לנגזרת יש גרף משלה. כש- עולה, חיובית, והגרף שלה נמצא מעל ציר ה-. כש- יורדת, שלילית, והגרף שלה מתחת לציר. בנקודת קיצון של המשיק אופקי, ולכן הגרף של חוצה את הציר בדיוק שם.
הגרף של מעל הציר: עולה.
הגרף של מתחת לציר: יורדת.
הגרף של חוצה את הציר: ל- קיצון שם. מפלוס למינוס: מקסימום. ממינוס לפלוס: מינימום.
מ- אל — קוראים סקיצה
מהסקיצה של אומרים על שלושה דברים: ב- וב-; כאשר או ; כאשר . זה מספיק כדי לשרטט את : היא חותכת את הציר ב- וב-, חיובית מחוץ לשורשים ושלילית ביניהם. פרבולה שפונה כלפי מעלה.
לפי הסקיצה של : מה עושה בקטע ?
להציג את התשובה והפתרון
הגרף של מתחת לציר שם, ולכן יורדת לאורך כל הקטע. גם כש- מתחילה «לעלות» חזרה אל הציר, היא עדיין שלילית, ו- עדיין יורדת.
מ- אל — הכיוון ההפוך
עכשיו נותנים את הגרף של הנגזרת, ושואלים על . מסתכלים איפה חוצה את הציר ואיזה סימן יש לה מכל צד. חוצה מלמטה למעלה, ממינוס לפלוס: ל- מינימום שם. חוצה מלמעלה למטה: מקסימום. הגובה של אינו ניתן לקריאה מהגרף של .
מגרף הנגזרת אל התנהגות הפונקציה
בשרטוט למעלה נתון הגרף של . מצאו את תחומי העלייה והירידה של ואת סוג נקודת הקיצון שלה.
הגרף של מתחת לציר, ולכן יורדת
מעל הציר, ולכן עולה
ל- מינימום ב-
אם הגרף של הוא פרבולה שנמצאת כולה מעל ציר ה-, מה אפשר לומר על ?
להציג את התשובה והפתרון
לכל , ולכן עולה בכל התחום ואין לה נקודות קיצון. הגרף של לא חוצה את הציר, ולכן אין נקודה שבה .
פרמטרים — כל תנאי הוא משוואה
כשבפונקציה יש מקדם לא ידוע, או , השאלה נותנת תנאי, וכל תנאי מתורגם למשוואה אחת. שני תנאים, שתי משוואות, שני נעלמים.
«הגרף עובר בנקודה »: מציבים בפונקציה.
«נקודת קיצון ב-»: מציבים בנגזרת ומשווים לאפס.
«שיפוע המשיק ב- הוא », או «המשיק מקביל לישר »: מציבים בנגזרת.
שני פרמטרים משני תנאים
נתונה . לפונקציה נקודת קיצון ב-, והגרף עובר בנקודה . מצאו את ואת .
גוזרים, עם הפרמטרים
קיצון ב-
הנקודה על הגרף
מחסרים את המשוואות
מציבים
בדיקה: אכן שורש של , ו-
שיפוע משיק ונקודה
נתונה . שיפוע המשיק לגרף בנקודה שבה הוא , ו-. מצאו את ואת .
שיפוע המשיק: הנגזרת
הגובה: הפונקציה
מחסרים
בדיקה
שתי הטעויות של הפרק.
«נקודת קיצון ב-» הוא תנאי על הנגזרת. היה אומר שהגרף חותך את ציר ה- שם.
הנקודה הגבוהה ביותר של הגרף של היא המקום שבו הכי תלולה, לא המקום שבו הכי גבוהה. קיצון של נמצא איפה ש- חוצה את הציר.
תרגילים
תרגיל 1
בשרטוט נתון הגרף של הנגזרת של פונקציה . מה נכון לגבי ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד ל- נקודת מינימום ב-
הפתרון:
מתחת לציר, ואז מעל
ב-
הנכונה: מינימום ב-. הישר בשרטוט עולה, אבל הוא הגרף של , לא של : מה שקובע הוא הסימן שלו מכל צד של .
תרגיל 2
בשרטוט נתונה סקיצה של הגרף של , עם נקודת מקסימום ב- ונקודת מינימום ב-. באיזה תחום ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד
הפתרון:
בין המקסימום למינימום
נגזרת שלילית
הנכונה: . שלילית איפה ש- יורדת, לא איפה ש- שלילית. הוא תחום של ערכי , ולא של .
תרגיל 3
נתונה . לפונקציה נקודת קיצון ב-. מצאו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: -6
הפתרון:
גוזרים
קיצון: הנגזרת מתאפסת
התנאי «קיצון ב-» הולך לנגזרת. מי שהציב קיבל , כלומר , וזה חיתוך עם ציר , לא קיצון.
תרגיל 4
נתונה . שיפוע המשיק לגרף בנקודה שבה הוא . מצאו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 3
הפתרון:
גוזרים
שיפוע המשיק: הנגזרת שווה
שיפוע משיק הוא ערך של , לא של . הבדיקה: , ✓.
תרגיל 5
נתונה . לפונקציה נקודות קיצון ב- וב-. מצאו את ואת .
____ , ____
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: -6 , -15
הפתרון:
גוזרים
שני תנאים על הנגזרת
מחסרים ומציבים
בדיקה
שתי נקודות קיצון, שני תנאים, ושניהם על . דרך קצרה: היא , ופותחים סוגריים.
תרגיל 6
בשרטוט נתון הגרף של , פרבולה שחותכת את הציר ב- וב-. מיינו את הקטעים לפי ההתנהגות של .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: — עולה · — יורדת · — יורדת · — עולה
הפתרון:
הפרבולה מעל הציר בין השורשים
מתחת לציר מחוץ לשורשים
הפרבולה יורדת ב-, אבל היא עדיין מעל הציר שם, ולכן עדיין עולה. הכיוון של לא קובע; הסימן שלה קובע.
תרגיל 7
הוכיחו או הפריכו: אם הגרף של נמצא כולו מעל ציר ה-, אז ל- אין נקודות קיצון.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
הגרף מעל הציר
אין נקודה חשודה, ולכן אין קיצון
הטענה נכונה. עולה בכל התחום. דוגמה: , שנגזרתה חיובית תמיד.
תרגיל 8
בשרטוט נתון הגרף של , פרבולה שקודקודה ב-. איזה תיאור מתאים לגרף של ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב ישר עולה שחותך את ציר ה- ב-
הפתרון:
ישר, שיפוע
חוצה את הציר בקודקוד של
יורדת ואז עולה: מינימום
הנכונה: ישר עולה שחותך את הציר ב-. הגרף של אינו פרבולה: לפולינום ממעלה שנייה נגזרת ממעלה ראשונה. ו- הוא הגובה של , לא של .
תרגיל 9
נתונה . המשיק לגרף בנקודה שבה מקביל לישר . מצאו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 3
הפתרון:
משיקים מקבילים: אותו שיפוע
שיפוע המשיק ב-
פותרים
«מקביל לישר» הוא תנאי על השיפוע, ולכן על . המספר בישר לא משתתף: ישרים מקבילים נבדלים בדיוק בו.
תרגיל 10
נתונה . לפונקציה נקודת קיצון ב-. מצאו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 3
הפתרון:
קיצון ב-
הנקודה על הגרף
מחסרים
בדיקה:
נקודת קיצון נתונה עם שני שיעורים נותנת שני תנאים: מה-, ו- מה-.
חזרה — שאלה 11
תרגיל 11
א. הפונקציה מוגדרת לכל . היא יורדת ב-, עולה ב-, ויורדת ב-. מיינו את הקטעים לפי הסימן של .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: — · — · — · — · — · —
הפתרון:
איפה עולה, הגרף של מעל ציר ה-
איפה יורדת, הגרף של מתחת לציר ה-
כל קטע שנמצא כולו בתוך שייך ל-. כל קטע שנמצא כולו בתוך או בתוך שייך ל-.
תרגיל 12
א. הפונקציה היא פולינום ממעלה שלישית. היא יורדת ב-, עולה ב-, ויורדת ב-. איזה תיאור מתאים לגרף של ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד פרבולה «עצובה» (פתוחה כלפי מטה) שחותכת את ציר ה- ב- וב-
הפתרון:
בנקודות הקיצון של הגרף של חותך את ציר ה-
בין השורשים מעל הציר
מחוץ לשורשים מתחת לציר
הנגזרת של פולינום ממעלה שלישית היא פרבולה. היא חיובית בין השורשים ושלילית מחוצה להם, ולכן היא עצובה. הפרבולה ה«שמחה» הפוכה בסימנים.
תרגיל 13
א. הפונקציה יורדת ב-, עולה ב-, ויורדת ב-. בשרטוט: הפרבולה . הוכיחו או הפריכו: הפרבולה בשרטוט יכולה להיות הגרף של .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
השורשים נכונים: ו-
אבל בין השורשים הפרבולה מתחת לציר
הטענה לא נכונה. ב- הפונקציה עולה, ולכן שם . הפרבולה בשרטוט שלילית בקטע הזה: היא מתאימה לפונקציה שעולה ויורדת בדיוק הפוך.
תרגיל 14
ב. הפונקציה מוגדרת לכל . היא עולה ב-, יורדת ב-, עולה ב-, ויורדת ב-. בכמה נקודות הגרף של חותך את ציר ה-?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 3
הפתרון:
בכל אחת מהן מחליפה כיוון: נקודות קיצון
ושם הסימן של מתחלף
שלוש נקודות: , , . כל נקודת קיצון של היא נקודה שבה חוצה את ציר ה-.
תרגיל 15
ב. הפונקציה עולה ב-, יורדת ב-, עולה ב-, ויורדת ב-. מה הסימנים של בארבעת הקטעים, משמאל לימין?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד
הפתרון:
עולה
יורדת
עולה
יורדת
הנכונה: . הגרף של מתחיל מעל הציר, חוצה אותו שלוש פעמים, ומסתיים מתחתיו.
תרגיל 16
ב. הפונקציה עולה ב-, יורדת ב-, עולה ב-, ויורדת ב-. הוכיחו או הפריכו: .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
בקטע שבו יורדת
ולכן שם שלילית
הטענה לא נכונה: . הסימן של נקבע לפי הכיוון של , לא לפי הגובה של הגרף.