طرق نموذجية — عموميات حول الدوال
النوع 1: تحديد مجموعة التعريف Df
متى؟ يُعطى لك تعبير f(x) ويُطلب منك Df (غالبًا مع كسر، جذر تربيعي، أو كليهما).
- حدد المناطق الخطرة: المقام يجب أن يكون =0، الجذر يتطلب محتواه ≥0.
- اكتب الشرط (الشروط) المقابلة على شكل متراجحة (متراجحات).
- حل كل شرط، ثم قم بعمل التقاطع لجميع الحلول.
- استنتج بكتابة Df على شكل فترة (فترات) (فكر في استبعاد القيم الممنوعة).
مثال سريع: f(x)=x−3x−1 : يجب أن يكون x−1≥0 و x−3=0، إذن Df=[1,3[∪]3,+∞[.
النوع 2: دراسة التكافؤ (زوجية / فردية)
متى؟ يُطلب منك معرفة ما إذا كانت f زوجية، فردية، أو لا هذا ولا ذاك؛ أو لاستغلال تماثل.
- تحقق أولاً من أن Df متماثلة بالنسبة إلى 0: لكل x∈Df، −x∈Df. وإلا، استنتج «لا زوجية ولا فردية».
- احسب f(−x) بتعويض x بـ −x وبسّط.
- إذا كان f(−x)=f(x) : f زوجية (المنحنى متماثل بالنسبة إلى المحور (Oy)).
- إذا كان f(−x)=−f(x) : f فردية (المنحنى متماثل بالنسبة إلى الأصل O).
- وإلا، f ليست زوجية ولا فردية.
مثال سريع: f(x)=x3−x : f(−x)=−x3+x=−(x3−x)=−f(x)، إذن f فردية.
النوع 3: دراسة التغيرات بواسطة معدل التزايد
متى؟ يُطلب منك اتجاه تغير f على فترة I (متزايدة / متناقصة)، دون المشتقة في المقرر.
- خذ عددين حقيقيين أيًا كانا x1<x2 من I.
- احسب وبسّط معدل التزايد T=x2−x1f(x2)−f(x1).
- حدد إشارة T على I.
- إذا كان T>0 : f متزايدة تمامًا على I ؛ إذا كان T<0 : متناقصة تمامًا.
- أنشئ جدول التغيرات.
مثال سريع: f(x)=x2 على [0,+∞[ : T=x2−x1x22−x12=x1+x2>0، إذن f متزايدة.
النوع 4: تحديد قيمة قصوى (أعظمية / أصغرية)
متى؟ يُطلب منك القيمة القصوى لـ f على Df، غالبًا لدالة من النوع a(x−α)2+β.
- ضع التعبير في الشكل القانوني f(x)=a(x−α)2+β.
- إذا كان a>0 : f تقبل أصغرية تساوي β، تُحقق عند x=α.
- إذا كان a<0 : f تقبل أعظمية تساوي β، تُحقق عند x=α.
- برر بحصر: (x−α)2≥0 يستلزم المتراجحة المطلوبة على f(x).
مثال سريع: f(x)=x2−4x+7=(x−2)2+3 : أصغرية 3 تُحقق عند x=2.
النوع 5: مقارنة دالتين (الأوضاع النسبية)
متى؟ يُطلب منك أي منحنى فوق الآخر، أو مقارنة f(x) و g(x).
- شكّل الفرق D(x)=f(x)−g(x).
- بسّط ثم ادرس إشارة D(x) (تحليل، جدول إشارات).
- حيث D(x)>0 : Cf فوق Cg ؛ حيث D(x)<0 : تحت.
- النقط حيث D(x)=0 هي نقط التقاطع بين المنحنيين.
مثال سريع: f(x)=x2، g(x)=x : D(x)=x2−x=x(x−1)، إذن Cf فوق على ]−∞,0[∪]1,+∞[.
النوع 6: قراءة واستغلال التمثيل البياني
متى؟ يُعطى لك المنحنى Cf ويُطلب منك Df، صورة، سوابق، تغيرات أو إشارة.
- من أجل صورة f(a) : انطلق من a على محور الفواصل، اصعد حتى المنحنى، اقرأ الإحداثية.
- من أجل سوابق k : ارسم المستقيم الأفقي y=k، حدد فواصل نقط التقاطع.
- التغيرات تُقرأ في اتجاه المسار (صعود = متزايدة، نزول = متناقصة).
- إشارة f : فوق المحور (Ox)⇒f(x)>0 ؛ تحته ⇒f(x)<0.
مثال سريع: إذا قطع المنحنى (Ox) عند x=2 وكان فوقه بعد ذلك، فإن f(x)>0 من أجل x>2.
النوع 7: دراسة دالة على فترة (تركيب)
متى؟ سؤال شامل: «ادرس f» في بداية المسألة.
- حدد Df (النوع 1).
- ادرس التماثلات المحتملة لتقليص الدراسة (النوع 2).
- حدد اتجاه التغير بواسطة معدل التزايد (النوع 3).
- أنشئ جدول التغيرات مع القيم القصوى.
- احسب بعض النقط الأساسية (تقاطعات مع المحاور) وارسم Cf.
مثال سريع: من أجل f(x)=x2−1 : Df=R، زوجية، متناقصة على ]−∞,0] ثم متزايدة، أصغرية −1 عند 0.