וידאו · אינטגרלים

ב6. אינטגרל טריגונומטרי

פריט מסוג וידאו עם סיכום ותרגול צמודים.

התקדמות בפריט0%
תוכן הקורס

תוכן הקורס

ניווט לפי נושאים

293 פריטים · 19 נושאים0%

סיכום שיעור

  • שיעור העוסק בניתוח פונקציה טריגונומטרית, מציאת נקודות חיתוך, נקודות קיצון, נגזרת ומשיקים, והכנה לחישוב אינטגרלים ושטחים כלואים.
  • לזהות נקודות חיתוך עם צירי x ו-y בפונקציה טריגונומטרית
  • לחשב נגזרת של פונקציות סינוס וקוסינוס
  • למצוא נקודות קיצון ע"פ נגזרת ופענוח תחום התוקף
  • להבין משמעות נקודת מקסימום ומשיק לגרף הפונקציה
  • לזהות שטח כלוא בגרף הפונקציה ובמשיק בתחום מסוים
  • נקודות חיתוך לצירי x ו-y: הבנה כיצד לקבוע את נקודות החיתוך של הפונקציה עם ציר ה-y וה- x באמצעות הצבת ערכים ובמציאת פתרונות למשוואה.
  • חישוב נגזרת ונקודות קיצון: נגזרת פונקציה סינוס וקוסינוס, מציאת נקודות שבהן הנגזרת מתאפסת, כלומר נקודות קיצון, וזיהוי סוג הקיצון באמצעות סימני הנגזרת בשכנות לנקודה.
  • משיק בנקודת מקסימום והשטח הכלוא: הבנת התכונות של המשיק לגרף בנקודת מקסימום (שיפוע אפס), והגדרת השטח הכלוא בין הפונקציה, המשיק וציר ה-x בתחום נתון.

תרגול קצר

מציאת נקודות קיצון של הפונקציה y = sin x + cos x

רמת קושי: קל

ממתין

מוצאת את נקודות הקיצון של הפונקציה y = sin x + cos x בתחום [0, 2π].

נגזרתנקודות קיצוןטריגונומטריה

רמז: חשב את נגזרת y, ואז פתר את המשוואה שבה הנגזרת שווה לאפס.

פתרון מלא

תשובה סופית: נקודות הקיצון הן ב-x = π/4 ו-x = 5π/4.

נגזרת y היא cos x - sin x. נפתור cos x - sin x = 0 כלומר cos x = sin x. לכן tan x = 1. ערכי x המתאימים בתחום הם π/4 ו-5π/4.

מציאת שיפוע משיק בנקודת מקסימום

רמת קושי: בינוני

ממתין

נתונה הפונקציה y = sin x + cos x. מצא את משוואת המשיק בנקודת המקסימום ב-x = π/4.

משיקנקודת מקסימוםטריגונומטריה

רמז: שיפוע המשיק הוא ערך הנגזרת בנקודה, בקרה שהנגזרת שווה 0 בנקודת מקסימום.

פתרון מלא

תשובה סופית: y = √2

חשבנו שבנקודת π/4 הנגזרת cos x - sin x שווה 0 (משמעות מקסימום). ערך הפונקציה בנקודה: y(π/4) = √2. משוואת המשיק היא y = √2.

חישוב שטח כלוא בין הגרף, המשיק וציר x

רמת קושי: מאתגר

ממתין

מצא את השטח הכלוא בין גרף הפונקציה y = sin x + cos x, המשיק בנקודת המקסימום ב-x = π/4 וציר ה-x בתחום [0, π/2].

אינטגרליםשטחיםמשיקיםטריגונומטריה

רמז: חשב את אינטגרל ההפרש בין הפונקציה למשיק בתחום הנתון.

פתרון מלא

תשובה סופית: ∫_0^{π/2} (√2 - sin x - cos x) dx = √2 * π/2 - 2

משוואת המשיק היא y = √2. התחום בין 0 ל-π/2. השטח בין הגרף למשיק הוא אינטגרל מ-0 עד π/2 של (√2 - (sin x + cos x)) dx. הולכים לחשב אינטגרל זה כדי לקבל את השטח.

ניתוח נקודות קיצון ומשיקים לפונקציה טריגונומטרית

רמת קושי: בגרות

ממתין

בפונקציה y = sin x + cos x בתחום [0, 2π]: א. מצא את נקודות הקיצון. ב. קבע את סוג כל נקודת קיצון (מקסימום/מינימום). ג. מצא את משוואת המשיק בנקודת המקסימום הראשונה. ד. חשב את השטח הכלוא בין המשיק, הפונקציה וציר ה-x בתחום [0, π/2].

טריגונומטריהנגזרתמשיקשטחיםאינטגרלים

רמז: א. חשב נגזרת y ופתור y' = 0. ב. בדוק סימני הנגזרת לפני ואחרי כל נקודה. ג. השתמש במשוואת המשיק. ד. חשב אינטגרל של ההפרש בין המשיק לפונקציה.

פתרון מלא

תשובה סופית: נקודות קיצון: π/4(max), 5π/4(min); משוואת משיק: y=√2; שטח כלוא: √2 * π/2 - 2.

א. y' = cos x - sin x = 0 ⇒ tan x = 1 ⇒ x=π/4,5π/4. ב. ב-x=π/4 נגזרת משנה מעלה למטה ⇒ מקסימום, ב-5π/4 מינימום. ג. y(π/4) = sin(π/4)+cos(π/4)= √2, המשיק: y=√2. ד. שטח = ∫_0^{π/2} (√2 - sin x - cos x) dx = √2 * π/2 - 2.

דרך הפתרון

נוצר אוטומטית

חישוב נקודות קיצון ומשיקים של פונקציה טריגונומטרית

הדגמה על הפונקציה y = sin x + cos x

8 תחנות6 שלבי פירוט4 בדיקות

מפת פתרון

  1. מטרה

    למצוא נקודות קיצון / משוואת המשיק בנקודת המקסימום

  2. נתון 1

    נתון 1

    y = sin x + cos x
  3. נתון 2

    תחום [0, 2π]

  4. רעיון

    הרעיון המרכזי

    נחשב את הנגזרת של הפונקציה, נמצא איפה היא שווה 0, נבדוק סימני נגזרת כדי לקבוע סוג הקיצון, ולבסוף

  5. נוסחה

    נפתור cos x - sin x = 0 כלומר tan x = 1.

    cos x - sin x = 0⇒ tan x = 1
  6. משוואה

    נבנה משוואה

    מציבים את הנתונים במשוואה.

  7. פישוט

    בחר את הערכים בתחום [0, 2π]: x = π/4, 5π/4.

    בחר את הערכים בתחום [0, 2π]: x = π/4, 5π/4.

    x = π/4, 5π/4
  8. תוצאה

    מסיימים בתשובה

    ערך פונקציה בנקודה: y(π/4) = √2, שיפוע = 0.

    y = √2

פתרון מפורט

השלבים המקוריים זמינים כאן למי שרוצה להעמיק בחישוב.

1

זיהוי נתונים

נתונים ראשוניים

מה עושים

הפונקציה y = sin x + cos x בתחום [0, 2π].

למה

הבנתי מהי הפונקציה ומה התחום הנתון.

2

בחירת שיטה

חישוב נגזרת

מה עושים

נגזור את הפונקציה לקבלת y'.

למה

נמצא נקודות שבהן y' = 0, כדי לזהות נקודות קיצון.

y' = cos x - sin x

נוסחה / הצבה

y' = cos x - sin x

זכור נגזרת סינוס היא קוסינוס, נגזרת קוסינוס היא מינוס סינוס.

3

בניית משוואה

פתרון משוואת הנגזרת

מה עושים

נפתור cos x - sin x = 0 כלומר tan x = 1.

למה

נקודות קיצון מתקבלות כשנגזרת מתאפסת.

נוסחה / הצבה

cos x - sin x = 0⇒ tan x = 1

טנגנס שווה ל-1 ב-x = π/4 + kπ.

4

פתרון

קביעת נקודות הקיצון בתחום

מה עושים

בחר את הערכים בתחום [0, 2π]: x = π/4, 5π/4.

למה

רק ערכים אלו מתאימים לתחום הנתון.

נוסחה / הצבה

x = π/4, 5π/4

לשים לב לתחום השאלה בלבד.

5

פתרון

ניתוח סוג נקודת קיצון

מה עושים

בדוק סימני y' בסמוך לנקודות כדי לקבוע מקסימום או מינימום.

למה

שינוי סימן הנגזרת מראה על סוג הקיצון.

y'(π/4 -) > 0; y'(π/4 +) < 0 ⇒ מקסימום.

נוסחה / הצבה

y' לפני π/4 חיוביאחרי π/4 שלילי⇒ נקודת מקסימום

שימוש בבדיקה פשוטה של ערכים ליד נקודת האפס.

6

פתרון

חישוב משוואת המשיק בנקודת מקסימום

מה עושים

ערך פונקציה בנקודה: y(π/4) = √2, שיפוע = 0.

למה

משיק בנקודת מקסימום שיפועו אפס ומשוואתו קבועה y = y(a).

נוסחה / הצבה

y = √2

זכור שמכאן המשיק הוא ישר אופקי.

פתרונות כלליים

  • מציאת נקודות קיצון של הפונקציה y = sin x + cos x: נגזרת y היא cos x - sin x. נפתור cos x - sin x = 0 כלומר cos x = sin x. לכן tan x = 1. ערכי x המתאימים בתחום הם π/4 ו-5π/4.
  • מציאת שיפוע משיק בנקודת מקסימום: חשבנו שבנקודת π/4 הנגזרת cos x - sin x שווה 0 (משמעות מקסימום). ערך הפונקציה בנקודה: y(π/4) = √2. משוואת המשיק היא y = √2.
  • חישוב שטח כלוא בין הגרף, המשיק וציר x: משוואת המשיק היא y = √2. התחום בין 0 ל-π/2. השטח בין הגרף למשיק הוא אינטגרל מ-0 עד π/2 של (√2 - (sin x + cos x)) dx. הולכים לחשב אינטגרל זה כדי לקבל את השטח.
  • ניתוח נקודות קיצון ומשיקים לפונקציה טריגונומטרית: א. y' = cos x - sin x = 0 ⇒ tan x = 1 ⇒ x=π/4,5π/4. ב. ב-x=π/4 נגזרת משנה מעלה למטה ⇒ מקסימום, ב-5π/4 מינימום. ג. y(π/4) = sin(π/4)+cos(π/4)= √2, המשיק: y=√2. ד. שטח = ∫_0^{π/2} (√2 - sin x - cos x) dx = √2 * π/2 - 2.
ניתן להזיז את הכפתור בגרירה או באמצעות Alt ומקשי החצים.