أ. فاضل الصفار - Math

Download Report

Transcript أ. فاضل الصفار - Math

Slide 1

‫منطقة العاصمة التعليمية‬
‫ثانوية جابر املبارك‬

‫املوجهة األولى‪:‬‬
‫أ‪ .‬حصة العلي‬

‫مدير املدرسة‪:‬‬
‫أ‪ .‬فاضل الصفار‬
‫املوجه الفني‪:‬‬
‫أ‪ .‬عبد الوهاب نور الدين‬

‫رئيس القسم‪:‬‬

‫أ‪ .‬ابراهيم عيد‬

‫إعداد املعلم‪ :‬محمد سامر القصار‬


Slide 2

‫قسم الرياضيات‬
‫في‬
‫ثانوية جابر املبارك‬

‫يشكر حضوركم‬

‫واصغائكم‬


Slide 3

‫وزارة التربية‬

‫ورشة عمل في البند ‪3-3‬‬

‫منطقة العاصمة التعليمية‬
‫ثانوية جابر املبارك‬
‫قسم الرياضيات‬

‫للصف الثاني عشر العلمي‬


Slide 4

‫تعلمت‬
Absolute Extreme Value ‫القيم القصوى المطلقة‬
Local Extreme Value

‫القيم القصوى المحلية‬

Critical Point
Increasing And Decreasing Functions

‫النقط الحرجة‬
‫تزايد وتناقص الدوال‬

Interval Of Increasing And Decreasing ‫فترات التزايد وفترات التناقص‬


Slide 5

‫سوف تتعلم‬
‫اختبارالمشتقة األولى لتحديد القيم القصوى المحلية‬
‫تحديد تقعر منحنى الدالة باستخدام المشتقة الثانية أو الرسم البياني‬
‫تحديد نقاط االنعطاف بدراسة المشتقة الثانية‬
‫اختبار المشتقة الثانية لتحديد القيم القصوى المحلية‬


Slide 6

‫دعنا نفكر ونناقش‬
‫انظر إلى بيان الدالة في الشكل أدناه‪ ،‬ثم ضع ))‪ ‬لكل فقرة مناسبة في الجدول أدناه‪:‬‬
‫عالمة‬

‫الفترة‬
‫(المجال)‬
‫‪𝑎 , 𝑐2‬‬

‫قيمة‬
‫صغرى‬
‫مطلقة‬

‫قيمة‬
‫عظمى‬
‫مطلقة‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫) ‪[𝑐1 , 𝑐3‬‬

‫‪‬‬

‫‪[𝑐2 , 𝑐3‬‬

‫‪‬‬

‫‪[𝑐3 , 𝑐5‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪𝑐1 , 𝑐4‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫𝑏 ‪𝑐5 ,‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫قيمة‬
‫صغرى‬
‫محلية‬

‫قيمة‬
‫عظمى‬
‫محلية‬

‫تزايد في‬
‫فترة‬

‫تناقص في‬
‫فترة‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬
‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬

‫‪‬‬


Slide 7

‫نظرية )‪(5‬‬

‫اختبار المشتقة األولى للقيم القصوى المحلية‬

‫لتكن 𝑓 دالة متصلة على مجالها وكانت ) 𝑐 𝑓‪ (𝑐 ,‬نقطة حرجة‪.‬‬

‫)‪ (1‬إذا كانت إشارة المشتقة ‪ 𝑓′‬تتغير من الموجب إلى السالب عند 𝑐 = 𝑥 ‪،‬‬
‫فإن 𝑓 يكون لها قيمة عظمى محلية عند 𝑐 ‪.‬‬

‫منحنى الدالة تغير من التزايد الى التناقص عند 𝑐 = 𝑥‬


Slide 8

‫لتكن 𝑓 دالة متصلة على مجالها وكانت ) 𝑐 𝑓‪ (𝑐 ,‬نقطة حرجة‪.‬‬
‫)‪ (2‬إذا تغيرت إشارة ‪ 𝑓′‬من السالب إلى الموجب عند 𝑐 = 𝑥 ‪ ،‬فإن 𝑓‬
‫يكون لها قيمة صغرى محلية عند 𝑐 ‪.‬‬

‫منحنى الدالة تغير من التناقص الى التزايد عند 𝑐 = 𝑥‬


Slide 9

‫لتكن 𝑓 دالة متصلة على مجالها وكانت ) 𝑐 𝑓‪ (𝑐 ,‬نقطة حرجة‪.‬‬
‫)‪ (3‬إذا لم تتغير إشارة ‪ 𝑓′‬عند 𝑐 = 𝑥 ‪ ،‬فإن 𝑓 ال يكون لها قيمة قصوى‬
‫محلية عند 𝑐 ‪.‬‬


Slide 10

‫هنا نبين كيف ّ‬
‫نطبق اختبار المشتقة األولى‬
‫إليجاد القيم القصوى المحلية لدالّة‪.‬‬
‫األعداد الحرجة لدالة𝑓‬
‫ّ‬
‫تجزئ محور السينات إلى فترات تكون فيها ‪ 𝑓′‬موجبة أو سالبة‬

‫نح ّدد إشارة ‪𝑓′‬على كل فترة بإيجاد قيمة ‪𝑓′‬‬
‫لقيمة واحدة 𝑥على الفترة‪،‬‬
‫ثم نطبق نظرية )‪(5‬‬
‫كما في المثالين)‪ (2‬و )‪(1‬التاليين‪:‬‬


Slide 11

‫مثال )‪(1‬‬

‫أوجد كالً مما يلي‪:‬‬

‫لتكن الدالة𝑓‪:‬‬
‫‪ a‬النقاط الحرجة للدالة‪.‬‬
‫‪ b‬الفترات التي تكون الدالة 𝑓 متزايدة أو متناقصة عليها‪.‬‬
‫‪ c‬القيم القصوى المحلية‪.‬‬
‫الحل‪:‬‬
‫‪ 𝑓∵ a‬دالة كثيرة حدود‪.‬‬
‫𝑓 متصلة وقابلة لالشتقاق عند كل 𝑥 ‪، 𝑥 ∈ ℝ :‬‬
‫نوجد النقاط الحرجة فقط عند أصفار مشتقة الدالة ‪. 𝑓′‬‬
‫‪𝑓′ 𝑥 = 3𝑥 2 − 12‬‬
‫نضع‬
‫‪𝑓′ 𝑥 = 0‬‬
‫‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3𝑥 − 12 = 0 ⇒ 3 𝑥 − 2 𝑥 + 2 = 0‬‬
‫‪𝑥 = −2‬‬
‫‪,‬‬
‫‪𝑥=2‬‬
‫‪𝑓 𝑥 = 𝑥 3 − 12𝑥 − 5‬‬


Slide 12

‫‪b‬‬

‫النقاط الحرجة هي‬
‫)‪−2 , 𝑓 −2 = (−2 , 11‬‬
‫)‪2 , 𝑓 2 = (2 , −21‬‬
‫نكون الجدول لدراسة إشارة ‪: 𝑓′‬‬
‫∞‬
‫)∞ ‪(2 ,‬‬

‫‪+++‬‬
‫متزايدة‬

‫‪2‬‬
‫)‪(−2 , 2‬‬

‫‪--‬‬‫متناقصة‬

‫‪−2‬‬
‫‪(−∞ , −‬‬

‫∞‪−‬‬

‫‪+++‬‬
‫متزايدة‬

‫الفترات‬
‫إشارة ‪𝑓′‬‬
‫سلوك الدالة‬
‫𝑓‬

‫نالحظ من الجدول‪ :‬الدالة متزايدة على الفترة )‪ (−∞ , − 2‬والفترة )∞‪ (2 ,‬ومتناقصة‬
‫على الفترة )‪.(−2 ,2‬‬
‫‪ c‬نستطيع أن نالحظ من الجدول أنه توجد قيمة عظمى محلية عند ‪ ،𝑥 = −2‬وقيمة‬
‫صغرى محلية عند ‪.𝑥 = 2‬‬
‫القيمة العظمى المحلية هي ‪ ،𝑓 −2 = 11‬والقيمة الصغرى المحلية عند ‪𝑓 2‬‬
‫‪.= −21‬‬


Slide 13

‫حاول أن تحل )‪(1‬‬
‫لتكن الدالة 𝑓 ‪:‬‬
‫‪ a‬النقاط الحرجة‬
‫للدالة‪.‬‬
‫ات التي تكون الدالة 𝑓 متزايدة أو متناقصة عليها‪.‬‬
‫‪ b‬الفتر‬

‫‪𝑓 𝑥 = −𝑥 3 + 3𝑥 2 − 4‬‬

‫ً‬
‫أوجد كال مما يلي‪:‬‬

‫‪ c‬القيم القصوى املحلية‪.‬‬
‫الحل‪:‬‬
‫‪a‬‬

‫∵𝑓 دالة كثيرة حدود‪.‬‬
‫𝑓 متصلة وقابلة لالشتقاق عند كل 𝑥 ‪، 𝑥 ∈ ℝ :‬‬
‫نوجد النقاط الحرجة فقط عند أصفار مشتقة الدالة ‪. 𝑓′‬‬

‫𝑥‪𝑓 ′ (𝑥) = −3𝑥 2 + 6‬‬
‫نضع‬
‫‪:‬‬

‫‪𝑓′ 𝑥 = 0‬‬
‫‪−3𝑥 2 + 6𝑥 = 0 ⇒ −3𝑥 𝑥 − 2 = 0‬‬
‫‪𝑥=0‬‬
‫‪,‬‬
‫‪𝑥=2‬‬


Slide 14

‫هي‬
‫)‪= (0 , −4‬‬
‫)‪= (2 , 0‬‬

‫النقاط الحرجة‬
‫‪0 ,𝑓 0‬‬
‫‪2 ,𝑓 2‬‬

‫‪ b‬نكون الجدول لدراسة إشارة ‪: 𝑓′‬‬
‫∞‪−‬‬
‫‪0‬‬
‫‪2‬‬
‫∞‬
‫‪(−∞ , 0‬‬
‫)‪(0 , 2‬‬
‫)∞ ‪(2 ,‬‬
‫‪--‬‬‫‪+++‬‬
‫‪--‬‬‫متناقصة‬
‫متزايدة‬
‫متناقصة‬

‫الفترات‬
‫إشارة ‪𝑓′‬‬

‫سلوك الدالة‬
‫𝑓‬

‫نالحظ من الجدول‪ :‬الدالة متزايدة على الفترة )‪(0 ,2‬‬
‫ومتناقصة على الفترة ‪ −∞ ,0‬والفترة )∞‪(2 ,‬‬

‫‪ c‬نستطيع أن نالحظ من الجدول أنه توجد قيمة عظمى محلية عند ‪ ،𝑥 = 2‬وقيمة‬
‫صغرى محلية عند ‪.𝑥 = 0‬‬
‫القيمة العظمى املحلية هي ‪ ،𝑓 2 = 0‬والقيمة الصغرى املحلية عند ‪.𝑓 0 = −4‬‬


Slide 15


Slide 16

‫مثال )‪(2‬‬

‫‪4‬‬
‫‪𝑓 𝑥 =𝑥−3+‬‬
‫‪𝑥−1‬‬

‫ً‬
‫أوجد كال مما يلي‪:‬‬

‫لتكن الدالة 𝑓 ‪:‬‬
‫‪ a‬النقاط الحرجة‬
‫للدالة‪.‬‬
‫ات التي تكون عليها الدالة 𝑓 متزايدة وتلك التي تكون عليها متناقصة‪.‬‬
‫‪ b‬الفتر‬

‫‪ c‬القيم القصوى املحلية‪.‬‬
‫الحل‪:‬‬
‫‪ 𝑓 ∵ a‬مجموع دالتين إحداهما كثيرة حدود واألخرى حدودية نسبية‪.‬‬
‫مجال الدالة 𝑓 هو ‪ℝ − 1‬‬
‫𝑓 متصلة وقابلة لالشتقاق على كل فترة من مجالها )∞‪−∞ .1 ∪ (1 ,‬‬
‫‪(𝑥 − 1)2 −4‬‬
‫=‬
‫‪(𝑥 − 1)2‬‬

‫‪2‬‬

‫‪4‬‬
‫‪′‬‬
‫‪𝑓 (𝑥) = 1 −‬‬
‫‪𝑥−1‬‬

‫)‪(𝑥 − 1 − 2)(𝑥 − 1 + 2) (𝑥 − 3)(𝑥 + 1‬‬
‫=‬
‫=‬
‫‪2‬‬
‫‪𝑥−1‬‬
‫‪(𝑥 − 1)2‬‬


Slide 17

‫نضع‪:‬‬
‫‪𝑥 = 3 , 𝑥 = −1‬‬

‫⇒ ‪𝑥−3 𝑥+1 =0‬‬

‫النقاط الحرجة هي )‪= (−1 , −6‬‬
‫‪ b‬نكون الجدول لدراسة إشارة ‪: 𝑓′‬‬
‫‪1‬‬
‫‪3‬‬
‫∞‬
‫)∞ ‪(3 ,‬‬

‫‪--‬‬‫متناقصة‬

‫)‪(𝑥 − 3)(𝑥 + 1‬‬
‫‪=0‬‬
‫‪2‬‬
‫)‪(𝑥 − 1‬‬

‫⇒‬

‫‪−1 , 𝑓 −1‬‬

‫‪,‬‬

‫‪−1‬‬

‫‪(−1 , 1‬‬
‫غير معرفة‬

‫‪+++‬‬
‫متزايدة‬

‫)‪(1 , 3‬‬

‫‪𝑓′ 𝑥 = 0‬‬

‫‪--‬‬‫متناقصة‬

‫‪= 3 ,2‬‬

‫‪3 ,𝑓 3‬‬

‫∞‪−‬‬

‫‪(−∞ ,‬‬
‫‪+++‬‬
‫متزايدة‬

‫الفترات‬
‫إشارة ‪𝑓′‬‬
‫سلوك الدالة 𝑓‬

‫نالحظ من الجدول‪ :‬الدالة متزايدة على كل من الفترتين )∞‪−∞ , − 1 , (3 ,‬‬
‫ومتناقصة على كل من الفترتين )‪. −1 ,1 ,(1 ,3‬‬
‫‪ c‬توجد قيمة عظمى محلية عند ‪ ،𝑥 = −1‬وقيمة صغرى محلية عند ‪.𝑥 = 3‬‬
‫القيمة العظمى املحلية هي ‪ ،𝑓 −1 = −6‬والقيمة الصغرى املحلية هي ‪.𝑓 3 = 2‬‬


Slide 18

‫حاول أن تحل )‪(2‬‬

‫𝑥‬
‫‪𝑔 𝑥 = 2‬‬
‫‪𝑥 +1‬‬

‫لتكن الدالة 𝑔 ‪:‬‬
‫‪ a‬النقاط الحرجة‬
‫للدالة‪.‬‬
‫ات التي تكون الدالة 𝑔 متزايدة أو متناقصة عليها‪.‬‬
‫‪ b‬الفتر‬

‫ً‬
‫أوجد كال مما يلي‪:‬‬

‫‪ c‬القيم القصوى املحلية‪.‬‬
‫الحل‪:‬‬
‫‪a‬‬

‫∵ 𝑔 دالة حدودية نسبية مجالها ‪ℝ‬‬
‫𝑔 متصلة وقابلة لالشتقاق عند كل 𝑥 ‪، 𝑥 ∈ ℝ :‬‬
‫𝑥 𝑥‪2 + 1 − 2‬‬
‫‪2 + 1 − 2𝑥 2‬‬
‫‪2‬‬
‫𝑥‬
‫𝑥‬
‫‪1‬‬
‫‪−‬‬
‫𝑥‬
‫= 𝑥 ‪𝑔′‬‬
‫=‬
‫‪= 2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪𝑥 +1‬‬
‫‪𝑥 +1‬‬
‫‪𝑥 +1 2‬‬
‫نضع‬
‫‪𝑔′ 𝑥 = 0‬‬
‫‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1 − 𝑥 = 0 ⇒ (𝑥 − 1) 𝑥 + 1 = 0‬‬
‫‪: 𝑥2 + 1 ≠ 0‬‬
‫‪𝑥=1‬‬
‫‪,‬‬
‫‪𝑥 = −1‬‬


Slide 19

‫هي‬
‫‪ b‬نكون الجدول لدراسة إشارة ‪: 𝑔′‬‬
‫‪1‬‬
‫∞‬

‫‪1‬‬
‫) ‪= (1 ,‬‬
‫‪2‬‬

‫النقاط الحرجة‬

‫‪−1‬‬

‫‪−1‬‬
‫) ‪= (−1 ,‬‬
‫‪2‬‬
‫∞‪−‬‬

‫‪(−∞ , −‬‬
‫)‪(−1 , 1‬‬
‫)∞ ‪(1 ,‬‬
‫‪--‬‬‫‪+++‬‬
‫‪--‬‬‫متناقصة‬
‫متزايدة‬
‫متناقصة‬

‫‪1 ,𝑔 1‬‬

‫‪−1 , 𝑔 −1‬‬

‫الفترات‬
‫إشارة ‪𝑓′‬‬
‫سلوك الدالة‬
‫𝑓‬

‫نالحظ من الجدول‪ :‬الدالة متزايدة على الفترة )‪(−1 ,1‬‬
‫ومتناقصة على كل من الفترتين )∞‪−∞ , − 1 ,(1 ,‬‬
‫‪ c‬توجد قيمة عظمى محلية عند ‪ ،𝑥 = 1‬وقيمة صغرى محلية عند ‪.𝑥 = −1‬‬
‫القيمة العظمى املحلية هي‬

‫‪1‬‬
‫‪2‬‬

‫= ‪ ،𝑔 1‬والقيمة الصغرى‬

‫‪−1‬‬
‫املحلية عند‬
‫‪2‬‬

‫= ‪.𝑔 −1‬‬


Slide 20


Slide 21

‫ّ‬
‫التقعر‬
‫يبين الشكل املقابل أن الدالة 𝑓 ‪𝑓 𝑥 = 𝑥 3 :‬‬
‫تتزايد مع تزايد قيم 𝑥 ‪ ،‬ولكن جزئي املنحنى ّ‬
‫املعرفين على‬
‫كل من الفترتين )‪0 ,∞ ,(−∞ ,0‬‬
‫ينعطفان بشكل مختلف‪.‬‬
‫إذا أمعنا النظر في املنحنى واملماسات وتفحصناها بدقة من‬
‫اليسار إلى اليمين‬
‫نالحظ أن املنحنى يقع أسفل املاسات على الفترة )‪(−∞ ,0‬‬
‫ويقع أعلى املاسات على الفترة )∞‪(0 ,‬‬
‫يمكننا القول إن منحنى الدالة 𝑓 مقعر لألسفل على الفترة )‪(−∞ ,0‬‬
‫ومقعر لألعلى على الفترة )∞‪(0 ,‬‬


Slide 22

‫تعريف )‪ّ :(5‬‬
‫التقعر‬
‫ً‬
‫إذا وقع منحنى الدالة أعلى جميع مماساته على فترة ‪ I‬فإنه يكون مقعرا ألعلى على ‪I‬‬
‫ً‬
‫وإذا وقع منحنى الدالة أسفل جميع مماساته على فترة ‪ I‬فإنه يكون مقعرا ألسفل على‬
‫‪I‬‬

‫في الفترة )𝑏‪ (𝑎 ,‬نالحظ أن‪:‬‬
‫جميع نقاط املنحنى (ما عدا نقاط‬
‫التماس)‬
‫تقع أعلى املماسات‪.‬‬

‫في الفترة )𝑏‪ (𝑎 ,‬نالحظ أن‪:‬‬
‫جميع نقاط املنحنى (ما عدا نقاط‬
‫التماس)‬
‫تقع أسفل املماسات‪.‬‬


Slide 23

‫اختبار ّ‬
‫التقعر‬
‫‪a‬‬

‫إذا كانت‬

‫‪b‬‬

‫وإذا كانت‬

‫𝐼 ∈ 𝑥 ∀ ‪𝑓 ′′ 𝑥 > 0 ,‬‬

‫ً‬
‫فإن منحنى الدالة 𝑓 مقعرا ألعلى على ‪I‬‬

‫𝐼 ∈ 𝑥 ∀‪𝑥 < 0 ,‬‬

‫‪𝑓 ′′‬‬

‫ً‬
‫فإن منحنى الدالة 𝑓 مقعرا ألسفل على ‪I‬‬


Slide 24

‫تعريف )‪ :(6‬نقطة اإلنعطاف‬

‫نقطة‬
‫اإلنعطاف‬

‫تسمى النقطة ) 𝑐 𝑓‪ (𝑐 ,‬نقطة انعطاف ملنحنى الدالة 𝑓 إذا كانت 𝑓 دالة متصلة عند 𝑐‪،‬‬
‫ومنحنى الدالة 𝑓 ّ‬
‫يغير ّ‬
‫تقعره عند هذه النقطة من أعلى إلى أسفل أو من أسفل إلى أعلى‪.‬‬
‫إذا كانت ) 𝑐 𝑓‪ (𝑐 ,‬نقطة انعطاف لبيان الدالة 𝑓 فإن ‪𝑓 ′′ 𝑐 = 0‬‬
‫أو )𝑐(‪ 𝑓′′‬غير موجودة‪.‬‬


Slide 25

‫مثال )‪(3‬‬
‫ّ‬
‫التقعر ونقطة االنعطاف ملنحنى الدالة 𝑓 ‪:‬‬
‫أوجد فترات‬

‫‪𝑓 𝑥 = 2𝑥 3 + 3𝑥 2 − 1‬‬

‫الحل‪:‬‬
‫∵ 𝑓 دالة كثيرة حدود‪.‬‬
‫𝑓 قابلة لالشتقاق على ‪ℝ‬‬

‫𝑥‪𝑓 ′ 𝑥 = 6𝑥 2 + 6‬‬
‫‪𝑓 ′′ 𝑥 = 12𝑥 + 6‬‬
‫‪𝑓 ′′ 𝑥 = 0‬‬
‫‪1‬‬
‫‪12𝑥 + 6 = 0 ⇒ 𝑥 = −‬‬
‫‪2‬‬


Slide 26

‫نكون الجدول لدراسة إشارة ‪: 𝑓′′‬‬

‫‪1‬‬
‫‪−‬‬
‫‪2‬‬

‫∞‬
‫‪1‬‬
‫∞‪− ,‬‬
‫‪2‬‬
‫‪+++‬‬

‫∪‬

‫ّ‬
‫مقعر ألعلى‬

‫∞‪−‬‬

‫‪−∞ , −‬‬
‫‪---‬‬

‫∩‬

‫ّ‬
‫مقعر ألسفل‬

‫الفترات‬
‫إشارة ‪𝑓 ′ ′‬‬
‫بيان الدالة 𝑓‬

‫‪1‬‬
‫نالحظ من الجدول‪ :‬بيان الدالة 𝑓 ّ‬
‫مقعر ألسفل على الفترة ‪, −‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫بيان الدالة 𝑓 ّ‬
‫مقعر ألعلى على الفترة ∞‪− ,‬‬
‫‪2‬‬
‫نقطة‬
‫إليجاد‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬

‫‪1‬‬
‫‪1 3‬‬
‫‪1‬‬
‫االنعطاف‪:‬‬
‫‪+3 −‬‬
‫‪−1=− + −1=−‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4 4‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫النقطة ‪ 𝐼 − , −‬هي نقطة انعطاف ملنحنى 𝑓‬
‫‪2‬‬

‫‪2‬‬

‫∞‪−‬‬

‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪𝑓 −‬‬
‫‪=2 −‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬


Slide 27

‫نالحظ في الشكل املقابل أن بيان الدالة 𝑓 في مثال )‪(3‬‬

‫ّ‬
‫مقعر لألسفل على الفترة‬

‫‪1‬‬
‫‪−∞ , −‬‬
‫‪2‬‬

‫ّ‬
‫ومقعر لألعلى على الفترة‬

‫‪1‬‬
‫∞‪− ,‬‬
‫‪2‬‬

‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫وأن النقطة‬
‫‪− ,−‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬

‫هي نقطة انعطاف‬


Slide 28

‫حاول أن تحل )‪(3‬‬
‫ّ‬
‫التقعر ونقطة االنعطاف ملنحنى الدالة 𝑓 ‪:‬‬
‫أوجد فترات‬

‫الحل‪:‬‬

‫‪𝑓 𝑥 = 𝑥 3 − 2𝑥 2 + 1‬‬

‫∵ 𝑓 دالة كثيرة حدود‪.‬‬
‫𝑓 قابلة لالشتقاق على ‪ℝ‬‬
‫𝑥‪𝑓 ′ 𝑥 = 3𝑥 2 − 4‬‬
‫‪𝑓 ′′ 𝑥 = 6𝑥 − 4‬‬
‫‪𝑓 ′′ 𝑥 = 0‬‬
‫‪2‬‬
‫= 𝑥 ⇒ ‪6𝑥 − 4 = 0‬‬
‫‪3‬‬


Slide 29

‫∞‬
‫‪2‬‬
‫∞‪,‬‬
‫‪3‬‬
‫‪+++‬‬

‫∪‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪−∞ ,‬‬
‫‪3‬‬
‫‪---‬‬

‫∩‬

‫نكون الجدول لدراسة إشارة ‪: 𝑓′′‬‬
‫∞‪−‬‬
‫الفترات‬
‫إشارة ‪𝑓 ′ ′‬‬
‫بيان الدالة 𝑓‬

‫ّ‬
‫ّ‬
‫مقعر ألسفل‬
‫مقعر ألعلى‬
‫نالحظ من الجدول ان‪ :‬بيان الدالة 𝑓 ّ‬
‫مقعر ألسفل على الفترة‬
‫بيان الدالة 𝑓 ّ‬
‫مقعر ألعلى على الفترة ∞‪,‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬

‫‪2‬‬
‫‪3‬‬

‫‪−∞ ,‬‬

‫نقطة‬
‫إليجاد‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪2‬‬
‫‪8 8‬‬
‫‪11‬‬
‫االنعطاف‪:‬‬
‫𝑓‬
‫=‬
‫‪−2‬‬
‫=‪+1‬‬
‫=‪− +1‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫‪27 9‬‬
‫‪27‬‬
‫‪2 11‬‬
‫‪ 𝐼 ,‬هي نقطة انعطاف ملنحنى 𝑓‬
‫النقطة‬
‫‪27‬‬

‫‪3‬‬


Slide 30

‫نالحظ في الشكل املقابل أن بيان الدالة 𝑓‬
‫ّ‬
‫مقعر لألسفل على الفترة‬

‫‪2‬‬
‫‪−∞ ,‬‬
‫‪3‬‬

‫ّ‬
‫ومقعر لألعلى على الفترة‬

‫‪2‬‬
‫∞‪,‬‬
‫‪3‬‬

‫وأن النقطة‬

‫‪2 11‬‬
‫‪,‬‬
‫‪3 27‬‬

‫هي نقطة انعطاف‬


Slide 31

‫لدراسة حركة جسيم يتحرك على خط مستقيم‬
‫ً‬
‫غالبا‬
‫ما تحتاج إلى وصف هذه الحركة من خالل دالة املوقع (اإلزاحة)‬
‫ومشتقتها (السرعة) ومشتقتها الثانية (العجلة) في أي لحظة على‬
‫مساره‪.‬‬


Slide 32

‫مثال إثرائي‪:‬‬
‫يتحرك جسيم على خط مستقيم أفقي حيث دالة‬
‫موقعه‬
‫‪𝑠 𝑡 = 2𝑡 3 − 14𝑡 2 + 22𝑡 − 5 ,‬‬
‫‪t≥0‬‬
‫أوجد السرعة اللحظية للجسيم وعجلته ثم صف‬
‫حركته‪.:‬‬
‫الحل‬
‫‪𝑠 𝑡 = 2𝑡 3 − 14𝑡 2 + 22𝑡 − 5‬‬
‫السرعة اللحظية هي‪:‬‬

‫‪𝑣 𝑡 = 𝑠 ′ 𝑡 = 6𝑡 2 − 28𝑡 + 22‬‬
‫)‪= 2(𝑡 − 1)(3𝑡 − 11‬‬

‫والعجلة هي‪:‬‬

‫‪𝑎 𝑡 = 𝑣 ′ 𝑡 = 𝑠 ′′ 𝑡 = 12𝑡 − 28‬‬
‫)‪= 4 (3𝑡 − 7‬‬


Slide 33

‫عندما تتزايد الدالة )𝑡(𝑠 يتحرك الجسيم إلى اليمين‪،‬‬
‫وعندما تتناقص )𝑡(𝑠 يتحرك الجسيم إلى اليسار‪.‬‬
‫يبين الشكل أدناه الرسوم البيانية‬
‫والعجلة‪.‬‬

‫‪𝑠 ′′ 𝑡 = 12𝑡 − 28‬‬

‫والسرعة اللحظية‬

‫‪𝑠 ′ 𝑡 = 6𝑡 2 − 28𝑡 + 22‬‬

‫للموقع (املسافة)‬

‫‪𝑠 𝑡 = 2𝑡 3 − 14𝑡 2 + 22𝑡 − 5‬‬
‫‪t≥0‬‬


Slide 34

‫‪11‬‬
‫=𝑡‬
‫الحظ أن املشتقة األولى )‪ (𝑣 = 𝑠′‬تساوي ‪ 0‬عند ‪, 𝑡 = 1‬‬
‫‪3‬‬
‫‪11‬‬
‫‪0‬‬
‫‪1‬‬
‫∞‬
‫‪3‬‬
‫‪11‬‬
‫‪11‬‬
‫الفترات‬
‫)‪(0 , 1‬‬
‫‪1,‬‬
‫∞‪,‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫‪𝑣 = 𝑠′‬‬
‫‪+++‬‬
‫‪--‬‬‫‪+++‬‬
‫متزايدة‬
‫متناقصة‬
‫متزايدة‬
‫سلوك 𝑠‬
‫حركة الجسيم‬
‫يمين‬
‫يسار‬
‫يمين‬

‫‪11‬‬
‫يتحرك الجسيم إلى اليمين على الفترة الزمنية )‪[0 ,1‬والفترة الزمنية ∞ ‪,‬‬
‫‪3‬‬
‫‪11‬‬
‫ويتحرك إلى اليسارعلى الفترة الزمنية‬
‫‪1,‬‬
‫‪3‬‬


Slide 35

‫‪7‬‬
‫العجلة تساوي ‪ 0‬عند‪:‬‬
‫=𝑡‬
‫‪3‬‬
‫‪7‬‬
‫‪0‬‬
‫∞‬
‫‪3‬‬
‫‪7‬‬
‫‪7‬‬
‫الفترات‬
‫‪0,‬‬
‫∞‪,‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫أشارة ‪𝑎 = 𝑠 ′′‬‬
‫‪--‬‬‫‪+++‬‬

‫∪‬

‫مقعر ألعلى‬

‫∩‬

‫مقعر ألسفل‬

‫اتجاه العجلة ناحية اليسار (العجلة سالبة) أثناءالفترة‬
‫الزمنيةفي لحظة تساوي صف ًرا عند ‪7‬‬
‫وتكون‬
‫=𝑡‬
‫‪3‬‬
‫واتجاهها ناحية اليمين(العجلة موجبة بعد ذلك)‪.‬‬

‫بيان الدالة 𝑠‬
‫‪7‬‬
‫‪0,‬‬
‫‪3‬‬


Slide 36

‫تدريب إثرائي‪:‬‬
‫يتحرك جسيم معين على خط مستقيم أفقي حيث دالة موقعه‪:‬‬
‫‪𝑠 𝑡 = 𝑡 3 − 3𝑡 2 + 5 ,‬‬
‫‪t≥0‬‬
‫أوجد السرعة اللحظية للجسيم وعجلته ثم صف‬
‫حركته‪.:‬‬
‫الحل‬
‫‪𝑠 𝑡 = 𝑡 3 − 3𝑡 2 + 5‬‬
‫السرعة اللحظية هي‪:‬‬

‫𝑡‪𝑣 𝑡 = 𝑠 ′ 𝑡 = 3𝑡 2 − 6‬‬
‫)‪= 3𝑡 (𝑡 − 2‬‬

‫والعجلة هي‪:‬‬

‫‪𝑎 𝑡 = 𝑣 ′ 𝑡 = 𝑠 ′′ 𝑡 = 6𝑡 − 6‬‬


Slide 37

‫الحظ أن املشتقة األولى )‪ (𝑣 = 𝑠′‬تساوي ‪ 0‬عند‬

‫‪𝑡 = 0 ,𝑡 = 2‬‬
‫‪0‬‬

‫‪2‬‬
‫∞‬
‫الفترات‬
‫)‪(0 , 2‬‬
‫∞‪2 ,‬‬
‫‪𝑣 = 𝑠′‬‬
‫‪--‬‬‫‪+++‬‬
‫متناقصة‬
‫متزايدة‬
‫سلوك 𝑠‬
‫حركة الجسيم‬
‫يسار‬
‫يمين‬
‫يتحرك الجسيم إلى اليمين على الفترة الزمنية )∞‪(2 ,‬‬
‫ويتحرك إلى اليسارعلى الفترة الزمنية )‪[0 ,2‬‬


Slide 38

‫العجلة تساوي ‪ 0‬عند‪:‬‬
‫∞‬
‫∞‪1 ,‬‬
‫‪+++‬‬

‫∪‬

‫مقعر ألعلى‬

‫‪1‬‬

‫‪𝑡=1‬‬
‫‪0‬‬

‫‪0 ,1‬‬
‫‪---‬‬

‫∩‬

‫مقعر ألسفل‬

‫اتجاه العجلة ناحية اليسار (العجلة سالبة) أثناءالفترة‬
‫الزمنية‬
‫ً‬
‫ي‬
‫وتكون في لحظة تساو صفرا عند ‪𝑡 = 1‬‬
‫واتجاهها ناحية اليمين(العجلة موجبة بعد ذلك)‪.‬‬

‫الفترات‬
‫‪𝑎 = 𝑠′′‬‬

‫بيان الدالة 𝑠‬

‫‪0 ,1‬‬


Slide 39

‫اختبار املشتقة الثانية للقيم القصوى‬
‫املحليةنقاط حرجة‪،‬‬
‫بدالً من النظر إلى إشارة التغير في ‪ 𝒚′‬عند‬
‫يمكننا أن نستخدم احيانا‬
‫االختبار اآلتي لتحديد وجود قيم قصوى محلية‪.‬‬
‫نظرية )‪ :(6‬اختبار املشتقة الثانية للقيم القصوى املحلية‬
‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫إذا كانت ‪ 𝑓 ′ 𝑐 = 0‬و ‪𝑓 ′′ 𝑐 < 0‬‬
‫فإن 𝑓 تكون لها قيمة عظمى محلية عند 𝑐 = 𝑥‬
‫إذا كانت ‪𝑐 = 0‬‬

‫‪𝑓′‬‬

‫و‪𝑐 >0‬‬

‫‪𝑓 ′′‬‬

‫فإن 𝑓 تكون لها قيمة صغرى محلية عند 𝑐 = 𝑥‬


Slide 40

‫يتطلب منا هذا االختبار أن نعرف ‪ 𝑓′′‬فقط عند العدد 𝑐 نفسه وليس على فترة تشمل 𝑐‪.‬‬
‫ً‬
‫وهذا يجعل االختبار سهال للتطبيق‪.‬‬
‫هذا االختبار ال يصلح (يفشل) إذا كانت ‪ 𝑓 ′′ = 0‬أو ال يكون لها وجود‪.‬‬

‫فمثلً الدالة 𝑓 ‪ ، 𝑓(𝑥) = 𝑥 4 :‬مشتقتها األولى هي‪𝑓 ′ 𝑥 = 4𝑥 3 :‬‬
‫ومشتقتها الثانية هي‪𝑓 ′′ 𝑥 = 12𝑥 2 :‬‬
‫عندما‬

‫‪𝑓′ 𝑥 = 0 ⇒ 𝑥 = 0‬‬

‫ومنها‬

‫‪𝑓 ′′ 𝑥 = 0‬‬

‫عندما يحدث ذلك نعود إلى اختبار المشتقة األولى للبحث عن القيم القصوى المحلية‪.‬‬

‫في مثال )‪ (4‬نطبق اختبار املشتقة الثانية للدالة املوجودة في مثال )‪.(1‬‬


Slide 41

‫مثال )‪(1‬‬

‫أوجد كالً مما يلي‪:‬‬

‫لتكن الدالة𝑓‪:‬‬
‫‪ a‬النقاط الحرجة للدالة‪.‬‬
‫‪ b‬الفترات التي تكون الدالة 𝑓 متزايدة أو متناقصة عليها‪.‬‬
‫‪ c‬القيم القصوى المحلية‪.‬‬
‫الحل‪:‬‬
‫‪ 𝑓∵ a‬دالة كثيرة حدود‪.‬‬
‫𝑓 متصلة وقابلة لالشتقاق عند كل 𝑥 ‪، 𝑥 ∈ ℝ :‬‬
‫نوجد النقاط الحرجة فقط عند أصفار مشتقة الدالة ‪. 𝑓′‬‬
‫‪𝑓′ 𝑥 = 3𝑥 2 − 12‬‬
‫نضع‬
‫‪𝑓′ 𝑥 = 0‬‬
‫‪:‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3𝑥 − 12 = 0 ⇒ 3 𝑥 − 2 𝑥 + 2 = 0‬‬
‫‪𝑥 = −2‬‬
‫‪,‬‬
‫‪𝑥=2‬‬
‫‪𝑓 𝑥 = 𝑥 3 − 12𝑥 − 5‬‬


Slide 42

‫‪b‬‬

‫النقاط الحرجة هي‬
‫)‪−2 , 𝑓 −2 = (−2 , 11‬‬
‫)‪2 , 𝑓 2 = (2 , −21‬‬
‫نكون الجدول لدراسة إشارة ‪: 𝑓′‬‬
‫∞‬
‫)∞ ‪(2 ,‬‬

‫‪+++‬‬
‫متزايدة‬

‫‪2‬‬
‫)‪(−2 , 2‬‬

‫‪--‬‬‫متناقصة‬

‫‪−2‬‬
‫‪(−∞ , −‬‬

‫∞‪−‬‬

‫‪+++‬‬
‫متزايدة‬

‫الفترات‬
‫إشارة ‪𝑓′‬‬
‫سلوك الدالة‬
‫𝑓‬

‫نالحظ من الجدول‪ :‬الدالة متزايدة على الفترة )‪ (−∞ , − 2‬والفترة )∞‪ (2 ,‬ومتناقصة‬
‫على الفترة )‪.(−2 ,2‬‬
‫‪ c‬نستطيع أن نالحظ من الجدول أنه توجد قيمة عظمى محلية عند ‪ ،𝑥 = −2‬وقيمة‬
‫صغرى محلية عند ‪.𝑥 = 2‬‬
‫القيمة العظمى المحلية هي ‪ ،𝑓 −2 = 11‬والقيمة الصغرى المحلية عند ‪𝑓 2‬‬
‫‪.= −21‬‬


Slide 43

‫مثال )‪(4‬‬
‫أوجد القيم القصوى املحلية‬
‫للدالة‪:‬‬
‫الحل‪:‬‬

‫‪𝑓 𝑥 = 𝑥 3 − 12𝑥 − 5‬‬
‫‪𝑓 ′ 𝑥 = 3𝑥 2 − 12‬‬
‫)‪= 3 𝑥 2 − 4 = 3(x − 2)(x + 2‬‬
‫‪𝑥=2‬‬

‫‪𝑥 = −2 ,‬‬

‫⇒ ‪𝑓′ 𝑥 = 0‬‬
‫𝑥‪𝑓 ′′ 𝑥 = 6‬‬

‫باختبار األعداد الحرجة ‪ ،𝑥 = ±2‬نجد أن‪:‬‬
‫‪𝑓 ′′ −2 = −12 , −12 < 0‬‬
‫فيكون للدالة 𝑓 قيمة عظمى محلية عند ‪ 𝑥 = −2‬وهي ‪𝑓 −2 = 11‬‬
‫‪𝑓 ′′ 2 = 12 , 12 > 0‬‬
‫فيكون للدالة 𝑓 قيمة صغرى محلية عند ‪ 𝑥 = 2‬وهي ‪𝑓 2 = −21‬‬


Slide 44

‫حاول أن تحل )‪(4‬‬
‫استخدم اختبار املشتقة الثانية اليجاد القيم القصوى املحلية للدالة‬
‫𝑓‪:‬‬
‫‪𝑓 𝑥 = 4𝑥 3 − 12𝑥 2‬‬
‫الحل‪:‬‬
‫‪𝑓 ′ 𝑥 = 12𝑥 2 − 24𝑥 = 12𝑥 𝑥 − 2‬‬

‫‪𝑥 = 0 ,𝑥 = 2‬‬

‫⇒‬

‫‪𝑓′ 𝑥 = 0‬‬

‫‪𝑓 ′′ 𝑥 = 24𝑥 − 24‬‬
‫باختبار األعداد الحرجة ‪ ،𝑥 = 0 ,𝑥 = 2‬نجد أن‪:‬‬
‫‪𝑓 ′′ 0 = −24 , −24 < 0‬‬
‫فيكون للدالة 𝑓 قيمة عظمى محلية عند ‪ 𝑥 = 0‬وهي ‪𝑓 0 = 0‬‬

‫‪𝑓 ′′ 2 = 24 , 24 > 0‬‬
‫فيكون للدالة 𝑓 قيمة صغرى محلية عند ‪ 𝑥 = 2‬وهي ‪𝑓 2 = −16‬‬


Slide 45