با توجه به ضابطههای توابع $f$ و $g$، معادلات مورد نظر را تشکیل داده و آنها را حل کنید.
الف) $f(x) = 2x - 5$ ، $g(x) = x^2 - 3x + 8$ : $(f \circ g)(x) = 7$
ب) $f(x) = 3x^2 + x - 1$ ، $g(x) = 1 - 2x$ : $(g \circ f)(x) = -5$
حل تمرین 9 صفحه 22 ریاضی دوازدهم
### الف) $(f \circ g)(x) = 7$
1. **تشکیل ضابطه $(f \circ g)(x)$:**
$$(f \circ g)(x) = f(g(x)) = f(x^2 - 3x + 8)$$
$$f(x^2 - 3x + 8) = 2(x^2 - 3x + 8) - 5$$
$$= 2x^2 - 6x + 16 - 5 = 2x^2 - 6x + 11$$
2. **تشکیل و حل معادله:**
$$(f \circ g)(x) = 7$$
$$2x^2 - 6x + 11 = 7$$
$$2x^2 - 6x + 4 = 0$$
$$\text{تقسیم بر } 2 \text{: } x^2 - 3x + 2 = 0$$
$$\text{تجزیه: } (x - 1)(x - 2) = 0$$
$$\mathbf{\text{جوابها: } x = 1 \quad \text{و} \quad x = 2}$$
---
### ب) $(g \circ f)(x) = -5$
1. **تشکیل ضابطه $(g \circ f)(x)$:**
$$(g \circ f)(x) = g(f(x)) = g(3x^2 + x - 1)$$
$$g(3x^2 + x - 1) = 1 - 2(3x^2 + x - 1)$$
$$= 1 - 6x^2 - 2x + 2 = -6x^2 - 2x + 3$$
2. **تشکیل و حل معادله:**
$$(g \circ f)(x) = -5$$
$$-6x^2 - 2x + 3 = -5$$
$$-6x^2 - 2x + 8 = 0$$
$$\text{تقسیم بر } -2 \text{: } 3x^2 + x - 4 = 0$$
$$\text{با استفاده از } a+b+c=0 \text{، جوابها } x=1 \text{ و } x=c/a = -4/3 \text{ هستند.}$$
$$\mathbf{\text{جوابها: } x = 1 \quad \text{و} \quad x = -\frac{4}{3}}$$
با استفاده از نمودار تابع $y = \cos x$، نمودار توابع زیر رسم شده است، ضابطه هر نمودار را مشخص کنید.
الف) $y = -\frac{1}{2}\cos (\frac{1}{2}x)$
ب) $y = 2\cos 2x$
پ) $y = \cos (\frac{1}{2}x)$
ت) $y = -\cos 2x$
نمودارها به ترتیب از (۱) تا (۴) شمارهگذاری شدهاند.
حل تمرین 10 صفحه 22 ریاضی دوازدهم
برای تطبیق ضابطهها با نمودارها، ویژگیهای اصلی توابع سینوسی/کسینوسی ($y = A \cos(Bx)$) شامل دامنه نوسان ($|A|$)، دوره تناوب ($T = \frac{2\pi}{|B|}$) و جهت اولیه را بررسی میکنیم. نمودارها در بازه $[-\pi, 3\pi]$ رسم شدهاند.
| ضابطه | $A$ | $|A|$ (دامنه نوسان) | $B$ | $T = \frac{2\pi}{|B|}$ (دوره تناوب) | جهت اولیه در $x=0$ |
|:---:|:---:|:---:|:---:|:---:|:---:|
| الف) $y = -\frac{1}{2}\cos (\frac{1}{2}x)$ | $-1/2$ | $1/2$ | $1/2$ | $\frac{2\pi}{1/2} = 4\pi$ | $y(0) = -1/2\cos(0) = -1/2$ |
| ب) $y = 2\cos 2x$ | $2$ | $2$ | $2$ | $\frac{2\pi}{2} = \pi$ | $y(0) = 2\cos(0) = 2$ |
| پ) $y = \cos (\frac{1}{2}x)$ | $1$ | $1$ | $1/2$ | $\frac{2\pi}{1/2} = 4\pi$ | $y(0) = \cos(0) = 1$ |
| ت) $y = -\cos 2x$ | $-1$ | $1$ | $2$ | $\frac{2\pi}{2} = \pi$ | $y(0) = -\cos(0) = -1$ |
***
### تطبیق نمودارها
1. **نمودار (۱):**
* دامنه نوسان: $y_{max} = 2$. پس $|A| = 2$.
* دوره تناوب: در بازه $[-\pi, 3\pi]$ (به طول $4\pi$)، ۴ سیکل کامل داریم. $T = \frac{4\pi}{4} = \pi$.
* $y(0) = 2$.
* تنها ضابطه **(ب) $y = 2\cos 2x$** این ویژگیها را دارد.
2. **نمودار (۲):**
* دامنه نوسان: $y_{max} = 1$. پس $|A| = 1$.
* دوره تناوب: در بازه $[0, 4\pi]$ یک سیکل کامل رسم میشود. $T = 4\pi$.
* $y(0) = 1$.
* تنها ضابطه **(پ) $y = \cos (\frac{1}{2}x)$** این ویژگیها را دارد.
3. **نمودار (۳):**
* دامنه نوسان: $y_{max} = 1$. پس $|A| = 1$.
* دوره تناوب: در بازه $[0, \pi]$ یک سیکل کامل رسم میشود. $T = \pi$.
* $y(0) = -1$.
* تنها ضابطه **(ت) $y = -\cos 2x$** این ویژگیها را دارد.
4. **نمودار (۴):**
* دامنه نوسان: $y_{max} = 1/2$. پس $|A| = 1/2$.
* دوره تناوب: در بازه $[0, 4\pi]$ یک سیکل کامل رسم میشود. $T = 4\pi$.
* $y(0) = -1/2$.
* تنها ضابطه **(الف) $y = -\frac{1}{2}\cos (\frac{1}{2}x)$** این ویژگیها را دارد.
| نمودار | ضابطه |
|:---:|:---:|
| (۱) | $y = 2\cos 2x$ (ب) |
| (۲) | $y = \cos (\frac{1}{2}x)$ (پ) |
| (۳) | $y = -\cos 2x$ (ت) |
| (۴) | $y = -\frac{1}{2}\cos (\frac{1}{2}x)$ (الف) |