חשבון דיפרנציאלי — תרגול נגזרות לבגרות 4 יח"ל (כיתה י"א)

מפתח תשובות ופתרונות

1. −4 — השיפוע הוא $f'(x)$ בנקודה. $f'(x) = 2x - 10$. נציב $x = 3: f'(3) = -4$.
2. $12x^{2} - 4$ — $f'(x) = 4x^{3} - 4x$, ולכן $f''(x) = 12x^{2} - 4 ($גוזרים פעמיים).
3. 4 — השיפוע הוא $f'(x)$ בנקודה. $f'(x) = 2x + 4$. נציב $x = 0: f'(0) = 4$.
4. 2 — $f'(x) = 6x^{2} - 6$. מאפסים את הנגזרת — מספר הפתרונות הריאליים שבהם הנגזרת מחליפה סימן הוא 2 (נקודות $x = -1, 1)$.
5. 6x + 4 — גוזרים איבר־איבר לפי כלל החזקה $(x^{n})' = n \cdot x^{n-1}: f'(x) = 6x + 4$. נגזרת של איבר קבוע שווה 0.
6. $-4(1-x)^{3}$ — $4(1-x)^{3}$ כפול נגזרת פנימית $(-1) = -4(1-x)^{3}$.
7. 5 — נגזרת של ax היא a. כאן $f'(x)=5$.
8. 7 — גוזרים איבר־איבר לפי כלל החזקה $(x^{n})' = n \cdot x^{n-1}: f'(x) = 7$. נגזרת של איבר קבוע שווה 0.
9. 2x − 1 — גוזרים איבר־איבר לפי כלל החזקה $(x^{n})' = n \cdot x^{n-1}: f'(x) = 2x - 1$. נגזרת של איבר קבוע שווה 0.
10. $\frac{1}{2\sqrt{x}}$ — נגזרת של $\sqrt{x} = x^{\frac{1}{2}}$ היא $(\frac{1}{2})x^{-\frac{1}{2}} = \frac{1}{2\sqrt{x}}$.
11. $3x^{2} - 9$ — גוזרים איבר־איבר לפי כלל החזקה $(x^{n})' = n \cdot x^{n-1}: f'(x) = 3x^{2} - 9$. נגזרת של איבר קבוע שווה 0.
12. 128 — $y=16-x. S=x^{2}+(16-x)^{2}. S'=2x-2(16-x)=4x-32=0 ⇒ x=8,y=8. S=64+64=128$.
13. 1 — השיפוע הוא $f'(x)$ בנקודה. $f'(x) = 3x^{2} - 2$. נציב $x = 1: f'(1) = 1$.
14. $y = 3x - 2$ — שיפוע: $f'(x) = 3x^{2}$, ובנקודה $m = 3$. ערך הפונקציה: $f(1) = 1$. משוואת המשיק: $y - 1 = 3(x - 1) ⇒ y = 3x - 2$.
15. 2 — השיפוע הוא $f'(x)$ בנקודה. $f'(x) = -2x + 6$. נציב $x = 2: f'(2) = 2$.
16. −13 — השיפוע הוא $f'(x)$ בנקודה. $f'(x) = 6x - 1$. נציב $x = -2: f'(-2) = -13$.
17. $6 \times 6$ — $y=12-x, A=x(12-x), A'=12-2x=0 ⇒ x=6,y=6$. ריבוע $6 \times 6$.
18. עולה ב-x < 1, יורדת ב-x > 1 — $f'(x) = -2x + 2$. מאפסים: $x = 1$. מכיוון ש-a < 0, הפונקציה עולה ואז יורדת סביב $x = 1$. לכן: עולה ב-x < 1, יורדת ב-x > 1.
19. −4 — השיפוע הוא $f'(x)$ בנקודה. $f'(x) = 8x + 4$. נציב $x = -1: f'(-1) = -4$.
20. 1 — השיפוע הוא $f'(x)$ בנקודה. $f'(x) = 2x - 3$. נציב $x = 2: f'(2) = 1$.
21. 2x − 8 — גוזרים איבר־איבר לפי כלל החזקה $(x^{n})' = n \cdot x^{n-1}: f'(x) = 2x - 8$. נגזרת של איבר קבוע שווה 0.
22. 2x + 1 — פתח: $x^{2}+x-2$, נגזרת 2x+1.
23. 2 — $f''(x) = 12x^{2} - 24x$. מספר הנקודות שבהן f'' מתאפסת ומחליפה סימן הוא 2.
24. 2 — $V=x(12-2x)^{2}. V'=(12-2x)^{2}+x \cdot 2(12-2x)(-2)=(12-2x)(12-6x)=0 ⇒ x=2 (x=6$ פוסל$). x=2$.
25. 10(5x+3) — 2(5x+3) כפול $5 = 10(5x+3)$.
26. $-2\frac{x}{x^{2}+1}^{2}$ — $[0 \cdot (x^{2}+1) - 1 \cdot 2x]/(x^{2}+1)^{2} = -2\frac{x}{x^{2}+1}^{2}$.
27. $-9x^{2} + 2x - 1$ — גוזרים איבר־איבר לפי כלל החזקה $(x^{n})' = n \cdot x^{n-1}: f'(x) = -9x^{2} + 2x - 1$. נגזרת של איבר קבוע שווה 0.
28. $-\frac{12}{x}^{3}$ — נגזרת של $6x^{-2}$ היא $-12x^{-3} = -\frac{12}{x}^{3}$.
29. $y = 4x - 4$ — שיפוע: $f'(x) = 2x$, ובנקודה $m = 4$. ערך הפונקציה: $f(2) = 4$. משוואת המשיק: $y - 4 = 4(x - 2) ⇒ y = 4x - 4$.
30. 12 — $y=\frac{36}{x}, S=x+\frac{36}{x}. S'=1-\frac{36}{x}^{2}=0 ⇒ x^{2}=36 ⇒ x=6, y=6. S=12$.
31. יורדת ב-x < 1, עולה ב-x > 1 — $f'(x) = 4x - 4$. מאפסים: $x = 1$. מכיוון ש-a > 0, הפונקציה יורדת ואז עולה סביב $x = 1$. לכן: יורדת ב-x < 1, עולה ב-x > 1.
32. $y = 2x$ — שיפוע: $f'(x) = 2x$, ובנקודה $m = 2$. ערך הפונקציה: $f(1) = 2$. משוואת המשיק: $y - 2 = 2(x - 1) ⇒ y = 2x$.
33. 8 — השיפוע הוא $f'(x)$ בנקודה. $f'(x) = 4x - 8$. נציב $x = 4: f'(4) = 8$.
34. $-\frac{2}{x-1}^{2}$ — $[(1)(x-1)-(x+1)(1)]/(x-1)^{2} = \frac{x-1-x-1}{x-1}^{2} = -\frac{2}{x-1}^{2}$.
35. 25 — היקף $20 ⇒ x+y=10, A=x(10-x), A'=10-2x=0 ⇒ x=5 ($ריבוע$). A=25$.