עד עכשיו חיפשנו נקודות שבהן הנגזרת מתאפסת. אבל כשהבעיה מוגבלת לקטע סגור — זמן מ- עד שניות, נקודה שחייבת להישאר בין שני קצוות — הערך הגדול ביותר יכול לשבת בקצה, במקום שבו הנגזרת בכלל לא מתאפסת.
תמונה: מקסימום מקומי שמפסיד לקצה
זה הגרף של בקטע . ב- יש מקסימום מקומי: . אבל בקצה הימני הגרף ממשיך לטפס עד . הערך הגדול ביותר בקטע — המקסימום המוחלט — נמצא ב-.
לפי הגרף: היכן מתקבל הערך הקטן ביותר של בקטע?
Show the answer and the solution
בשתי נקודות: בקצה () ובמינימום המקומי (). ערך קיצון מוחלט יכול להתקבל ביותר מנקודה אחת.
הכלל: רשימת מועמדים
קטע סגור. המועמדים: הנקודות שבהן בתוך הקטע, ושני הקצוות ו-. מציבים את כולם ב- ובוחרים את הגדול והקטן.
קטע פתוח. הקצוות אינם שייכים לקטע. אם יש בו נקודת קיצון מקומית אחת בלבד — היא גם הקיצון המוחלט. אם אין — ייתכן שאין מקסימום בכלל.
ואם הקטע היה פתוח, — האם היה ל- מקסימום?
Show the answer and the solution
לא. הערכים מתקרבים ל- כש- מתקרב ל-, אבל אינו בקטע, וכל ערך שנבחר קרוב ממנו נותן ערך קטן מ-. יש מינימום (), אין מקסימום.
פיזיקה: גובה ומהירות
בבעיות תנועה הוא המיקום, המהירות. מקום מקסימלי מחפשים ב-. מהירות מקסימלית היא קיצון של עצמה — ולכן גוזרים את .
כדור שנזרק כלפי מעלה
גובה הכדור (במטרים) אחרי שניות הוא , עבור . מהו הגובה המקסימלי?
נקודה חשודה, בתוך הקטע
המועמדים: ושני הקצוות
אחרי שניות, בגובה מ׳
כתבו את רשימת המועמדים בטבלה קטנה — עמודה ל- ועמודה ל-. הבודק רואה מיד שבדקתם את הקצוות, ואתם רואים מיד מי הגדול.
הטעויות שחוזרות בקטע סגור.
מקסימום מקומי אינו בהכרח הערך הגדול ביותר בקטע. בלי להציב את הקצוות — התשובה לא מלאה.
הוא רגע שבו הגוף עומד. כדי למקסם מהירות גוזרים את המהירות.
נקודה חשודה מחוץ לקטע אינה מועמדת, גם אם הערך בה גדול.
Exercises
Exercise 1
מצאו את הערך הגדול ביותר של בקטע .
Show the answer and the solution
Answer: 2
Worked solution:
נקודות חשודות
מחוץ לקטע
המועמדים
בקצה
הנקודה החשודה היחידה בקטע היא מינימום. המקסימום יושב בקצה — מי שבודק רק את עונה .
Exercise 2
מצאו את הערך הקטן ביותר של בקטע .
Show the answer and the solution
Answer: -2
Worked solution:
אותם מועמדים
את ערך המינימום מקבלים מהצבה ב-, לא מ-. התשובה , לא .
Exercise 3
מהו הערך הקטן ביותר של בקטע ?
Show the answer and the solution
Answer: C
Worked solution:
הקודקוד
מחוץ לקטע
נשארו רק הקצוות
הנכונה: . הוא ערך הקודקוד — אבל מחוץ לקטע. הוא המקסימום, ו- הוא .
Exercise 4
כדור נזרק כלפי מעלה. גובהו (במטרים) אחרי שניות הוא , עבור . מהו הגובה המקסימלי של הכדור?
Show the answer and the solution
Answer: 45
Worked solution:
המועמדים
נשאל הגובה, לא הזמן. הוא רק הדרך אל התשובה מ׳.
Exercise 5
גוף נע על ישר. מיקומו (במטרים) אחרי שניות הוא , עבור . מהי המהירות המקסימלית של הגוף (במ׳ לשנייה)?
Show the answer and the solution
Answer: 27
Worked solution:
המהירות
גוזרים את
המועמדים
המלכודת: לפתור . זה נותן — הרגע שבו הגוף נעצר, והמהירות שם .
Exercise 6
בקטע סגור, הערך הגדול ביותר של פונקציה מתקבל תמיד בנקודה שבה הנגזרת שווה .
Show the answer and the solution
Answer: False
Worked solution:
דוגמה נגדית
הנגזרת לא מתאפסת אף פעם
המקסימום בקצה
לא נכון. בקטע סגור המקסימום יכול להתקבל בקצה, שם הנגזרת אינה חייבת להתאפס. לכן מציבים תמיד גם את הקצוות.
Exercise 7
הפונקציה בקטע . אילו ערכי הם מועמדים לקיצון מוחלט?
Show the answer and the solution
Answer: — מועמד · — מועמד · — מועמד · — לא מועמד · — לא מועמד
Worked solution:
הנקודה מבפנים ושני הקצוות
מאפס את הנגזרת אבל נמצא מחוץ לקטע. הוא סתם נקודה בקטע — הנגזרת בו .
Exercise 8
מצאו את הערך הגדול ביותר של בקטע .
Show the answer and the solution
Answer: 11
Worked solution:
הנקודה החשודה היחידה בקטע
המועמדים
מי שמציב את מקבל — אבל מחוץ לקטע. ומי ששוכח את הקצוות לא מוצא מקסימום בכלל.
Exercise 9
הטמפרטורה בחממה (במעלות) שעות אחרי הזריחה היא , עבור . באילו רגעים הטמפרטורה הגבוהה ביותר?
Show the answer and the solution
Answer: B ב- וב-
Worked solution:
ארבעה מועמדים
בשני רגעים
הנכונה: ב- וב-. המקסימום המקומי ב- והקצה נותנים אותו ערך בדיוק. הוא מינימום מקומי.
Exercise 10
לפונקציה יש ערך גדול ביותר בקטע הפתוח .
Show the answer and the solution
Answer: False
Worked solution:
הנקודה החשודה היחידה היא מינימום
הערכים מתקרבים ל-
אבל אף ערך בקטע אינו מגיע ל-
לא נכון. בקטע הפתוח הקצה אינו שייך לקטע, ולכל ערך שנבחר תמיד יש ערך גדול ממנו קרוב יותר ל-. בקטע פתוח ייתכן שאין מקסימום.