Fonctions exponentielles

selena

 

Fonctions exponentielles


ملخص الدرس :

1. تعريف الدالة الأسية :

الدالة الأسية هي دالة على الشكل :

f(x)=aebx+cf(x) = a \cdot e^{bx} + c

حيث :

  • ee هو العدد النيبيري، قيمته التقريبية e2.718e \approx 2.718.
  • aa هو معامل التمدد أو الانضغاط.
  • bb يتحكم في معدل النمو أو الانحسار.
  • cc هو معامل الانزياح العمودي.

2. خصائص الدالة الأسية :

  • مجموعة التعريف : R\mathbb{R} (الدالة معرفة على كامل الأعداد الحقيقية).
  • النهاية عند اللانهاية :
    • إذا كان b>0b > 0، فإن f(x)+f(x) \to +\infty عندما x+x \to +\infty وf(x)0f(x) \to 0 عندما xx \to -\infty.
    • إذا كان b<0b < 0، فإن f(x)0f(x) \to 0 عندما x+x \to +\infty وf(x)+f(x) \to +\infty عندما xx \to -\infty.
  • الدالة دائمًا موجبة : ex>0e^x > 0 لكل xRx \in \mathbb{R}.
  • الدالة تزايدية أو تناقصية حسب إشارة bb.

3. الاشتقاق :

الدالة الأسية لها خاصية مهمة عند الاشتقاق :

f(x)=ex    f(x)=exf(x) = e^x \implies f'(x) = e^x

  • إذا كانت f(x)=eaxf(x) = e^{ax}، فإن المشتقة هي : f(x)=aeaxf'(x) = a \cdot e^{ax}

4. التمثيل البياني :

  • المنحنى البياني للدالة الأسية دائمًا فوق محور xx.
  • يقترب المنحنى من محور xx دون لمسه عندما xx \to -\infty.
  • يمر المنحنى بالنقطة (0,1)(0, 1).

5. التطبيقات :

  • الدالة الأسية تستخدم لوصف النمو الأسي (مثل النمو السكاني أو الفوائد المركبة).
  • تُستخدم أيضًا لوصف الانحلال الأسي (مثل النشاط الإشعاعي أو التبريد).

تمارين تطبيقية :

تمرين 1 :
احسب النهاية :

limx+e2xوlimxe3x\lim_{x \to +\infty} e^{-2x} \quad \text{و} \quad \lim_{x \to -\infty} e^{3x}

تمرين 2 :
أوجد مشتقة الدوال التالية :

  • f(x)=5e2xf(x) = 5e^{2x}
  • g(x)=3ex+2g(x) = -3e^{-x} + 2

تمرين 3 :
ارسم المنحنى البياني للدالة f(x)=2ex1f(x) = 2e^x - 1 وحدد النقاط المهمة (مثل التقاطع مع المحاور).

تمرين 4 :
حل المعادلة التالية :

e2x=4e^{2x} = 4

ثم حدد الجواب بدقة.

تمرين 5 :
اكتب التعبير العام للدالة الأسية التي تمثل النمو الأسي بمعدل نمو نسبته 5%5\% سنويًا، ووضح كيف يتغير النمو بمرور الوقت.


نصائح للدراسة :

  • راجع جدول المشتقات والأساسيات المتعلقة بالنهايات.
  • تدرب على تطبيق خصائص الدالة الأسية لحل المعادلات.
  • استعن بالتمثيل البياني لفهم سلوك الدالة بشكل أفضل.

تحميل الملفات :

الدوال الأسية هي من أساسيات الرياضيات التي تساعد في فهم العديد من التطبيقات العلمية والاقتصادية. قم بالتمرن عليها جيدًا لتحقق أفضل النتائج!