طرق نموذجية — دراسة الدوال العددية
النوع 1: تحديد مجموعة التعريف
متى؟ الخطوة الأولى من أي دراسة: إيجاد Df.
- حدد القيود: يجب أن يكون المقام =0، الجذر التربيعي يتطلب أن يكون ما تحت الجذر ≥0.
- ضع وحل الشروط المقابلة (معادلات أو متراجحات).
- عبّر عن Df كاتحاد فترات.
مثال سريع: بالنسبة لـ f(x)=x−21، نفرض x−2=0، إذن Df=R∖{2}.
النوع 2: دراسة الزوجية (تماثلات المنحنى)
متى؟ Df متماثلة بالنسبة لـ 0 ونريد تقليص مجال الدراسة.
- تحقق من أن Df متماثلة: x∈Df⇒−x∈Df.
- احسب f(−x) وبسّط.
- إذا كان f(−x)=f(x): زوجية (محور الأراتيب). إذا كان f(−x)=−f(x): فردية (الأصل، مركز تماثل).
مثال سريع: f(x)=x2+1 : f(−x)=x2+1=f(x)، إذن f زوجية.
النوع 3: حساب النهايات عند حدود المجال
متى؟ نبحث عن سلوك f عند حدود Df (اللانهاية، القيم المستثناة).
- اسرد جميع حدود Df (بما في ذلك ±∞ والقيم الممنوعة).
- احسب النهاية عند كل حد (التعويض، رفع حالة اللاتعيين، الإشارة من اليسار/اليمين).
- رتب هذه النهايات: ستُستخدم للمقاربات وأطراف جدول التغيرات.
مثال سريع: بالنسبة لـ f(x)=x−21 : x→2+limf=+∞، x→+∞limf=0.
النوع 4: الاشتقاق وإنشاء جدول التغيرات
متى؟ هذا قلب الدراسة: الحصول على اتجاه التغير والقيم الحدية.
- احسب f′(x) وحل f′(x)=0.
- ادرس إشارة f′(x) على Df.
- أنشئ الجدول: سطر إشارة f′، سطر تغيرات f (أسهم)، مع النهايات والقيم الحدية.
مثال سريع: f(x)=x2−4x+1، f′(x)=2x−4 : متناقصة على ]−∞,2]، متزايدة على [2,+∞[، أدنى قيمة f(2)=−3.
النوع 5: تحديد المقاربات
متى؟ نستغل النهايات لوصف السلوك المقارب للمنحنى.
- رأسية x=a : إذا كان x→alimf(x)=±∞.
- أفقية y=ℓ : إذا كان x→±∞limf(x)=ℓ منته.
- مائلة y=ax+b : احسب a=x→±∞limxf(x) ثم b=x→±∞lim[f(x)−ax].
مثال سريع: f(x)=x+x1 : x→+∞lim[f(x)−x]=0، إذن y=x مقارب مائل.
النوع 6: تحديد موضع المنحنى بالنسبة لمقارب
متى؟ نريد معرفة ما إذا كان المنحنى فوق أو تحت مقارب (غالباً مائل).
- احسب الفرق d(x)=f(x)−(ax+b).
- ادرس إشارة d(x) على Df.
- إذا كان d(x)>0 : المنحنى فوق؛ إذا كان d(x)<0 : المنحنى تحت؛ d(x)=0 : نقطة تقاطع.
مثال سريع: بالنسبة لـ f(x)=x+x1 و y=x : d(x)=x1>0 إذا كان x>0 (المنحنى فوق).
النوع 7: رسم المنحنى الممثل
متى؟ الخطوة الأخيرة: تمثيل Cf في معلم.
- ارسم المقاربات (خطوط متقطعة) وضع بعض النقط الأساسية (القيم الحدية، التقاطعات مع المحاور).
- استخدم الزوجية المحتملة للإكمال بالتماثل.
- ارسم المنحنى مع احترام جدول التغيرات والموضع بالنسبة للمقاربات.
مثال سريع: بالنسبة لدالة زوجية، نرسم على [0,+∞[ ثم نكمل بالتماثل المحوري بالنسبة للمحور (Oy).
النوع 8: مناقشة عدد حلول f(x)=m
متى؟ يُطلب عدد حلول معادلة حسب وسيط، أو تقاطع المنحنى/مستقيم أفقي.
- فسّر: عدد حلول f(x)=m هو عدد تقاطعات Cf مع المستقيم y=m.
- اقرأ جدول التغيرات: قارن m بالقيم الحدية والنهايات.
- استنتج حسب قيم m (0، 1، 2... حل).
مثال سريع: إذا كان لـ f أدنى قيمة −3 وتؤول إلى +∞ عند الحدود، فإن f(x)=m له حلان إذا كان m>−3، حل واحد إذا كان m=−3، لا حل إذا كان m<−3.