נגזרות קוסינוס וטנגנס וחקירת הרכבות/מנה/מכפלה

30%
📖שיעור
50 דקות

נגזרות קוסינוס וטנגנס וחקירת הרכבות/מנה/מכפלה

נגזור את הקוסינוס והטנגנס, ונחשב נגזרות של הרכבות (ארגומנט לינארי), מכפלות ומנות של פונקציות טריגונומטריות בעזרת כללי השרשרת, המכפלה והמנה.

נגזרות קוסינוס וטנגנס וחקירת הרכבות/מנה/מכפלה

מבוא

מטרות השיעור

  • לדעת את הנגזרות היסודיות: ו-.
  • ליישם את כלל השרשרת על ארגומנט לינארי: .
  • ליישם את כלל המכפלה וכלל המנה על צירופים של פונקציות טריגונומטריות.
  • לחקור פונקציות מורכבות ולמצוא תחומי עלייה/ירידה ונקודות קיצון.

הרעיון המרכזי

נגזרות יסודיות וכללים

נגזרות יסודיות (ברדיאנים):

כלל השרשרת (ארגומנט לינארי):

כלל המכפלה: (uv)' = u'v + uv'

כלל המנה:

גזירת הטנגנס מכלל המנה

מאחר ש-, נפעיל את כלל המנה:

השתמשנו בזהות הפיתגורית .


דוגמאות מפורטות

דוגמה 1: נגזרת קוסינוס עם ארגומנט לינארי

גזרו: f(x)=cos⁡(3x)f(x) = \cos (3x)

1

שלב 1 — נגזרת חיצונית

(cos⁡u)′=−sin⁡u(\cos u)' = -\sin u

דוגמה 2: נגזרת מכפלה

גזרו: f(x)=x⋅sin⁡xf(x) = x \cdot \sin x

1

שלב 1 — זיהוי גורמים

u=x,v=sin⁡xu = x, v = \sin x

דוגמה 3: נגזרת מכפלת sin·cos

גזרו: f(x)=sin⁡x⋅cos⁡xf(x) = \sin x \cdot \cos x

1

שלב 1 — כלל המכפלה

u=sin⁡x,v=cos⁡x;u′=cos⁡x,v′=−sin⁡xu = \sin x, v = \cos x; u' = \cos x, v' = -\sin x

דוגמה 4: נגזרת מנה

גזרו: f(x)=sin⁡xxf(x) = \sin \frac{x}{x}

1

שלב 1 — כלל המנה

u=sin⁡x,v=x;u′=cos⁡x,v′=1u = \sin x, v = x; u' = \cos x, v' = 1

דוגמה 5: חקירה — נקודת קיצון

מצאו את הנקודה החשודה לקיצון של f(x)=sin⁡xf(x) = \sin x בתחום [0,π][0, \pi ]

, מקסימום בערך 1.

1

שלב 1 — נגזרת

f′(x)=cos⁡xf'(x) = \cos x

בדיקה מהירה


טעויות נפוצות

טעות נפוצה: שוכחים את הסימן בנגזרת הקוסינוס

טעות:

נכון:

למה זה קורה?

כותבים (cos⁡x)′=sin⁡x(\cos x)' = \sin x במקום −sin⁡x-\sin x.

איך מתקנים?

הקוסינוס יורד בתחום [0,π][0, \pi ], ולכן נגזרתו שלילית שם: (cos⁡x)′=−sin⁡x(\cos x)' = -\sin x.

טעות נפוצה: מתעלמים מכלל השרשרת

טעות:

נכון:

למה זה קורה?

גוזרים cos⁡(3x)\cos (3x) ל-−sin⁡(3x)-\sin (3x) בלי הנגזרת הפנימית.

איך מתקנים?

(cos⁡(bx))′=−b⋅sin⁡(bx)(\cos (bx))' = -b \cdot \sin (bx). יש להכפיל בנגזרת הפנימית b.

טעות נפוצה: גוזרים מכפלה כמכפלת נגזרות

, ולא .

למה זה קורה?

חושבים ש-(uv)′=u′⋅v′(uv)' = u' \cdot v'.

איך מתקנים?

כלל המכפלה: (uv)′=u′v+uv′(uv)' = u'v + uv'. אסור לכפול את הנגזרות בלבד.

טעות נפוצה: טועים בנגזרת הטנגנס

נכון:

למה זה קורה?

כותבים (tan⁡x)′=1sin⁡2x(\tan x)' = \frac{1}{\sin ^{2}}x.

איך מתקנים?

(tan⁡x)′=1cos⁡2x(\tan x)' = \frac{1}{\cos ^{2}}x. מתקבל מכלל המנה על sin⁡xcos⁡x\sin \frac{x}{\cos } x.

בדיקה מהירה

מהי הנגזרת של f(x)=cos⁡xf(x) = \cos x?

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם

תשובה קצרה

גזרו את f(x)=x⋅sin⁡xf(x) = x \cdot \sin x. כתבו את הנגזרת f'(x).

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם

תשובה מספרית

מהו ערך הנגזרת של f(x)=sin⁡(2x)f(x) = \sin (2x) בנקודה x=0x = 0?

כדי לבדוק, סמנו או הקלידו תשובה קודם

סיכום

מה למדנו?

נגזרות יסודיות:

כללים:

  • שרשרת (לינארי):
  • מכפלה: (uv)' = u'v + uv'
  • מנה:

טיפ לחקירה: השווּ את הנגזרת לאפס כדי לאתר נקודות חשודות לקיצון, ובדקו את סימן הנגזרת מסביבן.


תרגול נוסף

עברו לתרגול כדי להתאמן על נגזרות הקוסינוס, הטנגנס והרכבות, מכפלות ומנות!

תרגול