← العودة للدرس
1 / 13
التمثيل البياني للدوال والتحويلات الهندسية
🌿

التمثيل البياني للدوال والتحويلات الهندسية

كثيرات الحدود · القيمة المطلقة · الكسرية · الإزاحة · الانعكاس · التمدد

الرياضيات العامة · الدوال الحقيقية · الوحدة ⁦
التمثيل البياني للدوال والتحويلات الهندسية
كثيرات الحدود · القيمة المطلقة · الكسرية · الإزاحة · الانعكاس · التمدد
📖 الدرس ⁦
⏱ ~⁦⁩ دقيقة
📚 كتاب الوزارة
🎯

سوف تتعلم

🎯
سوف تتعلم
دوال كثيرة الحدود (الخطية، التربيعية، التكعيبية)
دالة المقياس (القيمة المطلقة)
الدالة الكسرية
استخدام التحويلات الهندسية للدالة د في تمثيل المنحنيات
📖

دوال كثيرة الحدود

📖
دوال كثيرة الحدود
لاحظ
  1. إذا كان ⁦⁩، ⁦⁩ فإن د تُسمى كثيرة الحدود الثابتة.
  2. دوال كثيرة الحدود من الدرجة الأولى تُسمى دوالًا خطية، ومن الدرجة الثانية تربيعية، ومن الدرجة الثالثة تكعيبية.
  3. عند جمع أو طرح دوال قوى مختلفة وثوابت، نحصل على دالة كثيرة الحدود.
  4. أصفار الدالة كثيرة الحدود هي الإحداثيات السينية لنقاط تقاطع منحناها مع محور السينات.

سبق أن درست الدالة كثيرة الحدود التي قاعدتها على الصورة:

حيث ⁦⁩ و ⁦⁩ و ⁦⁩. المجال والمجال المقابل هو مجموعة الأعداد الحقيقية ح (أو مجموعة جزئية منها). تُسمى هذه الدوال بدوال كثيرة الحدود من الدرجة ⁦⁩، ودرجة كثيرة الحدود هي أعلى قوة يأخذها المتغير المستقل س.

📐

الدوال الأساسية وخواصها

📐
الدوال الأساسية وخواصها
مثال — دالة متعددة التعريف

مجال د = ح − {٢} (لأن س = ٢ لا تنتمي للفترة الأولى). عند س < ٢: د(س) = س². عند س ≥ ٢: د(س) = ٤ (دالة ثابتة). مدى د = [٠، ∞[.

٥) الدالة الكسرية: د(س) = ١/س

ترفق العدد بمعكوسه الضربي. مجال د = ح − {٠}. مدى د = ح − {٠}. د فردية. تناقصية في ]−∞،٠[ وفي ]٠،∞[. خطا التقارب: س = ٠ و ص = ٠.

↕️

الإزاحة الرأسية لمنحنى الدالة

↕️
الإزاحة الرأسية لمنحنى الدالة
لأي دالة د: إذا كان ص = د(س) + ب حيث ب ∈ ح، فإن المنحنى ص = د(س) + ب هو نفس منحنى ص = د(س) بإزاحة قدرها |ب| وحدة في اتجاه محور الصادات: لأعلى إذا ب > ٠، ولأسفل إذا ب < ٠.
مثال — إزاحة رأسية لدالة المقياس

إذا كانت د(س) = |س|:

  • منحنى ر(س) = |س| + ٣ هو نفس منحنى د بإزاحة قدرها ٣ وحدات في اتجاه محور الصادات الموجب (لأعلى).
  • منحنى ع(س) = |س| − ٢ هو نفس منحنى د بإزاحة قدرها ٢ وحدة في اتجاه محور الصادات السالب (لأسفل).

لاحظ: الإزاحة الرأسية لا تغيّر مجال الدالة، لكنها تغيّر المدى. فمدى ر = [٣، ∞[ ومدى ع = [−٢، ∞[.

قاعدة عامة

لأي دالة د: المنحنى ص = د(س) + ب حيث ب ∈ ح هو نفس منحنى ص = د(س) بإزاحة قدرها |ب| وحدة في اتجاه محور الصادات: لأعلى إذا ب > ٠، ولأسفل إذا ب < ٠.

↔️

الإزاحة الأفقية لمنحنى الدالة

↔️
الإزاحة الأفقية لمنحنى الدالة
لأي دالة د: إذا كان ص = د(س − أ) حيث أ ∈ ح، فإن المنحنى هو نفس منحنى ص = د(س) بإزاحة قدرها |أ| وحدة على محور السينات: لليمين إذا أ > ٠، ولليسار إذا أ < ٠.
لرسم منحنى دالة مشتقة من د(س) = ١/س، نطبّق التحويلات الهندسية بالترتيب: إزاحة أفقية ثم إزاحة رأسية (أو العكس حسب القاعدة داخل القوس).
لأي دالة د: المنحنى ص = −د(س) هو نفس منحنى ص = د(س) بالانعكاس في محور السينات (يعكس إشارة الصادات).
لأي دالة د: المنحنى ص = د(−س) هو نفس منحنى ص = د(س) بالانعكاس في محور الصادات (يعكس إشارة السينات).
مثال — إزاحة مركبة

استخدم منحنى د(س) = س² لتمثيل:

  • ر(س) = (س + ٢)² + ٣ → إزاحة أفقية ٢ لليسار ثم إزاحة رأسية ٣ لأعلى. رأس المنحنى (−٢، ٣).
  • ع(س) = (س − ٢)² − ١ → إزاحة أفقية ٢ لليمين ثم إزاحة رأسية ١ لأسفل. رأس المنحنى (٢، −١).
مثال — ر(س) = ⁦

منحنى ر هو نفس منحنى د(س) = ١/س بعد:

  1. إزاحة أفقية قدرها ١ وحدة في اتجاه محور السينات الموجب (لليمين)، فيصبح ١/(س − ١).
  2. إزاحة رأسية قدرها ٢ وحدة لأعلى، فيصبح ١/(س − ١) + ٢.

مجال ر = ح − {١}. مدى ر = ح − {٢}. خطا التقارب: س = ١ (رأسي) و ص = ٢ (أفقي).

اطراد ر: تناقصية في ]−∞، ١[ وفي ]١، ∞[.

تفكير ناقد

هل يمكن القول إن د(س) = ١/س + ٣ تناقصية على مجالها؟ نعم — لأن إضافة ثابت لا يغيّر اطراد الدالة على كل جزء من مجالها؛ تبقى تناقصية في ]−∞، ٠[ وفي ]٠، ∞[.

مثال — انعكاس في محور السينات
  1. ر(س) = −(س − ٢)² → انعكاس د(س) = س² في محور السينات، ثم إزاحة أفقية ٢ لليمين. رأس المنحنى (٢، ٠)، والمنحنى مفتوح لأسفل.
  2. ع(س) = ٢ − (س − ١)² → انعكاس د(س) = س² في محور السينات، ثم إزاحة أفقية ١ لليمين وإزاحة رأسية ٢ لأعلى. رأس المنحنى (١، ٢).
  3. ق(س) = −|س − ٣| + ٢ → انعكاس د(س) = |س| في محور السينات، ثم إزاحة أفقية ٣ لليمين وإزاحة رأسية ٢ لأعلى. رأس المنحنى (٣، ٢).
مثال
  • ر(س) = (−س)² = س² — نفس منحنى د(س) = س² (لأن س² زوجية).
  • ع(س) = |−س| = |س| — نفس منحنى د(س) = |س| (لأن |س| زوجية).
  • ق(س) = ١/(−س) = −١/س — انعكاس د(س) = ١/س في محور الصادات.

لاحظ: إذا كانت د زوجية فإن د(−س) = د(س) ولا يتغيّر المنحنى. إذا كانت د فردية فإن د(−س) = −د(س) (انعكاس في محور السينات).

ملاحظة — د(س) = س² + ٤س + ١

بإكمال المربع:

منحنى د هو نفس منحنى ر(س) = س² بإزاحة أفقية ٢ لليسار ثم إزاحة رأسية ٣ لأسفل. رأس المنحنى (−٢، −٣).

🎮

استكشف تفاعلي — إزاحة أفقية

🎮
استكشف تفاعلي — إزاحة أفقية
مرجع

إزاحة ⁦

من ⁦⁩ إلى ⁦⁩ — حرّك ⁦⁩ ولاحظ الإزاحة ⁦⁩ وحدات لليمين.

📊

تطبيق التحويلات على الدالة الكسرية

📊
تطبيق التحويلات على الدالة الكسرية
لرسم منحنى دالة مشتقة من د(س) = ١/س، نطبّق التحويلات الهندسية بالترتيب: إزاحة أفقية ثم إزاحة رأسية (أو العكس حسب القاعدة داخل القوس).
مثال — ر(س) = ⁦

منحنى ر هو نفس منحنى د(س) = ١/س بعد:

  1. إزاحة أفقية قدرها ١ وحدة في اتجاه محور السينات الموجب (لليمين)، فيصبح ١/(س − ١).
  2. إزاحة رأسية قدرها ٢ وحدة لأعلى، فيصبح ١/(س − ١) + ٢.

مجال ر = ح − {١}. مدى ر = ح − {٢}. خطا التقارب: س = ١ (رأسي) و ص = ٢ (أفقي).

اطراد ر: تناقصية في ]−∞، ١[ وفي ]١، ∞[.

تفكير ناقد

هل يمكن القول إن د(س) = ١/س + ٣ تناقصية على مجالها؟ نعم — لأن إضافة ثابت لا يغيّر اطراد الدالة على كل جزء من مجالها؛ تبقى تناقصية في ]−∞، ٠[ وفي ]٠، ∞[.

🔄

انعكاس منحنى الدالة

🔄
انعكاس منحنى الدالة
لأي دالة د: المنحنى ص = −د(س) هو نفس منحنى ص = د(س) بالانعكاس في محور السينات (يعكس إشارة الصادات).
مثال — انعكاس في محور السينات
  1. ر(س) = −(س − ٢)² → انعكاس د(س) = س² في محور السينات، ثم إزاحة أفقية ٢ لليمين. رأس المنحنى (٢، ٠)، والمنحنى مفتوح لأسفل.
  2. ع(س) = ٢ − (س − ١)² → انعكاس د(س) = س² في محور السينات، ثم إزاحة أفقية ١ لليمين وإزاحة رأسية ٢ لأعلى. رأس المنحنى (١، ٢).
  3. ق(س) = −|س − ٣| + ٢ → انعكاس د(س) = |س| في محور السينات، ثم إزاحة أفقية ٣ لليمين وإزاحة رأسية ٢ لأعلى. رأس المنحنى (٣، ٢).
🪞

انعكاس منحنى الدالة في محور الصادات

🪞
انعكاس منحنى الدالة في محور الصادات
لأي دالة د: المنحنى ص = د(−س) هو نفس منحنى ص = د(س) بالانعكاس في محور الصادات (يعكس إشارة السينات).
مثال
  • ر(س) = (−س)² = س² — نفس منحنى د(س) = س² (لأن س² زوجية).
  • ع(س) = |−س| = |س| — نفس منحنى د(س) = |س| (لأن |س| زوجية).
  • ق(س) = ١/(−س) = −١/س — انعكاس د(س) = ١/س في محور الصادات.

لاحظ: إذا كانت د زوجية فإن د(−س) = د(س) ولا يتغيّر المنحنى. إذا كانت د فردية فإن د(−س) = −د(س) (انعكاس في محور السينات).

📏

إكمال المربع والتحويلات

📏
إكمال المربع والتحويلات
ملاحظة — د(س) = س² + ٤س + ١

بإكمال المربع:

منحنى د هو نفس منحنى ر(س) = س² بإزاحة أفقية ٢ لليسار ثم إزاحة رأسية ٣ لأسفل. رأس المنحنى (−٢، −٣).

تطبيق

حوّل د(س) = س² + ٣س + ٢ بإكمال المربع، ثم حدد رأس المنحنى وابحث اطراد الدالة.

الحل: د(س) = (س + ٣/٢)² − ١/٤. الرأس (−٣/٢، −١/٤). تناقصية في ]−∞، −٣/٢] وتزايدية في [−٣/٢، ∞[.

📋

جدول خواص الدوال الأساسية

📋
جدول خواص الدوال الأساسية
📝

تمارين الدرس — تدريب تفاعلي

📝
تمارين الدرس — تدريب تفاعلي

إزاحة من ⁦⁩ بمقدار ⁦⁩ وحدات في اتجاه:

⁩ ⁦⁩ ⁦⁩ ⁦
عرض الحل

إضافة ثابت ⟹ إزاحة رأسية لأعلى.

إزاحة من ⁦⁩ بمقدار ⁦⁩ وحدات في اتجاه:

⁩ ⁦⁩ ⁦⁩ ⁦
عرض الحل

⁩ ⟹ إزاحة أفقية ⁦⁩ لليمين.

رأس المنحنى:

⁩ ⁦⁩ ⁦⁩ ⁦
عرض الحل
⁩ ⟹ الرأس ⁦

نقطة التماثل (الرأس):

⁩ ⁦⁩ ⁦⁩ ⁦
عرض الحل
⁩ ⟹ ⁦

مركز التماثل (تقاطع خطي التقارب):

⁩ ⁦⁩ ⁦⁩ ⁦
عرض الحل

خطا تقارب: ⁦⁩ و ⁦⁩ ⟹ ⁦⁩.

بإكمال المربع، اكتب إحداثيات الرأس ⁦⁩.

تحقق
عرض الحل
⁩ ⟹ ⁦
تم إكمال الشريحة!