طريقة الاستخدام
- اكتب الدالة في الدالة f(x)، مثلاً x^3 - 2x + 1. اكتب 2x أو 2*x للدلالة على ضعف x.
- تحقق من أن المتغير يحمل الحرف الذي تستخدمه الدالة، وغالباً x.
- أدخل النقطة التي تريد عندها الميل.
- اقرأ المشتقة f′(x) للصيغة العامة، والمشتقة عند النقطة لقيمتها. وافتح طريقة الحساب، قاعدة بقاعدة لترى أي قاعدة أعطت كل جزء.
كيف تُحسب المشتقة
مشتقة f عند x هي معدل تغير f، أي ميل منحناها عند x. تشتق الحاسبة التعبير كما كتبته، قاعدة بقاعدة، ثم تبسّط الناتج، ثم تعوّض النقطة فيه.
كل سطر من طريقة الحساب يذكر القاعدة التي يستخدمها. وهذه هي القواعد المعيارية، وهي مذكورة في كتاب حساب تفاضلي مفتوح، ومدرجة في المصادر أدناه.
قاعدة القوة: (x^n)′ = n·x^(n−1)
قاعدة المجموع: (f + g)′ = f′ + g′
قاعدة الجداء: (f·g)′ = f′·g + f·g′
قاعدة القسمة: (f/g)′ = (f′·g − f·g′) ÷ g²
قاعدة السلسلة: (sin f)′ = cos(f)·f′
الدوال التي تقرؤها الحاسبة
- الأعداد، والمتغير (حرف واحد)، وpi وe.
- مجاميع وفروق وجداءات وقسمات وقوى لهذه العناصر.
- الدوال sin وcos وtan وexp (e مرفوعاً إلى قوة)، وln (اللوغاريتم الطبيعي)، وlog (الأساس 10)، وsqrt. تُكتب كل دالة مع أقواسها.
- الضرب الضمني مثل 2x أو 3(x + 1). اكتب مسافة أو * بين حرف واسم دالة، مثل x*sin(x).
ما لا تغطيه الحاسبة
- الدوال ذات المتغيرين، والدوال الضمنية، والمعادلات التفاضلية.
- النقاط التي لا يكون للدالة فيها ميل محدود، أو لا تكون معرّفة فيها. عند تلك النقاط لا تُعطى قيمة.
- الدوال غير المذكورة أعلاه، مثل arcsin أو sinh.
- التكاملات. تحسب حاسبة التكامل المحدد في هذا الموقع المساحة تحت المنحنى بين حدين.
مثال محلول: f(x) = x³ − 2x + 1 عند x = 2
تقسم قاعدة المجموع الدالة إلى x³ − 2x و1. تعطي قاعدة القوة (x³)′ = 3x²، وقاعدة الضرب في ثابت (2x)′ = 2، وقاعدة الثابت (1)′ = 0.
المشتقة هي 3x² − 2. وعند x = 2 تساوي 3 · 2² − 2 = 12 − 2 = 10، لذلك يصعد منحنى f بميل 10 عند تلك النقطة.
| النتيجة | القيمة |
|---|---|
| المشتقة f′(x) | 3x^2 - 2 |
| المشتقة عند x = 2 | 10 |
الأسئلة الشائعة
ماذا تخبرني المشتقة؟
هي ميل منحنى الدالة عند كل نقطة: مدى سرعة تغير الناتج عندما يتغير x بمقدار صغير جداً. المشتقة الموجبة تعني أن الدالة صاعدة عند تلك النقطة، والسالبة تعني أنها هابطة.
هل أحتاج إلى كتابة 2*x، أم يكفي 2x؟
كلاهما يعمل. تقرأ الحاسبة 2x على أنها اثنان مضروبان في x، كما يكتبها الكتاب المدرسي. اكتب مسافة أو * بين حرف واسم دالة، مثل x*sin(x)، لأن xsin تُقرأ اسماً واحداً مجهولاً.
هل يمكنني استخدام الفاصلة للعلامة العشرية؟
استخدم النقطة العشرية، مثل 2.5x. ولا تستخدم الفواصل للفصل بين الأعداد، فالدالة تُقرأ تعبيراً واحداً.
لماذا تقول الحاسبة إنه لا توجد قيمة عند هذه النقطة؟
بعض الدوال غير معرّفة في كل مكان: ln تحتاج إلى عدد موجب، والجذر التربيعي يحتاج إلى صفر أو أكثر. وحيث يكون الميل لا نهائياً، مثل الجذر التربيعي عند الصفر، لا توجد قيمة محدودة، فلا تُعطى قيمة.
هل المشتقة هي نفسها التكامل؟
لا. تجد المشتقة ميل المنحنى، والتكامل يجمع المساحة تحته. وتحسب حاسبة التكامل المحدد في هذا الموقع تلك المساحة بين حدين.
هل ترسل الحاسبة الدالة التي أكتبها إلى أي جهة؟
لا. تُقرأ الدالة وتُشتق في متصفحك. ولا يُخزَّن ما تكتبه ولا يُرسل إلينا.
المصادر
- جامعة ليهاي، ملاحظات مقرر Math 21 على الإنترنت (باللغة الإنجليزية): قواعد القوة والجداء والقسمة والسلسلة
- OpenStax، Calculus Volume 2: Table of Derivatives (باللغة الإنجليزية): sin وcos وtan وe^x وln وb^x واللوغاريتم للأساس b
آخر مراجعة للأرقام والنص: الخميس، 2 جمادى الآخرة 1448 بعد الهجرة.