حساب التفاضل والتكامل الأمثلة
f(x)=x4-6x2f(x)=x4−6x2
خطوة 1
خطوة 1.1
أوجِد المشتقة.
خطوة 1.1.1
وفقًا لقاعدة الجمع، فإن مشتق x4-6x2x4−6x2 بالنسبة إلى xx هو ddx[x4]+ddx[-6x2]ddx[x4]+ddx[−6x2].
ddx[x4]+ddx[-6x2]ddx[x4]+ddx[−6x2]
خطوة 1.1.2
أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة القوة التي تنص على أن ddx[xn]ddx[xn] هو nxn-1nxn−1 حيث n=4n=4.
4x3+ddx[-6x2]4x3+ddx[−6x2]
4x3+ddx[-6x2]4x3+ddx[−6x2]
خطوة 1.2
احسِب قيمة ddx[-6x2]ddx[−6x2].
خطوة 1.2.1
بما أن -6−6 عدد ثابت بالنسبة إلى xx، إذن مشتق -6x2−6x2 بالنسبة إلى xx يساوي -6ddx[x2]−6ddx[x2].
4x3-6ddx[x2]4x3−6ddx[x2]
خطوة 1.2.2
أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة القوة التي تنص على أن ddx[xn]ddx[xn] هو nxn-1nxn−1 حيث n=2n=2.
4x3-6(2x)4x3−6(2x)
خطوة 1.2.3
اضرب 22 في -6−6.
4x3-12x4x3−12x
4x3-12x4x3−12x
4x3-12x4x3−12x
خطوة 2
خطوة 2.1
وفقًا لقاعدة الجمع، فإن مشتق 4x3-12x4x3−12x بالنسبة إلى xx هو ddx[4x3]+ddx[-12x]ddx[4x3]+ddx[−12x].
f′′(x)=ddx(4x3)+ddx(-12x)
خطوة 2.2
احسِب قيمة ddx[4x3].
خطوة 2.2.1
بما أن 4 عدد ثابت بالنسبة إلى x، إذن مشتق 4x3 بالنسبة إلى x يساوي 4ddx[x3].
f′′(x)=4ddx(x3)+ddx(-12x)
خطوة 2.2.2
أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة القوة التي تنص على أن ddx[xn] هو nxn-1 حيث n=3.
f′′(x)=4(3x2)+ddx(-12x)
خطوة 2.2.3
اضرب 3 في 4.
f′′(x)=12x2+ddx(-12x)
f′′(x)=12x2+ddx(-12x)
خطوة 2.3
احسِب قيمة ddx[-12x].
خطوة 2.3.1
بما أن -12 عدد ثابت بالنسبة إلى x، إذن مشتق -12x بالنسبة إلى x يساوي -12ddx[x].
f′′(x)=12x2-12ddxx
خطوة 2.3.2
أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة القوة التي تنص على أن ddx[xn] هو nxn-1 حيث n=1.
f′′(x)=12x2-12⋅1
خطوة 2.3.3
اضرب -12 في 1.
f′′(x)=12x2-12
f′′(x)=12x2-12
f′′(x)=12x2-12
خطوة 3
لإيجاد قيم الحد الأقصى المحلي والحد الأدنى المحلي للدالة، عيّن قيمة المشتق لتصبح مساوية لـ 0 وأوجِد الحل.
4x3-12x=0
خطوة 4
خطوة 4.1
أوجِد المشتق الأول.
خطوة 4.1.1
أوجِد المشتقة.
خطوة 4.1.1.1
وفقًا لقاعدة الجمع، فإن مشتق x4-6x2 بالنسبة إلى x هو ddx[x4]+ddx[-6x2].
ddx[x4]+ddx[-6x2]
خطوة 4.1.1.2
أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة القوة التي تنص على أن ddx[xn] هو nxn-1 حيث n=4.
4x3+ddx[-6x2]
4x3+ddx[-6x2]
خطوة 4.1.2
احسِب قيمة ddx[-6x2].
خطوة 4.1.2.1
بما أن -6 عدد ثابت بالنسبة إلى x، إذن مشتق -6x2 بالنسبة إلى x يساوي -6ddx[x2].
4x3-6ddx[x2]
خطوة 4.1.2.2
أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة القوة التي تنص على أن ddx[xn] هو nxn-1 حيث n=2.
4x3-6(2x)
خطوة 4.1.2.3
اضرب 2 في -6.
f′(x)=4x3-12x
f′(x)=4x3-12x
f′(x)=4x3-12x
خطوة 4.2
المشتق الأول لـ f(x) بالنسبة إلى x هو 4x3-12x.
4x3-12x
4x3-12x
خطوة 5
خطوة 5.1
عيّن قيمة المشتق الأول بحيث تصبح مساوية لـ 0.
4x3-12x=0
خطوة 5.2
أخرِج العامل 4x من 4x3-12x.
خطوة 5.2.1
أخرِج العامل 4x من 4x3.
4x(x2)-12x=0
خطوة 5.2.2
أخرِج العامل 4x من -12x.
4x(x2)+4x(-3)=0
خطوة 5.2.3
أخرِج العامل 4x من 4x(x2)+4x(-3).
4x(x2-3)=0
4x(x2-3)=0
خطوة 5.3
إذا كان أي عامل فردي في المتعادل الأيسر يساوي 0، فالعبارة بأكملها تساوي 0.
x=0
x2-3=0
خطوة 5.4
عيّن قيمة x بحيث تصبح مساوية لـ 0.
x=0
خطوة 5.5
عيّن قيمة العبارة x2-3 بحيث تصبح مساوية لـ 0 وأوجِد قيمة x.
خطوة 5.5.1
عيّن قيمة x2-3 بحيث تصبح مساوية لـ 0.
x2-3=0
خطوة 5.5.2
أوجِد قيمة x في x2-3=0.
خطوة 5.5.2.1
أضف 3 إلى كلا المتعادلين.
x2=3
خطوة 5.5.2.2
خُذ الجذر المحدد لكلا المتعادلين لحذف الأُس على الطرف الأيسر.
x=±√3
خطوة 5.5.2.3
الحل الكامل هو ناتج كلا الجزأين الموجب والسالب للحل.
خطوة 5.5.2.3.1
أولاً، استخدِم القيمة الموجبة لـ ± لإيجاد الحل الأول.
x=√3
خطوة 5.5.2.3.2
بعد ذلك، استخدِم القيمة السالبة لـ ± لإيجاد الحل الثاني.
x=-√3
خطوة 5.5.2.3.3
الحل الكامل هو ناتج كلا الجزأين الموجب والسالب للحل.
x=√3,-√3
x=√3,-√3
x=√3,-√3
x=√3,-√3
خطوة 5.6
الحل النهائي هو كل القيم التي تجعل المعادلة 4x(x2-3)=0 صحيحة.
x=0,√3,-√3
x=0,√3,-√3
خطوة 6
خطوة 6.1
نطاق العبارة هو جميع الأعداد الحقيقية ما عدا ما يجعل العبارة غير معرّفة. في هذه الحالة، لا يوجد عدد حقيقي يجعل العبارة غير معرّفة.
خطوة 7
النقاط الحرجة اللازم حساب قيمتها.
x=0,√3,-√3
خطوة 8
احسِب قيمة المشتق الثاني في x=0. إذا كان المشتق الثاني موجبًا، فإنه إذن الحد الأدنى المحلي. أما إذا كان سالبًا، فإنه إذن الحد الأقصى المحلي.
12(0)2-12
خطوة 9
خطوة 9.1
بسّط كل حد.
خطوة 9.1.1
ينتج 0 عن رفع 0 إلى أي قوة موجبة.
12⋅0-12
خطوة 9.1.2
اضرب 12 في 0.
0-12
0-12
خطوة 9.2
اطرح 12 من 0.
-12
-12
خطوة 10
x=0 هي حد أقصى محلي لأن قيمة المشتقة الثانية سالبة. يُشار إلى ذلك باسم اختبار المشتقة الثانية.
x=0 هي حد أقصى محلي
خطوة 11
خطوة 11.1
استبدِل المتغير x بـ 0 في العبارة.
f(0)=(0)4-6(0)2
خطوة 11.2
بسّط النتيجة.
خطوة 11.2.1
بسّط كل حد.
خطوة 11.2.1.1
ينتج 0 عن رفع 0 إلى أي قوة موجبة.
f(0)=0-6(0)2
خطوة 11.2.1.2
ينتج 0 عن رفع 0 إلى أي قوة موجبة.
f(0)=0-6⋅0
خطوة 11.2.1.3
اضرب -6 في 0.
f(0)=0+0
f(0)=0+0
خطوة 11.2.2
أضف 0 و0.
f(0)=0
خطوة 11.2.3
الإجابة النهائية هي 0.
y=0
y=0
y=0
خطوة 12
احسِب قيمة المشتق الثاني في x=√3. إذا كان المشتق الثاني موجبًا، فإنه إذن الحد الأدنى المحلي. أما إذا كان سالبًا، فإنه إذن الحد الأقصى المحلي.
12(√3)2-12
خطوة 13
خطوة 13.1
بسّط كل حد.
خطوة 13.1.1
أعِد كتابة √32 بالصيغة 3.
خطوة 13.1.1.1
استخدِم n√ax=axn لكتابة √3 في صورة 312.
12(312)2-12
خطوة 13.1.1.2
طبّق قاعدة القوة واضرب الأُسس، (am)n=amn.
12⋅312⋅2-12
خطوة 13.1.1.3
اجمع 12 و2.
12⋅322-12
خطوة 13.1.1.4
ألغِ العامل المشترك لـ 2.
خطوة 13.1.1.4.1
ألغِ العامل المشترك.
12⋅322-12
خطوة 13.1.1.4.2
أعِد كتابة العبارة.
12⋅31-12
12⋅31-12
خطوة 13.1.1.5
احسِب قيمة الأُس.
12⋅3-12
12⋅3-12
خطوة 13.1.2
اضرب 12 في 3.
36-12
36-12
خطوة 13.2
اطرح 12 من 36.
24
24
خطوة 14
x=√3 هي حد أدنى محلي لأن قيمة المشتقة الثانية موجبة. يُشار إلى ذلك باسم اختبار المشتقة الثانية.
x=√3 هي حد أدنى محلي
خطوة 15
خطوة 15.1
استبدِل المتغير x بـ √3 في العبارة.
f(√3)=(√3)4-6(√3)2
خطوة 15.2
بسّط النتيجة.
خطوة 15.2.1
بسّط كل حد.
خطوة 15.2.1.1
أعِد كتابة √34 بالصيغة 32.
خطوة 15.2.1.1.1
استخدِم n√ax=axn لكتابة √3 في صورة 312.
f(√3)=(312)4-6(√3)2
خطوة 15.2.1.1.2
طبّق قاعدة القوة واضرب الأُسس، (am)n=amn.
f(√3)=312⋅4-6(√3)2
خطوة 15.2.1.1.3
اجمع 12 و4.
f(√3)=342-6(√3)2
خطوة 15.2.1.1.4
احذِف العامل المشترك لـ 4 و2.
خطوة 15.2.1.1.4.1
أخرِج العامل 2 من 4.
f(√3)=32⋅22-6(√3)2
خطوة 15.2.1.1.4.2
ألغِ العوامل المشتركة.
خطوة 15.2.1.1.4.2.1
أخرِج العامل 2 من 2.
f(√3)=32⋅22(1)-6(√3)2
خطوة 15.2.1.1.4.2.2
ألغِ العامل المشترك.
f(√3)=32⋅22⋅1-6(√3)2
خطوة 15.2.1.1.4.2.3
أعِد كتابة العبارة.
f(√3)=321-6(√3)2
خطوة 15.2.1.1.4.2.4
اقسِم 2 على 1.
f(√3)=32-6(√3)2
f(√3)=32-6(√3)2
f(√3)=32-6(√3)2
f(√3)=32-6(√3)2
خطوة 15.2.1.2
ارفع 3 إلى القوة 2.
f(√3)=9-6(√3)2
خطوة 15.2.1.3
أعِد كتابة √32 بالصيغة 3.
خطوة 15.2.1.3.1
استخدِم n√ax=axn لكتابة √3 في صورة 312.
f(√3)=9-6(312)2
خطوة 15.2.1.3.2
طبّق قاعدة القوة واضرب الأُسس، (am)n=amn.
f(√3)=9-6⋅312⋅2
خطوة 15.2.1.3.3
اجمع 12 و2.
f(√3)=9-6⋅322
خطوة 15.2.1.3.4
ألغِ العامل المشترك لـ 2.
خطوة 15.2.1.3.4.1
ألغِ العامل المشترك.
f(√3)=9-6⋅322
خطوة 15.2.1.3.4.2
أعِد كتابة العبارة.
f(√3)=9-6⋅3
f(√3)=9-6⋅3
خطوة 15.2.1.3.5
احسِب قيمة الأُس.
f(√3)=9-6⋅3
f(√3)=9-6⋅3
خطوة 15.2.1.4
اضرب -6 في 3.
f(√3)=9-18
f(√3)=9-18
خطوة 15.2.2
اطرح 18 من 9.
f(√3)=-9
خطوة 15.2.3
الإجابة النهائية هي -9.
y=-9
y=-9
y=-9
خطوة 16
احسِب قيمة المشتق الثاني في x=-√3. إذا كان المشتق الثاني موجبًا، فإنه إذن الحد الأدنى المحلي. أما إذا كان سالبًا، فإنه إذن الحد الأقصى المحلي.
12(-√3)2-12
خطوة 17
خطوة 17.1
بسّط كل حد.
خطوة 17.1.1
طبّق قاعدة الضرب على -√3.
12((-1)2√32)-12
خطوة 17.1.2
ارفع -1 إلى القوة 2.
12(1√32)-12
خطوة 17.1.3
اضرب √32 في 1.
12√32-12
خطوة 17.1.4
أعِد كتابة √32 بالصيغة 3.
خطوة 17.1.4.1
استخدِم n√ax=axn لكتابة √3 في صورة 312.
12(312)2-12
خطوة 17.1.4.2
طبّق قاعدة القوة واضرب الأُسس، (am)n=amn.
12⋅312⋅2-12
خطوة 17.1.4.3
اجمع 12 و2.
12⋅322-12
خطوة 17.1.4.4
ألغِ العامل المشترك لـ 2.
خطوة 17.1.4.4.1
ألغِ العامل المشترك.
12⋅322-12
خطوة 17.1.4.4.2
أعِد كتابة العبارة.
12⋅31-12
12⋅31-12
خطوة 17.1.4.5
احسِب قيمة الأُس.
12⋅3-12
12⋅3-12
خطوة 17.1.5
اضرب 12 في 3.
36-12
36-12
خطوة 17.2
اطرح 12 من 36.
24
24
خطوة 18
x=-√3 هي حد أدنى محلي لأن قيمة المشتقة الثانية موجبة. يُشار إلى ذلك باسم اختبار المشتقة الثانية.
x=-√3 هي حد أدنى محلي
خطوة 19
خطوة 19.1
استبدِل المتغير x بـ -√3 في العبارة.
f(-√3)=(-√3)4-6(-√3)2
خطوة 19.2
بسّط النتيجة.
خطوة 19.2.1
بسّط كل حد.
خطوة 19.2.1.1
طبّق قاعدة الضرب على -√3.
f(-√3)=(-1)4√34-6(-√3)2
خطوة 19.2.1.2
ارفع -1 إلى القوة 4.
f(-√3)=1√34-6(-√3)2
خطوة 19.2.1.3
اضرب √34 في 1.
f(-√3)=√34-6(-√3)2
خطوة 19.2.1.4
أعِد كتابة √34 بالصيغة 32.
خطوة 19.2.1.4.1
استخدِم n√ax=axn لكتابة √3 في صورة 312.
f(-√3)=(312)4-6(-√3)2
خطوة 19.2.1.4.2
طبّق قاعدة القوة واضرب الأُسس، (am)n=amn.
f(-√3)=312⋅4-6(-√3)2
خطوة 19.2.1.4.3
اجمع 12 و4.
f(-√3)=342-6(-√3)2
خطوة 19.2.1.4.4
احذِف العامل المشترك لـ 4 و2.
خطوة 19.2.1.4.4.1
أخرِج العامل 2 من 4.
f(-√3)=32⋅22-6(-√3)2
خطوة 19.2.1.4.4.2
ألغِ العوامل المشتركة.
خطوة 19.2.1.4.4.2.1
أخرِج العامل 2 من 2.
f(-√3)=32⋅22(1)-6(-√3)2
خطوة 19.2.1.4.4.2.2
ألغِ العامل المشترك.
f(-√3)=32⋅22⋅1-6(-√3)2
خطوة 19.2.1.4.4.2.3
أعِد كتابة العبارة.
f(-√3)=321-6(-√3)2
خطوة 19.2.1.4.4.2.4
اقسِم 2 على 1.
f(-√3)=32-6(-√3)2
f(-√3)=32-6(-√3)2
f(-√3)=32-6(-√3)2
f(-√3)=32-6(-√3)2
خطوة 19.2.1.5
ارفع 3 إلى القوة 2.
f(-√3)=9-6(-√3)2
خطوة 19.2.1.6
طبّق قاعدة الضرب على -√3.
f(-√3)=9-6((-1)2√32)
خطوة 19.2.1.7
ارفع -1 إلى القوة 2.
f(-√3)=9-6(1√32)
خطوة 19.2.1.8
اضرب √32 في 1.
f(-√3)=9-6√32
خطوة 19.2.1.9
أعِد كتابة √32 بالصيغة 3.
خطوة 19.2.1.9.1
استخدِم n√ax=axn لكتابة √3 في صورة 312.
f(-√3)=9-6(312)2
خطوة 19.2.1.9.2
طبّق قاعدة القوة واضرب الأُسس، (am)n=amn.
f(-√3)=9-6⋅312⋅2
خطوة 19.2.1.9.3
اجمع 12 و2.
f(-√3)=9-6⋅322
خطوة 19.2.1.9.4
ألغِ العامل المشترك لـ 2.
خطوة 19.2.1.9.4.1
ألغِ العامل المشترك.
f(-√3)=9-6⋅322
خطوة 19.2.1.9.4.2
أعِد كتابة العبارة.
f(-√3)=9-6⋅3
f(-√3)=9-6⋅3
خطوة 19.2.1.9.5
احسِب قيمة الأُس.
f(-√3)=9-6⋅3
f(-√3)=9-6⋅3
خطوة 19.2.1.10
اضرب -6 في 3.
f(-√3)=9-18
f(-√3)=9-18
خطوة 19.2.2
اطرح 18 من 9.
f(-√3)=-9
خطوة 19.2.3
الإجابة النهائية هي -9.
y=-9
y=-9
y=-9
خطوة 20
هذه هي القيم القصوى المحلية لـ f(x)=x4-6x2.
(0,0) هي نقطة قصوى محلية
(√3,-9) هي نقاط دنيا محلية
(-√3,-9) هي نقاط دنيا محلية
خطوة 21