فعالیت 1 صفحه 122 حسابان دوازدهم
فرض کنیم $c \in (a, b) \subseteq D_f$ یک نقطه بحرانی تابع $f$ باشد و $f$ پیوسته و بر $(a, b)$ و به جز احتمالاً در $c$ مشتقپذیر باشد.
اگر تابع $f$ در بازهای مانند $(a, c)$ در سمت چپ آن صعودی و در بازهای مانند $(c, b)$ در سمت راست آن نزولی باشد، در این صورت $x = c$ یک نقطه ماکزیمم نسبی تابع $f$ است. در شکل مقابل بخشی از نمودار تابع $f$ رسم شده است. علامت $f'$ را در دو طرف نقطه $c$ مشخص نمایید.
پاسخ تشریحی و گام به گام فعالیت 1 صفحه 122 حسابان دوازدهم
سلام! این فعالیت مقدمهای برای **آزمون مشتق اول (First Derivative Test)** است که رابطه بین علامت مشتق و نوع اکسترمم (ماکزیمم یا مینیمم) را مشخص میکند. 💡
---
### 1. تحلیل نمودار و علامت $f'$ (آزمون مشتق اول)
در نقطه $x=c$، تابع یک **ماکزیمم نسبی (قله)** دارد. این یعنی:
* **سمت چپ $c$ (بازه $(a, c)$):** تابع **صعودی** است.
$$\text{قاعده:} \quad \text{اگر } f \text{ صعودی باشد، } \mathbf{f'(x) \geq 0} \text{ است.}$$
$$\mathbf{\text{علامت } f' \text{ در چپ } c: \text{مثبت یا صفر}}$$
* **سمت راست $c$ (بازه $(c, b)$):** تابع **نزولی** است.
$$\text{قاعده:} \quad \text{اگر } f \text{ نزولی باشد، } \mathbf{f'(x) \leq 0} \text{ است.}$$
$$\mathbf{\text{علامت } f' \text{ در راست } c: \text{منفی یا صفر}}$$
**نتیجه:** برای یک ماکزیمم نسبی، علامت مشتق از **مثبت به منفی** تغییر میکند.
| | $(a, c)$ (چپ $c$) | $(c, b)$ (راست $c$) |
|:---:|:---:|:---:|
| **$f'$** | **مثبت ($athbf{+}$)** | **منفی ($athbf{-}$)** |
فعالیت 2 صفحه 122 حسابان دوازدهم
مشابه قسمت 1 را برای نقطه مینیمم نسبی تابع $f$ بنویسید.
پاسخ تشریحی و گام به گام فعالیت 2 صفحه 122 حسابان دوازدهم
این فعالیت به صورت مشابه، حالت **مینیمم نسبی (دره)** را در آزمون مشتق اول بررسی میکند. در اینجا، روند تغییر تابع برعکس حالت ماکزیمم است. 💡
---
### 1. تحلیل نمودار و علامت $f'$ (مینیمم نسبی)
در نقطه $x=c$,تابع یک **مینیمم نسبی (دره)** دارد. این یعنی:
* **سمت چپ $c$ (بازه $(a, c)$):** تابع **نزولی** است.
$$\text{قاعده:} \quad \text{اگر } f \text{ نزولی باشد، } \mathbf{f'(x) \leq 0} \text{ است.}$$
$$\mathbf{\text{علامت } f' \text{ در چپ } c: \text{منفی یا صفر}}$$
* **سمت راست $c$ (بازه $(c, b)$):** تابع **صعودی** است.
$$\text{قاعده:} \quad \text{اگر } f \text{ صعودی باشد، } \mathbf{f'(x) \geq 0} \text{ است.}$$
$$\mathbf{\text{علامت } f' \text{ در راست } c: \text{مثبت یا صفر}}$$
**نتیجه:** برای یک مینیمم نسبی، علامت مشتق از **منفی به مثبت** تغییر میکند.
| | $(a, c)$ (چپ $c$) | $(c, b)$ (راست $c$) |
|:---:|:---:|:---:|
| **$f'$** | **منفی ($athbf{-}$)** | **مثبت ($athbf{+}$)** |
کار در کلاس 3 صفحه 122 حسابان دوازدهم
در شکلهای زیر نمودار تابع $f$ و نقطه $c$ مشخص شده است و $f'(c) = 0$.
الف) علامت $f'$ را در دو طرف نقطه $c$ در هر دو نمودار بررسی کنید.
ب) در هر یک از نمودارها مشخص کنید آیا $c$ یک نقطه اکسترمم نسبی است؟
پاسخ تشریحی و گام به گام کار در کلاس 3 صفحه 122 حسابان دوازدهم
این تمرین به بررسی یکی از موارد استثنایی در آزمون مشتق اول میپردازد: حالتی که $f'(c)=0$ باشد، اما لزوماً $c$ اکسترمم نسبی نباشد (نقطه عطف افقی). 💡
---
### الف) بررسی علامت $f'$ در دو طرف $c$
#### 1. نمودار الف (Graph A: ماکزیمم نسبی)
* **چپ $c$:** تابع **صعودی** است. $$athbf{f' > 0}$$
* **راست $c$:** تابع **نزولی** است. $$athbf{f' < 0}$$
#### 2. نمودار ب (Graph B: نقطه عطف افقی)
* **چپ $c$:** تابع **صعودی** است. $$athbf{f' > 0}$$
* **راست $c$:** تابع **صعودی** است. $$athbf{f' > 0}$$
**نتیجه:** در نمودار ب، علامت $f'$ در دو طرف $c$ تغییر **نکرده** است.
---
### ب) تعیین نوع اکسترمم نسبی در $x=c$
#### 1. نمودار الف
* **تغییر علامت $f'$:** از $athbf{+}$ به $athbf{-}$ تغییر کرده است.
* **روند تابع:** صعود $ o$ افقی $ o$ نزول (قله)
* **پاسخ:** $athbf{x=c}$ یک **ماکزیمم نسبی** است.
#### 2. نمودار ب
* **تغییر علامت $f'$:** علامت $f'$ در چپ و راست $c$ **تغییر نکرده** است (همچنان مثبت مانده است).
* **روند تابع:** صعود $ o$ افقی $ o$ صعود
* **پاسخ:** $athbf{x=c}$ **نقطه اکسترمم نسبی نیست**؛ بلکه یک **نقطه عطف افقی** است.
| نمودار | علامت $f'$ در چپ $c$ | علامت $f'$ در راست $c$ | آیا $x=c$ اکسترمم است؟ |
|:---:|:---:|:---:|:---:|
| **الف** | $athbf{+}$ | $athbf{-}$ | **بله** (ماکزیمم نسبی) |
| **ب** | $athbf{+}$ | $athbf{+}$ | **خیر** (نقطه عطف افقی) |