Dabour Hub EGالمنهج المصري · ثانوية عامة وإعدادية
الدرس 2-1: الدالة التربيعية وتمثيلها بيانيًا

الدرس 2-1: الدالة التربيعية وتمثيلها بيانيًا

النقطة 1 من 5 — الوحدة الثانية: الجبر والعلاقات والدوال — الدالة التربيعية والكسور الجبرية النسبيةبنك الأسئلة: 0 سؤال (0 مصوّر)

01 الدرس 2-1: الدالة التربيعية وتمثيلها بيانيًا

2-1-1 تعريف الدالة التربيعية

الدالة التربيعية دالة أعلى قوة للمتغير فيها هي 2، وصورتها العامة \[\begin{gathered}f(x) = \,\text{ax}^{2} + \,\text{bx} + c\end{gathered}\] حيث a ≠ 0.

\[\begin{gathered}f(x) = \,\text{ax}^{2} + \,\text{bx} + c\end{gathered}\]

  • a و b و c أعداد حقيقية وa لا تساوي صفرًا.
  • مجال الدالة التربيعية هو ℝ.
  • تمثيلها البياني منحنى يسمى القطع المكافئ.

لاحظ: إذا كانت a = 0 اختفى الحد x² وأصبحت الدالة خطية.

علّل: مجال الدالة التربيعية هو ℝ لأننا نستطيع تعويض أي عدد حقيقي في قاعدتها.

✍️ أمثلة محلولة

مثال 1: هل \[\begin{gathered}f(x) = 3x - x^{2} + 5\end{gathered}\] دالة تربيعية؟ حدد a و b و c.

الحل:

نرتب الحدود: \[\begin{gathered}f(x) = -x^{2} + 3x + 5\end{gathered}\]

أعلى قوة هي 2 ومعاملها −1 ≠ 0.

إذن الدالة تربيعية.

a = −1 ، b = 3 ، c = 5

✍️ أمثلة محلولة

مثال 2: هل \[\begin{gathered}h(x) = (x - 1)(x + 2)\end{gathered}\] دالة تربيعية؟

الحل:

نفك القوسين: x² + 2x − x − 2

\[\begin{gathered}h(x) = x^{2} + x - 2\end{gathered}\]

a = 1 ≠ 0.

إذن الدالة تربيعية وفيها a = 1 ، b = 1 ، c = −2.

✍️ أمثلة محلولة

مثال 3: أي الدوال الآتية تربيعية: \[\begin{gathered}f(x) = 2x + 1\end{gathered}\] ، \[\begin{gathered}g(x) = x^{3} + x\end{gathered}\] ، \[\begin{gathered}k(x) = 5 - x^{2}\end{gathered}\]؟

الحل:

f خطية لأن أعلى قوة 1.

g أعلى قوة فيها 3.

\[\begin{gathered}k(x) = -x^{2} + 5\end{gathered}\] أعلى قوة 2.

إذن k وحدها تربيعية.

تذكر: الأخطاء الشائعة:

  • اعتبار الدالة تربيعية وإن كانت a = 0.
  • عدم ترتيب الحدود قبل تحديد a و b و c.
  • تحديد a بإشارة خاطئة في −x².

2-1-2 قيمة الدالة وتحقق النقطة من المنحنى

نقطة (p ، q) تقع على منحنى الدالة f إذا وفقط إذا كان f(p) = q.

f(p) = q

  • نعوض قيمة x في القاعدة.
  • نضع الأقواس حول الأعداد السالبة.

لاحظ: (−2)² = 4 بينما −2² = −4.

✍️ أمثلة محلولة

مثال 1: إذا كانت \[\begin{gathered}f(x) = 2x^{2} - 3x + 1\end{gathered}\] فأوجد f(−2).

الحل:

\[\begin{gathered}f(-2) = 2 \times (-2)^{2} - 3 \times (-2) + 1\end{gathered}\]

= 2 × 4 + 6 + 1

= 15

الصورة تساوي 4.

إذن النقطة (3 ، 4) على المنحنى.

✍️ أمثلة محلولة

مثال 3: إذا كان \[\begin{gathered}f(x) = 4x^{2} - 2x\end{gathered}\] فأوجد \(f\left(\dfrac{1}{2}\right)\).

الحل:

\[\begin{gathered}f\left(\dfrac{1}{2}\right) = 4 \times \left(\dfrac{1}{4}\right) - 2 \times \left(\dfrac{1}{2}\right)\end{gathered}\]

= 1 − 1

= 0

تذكر: الأخطاء الشائعة:

  • كتابة −2² = 4.
  • نسيان ضرب المعامل في المربع.
  • الحكم على النقطة دون تعويض.

2-1-3 صيغة الرأس

صيغة الرأس هي \[\begin{gathered}f(x) = a(x - h)^{2} + k\end{gathered}\]، ورأس المنحنى هو النقطة (h ، k) ومحور تماثله x = h.

\[\begin{gathered}f(x) = a(x - h)^{2} + k\end{gathered}\]

  • الرأس (h ، k).
  • محور التماثل x = h.
  • إذا كانت a > 0 فللدالة قيمة صغرى هي k.
  • إذا كانت a < 0 فللدالة قيمة عظمى هي k.

لاحظ: \[\begin{gathered}(x + 1) = x - (-1)\end{gathered}\] فتكون h = −1.

علّل: القيمة k هي أصغر أو أكبر قيمة لأن المقدار a(x − h)² لا يتغير إشارته ويساوي صفرًا عند x = h.

✍️ أمثلة محلولة

مثال 1: حدد الرأس ومحور التماثل ونوع القيمة القصوى لـ \[\begin{gathered}f(x) = (x - 3)^{2} + 1\end{gathered}\].

الحل:

a = 1 ، h = 3 ، k = 1

الرأس (3 ، 1)

محور التماثل x = 3

a > 0 فالقيمة الصغرى 1.

✍️ أمثلة محلولة

مثال 2: حدد الرأس والقيمة القصوى لـ \[\begin{gathered}f(x) = -2(x + 1)^{2} + 5\end{gathered}\].

الحل:

h = −1 ، k = 5 ، a = −2

الرأس (−1 ، 5)

محور التماثل x = −1

a < 0 فالقيمة العظمى 5.

✍️ أمثلة محلولة

مثال 3: حدد الرأس لـ \[\begin{gathered}f(x) = 3(x - 5)^{2}\end{gathered}\].

الحل:

h = 5 ، k = 0

الرأس (5 ، 0) ويقع على محور السينات.

القيمة الصغرى 0 لأن a > 0.

تذكر: الأخطاء الشائعة:

  • أخذ h بنفس إشارة ما داخل القوس.
  • الخلط بين القيمة العظمى والصغرى.
  • نسيان k عندما تكون الدالة (x − h)² فقط (k = 0).

2-1-4 كتابة معادلة الدالة من رأسها ونقطة عليها

نكتب \[\begin{gathered}f(x) = a(x - h)^{2} + k\end{gathered}\] بإحداثيات الرأس، ثم نعوض النقطة لإيجاد a.

  • نعوض h و k.
  • نعوض النقطة المعلومة لإيجاد a.
  • نكتب القاعدة النهائية.

تذكر: يمكن التحقق بتعويض النقطة في القاعدة النهائية.

✍️ أمثلة محلولة

مثال 1: اكتب الدالة التي رأسها (4 ، −3) وتمر بالنقطة (5 ، −1).

الحل:

\[\begin{gathered}f(x) = a(x - 4)^{2} - 3\end{gathered}\]

\[\begin{gathered}-1 = a(1)^{2} - 3\end{gathered}\]

a = 2

\[\begin{gathered}f(x) = 2(x - 4)^{2} - 3\end{gathered}\]

تذكر: الأخطاء الشائعة:

  • نسيان إشارة h.
  • حل خاطئ لقيمة a.

2-1-5 رسم منحنى الدالة التربيعية

نعين الرأس ومحور التماثل ثم نكون جدول قيم لنقاط على جانبي المحور ونصل بينها بمنحنى أملس.

  • نعين الرأس (h ، k).
  • نختار قيم x متماثلة على جانبي h.
  • نعين النقاط ونصل بينها.
  • نكتب المدى ونحدد المقطع الصادي f(0).

لاحظ: المدى [k ، ∞) عند a > 0 و (−∞ ، k] عند a < 0.

✍️ أمثلة محلولة

مثال 1: مثّل \[\begin{gathered}f(x) = (x - 2)^{2} - 1\end{gathered}\].

الحل:

الرأس (2 ، −1) ، محور التماثل x = 2

x : 0 ، 1 ، 2 ، 3 ، 4

f(x) : 3 ، 0 ، −1 ، 0 ، 3

المقطع الصادي 3

المدى [−1 ، ∞)

✍️ أمثلة محلولة

مثال 2: مثّل \[\begin{gathered}f(x) = -(x + 1)^{2} + 4\end{gathered}\].

الحل:

الرأس (−1 ، 4) والمنحنى مفتوح لأسفل.

x : −3 ، −2 ، −1 ، 0 ، 1

f(x) : 0 ، 3 ، 4 ، 3 ، 0

المقطع الصادي 3

المدى (−∞ ، 4]

✍️ أمثلة محلولة

مثال 3: مثّل \[\begin{gathered}f(x) = 2(x - 1)^{2} - 2\end{gathered}\].

الحل:

الرأس (1 ، −2)

x : −1 ، 0 ، 1 ، 2 ، 3

f(x) : 6 ، 0 ، −2 ، 0 ، 6

المقطع الصادي 0 (المنحنى يمر بالأصل)

المدى [−2 ، ∞)

تذكر: الأخطاء الشائعة:

  • اختيار قيم x من جهة واحدة.
  • وصل النقاط بخطوط مستقيمة.
  • كتابة المدى ℝ.

2-1-6 إيجاد الرأس من الصورة العامة

في \[\begin{gathered}f(x) = \,\text{ax}^{2} + \,\text{bx} + c\end{gathered}\] تكون \[\begin{gathered}h = -b \div (2a)\end{gathered}\] و k = f(h).

\[\begin{gathered}h = -b \div (2a)\end{gathered}\]

k = f(h)

  • نحسب h ثم نعوضها في الدالة.
  • أو نحول الدالة إلى صيغة الرأس بإكمال المربع.

تذكر: ابدأ دائمًا بإشارة b الأصلية: h = −b ÷ 2a.

✍️ أمثلة محلولة

مثال 1: أوجد رأس \[\begin{gathered}f(x) = x^{2} - 6x + 5\end{gathered}\].

الحل:

\[\begin{gathered}h = 6 \div 2 = 3\end{gathered}\]

\[\begin{gathered}k = 9 - 18 + 5 = -4\end{gathered}\]

الرأس (3 ، −4) والقيمة الصغرى −4.

بإكمال المربع: (x − 3)² − 4 ✓

✍️ أمثلة محلولة

مثال 2: أوجد القيمة العظمى لـ \[\begin{gathered}f(x) = -x^{2} + 4x + 1\end{gathered}\].

الحل:

\[\begin{gathered}h = -4 \div (-2) = 2\end{gathered}\]

\[\begin{gathered}k = -4 + 8 + 1 = 5\end{gathered}\]

القيمة العظمى 5 عند x = 2.

✍️ أمثلة محلولة

مثال 3: أوجد رأس \[\begin{gathered}f(x) = 2x^{2} + 8x + 3\end{gathered}\].

الحل:

\[\begin{gathered}h = -8 \div 4 = -2\end{gathered}\]

\[\begin{gathered}k = 2 \times 4 - 16 + 3 = -5\end{gathered}\]

الرأس (−2 ، −5) والقيمة الصغرى −5.

تذكر: الأخطاء الشائعة:

  • نسيان إشارة b في القانون.
  • إيجاد h دون k.
  • ذكر القيمة العظمى مع a موجبة.

2-1-7 تطبيقات القيمة العظمى والصغرى

نكتب المقدار المطلوب كدالة تربيعية ونوجد قيمتها العظمى أو الصغرى عند الرأس.

  • المقدار الأقصى يكون عند الرأس إذا كانت a < 0.
  • المقدار الأدنى يكون عند الرأس إذا كانت a > 0.

لاحظ: المربع له أكبر مساحة بين المستطيلات ذات المحيط الواحد.

✍️ أمثلة محلولة

مثال 1: ارتفاع كرة \[\begin{gathered}h(t) = -5t^{2} + 20t\end{gathered}\] متر بعد t ثانية. أوجد أقصى ارتفاع.

الحل:

\[\begin{gathered}t = -20 \div (-10) = 2\end{gathered}\]

\[\begin{gathered}h(2) = -20 + 40 = 20\end{gathered}\]

أقصى ارتفاع 20 مترًا بعد ثانيتين.

✍️ أمثلة محلولة

مثال 2: سياج طوله 40 م يحيط بأرض مستطيلة. أوجد أكبر مساحة.

الحل:

الطول x والعرض 20 − x

\[\begin{gathered}A(x) = x(20 - x) = -x^{2} + 20x\end{gathered}\]

x = 10

A(10) = 100

أكبر مساحة 100 م².

✍️ أمثلة محلولة

مثال 3: عددان مجموعهما 10، أوجد أكبر حاصل ضرب لهما.

الحل:

العددان x و 10 − x

\[\begin{gathered}P(x) = x(10 - x) = -x^{2} + 10x\end{gathered}\]

x = 5

P(5) = 25

أكبر حاصل ضرب 25.

تذكر: الأخطاء الشائعة:

  • نسيان كتابة الدالة بدلالة متغير واحد.
  • ذكر الرأس بدل القيمة المطلوبة.

📝 بنك أسئلة هذه النقطة

0 سؤال مرتبط بهذه النقطة فقط، منها 0 سؤال بالصور.