المناهج الدراسية
تسجيل الدخول

المناهج الدراسية

الرياضيات

الفصل الأول - التفاضل والتكامل (Calculus)

0/86

الفصل الثاني - الجبر والهندسة الفراغية (Algebra & Solid Geometry)

0/50

الفصل الثالث - الاستاتيكا (Statics)

0/21

الفصل الرابع - الديناميكا (Dynamics)

0/35

الفصل الخامس - الجبر الأساسي وحساب المثلثات والإحصاء والاحتمال

0/40

دروس إضافية

0/193
نص الدرس

الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية

الرياضيات

الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية

مقدمة الدرس

مقدمة الدرس

🌳 شجرة المفاهيم

الدرس الأول←اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية

├── المصطلحات العلمية

├── القوانين والعلاقات
├── أولاًاشتقاق الدوال المثلثية المقلوبة وقواعد الدوال الأسية واللوغاريتمية
├── ثانياًالاشتقاق الضمني والبارامتري والمشتقات العليا ذات الرتب المرتفعة
├── ثالثاًالمعدلات الزمنية المرتبطة والتطبيقات الهندسية والفيزيائية
├── رابعاًدراسة سلوك المنحنيات والقيم العظمى والصغرى وتطبيقات الاستمثال

├── أمثلة محلولة

├── تكات وملاحظات امتحانية

└── تطبيقات حياتية

الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 1 / 16
المصطلحات العلمية

المصطلحات العلمية

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
مشتقات الدوال المثلثية الست (Trigonometric Derivatives)قواعد التفاضل الأساسية:

d / dx(sin x) = cos x, d / dx(cos x) = -sin x, d / dx(tan x) = sec 2 x, d / dx(sec x) = sec x · tan x, d / dx(csc x) = -csc x · cot x, d / dx(cot x) = -csc 2 x

، مع ضرب الناتج دائماً في مشتقة الزاوية د'(س).
قواعدالتفاضلالأساسيةالناتج
•مشتقات الدوال الأسية واللوغاريتمية (Exponential & Logarithmic Derivatives): الدالة الأسية الطبيعية: d / dx(eᵘ) = eᵘ · du / dx؛ والدالة الأسية لأي أساس a: d / dx(aᵘ) = aᵘ · (ln a · du) / dx؛ والدالة اللوغاريتمية الطبيعية:

d / dx(ln u) = ((1 / u) · du) / dx

؛ والدالة اللوغاريتمية لأي أساس a:

d / dx(log a u) = ([1 / (u · ln a)] · du) / dx

.
مشتقاتالدوالالأسيةواللوغاريتمية
•
  • الاشتقاق الضمني والبارامتري (Implicit &amp
  • Parametric Differentiation): الاشتقاق الضمني: اشتقاق طرفي معادلة تتضمن متغيرين س و ص بالنسبة لـ س مع مراعاة وضع dy / dx عند اشتقاق أي حد يحتوي ص
  • والاشتقاق البارامتري: عندما ترتبط س و ص بمتغير وسيط θ أو t
  • حيث: dy / dx = (dy / dt) / (dx / dt)
الاشتقاقالضمنيوالبارامتريImplicit
المعدلات الزمنية المرتبطة (Related Rates)
  • تطبيقات هندسية وفيزيائية تعبر عن معدل تغير متغيرات هندسية (كالمساحة
  • الحجم
  • الطول
  • والزاوية) بالنسبة للزمن t
  • حيث تشتق العلاقة الهندسية الرابطة بين المتغيرات طرفياً بالنسبة للزمن dt
تطبيقاتهندسيةوفيزيائيةتعبر
معادلتا المماس والعمودي لمنحنى دالةمعادلة خط المماس للمنحنى ص = د(س) عند النقطة (س₁، ص₁) وميله m = dy / dx: (ص – ص₁) = m (س – س₁)؛ ومعادلة الخط العمودي عليه: (ص – ص1) = (-1 / m) (س – س₁).معادلةللمنحنىالنقطةوميله
القيم العظمى والصغرى ونقط الانقلاب
  • تكون النقطة حرجة عندما f'(x) = 0 أو غير معرفة
  • وتكون عظمى محلية إذا تغيرت إشارة المشتقة الأولى من موجب لسالب
  • وصغرى محلية إذا تغيرت من سالب لموجب
  • وتحدد نقط الانقلاب من انعدام المشتقة الثانية f”(x) = 0 وتغير التحدب بين الأعلى والأسفل
تكونالنقطةحرجةعندما
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 2 / 16
القوانين والعلاقات

القوانين والعلاقات

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
قواعد اشتقاق الدوال المركبة والضمنية وسلسلة المشتقات[ الصيغة:

dy / dx = (dy / du) · (du / dx) | d2y / dx2 = [d / dt (dy / dx)] ÷ (dx / dt) ]

قاعدة السلسلة تحكم اشتقاق الدوال المتراكبة؛ وفي المشتقة الثانية البارامترية يشتق ناتج dy / dx بالنسبة للبارامتر t ثم يقسم على dx / dt.
الصيغةقاعدةالسلسلةتحكم
اختبار المشتقة الثانية للقيم العظمى والصغرى المحلية
  • [ الصيغة: إذا كانت f'(c) = 0: f”(c) &lt
  • 0 –&gt
  • قيمة عظمى محلية | f”(c) &gt
  • 0 –&gt
  • قيمة صغرى محلية | f”(c) = 0 – &gt
  • يفشل الاختبار ] توفر المشتقة الثانية وسيلة سريعة وحاسمة للتحقق من طبيعة النقط الحرجة وتحديد تقعر المنحنى وتحدبه
الصيغةكانتقيمةيفشل
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 3 / 16
أولاً: اشتقاق الدوال المثلثية المقلوبة وقواعد الدوال الأسية واللوغاريتمية

أولاً: اشتقاق الدوال المثلثية المقلوبة وقواعد الدوال الأسية واللوغاريتمية

منحنى سلكي ص = هـ أس س عليه قضبان مماسة يمثل اشتقاق الدوال المثلثية والأسية واللوغاريتمية: الميل يساوي الارتفاع 2.72.
منحنى سلكي ص = هـ أس س عليه قضبان مماسة يمثل اشتقاق الدوال المثلثية والأسية واللوغاريتمية: الميل يساوي الارتفاع 2.72.
  • تُمثل دراسة تفاضل الدوال المتسامية (Transcendental Functions) حجر الأساس لحساب التفاضل المتقدم: 1) مشتقات الدوال المثلثية: بالإضافة لمشتقتي الجيب وجيب التمام، فإن الدوال الدائرية الأربع المتبقية تتفاضل وفق قواعد دقيقة: مشتقة د(س) = قا(س) هي قا(س) ظا(س)؛

ومشتقة د(س) = قتا(س) هي -قتا(س) ظتا(س)؛

  • ومشتقة د(س) = ظتا(س) هي -قتا2(س).
  • وتعتمد هذه القواعد على تحويل الدوال إلى كسور بسط ومقام واشتقاقها بقاعدة قسمة دالتين: [المقام × مشتقة البسط – البسط × مشتقة المقام] / (المقام)2.
  • ويجب دائماً تذكر ضرب ناتج الاشتقاق في مشتقة الزاوية الداخلية د'(س).
مشتقة الجيب
مشتقة الجيب
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
تفاضل الدوال الأسية واللوغاريتمية
  • تتميز الدالة الأسية الطبيعية ص = هـس (حيث هـ هو العدد النيبيري e ≈ 2.71828) بخاصية رياضية فريدة تجعل مشتقتها مطابقة للدالة ذاتها: d / dx(ex) = ex . وإذا كان الأس دالة قابلة للاشتقاق ع(س)
  • فإن مشتقتها هي: هـع(س) × ع'(س). أما إذا كان الأساس عدداً موجباً أ (حيث أ ≠ 1)
  • فإن مشتقة أس هي: أس × لو(أ). وفي المقابل
  • فإن مشتقة الدالة اللوغاريتمية الطبيعية ص = لو(س) هي: 1/س
  • ومشتقة لو(د(س)) هي: د'(س) / د(س) (مشتقة الدالة مقسومة على الدالة ذاتها). وإذا كان الأساس أ فإن: d / dx(log a x) = 1 / (x ln a)
تتميزالدالةالطبيعيةالعدد
التفاضل اللوغاريتمي (Logarithmic Differentiation)
  • تقنية جبرية بارعة تستخدم لاشتقاق الدوال المعقدة المكونة من حاصل ضرب وقسمة عدة دوال
  • أو الدوال التي يكون فيها الأساس والأس متغيرين معاً كالدالة ص = سس
  • حيث نأخذ اللوغاريتم الطبيعي لو للطرفين أولاً لتبسيط الأسس
  • ثم نشتق الطرفين ضمنياً بالنسبة لـ س
تقنيةجبريةبارعةتستخدم
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 4 / 16
ثانياً: الاشتقاق الضمني والبارامتري والمشتقات العليا ذات الرتب المرتفعة

ثانياً: الاشتقاق الضمني والبارامتري والمشتقات العليا ذات الرتب المرتفعة

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةمثالكلمات مفتاحية
الاشتقاق الضمنيفي العلاقات الرياضية التي يصعب فيها فصل المتغير ص كدالة صريحة في س (
  • معادلة الدائرة س2 + ص2 = نق2
  • أو المعادلة س3 + ص3 = 3 أ س ص)
  • نشتق كل حد بالنسبة لـ س
  • وعند اشتقاق أي حد يتضمن ص نطبق قاعدة السلسلة ونضرب في (دص/دس). ثم نجمع الحدود التي تحتوي على دص/دس في طرف بمفردها
  • ونخرجها كعامل مشترك
  • ونقسم على معاملها لإيجاد المشتقة الأولى بدلالة س و ص
العلاقاتالرياضيةيصعبفيها
الاشتقاق البارامتري
  • في المنحنيات الهندسية المعرفة بمعادلات وسيطية: س = د(ن)
  • ص = ر(ن)
  • نوجد أولاً معدل تغير س بالنسبة لـ ن (دس/دن) ومعدل تغير ص بالنسبة لـ ن (دص/دن)
  • ومنها نوجد المشتقة الأولى: دص/دس = (دص/دن) ÷ (دس/دن). وعند إيجاد ‘المشتقة الثانية’ د2ص/دس2 يقع معظم الطلاب في فخ شائع باشتقاق البسط والمقام مباشرة
  • والصواب الرياضي القطعي هو: د2ص/دس2 = d / dn (دص/دس) × (دن/دس)
  • أي نشتق ناتج المشتقة الأولى بالنسبة للبارامتر ن
  • ثم نضرب الناتج في مقلوب دس/دن
—المنحنياتالهندسيةالمعرفةبمعادلات
المشتقات العليا (Higher-Order Derivatives)
  • إيجاد المشتقات من الرتب ن (المشتقة الثالثة
  • الرابعة
  • والمشتقة النونية)
  • وتستخدم في متسلسلات تايلور وماكلورين لتقريب الدوال وتحديد نصف قطر انحناء المسارات المنحنية في الميكانيكا وحساب قوى القصور الذاتي
—إيجادالرتبالمشتقةالثالثة
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 5 / 16
ثالثاً: المعدلات الزمنية المرتبطة والتطبيقات الهندسية والفيزيائية

ثالثاً: المعدلات الزمنية المرتبطة والتطبيقات الهندسية والفيزيائية

  • تُمثل مسألة المعدلات الزمنية التطبيق الأكثر إثارة وواقعية في حساب التفاضل: 1) استراتيجية الحل الرياضي الصارم: أ- رسم شكل توضيحي دقيق للمسألة وتحديد المتغيرات التي تتغير بمرور الزمن والثوابت الهندسية.
  • ب- تكوين ‘العلاقة الرياضية الأساسية’ التي تربط المتغيرات ببعضها (كنظرية فيثاغورس، قانون جيب التمام، تشابه المثلثات، قوانين المساحات والحجوم).
  • ج- اشتقاق طرفي المعادلة بالنسبة للزمن t اشتقاقاً ضمنياً شاملاً، مع الانتباه إلى أن معدل الزيادة يكون موجباً ومعدل النقصان أو الانكماش أو الاقتراب يكون سالباً.
  • د- التعويض بالقيم اللحظية المعطاة عند اللحظة الزمنية المحددة فقط ‘بعد إتمام الاشتقاق’ وليس قبله لحساب المعدل المجهول.
نماذج كلاسيكية شهيرة←أ- مسألة السلم المنزلق: سلم يستند بطرفه السفلي على أرض أفقية وطرفه العلوي على حائط رأسي (س2 + ص2 = ل2 ثابتة طول السلم)؛ عند انزلاق الطرف السفلي بمعدل دس/دن، فإن الطرف العلوي يهبط بمعدل سالب دص/دن يتعين من: 2س (دس/دن) + 2ص (دص/دن) = 0. ب- مسألة تسرب السوائل من الأوعية المخروطية أو تمدد البالونات الكروية (ح = 4 / 3 π نق3 –> دح/دن = 4π نق2 دنق/دن). ج- حركة الظل وزوايا الارتفاع والانخفاض ومعدل ابتعاد السفن والسيارات عند تقاطع الطرق المتعامدة.
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 6 / 16
رابعاً: دراسة سلوك المنحنيات والقيم العظمى والصغرى وتطبيقات الاستمثال

رابعاً: دراسة سلوك المنحنيات والقيم العظمى والصغرى وتطبيقات الاستمثال

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
النقط الحرجة وفترات التزايد والتناقص
  • دالة معرفة على مجالها
  • تكون النقطة (س₀
  • د(س₀)) نقطة حرجة إذا كانت المشتقة الأولى د'(س₀) = 0 (مماس أفقي) أو د'(س₀) غير معرفة (مماس رأسي). وتبحث فترات التزايد بدراسة إشارة المشتقة الأولى د'(س): فإذا كانت د'(س) > 0 تكون الدالة متزايدة
  • وإذا كانت د'(س) < 0 تكون الدالة متناقصة
دالةمعرفةمجالهاتكون
القيم العظمى والصغرى المحلية والمطلقة
  • تختبر النقط الحرجة باختبار المشتقة الأولى أو اختبار المشتقة الثانية د”(س). ولإيجاد ‘القيم القصوى المطلقة’ على فترة مغلقة [أ
  • نحسب قيم الدالة عند طرفي الفترة د(أ) ود(ب) وعند جميع النقط الحرجة الداخلية
  • وأعلى قيمة هي العظمى المطلقة وأدناها هي الصغرى المطلقة
تختبرالنقطالحرجةباختبار
التحدب ونقط الانقلاب
  • تبحث إشارة المشتقة الثانية د”(س): إذا كانت د”(س) > 0 يكون المنحنى ‘محدباً لأسفل’ (مقعراً لأعلى كالكوب)
  • وإذا كانت د”(س) < 0 يكون المنحنى ‘محدباً لأعلى’. ونقطة الانقلاب هي النقطة التي يفصل عندها المنحنى بين منطقتي تحدب متعاكستين وتكون عندها د”(س) = 0 أو غير معرفة مع شرط تغير الإشارة حولها
تبحثإشارةالمشتقةالثانية
تطبيقات القيم العظمى والصغرى (الاستمثال Optimization)
  • توظيف التفاضل في الهندسة والاقتصاد لحساب: أقصى مساحة لقطعة أرض محاطة بسياج
  • أقل تكلفة لتصنيع خزان أسطواني
  • أقصى حجم لعلبة مقصوصة الأركان
  • وأقصر مسافة بين نقطة ومنحنى
  • وتتم بصياغة دالة الهدف في متغير واحد
  • واشتقاقها ومساواة المشتقة بالصفر والتأكد من المشتقة الثانية
توظيفالتفاضلالهندسةوالاقتصاد
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 7 / 16
أمثلة محلولة

أمثلة محلولة

✍️ أمثلة محلولة←مسألة معدلات زمنية مرتبطة (انزلاق سلم مستند على حائط)
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
نص المسألة / السؤالسلم طوله 10 أمتار يستند بطرفه العلوي على حائط رأسي وبطرفه السفلي على أرض أفقيةطولهأمتاريستندبطرفه
•فإذا انزلق الطرف السفلي مبتعداً عن الحائط بمعدل ثابت قدره 2 م/ثفإذاانزلقالطرفالسفلي
أوجد1) معدل انزلاق الطرف العلوي للسلم عندما يكون الطرف السفلي على بعد 6 أمتار من الحائطمعدلانزلاقالطرفالعلوي
•2) سرعة تغير الزاوية بين السلم والأرض عند نفس اللحظةسرعةتغيرالزاويةالسلم
خطوات الحل والشرح النموذجي
  • 1) فرض المتغيرات: ليكن س بعد الطرف السفلي عن الحائط
  • ص بعد الطرف العلوي عن الأرض.العلاقة من فيثاغورس: س2 + ص
المتغيراتليكنالطرفالسفلي

2 = 102 = 100

.عندما س = 6 م: ص =

√(100 – 36) = √64 = 8

  1. م.معطى: دس/دن = +2 م/ث.باشتقاق العلاقة بالنسبة للزمن ن:2س (دس/دن) + 2ص (دص/دن) = 0 –&gt
  2. س (دس/دن) + ص (دص/دن) = 0بالتعويض: 6 × 2 + 8 × (دص/دن) = 0 –&gt
  3. 12 + 8 (دص/دن) = 0دص/دن =

-12 / 8 = -1.5

  • م/ث.(الإشارة السالبة تعني أن الطرف العلوي يهبط وينزلق لأسفل بمعدل 1.5 م/ث).2) حساب معدل تغير الزاوية θ بين السلم والأرض:cos θ = س / 10 –&gt; س = 10 cos θباشتقاق الطرفين بالنسبة للزمن ن:دس/دن = -10 sin θ · (dθ / dn)نعلم أن sin θ = ص /

10 = 8 / 10 = 0.8

  • ، و دس/دن = 2:

2 = -10 × (0.8) × (dθ / dn) –

>

2 = -(8 (dθ / dn)dθ) / dn = -2 / 8 = -0.25 rad/s

  • (راديان لكل ثانية).

✍️ أمثلة محلولة

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةمثالكلمات مفتاحية
مثال نموذجي 2مسألة استهندسي (أكبر مساحة لمستطيل داخل مثلث قائم)مسألةاستمثالهندسيأكبر
نص المسألة / السؤال
  • أوجد بعدي أكبر مستطيل مساحة يمكن رسمه داخل مثلث قائم الزاوية طولا ضلعي قائمته 6 سم و 8 سم
  • بحيث يقع رأسان من رؤوس المستطيل على ضلعي القائمة
  • ويقع الرأس الثالث على الوتر
  • والرأس الرابع عند رأس القائمة
—أوجدبعديأكبرمستطيل
خطوات الحل والشرح النموذجي←1) فرض أبعاد المستطيل: ليكن طول المستطيل س مقاساً على ضلع القائمة ذي الطول 8 سم، وعرضه ص مقاساً على ضلع القائمة ذي الطول 6 سم.2) دالة الهدف المراد جعلها عظمى ما يمكن هي مساحة المستطيل: م = س · ص.3) إيجاد العلاقة المساعدة بين س و ص من تشابه المثلثات:من تشابه المثلث الصغير العلوي مع المثلث القائم الأصلي الكبير:(6 – ص) / 6 = س / 8 –> 8 (6 – ص) = 6 س -> 48 – 8 ص = 6 سص = (48 – 6 س) /

8 = 6 – (3 / 4)

  • س.4) التعويض في دالة المساحة:م(س) = س [6 – (3 / 4) س] = 6 س – (3 / 4) س2.5) إيجاد المشتقة الأولى ومساواتها بالصفر:م'(س) = 6 – (3 / 2) س = 0 –&gt; (3 / 2) س = 6 –&gt; س =

(6 × 2) / 3 = 4

  1. سم.6) اختبار المشتقة الثانية للتأكد:م”(س) = -3 / 2 &lt
  2. 0 (قيمة عظمى مطلقة مؤكدة).7) حساب البعد الآخر ص:ص =

6 – (3 / 4) × 4 = 6 – 3 = 3

  1. سم.إذن بعدا أكبر مستطيل هما: 4 سم و 3 سم
  2. وأكبر مساحة هي م = 4 × 3 = 12 سم2.
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 8 / 16
تكات وملاحظات امتحانية

تكات وملاحظات امتحانية

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
فخ المشتقة الثانية البارامتريةاحذر دائماً عند حساب د2ص/دس2 من اشتقاق البسط والمقام مباشرة؛ الصواب الحتمي هو: د2ص/دس2 = [d / dt (دص/دس)] ÷ (دس/dt).احذردائماحساباشتقاق
الفرق بين النقط الحرجة ونقط الانقلاب
  • النقط الحرجة تبحث عند انعدام المشتقة الأولى د'(س) = 0 أو عدم تعريفها
  • بينما نقط الانقلاب تبحث عند انعدام المشتقة الثانية د”(س) = 0 بشرط تغير إشارة التحدب قبلها وبعدها
تبحثانعدامالمشتقةالأولى
مشتقة الدوال المثلثية ذات الأسس
  • إذا كانت ص = ظا3(٥س)
  • تشتق بقاعدة القوس أولاً: دص/دس = 3 ظا2(٥س) × مشتقة الظا وهي قا2(٥س) × مشتقة الزاوية ٥ = 15 ظا2(٥س) قا2(٥س)
كانتتشتقبقاعدةالقوس
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 9 / 16
تطبيقات حياتية

تطبيقات حياتية

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
التصميم الإنشائي للجسور والكباري المعلقةاستخدام معادلات التفاضل والمنحنيات لتحديد نقط أقصى إجهاد وأقصى انحناء وانقلاب تحت الأحمال الديناميكية لضمان السلامة الإنشائية ومقاومة الرياحاستخداممعادلاتالتفاضلوالمنحنيات
الذكاء الاصطناعي وخوارزمية الانحدار التدريجي (Gradient Descent)استخدام المشتقات الجزئية وتدرج الدوال لتقليل دوال الخطأ (Loss Functions) وتحديث أوزان الشبكات العصبية العميقة أثناء تدريب نماذج الذكاء الاصطناعياستخدامالمشتقاتالجزئيةوتدرج
•
  • egp-ex{margin:18px 0
  • border:1px solid rgba(79
  • 224
  • border-radius:16px
  • overflow:hidden
  • background:#fff}.egp-ex-h{padding:10px 16px
  • font-weight:800
  • background:linear-gradient(90deg
  • #4f3fe0
  • #22c1c3)
  • color:#fff}.egp-ex-tabs{display:flex
  • flex-wrap:wrap
  • gap:6px
  • padding:10px 12px
  • background:#f7f6ff}.egp-ex-b{border:1px solid rgba(79
  • 224
  • background:#fff
  • border-radius:20px
  • padding:5px 14px
  • font-weight:700
  • cursor:pointer}.egp-ex-b.on{background:#4f3fe0
  • color:#fff}.egp-ex-p{padding:12px 16px}
margin18pxbordersolid
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 10 / 16
الجداول والمخططات التوضيحية المستخرجة من أصول المنهج

الجداول والمخططات التوضيحية المستخرجة من أصول المنهج

💡 بيانات وجداول قياسية←تم استخراج كافة البيانات والجداول والمخططات التشريحية من أصول المنهج المعتمد بدقة عالية لتثبيت الفهم وربط النظري بالعملي.

🔬 شكل 1 – قواعد اشتقاق الدوال الدائرية والأسية واللوغاريتمية

  1. التفاصيل العلمية والملاحظات الدقيقة المأخوذة من الرسم التوضيحي:
  2. تبارات ترا
  3. اكخمية
  4. (6)إذا كان ؟ »س »ء ح فى تتابع هندسى وأساس المتتابعة يساوى ص
  5. فإن جميع العبارات الآتية صحيحة ما عدا
  6. ‏لجاىء جم )سد عطد‎ ١ 2 > ‏ىدع (باى‎ )1(
  7. ‏(1)ع (ب)< (ج) > (دم)ء‎
  8. (9)إذا كانت (ي) » (2ن) متتابعتين هندسيتين فأى مما يأتى يمثل متتابعة هندسية ؟
  9. لشقى (ب)(ك عي) ©) ص )2 (د)كلما سيق

🔬 شكل 2 – المنحنيات الهندسية والنقط الحرجة ونقط الانقلاب والتحدب

  • التفاصيل العلمية والملاحظات الدقيقة المأخوذة من الرسم التوضيحي:
  • () إذا كانت ص – (م| سن + مرا سن)” فإن: ( 2 )نع ح-.

500 (ب) -5 (ج) صفر (2)-1

سن؟-سن , سن> م

  • (:6) إذا كانت د :د (س) – وسن بو 2 كك فإن : د (0) –

(أ)غير موجودة. | (ب)9 لكك 164

  • (9) دائرة طول نصف قطرها نق فإن متوسط التغير فى مساحة الدائرة عندما تتغير نق من
  • (نق,) إلى (نق, + ص) هو …..

(5)1 ةنق

(ب)72(؟ نق, +ه)

(ج)←م” (د) 76 (ى + نق,)”

🔬 شكل 3 – تطبيقات المعدلات الزمنية ومسائل الاستمثال الهندسي

  1. التفاصيل العلمية والملاحظات الدقيقة المأخوذة من الرسم التوضيحي:
  2. اختبارات شهرية
  3. [[) اختر الإجابة الصحيحة من بين الإجابات المعطاة :
  4. (79 » سن » … » لاسن » 10) متتابعة حسابية فإن : سن – سمال
  5. ‎”١01‏ كس (ج) 340 انين
  6. ‏(7) قيمة المتسلسلة .كك (5 ى – ‎)١‏ تساوى .
  7. ينه (ب) ‎7١‏ (ج) 76 (د) للا
  8. د (مص) – هي (سس) + ‎2١‏ فإن :اي (س) —
  9. (1)دلس) (ب)د(س)-“«» إي)هودصس) ادالخدضص)
  10. يس” + سر من خ ‎١+‏
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 11 / 16
الجزء 12

الجزء 12

  • 📖
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 12 / 16
📌 قاموس المصطلحات والمفاهيم العلمية الدقيقة:

📌 قاموس المصطلحات والمفاهيم العلمية الدقيقة:

  • مشتقات الدوال المثلثية الست (Trigonometric Derivatives):
  • قواعد التفاضل الأساسية d/dx(sin x) = cos x, d/dx(cos x) = -sin x, d/dx(tan x) = sec2 x, d/dx(sec x) = sec x · tan x, d/dx(csc x) = -csc x · cot x, d/dx(cot x) = -csc2 x، مع ضرب الناتج دائماً في مشتقة الزاوية د'(س).
  • مشتقات الدوال الأسية واللوغاريتمية (Exponential & Logarithmic Derivatives):
  • الدالة الأسية الطبيعية d/dx(eᵘ) = eᵘ · du/dx؛ والدالة الأسية لأي أساس a: d/dx(aᵘ) = aᵘ · ln a · du/dx؛ والدالة اللوغاريتمية الطبيعية: d/dx(ln u) = (1/u) · du/dx؛ والدالة اللوغاريتمية لأي أساس a: d/dx(logₐ u) = [1 / (u · ln a)] · du/dx.
  • الاشتقاق الضمني والبارامتري (Implicit & Parametric Differentiation):
  • الاشتقاق الضمني اشتقاق طرفي معادلة تتضمن متغيرين س و ص بالنسبة لـ س مع مراعاة وضع dy/dx عند اشتقاق أي حد يحتوي ص؛ والاشتقاق البارامتري: عندما ترتبط س و ص بمتغير وسيط θ أو t، حيث: dy/dx = (dy/dt) / (dx/dt).
  • المعدلات الزمنية المرتبطة (Related Rates):
  • تطبيقات هندسية وفيزيائية تعبر عن معدل تغير متغيرات هندسية (كالمساحة، الحجم، الطول، والزاوية) بالنسبة للزمن t، حيث تشتق العلاقة الهندسية الرابطة بين المتغيرات طرفياً بالنسبة للزمن dt.
  • معادلتا المماس والعمودي لمنحنى دالة:
  • معادلة خط المماس للمنحنى ص = د(س) عند النقطة (س₁، ص₁) وميله m = dy/dx: (ص – ص₁) = m (س – س₁)؛ ومعادلة الخط العمودي عليه: (ص – ص₁) = (-1/m) (س – س₁).
  • القيم العظمى والصغرى ونقط الانقلاب:
  • تكون النقطة حرجة عندما f'(x) = 0 أو غير معرفة؛ وتكون عظمى محلية إذا تغيرت إشارة المشتقة الأولى من موجب لسالب، وصغرى محلية إذا تغيرت من سالب لموجب؛ وتحدد نقط الانقلاب من انعدام المشتقة الثانية f''(x) = 0 وتغير التحدب بين الأعلى والأسفل.
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 13 / 16
⚖️ القوانين والعلاقات الرياضية والفيزيائية الحاكمة:

⚖️ القوانين والعلاقات الرياضية والفيزيائية الحاكمة:

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
قواعد اشتقاق الدوال المركبة والضمنية وسلسلة المشتقات
  • [ الصيغة: dy/dx = (dy/du) · (du/dx) | d2y/dx2 = [d/dt (dy/dx)] / (dx/dt) ] قاعدة السلسلة تحكم اشتقاق الدوال المتراكبة
  • وفي المشتقة الثانية البارامترية يشتق ناتج dy/dx بالنسبة للبارامتر t ثم يقسم على dx/dt
الصيغةقاعدةالسلسلةتحكم
اختبار المشتقة الثانية للقيم العظمى والصغرى المحلية[ الصيغة: إذا كانت f'(c) = 0: f''(c) < 0 -> قيمة عظمى محلية | f''(c) > 0 -> قيمة صغرى محلية | f''(c) = 0 -> يفشل الاختبار ] توفر المشتقة الثانية وسيلة سريعة وحاسمة للتحقق من طبيعة النقط الحرجة وتحديد تقعر المنحنى وتحدبهالصيغةكانتقيمةيفشل
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 14 / 16
🔍 الشرح والتحليل المستفيض وتفسيرات علل والاستنتاجات:

🔍 الشرح والتحليل المستفيض وتفسيرات علل والاستنتاجات:

★ كتاب الشرح والتفصيل العلمي الشامل المعتمد ★

  • كتاب الشرح المفصل التفاضل والتطبيقات المتقدمة: قواعد اشتقاق الدوال الدائرية، الأسية، واللوغاريتمية، المشتقات العليا، والمعدلات الزمنية المرتبطة والقيم العظمى والصغرى
  • الرياضيات | الصف الثالث الثانوي (الثانوية العامة) | 2026/2027 | الوحدة الخامسة – التفاضل والتكامل المتقدم
  • 🎯 أهداف التعلم والمخرجات التعليمية المقررة بالتفصيل:
  • • إتقان اشتقاق الدوال المثلثية الست والدوال الأسية واللوغاريتمية وقواعد السلسلة.
  • • استيعاب خطوات حل مسائل المعدلات الزمنية المرتبطة الهندسية والفيزيائية بدقة.
  • • فهم تطبيقات القيم العظمى والصغرى ونقط الانقلاب ومسائل الاستمثال والتصميم.
  • ◄ أولاً اشتقاق الدوال المثلثية المقلوبة وقواعد الدوال الأسية واللوغاريتمية
  • تُمثل دراسة تفاضل الدوال المتسامية (Transcendental Functions) حجر الأساس لحساب التفاضل المتقدم: 1) مشتقات الدوال المثلثية: بالإضافة لمشتقتي الجيب وجيب التمام، فإن الدوال الدائرية الأربع المتبقية تتفاضل وفق قواعد دقيقة: مشتقة د(س) = قا(س) هي قا(س) ظا(س)؛ ومشتقة د(س) = قتا(س) هي -قتا(س) ظتا(س)؛ ومشتقة د(س) = ظتا(س) هي -قتا2(س).
  • وتعتمد هذه القواعد على تحويل الدوال إلى كسور بسط ومقام واشتقاقها بقاعدة قسمة دالتين: [المقام × مشتقة البسط – البسط × مشتقة المقام] / (المقام)2.
  • ويجب دائماً تذكر ضرب ناتج الاشتقاق في مشتقة الزاوية الداخلية د'(س).
  • 2) تفاضل الدوال الأسية واللوغاريتمية تتميز الدالة الأسية الطبيعية ص = هـس (حيث هـ هو العدد النيبيري e ≈ 2.71828) بخاصية رياضية فريدة تجعل مشتقتها مطابقة للدالة ذاتها: d/dx(ex) = ex. وإذا كان الأس دالة قابلة للاشتقاق ع(س)، فإن مشتقتها هي: هـع(س) × ع'(س). أما إذا كان الأساس عدداً موجباً أ (حيث أ ≠ 1)، فإن مشتقة أس هي: أس × لو(أ). وفي المقابل، فإن مشتقة الدالة اللوغاريتمية الطبيعية ص = لو(س) هي: 1/س؛ ومشتقة لو(د(س)) هي: د'(س) / د(س) (مشتقة الدالة مقسومة على الدالة ذاتها). وإذا كان الأساس أ فإن: d/dx(log_a x) = 1 / (x ln a).
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةمثالكلمات مفتاحية
3) التفاضل اللوغاريتمي (Logarithmic Differentiation)
  • تقنية جبرية بارعة تستخدم لاشتقاق الدوال المعقدة المكونة من حاصل ضرب وقسمة عدة دوال
  • أو الدوال التي يكون فيها الأساس والأس متغيرين معاً كالدالة ص = سس
  • حيث نأخذ اللوغاريتم الطبيعي لو للطرفين أولاً لتبسيط الأسس
  • ثم نشتق الطرفين ضمنياً بالنسبة لـ س
—تقنيةجبريةبارعةتستخدم
•شكل توضيحي (شكل 1 – قواعد اشتقاق الدوال الدائرية والأسية واللوغاريتمية): جدول القوانين الشاملة لمشتقات الدوال المثلثية والأسية واللوغاريتمية وقاعدة السلسلة—توضيحيقواعداشتقاقالدوال
◄ ثانياًالاشتقاق الضمني والبارامتري والمشتقات العليا ذات الرتب المرتفعة—الاشتقاقالضمنيوالبارامتريوالمشتقات
1) الاشتقاق الضمنيفي العلاقات الرياضية التي يصعب فيها فصل المتغير ص كدالة صريحة في س (
  • معادلة الدائرة س2 + ص2 = نق2
  • أو المعادلة س3 + ص3 = 3 أ س ص)
  • نشتق كل حد بالنسبة لـ س
  • وعند اشتقاق أي حد يتضمن ص نطبق قاعدة السلسلة ونضرب في (دص/دس). ثم نجمع الحدود التي تحتوي على دص/دس في طرف بمفردها
  • ونخرجها كعامل مشترك
  • ونقسم على معاملها لإيجاد المشتقة الأولى بدلالة س و ص
العلاقاتالرياضيةيصعبفيها
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
2) الاشتقاق البارامتري
  • في المنحنيات الهندسية المعرفة بمعادلات وسيطية: س = د(ن)
  • ص = ر(ن)
  • نوجد أولاً معدل تغير س بالنسبة لـ ن (دس/دن) ومعدل تغير ص بالنسبة لـ ن (دص/دن)
  • ومنها نوجد المشتقة الأولى: دص/دس = (دص/دن) ÷ (دس/دن). وعند إيجاد 'المشتقة الثانية' د2ص/دس2 يقع معظم الطلاب في فخ شائع باشتقاق البسط والمقام مباشرة
  • والصواب الرياضي القطعي هو: د2ص/دس2 = d/dn (دص/دس) × (دن/دس)
  • أي نشتق ناتج المشتقة الأولى بالنسبة للبارامتر ن
  • ثم نضرب الناتج في مقلوب دس/دن
المنحنياتالهندسيةالمعرفةبمعادلات
3) المشتقات العليا (Higher-Order Derivatives)
  • إيجاد المشتقات من الرتب ن (المشتقة الثالثة
  • الرابعة
  • والمشتقة النونية)
  • وتستخدم في متسلسلات تايلور وماكلورين لتقريب الدوال وتحديد نصف قطر انحناء المسارات المنحنية في الميكانيكا وحساب قوى القصور الذاتي
إيجادالرتبالمشتقةالثالثة
  • شكل توضيحي (شكل 2 – المنحنيات الهندسية والنقط الحرجة ونقط الانقلاب والتحدب): رسم بياني يوضح سلوك منحنى الدالة والمماسات الأفقية والتحدب لأعلى ولأسفل ونقط الانقلاب
  • ◄ ثالثاً المعدلات الزمنية المرتبطة والتطبيقات الهندسية والفيزيائية
  • تُمثل مسألة المعدلات الزمنية التطبيق الأكثر إثارة وواقعية في حساب التفاضل: 1) استراتيجية الحل الرياضي الصارم: أ- رسم شكل توضيحي دقيق للمسألة وتحديد المتغيرات التي تتغير بمرور الزمن والثوابت الهندسية.
  • ب- تكوين 'العلاقة الرياضية الأساسية' التي تربط المتغيرات ببعضها (كنظرية فيثاغورس، قانون جيب التمام، تشابه المثلثات، قوانين المساحات والحجوم).
  • ج- اشتقاق طرفي المعادلة بالنسبة للزمن t اشتقاقاً ضمنياً شاملاً، مع الانتباه إلى أن معدل الزيادة يكون موجباً ومعدل النقصان أو الانكماش أو الاقتراب يكون سالباً.
  • د- التعويض بالقيم اللحظية المعطاة عند اللحظة الزمنية المحددة فقط 'بعد إتمام الاشتقاق' وليس قبله لحساب المعدل المجهول.
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةمثالكلمات مفتاحية
2) نماذج كلاسيكية شهيرة
  • أ- مسألة السلم المنزلق: سلم يستند بطرفه السفلي على أرض أفقية وطرفه العلوي على حائط رأسي (س2 + ص2 = ل2 ثابتة طول السلم)
  • عند انزلاق الطرف السفلي بمعدل دس/دن
  • فإن الطرف العلوي يهبط بمعدل سالب دص/دن يتعين من: 2س (دس/دن) + 2ص (دص/دن) = 0. ب- مسألة تسرب السوائل من الأوعية المخروطية أو تمدد البالونات الكروية (ح = 4/3 π نق3 -> دح/دن = 4π نق2 دنق/دن). ج- حركة الظل وزوايا الارتفاع والانخفاض ومعدل ابتعاد السفن والسيارات عند تقاطع الطرق المتعامدة
—مسألةالسلمالمنزلقيستند
•الهندسي): مخططات هندسية لمسائل السلم المنزلق والأوعية المخروطية والمساحات العظمىتوضيحيتطبيقاتالمعدلاتالزمنية
◄ رابعاًدراسة سلوك المنحنيات والقيم العظمى والصغرى وتطبيقات الاستمثال—دراسةسلوكالمنحنياتوالقيم
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
1) النقط الحرجة وفترات التزايد والتناقص
  • دالة معرفة على مجالها
  • تكون النقطة (س₀
  • د(س₀)) نقطة حرجة إذا كانت المشتقة الأولى د'(س₀) = 0 (مماس أفقي) أو د'(س₀) غير معرفة (مماس رأسي). وتبحث فترات التزايد بدراسة إشارة المشتقة الأولى د'(س): فإذا كانت د'(س) > 0 تكون الدالة متزايدة
  • وإذا كانت د'(س) < 0 تكون الدالة متناقصة
دالةمعرفةمجالهاتكون
2) القيم العظمى والصغرى المحلية والمطلقة
  • تختبر النقط الحرجة باختبار المشتقة الأولى أو اختبار المشتقة الثانية د''(س). ولإيجاد 'القيم القصوى المطلقة' على فترة مغلقة [أ
  • نحسب قيم الدالة عند طرفي الفترة د(أ) ود(ب) وعند جميع النقط الحرجة الداخلية
  • وأعلى قيمة هي العظمى المطلقة وأدناها هي الصغرى المطلقة
تختبرالنقطالحرجةباختبار
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
3) التحدب ونقط الانقلاب
  • تبحث إشارة المشتقة الثانية د''(س): إذا كانت د''(س) > 0 يكون المنحنى 'محدباً لأسفل' (مقعراً لأعلى كالكوب)
  • وإذا كانت د''(س) < 0 يكون المنحنى 'محدباً لأعلى'. ونقطة الانقلاب هي النقطة التي يفصل عندها المنحنى بين منطقتي تحدب متعاكستين وتكون عندها د''(س) = 0 أو غير معرفة مع شرط تغير الإشارة حولها
تبحثإشارةالمشتقةالثانية
4) تطبيقات القيم العظمى والصغرى (الاستمثال Optimization)
  • توظيف التفاضل في الهندسة والاقتصاد لحساب: أقصى مساحة لقطعة أرض محاطة بسياج
  • أقل تكلفة لتصنيع خزان أسطواني
  • أقصى حجم لعلبة مقصوصة الأركان
  • وأقصر مسافة بين نقطة ومنحنى
  • وتتم بصياغة دالة الهدف في متغير واحد
  • واشتقاقها ومساواة المشتقة بالصفر والتأكد من المشتقة الثانية
توظيفالتفاضلالهندسةوالاقتصاد
  • 🧮 التطبيقات والمسائل النموذجية المحلولة بالخطوات (Step-by-Step Worked Examples):
  • مثال نموذجي 1 مسألة معدلات زمنية مرتبطة (انزلاق سلم مستند على حائط)
  • نص المسألة / السؤال سلم طوله 10 أمتار يستند بطرفه العلوي على حائط رأسي وبطرفه السفلي على أرض أفقية. فإذا انزلق الطرف السفلي مبتعداً عن الحائط بمعدل ثابت قدره 2 م/ث؛ أوجد: 1) معدل انزلاق الطرف العلوي للسلم عندما يكون الطرف السفلي على بعد 6 أمتار من الحائط. 2) سرعة تغير الزاوية بين السلم والأرض عند نفس اللحظة.
  • خطوات الحل والشرح النموذجي 1) فرض المتغيرات: ليكن س بعد الطرف السفلي عن الحائط، ص بعد الطرف العلوي عن الأرض.
  • العلاقة من فيثاغورس س2 + ص2 = 102 = 100.
  • عندما س = 6 م ص = √(100 – 36) = √64 = 8 م.
  • معطى دس/دن = +2 م/ث.
  • باشتقاق العلاقة بالنسبة للزمن ن:
  • 2س (دس/دن) + 2ص (دص/دن) = 0 -> س (دس/دن) + ص (دص/دن) = 0
  • بالتعويض 6 × 2 + 8 × (دص/دن) = 0 -> 12 + 8 (دص/دن) = 0
  • دص/دن = -12 / 8 = -1.5 م/ث.
  • (الإشارة السالبة تعني أن الطرف العلوي يهبط وينزلق لأسفل بمعدل 1.5 م/ث).
  • 2) حساب معدل تغير الزاوية θ بين السلم والأرض:

cos θ = س / 10 -> س = 10 cos θ

  • باشتقاق الطرفين بالنسبة للزمن ن:

دس/دن = -10 sin θ · (dθ/dn)

  1. نعلم أن sin θ = ص / 10 = 8 / 10 = 0.8
  2. و دس/دن = 2:

2 = -10 × (0.8) × (dθ/dn) -> 2 = -8 (dθ/dn)

  • dθ/dn = -2 / 8 = -0.25 rad/s (راديان لكل ثانية).
  • مثال نموذجي 2 مسألة استمثال هندسي (أكبر مساحة لمستطيل داخل مثلث قائم)
  • نص المسألة / السؤال أوجد بعدي أكبر مستطيل مساحة يمكن رسمه داخل مثلث قائم الزاوية طولا ضلعي قائمته 6 سم و 8 سم، بحيث يقع رأسان من رؤوس المستطيل على ضلعي القائمة، ويقع الرأس الثالث على الوتر، والرأس الرابع عند رأس القائمة.
  • خطوات الحل والشرح النموذجي 1) فرض أبعاد المستطيل: ليكن طول المستطيل س مقاساً على ضلع القائمة ذي الطول 8 سم، وعرضه ص مقاساً على ضلع القائمة ذي الطول 6 سم.
  • 2) دالة الهدف المراد جعلها عظمى ما يمكن هي مساحة المستطيل م = س · ص.
  • 3) إيجاد العلاقة المساعدة بين س و ص من تشابه المثلثات:
  • من تشابه المثلث الصغير العلوي مع المثلث القائم الأصلي الكبير:
  • (6 – ص) / 6 = س / 8 -> 8 (6 – ص) = 6 س -> 48 – 8 ص = 6 س
  • ص = (48 – 6 س) / 8 = 6 – (3/4) س.
  • 4) التعويض في دالة المساحة:
  • م(س) = س [6 – (3/4) س] = 6 س – (3/4) س2.
  • 5) إيجاد المشتقة الأولى ومساواتها بالصفر:
  • م'(س) = 6 – (3/2) س = 0 -> (3/2) س = 6 -> س = (6 × 2) / 3 = 4 سم.
  • 6) اختبار المشتقة الثانية للتأكد:
  • م''(س) = -3/2 < 0 (قيمة عظمى مطلقة مؤكدة).
  • 7) حساب البعد الآخر ص:
  • ص = 6 – (3/4) × 4 = 6 – 3 = 3 سم.
  • إذن بعدا أكبر مستطيل هما 4 سم و 3 سم، وأكبر مساحة هي م = 4 × 3 = 12 سم2.
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
•💡 أسرار وتكات التفوق وملاحظات خبير المادة (Expert Notes & Exam Secrets)أسراروتكاتالتفوقوملاحظات
★ فخ المشتقة الثانية البارامترية
  • احذر دائماً عند حساب د2ص/دس2 من اشتقاق البسط والمقام مباشرة
  • الصواب الحتمي هو: د2ص/دس2 = [d/dt (دص/دس)] ÷ (دس/dt)
احذردائماحساباشتقاق
★ الفرق بين النقط الحرجة ونقط الانقلاب
  • النقط الحرجة تبحث عند انعدام المشتقة الأولى د'(س) = 0 أو عدم تعريفها
  • بينما نقط الانقلاب تبحث عند انعدام المشتقة الثانية د''(س) = 0 بشرط تغير إشارة التحدب قبلها وبعدها
تبحثانعدامالمشتقةالأولى
★ مشتقة الدوال المثلثية ذات الأسس
  • إذا كانت ص = ظا3(٥س)
  • تشتق بقاعدة القوس أولاً: دص/دس = 3 ظا2(٥س) × مشتقة الظا وهي قا2(٥س) × مشتقة الزاوية ٥ = 15 ظا2(٥س) قا2(٥س)
كانتتشتقبقاعدةالقوس
•🌍 التطبيقات الحياتية والصناعية والتكنولوجية (Real-World Applications)التطبيقاتالحياتيةوالصناعيةوالتكنولوجية
  • ✔ التصميم الإنشائي للجسور والكباري المعلقة استخدام معادلات التفاضل والمنحنيات لتحديد نقط أقصى إجهاد وأقصى انحناء وانقلاب تحت الأحمال الديناميكية لضمان السلامة الإنشائية ومقاومة الرياح.
  • ✔ الذكاء الاصطناعي وخوارزمية الانحدار التدريجي (Gradient Descent): استخدام المشتقات الجزئية وتدرج الدوال لتقليل دوال الخطأ (Loss Functions) وتحديث أوزان الشبكات العصبية العميقة أثناء تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي.
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 15 / 16
ملخص الدرس

ملخص الدرس

  • ★ الملخص الشامل وخريطة المفاهيم وجداول المقارنة ★
  • 🗺️ الخريطة الذهنية والمفاهيم الجوهرية (Mind Map Outline):
  • ✔ 1. مشتقات الدوال المتسامية: مثلثية (قا، قتا، ظتا، وظا) وأسية طبيعية (هـس) ولوغاريتمية (1/س ولو).
  • ✔ 2. الاشتقاق الضمني والبارامتري: دص/دس = (دص/دن)/(دس/دن)، والمشتقة الثانية د2ص/دس2 = d/dn(دص/دس) · (dn/dx).
  • ✔ 3. المعدلات الزمنية: اشتقاق هندسي بالنسبة لـ dt، السلم المنزلق، والأوعية المخروطية، والبالونات.
  • ✔ 4. سلوك المنحنيات والاستمثال: نقط حرجة (f’=0)، تزايد وتناقص، تحدب ونقط انقلاب (f”=0)، وأكبر مساحة وأقل تكلفة.
  • 📊 جداول المقارنة والتصنيف والتلخيص الشامل:
  • جدول مصفوفة القواعد الشاملة لاشتقاق الدوال المثلثية والأسية واللوغاريتمية
الدالة الأصلية ص = د(س) المشتقة الأولى دص/دس ملاحظات وتطبيقات هندسية
جا(ع) جتا(ع) · ع’ تضرب في مشتقة الزاوية ع’ دائماً
جتا(ع) -جا(ع) · ع’ إشارة سالبة لمشتقة جيب التمام
ظا(ع) قا2(ع) · ع’ موجبة ومربعة دائماً
ظتا(ع) -قتا2(ع) · ع’ إشارة سالبة لمشتقة ظل التمام
قا(ع) قا(ع) ظا(ع) · ع’ مشتقة القاطع
قتا(ع) -قتا(ع) ظتا(ع) · ع’ إشارة سالبة لمشتقة قاطع التمام
هـع هـع · ع’ الدالة الأسية الطبيعية تماثل مشتقتها
أع أع · لو(أ) · ع’ تضرب في اللوغاريتم الطبيعي للأساس أ
لو(ع) ع’ / ع مشتقة ما بداخل اللوغاريتم مقسوماً عليه
  • 💡 كبسولة المراجعة السريعة وأهم فنيات الامتحان:
  • ★ كبسولة تفاضل 1 المشتقة الثانية البارامترية تساوي مشتقة المشتقة الأولى بالنسبة للبارامتر مقسومة على dx/dt.
★ كبسولة تفاضل 2عند حل مسائل المعدلات الزمنية، لا تعوض بالقيم اللحظية للأطوال إلا بعد إتمام الاشتقاق تماماً.
★ كبسولة تفاضل 3تكون النقطة نقطة انقلاب إذا انعدمت المشتقة الثانية د”(س) = 0 وتغيرت إشارة التحدب حولها.
الدرس الأول: اشتقاق الدوال المثلثية والدوال الأسية واللوغاريتمية · 16 / 16