לפני שגוזרים פונקציה רציונלית — מציירים סקיצה. ארבעה נתונים שמחושבים בלי נגזרת בונים שלד כמעט שלם של הגרף. הנגזרת תבוא אחר כך, כדי לאשר ולדייק, לא כדי לגלות מאפס.
תחום הגדרה — אילו ערכים אסורים.
נקודות חיתוך עם הצירים — המונה מתאפס; ו- אם בתחום.
אסימפטוטות — אנכיות מהערכים האסורים, אופקית מההתנהגות רחוק.
סימן בכל תחום — איפה הגרף מעל ציר ה- ואיפה מתחתיו.
דוגמה אחת, מההתחלה עד הציור
לפי הסקיצה בלבד: האם בענף האמצעי, , יש נקודת קיצון? מאיזה סוג?
להציג את התשובה והפתרון
כן — מינימום. הגרף יורד מלמעלה ליד ועולה חזרה ליד , ולכן באמצע יש נקודה נמוכה ביותר. הנגזרת מאשרת: היא מתאפסת ב-.
מאיזה צד הגרף מתקרב לקיר?
ליד אסימפטוטה אנכית הגרף הולך ל- או ל- — והסימן של ליד הקיר מכריע. כשהגורם במכנה בריבוע, הסימן אינו מתחלף בשני צדי הקיר.
מה יודעים בלי לגזור?
מה אפשר לומר על הגרף של לפני כל נגזרת?
המכנה חיובי תמיד: תחום ההגדרה כל , ואין אסימפטוטה אנכית
נקודת חיתוך יחידה — הראשית
מעלת המונה קטנה — אסימפטוטה אופקית
הסימן — כמו הסימן של המונה
הגרף יוצא מאפס, חיובי, וחוזר לאפס — ולכן יש מקסימום
למה בדוגמה חייבת להיות נקודת מקסימום כש-?
להציג את התשובה והפתרון
כי , כל הערכים ל- חיוביים, ורחוק הם שוב מתקרבים ל-. גרף שעולה מאפס וחוזר לאפס חייב להגיע לגובה מקסימלי באמצע.
השורה הראשונה בכל פתרון היא תחום ההגדרה. כל מסקנה אחרת — שורש, סימן, קיצון — נבדקת מולו.
שתי טעויות סקיצה.
גורם בריבוע לא מחליף סימן. ליד קיר כזה שני הענפים הולכים לאותו כיוון.
אין בהכרח שורש בין ל-: מחוץ לתחום, והסימן התחלף בקיר. ב- הסימן מתחלף באסימפטוטה, לא בשורש. מעבר מסימן לסימן מבטיח שורש רק כשהפונקציה מוגדרת בכל הקטע.
תרגילים
תרגיל 1
באיזו נקודה חותך הגרף של את ציר ה-? כתבו את שיעור ה-.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: -2
הפתרון:
מציבים
מחשבים
המלכודת: להציב ולקבל — זו נקודת החיתוך עם ציר ה-. עם ציר ה- מציבים .
תרגיל 2
נתונה . השלימו את נתוני הסקיצה.
חיתוך עם ציר ה-: ____. חיתוך עם ציר ה-: ____. אסימפטוטה אנכית: ____. אסימפטוטה אופקית: ____
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: חיתוך עם ציר ה-: 5. חיתוך עם ציר ה-: -2.5. אסימפטוטה אנכית: -2. אסימפטוטה אופקית: 1
הפתרון:
המונה מתאפס
הצבת אפס
המכנה מתאפס
מעלות שוות
ארבעה נתונים, ושתי מלכודות סימן: במקום , ו- במקום . שורש של הוא .
תרגיל 3
נתונה . מה סימן בתחום ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד שלילי
הפתרון:
נקודת בדיקה אחת מתוך התחום
הסימן יכול להתחלף רק בקצוות התחום
בתוך תחום שאין בו שורש ואין בו ערך אסור, הסימן אינו משתנה — לכן נקודת בדיקה אחת מספיקה.
תרגיל 4
נתונה . מיינו את התחומים.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: — הגרף מעל ציר ה- · — הגרף מתחת לציר ה- · — הגרף מתחת לציר ה- · — הגרף מעל ציר ה-
הפתרון:
בודקים
בודקים
בודקים
בודקים
המלכודת היא לחשוב שהסימן מתחלף ב-. הגורם בריבוע — משני צדי הקיר הסימן זהה.
תרגיל 5
איזו פונקציה מתאימה לגרף שבציור?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב
הפתרון:
האסימפטוטה האנכית בציור — מכנה
האסימפטוטה האופקית — מקדמים מובילים שווים
החיתוך עם ציר ה- — מונה
מתאימה לשני נתונים מתוך שלושה — אבל האסימפטוטה האופקית שלה . בודקים את כל הנתונים, לא רק את הקירות.
תרגיל 6
אפשר לדעת בלי לגזור שלפונקציה יש נקודת מינימום.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
הפונקציה אינה שלילית
והיא מקבלת את הערך
לכן זו נקודה נמוכה ביותר
הטענה נכונה. כשידוע ש- וש- מגיעה ל-, הנקודה הזו היא מינימום — בלי נגזרת.
תרגיל 7
איך נראה הגרף של ליד ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב עולה ל- משני הצדדים
הפתרון:
המכנה חיובי משני הצדדים
מספר חיובי קבוע חלקי מספר חיובי שמתקרב לאפס — ערך חיובי ענק
התמונה של — עלייה מצד אחד וירידה מהשני — אינה נכונה כאן: הריבוע מבטל את החלפת הסימן.
תרגיל 8
כמה נקודות חיתוך עם הצירים (עם שני הצירים יחד) יש לגרף של ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 3
הפתרון:
שני שורשים: ו-
חיתוך אחד עם ציר ה-
סך הכול
המלכודת: לשכוח את ציר ה-, או לחשוב שהמכנה מתאפס. חיובי תמיד, ו- בתחום.
תרגיל 9
תלמיד בדק את . שורה אחת שגויה — מצאו אותה.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: →
הפתרון:
בין ל- יש ערך אסור
השורש היחיד — מחוץ לקטע
שני החישובים נכונים, המסקנה לא. הסימן התחלף בקיר . שינוי סימן מבטיח שורש רק כשהפונקציה מוגדרת בכל הקטע.
תרגיל 10
האם ייתכן שלגרף של פונקציה רציונלית יש אסימפטוטה אופקית , והגרף חותך אותה?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב כן, למשל חותכת אותה ב-
הפתרון:
האסימפטוטה האופקית
משווים ל-
בדיקה
הגבלת «לא נוגע» נכונה לאסימפטוטה אנכית בלבד. אסימפטוטה אופקית מתארת את הקצוות — ובאמצע מותר לחצות אותה, גם בלי שום קיר.