستبدال المثلثي (x = a sin θ، a tan θ، a sec θ)
تكامل √(a² - x²)
∫ √a² - x² dx = (x2)√a² - x² + (a²2)sin⁻¹(xa) + C تستخدم لحساب مناطق القطاع الدائرية والإهليلجية
تكامل √(x² + a²)
∫ √x² + a² dx = (x2)√x² + a² + (a²2)ln|x + √x² + a²| + C تم الحل باستخدام الاستبدال x = a tan θ أو القطع الزائد x = a sinh u
تكامل √(x² - a²)
∫ √x² - a² dx = (x2)√x² - a² - (a²2)ln|x + √x² - a²| + C تم الحل باستخدام الاستبدال x = a sec θ أو القطع الزائد x = a cosh u
تكامل 1 / √(x² ± a²)
∫ (1√x² ± a²) dx = ln|x + √x² ± a²| + C يساوي أيضًا arsinh(x/a) وarcosh(x/a) على التوالي
〰️ تكاملات الدالة الزائدية
6 صيغ المشتقات العكسية للأشكال المثلثية سينه، كوش، تانه والقطع الزائد
تكاملات الدالة الزائدية
6 صيغالمشتقات العكسية للأشكال المثلثية سينه، كوش، تانه والقطع الزائد
تكامل الجيب الزائدي (sinh x)
∫ sinh(x) dx = cosh(x) + C موجب cosh(x) + C (لا توجد إشارة سالبة)
تكامل جيب التمام الزائدي (cosh x)
∫ cosh(x) dx = sinh(x) + C المشتق العكسي الزائدي المباشر
تكامل المماس الزائدي (tanh x)
∫ tanh(x) dx = ln(cosh x) + C بما أن cosh x > 0 لكل x الحقيقي، فلا توجد قيمة مطلقة مطلوبة
تكامل القاطع الزائدي التربيعي (sech² x)
∫ sech²(x) dx = tanh(x) + C المشتق العكسي المباشر ذو العائد tanh(x)
تكامل قاطع التمام الزائدي التربيعي (csch² x)
∫ csch²(x) dx = -coth(x) + C ظل التمام الزائدي السالب
تكامل sech(x) · tanh(x)
∫ sech(x) tanh(x) dx = -sech(x) + C المشتق العكسي لمنتج الظل القاطع الزائدي
🛠️ تقنيات وأساليب التكامل
4 صيغ طرق التكامل التحليلي العامة: الأجزاء والتعويض والكسور الجزئية
تقنيات وأساليب التكامل
4 صيغطرق التكامل التحليلي العامة: الأجزاء والتعويض والكسور الجزئية
التكامل بصيغة الأجزاء
∫ u dv = u·v - ∫ v du اختر u باستخدام قاعدة LIATE (اللوغاريتمي، المثلثات العكسية، الجبرية، المثلثات، الأسية)
التكامل عن طريق استبدال U (تغيير المتغيرات)
∫ f(g(x))·g'(x) dx = ∫ f(u) du يعكس قاعدة سلسلة التمايز
التعويض بنصف الزاوية باستخدام Weierstrass (t = tan(x/2))
sin(x) = 2t1+t², cos(x) = 1-t²1+t², dx = 2dt1+t² يحول أي تكامل مثلثي عقلاني إلى تكامل جبري متعدد الحدود عقلاني
صيغة المشتق اللوغاريتمي (∫ f'(x)/f(x) dx)
∫ (f'(x)f(x)) dx = ln|f(x)| + C عندما يكون البسط مشتقًا تمامًا من المقام
📊 التكاملات المحددة والنظريات الأساسية
5 صيغ النظرية الأساسية لحساب التفاضل والتكامل (FTC)، وخصائص التماثل، وقاعدة لايبنيز
التكاملات المحددة والنظريات الأساسية
5 صيغالنظرية الأساسية لحساب التفاضل والتكامل (FTC)، وخصائص التماثل، وقاعدة لايبنيز
النظرية الأساسية لحساب التفاضل والتكامل (الجزء الأول - اشتقاق التكامل)
ddx [ ∫xa f(t) dt ] = f(x) يربط التفاضل والتكامل كعمليات رياضية عكسية
النظرية الأساسية لحساب التفاضل والتكامل (الجزء الثاني – نظرية التقييم)
∫ba f(x) dx = F(b) - F(a) يقيم المساحة الصافية والتغير المتراكم خلال الفترة [a، b]
قاعدة لايبنتز للتفاضل تحت علامة التكامل
ddx [ ∫v(x)u(x) f(t) dt ] = f(v(x))·v'(x) - f(u(x))·u'(x) امتدت قاعدة السلسلة إلى حدود التكامل الدنيا والعليا المتغيرة
تماثل تكاملي محدد للدالة الزوجية/الفردية على [-a, a]
Even: ∫a-a f(x) dx = 2 ∫a0 f(x) dx, Odd: ∫a-a f(x) dx = 0 التبسيط اللحظي لحدود التكامل المتماثل [-a, a]
نظرية القيمة المتوسطة للتكاملات المحددة
favg = (1b - a)·∫ba f(x) dx = f(c) حساب القيمة المتوسطة الحقيقية للدالة المستمرة على [a، b]
🔁 صيغ التخفيض المثلثية
4 صيغ صيغ التخفيض العودية لدمج القوى المثلثية الأعلى (sinⁿ x، cosⁿ x، tanⁿ x، secⁿ x)
صيغ التخفيض المثلثية
4 صيغصيغ التخفيض العودية لدمج القوى المثلثية الأعلى (sinⁿ x، cosⁿ x، tanⁿ x، secⁿ x)
صيغة تخفيض الطاقة الجيبية
∫ sinⁿ(x) dx = -sinⁿ⁻¹(x)cos(x)n+ (n - 1n) ∫ sinⁿ⁻²(x) dx يقلل من قوة الجيب بمقدار 2 في كل تكرار
صيغة تخفيض طاقة جيب التمام
∫ cosⁿ(x) dx = cosⁿ⁻¹(x)sin(x)n+ (n - 1n) ∫ cosⁿ⁻²(x) dx يقلل من قوة جيب التمام بمقدار 2 في كل تكرار
صيغة تخفيض الطاقة الظل
∫ tanⁿ(x) dx = tanⁿ⁻¹(x)n - 1 - ∫ tanⁿ⁻²(x) dx التخفيض الجبري السريع لـ tanⁿ(x)
صيغة تخفيض الطاقة القاطعة
∫ secⁿ(x) dx = secⁿ⁻²(x)tan(x)n - 1 + (n - 2n - 1) ∫ secⁿ⁻²(x) dx يقلل من القوى الأعلى للقاطع (على سبيل المثال ∫sec³ x dx)
جناح الرياضيات الشامل
المتطابقات الجبرية، الهندسة، المصفوفات، المتجهات، المتسلسلات، المعادلات التفاضلية والاحتمالات.
🔢 الفصل الأول: المتطابقات الجبرية ومتعددات الحدود والمتباينات
9 صيغ توسعات ذات الحدين، مجموع/الفرق بين المكعبات، علاقات فيتا، نظرية ذات الحدين، والمتباينات الأساسية
الفصل الأول: المتطابقات الجبرية ومتعددات الحدود والمتباينات
9 صيغتوسعات ذات الحدين، مجموع/الفرق بين المكعبات، علاقات فيتا، نظرية ذات الحدين، والمتباينات الأساسية
صيغة المعادلة التربيعية وجذورها
x = -b ± √b² - 4ac2a حلول المعادلة التربيعية القياسية ax² + bx + c = 0; المميز Δ = b² - 4ac يحدد الطبيعة الحقيقية/المعقدة
هويات توسيع المربع والمكعب ذات الحدين
(a ± b)² = a² ± 2ab + b², (a ± b)³ = a³ ± 3a²b + 3ab² ± b³ التوسعات الأساسية متعددة الحدود من ذوات الحدين الجبرية
هوية مربع ثلاثي الحدود
(a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca) توسيع مربع مجموع ثلاثة حدود
تحليل الفرق ومجموع المكعبات
a³ - b³ = (a - b)(a² + ab + b²), a³ + b³ = (a + b)(a² - ab + b²) العوامل الجبرية الدقيقة لمجموع واختلاف الحدود المكعبة
هوية أويلر المكعبة ذات الثلاثة متغيرات
a³ + b³ + c³ - 3abc = (a + b + c)(a² + b² + c² - ab - bc - ca) = ½(a + b + c)[(a - b)² + (b - c)² + (c - a)²] حالة خاصة: إذا كان a + b + c = 0، فإن a³ + b³ + c³ = 3abc
نظرية ذات الحدين العامة
(x + y)ⁿ = ∑[k = 0 to n] (n!k!(n - k)!)·xⁿ⁻ᵏ·yᵏ يوسع أي قوة عددية موجبة لمجموع ذي الحدين باستخدام المعاملات التوافقية
صيغ فييتا لجذور متعددة الحدود
Quadratic: r₁ + r₂ = -ba, r₁·r₂ = ca; Cubic: ∑ ri = -ba, ∑ ri rj = ca, r₁r₂r₃ = -da العلاقات المباشرة بين جذور كثيرات الحدود والمعاملات
AM-GM-HM الكلاسيكية تعني عدم المساواة
AM ≥ GM ≥ HM ⟹ a₁ + a₂ + ... + ann ≥ ⁿ√a₁·a₂·...·an ≥ n1a₁+1a₂+ ... +1an تتحقق المساواة إذا وفقط إذا كانت جميع العناصر a₁ = a₂ = ... = a_n
عدم المساواة بين كوشي وشوارتز
(∑[i = 1 to n] ai·bi)² ≤ (∑[i = 1 to n] ai²)·(∑[i = 1 to n] bi²) عدم المساواة الشاملة في مساحات المنتجات الداخلية الحقيقية/المعقدة
📐 الفصل الثاني: الهندسة الإحداثية ثنائية الأبعاد والأقسام المخروطية
8 صيغ المسافة، وصيغ القسم، والخطوط المستقيمة، والدوائر، والقطع المكافئ، والقطع الناقص، والقطع الزائد
الفصل الثاني: الهندسة الإحداثية ثنائية الأبعاد والأقسام المخروطية
8 صيغالمسافة، وصيغ القسم، والخطوط المستقيمة، والدوائر، والقطع المكافئ، والقطع الناقص، والقطع الزائد
المسافة الإقليدية ثنائية الأبعاد وصيغة القسم
d = √(x₂ - x₁)² + (y₂ - y₁)², x = m·x₂ ± n·x₁m ± n مسافة الخط المستقيم وتقسيم النسبة الداخلية/الخارجية لقطعة الخط التي تربط (x₁، y₁) و (x₂، y₂)
مثلث رباط الحذاء وصيغة منطقة المضلع
Area = ½·|x₁(y₂ - y₃) + x₂(y₃ - y₁) + x₃(y₁ - y₂)| حساب المساحة المستوية من إحداثيات 3 رؤوس؛ منطقة الصفر تعني العلاقة الخطية المتداخلة
معادلات الخط المستقيم والمسافة المتعامدة
y - y₁ = m·(x - x₁), dperp = |A·x₀ + B·y₀ +C|√A² + B² معادلة نقطة الميل وأقصر مسافة عمودية من النقطة (x₀، y₀) إلى الخط Ax + By + C = 0
الزاوية بين خطين متقاطعين
tan(θ) = |(m₂ - m₁)1 + m₁·m₂| زاوية التقاطع الحادة الخطوط المتوازية لها m₁ = m₂; الخطوط المتعامدة لها m₁·m₂ = -1
الدائرة القياسية والنموذج العام
(x - h)² + (y - k)² = r², x² + y² + 2gx + 2fy + c = 0 ⟹ r = √g² + f² - c معادلة دائرة مركزها (h, k) ونصف قطرها r
شكل القطع المكافئ القياسي والانحراف
y² = 4ax, Focus: (a, 0), Directrix: x = -a, Latus Rectum: 4a, e = 1 موضع النقاط على مسافة متساوية من التركيز والدليل (الانحراف المركزي e = 1)
الشكل القياسي للقطع الناقص، الانحراف المركزي والمساحة
x²a²+y²b² = 1, e = √1 -b²a², Foci: (±ae, 0), Area = π·a·b القطع الناقص الأفقي القياسي مع المحور شبه الرئيسي أ، والمحور شبه الأصغر ب، والانحراف e < 1
الشكل القياسي للقطع الزائد والخطوط المقاربة
x²a²-y²b² = 1, e = √1 +b²a², Asymptotes: y = ±(ba)·x مقطع مخروطي مع انحراف e > 1 وخطوط مقاربة خطية تمر عبر نقطة الأصل
🧊 الفصل الثالث: الهندسة الصلبة ثلاثية الأبعاد والقياس
6 صيغ المسافة ثلاثية الأبعاد، المجالات، الأسطوانات، المخاريط، الكسرات، الحلقات، ومعادلات المستوى ثلاثي الأبعاد
الفصل الثالث: الهندسة الصلبة ثلاثية الأبعاد والقياس
6 صيغالمسافة ثلاثية الأبعاد، المجالات، الأسطوانات، المخاريط، الكسرات، الحلقات، ومعادلات المستوى ثلاثي الأبعاد
صيغة المسافة ثلاثية الأبعاد ومعادلة المجال
d = √(x₂ - x₁)² + (y₂ - y₁)² + (z₂ - z₁)², (x - x₀)² + (y - y₀)² + (z - z₀)² = R² المسافة الإقليدية في الفضاء الديكارتي ثلاثي الأبعاد ومعادلة المجال مع المركز (x₀، y₀، z₀) ونصف القطر R
صيغ قياس المجال والأسطوانة
Sphere: V = (43)·π·R³, A = 4·π·R²; Cylinder: V = π·r²·h, Atotal = 2·π·r·(r + h) السعة الحجمية وصيغ مساحة السطح الإجمالية للمجالات والأسطوانات الصلبة ثلاثية الأبعاد
المخروط الدائري الأيمن وحجم الإحباط
Cone: V = (13)·π·r²·h, l = √r² + h²; Frustum: V = (13)·π·h·(R² + r² + R·r) الارتفاع المائل l، مساحة السطح الجانبية A_lat = π·r·l، وحجم المخروط المقطوع
حجم ومساحة سطح توروس (دونات).
Vtorus = 2·π²·R·r², Atorus = 4·π²·R·r مجسم الدوران الناتج عن تدوير دائرة نصف قطرها r حول محور عند نصف القطر الرئيسي R من المركز (R ≥ r)
معادلة الطائرة ثلاثية الأبعاد والمتجه العادي
A·(x - x₀) + B·(y - y₀) + C·(z - z₀) = 0 ⟹ Ax + By + Cz + D = 0 معادلة المستوى الذي يمر عبر النقطة (x₀, y₀, z₀) مع المتجه العادي n = <A, B, C>
أقصر مسافة بين خطوط الانحراف في 3D
d = |(a₂ - a₁)·(b₁ × b₂)||b₁ × b₂| لحساب أقصر مسافة مطلقة بين خطين ثلاثي الأبعاد غير متقاطعين وغير متوازيين r₁ = a₁ + lectb₁ وr₂ = a₂ + μb₂
📊 الفصل الرابع: الجبر الخطي ونظرية المصفوفات
5 صيغ المحددات، معكوسات المصفوفة، قاعدة كرامر، القيم الذاتية، المتجهات الذاتية، ونظرية كايلي هاملتون
الفصل الرابع: الجبر الخطي ونظرية المصفوفات
5 صيغالمحددات، معكوسات المصفوفة، قاعدة كرامر، القيم الذاتية، المتجهات الذاتية، ونظرية كايلي هاملتون
محدد المصفوفة (2×2 و3×3)
det(A2x2) = ad - bc, det(A3x3) = a(ei - fh) - b(di - fg) + c(dh - eg) حجم تحجيم القيمة العددية في ظل التحول الخطي؛ يشير det(A) = 0 إلى مصفوفة مفردة غير قابلة للعكس
المصفوفة العكسية والصيغة المساعدة
A⁻¹ = (1det(A))·adj(A) = (1det(A))·(C)^T معكوس المصفوفة حيث adj(A) هو تبديل مصفوفة العامل المساعد C
قاعدة كرامر للأنظمة الخطية
xi = det(Ai)det(A) صيغة جبرية صريحة لحل نظام المعادلات الخطية n Ax = b حيث يحتوي A_i على عمود i تم استبداله بـ b
القيم الذاتية والمعادلات المميزة
det(A - λ·I) = 0, (A - λ·I)·v = 0 الجذور المميزة متعددة الحدود تسفر عن قيم ذاتية عددية π؛ المتجهات المقابلة غير الصفرية v هي متجهات ذاتية
تتبع ومحددة علاقات القيمة الذاتية
tr(A) = ∑[i = 1 to n] λi = ∑[i = 1 to n] aii, det(A) = ∏[i = 1 to n] λi تتبع المصفوفة يساوي مجموع القيم الذاتية؛ المحدد يساوي حاصل ضرب جميع القيم الذاتية
🧭 الفصل الخامس: حساب التفاضل والتكامل والمشغلين الميدانيين
5 صيغ منتجات النقطة والتقاطع، المنتجات الثلاثية، التدرج، التباعد، التجعيد، واللابلاسيان
الفصل الخامس: حساب التفاضل والتكامل والمشغلين الميدانيين
5 صيغمنتجات النقطة والتقاطع، المنتجات الثلاثية، التدرج، التباعد، التجعيد، واللابلاسيان
منتجات النقطة المتجهة (العددية) والتقاطعية (المتجهة).
u·v = |u||v|·cos(θ) = ux vx + uy vy + uz vz, |u × v| = |u||v|·sin(θ) نواتج المتجهات الأساسية: منتج النقطة ينتج عنه إسقاط عددي؛ المنتج المتقاطع ينتج عنه ناقلات متعامدة
المنتجات الثلاثية (العددية الثلاثية وقاعدة BAC-CAB)
[u v w] = u·(v × w), a × (b × c) = b·(a·c) - c·(a·b) المنتج الثلاثي العددي يحسب حجم متوازي السطوح. تعمل قاعدة BAC-CAB على توسيع المنتجات المتقاطعة المزدوجة
تدرج الحقل العددي (∇f)
∇f = (∂f∂x)·î + (∂f∂y)·ĵ + (∂f∂z)·k̂ متجه يشير في اتجاه الحد الأقصى لمعدل زيادة الدالة العددية f؛ الحجم يساوي أقصى ميل
التباعد (∇·F) والالتفاف (∇×F) لحقول المتجهات
∇·F = ∂Fx∂x+∂Fy∂y+∂Fz∂z, ∇ × F = (∂Fz∂y-∂Fy∂z)·î + (∂Fx∂z-∂Fz∂x)·ĵ + (∂Fy∂x-∂Fx∂y)·k̂ يقيس التباعد كثافة التدفق الخارجي (∇·F = 0 ملف لولبي)؛ يقيس الضفيرة الدوامة الدورانية (∇×F = 0 غير دورانية)
عامل لابلاس (∇²f)
∇²f = ∇·(∇f) = ∂²f∂x² + ∂²f∂y² + ∂²f∂z² عامل تفاضلي من الدرجة الثانية يحكم الإمكانات التوافقية وانتشار الحرارة وانتشار الموجات
🔄 الفصل السادس: نظريات التكامل متعدد المتغيرات
4 صيغ نظرية جرين، نظرية ستوكس، نظرية غاوس للتباعد، والجاكوبيان
الفصل السادس: نظريات التكامل متعدد المتغيرات
4 صيغنظرية جرين، نظرية ستوكس، نظرية غاوس للتباعد، والجاكوبيان
نظرية جرين في المستوى
∮[C] (L dx + M dy) = ∬[D] (∂M∂x - ∂L∂y) dA يربط التكامل الخطي عكس اتجاه عقارب الساعة حول المنحنى المغلق البسيط الموجه بشكل إيجابي C بالتكامل المزدوج على المنطقة المغلقة D
نظرية ستوكس للالتفاف
∮[C] F·dr = ∬[S] (∇ × F)·dS يربط خط الدوران المتكامل على طول المنحنى الحدودي C بالتدفق السطحي المتكامل للضفيرة ∇×F على السطح القابل للتوجيه S
نظرية غاوس للتباعد
∯[S] F·dS = ∭[V] (∇·F) dV التدفق الصافي الخارجي لحقل المتجه F عبر السطح المغلق S يساوي تكامل حجم التباعد ∇·F في جميع أنحاء الحجم الداخلي V
المحدد اليعقوبي لاستبدال الإحداثيات
J = ∂(x, y)∂(u, v) = (∂x∂u)(∂y∂v) - (∂x∂v)(∂y∂u), dx dy = |J| du dv عامل قياس المساحة/الحجم أثناء التغيير متعدد المتغيرات للمتغيرات (القطبية: J = r؛ الكروية: J = ρ² sin φ)
🌐 الفصل السابع: الأعداد المركبة والتحليل المركب
4 صيغ صيغة أويلر، نظرية دي موافر، تحليل كوشي ريمان، ونظرية بقايا كوشي
الفصل السابع: الأعداد المركبة والتحليل المركب
4 صيغصيغة أويلر، نظرية دي موافر، تحليل كوشي ريمان، ونظرية بقايا كوشي
تمثيل القطبية المعقدة والمعامل وأويلر
z = x + iy = r·(cos(θ) + i·sin(θ)) = r·e^(iθ), r = √x² + y², θ = tan⁻¹(yx) التمثيل الهندسي للعدد المركب في مستوى أرجاند
نظرية دي موافر وجذور الوحدة n
(cos(θ) + i·sin(θ))ⁿ = cos(nθ) + i·sin(nθ) = e^(inθ), zk = ⁿ√r·e^(i(θ + 2kπ)n) يحسب القوى الصحيحة/الكسرية والجذور n المتماثلة في المستوى المعقد
معادلات كوشي ريمان التحليلية
∂u∂x = ∂v∂y, ∂u∂y = -(∂v∂x) الشروط الضرورية والكافية للدالة المعقدة f(z) = u(x, y) + i·v(x, y) لتكون مجسمة / معقدة-مختلفة
صيغة كوشي للتكامل ونظرية المخلفات
f(z₀) = (12πi)·∮[C] (f(z)z - z₀) dz, ∮[C] f(z) dz = 2πi·∑ Res(f, zk) يقيم التكاملات الكنتورية عبر التفردات والبقايا المغلقة Res(f, z₀) = lim[z→z₀] (z - z₀)f(z)
📈 الفصل الثامن: المتتابعات والمتسلسلات اللانهائية وتحليل فورييه
4 صيغ المتسلسلة الهندسية وAGP، وموسعات تايلور وماكلورين، ومتسلسلة فورييه
الفصل الثامن: المتتابعات والمتسلسلات اللانهائية وتحليل فورييه
4 صيغالمتسلسلة الهندسية وAGP، وموسعات تايلور وماكلورين، ومتسلسلة فورييه
التقدم الهندسي (المجموع المحدود واللانهائي)
Sn = a·(1 - rⁿ)1 - r, S_∞ = a1 - r (|r| < 1) مجموع التقدم الهندسي مع الحد الأول أ والنسبة المشتركة ص
توسيع سلسلة تايلور وماكلورين
f(x) = ∑[n = 0 to ∞] (fⁿ(a)n!)·(x - a)ⁿ = f(a) + f'(a)(x - a) + (f''(a)2!)(x - a)² + ... تمثيل الدالة الملساء كمجموع متعدد الحدود لانهائي للمشتقات عند نقطة التمدد a (Maclaurin عندما يكون a = 0)
متسلسلة ماكلورين القياسية (eˣ، sin x، cos x، ln(1+x))
eˣ = 1 + x +x²2!+x³3!+ ..., sin x = x -x³3!+x⁵5!- ..., cos x = 1 -x²2!+x⁴4!- ... تمثيلات متسلسلة قوى لا نهائية مع نصف قطر تقارب لا نهائي (R = ∞)
توسيع سلسلة فورييه للوظيفة الدورية
f(x) = a₀2+ ∑[n = 1 to ∞] [an·cos(nπxL) + bn·sin(nπxL)] يتحلل الشكل الموجي الدوري للفترة 2L إلى مجموع لا نهائي من المكونات المتعامدة الجيبية التوافقية
⚡ الفصل التاسع: المعادلات التفاضلية (ODE وPDE)
4 صيغ عوامل التكامل من الدرجة الأولى، ومعامل ODEs للمعامل الثابت من الدرجة الثانية، وتحويلات لابلاس، وPDEs
الفصل التاسع: المعادلات التفاضلية (ODE وPDE)
4 صيغعوامل التكامل من الدرجة الأولى، ومعامل ODEs للمعامل الثابت من الدرجة الثانية، وتحويلات لابلاس، وPDEs
ODE الخطي من الدرجة الأولى (طريقة عامل التكامل)
dydx + P(x)·y = Q(x) ⟹ y·e^(∫ P dx) = ∫ Q(x)·e^(∫ P dx) dx + C طريقة الحل العامة باستخدام عامل التكامل I(x) = exp(∫P dx)
ODE الخطي المتجانس من الدرجة الثانية (الجذور المميزة)
a·y'' + b·y' + c·y = 0 ⟹ a·λ² + b·λ + c = 0, λ = -b ± √b² - 4ac2a تحدد الجذور شكل الحل: حقيقي مميز (C₁e^lect₁x + C₂e^lect₂x)، متكرر ((C₁ + C₂x)e^lectx)، مركب α±iβ (e^αx(C₁cos βx + C₂sin βx))
تحويل لابلاس والملكية المشتقة
L{f(t)} = F(s) = ∫∞0 e^(-st)·f(t) dt, L{f'(t)} = s·F(s) - f(0) يحول المعادلات التفاضلية الخطية إلى معادلات جبرية في مجال التردد المعقد
المعادلات التفاضلية الجزئية الكلاسيكية (الموجة، الحرارة، لابلاس)
Wave: ∂²u∂t² = c²·(∂²u∂x²); Heat: ∂u∂t = α·(∂²u∂x²); Laplace: ∂²u∂x² + ∂²u∂y² = 0 ثلاث معادلات تفاضلية جزئية خطية أساسية من الدرجة الثانية تحكم الفيزياء والهندسة
🎲 الفصل العاشر: الاحتمالية والتوزيعات الإحصائية
5 صيغ نظرية بايز، القيمة المتوقعة، التباين، التوزيعات ذات الحدين، بواسون، والتوزيعات الطبيعية الغوسية
الفصل العاشر: الاحتمالية والتوزيعات الإحصائية
5 صيغنظرية بايز، القيمة المتوقعة، التباين، التوزيعات ذات الحدين، بواسون، والتوزيعات الطبيعية الغوسية
نظرية بايز وقانون الاحتمال الكلي
P(A | B) = P(B | A)·P(A)P(B) = P(B | A)·P(A)∑ P(B | Ai)·P(Ai) حساب الاحتمال الخلفي P(A|B) بالنظر إلى الاحتمال السابق P(A) والاحتمال الشرطي P(B|A)
القيمة المتوقعة وعلاقات التباين
E[X] = ∑ xi·P(xi), Var(X) = E[X²] - (E[X])² = σ², SD(X) = σ = √Var(X) اللحظات المركزية الأولى والثانية تقيس متوسط المركز والتشتت حول المتوسط
التوزيع الاحتمالي ذو الحدين
P(X = k) = (n!k!(n - k)!)·pᵏ·(1 - p)ⁿ⁻ᵏ, μ = n·p, σ² = n·p·(1 - p) احتمال نجاحات k بالضبط في تجارب برنولي المستقلة مع احتمال النجاح p
توزيع احتمالية بواسون
P(X = k) = λᵏ·e^(-λ)k!, μ = λ, σ² = λ نماذج لوقوع الأحداث المنفصلة النادرة في فترة زمنية ثابتة/مكانية بمعدل متوسط ثابت α
التوزيع الطبيعي الغوسي وZ-Score
f(x) = (1σ·√2π)·e^(-(x - μ)²2σ²), Z = X - μσ دالة كثافة الاحتمالية المستمرة المتماثلة على شكل جرس تحكم نظرية الحد المركزي
جناح الفيزياء الشامل
علم الحركة، قوانين نيوتن، الديناميكا الدورانية، الجاذبية، الديناميكا الحرارية، معادلات ماكسويل، البصريات والفيزياء الكمية.
🏃 الفصل 1: الحركية والحركة 1D/2D
13 صيغ معادلات الحركة، الإزاحة، السرعة المتوسطة واللحظية، التسارع، ومسار المقذوف
الفصل 1: الحركية والحركة 1D/2D
13 صيغمعادلات الحركة، الإزاحة، السرعة المتوسطة واللحظية، التسارع، ومسار المقذوف
متوسط السرعة
vavg = ΔxΔt = xf - xitf - ti نسبة الإزاحة الكلية إلى إجمالي الفترة الزمنية المتخذة
السرعة اللحظية
v = dxdt = lim[Δt→0] (ΔxΔt) مشتق لأول مرة لمتجه إحداثيات الموقع بالنسبة للوقت
تسريع لحظي
a = dvdt = d²xdt² = v·(dvdx) معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن أو الموقع
معادلة SUVAT الأولى للحركة (السرعة-الزمن)
v = u + a·t يربط السرعة النهائية بالسرعة الأولية في ظل تسارع منتظم أ
المعادلة الثانية للحركة (زمن الإزاحة)
s = u·t + ½·a·t² يحسب إجمالي الإزاحة الخطية في ظل تسارع ثابت
معادلة SUVAT الثالثة للحركة (السرعة-الإزاحة)
v² = u² + 2·a·s علاقة حركية مستقلة عن الزمن لتسارع ثابت
النزوح في ن الثانية
sn = u + (a2)·(2n - 1) يحسب الإزاحة خلال الثانية n من الحركة على وجه التحديد
الإزاحة باستخدام السرعة المتوسطة
s = ½·(u + v)·t صالحة للحركة تحت تسارع خطي ثابت منتظم
أقصى ارتفاع للقذيفة
Hmax = u²·sin²θ2g ذروة الارتفاع العمودي الذي تم الوصول إليه بواسطة مقذوف تم إطلاقه بزاوية θ
إجمالي وقت طيران المقذوف
T = 2u·sinθg إجمالي الوقت المحمول جواً منذ الإطلاق وحتى الهبوط على أرض مستوية
المدى الأفقي للقذيفة
R = u²·sin(2θ)g أقصى مسافة أفقية مقطوعة (الحد الأقصى عند زاوية الإطلاق θ = 45°)
معادلة مسار القطع المكافئ للقذيفة
y = x·tanθ -g·x²2u²·cos²θ = x·tanθ·(1 -xR) إحداثيات المسار الديكارتي (x، y) توضح حركة مكافئة خالصة
ناقل السرعة النسبية
v_(AB) = vA - vB, v_(AB) = √vA² + vB² - 2vA·vB·cosθ سرعة الجسم A المرصودة من الإطار المرجعي للجسم المتحرك B
⚖️ الفصل الثاني: قوانين الحركة والاحتكاك والديناميكيات الدائرية
12 صيغ قوانين نيوتن الثلاثة، الزخم الخطي، الدفع، الاحتكاك الساكن/الحركي، قوة الجذب المركزي، والزوايا الجانبية
الفصل الثاني: قوانين الحركة والاحتكاك والديناميكيات الدائرية
12 صيغقوانين نيوتن الثلاثة، الزخم الخطي، الدفع، الاحتكاك الساكن/الحركي، قوة الجذب المركزي، والزوايا الجانبية
الزخم الخطي
p = m·v منتج الكتلة والسرعة؛ يتم حفظها في أنظمة معزولة بدون أي قوة خارجية
قانون نيوتن الثاني للحركة
Fnet = dpdt = m·a (for constant mass) صافي القوة الخارجية يساوي المعدل اللحظي للتغير في الزخم الخطي
نظرية الدفع والزخم
J = ∫ F dt = Favg·Δt = Δp = m·vf - m·vi إن دفع القوة خلال المدة Δt يساوي التغير الكلي في الزخم الناتج
الحد الأقصى للاحتكاك الثابت
fs(max) = μs·N قوة مقاومة ذاتية الضبط تعارض ميل الحركة النسبية حتى العتبة
الاحتكاك الحركي / المنزلق
fk = μk·N قوة مقاومة ثابتة تعارض حركة الانزلاق النسبية النشطة (عادةً μ_k < μ_s)
زاوية الاحتكاك وزاوية السكون
tan(θrepose) = μs, tan(λ) = fs(max)N = μs الحد الأدنى لزاوية الميل التي يبدأ عندها الجسم في الانزلاق تحت تأثير الجاذبية
التسارع المركزي
ac = v²r = ω²·r = v·ω = 4π²·rT² تسارع موجه شعاعيًا إلى الداخل لمسار دائري نصف قطره r
القوة الجاذبة المركزية
Fc = m·v²r = m·ω²·r صافي القوة الداخلية المطلوبة للحفاظ على حركة المسار الدائري
السرعة الآمنة المثلى على الطريق المنحني
vopt = √r·g·tanθ السرعة التي تتفاوض بها السيارة عند المنعطف دون أي احتكاك جانبي
أقصى سرعة آمنة على الطريق المتعرج مع الاحتكاك
vmax = √[r·g·(μs + tanθ)1 - μs·tanθ ] الحد الأقصى للسرعة قبل حدوث الانزلاق إلى الخارج على السطح المغطى بالاحتكاك
الفترة الزمنية للبندول المخروطي
T = 2π·√L·cosθg, Tension: Tstring = m·gcosθ فترة بوب تصف الدائرة الأفقية لزاوية المخروط θ وطول السلسلة L
الحركة الدائرية العمودية السرعات الحرجة
vbottom ≥ √5gr, vtop ≥ √gr, Tbottom - Ttop = 6mg الحد الأدنى من السرعات اللازمة لإكمال حلقة عمودية دون تباطؤ السلسلة
⚡ الفصل الثالث: الشغل والطاقة والقوة والاصطدامات
11 صيغ نظرية الشغل والطاقة، الطاقة الحركية/الموضعية، مرونة الزنبرك، القوى المحافظة، القدرة، الاصطدامات المرنة/غير المرنة
الفصل الثالث: الشغل والطاقة والقوة والاصطدامات
11 صيغنظرية الشغل والطاقة، الطاقة الحركية/الموضعية، مرونة الزنبرك، القوى المحافظة، القدرة، الاصطدامات المرنة/غير المرنة
الشغل المنجز بالقوة الثابتة
W = F·d·cosθ = F·d المنتج النقطي العددي لمتجه القوة ومتجه الإزاحة
الشغل المبذول بواسطة القوة المتغيرة (تكاملية)
W = ∫xfxi F(x) dx المنطقة الواقعة تحت الرسم البياني للقوة والإزاحة بين المواضع الأولية والنهائية
نظرية العمل والطاقة
Wnet = ΔK = Kf - Ki = ½m·vf² - ½m·vi² صافي الشغل الذي تبذله جميع القوى (المحافظة، غير المحافظة، الخارجية) يساوي التغير في الطاقة الحركية
الطاقة الحركية (العلاقة مع الزخم)
K = ½·m·v² = p²2m, p = √2m·K الطاقة التي يمتلكها الجسم نتيجة لحالته الحركية
طاقة الجاذبية الكامنة (بالقرب من الأرض)
Ug = m·g·h الطاقة الكامنة المخزنة في كتلة m مرفوعة إلى الارتفاع الرأسي h في مجال منتظم g
الطاقة الكامنة المرنة للربيع (قانون هوك)
Us = ½·k·x², Fspring = -k·x الطاقة المخزنة عندما يتم تمديد/ضغط نابض ثابت الصلابة k بواسطة x
القوة المحافظة باعتبارها التدرج السلبي المحتمل
F = -dUdx, Fvec = -∇U = -(∂U∂x i + ∂U∂y j + ∂U∂z k) تشير القوى المحافظة دائمًا إلى اتجاه الانخفاض الحاد في طاقة الوضع
الطاقة الميكانيكية (المتوسطة واللحظية)
P = dWdt = F·v·cosθ = F·v المعدل الزمني الذي يتم فيه تنفيذ العمل الميكانيكي أو نقل الطاقة
معامل الرد (الاصطدامات)
e = v₂ - v₁u₁ - u₂ = Relative velocity of separationRelative velocity of approach يقيس المرونة: e=1 (الطاقة الحركية محفوظة)، e=0 (الأجسام تلتصق ببعضها البعض)
السرعات النهائية في التصادم المرن 1D
v₁ = [m₁ - m₂m₁ + m₂]·u₁ + [2m₂m₁ + m₂]·u₂, v₂ = [2m₁m₁ + m₂]·u₁ + [m₂ - m₁m₁ + m₂]·u₂ السرعات الدقيقة بعد التصادم لكتلتين تصطدمان بشكل مرن في بعد واحد
فقدان الطاقة الحركية في الاصطدام غير المرن
ΔKloss = ½·[m₁·m₂m₁ + m₂ ]·(u₁ - u₂)²·(1 - e²) الطاقة الحركية تتحول إلى تشوه حراري داخلي وطاقة صوتية
🔄 الفصل الرابع: الحركة الدورانية وعزم القصور الذاتي
11 صيغ عزم الدوران، والزخم الزاوي، وحركية الدوران، ونظريات المحاور المتوازية/المتعامدة، وديناميكيات التدحرج
الفصل الرابع: الحركة الدورانية وعزم القصور الذاتي
11 صيغعزم الدوران، والزخم الزاوي، وحركية الدوران، ونظريات المحاور المتوازية/المتعامدة، وديناميكيات التدحرج
مركز الإحداثيات الجماعية
rcm = ∑ mi·ri∑ mi = (1M) ∫ r dm متوسط موضع توزيع الكتلة للأجسام الصلبة المنفصلة أو المستمرة
المعادلات الحركية الدورانية
ω = ω₀ + α·t, θ = ω₀·t + ½α·t², ω² = ω₀² + 2α·θ المكافئات الدورانية لـ SUVAT للتسارع الزاوي الثابت α
عزم الدوران (لحظة القوة)
τ = r × F = r·F·sinθ = I·α = dLdt المكافئ الدوراني للقوة الخطية المسببة للتسارع الزاوي α
الزخم الزاوي والحفظ
L = r × p = I·ω, τnet = 0 ⟹ L = const يتم الحفاظ عليه عندما يكون صافي عزم الدوران الخارجي المؤثر على النظام صفرًا (على سبيل المثال، المتزلج على الجليد)
نظرية المحور الموازي (شتاينر)
I = Icm + M·d² لحظة القصور الذاتي حول أي محور موازي للمحور المركزي مفصولة بالمسافة د
نظرية المحور العمودي (الصفائح المستوية)
Iz = Ix + Iy ينطبق حصريًا على الأجسام المستوية ثنائية الأبعاد الموجودة في المستوى xy
نصف قطر الدوران
k = √IM, I = M·k² مسافة شعاعية فعالة يمكن تركيز الكتلة بأكملها فيها دون تغيير I
الطاقة الحركية الدورانية
Krot = ½·I·ω² الطاقة الحركية المرتبطة حصريًا بالدوران حول محور ثابت أو متحرك
إجمالي الطاقة الحركية في حركة التدحرج البحتة
Ktotal = Ktrans + Krot = ½M·vcm² + ½Icm·ω² = ½M·vcm²·(1 +k²R²) الطاقة الحركية الانتقالية والدورانية المجمعة للتدحرج النقي دون الانزلاق (v_cm = ωR)
تسارع تدحرج الجسم إلى أسفل المنحدر
a = g·sinθ1 + IcmM·R² = g·sinθ1 +k²R² التسارع الخطي أسفل مستوى مائل من المنحدر θ (Solid Sphere > Disc > Ring)
اللحظات القياسية للقصور الذاتي المرجعي
Thin Rod: 112 ML², Ring: MR², Solid Disc: ½MR²,Solid Sphere: 25 MR²,Hollow Sphere: 23 MR² عزم القصور الذاتي المركزي للأجسام الهندسية القياسية المنتظمة
🪐 الفصل الخامس: الجاذبية العالمية والميكانيكا المدارية
10 صيغ قانون نيوتن العالمي للجاذبية، إمكانات الجاذبية، سرعة الهروب، السرعة المدارية، قوانين كبلر، ومدارات الأقمار الصناعية
الفصل الخامس: الجاذبية العالمية والميكانيكا المدارية
10 صيغقانون نيوتن العالمي للجاذبية، إمكانات الجاذبية، سرعة الهروب، السرعة المدارية، قوانين كبلر، ومدارات الأقمار الصناعية
قانون نيوتن للجاذبية العالمية
F = G·(M·m)r² جاذبية التربيع العكسي بين أي نقطتين مفصولتين بالمسافة r
تسارع الجاذبية السطحية
g = G·MR² = (43)·π·G·ρ·R تسارع السقوط الحر على سطح كرة كوكبية كتلتها M ونصف قطرها R
تباين الجاذبية مع الارتفاع ح
gh = g·(RR + h)² ≈ g·(1 -2hR) [for h ≪ R] انخفاض تسارع الجاذبية مع الارتفاع h فوق سطح الكوكب
تغير الجاذبية مع العمق د
gd = g·(1 -dR) النقصان الخطي لتسارع الجاذبية داخل الأرض (يصبح صفرًا عند المركز d = R)
طاقة الجاذبية الكامنة (العالمية)
U(r) = -G·M·mr طاقة الحالة المرتبطة السلبية مع الإشارة صفر عند الانفصال اللانهائي r → ∞
إمكانات الجاذبية V(r)
V(r) = -G·Mr, Eg = -dVdr العمل المنجز في جلب كتلة اختبار الوحدة من اللانهاية إلى المسافة r
سرعة الهروب
vesc = √2G·MR = √2g·R الحد الأدنى للسرعة الأولية المطلوبة لمقذوف غير مزود بالطاقة للهروب من الجاذبية الكوكبية (حوالي 11.2 كم/ثانية بالنسبة للأرض)
السرعة المدارية للقمر الصناعي
vorb = √G·MR + h = vesc√2 (near surface) السرعة الدائرية المطلوبة لمدار مستقر حول الكوكب (~7.92 كم/ثانية بالقرب من سطح الأرض)
الفترة الزمنية المدارية للقمر الصناعي
T = 2π·(R + h)^(32)√GM = 2π·√r³GM الوقت اللازم للقمر الصناعي لإكمال دورة كاملة (24 ساعة للمدار الثابت بالنسبة للأرض عند الساعة ~35,786 كم)
قانون كبلر الثالث (القانون التوافقي)
T²a³ = 4π²G·M = const مربع الدورة المدارية يتناسب طرديا مع مكعب نصف المحور الرئيسي أ
🧱 الفصل السادس: الخواص الميكانيكية للمواد الصلبة والمرونة
5 صيغ قانون هوك، الإجهاد، الانفعال، معامل يونغ، معامل الحجم، معامل القص، نسبة بواسون، وكثافة الطاقة المرنة
الفصل السادس: الخواص الميكانيكية للمواد الصلبة والمرونة
5 صيغقانون هوك، الإجهاد، الانفعال، معامل يونغ، معامل الحجم، معامل القص، نسبة بواسون، وكثافة الطاقة المرنة
قانون هوك ومعامل يونغ
Stress = Y·Strain ⟹ FA = Y·(ΔLL) العلاقة الخطية بين إجهاد الشد/الضغط والانفعال الطولي ضمن حد المرونة
معامل السائبة والانضغاط
B = - V·(ΔPΔV), K = 1B مقاومة المادة للضغط الحجمي الموحد تحت الضغط الهيدروستاتيكي ΔP
معامل القص (معامل الصلابة)
G = η = FAθ = F·LA·Δx مقاومة تشويه القص العرضي الزاوي θ دون تغيير الحجم
نسبة بواسون
ν = -Lateral StrainLongitudinal Strain = -ΔddΔLL نسبة الانكماش العرضي إلى التمدد الطولي (الحدود النظرية: -1 < ν < 0.5؛ العملي: 0 إلى 0.5)
كثافة طاقة الانفعال المرن
u = ½·Stress·Strain = ½·Y·(Strain)² = (Stress)²2Y الطاقة الكامنة المرنة المخزنة لكل وحدة حجم في مادة مرنة مشوهة
💧 الفصل السابع: ميكانيكا الموائع والهيدروستاتيكا واللزوجة
10 صيغ الضغط الهيدروستاتيكي، طفو أرخميدس، معادلة الاستمرارية، نظرية برنولي، تدفق توريتشيلي، قانون ستوكس، السرعة الحدية، والتوتر السطحي
الفصل السابع: ميكانيكا الموائع والهيدروستاتيكا واللزوجة
10 صيغالضغط الهيدروستاتيكي، طفو أرخميدس، معادلة الاستمرارية، نظرية برنولي، تدفق توريتشيلي، قانون ستوكس، السرعة الحدية، والتوتر السطحي
الضغط الهيدروستاتيكي مع العمق
P = P₀ + ρ·g·h إجمالي الضغط المطلق عند العمق h في السائل الساكن ذي الكثافة ρ
مبدأ باسكال (الرفع الهيدروليكي)
P₁ = P₂ ⟹ F₁A₁ = F₂A₂ ينتقل الضغط المطبق على السائل المغلق غير القابل للضغط بشكل متساوٍ
مبدأ الطفو لأرخميدس
FB = ρfluid·Vsubmerged·g = Weight of displaced fluid قوة الطفو إلى الأعلى تساوي وزن السائل المزاح بواسطة الجسم المغمور
معادلة الاستمرارية (حفظ الكتلة)
A₁·v₁ = A₂·v₂ = dVdt = Q (Flow Rate) بالنسبة لتدفق سائل ثابت غير قابل للضغط، يظل معدل التفريغ الحجمي Q ثابتًا
نظرية برنولي (حفظ الطاقة)
P + ½·ρ·v² + ρ·g·h = constant يكون مجموع الضغط الساكن والضغط الحركي الديناميكي والإمكانات الهيدروستاتية ثابتًا على طول الخط الانسيابي
قانون تورشيللي لسرعة التدفق
vefflux = √2·g·h سرعة خروج السائل من خزان ذو فتحة صغيرة يفتح على عمق h تحت السطح المفتوح
قانون ستوكس للسحب اللزج
Fv = 6π·η·r·v تثبيط قوة السحب اللزجة التي تتعرض لها كرة صغيرة تتحرك عبر السائل الصفحي
السرعة النهائية للكرة المتساقطة
vt = 2·r²·(ρ - σ)·g9η سرعة ثابتة ثابتة يتم تحقيقها عندما تساوي الجاذبية قوة الطفو + السحب اللزج
الضغط الزائد في القطرة والفقاعة
ΔPdrop = 2TR, ΔPbubble = 4TR يونغ لابلاس الضغط الداخلي الزائد: تحتوي فقاعة الصابون على واجهتين من الهواء السائل الحر
صعود الشعيرات الدموية / الاكتئاب (قانون جورين)
h = 2T·cosθρ·g·r يرتفع السائل في أنبوب شعري ضيق نصف قطره r بزاوية اتصال θ
🌡️ الفصل الثامن: الفيزياء الحرارية والنظرية الحركية للغازات
7 صيغ التمدد الحراري، قياس السعرات الحرارية، قانون الغاز المثالي، الضغط النظري الحركي، السرعات الجزيئية (RMS/avg/mp)، والسعات الحرارية المولية
الفصل الثامن: الفيزياء الحرارية والنظرية الحركية للغازات
7 صيغالتمدد الحراري، قياس السعرات الحرارية، قانون الغاز المثالي، الضغط النظري الحركي، السرعات الجزيئية (RMS/avg/mp)، والسعات الحرارية المولية
التمدد الحراري (الخطي، السطحي، الحجمي)
ΔL = α·L₀·ΔT, ΔA = 2α·A₀·ΔT, ΔV = 3α·V₀·ΔT = γ·V₀·ΔT توسع الأبعاد الجزئي المتناسب مع زيادة درجة الحرارة ΔT (β = 2α، γ = 3α)
الحرارة المحسوسة والحرارة الكامنة لتغير الطور
Q = m·c·ΔT, Qphase = m·L الحرارة المطلوبة لرفع درجة الحرارة أو التأثير على انتقال الطور الصلب/السائل/الغازي متساوي الحرارة
معادلة حالة الغاز المثالي
P·V = n·R·T = N·kB·T المعادلة التأسيسية المتعلقة بالضغط والحجم ودرجة الحرارة وكمية الغاز المثالي
النظرية الحركية لضغط الغاز
P = ⅓·ρ·vrms² = ⅓·(N·mV)·vrms² الاشتقاق الإحصائي المجهري لضغط الغاز العياني من اصطدامات الزخم الجزيئي
RMS، متوسط سرعات الغاز وأكثرها احتمالاً
vrms = √3RTM, vavg = √8RTπM, vmp = √2RTM سرعات توزيع السرعة الجزيئية المميزة لماكسويل-بولتزمان (v_rms > v_avg > v_mp)
الطاقة الداخلية ودرجات الحرية
U = (f2)·n·R·T, Ek(per molecule) = (f2)·kB·T نظرية التوزيع المتساوي: كل درجة تربيعية للحرية f تساهم بـ ½ k_B T لكل جزيء
علاقة ماير ونسبة السعة الحرارية γ
Cp - Cv = R, γ = CpCv = 1 + (2f) العلاقة بين السعات الحرارية المولية عند الضغط الثابت (C_p) والحجم الثابت (C_v)
🔥 الفصل التاسع: الديناميكا الحرارية وانتقال الحرارة
10 صيغ القانون الأول للديناميكا الحرارية، عمليات العمل الديناميكية الحرارية (متساوي الحرارة، ثابت الحرارة، متساوي الضغط، متساوي التوتر)، كفاءة محرك كارنو، قانون ستيفان-بولتزمان، وإزاحة فيينا
الفصل التاسع: الديناميكا الحرارية وانتقال الحرارة
10 صيغالقانون الأول للديناميكا الحرارية، عمليات العمل الديناميكية الحرارية (متساوي الحرارة، ثابت الحرارة، متساوي الضغط، متساوي التوتر)، كفاءة محرك كارنو، قانون ستيفان-بولتزمان، وإزاحة فيينا
القانون الأول للديناميكا الحرارية
ΔU = Q - W ⟹ Q = ΔU + W, W = ∫ P dV حفظ الطاقة للأنظمة الديناميكية الحرارية (Q في النظام، W الشغل الذي ينجزه النظام)
العمل المنجز في عملية متساوية الحرارة (T = const، ΔU = 0)
Wiso = n·R·T·ln(VfVi) = n·R·T·ln(PiPf) التمدد/الضغط شبه الاستاتيكي القابل للعكس عند درجة حرارة ثابتة تمامًا
العملية الأدياباتيكية والعمل المنجز (Q = 0، PV^γ = const)
P·V^γ = const, Wadi = Pi·Vi - Pf·Vfγ - 1 = n·R·(Ti - Tf)γ - 1 عملية عكسية مع تبادل حراري صفر مع المناطق المحيطة (T V^(γ-1) = const)
العمل متساوي الضغط (P = const) ومتساوي الضغط (V = const).
Wisobaric = P·ΔV = n·R·ΔT, Wisochoric = 0 (since dV = 0) تحت ضغط ثابت، يتم العمل بمساحة مستطيلة PΔV؛ في ظل حجم ثابت، يتم تنفيذ أي عمل
محرك كارنو الحراري ذو الكفاءة القصوى
η = WoutQin = 1 - (QCQH) = 1 - (TCTH) الحد الديناميكي الحراري العلوي النظري لكفاءة التشغيل بين درجات الحرارة T_H وT_C
معامل الأداء (الثلاجة / المضخة الحرارية)
COPref = QCW = TCTH - TC, COPhp = QHW = THTH - TC يتم تسليم طاقة التبريد أو التدفئة الناتجة لكل وحدة من مدخلات عمل الضاغط الميكانيكي
التوصيل الحراري (قانون فورييه)
dQdt = k·A·(TH - TC)L معدل التوصيل الحراري في الحالة المستقرة عبر لوح من التوصيل الحراري k وسمك L
قانون ستيفان بولتزمان للإشعاع الحراري
P = e·σ·A·(T⁴ - T₀⁴) صافي القدرة الإشعاعية التي يشعها جسم رمادي من الابتعاثية e في البيئة المحيطة عند T₀
قانون الإزاحة في فيينا (ذروة الطول الموجي)
λmax·T = b = 2.89777 × 10⁻³ m·K يتناسب الطول الموجي لذروة انبعاث طيف الجسم الأسود عكسيا مع درجة الحرارة المطلقة
قانون نيوتن للتبريد
dTdt = -k·(T - Tenv) ⟹ T(t) = Tenv + (T0 - Tenv)·e^(-kt) يتناسب معدل فقدان الحرارة عن طريق الحمل الحراري/الإشعاع مع درجة الحرارة الزائدة عن درجة الحرارة المحيطة
⏳ الفصل العاشر: الحركة التوافقية البسيطة والاهتزازات
8 صيغ حركيات SHM، البندول البسيط، أنظمة الكتلة الزنبركية، النوابض المتسلسلة/المتوازية، البندول الفيزيائي، الطاقة الكلية، والاهتزازات المخمده
الفصل العاشر: الحركة التوافقية البسيطة والاهتزازات
8 صيغحركيات SHM، البندول البسيط، أنظمة الكتلة الزنبركية، النوابض المتسلسلة/المتوازية، البندول الفيزيائي، الطاقة الكلية، والاهتزازات المخمده
الإزاحة والسرعة والتسارع في SHM
x = A·sin(ωt + φ), v = dxdt = ω·√A² - x², a = d²xdt² = -ω²·x الحركية الأساسية للـ SHM الخطي مع تحديد حالة الاستعادة a ∝ -x
الفترة الزمنية للبندول البسيط (الزوايا الصغيرة)
T = 2π·√Lg, f = (12π)·√gL فترة البندول بطول L في مجال الجاذبية المنتظم g (مستقل عن كتلة بوب m)
الفترة الزمنية للمذبذب الربيعي الشامل
T = 2π·√mk, ω = √km فترة تذبذب كتلة الكتلة m على زنبرك صلابة أفقي أو رأسي عديم الاحتكاك k
مجموعات الربيع (سلسلة ومتوازية)
1kseries = 1k₁+1k₂, kparallel = k₁ + k₂ صلابة الزنبرك المكافئة للينابيع المتعددة المترابطة على التوالي أو بالتوازي
فترة البندول الفيزيائية (المركبة).
T = 2π·√Im·g·d = 2π·√kg² + d²g·d تذبذب جسم صلب عشوائي متمحور على مسافة d من مركز كتلته
فترة التواء البندول
T = 2π·√Iκ, τ = -κ·θ التذبذب الدوراني للقرص المدعوم بسلك مع ثابت الصلابة الالتوائية κ
إجمالي الطاقة الميكانيكية في SHM
E = K + U = ½m·v² + ½k·x² = ½k·A² = ½m·ω²·A² يظل إجمالي الطاقة الميكانيكية ثابتًا تمامًا، ويتناوب بين الأشكال الحركية والمحتملة
المذبذب التوافقي المخمد
x(t) = A₀·e^(-γt)·cos(ω't + φ), ω' = √ω₀² - γ², γ = b2m تتحلل السعة بشكل كبير مع عامل التوهين التخميد γ تحت المقاومة اللزجة F = -bv
🔊 الفصل 11: حركة الموجة والصوت والصوتيات
9 صيغ معادلة الموجة، سرعة الموجة على الأوتار، سرعة الصوت في السوائل/الغازات، مقياس شدة الديسيبل، الموجات الموقوفة في الأنابيب/الأوتار، النبضات، وتأثير دوبلر
الفصل 11: حركة الموجة والصوت والصوتيات
9 صيغمعادلة الموجة، سرعة الموجة على الأوتار، سرعة الصوت في السوائل/الغازات، مقياس شدة الديسيبل، الموجات الموقوفة في الأنابيب/الأوتار، النبضات، وتأثير دوبلر
معادلة الموجة المتحركة التوافقية
y(x, t) = A·sin(k·x ∓ ω·t + φ), k = 2πλ, ω = 2π·f الإزاحة العرضية أو الطولية للوسط عند الإحداثي x والوقت t (- لاتجاه +x)
علاقة سرعة الموجة
v = f·λ = ωk = λT علاقة السرعة الأساسية التي تربط الطول الموجي المكاني والتردد الزمني
سرعة الموجة المستعرضة على الوتر الممدود
v = √Ttensionμ, μ = mL (Linear mass density) سرعة الانتشار على سلسلة مشدودة يحكمها التوتر T والكتلة لكل وحدة طول μ
سرعة الصوت في الغاز المثالي (صيغة لابلاس)
vsound = √γ·Pρ = √γ·R·TM سرعة الموجة الصوتية الأديباتية في الغاز عند درجة حرارة T (~ 343 م/ث في الهواء عند 20 درجة مئوية)
مستوى شدة الصوت (مقياس الديسيبل)
β = 10·log₁₀(II₀), I₀ = 10⁻¹² Wm² مقياس الديسيبل اللوغاريتمي بالنسبة إلى عتبة السمع البشري I₀
الموجات الموقوفة (سلسلة ثابتة وأنبوب مفتوح)
fn = n·(v2L) = n·f₁ (n = 1, 2, 3, 4...) الترددات التوافقية لسلسلة ثابتة عند كلا الطرفين أو لأنبوب الأرغن مفتوح عند كلا الطرفين (جميع التوافقيات موجودة)
موجات واقفة في أنبوب مغلق من طرف واحد
fn = (2n - 1)·(v4L) (n = 1, 2, 3... ⟹ 1f₁, 3f₁, 5f₁...) ترددات الرنين في أنبوب مغلق من أحد طرفيه (يدعم التوافقيات الفردية فقط: الأول والثالث والخامس...)
تردد النبض
fbeat = |f₁ - f₂| تعديل الشدة البناء/الهدام الدوري عندما تتراكب موجتان من الترددات القريبة
تأثير دوبلر للموجات الصوتية
f' = f·[v ± vobserverv ∓ vsource ] تحول التردد الظاهري بسبب الحركة النسبية للمراقب (v_o) والمصدر (v_s) عبر الوسط
⚡ الفصل 12: الكهرباء الساكنة والسعة
11 صيغ قانون كولوم، المجال الكهربائي، الإمكانات الكهربائية، ثنائي القطب الكهربائي، قانون غاوس، السعة، المكثفات المتسلسلة/المتوازية، وكثافة طاقة المجال
الفصل 12: الكهرباء الساكنة والسعة
11 صيغقانون كولوم، المجال الكهربائي، الإمكانات الكهربائية، ثنائي القطب الكهربائي، قانون غاوس، السعة، المكثفات المتسلسلة/المتوازية، وكثافة طاقة المجال
قانون كولومب للقوة الكهروستاتيكية
F = (14πε₀)·(|q₁·q₂|r²) = ke·(|q₁·q₂|r²) التربيع العكسي للكهرباء الساكنة أو التنافر بين شحنتين نقطيتين ثابتتين
المجال الكهربائي لنقطة الشحن
E = Fq₀ = (14πε₀)·(qr²)·r̂ القوة المؤثرة لكل وحدة شحنة اختبار إيجابية q₀ موضوعة في المجال الكهربائي
الجهد الكهربي والعلاقة بالمجال
V = (14πε₀)·(qr), E = -dVdr = -∇V العمل المنجز لجلب شحنة الاختبار الإيجابية للوحدة من اللانهاية إلى المسافة r بدون تسارع
الطاقة الكامنة الكهروستاتيكية لزوج الشحن
U = (14πε₀)·(q₁·q₂)r الطاقة المخزنة في تكوين شحنتين تفصل بينهما مسافة r (موجبة للمثل وسالبة للخلاف)
عزم ثنائي القطب الكهربائي وعزم الدوران والطاقة الكامنة
p = q·2a, τ = p × E = p·E·sinθ, U = - p·E = - p·E·cosθ يشير ناقل ثنائي القطب من الشحنة السالبة إلى الشحنة الموجبة؛ يتماشى مع المجال الخارجي E
قانون غاوس للكهرباء الساكنة
ΦE = ∮ E·dA = Qenclosedε₀ إجمالي التدفق الكهربائي عبر أي سطح غوسي مغلق يساوي الشحنة المغلقة مقسومة على ε₀
المجال الكهربائي لشحن الخط والورقة اللانهائية
Eline = λ2πε₀·r, Esheet = σ2ε₀, Econd = σε₀ مشتق من قانون غاوس لكثافة الشحنة الخطية الموحدة σ وكثافة الشحنة السطحية σ
سعة المكثف ذو اللوحة الموازية
C = κ·ε₀·Ad السعة المتناسبة مع مساحة اللوحة A وثابت العزل الكهربائي κ؛ يتناسب عكسيا مع الانفصال د
المكثفات في التركيبات التسلسلية والتوازية
1Cseries = 1C₁+1C₂+ ..., Cparallel = C₁ + C₂ + ... في السلسلة: الشحنة Q متطابقة عبر جميع المكثفات؛ على التوازي: الجهد V متطابق
الطاقة الكهروستاتيكية المخزنة في المكثف
U = ½·C·V² = Q²2C = ½·Q·V الطاقة المخزونة في المجال الكهربائي بين ألواح المكثف المشحونة بفرق الجهد V
كثافة طاقة المجال الكهربائي
uE = ½·ε₀·E² الطاقة الكهروستاتيكية المخزنة لكل وحدة حجم من المساحة التي يشغلها المجال الكهربائي E
🔌 الفصل الثالث عشر: دوائر الكهرباء والتيار المستمر
9 صيغ سرعة الانجراف، قانون أوم، المقاومة، الاعتماد على درجة الحرارة، قوانين كيرشوف (KCL/KVL)، جسر ويتستون، المقاومة الداخلية، ودوائر RC
الفصل الثالث عشر: دوائر الكهرباء والتيار المستمر
9 صيغسرعة الانجراف، قانون أوم، المقاومة، الاعتماد على درجة الحرارة، قوانين كيرشوف (KCL/KVL)، جسر ويتستون، المقاومة الداخلية، ودوائر RC
التيار الكهربائي وسرعة الانجراف
I = n·e·A·vd, vd = e·E·τm يربط التيار العياني I بسرعة انجراف الإلكترون المجهرية v_d ووقت الاسترخاء τ
الكثافة الحالية وقانون أوم المجهري
j = IA = σ·E = Eρ, σ = 1ρ = n·e²·τm الشكل المتجه لقانون أوم الذي يربط الكثافة الحالية j بالمجال الكهربائي E والموصلية σ
المقاومة والمقاومة ومعامل درجة الحرارة
R = ρ·(LA), R(T) = R₀·[1 + α·(T - T₀)] موازين المقاومة مع الطول ودرجة الحرارة؛ عكسيا مع مساحة المقطع A
قانون أوم وتبديد الطاقة الكهربائية
V = I·R, P = V·I = I²·R = V²R, H = I²·R·t قانون جول للتدفئة: الطاقة الكهربائية تتبدد على شكل حرارة في المقاومة R
المقاومات على التوالي والتوازي
Rseries = R₁ + R₂ + ...,1Rparallel = 1R₁+1R₂+ ... قواعد المقاومة المكافئة للجمع بين عناصر الشبكة
القوة الدافعة الكهربائية للخلية والمقاومة الداخلية
V = Eemf - I·r, I = EemfR + r الجهد الطرفي V أقل من الدائرة المفتوحة EMF ℰ بسبب المقاومة الداخلية r أثناء التفريغ
قوانين كيرشوف للتيار والجهد (KCL & KVL)
KCL (Junction): ∑ Iin = ∑ Iout, KVL (Loop): ∑ ΔV = ∑ Eemf - ∑ I·R = 0 يمثل KCL الحفاظ على الشحنة؛ يمثل KVL الحفاظ على الطاقة الكهروستاتيكية في الحلقات المغلقة
حالة توازن جسر ويتستون
R₁R₂ = R₃R₄ ⟹ Igalvanometer = 0 يستخدم في جسر العدادات وصندوق البريد لقياس الدقة للمقاومة غير المعروفة
RC دائرة الشحن والتفريغ العابرة
Charging: q(t) = Q₀·(1 - e^(-tRC)), Discharging: q(t) = Q₀·e^(-tRC), τ = R·C يتم شحن المكثف إلى 63.2% من الحد الأقصى Q₀ في ثابت مرة واحدة τ = RC (التفريغ إلى 36.8%)
🧲 الفصل الرابع عشر: المغناطيسية وبيوت-سافارت وقوة لورنتز
10 صيغ قوة لورنتز المغناطيسية، قوة السلك الحالية، نصف قطر السيكلوترون، قانون بيوت-سافارت، مجال السلك المستقيم، الملف اللولبي/الحلقي، التيارات المتوازية، وعزم ثنائي القطب المغناطيسي
الفصل الرابع عشر: المغناطيسية وبيوت-سافارت وقوة لورنتز
10 صيغقوة لورنتز المغناطيسية، قوة السلك الحالية، نصف قطر السيكلوترون، قانون بيوت-سافارت، مجال السلك المستقيم، الملف اللولبي/الحلقي، التيارات المتوازية، وعزم ثنائي القطب المغناطيسي
قوة لورنتز المغناطيسية المؤثرة على الشحنة المتحركة
FB = q·(v × B) = q·v·B·sinθ قوة الانحراف العمودية المؤثرة على شحنة متحركة في المجال المغناطيسي (بدون شغل)
إجمالي قوة لورنتز المجمعة (الحقول E + B)
Ftotal = q·(E + v × B) القوة المتراكبة في المجالات الكهربائية والمغناطيسية المتزامنة (محدد السرعة: v = E/B)
القوة المغناطيسية المؤثرة على الموصل الحامل للتيار
F = I·(L × B) = I·L·B·sinθ القوة المؤثرة على سلك مستقيم طوله L يحمل تيارًا وضعته في مجال منتظم B
نصف قطر وتردد مدار السيكلوترون
r = m·vq·B, f = q·B2π·m, T = 2π·mq·B معلمات المدار الحلزوني/الدائري للجسيمات المشحونة في المجال المغناطيسي المستعرض (التردد لا يعتمد على السرعة)
قانون بيوت-سافارت للمغناطيسية
dB = (μ₀4π)·[I·dl × r̂r²] = μ₀·I·dl·sinθ4π·r² المجال المغناطيسي المتناهي الصغر الناتج عن العنصر الحالي I dl على مسافة r
المجال المغناطيسي لسلك مستقيم طويل
B = μ₀·I2π·r مجال مغناطيسي دائري متحد المركز على مسافة شعاعية r من سلك مستقيم طويل بلا حدود
المجال المغناطيسي للحلقة الدائرية (المركز والمحور)
Bcenter = μ₀·N·I2R, Baxis = μ₀·N·I·R²[2·(R² + x²)^(32)] المجال المغناطيسي الناتج عن ملف دائري عدد دورات N نصف قطرها R على مسافة x على طول المحور
قانون الدائرة أمبير ومجال الملف اللولبي
∮ B·dl = μ₀·Iencl, Bsolenoid = μ₀·n·I (n = NL) مجال مغناطيسي محوري داخلي موحد داخل ملف لولبي ملفوف بإحكام بعدد n من الدورات لكل وحدة طول
القوة بين سلكين متوازيين يحملان تيارًا
FL = μ₀·I₁·I₂2π·d قوة الجذب للتيارات الموازية في نفس الاتجاه؛ طارد للتيارات المضادة للتوازي (تعريف SI Ampere)
عزم ثنائي القطب المغناطيسي وعزم الدوران في الحلقة الحالية
M = N·I·A, τ = M × B = N·I·A·B·sinθ, U = - M·B مبدأ تشغيل الجلفانومتر ذو الملف المتحرك، ومحركات التيار المستمر، والعزوم المغناطيسية الذرية
⚡ الفصل الخامس عشر: الحث الكهرومغناطيسي ودوائر التيار المتردد
10 صيغ قانون فاراداي، قانون لينز، المجالات الكهرومغناطيسية المتحركة، الحث الذاتي/المتبادل، كثافة الطاقة المغناطيسية، قيم RMS، المعاوقة في دوائر LCR، الرنين، والمحولات
الفصل الخامس عشر: الحث الكهرومغناطيسي ودوائر التيار المتردد
10 صيغقانون فاراداي، قانون لينز، المجالات الكهرومغناطيسية المتحركة، الحث الذاتي/المتبادل، كثافة الطاقة المغناطيسية، قيم RMS، المعاوقة في دوائر LCR، الرنين، والمحولات
قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي وقانون لينز
Eind = - N·(dΦBdt), ΦB = B·A = B·A·cosθ القوة الدافعة الكهربائية المستحثة تساوي المعدل الزمني السلبي لتغير التدفق المغناطيسي خلال الحلقة (لينز يعارض السبب)
EMF الحركة في موصل متحرك
Emotional = B·L·v·sinθ المجالات الكهرومغناطيسية المستحثة عبر طرفي قضيب موصل بطول L يتحرك بسرعة v عبر المجال B
الحث الذاتي والحث المتبادل
Eself = - L·(dIdt), Emutual = - M·(dI₁dt), Lsolenoid = μ₀·n²·A·l مقاومة التغيير في التيار في ملف (ذاتي) أو في ملف مجاور (متبادل)
الطاقة المغناطيسية في المحث وكثافة الطاقة
UB = ½·L·I², uB = B²2μ₀ الطاقة الكامنة المخزنة في المجال المغناطيسي المنشأ داخل ملف حث نشط
RMS وقيم الذروة للتيار المتردد/الجهد
Vrms = V₀√2 ≈ 0.707 V₀, Irms = I₀√2 ≈ 0.707 I₀ قيمة تسخين DC مكافئة فعالة للجهد والتيار المتناوب الجيبي
المفاعلة الحثية والسعوية
XL = ω·L = 2π·f·L, XC = 1ω·C = 12π·f·C معارضة التيار المتردد المعتمدة على التردد لتدفق التيار التي توفرها المحاثات والمكثفات
سلسلة مقاومة دائرة LCR وزاوية الطور
Z = √[ R² + (XL - XC)² ], tanφ = XL - XCR إجمالي ناقل مقاومة المعاوقة الكهربائية المتناوبة في دوائر R-L-C المتسلسلة
تردد الرنين وعامل الجودة Q لدائرة LCR
f₀ = 12π·√L·C, Q = ω₀·LR = (1R)·√LC حالة الرنين X_L = X_C حيث تصل مقاومة الدائرة إلى الحد الأدنى المطلق Z = R ويتم تعظيم التيار
التيار المتردد القوة الحقيقية وعامل الطاقة
Pavg = Vrms·Irms·cosφ, Power Factor: cosφ = RZ الطاقة الحقيقية المستهلكة بالواط (الدوائر التفاعلية النقية مع cosφ = 0 تستهلك طاقة متوسطة صفر)
محول يتحول نسبة والكفاءة
VsVp = NsNp = IpIs = k, η = PoutPin = Vs·IsVp·Ip تصعيد (k > 1) أو تنحي (k < 1) تحويل جهد التيار المتردد المتبادل مع الحفاظ على الطاقة
⚛️ الفصل السادس عشر: البصريات والكم والفيزياء النووية الحديثة
12 صيغ معادلات المرآة/العدسة، قانون سنيل، شق يونغ المزدوج، التأثير الكهروضوئي، موجات المادة دي برولي، ذرة بور، الاضمحلال الإشعاعي، والنسبية للكتلة والطاقة
الفصل السادس عشر: البصريات والكم والفيزياء النووية الحديثة
12 صيغمعادلات المرآة/العدسة، قانون سنيل، شق يونغ المزدوج، التأثير الكهروضوئي، موجات المادة دي برولي، ذرة بور، الاضمحلال الإشعاعي، والنسبية للكتلة والطاقة
صيغة المرآة الكروية والتكبير
1f = 1v+1u, m = -vu = hiho يربط البعد البؤري f ومسافة الصورة v ومسافة الكائن u باتفاقية الإشارة الديكارتية القياسية
قانون سنيل للانكسار والانعكاس الداخلي الكلي
n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂, sin(θc) = n₂n₁ (for n₁ > n₂) ثني شعاع الضوء عبر الحدود البصرية والزاوية الحرجة θ_c للانعكاس الداخلي الكامل
صيغة صانع العدسة ومعادلة العدسة الرقيقة
1f = (n - 1)·(1R₁-1R₂),1f = 1v-1u, P = 1f(m) يحسب الطاقة الضوئية P بالديوبتر (D = m⁻¹) من معامل الانكسار n ونصف قطر الانحناء R₁، R₂
عرض هامش التداخل ذو الشق المزدوج ليونغ
β = λ·Dd, yn(bright) = n·(λ·Dd), yn(dark) = (2n - 1)·(λ·D2d) تباعد الهوامش المكانية β بين أطراف التداخل المتتالية على الشاشة على مسافة D
معادلة أينشتاين الكهروضوئية
Ephoton = h·f = Φ₀ + Kmax = h·f₀ + e·Vs تتغلب طاقة الفوتون hf على وظيفة العمل المعدني Φ₀ وتضفي أقصى قدر من الطاقة الحركية K_max
الطول الموجي لموجات دي برولي
λ = hp = hm·v = h√2m·K = h√2m·q·V ازدواجية الموجة والجسيم: كل جسيم متحرك يرتبط بطول موجة كم دي برولي
نموذج بور للهيدروجين الذري (الطاقة ونصف القطر)
rn = n²·h²·ε₀π·m·e² = 0.529·n² Å, En = -13.6n² eV نصف قطر مدار الإلكترون الكمي r_n وحالات الطاقة الثابتة المرتبطة E_n للذرات الشبيهة بالهيدروجين
صيغة ريدبيرج لسلسلة الهيدروجين الطيفية
1λ = RH·[1n₁²-1n₂²] (Lyman n₁ = 1, Balmer n₁ = 2, Paschen n₁ = 3) حساب الأطوال الموجية للخط الطيفي للانبعاث/الامتصاص في التحولات الذرية (n₂ > n₁)
العيب الشامل وطاقة الربط النووي
Δm = [Z·mp + (A - Z)·mn] - Mnucleus, Eb = Δm·c² = Δm(amu) × 931.5 MeV الطاقة اللازمة لتفكيك نواة الذرة إلى البروتونات والنيوترونات المكونة لها
قانون الاضمحلال الإشعاعي ونصف العمر
N(t) = N₀·e^(-λt), Thalf = ln(2)λ ≈ 0.693λ, A = λ·N معدل الاضمحلال الإحصائي للنويدات المشعة غير المستقرة (النشاط المقاس بوحدة بيكريل بيكريل = الاضمحلال/الثانية)
معادلة أينشتاين للطاقة الجماعية والطاقة النسبية
E = m·c² = γ·m₀·c², E² = (p·c)² + (m₀·c²)² علاقة طاقة ثابتة رباعية الزخم تربط إجمالي الطاقة النسبية E والزخم p وكتلة الراحة m₀
تمدد الزمن النسبي وانكماش الطول
Δt = γ·Δt₀ = Δt₀√1 -v²c², L = L₀γ = L₀·√1 -v²c² الساعات المتحركة تعمل بشكل أبطأ (تمدد الزمن)؛ يتم تقصير القضبان المتحركة في اتجاه الحركة (تقلص الطول)
جناح الكيمياء الشامل
قوانين الغازات، الديناميكا الحرارية الكيميائية، سرعة التفاعل، ثوابت الاتزان، معادلة نيرنست، الأس الهيدروجيني والانحلال الإشعاعي.
🧪 الفصل الأول: مفهوم المول وقياس العناصر الكيميائية وشروط التركيز
10 صيغ التحويلات الكمية بين الكتلة والمول، وعلاقة أفوجادرو، والمولارية، والمولالية، والحياة الطبيعية، وجزء في المليون، ونواتج التفاعل
الفصل الأول: مفهوم المول وقياس العناصر الكيميائية وشروط التركيز
10 صيغالتحويلات الكمية بين الكتلة والمول، وعلاقة أفوجادرو، والمولارية، والمولالية، والحياة الطبيعية، وجزء في المليون، ونواتج التفاعل
مفهوم الخلد وكتلة العينة وعدد الجسيمات
n = mM = NNA العلاقة الأساسية للتحويل بين كتلة العينة والشامات والجسيمات الأولية
حجم الغاز المولي عند STP
V = n·Vm = n·22.414 L الحجم الذي يشغله مول واحد من أي غاز مثالي عند درجة الحرارة والضغط القياسيين
المولارية (التركيز المولي)
M = nsoluteVsolution = wB × 1000MB × VmL عدد مولات المذاب المذابة في لتر من المحلول
المولالية (تركيز مستقل عن درجة الحرارة)
m = nsoluteWsolvent = wB × 1000MB × WA عدد مولات المذاب لكل كيلوجرام من المذيب النقي؛ لا يتغير مع التغيرات في درجات الحرارة الحرارية
الحالة الطبيعية والوزن المعادل
N = wB × 1000EB × VmL = M·nfactor التركيز المكافئ للجرام لكل لتر؛ يمثل العامل n الحموضة أو القاعدة أو تغير التكافؤ
قانون الكسر المولي والجمع
XA = nAnA + nB, XA + XB = 1 النسبة بدون أبعاد لشامات المكونات إلى إجمالي مولات المحلول
النسبة المئوية للكتلة (٪ وزن / وزن) والأجزاء لكل مليون (جزء في المليون)
%(ww) = (wsolutewtotal) × 100, ppm = (wsolutewtotal) × 10⁶ تستخدم مقاييس تركيز التتبع على نطاق واسع في اختبار المياه وتحليل الغلاف الجوي
صيغة تخفيف المحلول الحجمي
M₁·V₁ = M₂·V₂, N₁·V₁ = N₂·V₂ حفظ الخلد المذاب أثناء تخفيف المذيب من الحجم الأولي إلى الحجم النهائي
نسبة العائد من التفاعل الكيميائي
% Yield = (Actual YieldTheoretical Yield) × 100 نسبة المنتج الذي تم الحصول عليه تجريبيا إلى الحد الأقصى من العناصر المتفاعلة من الحد من المواد المتفاعلة
التجريبية لمضاعف الصيغة الجزيئية
n = MmolecularMempirical, Molecular Formula = (Empirical Formula)n مقياس مضاعف صحيح لأبسط نسبة ذرية للعدد الصحيح إلى الصيغة الجزيئية الفعلية
⚛️ الفصل الثاني: التركيب الذري وميكانيكا الكم والنشاط الإشعاعي
8 صيغ مدارات نموذج بور، تحولات ريدبيرج الطيفية، ازدواجية دي برولي الموجية والجسيمية، مبدأ هايزنبرغ، وحركية الاضمحلال
الفصل الثاني: التركيب الذري وميكانيكا الكم والنشاط الإشعاعي
8 صيغمدارات نموذج بور، تحولات ريدبيرج الطيفية، ازدواجية دي برولي الموجية والجسيمية، مبدأ هايزنبرغ، وحركية الاضمحلال
علاقة طاقة الفوتون بلانك-آينشتاين
E = h·ν = h·cλ = h·c·νbar الطاقة الكمية التي يحملها فوتون كهرومغناطيسي بتردد ν وطول موجة π
نصف قطر المدار الذري المشابه للهيدروجين
rn = n²·h²·ε₀π·m·Z·e² = 0.529·(n²Z) Å نصف القطر المداري الكمي للذرات الهيدروجينية ذات العدد الذري النووي Z
مستويات الطاقة الإلكترونية بوهر
En = -13.6·(Z²n²) eV = -2.18 × 10⁻¹⁸·(Z²n²) J إجمالي طاقة الربط الكمية للإلكترون المرتبط في الغلاف الرئيسي n
معادلة طيف الانبعاث لريدبرج
1λ = RH·Z²·(1n₁²-1n₂²) يتنبأ بالأطوال الموجية الانتقالية الطيفية (Lyman n₁=1، Balmer n₁=2، Paschen n₁=3، Brackett n₁=4، Pfund n₁=5)
دي برولي المادة الطول الموجي
λ = hp = hm·v = h√2·m·Ek = h√2·m·q·V تظهر ازدواجية الموجة والجسيم أن الجسيمات المتحركة تظهر طولًا موجيًا يتناسب عكسيًا مع الزخم
مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ
Δx·Δp ≥ h4π, ΔE·Δt ≥ h4π حد الكم الأساسي على الدقة المتزامنة للموضع والزخم المترافق
معادلة أينشتاين للطاقة الحركية الكهروضوئية
h·ν = Φ + Kmax = h·ν₀ + ½·m·vmax² الحفاظ على الطاقة أثناء امتصاص الفوتون وانبعاث الإلكترون الضوئي
قانون الاضمحلال الإشعاعي النووي ونصف العمر
N(t) = N₀·e^(-λ·t), t½ = ln(2)λ = 0.693λ معدل التفكك النووي التلقائي من الدرجة الأولى ونصف العمر الإشعاعي
💨 الفصل الثالث: الحالة الغازية ونظرية الحركة الجزيئية
8 صيغ علاقات الغاز المثالية، وضغوط دالتون الجزئية، وانصباب غراهام، والسرعات الجزيئية، والغازات الحقيقية لفان دير فال
الفصل الثالث: الحالة الغازية ونظرية الحركة الجزيئية
8 صيغعلاقات الغاز المثالية، وضغوط دالتون الجزئية، وانصباب غراهام، والسرعات الجزيئية، والغازات الحقيقية لفان دير فال
قانون الغاز المثالي وعلاقة كثافة الغاز
P·V = n·R·T, P·M = ρ·R·T معادلة حالة الغاز المثالي الذي يربط الضغط والحجم ودرجة الحرارة والكثافة
قانون الغاز المشترك (بويل، تشارلز، جاي لوساك)
P₁·V₁T₁ = P₂·V₂T₂ يوحد قوانين غاز بويل (PV=k)، وتشارلز (V/T=k)، وجاي-لوساك (P/T=k)
قانون دالتون للضغوط الجزئية
Ptotal = PA + PB + PC, PA = XA·Ptotal الضغط الكلي في خليط الغاز غير المتفاعل يساوي مجموع الضغوط الجزئية الفردية
قانون غراهام للانتشار والانصباب
r₁r₂ = √M₂M₁ = √ρ₂ρ₁ = V₁t₁V₂t₂ يتناسب معدل انصباب/انتشار الغاز من خلال ثقب صغير مسامي عكسيًا مع الجذر التربيعي للكتلة المولية
RMS، متوسط السرعات الجزيئية وأكثرها احتمالا
urms = √3RTM, uavg = √8RTπM, ump = √2RTM نسب سرعة توزيع ماكسويل-بولتزمان: u_mp : u_avg : u_rms = 1 : 1.128 : 1.224 = √2 : √(8/π) : √3
طاقة الغاز الحركية ومتوسط الطاقة الحركية
Ek,total = (32)·n·R·T, Ek,molecule = (32)·kB·T تعتمد الطاقة الحركية الكلية ولكل جزيء على درجة الحرارة المطلقة
معادلة فان دير فالس للغازات الحقيقية
(P +a·n²V²)·(V - n·b) = n·R·T يصحح قانون الغاز المثالي لقوى التجاذب بين الجزيئات (أ) ويستبعد الحجم الجزيئي المحدود (ب)
عامل الانضغاط والثوابت الحرجة
Z = P·VmR·T, Tc = 8a27Rb, Pc = a27b², Vc = 3b يقيس الانحراف عن السلوك المثالي (Z=1). فوق درجة الحرارة الحرجة لا يمكن تسييل غاز T_c
🔥 الفصل الرابع: الديناميكا الحرارية الكيميائية والكيمياء الحرارية
9 صيغ القانون الأول، قانون هيس، طاقات الروابط، تغيرات الإنتروبيا، طاقة جيبس الحرة، اقتران التوازن
الفصل الرابع: الديناميكا الحرارية الكيميائية والكيمياء الحرارية
9 صيغالقانون الأول، قانون هيس، طاقات الروابط، تغيرات الإنتروبيا، طاقة جيبس الحرة، اقتران التوازن
القانون الأول للديناميكا الحرارية وأعمال التمدد
ΔU = q + w, w = -Pext·ΔV = -∫ Pext dV اتفاقية IUPAC: الشغل المبذول على النظام يكون موجبًا (+)، الشغل المنجز على النظام يكون سالبًا (-)
العمل متساوي الحرارة العكسي للغاز المثالي
wrev = -n·R·T·ln(V₂V₁) = -2.303·n·R·T·log(P₁P₂) أقصى قدر ممكن من العمل الديناميكي الحراري الذي تم الحصول عليه أثناء التمدد متساوي الحرارة شبه الثابت
تعريف المحتوى الحراري وعلاقة الخلد الغازي
H = U + P·V ⟹ ΔH = ΔU + Δng·R·T يربط حرارة التفاعل عند ضغط ثابت (ΔH = q_p) وحجم ثابت (ΔU = q_v)
السعات الحرارية المولية وعلاقة ماير
Cp - Cv = R, γ = CpCv, ΔH = n·Cp·ΔT, ΔU = n·Cv·ΔT علاقات السعة الحرارية المحددة للغازات أحادية الذرة (γ=1.66)، ثنائية الذرة (γ=1.40)، والغازات متعددة الذرات
المحتوى الحراري القياسي للتفاعل من المحتوى الحراري للتكوين
ΔHrxn° = ∑ νp·ΔHf°(products) - ∑ νr·ΔHf°(reactants) حساب المحتوى الحراري للتفاعل القياسي (ΔH_f° للعناصر النقية في الحالات القياسية يساوي صفرًا)
التفاعل الحراري من طاقات تفكك السندات
ΔHrxn = ∑ Bond Energy(broken in reactants) - ∑ Bond Energy(formed in products) يتم تقريب محتوى التفاعل الغازي من متوسط طاقات تفكك الرابطة التساهمية
قانون كيرشوف لدرجة الحرارة والمحتوى الحراري
ΔHT2 = ΔHT1 + ΔCp·(T₂ - T₁) يقيم حرارة التفاعل عند درجات حرارة مختلفة عندما تكون السعات الحرارية معروفة
معيار جيبس للطاقة الحرة والعفوية
ΔG = ΔH - T·ΔS يحدد اتجاه التفاعل الديناميكي الحراري عند درجة حرارة وضغط ثابتين
اقتران ثابت قياسي للطاقة الحرة والتوازن
ΔG° = -R·T·ln(Keq) = -2.303·R·T·log(Keq) الرابط الأساسي الذي يربط إمكانات الديناميكا الحرارية الكيميائية بثوابت التوازن العيانية
⚖️ الفصل الخامس: التوازن الكيميائي ومبدأ لو شاتيليه
5 صيغ قانون الفعل الجماعي، علاقات Kc وKp، حاصل التفاعل Q، درجة التفكك، ومعادلة فان تي هوف
الفصل الخامس: التوازن الكيميائي ومبدأ لو شاتيليه
5 صيغقانون الفعل الجماعي، علاقات Kc وKp، حاصل التفاعل Q، درجة التفكك، ومعادلة فان تي هوف
قانون ثوابت توازن الفعل الكتلي (Kc & Kp)
Kc = [C]^c·[D]^d[A]^a·[B]^b, Kp = PC^c·PD^dPA^a·PB^b نسبة تركيزات المنتج إلى تركيزات المواد المتفاعلة مرفوعة إلى القوى المتكافئة عند التوازن
العلاقة بين Kp و Kc
Kp = Kc·(R·T)^(Δng) يتعلق بثوابت توازن الضغط والتركيز. إذا كانت Δn_g = 0، فإن K_p = K_c
حاصل التفاعل (Q) ومعيار الاتجاه
Qc = [C]^c·[D]^d[A]^a·[B]^b حساب النسبة اللحظية غير المتوازنة للتنبؤ بالاتجاه التلقائي نحو التوازن
فانت هوف درجة الحرارة التوازن Isochore
ln(K₂K₁) = (ΔH°R)·(1T₁-1T₂) يتنبأ بانزياحات ثابتة في التوازن مع درجة الحرارة (يزداد K مع T بالنسبة للحرارة الماصة للحرارة ΔH > 0)
درجة التفكك (α) من كثافة البخار
α = D - d(n - 1)·d = Mtheoretical - Mobserved(n - 1)·Mobserved جزء من الجزيئات الأولية المنفصلة عند التوازن حيث n عبارة عن مولات من المنتجات لكل مول من المادة المتفاعلة
🧪 الفصل السادس: التوازن الأيوني والأحماض والقواعد والمخازن المؤقتة
6 صيغ تخفيف أوستفالد، ومقاييس الأس الهيدروجيني، ومعادلات هندرسون-هاسيلبالش المنظمة، والتحلل المائي الملحي، ومنتج الذوبان Ksp
الفصل السادس: التوازن الأيوني والأحماض والقواعد والمخازن المؤقتة
6 صيغتخفيف أوستفالد، ومقاييس الأس الهيدروجيني، ومعادلات هندرسون-هاسيلبالش المنظمة، والتحلل المائي الملحي، ومنتج الذوبان Ksp
قانون تخفيف أوستوالد للإلكتروليتات الضعيفة
Ka = C·α²1 - α ≈ C·α² ⟹ α = √KaC صالح للأحماض / القواعد الضعيفة عندما يكون جزء التفكك α << 1
التأين التلقائي للمياه ومقياس pH-pOH
Kw = [H⁺]·[OH⁻] = 1.0 × 10⁻¹⁴, pH + pOH = pKw = 14 المقاييس اللوغاريتمية الأساسية: pH = -log₁₀[H⁺] وpOH = -log₁₀[OH⁻]
معادلة هندرسون-هاسلبالخ (المخزن الحمضي)
pH = pKa + log₁₀([Conjugate Base][Weak Acid]) = pKa + log₁₀([Salt][Acid]) يحسب الرقم الهيدروجيني لخليط منظم حمضي (على سبيل المثال CH₃COOH + CH₃COONa)
معادلة هندرسون-هاسلبالخ (المخزن المؤقت الأساسي)
pOH = pKb + log₁₀([Conjugate Acid][Weak Base]), pH = 14 - pOH حساب pOH وpH للمحلول المنظم الأساسي (مثل NH₄OH + NH₄Cl)
صيغ التحلل المائي للملح
WA-SB: pH = 7 + ½pKa + ½log(C), SA-WB: pH = 7 - ½pKb - ½log(C), WA-WB: pH = 7 + ½pKa - ½pKb يحسب الرقم الهيدروجيني الناتج عن التحلل الكاتيوني/الأنيوني للحمض الضعيف والأملاح القاعدية الضعيفة
ثابت ناتج الذوبان (Ksp) والذوبان المولي (S)
Ax By ⇌ x A^(y+) + y B^(x-) ⟹ Ksp = x^x·y^y·S^(x+y) ثابت التوازن للأملاح قليلة الذوبان (1:1 ملح: K_sp = S²؛ 1:2 ملح: K_sp = 4S³؛ 1:3 ملح: K_sp = 27S⁴)
⏱️ الفصل السابع: الحركية الكيميائية وديناميكيات التفاعل
6 صيغ قوانين المعدلات التفاضلية والمتكاملة، معادلات نصف العمر، طاقة التنشيط أرهينيوس، ونظرية التصادم
الفصل السابع: الحركية الكيميائية وديناميكيات التفاعل
6 صيغقوانين المعدلات التفاضلية والمتكاملة، معادلات نصف العمر، طاقة التنشيط أرهينيوس، ونظرية التصادم
معدل التفاعل العام والتعبير عن قانون المعدل
Rate = -(1a)·(d[A]dt) = (1c)·(d[C]dt) = k·[A]^m·[B]^n ترتيب التفاعل الكلي = م + ن؛ ثابت المعدل k له وحدات (mol/L)^(1-n) · s⁻¹
قانون المعدل المتكامل ذو النظام الصفري ونصف العمر
[A] = [A]₀ - k·t, t½ = [A]₀2k المعدل مستقل عن تركيز المادة المتفاعلة؛ عمر النصف يتناسب طرديا مع التركيز الأولي
قانون المعدل المتكامل من الدرجة الأولى ونصف العمر
k = (2.303t)·log([A]₀[A]), [A] = [A]₀·e^(-k·t), t½ = ln(2)k = 0.693k عمر النصف من الدرجة الأولى مستقل تمامًا عن تركيز المادة المتفاعلة الأولية
قانون المعدل المتكامل من الدرجة الثانية ونصف العمر
1[A] = 1[A]₀ + k·t, t½ = 1k·[A]₀ عمر النصف يتناسب عكسيا مع تركيز المادة المتفاعلة الأولية
معادلة أرهينيوس لمعدل درجة الحرارة
k = A·e^(-EaR·T) ⟹ ln(k) = ln(A) -EaR·T يقيس تسارع المعدل الأسي مع درجة الحرارة وحاجز طاقة التنشيط
صيغة نسبة أرينيوس لدرجتي الحرارة
log(k₂k₁) = (Ea2.303·R)·(T₂ - T₁T₁·T₂) حساب طاقة التنشيط E_a من ثوابت المعدل المقاسة عند درجتي حرارة مختلفتين
⚡ الفصل الثامن: الكيمياء الكهربائية والخلايا الكلفانية
6 صيغ إمكانات المجالات الكهرومغناطيسية القياسية، ومعادلة نيرنست، والأعمال الكهربائية لجيبس، وموصلية كولراوش، وقوانين فاراداي للتحليل الكهربائي
الفصل الثامن: الكيمياء الكهربائية والخلايا الكلفانية
6 صيغإمكانات المجالات الكهرومغناطيسية القياسية، ومعادلة نيرنست، والأعمال الكهربائية لجيبس، وموصلية كولراوش، وقوانين فاراداي للتحليل الكهربائي
إمكانات الخلية القياسية (EMF)
Ecell° = Ecathode° - Eanode° = Ereduction(RHE)° - Ereduction(LHE)° القوة الدافعة الكهربائية في ظل الظروف القياسية (تركيز 1 مولار، ضغط غاز 1 جو، 298 كلفن)
معادلة نرنست عند 298 كلفن (25 درجة مئوية)
Ecell = Ecell° - (0.0591n)·log₁₀(Q) يحسب إمكانات الخلايا الكهروكيميائية غير القياسية لأنشطة المواد المتفاعلة/المنتجات غير الوحدة
طاقة جيبس الحرة وإمكانات الخلية القياسية
ΔG° = -n·F·Ecell°, Ecell° = (0.0591n)·log₁₀(Kc) يربط إمكانات الخلية الكهروكيميائية القياسية بأقصى قدر من العمل الكهربائي غير المتوسع والتوازن
الموصلية الكهربية النوعية والمولية
κ = G·(lA) = (1R)·G*, Λm = κ × 1000M الموصلية المولية لكل مول من الإلكتروليت (الوحدات: S·cm²·mol⁻¹)
قانون كولراوش للهجرة الأيونية المستقلة
Λm° = ν₊·λ₊° + ν₋·λ₋°, α = ΛmΛm° عند التخفيف اللانهائي، يساهم كل أيون بشكل مستقل في التوصيل المولي؛ يحدد تفكك المنحل بالكهرباء ضعيفة α
قوانين فاراداي للتحليل الكهربائي
m = Z·I·t = M·I·tn·F,m₁E₁ = m₂E₂ تتناسب الكتلة المترسبة أو المحررة عند القطب مع الشحنة Q (ثابت فاراداي F = 96485 C/mol)
💧 الفصل التاسع: الحلول والخواص التجميعية
6 صيغ قانون راؤول لضغط البخار وارتفاع درجة الغليان والاكتئاب المتجمد والضغط الأسموزي وعامل فان هوف
الفصل التاسع: الحلول والخواص التجميعية
6 صيغقانون راؤول لضغط البخار وارتفاع درجة الغليان والاكتئاب المتجمد والضغط الأسموزي وعامل فان هوف
قانون راؤول والتخفيض النسبي لضغط البخار
PA = XA·PA°,PA° - PAPA° = XB = nBnA + nB إن خفض ضغط البخار النسبي يساوي الكسر المولي من المذاب غير المتطاير
ارتفاع نقطة الغليان (تنظير الإبوليو)
ΔTb = i·Kb·m = i·(Kb × wB × 1000MB × wA) يعتمد ثابت الصمغ K_b فقط على طبيعة المذيب: K_b = (R·T_b²·M_solvent) / (1000·ΔH_vap)
اكتئاب نقطة التجمد (التنظير البردي)
ΔTf = i·Kf·m = i·(Kf × wB × 1000MB × wA) ثابت التبريد K_f: K_f = (R·T_f²·M_solvent) / (1000·ΔH_fus) (1.86 K·kg/mol للماء)
قانون فانت هوف للضغط الأسموزي
Π = i·C·R·T = i·(nBV)·R·T = i·(wB·R·T)MB·V الضغط الهيدروستاتيكي مطلوب لمنع تناضح المذيبات تمامًا عبر الغشاء شبه المنفذ
عامل فان هوف (i) للتفكك والارتباط
i = 1 + (n - 1)·αdiss, i = 1 + (1n- 1)·αassoc حسابات الكتل الجزيئية غير الطبيعية بسبب تأين المنحل بالكهرباء أو ثنائي في المحلول
قانون هنري لذوبان الغاز في السائل
pgas = KH·Xgas, mgas = kH·pgas يتناسب الغاز المذاب في السائل طرديًا مع الضغط الجزئي فوق السائل (K_H يزداد مع T)
🧊 الفصل العاشر: الحالة الصلبة وعلم البلورات
4 صيغ كثافة خلية الوحدة، الأشكال الهندسية البلورية المكعبة (SC، BCC، FCC)، قواعد نسبة نصف القطر، وحيود أشعة براغ السينية
الفصل العاشر: الحالة الصلبة وعلم البلورات
4 صيغكثافة خلية الوحدة، الأشكال الهندسية البلورية المكعبة (SC، BCC، FCC)، قواعد نسبة نصف القطر، وحيود أشعة براغ السينية
صيغة كثافة الخلية البلورية
ρ = z·Ma³·NA كثافة الكتلة البلورية النظرية من طول حافة الشبكة a وعدد الذرات الفعال z
هندسة الشبكة المكعبة وكفاءة التعبئة
SC: r = a2 (52.4%), BCC: r = (√34)·a (68.0%), FCC: r = a2√2 (74.0%) العلاقات الهندسية بين نصف القطر الذري r وطول الحافة a وكفاءة التعبئة لملء الفراغ
الحد من قواعد نسبة نصف القطر وهندسة التنسيق
Linear: <0.155 (CN 2), Triangular: 0.155-0.225 (CN 3), Tetrahedral: 0.225-0.414 (CN 4), Octahedral: 0.414-0.732 (CN 6), Cubic: 0.732-1.000 (CN 8) يتنبأ برقم التنسيق البلوري الأيوني (CN) والهندسة الخلالية من نسبة نصف قطر الكاتيون/الأنيون
قانون براغ لحيود الأشعة السينية
n·λ = 2·d·sin(θ) حالة التداخل البناء للأشعة السينية أحادية اللون المنتشرة بواسطة طائرات شبكية بلورية متباعدة d
🧲 الفصل 11: كيمياء السطح والحالة الغروية
3 صيغ متساوي الحرارة لامتزاز فروندليتش ولانجموير، قاعدة هاردي شولز، وإمكانات زيتا
الفصل 11: كيمياء السطح والحالة الغروية
3 صيغمتساوي الحرارة لامتزاز فروندليتش ولانجموير، قاعدة هاردي شولز، وإمكانات زيتا
فروندليتش ايزوثرم الامتزاز
xm = k·P^(1n) ⟹ log(xm) = log(k) + (1n)·log(P) نموذج تجريبي لامتصاص الغاز على سطح صلب ممتز ضمن نطاقات ضغط معتدلة
لانجميور أحادي الطبقة الامتزاز متساوي الحرارة
xm = a·P1 + b·P ⟹ Pxm = 1a+ (ba)·P نموذج نظري يفترض تغطية سطحية أحادية الطبقة متجانسة ومواقع متطابقة موضعية
قاعدة هاردي شولز للتخثر الغروي
Coagulating Power ∝ (Valency of Oppositely Charged Ion)⁴ تزداد قوة تخثر أيون الإلكتروليت بشكل كبير مع تكافؤ الشحنة z
🔗 الفصل 12: الروابط الكيميائية والتركيب الجزيئي
5 صيغ العزوم ثنائية القطب، خاصية بولينج الأيونية، ترتيب الروابط المدارية الجزيئية، الشحنات الرسمية، والعزوم المغناطيسية المغزلية فقط
الفصل 12: الروابط الكيميائية والتركيب الجزيئي
5 صيغالعزوم ثنائية القطب، خاصية بولينج الأيونية، ترتيب الروابط المدارية الجزيئية، الشحنات الرسمية، والعزوم المغناطيسية المغزلية فقط
عزم ثنائي القطب الكهربائي (ديبي)
μ = q·d, 1 Debye (D) = 3.33564 × 10⁻³⁰ C·m = 10⁻¹⁸ esu·cm يقيس القطبية الكهربائية الجزيئية من فصل الشحنة q على مسافة الرابطة d
بولينج النسبة المئوية للأحرف الأيونية
% Ionic = 16·|χA - χB| + 3.5·(χA - χB)² تقدير النسبة المئوية للصفة الأيونية للرابطة التساهمية من فرق السالبية الكهربية Δχ
ترتيب السندات المدارية الجزيئية (MO).
Bond Order = ½·(Nb - Na) صافي استقرار الترابط: يشير ترتيب السندات> 0 إلى جزيء مستقر؛ ترتيب الرابطة الأعلى يعني طول الرابطة الأقصر وطاقة الرابطة الأعلى
الشحنة الرسمية على ذرة هيكل لويس
FC = V - Nlone - ½·Nbonding مسك دفاتر إلكترونات التكافؤ لتحديد بنية لويس الرنينية الأكثر استقرارًا
العزم المغناطيسي الدوراني فقط للأيونات المعدنية الانتقالية
μs = √n·(n + 2) BM يحسب العزم المغناطيسي البارامغناطيسي من عدد الإلكترونات d غير المقترنة n (n=1: 1.73 BM، n=2: 2.83 BM، n=3: 3.87 BM، n=4: 4.90 BM، n=5: 5.92 BM)
⚗️ الفصل 13: تفاعلات الأكسدة والاختزال والمعايرة الحجمية
3 صيغ أرقام الأكسدة، والأوزان المكافئة، وتحييد الأكسدة، وقياس العناصر المتفاعلة غير المتناسبة
الفصل 13: تفاعلات الأكسدة والاختزال والمعايرة الحجمية
3 صيغأرقام الأكسدة، والأوزان المكافئة، وتحييد الأكسدة، وقياس العناصر المتفاعلة غير المتناسبة
الوزن المكافئ للعوامل المؤكسدة والمختزلة
E = Molar MassNumber of electrons gained or lost per molecule مثال: KMnO₄ في الوسط الحمضي (n=5) E = M/5؛ في وسط محايد (ن = 3) E = M/3؛ في الوسط الأساسي (ن=1) E = M/1
قانون المعادلات الكيميائية وقانون المعايرة
N₁·V₁ = N₂·V₂ ⟹ n₁·M₁·V₁ = n₂·M₂·V₂ عند نقطة التكافؤ المتكافئة، فإن مكافئات المعايرة تساوي مكافئات الحليلة
الوزن المكافئ في تفاعلات عدم التناسب
Etotal = Eoxidation + Ereduction = Mn₁+Mn₂ لتفاعلات الأكسدة والاختزال حيث يخضع نفس العنصر الكيميائي للأكسدة والاختزال في وقت واحد
🌿 الفصل الرابع عشر: مبادئ الكيمياء العضوية والكيمياء المجسمة
4 صيغ مؤشر نقص الهيدروجين (IHD)، والدوران البصري النوعي، والفائض التماثلي، ومعادلة هاميت
الفصل الرابع عشر: مبادئ الكيمياء العضوية والكيمياء المجسمة
4 صيغمؤشر نقص الهيدروجين (IHD)، والدوران البصري النوعي، والفائض التماثلي، ومعادلة هاميت
مؤشر نقص الهيدروجين (درجة عدم التشبع)
IHD = C + 1 - (H2) - (X2) + (N2) يحدد العدد الإجمالي للحلقات والروابط π (الرابطة المزدوجة = 1، الرابطة الثلاثية = 2، حلقة البنزين = 4)
قانون الدوران البصري النوعي لبيوت
[α]D^T = αobsl·c تم قياس النشاط البصري اللولبي القياسي باستخدام قياس استقطاب الصوديوم D-line (589 نانومتر).
الفائض التماثلي (٪ ee) والنقاء البصري
% ee = (|R -S|R + S) × 100 = (αobsαpure) × 100 يقيس الفائض اللولبي لمتساوٍ واحد على الخليط الراسيمي (يحتوي الخليط بنسبة 50:50 على 0% ee)
علاقة هاميت الخطية للطاقة الحرة
log(KK₀) = σ·ρ, log(kk₀) = σ·ρ يتعلق بالتأثيرات الإلكترونية الفوقية/البديلة (σ) وحساسية التفاعل (ρ) بمعدلات حمض البنزويك المستبدل