חשבון דיפרנציאלי של פונקציות מעריכיות ולוגריתמיות
יחידה זו מציגה שתי משפחות מרכזיות בחומר הבגרות ל-5 יחידות: הפונקציה המעריכית והפונקציה הלוגריתמית. נפתח בתכונות ובתיאור הגרפי של , נקשר בין פונקציה מעריכית לסדרה הנדסית (בדומה לקשר בין פונקציה לינארית לסדרה חשבונית), ונגדיר את הפונקציה הלוגריתמית כפונקציה ההפוכה למעריכית — כולל השתקפות הגרפים סביב הישר . נכיר את המספר e ואת המשפחה , נגדיר את הלוגריתם הטבעי , ונפתח את כללי הגזירה של ו-. מכאן נבצע חקירה מלאה של פונקציות מעריכיות ולוגריתמיות בשילוב עם כל משפחות הפונקציות שנלמדו (פולינומים, רציונליות, שורש, טריגונומטריות). לסיום ניישם את החומר במודלים של גדילה ודעיכה מעריכית, זמן מחצית חיים, התפרקות תרופות ורדיואקטיבית, תיארוך פחמן-14 והסקאלה הלוגריתמית של סולם ריכטר. נפח גוף סיבוב אינו נכלל ביחידה זו.
מיומנויות ביחידה
פונקציות מעריכיות ולוגריתמיות: תכונות ותיאור גרפי
התלמיד יתאר את התכונות והגרף של פונקציות מעריכיות y=aˣ (תחום, טווח, אסימפטוטה, עלייה/ירידה), יקשר בין פונקציה מעריכית לסדרה הנדסית, ויגדיר את הפונקציה הלוגריתמית כפונקציה ההפוכה למעריכית הנוצרת בהשתקפות סביב הישר y=x
המספר e, המשפחה y=e^(kx) והלוגריתם הטבעי
התלמיד יכיר את המספר e≈2.718 כבסיס הטבעי, יתאר את המשפחה y=e^(kx) (גדילה עבור k>0 ודעיכה עבור k<0), ויגדיר את הלוגריתם הטבעי ln כפונקציה ההפוכה ל-eˣ, כולל הזהויות e^(ln x)=x ו-ln(eˣ)=x
נגזרות של פונקציות מעריכיות ולוגריתמיות
התלמיד יגזור פונקציות מהצורה eˣ, e^(f(x)), aˣ, ln(x) ו-ln(f(x)) באמצעות הנוסחאות (eˣ)'=eˣ, (e^(f(x)))'=f'(x)·e^(f(x)), (aˣ)'=aˣ·ln a ו-(ln f(x))'=f'(x)/f(x), בשילוב כללי המכפלה, המנה והשרשרת
חקירה מלאה של פונקציות מעריכיות ולוגריתמיות
התלמיד יבצע חקירה מלאה של פונקציות הכוללות eˣ, e^(f(x)) ו-ln(f(x)) בשילוב עם פולינומים ופונקציות רציונליות: תחום הגדרה, חיתוך עם הצירים, אסימפטוטות, נקודות קיצון לפי הנגזרת הראשונה ותחומי עלייה/ירידה