حسابان (2)

حسابان (2) | درس اول: اکسترمم‌های یک تابع و توابع صعودی و نزولی

صفحه ۱۲۰
سؤال 1

۱ نمودار تابع \(f\) در شکل زیر رسم شده است.

الف) با رسم مماس‌هایی در نقاط مختلف نمودار \(f\) تعیین کنید در چه بازه‌هایی شیب مماس‌ها مثبت و در چه بازه‌هایی شیب مماس‌ها منفی و در چه زیرمجموعه‌ای از دامنه شیب مماس‌ها برابر صفر است.

ب) تعیین کنید در چه بازه‌هایی مشتق \(f\) مثبت و در چه بازه‌هایی مشتق \(f\) منفی و در چه بازه‌هایی \(f'\) برابر صفر است.

پ) تعیین کنید در چه بازه‌هایی تابع \(f\) صعودی اکید و در چه بازه‌هایی نزولی اکید و در چه بازه‌هایی تابع \(f\) ثابت است.

شکل سؤال 1
پاسخ

الف) مماس‌ها را در نقاط مختلف نمودار رسم می‌کنیم و شیب هر مماس را بررسی می‌کنیم:

  • در بازه‌های \((a,b)\) و \((c,d)\) مماس‌ها از چپ به راست بالا می‌روند، پس شیب‌ها مثبت هستند.
  • در بازه‌ی \((b,c)\) مماس‌ها پایین می‌روند، پس شیب‌ها منفی هستند.
  • در نقاط \(b\) و \(c\) مماس افقی است، پس شیب آن‌ها برابر صفر است. همچنین در بازه‌ی \((d,e)\) نمودار افقی است و شیب مماس‌ها برابر صفر است.

ب) چون مشتق تابع در هر نقطه برابر شیب مماس در همان نقطه است:

  • \(f'(x)>0\) در بازه‌های \((a,b)\) و \((c,d)\)
  • \(f'(x)<0\) در بازه‌ی \((b,c)\)
  • \(f'(x)=0\) در بازه‌ی \((d,e)\) و همچنین در نقاط \(x=b\) و \(x=c\)

پ) از روی علامت مشتق نتیجه می‌گیریم:

  • تابع \(f\) در بازه‌های \((a,b)\) و \((c,d)\) صعودی اکید است.
  • تابع \(f\) در بازه‌ی \((b,c)\) نزولی اکید است.
  • تابع \(f\) در بازه‌ی \((d,e)\) ثابت است.
نمودار تقریبی تابع f با چند مماس؛ مماس‌های افقی در b و c
نمودار تقریبی تابع f با چند مماس؛ مماس‌های افقی در b و c
فعالیت‌های این فصل
همه فعالیت‌های «فصل ۵: کاربردهای مشتق» اینجاست.
صفحه ۱۲۰