חשבון דיפרנציאלי ואנליזה
MATH-G12-4U-09

חשבון דיפרנציאלי של פונקציות מעריכיות ולוגריתמיות

יחידה זו מרחיבה את החשבון הדיפרנציאלי שנלמד בכיתות י' ו-י"א אל משפחת הפונקציות המעריכיות והלוגריתמיות בבסיס e — נושא מרכזי בבחינת הבגרות ל-4 יח"ל. נפתח בהיכרות עם המספר e ובנגזרת היסודית (ex)=ex(e^{x})'=e^{x}, ונרחיב אותה בעזרת כלל השרשרת לפונקציות מורכבות מהצורה ef(x)e^{f(x)} כאשר f(x) פולינום. נמשיך לנגזרת הלוגריתם הטבעי,(lnx)=1x, (\ln x)'=\frac{1}{x}, ולנגזרת lnf(x)(\ln f(x) (כאשר f פולינום עד מדרגה שנייה) תוך הקפדה על תחום ההגדרה. בעזרת הנגזרת נמצא משוואת משיק לגרף בנקודה ונבצע חקירה מלאה של פונקציה: תחום הגדרה, נקודות חיתוך עם הצירים, תחומי עלייה וירידה, נקודות קיצון (מקומי ומוחלט), תחומי חיוביות ושליליות, זוגיות/אי-זוגיות, אסימפטוטות מאונכות, וסרטוט סקיצה. לסיום נשלב את הפונקציות הללו עם פולינומים ועם פונקציות רציונליות — סכום, מכפלה, מנה והרכבה (שני שלבים בלבד) — ונקשר בין גרף הפונקציה לגרף הנגזרת. כל זאת בבסיס e בלבד; הנגזרת השנייה מחוץ לתוכנית 4 יח"ל, וכל שאלה משתמשת בפרמטר אחד לכל היותר.

4 מיומנויות200 דקות

מיומנויות ביחידה

1

נגזרת של פונקציה מעריכית (בסיס e)

התלמיד יגזור את הפונקציה eˣ ויישם את כלל השרשרת לגזירת פונקציות מורכבות מהצורה e^{f(x)} כאשר f(x) פולינום, כולל כפל בקבוע וסכום

היכרות
2

נגזרת של פונקציה לוגריתמית (בסיס e)

התלמיד יגזור את הלוגריתם הטבעי ln x ויישם את כלל השרשרת לגזירת ln f(x) (f פולינום עד מדרגה שנייה), תוך מציאת תחום ההגדרה של הפונקציה

היכרות
3

משוואת משיק וחקירת פונקציה

התלמיד ימצא משוואת משיק לגרף של פונקציה מעריכית או לוגריתמית בנקודה נתונה, ויבצע חקירה מלאה — תחום, חיתוכים, עלייה/ירידה, נקודות קיצון, חיוביות וסקיצה

תרגול
4

שילוב עם פולינום ופונקציה רציונלית

התלמיד יגזור ויחקור צירופים של פונקציות מעריכיות ולוגריתמיות עם פולינומים ופונקציות רציונליות — סכום, מכפלה, מנה והרכבה בת שני שלבים — וימצא את נקודות הקיצון שלהם

אתגר