ביחידה הקודמת חישבנו נגזרות לפי ההגדרה: מציבים, מחסרים, מחלקים, משאיפים. זה עובד, אבל ארוך. כאן נוכיח פעם אחת כמה כללים, ומהם נגזור כל פולינום בשורה אחת.
נגזרת של פונקציה קבועה
הגרף של הוא קו אופקי. לקו אופקי אין שיפוע — וההגדרה אומרת בדיוק את זה:
הוכחה:
נתונה , כאשר מספר קבוע.
הפונקציה נותנת לכל קלט
לכל
המנה היא אפס כל הזמן, וגם הגבול
כלל החזקה
לפי ההגדרה כבר מצאנו ו-. ישר שיפועו . נסדר את התוצאות בטבלה ונחפש חוקיות:
שיפוע הישר
מההגדרה,
מההגדרה,
לפי החוקיות בטבלה, מהי הנגזרת של ?
Show the answer and the solution
. בפתיחת האיבר שיש בו בחזקה ראשונה הוא , וכל שאר האיברים עם נעלמים בגבול.
החזקה יורדת ומכפילה, והחזקה עצמה קטנה באחד. שני הדברים קורים יחד.
מקדם וסכום
מקדם קבוע נשאר ומכפיל את הנגזרת.
גוזרים איבר-איבר.
הוכחה: כלל הסכום
נתון , ו- ו- גזירות.
מסדרים מחדש את ארבעת האיברים
מחלקים כל סוגריים ב-
כל מנה שואפת לנגזרת שלה
באותה דרך בדיוק מוכיחים את כלל המקדם: .
גזירה איבר-איבר
גזרו:
מקדם כפול כלל החזקה
אותו דבר, עם המינוס
הנגזרת של היא
הקבוע נעלם
מחברים
מהי הנגזרת של , ומה עם ?
Show the answer and the solution
, ו- — בדיוק כמו הנגזרת של . הוספת קבוע מזיזה את הגרף למעלה, ולא משנה אף שיפוע.
מה הנגזרת אומרת
הגרף עולה ב-.
הגרף יורד ב-.
המשיק אופקי ב-.
נתון . מהו , והאם הגרף עולה או יורד שם?
Show the answer and the solution
, ולכן . חיובי — הגרף עולה בנקודה הזאת, אף ש- שלילי.
שתי הטעויות של גזירת פולינום.
הקבוע נעלם. זו הטעות הנפוצה ביותר בפרק, והיא עולה נקודות בכל סעיף שממשיך ממנה.
החזקה יורדת וגם קטנה באחד. מי שעושה רק חצי מהכלל מקבל ביטוי ממעלה שגויה.
Exercises
Exercise 1
גזרו:
Show the answer and the solution
Answer: A
Worked solution:
כלל החזקה
מקדם כפול נגזרת
הקבוע נעלם
הנכונה: . גורר את הקבוע; שוכח להכפיל במקדם; לא מוריד את החזקה.
Exercise 2
נתון . חשבו את .
Show the answer and the solution
Answer: 20
Worked solution:
גוזרים
מציבים
קודם גוזרים, ורק אז מציבים. מי שמציב קודם מקבל — מספר, ולמספר נגזרת אפס.
Exercise 3
גזרו:
Show the answer and the solution
Answer: C
Worked solution:
לפי ההגדרה
קו אופקי
הנכונה: . גודל הקבוע לא משנה — הגרף הוא קו אופקי. הוא הנגזרת של , לא של מספר.
Exercise 4
גזרו:
Show the answer and the solution
Answer: B
Worked solution:
המקדם נשאר
וכופל את נגזרת החזקה
הנכונה: . שוכח להקטין את החזקה; מחבר את ו- במקום לכפול.
Exercise 5
עבור , מצאו את הערך החיובי של שבו . עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה.
Show the answer and the solution
Answer: 1.4142
Worked solution:
גוזרים
משווים לאפס
והפתרון החיובי
המלכודת היא לפתור במקום : אז מתקבל , נקודת חיתוך עם הציר ולא משיק אופקי.
Exercise 6
גזרו:
Show the answer and the solution
Answer: C
Worked solution:
חלוקה ב- היא מקדם
כלל המקדם
והאיבר השני
הנכונה: . זורק את החצי; לא גוזר את האיבר השני; מקטין את החזקה בלי להכפיל ב-. חלוקה במספר היא כפל במקדם.
Exercise 7
בגזירה שלפניכם שורה אחת שגויה. מצאו אותה.
Show the answer and the solution
Answer: →
Worked solution:
החזקה היא
כלל החזקה עם מקדם
הנגזרת של היא : ישר ששיפועו . מי שמשאיר את לא הוריד את החזקה מ- ל-.
Exercise 8
נתונה , כאשר פרמטר. ידוע ש-. מצאו את .
Show the answer and the solution
Answer: 4
Worked solution:
גוזרים; הוא מקדם קבוע
מציבים
פותרים
הוא מספר, ולכן הוא לא נגזר — הוא נשאר מקדם. מי שמציב בפונקציה עצמה פותר ומקבל .
Exercise 9
נתון . הוכיחו מתוך הגדרת הנגזרת ש-.
Show the answer and the solution
- — הצבת בפונקציה
- — פתיחת סוגריים
- — חיסור משני האגפים
- — חלוקה ב-, המותרת כי בתהליך הגבול
- — השאפת לאפס
Worked solution:
הצבת בפונקציה
פתיחת סוגריים
חיסור משני האגפים
חלוקה ב-, המותרת כי בתהליך הגבול
השאפת לאפס
המלכודת היא לשכוח את בפתיחת — ואז יוצא . וחלוקה ב- מותרת רק כי לאורך כל התהליך.
Exercise 10
נתונה פונקציה גזירה , ו- עבור קבוע . הוכיחו מתוך ההגדרה ש-.
Show the answer and the solution
- — הקבוע מופיע בשני האיברים ומתקזז
- — חלוקה ב-, כאשר
- — לשתי מנות שוות אותו גבול כש-
Worked solution:
הקבוע מופיע בשני האיברים ומתקזז
חלוקה ב-, כאשר
לשתי מנות שוות אותו גבול כש-
הזזה אנכית של גרף לא משנה אף שיפוע. זו גם הסיבה שהקבוע נעלם בגזירה: הוא מזיז את הגרף, ולא מטה אותו.