(3) الاشتقاق والدوال الأصلية
للتذكير
لتكن f دالة قابلة للاشتقاق على مجال I
1) f تزايدية على I ⇔ (∀x∈I) f'(x) ≥ 0
2) f تناقصية على I ⇔ (∀x∈I) f'(x) ≤ 0
3) f ثابتة على I ⇔ (∀x∈I) f'(x) = 0
4) اذا كانت الدالة المشتقة f' تنعدم في عدد a ينتمي الى المجال I وتتغير اشارتها بجوار a فان f(a) مطراف للدالة f أي قيمة قصوى أو قيمة دنيا.
تمرين 1 tp
لتكن f دالة عددية معرفة كما يلي
f(x) = x² - 4x.
1) حدد f'(x) حيث x∈IR
2) ادرس رتابة الدالة f
وانشئ جدول تغيراتها
3) استنتج مطرافا للدالة f.
تصحيح
1) f حدودية اذن قابلة للاشتقاق على IR
ليكن x∈IR لدينا
f '(x) = (x² - 4x)' = 2x - 4
اذن لكل x∈IR لدينا f '(x) = 2x - 4
2) اشارة f '
f '(x) = 0 ⇔ 2x - 4 = 0
⇔ x = 2
لدينا معامل x يساوي 2 (a=2 > 0) اذن
x | -∞ | 2 | +∞ | |||
f '(x) | - | 0 | + |
ومنه فان
اذا كان x∈]-∞ ; 2[ فان f '(x) < 0
اذا كان x∈]2 ; +∞[ فان f '(x) > 0
نستنتج اذن ان f تناقصية قطعا على ]-∞ ; 2]
وتزايدية قطعا على
[2 ; +∞[
(ملاحظة العدد 2 يعتبر نقطة مهملة لان f '(2) = 0 )
نحسب النهايتين التاليتين لانشاء جدول التغيرات
lim - ∞ |
f(x) = | lim - ∞ | x² = +∞ |
lim + ∞ |
f(x) = | lim + ∞ | x² = +∞ |
x | -∞ | 2 | +∞ | |||
f '(x) | - | 0 | + | |||
f | +∞ | ↘ | -4 | ↗ | +∞ |
الدالة المشتقة f ' تنعدم في 2 أي f '(2) = 0
وتتغير اشارتها بجوار 2 من (-) الى (+)
اذن f(2) = -4
قيمة دنيا للدالة f
تمرين 2 tp
لتكن f دالة عددية معرفة كما يلي
f(x) = -2x² + 4x + 3
1) حدد f '(x) حيث x∈IR
2) ادرس رتابة الدالة f
وانشئ جدول تغيراتها
3) استنتج مطرافا للدالة f
تصحيح
1) f دالة حدودية قابلة للاشتقاق على IR
ليكن x∈IR لدينا
f '(x) = (-2x² + 4x + 3)' = -4x + 4
اذن لكل x∈IR
لدينا f '(x) = -4x - 4
2) رتابة الدالة f
ندرس اشارة f '(x)
f '(x) = 0 ⇔ -4x + 4 = 0
⇔ -4x = -4 ⇔ x = 1
لدينا a = -4 < 0 اذن
x | -∞ | 1 | +∞ | |||
-4x + 4 | + | 0 | - |
اذا كان x∈]-∞ ; 1[ فان f '(x) > 0
اذا كان x∈]1 ; +∞[ فان f '(x) < 0
وهذا يعني أن f دالة تزايدية قطعا
على المجال ]-∞ ; 1] وتناقصية قطعا
على المجال [1 ; +∞[
نحسب النهايتين التاليتين لانشاء جدول التغيرات
lim - ∞ |
f(x) = | lim - ∞ | -2x² = - ∞ |
lim + ∞ |
f(x) = | lim + ∞ | -2x² = - ∞ |
x | -∞ | 1 | +∞ | |||
f ' | + | 0 | - | |||
f | -∞ |
↗ |
5 | ↘ |
-∞ |
3) الدالة المشتقة f' تنعدم في 1 أي f'(1)=0
وتتغير اشارتها بجوار 1 من (+) الى (-)
اذن f(1)=5 قيمة قصوى للدالة f على IR
اذن العدد 5 مطراف للدالة f.