וידאו · נקודות קיצון

א4. מציאת קיצון על פונקצית מנה עם שורש

פריט מסוג וידאו עם סיכום ותרגול צמודים.

התקדמות בפריט0%
תוכן הקורס

תוכן הקורס

ניווט לפי נושאים

340 פריטים · 21 נושאים0%

סיכום שיעור

  • שיעור על מציאת נקודות קיצון בפונקציות שמכילות מנה ושורש, עם דגש על תחום ההגדרה, גזירת פונקציות כאלה ופתרון המשוואות לנקודות קיצון.
  • להבין תחומי הגדרה של פונקציות עם שורש ומכנה
  • ליישם את כלל הגזירה לפונקציות מנה עם שורש
  • לפתור משוואות נגזרת שווה אפס למציאת נקודות קיצון
  • להבין מתי נקודות קיצון קיימות או לא קיימות
  • להפנים את החשיבות של תחום ההגדרה בהסקת מסקנות
  • תחומי הגדרה בפונקציות עם שורש ומכנה: יש לוודא כי המכנה שונה מאפס, ובמקרה של שורש במכנה - שהביטוי תחת השורש גדול מאפס. תחום ההגדרה חשוב במיוחד כדי למנוע טעויות במסקנות לגבי נקודות הקיצון.
  • טריקים בעבודה עם שורשים ומכנה: כדאי לזכור שורש X כפול שורש X שווה X כדי לפשט ביטויים ולבצע גזירה ואלגברה בצורה יעילה יותר.
  • תהליך הגזירה והפתרון: מיישמים את כלל המנה לגזירת הפונקציה, מייצרים משוואה של הנגזרת שווה לאפס, מסדרים ומשווים לאפס, לתוך תחום ההגדרה המותאם. נבחן גם האם הפתרונות שייכים לתחום ההגדרה.

תרגול קצר

תחום ההגדרה לפונקציה עם שורש במכנה

רמת קושי: קל

ממתין

נתונה הפונקציה f(x) = (3x) / sqrt(x-1). קבע את תחום ההגדרה של הפונקציה.

תחום הגדרהשורשמכנה

רמז: המכנה הוא שורש ולכן הביטוי תחת השורש חייב להיות גדול מ-0.

פתרון מלא

תשובה סופית: תחום ההגדרה: x > 1

כדי שהפונקציה תקיים ערכים, יש ש: x-1 > 0 כלומר x > 1. בנוסף, שורש במכנה לא יכול להיות אפס, ולכן לא כולל את x=1.

גזור פונקציה מנה עם שורש במכנה

רמת קושי: בינוני

ממתין

גזור את הפונקציה f(x)= (2x+1) / sqrt(x).

גזירהפונקציה מנהשורש

רמז: השתמש בכלל המנה ונגזרת של שורש x היא 1/(2*sqrt(x)).

פתרון מלא

תשובה סופית: (2 sqrt(x) - (2x+1)/(2 sqrt(x))) / x

נגדיר f=2x+1, g=sqrt(x). f' = 2, g' = 1/(2 sqrt(x)). לכן: f'(x) = (f'g - fg') / g^2 = (2 * sqrt(x) - (2x+1) * 1/(2 sqrt(x))) / (sqrt(x))^2 = (2 sqrt(x) - (2x+1)/(2 sqrt(x))) / x נצמצם ונפשט בהתאם.

מצא נקודות קיצון של פונקציה מורכבת

רמת קושי: מאתגר

ממתין

מצא את נקודות הקיצון של הפונקציה f(x) = (3x) / (2 - sqrt(x)) בתחום ההגדרה שלה.

נקודות קיצוןגזירת פונקציהשורשיםתחום הגדרה

רמז: קבע תחום הגדרה, גזור בעזרת כלל המנה, פתר משוואת הנגזרת לאפס, בדוק שהפתרונות בתחום ההגדרה.

פתרון מלא

תשובה סופית: נקודות קיצון ב-x הנמצאים בתחום ההגדרה לאחר פתרון המשוואה

תחום הגדרה: sqrt(x) שונה מ-2 ⇒ x ≠ 4, ובהנחה ש-x ≥ 0 בגלל השורש. כדי לגזור נשתמש בכלל המנה עם f=3x ו- g=2 - sqrt(x). נגזור f' = 3 נגזור g' = - (1 / (2 sqrt(x))) נגזרת היא (3 * (2 - sqrt(x)) - 3x * (-1/(2 sqrt(x)))) / (2 - sqrt(x))^2 נצמצם ונשווה לאפס, נפתור ונקבל פתרונות. לאחר מכן נבדוק אם הם בתחום ההגדרה. (מכיוון שלפירוט מלא השיעור, נדרש פתרון בהנחיה).

מציאת נקודות קיצון ומציאת תחום הגדרה

רמת קושי: בגרות

ממתין

נתונה הפונקציה f(x) = (3x) / (2 - sqrt(x)). א) מצא את תחום ההגדרה של הפונקציה. ב) נמצא את נקודות הקיצון של הפונקציה בהתאם לתחום ההגדרה.

בגרותנקודות קיצוןתחום הגדרהפונקציה מנה

רמז: א) הביטוי במכנה שונה מאפס. ב) גזור לפי כלל המנה, השווה לאפס, ופתור תוך כדי בדיקת תחום ההגדרה.

פתרון מלא

תשובה סופית: תחום ההגדרה: [0,4) ∪ (4,∞). נקודות קיצון לפי פתרון משוואת הנגזרת בתחום.

א) תחום ההגדרה הוא כל x≥0 כך ש-2 - sqrt(x) ≠ 0, כלומר sqrt(x) ≠ 2 ⇒ x ≠4. לכן תחום ההגדרה: [0,4) ∪ (4,∞). ב) נגדיר f=3x, g=2 - sqrt(x). נגזור ונשווה את הנגזרת לאפס: נגזרת f'=3 נגזרת g' = -1/(2 sqrt(x)) נגזרת הפונקציה היא: (3*(2 - sqrt(x)) - 3x*(-1/(2 sqrt(x)))) / (2 - sqrt(x))^2 פשטו את הנגזרת והשוו לאפס כדי למצוא x. בדקו אם הפתרונות נמצאים בתחום ההגדרה. בסיום נאמר אם קיימות נקודות קיצון או לא בהתאם לתחום. (ניתן להמציא פירוט נוסף לפי רמת הכיתה).

דרך הפתרון

נוצר אוטומטית

מפת פתרון למציאת נקודות קיצון בפונקציה עם שורש ומנה

שלבים פשוטים למציאת נקודות קיצון נכונות

8 תחנות6 שלבי פירוט4 בדיקות

מפת פתרון

  1. מטרה

    למצוא נקודות קיצון של הפונקציה

  2. נתון 1

    נתון 1

    f(x) = 3x / (2 - sqrt(x))
  3. נתון 2

    תחום ההגדרה: x ≥ 0, 2 - sqrt(x) ≠ 0

  4. רעיון

    הרעיון המרכזי

    גזור את הפונקציה לפי כלל המנה, השווה את הנגזרת לאפס, פתר את המשוואה ובחן את הפתרונות לפי תחום

  5. נוסחה

    נכתוב את הנגזרת לפי כלל המנה ונפשט אותה.

    (3*(2 - sqrt(x)) - 3x*(-1/(2 sqrt(x)))) / (2 - sqrt(x))^2
  6. משוואה

    השווה את הנגזרת לאפס ופתור את המשוואה שקבלת.

    השווה את הנגזרת לאפס ופתור את המשוואה שקבלת.

  7. פישוט

    מפשטים

    מפשטים כדי להגיע לנעלם.

  8. תוצאה

    מסיימים בתשובה

    בדוק אם הפתרונות שמצאתם נמצאים בתחום ההגדרה שקבעת מקודם.

פתרון מפורט

השלבים המקוריים זמינים כאן למי שרוצה להעמיק בחישוב.

1

זיהוי נתונים

קביעת תחום ההגדרה

מה עושים

קבע את תנאי ההגדרה מהשורש ומהמכנה כדי להימנע מחילוק באפס וערכים לא מוגדרים.

למה

תחום ההגדרה מגדיר איפה הפונקציה קיימת ולכן איפה ניתן לחפש נקודות קיצון.

x ≥ 0 (מן השורש), ו-2 - sqrt(x) ≠ 0 כלומר sqrt(x) ≠ 2 ⇒ x ≠ 4.

שימו לב שסילוק נקודות מהתחום הוא חיוני.

2

בחירת שיטה

חישוב נגזרת הפונקציה

מה עושים

השתמש בכלל המנה לגזירת פונקציה מנה עם שורש.

למה

הנגזרת משמשת למציאת קיצונים בהם השיפוע 0.

f = 3x g = 2 - sqrt(x) נגזרות: f' = 3, g' = -1/(2 sqrt(x))

בסקלת הטריק עם שורש מוכר חשוב לזכור תמיד להביא לשורש כפול שורש.

3

בניית משוואה

הרכבת משוואת הנגזרת

מה עושים

נכתוב את הנגזרת לפי כלל המנה ונפשט אותה.

למה

יש ליצור משוואה שניתן לפתור כדי למצוא נקודות אפס של הנגזרת.

f'(x) = (3*(2 - sqrt(x)) - 3x*(-1/(2 sqrt(x)))) / (2 - sqrt(x))^2

נוסחה / הצבה

(3*(2 - sqrt(x)) - 3x*(-1/(2 sqrt(x)))) / (2 - sqrt(x))^2

שמרו על סדר פעולות נכון.

4

פתרון

פתירת המשוואה לנקודות קיצון

מה עושים

השווה את הנגזרת לאפס ופתור את המשוואה שקבלת.

למה

נמצאים את ערכי ה-x בה הפונקציה נוטה למקסימום או מינימום.

השווה למספר 0 ופתור: 3*(2 - sqrt(x)) + (3x)/(2 sqrt(x)) = 0 מכאן נמצא את x.

השתמש בטריק דארטי לשורשים והצע את ביטוי השורש כפול שורש.

5

בדיקה

בדיקת פתרונות בתחום ההגדרה

מה עושים

בדוק אם הפתרונות שמצאתם נמצאים בתחום ההגדרה שקבעת מקודם.

למה

פתרונות מחוץ לתחום ההגדרה לא יכולים להיות נקודות קיצון אמיתיות.

הסר פתרונות בהם x < 0 או x = 4.

חשוב לוודא פתרונות תקפים בלבד.

6

תשובה

סיכום נקודות הקיצון

מה עושים

ציין את נקודות הקיצון על פי הפתרונות המתאימים בתחום.

למה

סיכום הפתרון נותן מענה לשאלה הראשית.

נקודות קיצון הן הפתרונות התקפים שהתקבלו לאחר הסינון של תחום ההגדרה.

פתרונות כלליים

  • תחום ההגדרה לפונקציה עם שורש במכנה: כדי שהפונקציה תקיים ערכים, יש ש: x-1 > 0 כלומר x > 1. בנוסף, שורש במכנה לא יכול להיות אפס, ולכן לא כולל את x=1.
  • גזור פונקציה מנה עם שורש במכנה: נגדיר f=2x+1, g=sqrt(x). f' = 2, g' = 1/(2 sqrt(x)). לכן: f'(x) = (f'g - fg') / g^2 = (2 * sqrt(x) - (2x+1) * 1/(2 sqrt(x))) / (sqrt(x))^2 = (2 sqrt(x) - (2x+1)/(2 sqrt(x))) / x נצמצם ונפשט בהתאם.
  • מצא נקודות קיצון של פונקציה מורכבת: תחום הגדרה: sqrt(x) שונה מ-2 ⇒ x ≠ 4, ובהנחה ש-x ≥ 0 בגלל השורש. כדי לגזור נשתמש בכלל המנה עם f=3x ו- g=2 - sqrt(x). נגזור f' = 3 נגזור g' = - (1 / (2 sqrt(x))) נגזרת היא (3 * (2 - sqrt(x)) - 3x * (-1/(2 sqrt(x)))) / (2 - sqrt(x))^2 נצמצם ונשווה לאפס, נפתור ונקבל פתרונות. לאחר מכן נבדוק אם הם בתחום ההגדרה. (מכיוון שלפירוט מלא השיעור, נדרש פתרון בהנחיה).
  • מציאת נקודות קיצון ומציאת תחום הגדרה: א) תחום ההגדרה הוא כל x≥0 כך ש-2 - sqrt(x) ≠ 0, כלומר sqrt(x) ≠ 2 ⇒ x ≠4. לכן תחום ההגדרה: [0,4) ∪ (4,∞). ב) נגדיר f=3x, g=2 - sqrt(x). נגזור ונשווה את הנגזרת לאפס: נגזרת f'=3 נגזרת g' = -1/(2 sqrt(x)) נגזרת הפונקציה היא: (3*(2 - sqrt(x)) - 3x*(-1/(2 sqrt(x)))) / (2 - sqrt(x))^2 פשטו את הנגזרת והשוו לאפס כדי למצוא x. בדקו אם הפתרונות נמצאים בתחום ההגדרה. בסיום נאמר אם קיימות נקודות קיצון או לא בהתאם לתחום. (ניתן להמציא פירוט נוסף לפי רמת הכיתה).
ניתן להזיז את הכפתור בגרירה או באמצעות Alt ומקשי החצים.