کار در کلاس ۱ حل حد تابع علامت (signum function) حسابان یازدهم
تابع $f$ با ضابطه $f(x) = \frac{|x|}{x}$ را در نظر بگیرید:
الف) با استفاده از تعریف قدر مطلق، تابع $f$ را به صورت دوضابطهای بنویسید.
ب) نمودار تابع $f$ را رسم کنید.
پ) با استفاده از نمودار $f$، حد چپ و حد راست تابع در صفر را به دست آورید.
ت) آیا تابع $f$ در نقطه صفر حد دارد؟ چرا؟
پاسخ تشریحی و گام به گام کار در کلاس ۱ صفحه ۱۲۷ حسابان یازدهم
سلام! این تمرین بر مفهوم **حد در نقطه پرش** و تابع **علامت** ($athbf{f(x) = \text{sgn}(x)}$) متمرکز است. 💡
---
### الف) نوشتن تابع به صورت دوضابطهای
**دامنه تابع**: چون مخرج $x$ است، دامنه $\mathbf{x \ne ۰}$ است.
با استفاده از تعریف قدر مطلق ($athbf{|x| = x}$ اگر $x>۰$ و $athbf{|x| = -x}$ اگر $x<۰$):
1. **حالت اول ($athbf{x > ۰}$)**:
$$f(x) = \frac{|x|}{x} = \frac{x}{x} = \mathbf{۱}$$
2. **حالت دوم ($athbf{x < ۰}$)**:
$$f(x) = \frac{|x|}{x} = \frac{-x}{x} = \mathbf{-۱}$$
**ضابطه دوضابطهای**:
$$\mathbf{f(x) = \begin{cases} ۱ & x > ۰ \\ -۱ & x < ۰ \end{cases}}$$
---
### ب) رسم نمودار تابع $f$
نمودار از دو خط افقی تشکیل شده است که هر دو در $x=۰$ **توخالی** هستند:
* **برای $x > ۰$**: خط افقی $athbf{y = ۱}$ (با یک حفره در $(۰, ۱)$)
* **برای $x < ۰$**: خط افقی $athbf{y = -۱}$ (با یک حفره در $(۰, -۱)$)
---
### پ) حد چپ و حد راست در صفر
**۱. حد راست ($athbf{x \to ۰^+}$)**: وقتی $x$ از مقادیر مثبت به صفر نزدیک میشود، $f(x) = ۱$ است.
$$\mathbf{\lim_{x \to ۰^+} f(x) = ۱}$$
**۲. حد چپ ($athbf{x \to ۰^-}$)**: وقتی $x$ از مقادیر منفی به صفر نزدیک میشود، $f(x) = -۱$ است.
$$\mathbf{\lim_{x \to ۰^-} f(x) = -۱}$$
---
### ت) آیا تابع $f$ در نقطه صفر حد دارد؟ چرا؟
* **شرط وجود حد**: حد تابع در یک نقطه زمانی وجود دارد که $\mathbf{\lim_{x \to a^-} f(x) = \lim_{x \to a^+} f(x)}$ باشد.
* **مقایسه**:
$$\lim_{x \to ۰^-} f(x) = -۱ \quad \text{و} \quad \lim_{x \to ۰^+} f(x) = ۱$$
* **نتیجه**: $\mathbf{خیر}$، تابع $f$ در $x=۰$ حد **ندارد**.
* **دلیل**: چون **حد چپ** ($-۱$) و **حد راست** ($۱$) تابع در $x=۰$ **مساوی نیستند**، حد دو طرفه در این نقطه (نقطه پرش) وجود ندارد.