מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/פונקציה רציונלית: הבדלים בין גרסאות בדף

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
NateBen (שיחה | תרומות)
עיצוב
שורה 1:
{| class="wikitable"
= תבנית =
<math>Y=\frac{a}{b}</math> ; !פונקצית [[חשבון/שבר פשוטשברים|שבר]] ;או בעלתפונקצית מונהרציונלית ומכנה.מורכבת
|-
|
 
{| border="1" cellspacing="0" cellpadding="2"
=תיאור הפונקציה =
|-
לפונקציה רציונאלית אין מראה החוזר על עצמו.
!
תבנית
|colspan="4"|
<math>y=\frac{f(x)}{g(x)}</math>
|-
!
[[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/תחום הגדרה|תחום הגדרה]] ותנאים מקדמים
|colspan="4"|
<math>g(x)\ne0</math>
|-
!rowspan="3"|[[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/נקודות חיתוך עם הצירים|חיתוך עם הצירים]]
|rowspan="2"|חיתוך עם ציר <math>x</math>
|-
|
נציב <math>y=0</math> ונפתור [[מתמטיקה תיכונית/אלגברה תיכונית/משוואות/משוואות כלליות בנעלם אחד| משוואה עם נעלם אחד]]
|-
!חיתוך עם ציר <math>y</math>
|colspan="2"|
# הצבה <math>x=0</math>.
# פתירת המשוואה - קיימים 2 מצבים :
#* חיתוך עם ציר <math>y</math> - פתרון יחיד.
#* אין חיתוך עם ציר <math>y</math> - משוואה לא הגיונית, כמו למשל <math>2=0</math>.
|-
![[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/נקודות קיצון מקומיות|נקודת הקיצון]]
|colspan="2"|
# גזירת הפונקציה באמצעות [[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/רשימת נגזרות והוכחתן/שבר|נגזרת של פונקצית רציונאלית]] : <math>[\frac{f(x)}{g(x)}]'=\frac{f(x)'*g(x)-f(x)*g(x)'}{[g(x)]^2}</math>
# '''מציאת ערכי<math>x</math> של הנקודות -''' השוואה לאפס (<math>\ f'(x) = 0</math>).
# '''מציאת ערכי <math>y</math> של הנקודות-''' את ערכי ה-<math>y</math> נמצא על ידי הצבת ערכי ה-<math>x</math> במשוואה הפונקציה המקורית.
 
* יש לדעת [[מתמטיקה תיכונית/אלגברה תיכונית/טכניקות אלגבריות פשוטות/חילוק רבי-אבר|חילוק ארוך של פולימרים]]
=[[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/תחום הגדרה|תחום הגדרה]]=
|-
<div style="text-align: center;">
!rowspan="2"|[[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/נקודות פיתול|נקודות פיתול]]
אי השוואת המכנה לאפס (<math>b\ne0</math>).
|colspan="1"| מציאת נקודות פיתול באמצעות טבלה
</div>
|
 
השלבים למציאת נקודת פיתול זהים לשלבים של מציאת נקודת קיצון:
=[[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/נקודות חיתוך|חיתוך עם הצירים]]=
# חיתוך עם ציר X : נציב y=0 ונפתור.
# חיתוך עם ציר Y : נציב x=0 ונפתור.
 
=[[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/הצגה גרפית של פונקציה|תחום שלילי וחיובי]]=
{{להשלים}}
 
=[[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/נקודות קיצון מקומיות|נקדת הקיצון]]=
# גזירת הפונקציה. נגזרת של פונקצית רציונאלית : <math>[\frac{f(x)}{g(x)}]'=\frac{f(x)'*g(x)-f(x)*g(x)'}{[g(x)]^2}</math>
# '''מציאת ערכי X של הנקודות -''' השוואה לאפס (<math>\ f'(x) = 0</math>).
# '''מציאת ערכי Y של הנקודות-''' את ערכי ה-y נמצא על ידי הצבת ערכי ה-X במשוואה הפונקציה המקורית.
 
ראה גם : [[מתמטיקה תיכונית/אלגברה תיכונית/טכניקות אלגבריות פשוטות/חילוק רבי-אבר|חילוק ארוך של פולימרים]]
 
=[[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/נקודות פיתול|נקודות פיתול]]=
השלבים למציאת נקודת פיתול זהים לשלבים של מציאת נקודת קיצון, כלומר :
# נבצע גזירה. נגזרת של פונקצית רציונאלית: <math>[\frac{f(x)}{g(x)}]'=\frac{f(x)'*g(x)-f(x)*g(x)'}{[g(x)]^2}</math>
# נשוואהנשווה נגזרת לאפס.
# נפתור את המשוואה.
# נגלה את סוג הנקודה באמצעות טבלה - בניגוד ל[[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/נקודות קיצון מקומיות|נקודת קיצון]] (שיש עליה וירידה או להפך), עבור נקודת פיתול, הפונקציה "תעלה ותעלה" או "תרד ותרד".
|-
 
==הערה|מציאת :נקודות פיתול באמצעות נגזרת שנייה==
|פונקציה רציונאליתרציונלית בעלת מונה ומכנה. על פי נוסחאנוסחת הגזירההנגזרת של פונקציה רציונלית, המכנה <math>(g(x))</math>, יהיה תמיד חיובי (מעליםמפני שמעלים אותו בשנייה). כלומר,לפיכך ערך הנגזרת השנייה יהיהתלוי נתון בידי המונהבמונה בלבד, כיוון, ש'''המכנה תמיד חיובי'''. כאשר '''המונה''' יהיה :
# '''חיובי:''' הפונקציה תרד.
#''' שלילי: '''הפונקציה תעלה.
#'''אפס:''' נקודה חשודה לפיתול.
לכן, כאשר רוצים לבצע גזירה שנייה עבור פונקציה רציונאלית, נבצע גזירה עבור '''מונה בלבד'''. בדרך זו נקצר לנו תהליך גזירה ארוך.
 
=[[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/תחומי עלייה וירידה|תחומי עליה וירידה]]=
כאמור, הנגזרת הראשונה של פונקציה רציונאלית היא בעלת '''מכנה חיובי''', לכן, הגורם המשפיע הוא המונה. מכאן, שאין צורך להציב את המספרים במכנה (כיוון שהוא תמיד חיובים) ו'''להציב רק במונה'''.
 
למשל, מהו ערך הנגזרת <math>f(x)=\frac{2x+2}{(x+1)^2}</math> בנקודה <math>(0,1)</math>.
 
נציב במונה את ערך הנקודה : <math>2*0+2=2\rightarrow+</math>, לכן הנגזרת חיובית!
 
במילים אחרות, ניתן לבצע גזירה עבור '''מונה בלבד'''. בדרך זו נקצר תהליך גזירה ארוך. בדרך כלל נצטרך להכיר שיטה זו בתרגילים עם פרמטרים. ראה לדוגמה [http://meyda.education.gov.il/sheeloney_bagrut/2007/6/HEB/35006.PDF מתמטיקה, קיץ, תשס"ז, שאלון 006]
כמו תמיד נעזר בטבלה בה נציב :
|-
*נקודות הקיצון החשודות על פי סדר עולה ואת נקודות תחום ההגדרה.
!rowspan="3"|[[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/אסימפטוטות|אסימפטוטות]]
* נוסיף מספרים לפני ואחריה הנקודות החשודות.
|-
**נציב בנגזרת את המספרים הנבחרים. כאשר :
!rowspan="1"|אסימפטוטה אנכית לציר <math>x</math>
*** ערכי הנגזרת ('''<math>y'</math>''') חיובים - הפונקציה עולה.
|
*** ערכי הנגזרת שלילים - הפונקציה יורדת.
# פישוט הפונקציה ככל הניתן (למניעת אפשרות ל[[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/אסימפטוטות/אסימפטוטות המאונכות לציר X|חור]]).
*נרשום מי הן מבין הנקודות הן נקודות מינימום ומי הן נקודות מקסימום
 
=[[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/אסימפטוטות|אסימפטוטות]]=
==אסימפטוטה אנכית לציר X==
# פישוט הפונקציה ככל הניתן (למניעת אפשרות ל[[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/אסיפטוטות|חור]]).
# בדיקת תחום הגדרה.
# אסימפטוטה אנכית היא כל אותן נקודות המופיעות בתחום ההגדרה.
|-
 
!rowspan=="1"|אסימפטוטה אופקית==
|colspan="1"|
# מציאת ערך ה-X הגדול ביותר בפונקציה.
# מציאת ערך ה-<math>x</math> הגדול ביותר בפונקציה.
# שלושת המצבים :
#* '''<math>y=0</math> (מתלכדת עם ציר ה-X<math>x</math> בגרף)-''' כאשר מעריך החזקה הגבוה ביותר נמצא במכנה (מספר קטן חלקי מספר גדול שווה לכמו אפס).
#* '''אין אסימפטוטה המקבילה לציר X<math>x</math>-'''כאשר מעריך החזקה הגבוה ביותר נמצא במונה. במקרה כזה המכנה הופך להיות לכמו אפס. חלוקה לאפס אינה חוקית, ולכן אין אסימפטוטה אופקית.
#*''' אסימפטוטהאסיפטוטה Y<math>y</math> היא ערך מקדמי ה-X<math>x</math> הגבוה -''' אם גם במונה וגם במכנה קיים איבר המכיל את x ברמה הגבוהה שנבחרה, הרי שאחרי הצמצום יישארו רק המקדמים של האיברים, ומנתם תהיה ערך האסימפטוטה האופקית.
# רשימת הערכים בהם :
#* <math>\lim_{X \to \infty}</math>.
#* <math>\lim_{X \to -\infty}</math>.
# בדיקת נקודת חיתוך - הצבת הפתרונות <math>y</math> אסימפטוטת בפונקציה.
|-
 
=![[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/תיאורתחומי גרףעלייה וירידה|תיאורפונקציה עולה או גרפייורדת]]=
|colspan="2"|
הצבת כל הנתונים במקרא מסודרת ויצירת גרף.
נעזר בטבלה בה נציב :
*נקודות הקיצון החשודות על פי סדר עולה ואת נקודות תחום ההגדרה.
* נוסיף מספרים לפני ואחריה הנקודות החשודות.
**נציב בנגזרת את המספרים הנבחרים. כאשר :
*** ערכי הנגזרת ('''<math>y'</math>''') חיובים - הפונקציה עולה.
*** ערכי הנגזרת שלילים - הפונקציה יורדת.
*נרשום מי הן מבין הנקודות הן נקודות מינימום, מקסימום, פיתול וכו'.
*נמצא תחומי עליה וירידה
|-
![[מתמטיקה תיכונית/חשבון דיפרנציאלי/תחום שלילי וחיובי|תחום שלילי וחיובי]]
|colspan="2"| {{להשלים}}
|}
 
[[קטגוריה : מתמטיקהחשבון דיפרנציאלי לתיכון]]