حاسبة مشتقة كثير الحدود من الدرجة الثالثة ومستكشف خط المماس

أداة تفاعلية لحساب التفاضل توضح بصرياً العلاقة بين دالة كثير الحدود من الدرجة الثالثة، ومشتقاتها الأولى، وخطوط المماس. مثالية للطلاب الذين يتعلمون حساب التفاضل والتكامل.

مستكشف كثير الحدود التفاعلي

استكشف دالة كثير الحدود من الدرجة الثالثة:

\[ f(x) = x^3 + ax^2 + bx + c \]
f(x) - دالة الدرجة الثالثة
f'(x) - المشتقة الأولى
خط المماس عند النقطة المحددة
القيمة الحالية لـ x:
-6.00
f(x) =
-131.00
f'(x) =
91.00
المميز D =
28.00
متصفحك لا يدعم عنصر الرسم (canvas).
اسحب شريط التمرير لاستكشاف خط المماس عند نقاط مختلفة:
x = -6.00

أنشطة التعلم ودليل الاستكشاف

  1. الاستكشاف الأساسي: انقر على "تحديث الرسم البياني". لاحظ المنحنى الأزرق (f(x))، والمنحنى الأحمر (f'(x))، وخط المماس الأسود. قم بتغيير قيم a، b، c لمعرفة كيف تتحول الرسوم البيانية.
  2. القيم القصوى المحلية: استخدم شريط التمرير لوضع خط المماس عند نقاط القمم العظمى أو الصغرى المحلية. لاحظ كيف يقترب الميل من الصفر. ما هي قيمة f'(x) عند هذه النقاط؟
  3. تأثيرات المعاملات: جرب مجموعات مختلفة من a، b، c. سجل مكان حدوث القيم القصوى المحلية وقيم المشتقة المقابلة لها.
  4. الحد الثابت: قم بتغيير المعامل c فقط. هل يؤثر على المشتقة أو ميل المماس؟ لماذا أو لماذا لا؟
  5. تحليل المشتقة الأولى: المشتقة هي:
    \[ f'(x) = 3x^2 + 2ax + b \]
    تحدث النقاط الحرجة عندما يكون \(f'(x) = 0\).
  6. تحقيق المميز: المميز \(D = 4a^2 - 12b\) يحدد طبيعة النقاط الحرجة:
    • D > 0: جذران حقيقيان (جرب a=2, b=0)
    • D = 0: جذر حقيقي واحد (جرب a=0, b=0)
    • D < 0: لا توجد جذور حقيقية (جرب a=1, b=2)
  7. المميز الموجب: اضبط D > 0. حدد كلا النقطتين حيث f'(x)=0. انقُل المماس إلى هاتين الموضعين. هل إحداهما عظمى والأخرى صغرى؟
  8. المميز الصفر: اضبط D = 0. يلامس المشتق محور السينات مرة واحدة. هل لدى f(x) قيمة قصوى محلية هنا؟
  9. المميز السالب: اضبط D < 0. هل توجد أي مماسات أفقية؟ هل لدى f(x) قيم قصوى محلية؟
  10. تحليل الإشارة: عندما يكون D > 0، لاحظ:
    • إشارة f'(x) عندما تكون f(x) متزايدة
    • إشارة f'(x) عندما تكون f(x) متناقصة
    • أين يحدث تغيير الإشارة؟
  11. استكشاف متقدم: جرب بحرية حتى تفهم العلاقات بين سلوك الدالة، إشارة المشتقة، وميل المماس.

مفاهيم حساب التفاضل والتكامل الأساسية المُوضحة

\[ \text{Slope of tangent line} = f'(x_0) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x_0+h)-f(x_0)}{h} \]

النقاط الحرجة والقيم القصوى

تحدث القمم العظمى/الصغرى المحلية حيث f'(x) = 0، بشرط أن تتغير إشارة f'(x) عند تلك النقطة.

اختبار المشتقة الأولى

مصادر إضافية في حساب التفاضل والتكامل