עד כאן גזרנו סכומים, ושם הכול היה פשוט: גוזרים איבר-איבר. במכפלה זה נשבר, וכדאי לראות את זה לפני שלומדים את הכלל.
הניחוש הטבעי — ולמה הוא נכשל
נבדוק על מכפלה שאנחנו כבר יודעים לגזור: . זה פשוט , ולכן הנגזרת היא .
מה שנותן הניחוש — לגזור כל גורם בנפרד ולכפול.
מה שהתשובה באמת.
חשבו את שתי הנוסחאות בנקודה . איזו מתאימה לשיפוע שהווידג׳ט מודד שם?
להציג את התשובה והפתרון
הניחוש נותן , והכלל נותן . רק הכלל מתאים. וב- הפער גדל: מול .
הכלל, ומאיפה הוא בא
גוזרים את הראשון ומשאירים את השני, ואז להפך — ומחברים. שני איברים, תמיד. ההוכחה משתמשת בהגדרה ובתכסיס אחד: מוסיפים ומחסרים את אותו ביטוי.
הוכחה: כלל המכפלה
נתון , ו- ו- גזירות.
השינוי במכפלה
מחסרים ומוסיפים — סכום אפס
מוציאים גורם משותף מכל זוג
מחלקים ב-
המנות שואפות לנגזרות, ו-
על אותה מכפלה
גזרו בעזרת הכלל.
הנגזרת של כל גורם
מציבים בכלל
מכנסים — בדיוק כמו
מתי הכלל באמת חוסך
נתון . חשבו את .
כלל המכפלה, בלי לפתוח סוגריים
מציבים ישר
הגורם מתאפס ב- וחוסך חצי מהחישוב
נתון , כאשר ו-. מהו ?
להציג את התשובה והפתרון
, ולכן . את עצמה לא צריך להכיר — מספיקים הערך והנגזרת בנקודה.
כשאפשר לפתוח סוגריים בקלות, זו בדיקה מצוינת לתוצאה של הכלל. כשהמכפלה ארוכה, או כשנתונים רק ערכים בנקודה — הכלל הוא הדרך.
שתי הטעויות של כלל המכפלה.
זו הטעות המרכזית בפרק. היא נראית סבירה כי בסכום זה כן עובד — אבל מכפלה אינה סכום.
מי שרושם רק עצר באמצע הכלל. התוצאה היא תמיד סכום של שתי מכפלות.
תרגילים
תרגיל 1
גזרו:
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג
הפתרון:
כלל המכפלה
מכנסים
בדיקה בפתיחת סוגריים
הנכונה: . הוא הניחוש ; מאבד את הסימן של .
תרגיל 2
נתון . חשבו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 28
הפתרון:
כלל המכפלה
מציבים
הניחוש נותן . בדיקה: נגזרתו , וב- זה .
תרגיל 3
גזרו:
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב
הפתרון:
הכלל
פותחים
מכנסים
הנכונה: . הוא הניחוש ; הוא רק האיבר הראשון של הכלל.
תרגיל 4
, ונתון ו-. מהו ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב
הפתרון:
כלל המכפלה
מציבים
הנכונה: . הוא , הניחוש; מחבר ושוכח את הגורם .
תרגיל 5
נתון: , , , . חשבו את הנגזרת של בנקודה .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 5
הפתרון:
כלל המכפלה בנקודה
מציבים
הניחוש שגוי. בכלל יש ארבעה מספרים, וכל אחד מופיע פעם אחת.
תרגיל 6
נתון . חשבו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 12
הפתרון:
כלל המכפלה
מציבים
הגורם מתאפס ב-, ולכן האיבר הראשון של הכלל נעלם — אבל האיבר השני, , נשאר. מי שמסיק מהאפס ש- שכח את חצי הכלל.
תרגיל 7
הוכיחו או הפריכו: לכל שתי פונקציות גזירות מתקיים .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
דוגמה נגדית
הנגזרת האמיתית
הנוסחה המוצעת
הטענה לא נכונה — ומספיקה דוגמה נגדית אחת. אפילו מפיל אותה.
תרגיל 8
בגזירה שלפניכם שורה אחת שגויה. מצאו אותה.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: →
הפתרון:
כלל המכפלה
פותחים ומכנסים
השורה השנייה כופלת את הנגזרות זו בזו. בדיקה: , ונגזרתו .
תרגיל 9
ו- גזירות. הוכיחו ש-.
להציג את התשובה והפתרון
- — הצבה בכלל המכפלה עם
- — כלל החזקה:
- — הצבת הנגזרת שחישבנו
- — כפל ב- אינו משנה
הפתרון:
הצבה בכלל המכפלה עם
כלל החזקה:
הצבת הנגזרת שחישבנו
כפל ב- אינו משנה
הנגזרת של הגורם היא , ולכן האיבר הראשון הוא עצמה. מי שכותב בלבד שכח את חצי הכלל.
תרגיל 10
פונקציה גזירה. הוכיחו בעזרת כלל המכפלה ש-.
להציג את התשובה והפתרון
- — ריבוע הוא מכפלה של הפונקציה בעצמה
- — כלל המכפלה, עם
- — כינוס שני איברים זהים
הפתרון:
ריבוע הוא מכפלה של הפונקציה בעצמה
כלל המכפלה, עם
כינוס שני איברים זהים
הטעות הצפויה: — כאילו היא . הגורם חייב להופיע, וזה בדיוק הרעיון של היחידה הבאה.