למאגר מים נכנסים ויוצאים מים. הוא הקצב (מ״ק לשעה): חיובי כשנכנסים מים, שלילי כשיוצאים. כמה מים הצטברו מרגע ועד רגע ? התשובה היא השטח עם סימן מתחת לגרף של הקצב, מ- עד . הסתכלו על הגרף.
נסמן ב- את כמות המים שהצטברה מ- עד . מהם , ו-? ומתי במאגר הכי הרבה מים?
להציג את התשובה והפתרון
, , . הכי הרבה מים ב-: עד אז הקצב חיובי והמאגר מתמלא, ואחר כך הוא מתרוקן. המקסימום של הוא איפה ש- מחליפה סימן, לא איפה ש- גדולה.
הפונקציה הצוברת והמשפט היסודי
למה ? מגדילים את בקצת, . לשטח נוסף פס צר ברוחב ובגובה בערך , ולכן . מחלקים ב- ומקבלים את קצב השינוי של : הוא . כלומר היא פונקציה קדומה של , זו שמתאפסת ב-. מכאן גם הדרך לחשב כל אינטגרל מסוים: , לכל קדומה .
האות בתוך האינטגרל היא רק «משתנה פנימי». המשתנה של הוא הגבול העליון .
עולה
יורדת
מחליפה סימן מחיובי לשלילי: מקסימום של
מחליפה סימן משלילי לחיובי: מינימום של
ל- קיצון: מחליפה סימן, ול- נקודת פיתול
נתונה עבור פונקציה כלשהי. מהו ?
להציג את התשובה והפתרון
, תמיד. האינטגרל מ- עד הוא שטח ברוחב אפס. זו הנקודה שבה הגרף של חותך את ציר ה- בוודאות.
הפונקציה הצוברת בנוסחה
נתונה . מצאו ביטוי ל-, ואת נקודת המינימום של .
קדומה, ומציבים את שני הגבולות
בדיקה: מתאפסת בגבול התחתון ✓
המשפט היסודי
עוברת משלילי לחיובי: מינימום
עולה זה לא חיובית. בגרף של הקצב למעלה יורדת מ- ועד , ובכל זאת חיובית עד : המאגר מתרוקן, אבל עדיין יש בו מים.
שלוש טעויות בפונקציה הצוברת.
הנגזרת של היא עצמה, לא הנגזרת של .
המקסימום של הוא הרגע שבו עולה הכי מהר. ממשיכה לעלות כל עוד .
ב- חייבים להחסיר את הערך בגבול התחתון. בדיקה: חייב להיות .
תרגילים
תרגיל 1
נתונה . חשבו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 9
הפתרון:
המשפט היסודי
מציבים
אין צורך לחשב את האינטגרל. מי שחישב ענה על שאלה אחרת: ערך, לא נגזרת.
תרגיל 2
נתונה . חשבו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 17
הפתרון:
מציבים
מי שקיבל שכח להחסיר את הערך בגבול התחתון, .
תרגיל 3
הגרף של מורכב מקטעים ישרים, כמו בשרטוט. נגדיר עבור . חשבו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 4
הפתרון:
משולש מעל הציר, בסיס וגובה
השטח מעל הציר נספר בחיוב. עוד לא הגענו לחלק שמתחת לציר.
תרגיל 4
לפי אותו שרטוט, עם : חשבו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: -4
הפתרון:
משולש מעל הציר
משולש מתחת לציר, בסיס וגובה
סכום עם סימנים
היא שטח עם סימן, ולכן יכולה להיות שלילית. מי שענה חיבר שטחים בלי סימן: זה השטח הכולל, לא .
תרגיל 5
לפי אותו שרטוט, עם : באיזה מקבלת את הערך הגדול ביותר בקטע ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג
הפתרון:
עולה
יורדת
מחליפה סימן מ- ל-: מקסימום
הנכונה: . ב- הערך של הכי גדול, אבל . ב- הערך של הכי קטן: שם יורדת הכי מהר.
תרגיל 6
הוכיחו או הפריכו: אם לכל , אז חיובית לכל .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
בגבול התחתון
דוגמה נגדית
הטענה לא נכונה. אומר ש- עולה, לא ש- חיובית. עולה ומתאפסת ב-, ולכן משמאל ל- היא שלילית.
תרגיל 7
נתונה . השלימו.
____ ; מינימום ב- ____ , ערך המינימום ____ ; גם ב- ____
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 5 ; מינימום ב- 3 , ערך המינימום -4 ; גם ב- 5
הפתרון:
קדומה ושני גבולות
מ- ל-: מינימום
ידוע מראש; השני
אחד השורשים של ידוע בלי חישוב: הגבול התחתון .
תרגיל 8
נתונה . התאימו לכל תכונה של את מה שהיא אומרת על .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: בקטע — עולה בקטע · בקטע — יורדת בקטע · מחליפה סימן מ- ל- — ל- מקסימום · ל- יש מקסימום — ל- נקודת פיתול
הפתרון:
הסימן של הוא כיוון
הכיוון של הוא הקעירות של
שתי שכבות: הסימן של קובע עלייה וירידה של , והעלייה והירידה של קובעות את הקעירות של .
תרגיל 9
נתונה . באיזה יש ל- נקודת מינימום?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 3
הפתרון:
נקודות חשודות
סביב : מ- ל-
סביב : מקסימום
המינימום ב-. הוא מקסימום. מי שבחר לפי «איפה הכי קטנה» ענה : שם יורדת הכי מהר.
תרגיל 10
נתונה , כאשר פרמטר, וידוע ש-. מצאו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 3
הפתרון:
קדומה, ו-
מציבים
בתוך האינטגרל הוא קבוע, והמשתנה הוא . בדיקה: ✓