باحث الدوال الابتدائية (الدوال الأولية)

تحليل متطور لدوال الجذور والكسور والدوال الأسية واللوغاريتمية ودوال البولينوم

حساب محلي
f(x)=(x2−4)⋅x+2f(x) = \left(x^{2}-4\right) \cdot \sqrt{x+2}
جرّب:
نطاق البحث العددي وطريقة الكتابة
عند تعذّر الحل الجبري أو في الدوال الدورية:

اكتب sqrt(x) للجذر، وln(x) للطبيعي، وlog(x) للأساس 10، وexp(x) أو e^x للأسية. الضرب: *، القوة: ^. المثلثات بالراديان. مجال الأس المتغيّر يُبحث على القاعدة الموجبة.

بحث الدالة

f(x)=(x2−4)⋅x+2f(x) = \left(x^{2}-4\right) \cdot \sqrt{x+2}

نحافظ على شروط الدالة الأصلية قبل الاختصار.

1

مجال تعريف الدالة

x≥−2x \ge -2

بحث جبري · تُوسم القيم التقريبية عند عرضها

  1. ما تحت الجذر التربيعي غير سالب.x+2≥0x+2 \ge 0
  2. نأخذ التقاطع بين جميع الشروط مع الحفاظ على شروط الدالة الأصلية قبل الاختصار.

نكتب المجال بصيغ متكافئة، مع استبعاد نقاط عدم التعريف.

صيغة المتباينات
x≥−2x \ge -2
صيغة الفترات
Df=[−2,+∞)D_f=[-2,+\infty)
صيغة المجموعة
Df={x∈R∣x≥−2}D_f=\{x\in\mathbb{R}\mid x \ge -2\}
2

التقاطع مع المحور y

(0,−4⋅2)(0, -4 \cdot \sqrt{2})

بحث جبري · تُوسم القيم التقريبية عند عرضها

  1. نتأكد أنّ x=0x = 0 ينتمي إلى المجال.
  2. نعوّض في الدالة الأصلية.f(0)=−4⋅2f(0) = -4 \cdot \sqrt{2}
  3. نكتب نقطة التقاطع: (0,−4⋅2)(0, -4 \cdot \sqrt{2}).
3

التقاطع مع المحور x

(−2,0)(-2, 0)، (2,0)(2, 0)

بحث جبري · تُوسم القيم التقريبية عند عرضها

  1. نضع y=0y = 0 ونحل المعادلة.f(x)=0f(x) = 0(x2−4)⋅x+2=0\left(x^{2}-4\right) \cdot \sqrt{x+2} = 0
  2. حاصل الضرب يساوي صفرًا عندما يساوي أحد العوامل صفرًا، مع فحص المجال.x2−4=0∨x+2=0x^{2}-4=0 \quad \lor \quad \sqrt{x+2}=0
  3. نحسب مميّز المعادلة التربيعية.Δ=(0)2−4(1)(−4)=16\Delta = (0)^2-4(1)(-4) = 16
  4. نطبّق قانون حل المعادلة التربيعية ثم نفحص الحلول في المجال.x=−(0)±162(1)x=\frac{-(0)\pm\sqrt{16}}{2(1)}
  5. الحلول الحقيقية المرشّحة قبل فحص شروط الدالة الأصلية:x=−2∨x=2x=-2 \quad \lor \quad x=2
  6. مدخل الجذر أو القيمة المطلقة يساوي صفرًا.x+2=0x+2=0
  7. نحل المعادلة الخطية بنقل الثابت ثم القسمة على معامل x.1x=−21x = -2
  8. الحلول الحقيقية المرشّحة قبل فحص شروط الدالة الأصلية:x=−2x=-2
  9. نعزل الجذور ونفحص كل جذر في شروط المجال الأصلي.f(−2)=0f(-2) = 0f(2)=0f(2) = 0
  10. نكتب النقاط: (−2,0)(-2, 0)، (2,0)(2, 0)
4

المشتقة الأولى f′(x)

f′(x)=(5⋅x−2)⋅(x+2)2⋅x+2f′(x) = \frac{\left(5 \cdot x-2\right) \cdot \left(x+2\right)}{2 \cdot \sqrt{x+2}}

بحث جبري · تُوسم القيم التقريبية عند عرضها

  1. قاعدة مشتقة حاصل الضرب.
    f′(x)=x2−42⋅x+2+2⋅x+2⋅xf'(x) = \frac{x^{2}-4}{2 \cdot \sqrt{x+2}}+2 \cdot \sqrt{x+2} \cdot x
  2. قاعدة مشتقة الفرق.
    [x2−4]′=2⋅x\left[x^{2}-4\right]' = 2 \cdot x
  3. قاعدة القوة وقاعدة السلسلة.
    [x2]′=2⋅x\left[x^{2}\right]' = 2 \cdot x
  4. مشتقة الجذر وقاعدة السلسلة.
    [x+2]′=12⋅x+2\left[\sqrt{x+2}\right]' = \frac{1}{2 \cdot \sqrt{x+2}}
  5. قاعدة مشتقة المجموع.
    [x+2]′=1\left[x+2\right]' = 1
  6. نفتح الأقواس وننفّذ الضرب حيث يمكن ذلك.
    f′(x)=x22⋅x+2+2⋅x+2⋅x−2x+2f'(x)=\frac{x^{2}}{2 \cdot \sqrt{x+2}}+2 \cdot \sqrt{x+2} \cdot x-\frac{2}{\sqrt{x+2}}
  7. نرتّب الحدود ونجمع المتشابه منها.
    f′(x)=(5⋅x−2)⋅(x+2)2⋅x+2f'(x)=\frac{\left(5 \cdot x-2\right) \cdot \left(x+2\right)}{2 \cdot \sqrt{x+2}}

صيغة المشتقة تُستخدم حيث تكون الدالة قابلة للاشتقاق. تُفحص الأطراف ونقاط القيمة المطلقة على حدة.

5

النقاط القصوى ونوعها

(−2,0)(-2, 0) عظمى طرفية

(25,−192⋅325⋅5)(\frac{2}{5}, -\frac{192 \cdot \sqrt{3}}{25 \cdot \sqrt{5}}) صغرى

بحث جبري · تُوسم القيم التقريبية عند عرضها

  1. نحل f′(x)=0f′(x) = 0: x=25x = \frac{2}{5}
  2. حاصل الضرب يساوي صفرًا عندما يساوي أحد العوامل صفرًا، مع فحص المجال.(5⋅x−2)⋅(x+2)2=0∨1x+2=0\frac{\left(5 \cdot x-2\right) \cdot \left(x+2\right)}{2}=0 \quad \lor \quad \frac{1}{\sqrt{x+2}}=0
  3. حاصل الضرب يساوي صفرًا عندما يساوي أحد العوامل صفرًا، مع فحص المجال.(5⋅x−2)2=0∨x+2=0\frac{\left(5 \cdot x-2\right)}{2}=0 \quad \lor \quad x+2=0
  4. حاصل الضرب يساوي صفرًا عندما يساوي أحد العوامل صفرًا، مع فحص المجال.12=0∨5⋅x−2=0\frac{1}{2}=0 \quad \lor \quad 5 \cdot x-2=0
  5. الكسر يساوي صفرًا عندما يكون البسط صفرًا والمقام غير صفر.1=0,2≠01=0, \quad 2\ne0
  6. نحل المعادلة الخطية بنقل الثابت ثم القسمة على معامل x.5x=25x = 2
  7. الحلول الحقيقية المرشّحة قبل فحص شروط الدالة الأصلية:x=25x=\frac{2}{5}
  8. نحل المعادلة الخطية بنقل الثابت ثم القسمة على معامل x.1x=−21x = -2
  9. الحلول الحقيقية المرشّحة قبل فحص شروط الدالة الأصلية:x=−2x=-2
  10. نضيف نقاط عدم الاشتقاق الواقعة في المجال، ونفحص الأطراف من الجهة المتاحة.
  11. نفحص الإشارة: من ++ إلى −- عظمى؛ ومن −- إلى ++ صغرى. إذا لم تتغيّر الإشارة، لا نستنتج نقطة قصوى.
  12. نحسب y=f(x)y = f(x) لكل نقطة قصوى.
النقطةالنوعالقيمة
(−2,0)(-2, 0)عظمى طرفيةصيغة جبرية
(25,−192⋅325⋅5)(\frac{2}{5}, -\frac{192 \cdot \sqrt{3}}{25 \cdot \sqrt{5}})صغرىصيغة جبرية

جدول التغيّر وإشارة المشتقة

مجال تعريف الدالة: x≥−2x \ge -2
قيم x مرتّبة من اليسار إلى اليمين
xx−∞<x<−2-\infty<x<-2x=−2x=-2−2<x<25-2<x<\frac{2}{5}x=25x=\frac{2}{5}25<x<+∞\frac{2}{5}<x<+\infty
قيمة / إشارة المشتقة f′(x)f'(x)خارج مجال التعريفغير معرّفة−-f′(−1)≈−3.5f'(-1)\approx -3.500++f′(1)≈2.5980762114f'(1)\approx 2.5980762114
استنتاج عن الدالة—(−2,0)(-2,0)عظمى طرفية↘تنازل(25,−192⋅325⋅5)(\frac{2}{5},-\frac{192 \cdot \sqrt{3}}{25 \cdot \sqrt{5}})صغرى↗تصاعد

يمكن تغيير قيمة التعويض داخل كل فترة. النقاط المستبعدة لا تنتمي إلى المجال، وصفر المشتقة لا يكون دائمًا نقطة قصوى.

التعويض الفعلي في المشتقة

في الفترة −2<x<25-2<x<\frac{2}{5} نختار x=−1x=-1:

f′(−1)=(5⋅(−1)−2)⋅((−1)+2)2⋅(−1)+2≈−3.5f'(-1)=\frac{\left(5 \cdot \left(-1\right)-2\right) \cdot \left(\left(-1\right)+2\right)}{2 \cdot \sqrt{\left(-1\right)+2}}\approx -3.5

إشارة المشتقة −-، لذلك الدالة متنازلة في هذه الفترة.

في الفترة 25<x<+∞\frac{2}{5}<x<+\infty نختار x=1x=1:

f′(1)=(5⋅(1)−2)⋅((1)+2)2⋅(1)+2≈2.5980762114f'(1)=\frac{\left(5 \cdot \left(1\right)-2\right) \cdot \left(\left(1\right)+2\right)}{2 \cdot \sqrt{\left(1\right)+2}}\approx 2.5980762114

إشارة المشتقة ++، لذلك الدالة متصاعدة في هذه الفترة.

6

مجالات التصاعد والتنازل

تصاعد: x>25x > \frac{2}{5}

تنازل: −2<x<25-2 < x < \frac{2}{5}

بحث جبري · تُوسم القيم التقريبية عند عرضها

  1. نقسّم مجال الاشتقاق عند أصفار المشتقة ونقاط عدم التعريف.
  2. حيث f′(x)>0f′(x)>0 تكون الدالة في تصاعد، وحيث f′(x)<0f′(x)<0 تكون في تنازل.
  3. نسجّل الفترات التي يعطيها جدول المشتقة؛ نضم فترتين متجاورتين لهما الاتجاه نفسه إذا كانت الدالة مستمرة عند الحد المشترك.
مجال تعريف الدالة: x≥−2x \ge -2
قيم x مرتّبة من اليسار إلى اليمين
xx−∞<x<−2-\infty<x<-2x=−2x=-2−2<x<25-2<x<\frac{2}{5}x=25x=\frac{2}{5}25<x<+∞\frac{2}{5}<x<+\infty
قيمة / إشارة المشتقة f′(x)f'(x)خارج مجال التعريفغير معرّفة−-f′(−1)≈−3.5f'(-1)\approx -3.500++f′(1)≈2.5980762114f'(1)\approx 2.5980762114
استنتاج عن الدالة—(−2,0)(-2,0)عظمى طرفية↘تنازل(25,−192⋅325⋅5)(\frac{2}{5},-\frac{192 \cdot \sqrt{3}}{25 \cdot \sqrt{5}})صغرى↗تصاعد

يمكن تغيير قيمة التعويض داخل كل فترة. النقاط المستبعدة لا تنتمي إلى المجال، وصفر المشتقة لا يكون دائمًا نقطة قصوى.

التعويض الفعلي في المشتقة

في الفترة −2<x<25-2<x<\frac{2}{5} نختار x=−1x=-1:

f′(−1)=(5⋅(−1)−2)⋅((−1)+2)2⋅(−1)+2≈−3.5f'(-1)=\frac{\left(5 \cdot \left(-1\right)-2\right) \cdot \left(\left(-1\right)+2\right)}{2 \cdot \sqrt{\left(-1\right)+2}}\approx -3.5

إشارة المشتقة −-، لذلك الدالة متنازلة في هذه الفترة.

في الفترة 25<x<+∞\frac{2}{5}<x<+\infty نختار x=1x=1:

f′(1)=(5⋅(1)−2)⋅((1)+2)2⋅(1)+2≈2.5980762114f'(1)=\frac{\left(5 \cdot \left(1\right)-2\right) \cdot \left(\left(1\right)+2\right)}{2 \cdot \sqrt{\left(1\right)+2}}\approx 2.5980762114

إشارة المشتقة ++، لذلك الدالة متصاعدة في هذه الفترة.

7

مجالات الموجب والسالب

موجب: x>2x > 2

سالب: −2<x<2-2 < x < 2

بحث جبري · تُوسم القيم التقريبية عند عرضها

  1. نقسّم المجال باستخدام أصفار الدالة ونقاط عدم التعريف.
  2. نعوّض قيمة اختبار في f(x)f(x) على كل فترة.
  3. الدالة موجبة حيث f(x)>0f(x)>0 وسالبة حيث f(x)<0f(x)<0. نستبعد أصفار الدالة من مجالات الموجب والسالب، ونُدخل نقاط الطرف إذا انتمت إلى المجال وحققت الإشارة.
الفترةقيمة اختبارf(x)الإشارة
−2<x<2-2 < x < 20-5.6568542495−
x>2x > 2555.560777532+
8

خطوط التقارب

لا توجد خطوط تقارب منفصلة.

بحث جبري · تُوسم القيم التقريبية عند عرضها

  1. نفحص النهايات عند حدود المجال ونقاط عدم التعريف. النهاية غير المحدودة تعطي خط تقارب عموديًا.
  2. عند اللانهاية: النهاية الثابتة تعطي خطًا أفقيًا. للمائل نحسب m=lim⁡f(x)xm=\lim \frac{f(x)}{x} ثم b=lim⁡[f(x)−mx]b=\lim [f(x)-mx].

الرسم البياني للمنحنى f(x)

الرسم البياني للمنحنى f(x)النقاط المملوءة نقاط تقاطع أو نقاط قصوى؛ الدائرة الفارغة ثقب مستبعد. النقطة الذهبية نقطة التواء متحقّقة. التظليل يبيّن المساحة المختارة ضمن نافذة الرسم.(-2, 0)(2, 0)(0.4, -5.9489024198) صغرى-4-3-2-101234-100102030المحور xالمحور y
اسحب لتحريك الرسم · كبّر بالأزرار أو بالعجلةx = — , f(x) = —
نقطة تقاطع / نقطة قصوىنقطة ثقبنقطة التواء
نافذة المحور x:إلى

حاسبة معادلة المماس في نقطة

أدخل قيمة x أو y أو الميل m لحساب المماس فورًا وخطوة بخطوة.

طريقة الحساب وحدود البحث

تُحسب النتائج داخل جهازك. يُشتق التعبير بقواعد الاشتقاق، وتُحفظ شروط المقامات والجذور واللوغاريتمات قبل التبسيط.

تُعزل جذور كثيرات الحدود جبريًا وعدديًا؛ الصيغ الرمزية تُعرض عندما تتوفر، والقيم العشرية موسومة بأنها تقريبية. عند تعذّر إثبات اكتمال الحل، تُعرض النتائج ضمن نطاق البحث العددي فقط.

الدوال المثلثية بالراديان. ln⁡(x)\ln(x) لوغاريتم طبيعي، وlog⁡(x)\log(x) للأساس 10. الأس المتغيّر يُبحث على القاعدة الموجبة.

أدوات إضافية بعد الرسم

الإزاحات والعمليات، المساحات، الدالة الأصلية، وبحث 5 وحدات

تعمل على الدالة الحالية

إزاحات وعمليات على الدالة

g(x)

طبّق التحويل على الدالة الحالية، وقارن المنحنيين أو اعتمد g لبحث جديد.

g(x)=Af(B(x−h))+kg(x)=A f(B(x-h))+k. المعامل الأفقي الفعلي هو 1/∣B∣1/|B| عندما B≠0B\ne0.

تظهر الصيغة والمجال والرسم بعد التطبيق.

مساحات الدالة أو المشتقة

المحور x أو y

احسب مساحة الدالة أو مشتقتها مع أحد المحورين. إذا كان الحد صفرًا، يدخل المحور y ضمن حدود المساحة مع المحور x.

أدخل قيمتي x للحدّين العموديين، مع a < b.

المساحة الهندسية تُجمع بالقيمة المطلقة؛ التكامل الموقّع قد يساوي صفرًا رغم وجود مساحة.

الدالة الأصلية (السابقة)

F′(x) = f(x)

نعتبر f مشتقة لدالة أصلية F، ونبحث سلوك F دون الحاجة إلى تعيين ثابت التكامل.

F′(x)=f(x)F'(x) = f(x)

تصاعد F: x>2x > 2

تنازل F: −2<x<2-2 < x < 2

قيم x لنقاط صغرى F: x=2x=2

قيم x لنقاط عظمى F: x=−2x=-2 طرفية

التفسير وخطوات العمل
  1. نتعامل مع الدالة المعطاة على أنها مشتقة F، أي F′(x)=f(x)F'(x)=f(x).
  2. حيث f(x)>0f(x)>0 تكون F في تصاعد، وحيث f(x)<0f(x)<0 تكون في تنازل.
  3. نبحث عن تغيّر إشارة f: من موجب إلى سالب عظمى F؛ ومن سالب إلى موجب صغرى F. إذا بقيت الإشارة نفسها، لا توجد نقطة قصوى عند ذلك الصفر.
  4. نذكر إحداثيات x فقط؛ إحداثي y يتغيّر بتغيّر ثابت التكامل C. نميّز نقطة الطرف الداخلة في المجال عن النقطة الداخلية.

تُبحث كل مركّبة متصلة من مجال f على حدة، ويمكن أن يكون لها ثابت تكامل مختلف. لا تصل النتيجة عبر فجوة في المجال.

التقعر ونقاط الالتواء (التحوّل)

5 وحدات

بحث إضافي لطلاب 5 وحدات: المشتقة الثانية، اتجاه التقعر، ونقاط الالتواء (التحوّل).

f′′(x)>0f''(x)>0 تقعر للأعلى، وf′′(x)<0f''(x)<0 تقعر للأسفل. نتحقق من تغيّر التقعر عند كل نقطة مرشّحة.