حل تمرین صفحه 21 حسابان دوازدهم

  • هوش مصنوعی
  • |

    تصویر حل تشریحی و گام به گام حل تمرین صفحه 21 حسابان دوازدهم

    پاسخ هوش مصنوعی به حل تمرین صفحه 21 حسابان دوازدهم

    تمرین 1 صفحه 22 حسابان دوازدهم تابع $f(x) = (x-2)^3 + 1$ را در نظر بگیرید. الف) نمودار تابع $f$ را به کمک نمودار تابع $y = x^3$ رسم کنید. ب) نشان دهید که $f$ وارون‌پذیر است و نمودار $f^{-1}$ را رسم کنید. پ) ضابطه $f^{-1}$ را به دست آورید.

    پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین 1 صفحه 22 حسابان دوازدهم این تمرین جامع به شما کمک می‌کند تا هم **تبدیلات نموداری** و هم مفهوم **وارون‌پذیری** را به طور کامل درک کنید. تابع اصلی ما $y = x^3$ است. --- ### الف) رسم نمودار $f(x) = (x-2)^3 + 1$ تابع $f(x)$ از اعمال دو تبدیل بر $y = x^3$ به دست آمده است: 1. **انتقال افقی:** عبارت $(x-2)$ در داخل تابع نشان‌دهنده **2 واحد انتقال به راست** است. 2. **انتقال عمودی:** عبارت $+1$ در خارج تابع نشان‌دهنده **1 واحد انتقال به بالا** است. **نقطه عطف (خم) تابع $x^3$** که در مبدأ $(0, 0)$ قرار دارد، به نقطه جدید **$(2, 1)$** منتقل می‌شود. --- ### ب) وارون‌پذیری و رسم $f^{-1}$ #### 1. اثبات وارون‌پذیری همانطور که می‌دانیم، یک تابع زمانی وارون‌پذیر است که **یک به یک** باشد. * **روش تحلیلی:** اگر $f(x_1) = f(x_2)$، باید بتوانیم نتیجه بگیریم که $x_1 = x_2$: $$(x_1 - 2)^3 + 1 = (x_2 - 2)^3 + 1$$ $$(x_1 - 2)^3 = (x_2 - 2)^3$$ با گرفتن ریشه سوم از طرفین: $$x_1 - 2 = x_2 - 2$$ $$x_1 = x_2$$ پس تابع **یک به یک** و در نتیجه **وارون‌پذیر** است. * **روش نموداری:** نمودار $f(x)$ (شبیه به $y=x^3$) در هیچ نقطه‌ای به صورت خط افقی نیست و همیشه صعودی است. با اعمال **آزمون خط افقی**، می‌بینیم که هر خط افقی نمودار را حداکثر در یک نقطه قطع می‌کند. #### 2. رسم نمودار $f^{-1}$ نمودار $f^{-1}$ **قرینه نمودار $f$ نسبت به خط $y = x$** است. * **انتقال نقطه عطف:** نقطه عطف $f$ از $(2, 1)$ به نقطه **$(1, 2)$** در $f^{-1}$ منتقل می‌شود. --- ### پ) ضابطه $f^{-1}$ برای یافتن ضابطه، جای $x$ و $y$ را در تابع اصلی عوض کرده و برای $y$ حل می‌کنیم: 1. **تابع اصلی:** $$y = (x-2)^3 + 1$$ 2. **جایگزینی:** $$x = (y-2)^3 + 1$$ 3. **حل برای $y$:** $$\text{انتقال 1:} \quad x - 1 = (y-2)^3$$ $$\text{ریشه سوم:} \quad \sqrt[3]{x - 1} = y - 2$$ $$\text{انتقال 2:} \quad y = \sqrt[3]{x - 1} + 2$$ **ضابطه تابع وارون:** $$f^{-1}(x) = \sqrt[3]{x - 1} + 2$$

    تمرین 2 صفحه 22 حسابان دوازدهم نمودار توابع $f$، $g$ و $h$ در زیر رسم شده‌اند. الف) تابع $f$ در چه فاصله‌هایی **اکیداً صعودی** و در چه فاصله‌هایی **صعودی** است؟ ب) تابع $g$ در چه فاصله‌هایی **اکیداً نزولی** و در چه فاصله‌هایی **نزولی** است؟ پ) تابع $h$ در چه فاصله‌هایی **اکیداً نزولی** است؟ * $y=f(x)$: یک خط شکسته که در $(-nfty, -2)$ صعودی، در $[-2, 0]$ ثابت و در $[0, +nfty)$ اکیداً صعودی است. * $y=g(x)$: یک منحنی که در $(-nfty, 2)$ نزولی، در $[-2, 2]$ یک تحدب به سمت بالا و سپس در $[2, +nfty)$ ثابت است. * $y=h(x)$: یک تابع کسری (هایپربولا) که در $(-nfty, 0)$ و $(0, +nfty)$ اکیداً نزولی است.

    پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین 2 صفحه 22 حسابان دوازدهم این تمرین به شما کمک می‌کند تا تفاوت‌های ظریف بین مفاهیم **اکیداً صعودی (Strictly Increasing)** و **صعودی (Increasing)** (و همچنین نزولی) را درک کنید. --- ### الف) تحلیل تابع $f(x)$ ⬆️ 1. **اکیداً صعودی:** در این بازه‌ها، نمودار **همیشه بالا می‌رود** و هیچ بخش افقی (ثابت) ندارد. * در بازه $(-\infty, -2)$ و همچنین در بازه $[0, +\infty)$، نمودار اکیداً صعودی است. * **جواب اکیداً صعودی:** $(-\infty, -2]$ و $[0, +\infty)$ 2. **صعودی:** در این بازه‌ها، نمودار **فقط بالا می‌رود یا ثابت است**. * بازه‌های اکیداً صعودی + بازه‌ای که نمودار ثابت است (یعنی $[-2, 0]$) را شامل می‌شود. * **جواب صعودی:** $(-\infty, +\infty)$ (زیرا نمودار در کل دامنه خود یا بالا می‌رود یا ثابت است.) --- ### ب) تحلیل تابع $g(x)$ ⬇️ 1. **اکیداً نزولی:** در این بازه‌ها، نمودار **همیشه پایین می‌آید**. * در بازه $(-\infty, 0]$ (تا نقطه عطف یا راس) نمودار همیشه پایین می‌آید. * **جواب اکیداً نزولی:** $(-\infty, 0]$ 2. **نزولی:** در این بازه‌ها، نمودار **فقط پایین می‌آید یا ثابت است**. * بازه‌های اکیداً نزولی + بازه‌های ثابت. نمودار در بازه $[2, +\infty)$ ثابت است. * **جواب نزولی:** $(-\infty, 0] \cup ERROR ULTRAFUNCTION:Bad Command:2, +\infty)$ (اگر بخش‌های دیگر را در نظر نگیریم، می‌توان بازه $(-\infty, 0$ را نیز به عنوان نزولی نام برد. اما با دقت بیشتر، نمودار در بازه $[0, 2]$ یک خمیدگی رو به بالا دارد که اکیداً نزولی نیست. با توجه به شکل، در $(-\infty, 0]$ اکیداً نزولی و در $[2, +\infty)$ ثابت است.) * **جواب نهایی (نزولی):** $(-\infty, 0] \cup [2, +\infty)$ --- ### پ) تحلیل تابع $h(x)$ ↘️ 1. **اکیداً نزولی:** نمودار در هیچ جایی ثابت یا صعودی نیست. در تمام دامنه‌اش (به جز $x=0$) پایین می‌آید. * **دامنه $h$:** $\mathbb{R} - \{0\} = (-\infty, 0) \cup (0, +\infty)$ * **جواب اکیداً نزولی:** $(-\infty, 0)$ و $(0, +\infty)$ --- | تابع | اکیداً صعودی | صعودی | اکیداً نزولی | نزولی | |:---:|:---:|:---:|:---:|:---:| | $f(x)$ | $(-\infty, -2]$ و $[0, +\infty)$ | $(-\infty, +\infty)$ | - | - | | $g(x)$ | - | - | $(-\infty, 0]$ | $(-\infty, 0] \cup [2, +\infty)$ | | $h(x)$ | - | - | $(-nfty, 0)$ و $(0, +\infty)$ | $(-nfty, 0)$ و $(0, +\infty)$ |

    تمرین 3 صفحه 22 حسابان دوازدهم نمودار هر یک از توابع زیر را رسم کنید. کدام یک از آن‌ها در تمام دامنه خود، **اکیداً یکنوا** است؟ الف) $f(x) = \sqrt{2-x}$ ب) $g(x) = 2^{-x}$ پ) $h(x) = \log_{\frac{1}{2}} x$

    پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین 3 صفحه 22 حسابان دوازدهم **اکیداً یکنوا (Strictly Monotonic)** به تابعی گفته می‌شود که در تمام دامنه‌اش یا **اکیداً صعودی** باشد یا **اکیداً نزولی** (هیچ بخش ثابتی نداشته باشد و جهت تغییر آن عوض نشود). --- ### الف) $f(x) = \sqrt{2-x}$ 1. **تعیین دامنه:** برای توابع رادیکالی با فرجه زوج، عبارت زیر رادیکال باید نامنفی باشد: $$2 - x \geq 0 \implies x \leq 2$$ دامنه: $D_f = (-\infty, 2]$ 2. **رسم نمودار (تبدیلات):** این تابع از $y = \sqrt{x}$ با دو تبدیل ساخته شده است: * **قرینه افقی:** $y = \sqrt{-x}$ (قرینه نسبت به محور $y$) * **انتقال افقی:** $y = \sqrt{-(x-2)} = \sqrt{2-x}$ (2 واحد انتقال به راست) * نمودار از $(2, 0)$ شروع شده و به **چپ و بالا** می‌رود. 3. **بررسی یکنوایی:** با حرکت از چپ به راست (افزایش $x$)، مقادیر $y$ **کاهش** می‌یابند. این تابع در تمام دامنه‌اش $(-\infty, 2]$ **اکیداً نزولی** است. --- ### ب) $g(x) = 2^{-x}$ 1. **تعیین دامنه:** دامنه توابع نمایی $\mathbb{R}$ است. $D_g = \mathbb{R}$ 2. **رسم نمودار (تبدیلات):** این تابع از $y = 2^x$ (پایه $b=2 > 1$) با یک تبدیل ساخته شده است: * **قرینه افقی:** $y = 2^{-x} = (\frac{1}{2})^x$ (قرینه نسبت به محور $y$) * نمودار از محور $y$ قطع می‌کند (در $(0, 1)$) و به سمت راست به محور $x$ نزدیک می‌شود. 3. **بررسی یکنوایی:** این تابع **اکیداً نزولی** است. --- ### پ) $h(x) = \log_{\frac{1}{2}} x$ 1. **تعیین دامنه:** دامنه توابع لگاریتمی فقط شامل اعداد مثبت است: $$x > 0$$ دامنه: $D_h = (0, +\infty)$ 2. **رسم نمودار:** این یک تابع لگاریتمی با پایه $b = \frac{1}{2}$ است. * چون **پایه لگاریتم بین 0 و 1 است** ($0 < \frac{1}{2} < 1$)، تابع یک تابع **اکیداً نزولی** است. * نمودار از محور $x$ در $(1, 0)$ عبور می‌کند. 3. **بررسی یکنوایی:** این تابع در تمام دامنه‌اش $(0, +\infty)$ **اکیداً نزولی** است. --- ### نتیجه‌گیری نهایی هر سه تابع $f(x) = \sqrt{2-x}$، $g(x) = 2^{-x}$ و $h(x) = \log_{\frac{1}{2}} x$ در تمام دامنه‌های خود **یا اکیداً صعودی یا اکیداً نزولی** هستند. * **همه** این توابع در تمام دامنه‌های خود، **اکیداً یکنوا** هستند. (هر سه مورد اکیداً نزولی هستند.)

    تمرین 4 صفحه 22 حسابان دوازدهم الف) آیا تابعی وجود دارد که در یک فاصله، هم **صعودی** و هم **نزولی** باشد؟ ب) نمودار تابعی را رسم کنید که در هر یک از بازه‌های $(-\infty, 0)$ و $[0, +\infty)$ **اکیداً صعودی** باشد، ولی در $\mathbb{R}$ **اکیداً صعودی** نباشد.

    پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین 4 صفحه 22 حسابان دوازدهم این تمرین به شما کمک می‌کند تا تعریف دقیق **یکنوایی** را درک کنید و توابع خاصی را که شرایط مرزی را نقض می‌کنند، تصور کنید. --- ### الف) تابعی که هم صعودی و هم نزولی باشد **بله، چنین تابعی وجود دارد.** * **تابع ثابت (Constant Function):** اگر تابع $f(x) = c$ در یک بازه دلخواه $[a, b]$ در نظر گرفته شود، این تابع **هم صعودی** و **هم نزولی** است. * **چرا؟** * **صعودی:** تابع $f$ صعودی است اگر به ازای $x_1 < x_2$ داشته باشیم $f(x_1) \leq f(x_2)$. در تابع ثابت، $f(x_1) = c$ و $f(x_2) = c$. پس $c \leq c$ که **درست** است. * **نزولی:** تابع $f$ نزولی است اگر به ازای $x_1 < x_2$ داشته باشیم $f(x_1) \geq f(x_2)$. در تابع ثابت، $f(x_1) = c$ و $f(x_2) = c$. پس $c \geq c$ که **درست** است. **پاسخ الف:** بله، **تابع ثابت** (مثل $f(x) = 5$) در هر بازه‌ای **هم صعودی و هم نزولی** است. --- ### ب) تابع صعودی در هر بازه، اما نه اکیداً صعودی در کل دامنه ما نیاز به تابعی داریم که در هر یک از دو بازه $(-\infty, 0)$ و $[0, +\infty)$ **همیشه صعودی باشد (شیب مثبت داشته باشد)**، اما هنگامی که کل دامنه را در نظر می‌گیریم، شرط **اکیداً صعودی** بودن نقض شود. **شرط اکیداً صعودی در $\mathbb{R}$:** اگر $x_1 < x_2$، آنگاه $f(x_1) < f(x_2)$، به ازای تمام $x_1, x_2 \in \mathbb{R}$. اگر **نقطه پرش به پایین** یا **بخش ثابت** داشته باشیم، شرط اکیداً صعودی بودن در کل $\mathbb{R}$ نقض می‌شود. **تابع پیشنهادی (با پرش به پایین):** $$f(x) = \begin{cases} x + 1 & x < 0 \\ x - 1 & x \geq 0 \end{cases}$$ 1. **بررسی یکنوا در بازه $(-\infty, 0)$:** $f(x) = x+1$ که **اکیداً صعودی** است. 2. **بررسی یکنوا در بازه $[0, +\infty)$:** $f(x) = x-1$ که **اکیداً صعودی** است. 3. **بررسی یکنوا در $\mathbb{R}$:** اگر دو نقطه $x_1 = -1$ و $x_2 = 1$ را در نظر بگیریم. $x_1 < x_2$ است. * $f(x_1) = f(-1) = -1 + 1 = 0$ * $f(x_2) = f(1) = 1 - 1 = 0$ * چون $f(x_1) = f(x_2)$، شرط $f(x_1) < f(x_2)$ نقض می‌شود. در این مثال، می‌توانیم دو نقطه را انتخاب کنیم که $f(x_1) > f(x_2)$ باشد. مثلاً $x_1 = -0.5$ و $x_2 = 0$. $f(-0.5) = 0.5$ و $f(0) = -1$. پس $f(-0.5) > f(0)$. **نتیجه:** در این تابع، $x_1 < x_2$ لزوماً به $f(x_1) < f(x_2)$ منجر نمی‌شود. این تابع **اکیداً صعودی در $\mathbb{R}$ نیست.**

    تمرین 5 صفحه 22 حسابان دوازدهم اگر توابع $f$ و $g$ در یک فاصله **اکیداً صعودی** باشند، نشان دهید که تابع $f + g$ نیز در این فاصله **اکیداً صعودی** است. برای تابع $f - g$ چه می‌توان گفت؟

    پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین 5 صفحه 22 حسابان دوازدهم این تمرین به بررسی خاصیت یکنوایی در **جمع و تفریق توابع** می‌پردازد و یک قضیه مهم را اثبات می‌کند. --- ### الف) اثبات اکیداً صعودی بودن $f + g$ **فرض مسئله:** $f$ و $g$ در بازه $I$ اکیداً صعودی هستند. **تعریف اکیداً صعودی:** برای هر دو نقطه $x_1$ و $x_2$ در بازه $I$، اگر $x_1 < x_2$، آنگاه: 1. $$f(x_1) < f(x_2)$$ 2. $$g(x_1) < g(x_2)$$ **اثبات:** ما باید نشان دهیم که اگر $x_1 < x_2$، آنگاه $(f+g)(x_1) < (f+g)(x_2)$. * **تابع جمع:** $$(f+g)(x) = f(x) + g(x)$$ * **مقایسه در $x_1$ و $x_2$:** $$(f+g)(x_1) = f(x_1) + g(x_1)$$ $$(f+g)(x_2) = f(x_2) + g(x_2)$$ * از جمع کردن دو نامساوی اکیداً صعودی در فرض (1 و 2)، داریم: $$f(x_1) + g(x_1) < f(x_2) + g(x_2)$$ * **نتیجه:** $$(f+g)(x_1) < (f+g)(x_2)$$ **اثبات شد:** اگر $f$ و $g$ در بازه‌ای اکیداً صعودی باشند، مجموع آن‌ها $f + g$ نیز در آن بازه **اکیداً صعودی** است. --- ### ب) وضعیت تابع $f - g$ برای تابع $f - g$ نمی‌توان به طور قطعی نظر داد که صعودی است یا نزولی. نتیجه **نامشخص** است و به توابع خاص $f$ و $g$ بستگی دارد. **تابع تفاضل:** $$(f-g)(x) = f(x) - g(x)$$ **چرا نامشخص؟** در تفریق، نامساوی‌ها تضمینی برای حفظ جهت ندارند. اگر $f(x_1) < f(x_2)$ و $g(x_1) < g(x_2)$ باشد، نمی‌توانیم مطمئن باشیم که $f(x_2) - g(x_2)$ از $f(x_1) - g(x_1)$ بزرگتر است. * **مثال نقض (حالت نزولی):** * فرض کنید $f(x) = x$ (با شیب 1) و $g(x) = 2x$ (با شیب 2). * هر دو $f$ و $g$ اکیداً صعودی هستند. * تابع تفاضل: $f(x) - g(x) = x - 2x = -x$ * تابع $y = -x$ **اکیداً نزولی** است. * **مثال دیگر (حالت صعودی):** * فرض کنید $f(x) = 2x$ و $g(x) = x$. * هر دو $f$ و $g$ اکیداً صعودی هستند. * تابع تفاضل: $f(x) - g(x) = 2x - x = x$ * تابع $y = x$ **اکیداً صعودی** است. **پاسخ ب:** در مورد تابع $f - g$ نمی‌توان نتیجه قطعی گرفت. ممکن است **اکیداً صعودی، اکیداً نزولی یا حتی ثابت** باشد. (برای مثال ثابت، اگر $f(x) = x+5$ و $g(x) = x$ باشد، $f-g = 5$).

    تمرین 6 صفحه 22 حسابان دوازدهم اگر باقی مانده تقسیم چندجمله‌ای $x^3 + kx^2 + 2$ بر $x - 2$ برابر با 6 باشد، $k$ را تعیین کنید.

    پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین 6 صفحه 22 حسابان دوازدهم این تمرین یک کاربرد مستقیم از **قضیه باقی‌مانده (Remainder Theorem)** برای حل معادلات با مجهول است. --- ### 💡 قضیه باقی‌مانده باقی‌مانده تقسیم چندجمله‌ای $f(x)$ بر $(x - a)$ برابر است با $f(a)$. ### مراحل حل #### گام 1: شناسایی مقادیر * **چندجمله‌ای ($f(x)$):** $$f(x) = x^3 + kx^2 + 2$$ * **مقسوم‌علیه ($x-a$):** $$x - 2$$ که در آن $a = 2$. * **باقی‌مانده ($r$):** $$r = 6$$ #### گام 2: تشکیل معادله با استفاده از قضیه باقی‌مانده بر اساس قضیه باقی‌مانده، باقی‌مانده تقسیم برابر است با $f(2)$: $$r = f(2) = 6$$ حالا $x=2$ را در $f(x)$ جایگزین و عبارت را برابر 6 قرار می‌دهیم: $$f(2) = (2)^3 + k(2)^2 + 2 = 6$$ #### گام 3: حل معادله برای $k$ $$\text{محاسبات توان:} \quad 8 + 4k + 2 = 6$$ $$\text{جمع ثابت‌ها:} \quad 10 + 4k = 6$$ $$\text{انتقال 10:} \quad 4k = 6 - 10$$ $$\text{محاسبه:} \quad 4k = -4$$ $$\text{نتیجه:} \quad k = \frac{-4}{4} \implies k = -1$$ **پاسخ نهایی:** مقدار $k$ برابر با **$-1$** است. (تابع $f(x)$ برابر $x^3 - x^2 + 2$ است.)

    تمرین 7 صفحه 22 حسابان دوازدهم مقادیر $a$ و $b$ را طوری تعیین کنید که چندجمله‌ای $x^3 + ax^2 + bx + 1$ بر $x - 2$ و $x + 1$ بخش‌پذیر باشد.

    پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین 7 صفحه 22 حسابان دوازدهم این تمرین از **قضیه باقی‌مانده** برای ایجاد یک دستگاه دو معادله و دو مجهول استفاده می‌کند. شرط **بخش‌پذیری** این است که باقی‌مانده تقسیم برابر با صفر باشد. --- ### 💡 شرط بخش‌پذیری اگر $f(x)$ بر $(x-a)$ بخش‌پذیر باشد، آنگاه $f(a) = 0$. ### مراحل حل **چندجمله‌ای:** $$f(x) = x^3 + ax^2 + bx + 1$$ #### شرط 1: بخش‌پذیری بر $x - 2$ ریشه مقسوم‌علیه اول $x - 2$، برابر با $x = 2$ است. باید $f(2) = 0$ باشد: $$f(2) = (2)^3 + a(2)^2 + b(2) + 1 = 0$$ $$8 + 4a + 2b + 1 = 0$$ $$\text{معادله 1:} \quad 4a + 2b = -9$$ #### شرط 2: بخش‌پذیری بر $x + 1$ ریشه مقسوم‌علیه دوم $x + 1$، برابر با $x = -1$ است. باید $f(-1) = 0$ باشد: $$f(-1) = (-1)^3 + a(-1)^2 + b(-1) + 1 = 0$$ $$-1 + a - b + 1 = 0$$ $$\text{معادله 2:} \quad a - b = 0 \implies a = b$$ #### حل دستگاه معادلات حالا دستگاه دو معادله را حل می‌کنیم: 1. $$4a + 2b = -9$$ 2. $$a = b$$ مقدار $a$ را از معادله (2) در معادله (1) جایگزین می‌کنیم: $$4a + 2(a) = -9$$ $$6a = -9$$ $$a = \frac{-9}{6} = -\frac{3}{2}$$ چون $a = b$ است، مقدار $b$ نیز همین خواهد بود: $$b = -\frac{3}{2}$$ **پاسخ نهایی:** مقادیر $a$ و $b$ به ترتیب $\mathbf{-\frac{3}{2}}$ و $\mathbf{-\frac{3}{2}}$ هستند.

    تمرین 8 صفحه 22 حسابان دوازدهم هر یک از چندجمله‌ای‌های زیر را بر حسب عامل‌های خواسته شده تجزیه کنید. الف) $x^6 - 1$ با عامل $x - 1$ ب) $x^6 - 1$ با عامل $x + 1$ پ) $x^5 + 32$ با عامل $x + 2$

    پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین 8 صفحه 22 حسابان دوازدهم برای تجزیه چندجمله‌ای‌ها بر حسب یک عامل خطی داده شده، از **اتحاد تعمیم یافته تفاضل/مجموع توان‌های همسان** استفاده می‌کنیم (که خارج قسمت تقسیم را به ما می‌دهد). --- ### الف) تجزیه $x^6 - 1$ با عامل $x - 1$ این حالت $\mathbf{x^n - a^n}$ است که در آن $n=6$ و $a=1$. اتحاد به شکل زیر است (با علائم همگی مثبت در پرانتز دوم): $$x^n - a^n = (x-a)(x^{n-1} + ax^{n-2} + a^2x^{n-3} + \dots + a^{n-1})$$ $$x^6 - 1^6 = (x-1)(x^5 + 1x^4 + 1^2x^3 + 1^3x^2 + 1^4x + 1^5)$$ $$\text{تجزیه نهایی: } x^6 - 1 = (x-1)(x^5 + x^4 + x^3 + x^2 + x + 1)$$ --- ### ب) تجزیه $x^6 - 1$ با عامل $x + 1$ این حالت $\mathbf{x^n - a^n}$ است که در آن $n=6$ (زوج) و $a=1$. اتحاد به شکل $x^n - a^n = (x+a)(\dots)$ با **علامت‌های متناوب** در پرانتز دوم است: $$x^n - a^n = (x+a)(x^{n-1} - ax^{n-2} + a^2x^{n-3} - \dots - a^{n-1})$$ $$x^6 - 1^6 = (x+1)(x^5 - 1x^4 + 1^2x^3 - 1^3x^2 + 1^4x - 1^5)$$ $$\text{تجزیه نهایی: } x^6 - 1 = (x+1)(x^5 - x^4 + x^3 - x^2 + x - 1)$$ --- ### پ) تجزیه $x^5 + 32$ با عامل $x + 2$ این حالت $\mathbf{x^n + a^n}$ است که در آن $n=5$ (فرد) و $a$ باید ریشه پنجم 32 باشد. $2^5 = 32$، پس $a=2$. اتحاد به شکل $x^n + a^n = (x+a)(\dots)$ با **علامت‌های متناوب** در پرانتز دوم است: $$x^n + a^n = (x+a)(x^{n-1} - ax^{n-2} + a^2x^{n-3} - \dots + a^{n-1})$$ $$x^5 + 32 = x^5 + 2^5$$ $$x^5 + 2^5 = (x+2)(x^{5-1} - 2x^{5-2} + 2^2x^{5-3} - 2^3x^{5-4} + 2^4)$$ $$\text{تجزیه نهایی: } x^5 + 32 = (x+2)(x^4 - 2x^3 + 4x^2 - 8x + 16)$$

    تمرین 9 صفحه 22 حسابان دوازدهم الف) فرض کنید تابع $f$ در یک بازه **اکیداً نزولی** باشد و $a$ و $b$ متعلق به این بازه باشند. اگر $a \geq b$، نشان دهید که $f(a) \leq f(b)$. ب) اگر $(\frac{1}{2})^{3x-2} \leq \frac{1}{64}$، حدود $x$ را به دست آورید.

    پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین 9 صفحه 22 حسابان دوازدهم این تمرین به تعریف دقیق **تابع اکیداً نزولی** و کاربرد آن در حل **نامعادلات نمایی** می‌پردازد. --- ### الف) اثبات نامساوی تابع اکیداً نزولی ⬇️ **تعریف تابع اکیداً نزولی:** یک تابع $f$ در بازه $I$ اکیداً نزولی است، اگر به ازای هر دو نقطه $x_1$ و $x_2$ در $I$ داشته باشیم: $$\text{اگر } x_1 < x_2 \text{، آنگاه } f(x_1) > f(x_2)$$ **اثبات مسئله:** فرض مسئله این است که $a$ و $b$ در بازه اکیداً نزولی قرار دارند و **$a \geq b$**. ما باید نشان دهیم که $f(a) \leq f(b)$. 1. **حالت اول: $a > b$ (اکیداً نزولی)** * چون $b < a$ و تابع اکیداً نزولی است، باید نامساوی جهت عوض کند: $$f(b) > f(a) \implies f(a) < f(b)$$ 2. **حالت دوم: $a = b$ (نزولی)** * اگر $a = b$ باشد، آنگاه $f(a) = f(b)$. **نتیجه‌گیری:** با ترکیب دو حالت $f(a) < f(b)$ و $f(a) = f(b)$، نتیجه می‌گیریم: $$\text{اگر } a \geq b \text{، آنگاه } f(a) \leq f(b)$$ **اثبات شد:** برای یک تابع اکیداً نزولی، اگر ورودی بزرگتر یا مساوی باشد، خروجی کوچکتر یا مساوی خواهد بود. --- ### ب) حل نامعادله نمایی نامعادله داده شده: $$(\frac{1}{2})^{3x-2} \leq \frac{1}{64}$$ #### گام 1: هم‌پایه کردن طرفین نامعادله باید عدد $\frac{1}{64}$ را به صورت توانی از $\frac{1}{2}$ بنویسیم: $$\frac{1}{64} = \frac{1}{2^6} = \left(\frac{1}{2}\right)^6$$ نامعادله به صورت زیر در می‌آید: $$(\frac{1}{2})^{3x-2} \leq \left(\frac{1}{2}\right)^6$$ #### گام 2: مقایسه توان‌ها و تغییر جهت نامساوی تابع نمایی $y = b^x$ با پایه $b = \frac{1}{2}$ است. * **نکته کلیدی:** چون **پایه** $\mathbf{b = \frac{1}{2}}$ **بین 0 و 1 است** (یعنی $0 < b < 1$)، تابع $f(x) = (\frac{1}{2})^x$ یک **تابع اکیداً نزولی** است. * در توابع نزولی، هنگام حذف پایه، **جهت نامساوی باید عوض شود** (دقیقاً بر اساس اثبات بخش الف). $$3x - 2 \geq 6$$ #### گام 3: حل نامعادله خطی $$3x \geq 6 + 2$$ $$3x \geq 8$$ $$x \geq \frac{8}{3}$$ **پاسخ نهایی:** حدود $x$ به صورت $\mathbf{x \geq \frac{8}{3}}$ است، یا به شکل بازه‌ای $\mathbf{[\frac{8}{3}, +\infty)}$.

    تدریس رایگان فیزیک

    برای دریافت هدیه رایگان آکادمی امروز اینجا رو کلیک کن

    Ad image

    20 رو بغل کن!

    جمع‌بندی شب امتحان همه پایه‌ها در فیلیمومدرسه

    شما اکنون در حال پاسخ به یکی از کامنت های می باشید

    نام و نام خانوادگی :

    ایمیل :

    سوال امنیتی :

    شش بعلاوه نه

    نظر خود را وارد نمایید :