رياضيات فصل ثاني

العاشر

icon

أتحقق من فهمي  صفحة 33

تمثل الأزواج المرتبة للعلاقة  ( -3,1) , ( -4 , 3) , ( 4,3)  إحداثيات رؤوس المثلث ABC. أجد العلاقة العكسية ، ثم أمثل بيانيا العلاقة والعلاقة العكسية على المستوى الإحداثي نفسه.

الحل:

العلاقة العكسية :

 (1, -3) , ( 3, -4) , (3,4)


أتحقق من فهمي  صفحة 36

أجد الاقتران العكسي لكل من الاقترانين الآتيين : 

a) h(x) = 7x + 5

y = 7x +5

y - 5 = 7x

y -5 7= xh-1(x) =x - 57

b) g(x) = x2 +2x , x0

y = x2 +2

y - 2 = x2

y -2 = xg-1(x) = x -2   , x2


أتحقق من فهمي  صفحة 37

أثبت أن كلا من الاقترانين f(x) = 4x -8 و g(x) = x4 +2  هو اقتران عكسي للآخر.

الحل:

( fg)(x) = f(g(x))              = f(x4+2)                = 4( x4+2) - 8              = x +8 -8               = x( gf)(x) = g(f(x))               = g ( 4x -8)               =(4x -84+2)               = x-2+2               = x 


أتحقق من فهمي  صفحة 38

أجد مجال g(x) = 3x +12 - 2 ومداه ، ثم أجد الاقتران العكسي له.

الحل :

3x +1203x  -12x-123x -4 

المجال : x : x -4

المدى :  y : y  -2

y =3x +12 -2y +2 = 3x +12( y+2)2 =3x +12y2 +4y +4 = 3x +12y2 +4y -8 = 3xy2 +4y -83= xf-1(x) =x2  +4x -83


أتحقق من فهمي  صفحة 39

يرتبط محيط الرأس C  للطفل بطوله H ( كلا القياسين بالسنتيمتر) عن طريق الاقتران :

 :H(C) = 2.15 C - 26.75 

a) أكتب اقترانا يعبر عن محيط الرأس C بدلالة طول الطفل H .

الحل :

H = 2.15C -26.75

H +26.75 = 2.15C

H +26.752.15= C

b) أجد محيط رأس طفل طوله  66cm 

الحل:

C(H) =H +26.752.15C( 66) =66+ 26.752.15C( 66 )  43.13


أتدرب و أحل المسائل 

أحدد الاقتران الذي له اقتران عكسي في كل مما يأتي ، مبررا إجابتي ، ثم أكتب الاقتران العكسي ( إن وجد) :

1. f = ( 2,6) , ( -3 ,6) , ( 4,9) , (1,10) 

الحل :

ليس له اقتران عكسي لأنه ليس واحد لواحد حيث 2 و 3- مرتبطين مع 6

2. h= (0,0) , ( 1,1) , (2,16) , ( 3,81) 

الحل :

له اقتران عكسي لأنه واحد لواحد

h-1 =  ( 0,0) , ( 1,1) , ( 16,2) ,( 81,3)

3.

الحل :

له اقتران عكسي لأنه اقتران واحد لواحد

f-1 = (7,4) , (9,5) , ( 13,7) ,( 15,8)

 

4.

الحل:

ليس له اقتران عكسي لأنه ليس اقتران واحد لواحد حيث 3 و 3- مرتبطين مع 3


إذا كان f(x) =3( x2+4)، فأجد قيمة كل مما يأتي :

5. f( -2)

الحل

f( -2) = 3( -22+4)           = 3( -1+4)           = 3(3)           =9

6. f(4)

الحل

f(4) = 3 (42+4)       = 3( 2+4)       = 3(6)       = 18

7. f -1(9)

الحل

y = 3(x2+4)y =32x +12y -12 =32x2y -24 = 3xx =2y -243f-1(x) =2x -243f-1(9) =2(9) -243f-1(9) = 18 -243f-1(9) =-63 = -2

8. f -1(18)

الحل

f-1(x) = 2x -243f-1(18) =2(18) -243f-1(18) =36 -243f-1 (18) =123= 4


أجد الاقتران العكسي لكل من الاقترانات الآتية :

9. f(x) =x +7

الحل:

y = x +7

y-7 = x

f-1(x) = x - 7

10. f(x) = 8x

الحل

y = 8xyx= xf-1(x) =x8

11. f(x) = x2+6 =

الحل

y =x2+6y -6 = x22y -12 = xf-1(x) = 2x - 12

12. f(x)= 3x -65 =

الحل

 y =3x -655y = 3x -65y +6 = 3xx =5y +63f-1 (x) =5x +63

13. f(x) = 4x3

الحل

 y = 4x3y4= x3y4 3= xf-1(x) =x43

14. g(x) =4+ 6 - 3x , x2

الحل

 y = 4 +6 -3xy-4 = 6 -3x( y-4)2 = 6-3x3x = 6- (y-4)2 x = 6 -(y -4)23f-1(x) = 6 - ( x  -4)23

15. g(x) = 8-3x5x , x0 

y =8 -3x5xy =85x-35y +35= 85x5x8 = 1y + 355x =   8   y +35x =85 ( y +35)x =85y +3f-1(x) = 85x +3 

16. j(x) =(x -2)2 +4 , x2

y = ( x-2)2 +4  y -4 = (x -2)2 y -4 = x-2y -4 +2 =xf-1 (x) =x -4 + 2


17. أثبت أن كلا من الاقترانين f(x) , g(x)  هو اقتران عكسي للآخر :

f(x) = ( x+3)2 , x -3 , g(x) = -3 +x -2 , x2

( fg)(x) = f(g(x))              = f( -3+ x -2 )              = ( -3 +x-2 +3)2 +2                      = ( x - 2)2 +2              = x-2 +2              = x( gf)(x) = g(f(x))                = g( (x+3)2 +2)               = -3 + ( (x+3)2 +2 ) -2               = -3 +( x+3)2               = -3 + x +3               = x


18.  أثبت أن f(x) =xx-1  , x 1هو اقتران عكسي لنفسه .

( ff)(x) = f(f(x))               = f( xx -1)              = xx - 1xx-1-1            = xx-1xx -1- x -1x-1            = xx -1x -x +1x -1            = (xx -1 )( x -11)            = x


19.  صناعة إذا كان C(x)  يمثل التكلفة C  بالدينار لإنتاج x وحدة من مصابيح الإنارة ، فماذا يمثل المقدار  C -1 ( 23000) ؟ 

يمثل عدد المصابيح المنتجة إذا كانت الكلفة 23000


20. أرسم منحنى الاقتران العكسي للاقتران f المجاور في المستوى الإحداثي نفسه، معينا المجال و المدى لكل من f  و f-1 .

الحل :

مجال f  هو 4 , 0مدى f هو  6 , 2 -مجال 1-f  هو 6 , 2-مدى 1-f هو 4 , 0


21. أجد الاقتران العكسي للاقتران :

  -3 x1, f(x) = x2 -2x +5 , ثم أمثل f(x) و f-1 (x) بيانيا في المستوى الإحداثي نفسه .

إرشاد : أكتب f(x)  بصورة  ( x+b)2 +c  باستعمال إكمال المربع )

y = x2 - 2x +5y +1 = x2 -2x +1 +5y +1 = (x -1)2 +5 y +1 -5 = (x -1)2 x -1 = y -4x - 1 =y -4                              x -1 = -y -4x =y -4 + 1     مرفوض              x = 1 -y -4                                               f-1 (x) =1 -y -4 


22. كيمياء : في دورق 100ml من أحد المحاليل ، منها 25ml من حامض الهيدروكلوريك . إذا أضيف إلى الدورق  n ml من محلول مشابه ، تركيز الحامض فيه 60% ، فإن تركيز الحامض في الدورق يعطى بالاقتران  C(n) =25 +0.6 n100 +n. أعبر عن n بصورة اقتران بدلالة التركيز C، ثم أجد عدد المليمترات n التي يجب إضافتها ليصبح تركيز الحامض في الدورق 50% .

y = 25 +0.6n100+ n0.6n -ny = 100y -25n( 0.6 -y) 100y - 25n =100 y -250.6 - y n(C) = 100C -250.6 - Cn( 0.5) =100 (0.5) -250.6 - (0.5)           =250.1           = 250


23. أحل المسألأة الواردة في بداية الدرس.

يستعمل الاقتران  L = 0.5w +3  لإيجاد طول الزنبرك L  بالسنتميترات في الميزان الزنبركي عند قياس كتلة الجسم w بالكيلوغرام. هل يمكن إيجاد اقتران آخر يستعمل لإيجاد كتلة الجسم إذا علم طول الزنبرك ؟

 

 

 

نعم فالاقتران العكسي يبين كتلة الجسم بدلالة طول الزنبرك ، وهو

w = 2( L -3)

حيث

L -3 = 0.5 y 

y = 2( L -3)


24. تعطى مساحة السطح الكلية A للأسطوانة التي نصف قطر قاعدتها r ، وارتفاعها 40cm بالاقتران.

A(r) = 2πr2 + 80πr. أعبر عن نصف القطر r بصورة اقتران بدلالة المساحة A ، ثم أجد طول نصف قطر قاعدة أسطوانة مساحة سطحها الكلية  2000cm2.

y = 2π r2  + 80 π ry = 2π ( r2 +40r)r2 + 40r +400 = y2π +400(r +20)2 = y2π +400r +20 =y2π +400r = -20 + y2π +400r = -20 +y 2π+ 800π2πr = -20+ y + 800π2πr(A) = -20 +A +800π2πr(2000) = -20 +2000 + 800π2πr(2000) 6.8


25. أجد الاقتران العكسي للاقتران f(x)= x3ثم أمثل f(x) , f-1(x) بيانيا في المستوى الإحداثي نفسه .

y =x3y3 = xf-1 (x) =x3


مهارات التفكير العليا

26. تبرير : إذا كان f(x)  اقتران عكسي ، وكان له صفر عندما x =4 ، فما الذي يمكن استناجه عن منحنى  f-1 (x) ؟

منحنى الاقتران f -1 (x)  يمر بالنقطة ( 4 , 0 )


27. مسألة مفتوحة : أكتب قاعدة اقتران واحد لواحد والاقتران العكسي له، ثم أثبت أن كلا منهما اقتران عكسي للآخر.

f(x) = 2xy = 2xx =y2f-1(x) =x2( ff-1 )(x) = f( f-1(x))                  = f (x2)                  = 2 x2                  = x( f-1 f)(x) = f-1 (f(x))                  = f-1 ( 2x)                  =2x2                   = x


28. تحد : إذا كان f(x) = x2 + 3  و g(x) = 5x -1   و x >0 فأحل المعادلة : ( fg)(x) = g-1 ( 34)

y = 5x -1y +1 = 5xx= y +15g-1 (x) =x +15g-1 (34) =34+15             = 7( fg)(x) = f(g(x))              = f ( 5x -1)              = ( 5x -1)2 + 3               = 25x2 -10x +1 +3              = 25x2 -10x +425x2 - 10x +4 =725 x2  -10x -3 =0x1 =--10 + (10)2 -4 (25)( -3)2(25)x1 =10 +100+ 30050     = 10+40050     =10+ 2050  = 3050 = 35x2 = 10 -20 50= -1050 = -15  مرفوض 


كتاب التمارين 

إذا كان g(x) = 80 - 1001 +x  ، فأجد كلا مما يأتي :

1. g(9) =

g( 9) = 80 - 1001+9        = 80 - 10010        = 80 - 10         = 70

2. g(4) =

g(4) = 80 -1005       = 80 -20        = 60

3. g-1 (70) =

y = 80 - 1001 +x y -80 = -1001+ x( 1+x)(y -80) = -1001+x = -100y -80x = -1 - 100y -80g-1(x) = -1 -100x-80g-1 ( 70) = -1 -100-10              = -1 +10              = 9

4. g-1 (60) =

g-1 (60) = -1 -100-20            = -1  - (-5)            = -1 +5           = 4


5. إذا كان f(x) اقتران واحد لواحد ، و f(3) = 8  ، فماذا يستنتج من هذه المعطيات ؟

أن f-1 (8) = 3 


6. إذا كان f(x)  يمثل عدد الوحدات المنتجة في x  ساعة عمل لمنتج معين ، فماذا يمثل المقدار  f-1 ( 2540) ؟

f(x)                   الوحدات عددf-1 ( 2540)  وحدة  2540 إنتاج يتم  خلالها  من   التي    العمل ساعات      


أجد الاقتران العكسي f-1(x) لكل مما يأتي ، محددا مجـاله و مـداه :

7. f(x) = 3x -5

y = 3x - 5x = y +53y +53= x             f-1 (x) =x +53

مجاله : جميع الأعداد الحقيقية 

مداه : جميع الأعداد الحقيقية

8. f(x) = 4 -7x

y = 4 -7xy - 4 -7= x                x = -y -47f-1 (x) = 4 - x7

مجاله : جميع الأعداد الحقيقية 

مداه : جميع الأعداد الحقيقية

9. f(x) =x2 +3 , x0

y -3  = x            f-1 (x) =x -3

مجاله [ 3 ,)

 مداه [ 0 , )

10. f(x) 5 -9x2 , x0

x = y -5-9             f-1 (x) =  - (x -5)9

مجاله ( - ,5]

مداه   [0 , )

11. f(x) =x2x +6

y = x 2x +6y ( 2x +6) = x2xy +6y = xx -2xy = 6y x( 1 -2y ) = 6y x =6y 1 - 2y f-1 (x) = 6x1 -2x 

مجاله : جميع الأعداد الحقيقية ما عدا 12 

مداه : مجموعة الأعداد الحقيقية ما عدا 3-

12. f(x) = x8 -4x

y = x 8 -4x8 y -4xy = x 8y = x( 4y +1)x = 8y 4y +1f-1 (x) = 8x 4x +1 

مجاله مجموعة الأعداد الحقيقية ما عدا -14

مداه مجموعة الأعداد الحقيقية ما عدا  2

13. f(x) =2x -1 +3

y = 2x -1  + 3y -3 = 2x -1( y-3)2 = 2x -1x = (y -3)2 +12f-1 (x) = ( x -3)2  +12

مجاله جميع الأعداد الحقيقيةx3

مداه [ 12 , )

14. f(x) =3x +2 -5 

y = 3x +2  - 5( y+5)2  -23 = xf-1 (x) = (x+5)2 -23

مجاله مجموعة الأعداد الحقيقيةx-5

المدى [ -23 ,)

15. f(x) = 3x - 23 - 1

y = 3x -23 - 1 ( y+1)3 +23 = xf-1 (x) = ( x+1)3  +23

مجاله مجموعة الأعداد الحقيقية

المدى مجموعة الأعداد الحقيقية

16.f(x) =3 - 4x 3 +1 

y = 3 -4x +13( y -1)3 - 3-4 = xf-1 (x) = 3 - ( x -1)34

مجاله مجموعة الأعداد الحقيقية

المدى مجموعة الأعداد الحقيقية


 أمثل إذا كان كل من الاقترانين h(x) , f(x)  اقترانا عكسيًا للآخر أم لا :

17 . f(x) = 2x -5 , h(x) = 5x +2

( fh)(x) = f( 5x +2) = 2( 5x+2) -5 = 10x +4 -5= 10x -1 ( hf)(x) = h( 2x -5) = 5( 2x -5) +2 = 10x -23                           للآخر عكسيًا ليس 

18. f(x) =2x3x +5 , h(x) = 5x2 -3x 

(fh )(x) = f(5x 2 -3x) = 2 (5x2-3x)3 (5x2-3x) +5  = 10x( 2-3x)( 15x+5(2-3x)(2 -3x) = 10x 15x +10 -15x = 10x10= x(hf)(x) = h(2x3x +5 ) = 5 (2x3x +5)2 - 3 ( 2x3x +5)= 10x3x +52- 6x 3x +5 = 10x ( 3x +5) ( 6x +10 -6x)(3x+5)= 10x 10= x                                         للآخر عكسيًا منهما كل إذا 


19. أمثل الاقتران العكسي للاقتران f(x) = 6 +3x ، ثم أمثل f(x) و f-1 (x)  في المستوى الإحداثي نفسه .

f(x) = 6 +3xy2  - 63 = xf-1(x) = x2  - 63

 


20. هندسة : تعطى مساحة الدائرة بالاقتران A(r) = πr2 حيث A المساحة ، و r نصف القطر. أعبر عن r  في صورة اقتران نسبة إلى المساحة A ، ثم أجد طول نصف قطر دائرة مساحتها  250cm2

A = π r2r = Aπr = 250π      8.92 


21 . فيزياء : يعطى زمن الدورة T ثانية لبندول بسيط بالاقتران T(L) = 2π L9.8، حيث L طول البندول بالأمتار . أعبر عن L في صورة اقتران نسبة 

إلى الزمن T ، ثم أجد طول بندول زمن دورته 3s

T(L) = 2πL9.8( T2π)2  (9.8) = L( 32π)2 ( 9.8) = LL = 2.23