עד עכשיו הלכנו בכיוון אחד: נתונה פונקציה — מוצאים את הנגזרת. עכשיו הפוך: יודעים את השיפוע בכל נקודה, , ורוצים לדעת מי הפונקציה.
מצאו פונקציה אחת שהנגזרת שלה היא . יש עוד אחת?
להציג את התשובה והפתרון
, כי . ויש עוד — אינסוף: , , . הנגזרת של מספר קבוע היא אפס, ולכן הוא «נעלם» בגזירה.
הזזה אנכית לא משנה שום שיפוע. לכן גרף הנגזרת קובע את צורת הפונקציה, אבל לא את הגובה שלה — בדיוק מה שראינו כשקראנו את מתוך גרף של .
ההגדרה והכלל
היא פונקציה קדומה של אם . אם היא פונקציה קדומה אחת, אז כל הפונקציות הקדומות הן , כאשר מספר קבוע כלשהו.
איך מוצאים אותה? הופכים את כלל החזקה: בגזירה מורידים את החזקה וכופלים בה; בפונקציה קדומה מעלים את החזקה באחד ומחלקים בחזקה החדשה.
מספר קבוע — כי
החזקה עולה ל-, ומחלקים ב-
מעלים ל- ומחלקים ב-:
איבר-איבר, ו- אחד בסוף
תמיד אפשר לבדוק: גוזרים את התשובה, וצריך לחזור בדיוק לפונקציה הנתונה. ✓. שתי שניות בטיוטה חוסכות טעות בכל השאלה.
מצאו את כל הפונקציות הקדומות של .
להציג את התשובה והפתרון
. בדיקה: , , ✓.
נקודה אחת קובעת את
מכל המשפחה רק גרף אחד עובר בנקודה נתונה — הזזה אנכית אחת בדיוק מביאה אותו לשם. לכן שאלה מהסוג «נתון ונקודה על הגרף» תמיד נפתרת בשני צעדים: פונקציה קדומה, ואז הצבה.
מוצאים את מתוך ונקודה
נתון , והגרף של עובר בנקודה . מצאו את .
פונקציה קדומה, איבר-איבר
מציבים את של הנקודה
משווים ל- של הנקודה
הפונקציה היחידה במשפחה שעוברת ב-
נתון , והגרף של עובר בראשית. מהי , ומהן נקודות הקיצון שלה?
להציג את התשובה והפתרון
, ו- נותן . זו — הפונקציה של החקירה המלאה: מקסימום ב- ומינימום ב-. את מקום הקיצונים ידענו כבר מ-; את הגובה נתנה הנקודה.
שלוש הטעויות של הפונקציה הקדומה.
זו גזירה, לא פונקציה קדומה. בדיקה: .
הנגזרת של היא ; הפונקציה הקדומה של היא .
שכחו את — ולכן גם את הנקודה. .
תרגילים
תרגיל 1
מהן כל הפונקציות הקדומות של ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: א
הפתרון:
מעלים חזקה ומחלקים
אותו כלל על האיבר השני
בדיקה בגזירה
התשובה: . «» היא הנגזרת; «» לא חילקה ב-; «» העלתה חזקה בלי לחלק.
תרגיל 2
נתון , והגרף של עובר בנקודה . חשבו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 12
הפתרון:
פונקציה קדומה
הנקודה קובעת את
מציבים
מי שדילג על קיבל . בלי הנקודה אין תשובה אחת — ולכן היא נתונה.
תרגיל 3
נתון , והגרף של עובר בנקודה . מהי נקודת החיתוך של הגרף עם ציר ה-? כתבו את שיעור ה-.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: -7
הפתרון:
פונקציה קדומה
מציבים את הנקודה
חיתוך עם ציר :
שימו לב: תמיד בפולינום, אבל אינו — הנקודה הנתונה איננה על ציר ה-.
תרגיל 4
לפונקציה יש פונקציה קדומה אחת בלבד, והיא .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
אכן פונקציה קדומה
גם — וכך לכל מספר קבוע
לא נכון. יש אינסוף פונקציות קדומות, . הן נבדלות בהזזה אנכית, ונקודה נתונה בוחרת אחת מהן.
תרגיל 5
התאימו לכל פונקציה את משפחת הפונקציות הקדומות שלה.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: — · — · — · —
הפתרון:
בודקים כל זוג בגזירה
גם שני הזוגות האחרים חוזרים בגזירה לפונקציה הנתונה
המלכודת: לזווג את עם — זה כיוון הגזירה, ההפוך ממה שנשאל.
תרגיל 6
השיפוע של המשיק לגרף בכל נקודה הוא . הגרף של חותך את ציר ה- בנקודה . מהו ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 2
הפתרון:
«שיפוע המשיק בכל נקודה» הוא הנגזרת
פונקציה קדומה
הנקודה
מציבים
הניסוח «שיפוע המשיק» הוא דרך אחרת לומר . מי שהציב את הנקודה בביטוי עצמו קיבל ונתקע.
תרגיל 7
נתון ו-. מהו ערך המקסימום המקומי של ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג
הפתרון:
החשודות:
מקסימום ב-
פונקציה קדומה, ו- נותן
מציבים
התשובה: . «» הוא ערך המינימום (); «» הוא מקום המקסימום ולא ערכו; «» הוא .
תרגיל 8
הפונקציה היא פונקציה קדומה של , והגרף שלה עובר בנקודה . השלימו.
____
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 3
הפתרון:
פונקציה קדומה של
מציבים
מי שכתב הניח ש- הוא ה- של הנקודה. זה נכון רק לנקודה על ציר ה-, שבה .
תרגיל 9
הוכיחו כי היא פונקציה קדומה של .
היא פונקציה קדומה של
להציג את התשובה והפתרון
- — נגזרת של פונקציה מורכבת: הנגזרת הפנימית היא
- — פתיחת ריבוע של סכום
- לכל — שני הביטויים שווים לאותו ביטוי
- היא פונקציה קדומה של — הגדרת פונקציה קדומה:
תרגיל 10
גוף נע לאורך ישר. מקומו אחרי שניות הוא מטרים, ומהירותו היא מטרים לשנייה. ברגע הגוף נמצא ב-. היכן הגוף אחרי שניות?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 23
הפתרון:
המקום הוא פונקציה קדומה של המהירות
המקום ההתחלתי
מציבים
הגוף ב- מטרים. מי שהציב במהירות קיבל — אבל זו מהירות ברגע, לא מקום.