الإشتقاق لدالة عددية

 تمام 👌 خليني أجهزلك درس مرتب ومبسط حول الاشتقاق لدالة عددية، كأنه درس صفّي.


📘 الاشتقاق لدالة عددية

1. تعريف الاشتقاق

الاشتقاق هو أداة رياضية لقياس معدل تغير دالة عند نقطة معينة.
إذا كانت عندنا دالة f(x)f(x)، فمشتقتها عند نقطة x=ax=a تُعطى بالحد:

f(a)=limh0f(a+h)f(a)hf'(a) = \lim_{h \to 0} \frac{f(a+h) - f(a)}{h}

هذا يسمى المشتقة أو الاشتقاق الأول.

👉 التفسير الهندسي: المشتقة هي ميل (tangent slope) المماس للمنحنى في النقطة (a,f(a))(a, f(a)).


2. معنى الاشتقاق

  • فيزيائياً: إذا مثلت f(t)f(t) موقع جسم عند الزمن tt، فالمشتقة f(t)f'(t) تمثل السرعة اللحظية.

  • هندسياً: المشتقة تعطي ميل المنحنى.

  • عددياً: تحدد كيف يتغير f(x)f(x) عندما نغير xx قليلاً.


3. قواعد أساسية للاشتقاق

  1. مشتقة ثابت:

(c)=0(c)' = 0
  1. مشتقة xnx^n:

(xn)=nxn1(x^n)' = n \cdot x^{n-1}
  1. مشتقة مجموع أو فرق:

(f+g)=f+g,(fg)=fg(f+g)' = f' + g', \quad (f-g)' = f'-g'
  1. مشتقة جداء:

(fg)=fg+fg(f \cdot g)' = f'g + fg'
  1. مشتقة قسمة:

(fg)=fgfgg2,g(x)0\left(\frac{f}{g}\right)' = \frac{f'g - fg'}{g^2}, \quad g(x) \neq 0
  1. مشتقة مركب (قاعدة السلسلة):

(f(g(x)))=f(g(x))g(x)(f(g(x)))' = f'(g(x)) \cdot g'(x)

4. بعض المشتقات المعروفة

  • (ex)=ex(e^x)' = e^x

  • (ln(x))=1x,x>0(\ln(x))' = \frac{1}{x}, \quad x>0

  • (sin(x))=cos(x)(\sin(x))' = \cos(x)

  • (cos(x))=sin(x)(\cos(x))' = -\sin(x)

  • (tan(x))=1cos2(x)(\tan(x))' = \frac{1}{\cos^2(x)}


5. أمثلة تطبيقية

🔹 مثال 1:

f(x)=x2+3x5f(x) = x^2 + 3x - 5 f(x)=2x+3f'(x) = 2x + 3

🔹 مثال 2:

f(x)=sin(x)exf(x) = \sin(x)\cdot e^x

باستعمال قاعدة الجداء:

f(x)=cos(x)ex+sin(x)exf'(x) = \cos(x)\cdot e^x + \sin(x)\cdot e^x

🔹 مثال 3 (تفسير هندسي):
f(x)=x2f(x) = x^2
عند x=1x=1:

f(1)=21=2f'(1) = 2 \cdot 1 = 2

أي أن ميل المماس للمنحنى y=x2y=x^2 عند النقطة (1,1) يساوي 2.


6. استعمالات الاشتقاق

  • دراسة التزايد والتناقص للدوال.

  • إيجاد القيم القصوى (عظمى وصغرى).

  • تحديد نقط الانعطاف وتقعر المنحنى.

  • تطبيقات في الفيزياء: السرعة، التسارع.

  • تطبيقات في الاقتصاد: إيجاد الربح/التكلفة المثلى.


هل تحبني أجهزلك نسخة فيها تمارين مع الحل حتى يكون الدرس كامل للتطبيق؟

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

MODAKRATI تصميم بلوجرام © 2014

يتم التشغيل بواسطة Blogger.