رياضيات فصل أول

الحادي عشر خطة جديدة

icon

أتحقق من فهمي

ص: 164

أجد مشتقة الاقتران f(x)=4x2+1 باستعمال التعريف العام للمشتقة؛ عندما x=-1.

dydx=limh0fx+h-f(x)hdydx|x=-1=limh0f-1+hh=limh04h-12+1-(5)h=limh04h2-8h+4-4h=limh0h4h-8h=limh04h-8=-8y'(-1)=-8dydx|x=1=-8

أتحقق من فهمي

ص:164

أجد مشتقة الاقتران y=8-x2 باستعمال التعريف العام للمشتقة.

dydx=limh0fx+h-f(x)h=limh08-x+h-8+x2h=limh08-x2-2xh-h2-8+x2h=limh0-2xh-h2h=limh0h-2x-hh=limh0-2x-h=-2xdydx=-2x

أتحقق من فهمي

ص:165

أجد مشتقة كل اقتران مما يأتي:

a) y=x-11

y'=-11x-12

b) y=1x5

y=x-5y'=-5x-6y'=-5x6

c) y=x53

y=x53y'=53x53-1y'=53x23y'=53x23

أتحقق من فهمي

ص: 166

أجد مشتقة كل اقتران مما يأتي:

a) y=x+4x2

y=x12+4x-2dydx=12x-12+-8x-3dydx=12x-8x3

b) y=x5-8x64x

y=x54x-8x64xy=14x4-2x5y'=x3-10x4

أتحقق من فهمي

ص: 167

يمثل الاقتران s=t3-t المسافة التي يقطعها جسم متحرك بالأمتار، حيث t الزمن بالثانية. أجد سرعة الجسم بعد 4 ثوان من بدء حركته.

dsdt=3t2-12tdsdt|t=4=342-124dsdt|t=4=47.75 m/s

أتحقق من فهمي

ص: 168

إذا كان الاقتران y=8x-18؛ فأستعمل المشتقة لإيجاد معادلة المماس ومعادلة العمودي على المماس عن النقطة 0.25,-2.

dydx=8+1x2dydx|x=0.25=8+10.252=8+1116=8+16=24

معادلة المماس عند  0.25,-2 هي

y-y1=mx-x1y+2=24x-0.25y+2=24x-6y=24x-8

ميل العمودي على المماس هو -124

معادلة العمودي على المماس عند 0.25,-2

y+2=-124x-0.25y+2=-124x+196y=-124x-19196

أتدرب وأحل المسائل

أجد مشتقة كل من الاقترانات الآتية؛ باستعمال التعريف العام للمشتقة عند النقطة المعطاة:

1) y=x2+3x+1  ,x=3

dydx|x=3=limh0f3+4-f(3)h=limh0(3+4)2+33+h+1-19h=limh09+6h+h2+9+3h+1-19h=limh06h+3h+h2h=limh0h9+hh=limh09+h=9dydx|x=3=9

2) y=1x2+1   ,x=2

dydx|x=2=limh0f2+h-f(2)h=limh01h×12+h2+1-15=limh01h×15+4h+h2-15=limh01h×5-5-4h-h255+4h+h2=limh01h×h-4-h55+4h+h2=limh0-4-h55+4h+h2=-455=-425dydx|x=2=-425

3) y=2x+32     ,x=-1

dydx|x=1=limh0fh-1f(-1)h=limh02h-2+32-1h=limh02h+12-1h=limh04h2+4h+1-1h=limh0h4h+4h=limh04h+4=4dydx|x=-1=4

أجد مشتقة كل من الاقترانات الآتية؛ باستعمال التعريف العام للمشتقة:

4) y=x-3x2

dydx=limh0fx+h-fxh=limh01h×x+h-3x+h2-x-3x2=limh01hx3+x2h-3x2-x-3x2+2xh+h2x2x+h2=limh01hx3+x2h-3x2+-x3-2x2h-+3x2+6xh+3h2x2x+h2=limh01h×-x2-xh2+6xh+3h2x2x+h2=limh01h×h-x2-xh+6x+3h2x2x+h2=limh0-x2-xh+6x+3hx2x+h2=-x2+xx4

5) y=xx+2

dydx=limh0f(x+h)-f(x)h=limh0x+h2+2xh-x2-2xh=limh0x2+2xh+h2+2x+2h-x2-2xh=limh02xh+h2+2hh=limh0h2x+h+2h=limh02x+h+2=2x+2dydx=2x+2

6) y=1x-1

dydx=limh0fx+h-fxh=limh01h×1x+h-1-1x-1=limh01h×x-1-x-h+1x+h-1x-1=limh01h×-hx+h-1x-1=limh0-1x+h-1x-1=-1x-12dydx=-1x-12

أجد مشتقة كل اقتران مما يأتي:

7) y=10x-6x

y=10x-6x-12y'=10-6-12x-12-1y'=10+3x-32y'=10+3x3

8) y=x8-x-8

dydx=8x7+8x-9

9) y=9x-2+3x

y'=-18x-3+32x

10) y=1+xx

y=1x+xxy=x-1+x-12dydx=-1x-2+-12x-32dydx=-1x2-12x3

11) y=6x3+2x2-3

y=6x-3+2x-2-3dydx=-18x-4-4x-3dydx=-18x4-4x3

12) y=20x5+3x3+17

y=20x5+3x-13+17dydx=100x4+x-23dydx=100x4+1x23

إذا كان الاقتران y=x2-x؛ فاستعمل المشتقة لإيجاد كل مما يأتي:

13) معادلة المماس عندما x=4.

m=dydx|x=42x-1m=24-1=7x=4y=16-4y=124,12y-12=7x-4y-12=1x-28y=7x-28+12y=1x-16

14) معادلة العمودي على المماس عندما x=4

y-12=-17x-4y-12=-17x+47y=-17x+887

يمثل الشكل المجاور منحنى الاقتران f(x)=24x

 

15) أجد f'(x).

f'(x)=-24x2

16) أبين أن ميل المماس سالب دائما عند أي نقطة.

إشارة f'(x) هي سالبة لكل قيم x، حيث x0 إذا ميل المماس هو دائما سالب.

17) أجد معادلة العمودي على المماس عندما y=-6.

dhdt=4t-3t2dhdt|t=10=410-3102=40-300=-260 m/s

نجد قيمة x ثم نجد ميل المماس عند النقطة 

             24x= -6             x=-4f'(-4) = -24(-4)2=-32

ميل العمودي يساوي 23

معادلة العمودي

y+6 =23(x+4)y=23x-103

18) أجد معادلة المماس لمنحنى الاقتران y=x-3x-5، عند نقطتي تقاطعه مع محور x.

y=x2-8x+15dydx=2x-8x=33,0x=55,0m=dydx|x=3=23-8=-2y=-2x-3y=-2x+6m=dydx|x=5=25-8=10y=2x-5y=2x-10

19) يمثل الاقتران s=10t+t+π المسافة (بالمتر) التي يقطعها جسيم متحرك، حيث t الزمن بالثانية. أجد سرعة الجسيم بعد ثانية واحدة من بدء حركته.

dsdt=102t+1dsdt=5t+1dsdt|t=1=51+1=5+1=6m/s

20) طائرة: أقلعت طائرة من دون طيار عاموديا في رحلة مدتها 20 ثانية فإذا كان ارتفاع الطائرة بالأمتار يعطى بالاقتران h=2t2-t3، حيث t الزمن بالثواني؛ فأجد سرعة الطائرة بعد 10 ثوان من إقلاعها.

dhdt=4t-3t2dhdt|t=10=410-3102=40-300=-260 m/s

 

 

إذا كان منحنى الاقتران c يعطى بالمعادلة y=8x3؛ فأجيب عما يأتي:

21) أجد مشتقة الاقتران عند النقطة p125,10.

y=2x3y=2x13dydx=23x-23=23x23dydx|x=125=2312523=23×53×2×13=23×25=2750.03

y=2x3y2=x3y23=xy38=xdydx=38x2 dydx|x=10=38102=300810.03=300÷48÷4=752

22) إذا كان  الاقتران D هو الاقتران العكسي للاقتران C، وكانت النقطة Q انعكاسا لنقطة P؛ فأبين أن مشتقة الاقتران D عند النقطة Q تساوي مقلوب مشتقة الاقتران C عند النقطة P.

y=2x3y2=x3y23=xy38=xdydx=38x2 dydx|x=10=38102=300810.03=300÷48÷4=752

 

مهارات التفكير العليا

تبرير: يمثل الشكل المجاور منحنى الاقتران y=x2+2x 

23) أبين أن ميل المماس عند النقطتين (2,2) و (2-,2-) يساوي صفر.

dydx=12-2x2dydx|x=2=12-2412-12=0dydx|x=-2=12-24=0

 

24) أثبت أنه إذا كان x عددا كبيرا جدا؛ فإن ميل المماس عنده يساوي 0.5 تقريبا.

dydx|x=12-2x2dydx|x=12-0=12=0.5

 

تبرير: إذا كان الاقتران y=x2+4x؛ فأجيب عما يأتي:

25) أثبت أن معادلة المماس عند النقطة x=k هي y-(2k+4)x-k2=0

m=2k+4.y = k2+4ky-y1=mx-x1y-k2-4k=(2k+4)x-ky-k2-4k=2kx-2k2+4x-4ky-2k+4x-k2=0

 

 

 

26) أجد قيمة k التي تكون عندها معادلة العمودي على المماس هي: 4y+x=0

4y=-xy=-14x

ميل العمودي على المماس هو -14 وعندها ميل المماس يساوي 4 

 

 4y+x=0y=-14x-14=العمودي ميل4=المماس ميلy=2k+4x+k22k+4=42k=0k=0

تحد: يمثل الشكل المجاور منحنى الاقتران y=x2، الذي تقع النقطة P(a,a2) على منحناه. إذا علمت ما يأتي:

 يقطع المماس المنحنى عند النقطة P المحور y في النقطة T.

  يقطع العمودي على المماس عند النقطة p المحور y في النقطة N.

 تقع النقطة A على المحور الإحداثي y، إذ إن AP¯ يوازي المحور x.

27) أثبت أن OA=OT

y-a2=2ax-ay-a2=2ax-2a2y=2ax-a2y-a2=-12ax-ay=-129x+a2+12OA=a2=a2OT=-a2=a2OA=OT

28) أثبت أن AN=12

AN=ON-OA=a2+12-a2=12

حل أسئلة كتاب التمارين

أجد dsdt لكل مما يأتي:

1) s=10t

dsdt=st

2) s=50t+10

dsdt=-50t2

3) s=10t2-10t2

dsdt=20t+20t3

إذا كان y=x، فأجد كلا مما يأتي:

4) إحداثيات النقطة التي تكون عندها مشتقة الاقتران تساوي  12

1,1

5) إحداثيات النقطة التي تكون عندها مشتقة الاقتران تساوي 1

14,12

6) إذا كان الاقتران y=x+a2x، حيث a عدد موجب، فأجد إحداثيات النقطة التي تكون عندها مشتقة الاقتران تساوي صفرا بدلالة a.

a,a

إذا كان f(x)=2x+5x، فأجد كلا مما يأتي:

7) مشتقة الاقتران عند النقطة 10,2.5.

f'(x)=-0.05

8) إحداثيات النقاط التي تكون عنده مشتقة الاقتران تساوي 5-.

1,7    -1,-3

9) إذا كان الاقتران fx=100x، وكانت P نقطة تقع على منحنى الاقتران إحداثياتها a,100a؛ فأجد مساحة المثلث المكون من مماس منحنى الاقتران عند النقطة P والمحورين الإحداثيين.

مساحة المثلث = 12× القاعدة × الارتفاع

=12× 2a ×200a=200 مربعة وحدة

Jo Academy Logo