مجال دالة الجذر التربيعي

دليل خطوة بخطوة، تفسيرات رسومية، وأمثلة محلولة

مجال دالة الجذر التربيعي $f(x) = \sqrt{g(x)}$ هو مجموعة كل القيم الحقيقية لـ $x$ التي يكون عندها التعبير $g(x)$ غير سالب ($g(x) \ge 0$). يضمن هذا أن يظل الناتج عدداً حقيقياً.

المفهوم الأساسي

الدالة $y = \sqrt{x}$ موجودة فقط عندما يكون $x \ge 0$. كما هو موضح في الرسم البياني أدناه، لا توجد قيم حقيقية للدالة عندما يكون $x$ سالباً.

الرسم البياني القياسي للجذر التربيعي

أمثلة محلولة

المثال 1: مجذور خطي

أوجد مجال الدالة: \[ f(x) = \sqrt{x - 2} \]

عرض الحل

تأخذ الدالة قيماً حقيقية إذا كانت الكمية تحت الجذر تحقق الشرط:

\[ x - 2 \ge 0 \]

حل المتباينة يعطي:

\[ x \ge 2 \]

التحقق الرسومي: الرسم البياني "موجود" فقط لقيم $x$ الأكبر من أو تساوي 2.

رسم بياني للمثال 1

المثال 2: مجذور بقيمة مطلقة

أوجد مجال الدالة: \[ f(x) = \sqrt{|x - 1|} \]

عرض الحل

شرط القيم الحقيقية هو:

\[ |x - 1| \ge 0 \]

نظراً لأن تعبير القيمة المطلقة يكون دائماً أكبر من أو يساوي الصفر لجميع الأعداد الحقيقية، فإن الشرط يتحقق لأي قيمة لـ $x$.

المجال: جميع الأعداد الحقيقية $\mathbb{R}$، أو $(-\infty, \infty)$.

رسم بياني للمثال 2

المثال 3: جذر في المقام

أوجد مجال الدالة: \[ f(x) = \dfrac{1}{\sqrt{x + 3}} \]

عرض الحل

بما أن القسمة على صفر غير مسموح بها، يجب أن يكون المجذور موجباً تماماً:

\[ x + 3 > 0 \]

الحل يعطي:

\[ x > -3 \]

التحقق الرسومي: يبدأ الرسم البياني مباشرة بعد $x = -3$ ويمتد إلى اليمين.

رسم بياني للمثال 3

المثال 4: نسبة بين جذرين

أوجد مجال الدالة: \[ f(x) = \dfrac{\sqrt{x + 4}}{\sqrt{x - 2}} \]

عرض الحل

يجب استيفاء شرطين في نفس الوقت:

  1. البسط: $x + 4 \ge 0 \Rightarrow x \ge -4$
  2. المقام: $x - 2 > 0 \Rightarrow x > 2$

المجال هو تقاطع هذه المجموعات:

\[ x > 2 \]
رسم بياني للمثال 4

المثال 5: جذر لتعبير نسبي

أوجد مجال الدالة: \[ f(x) = \sqrt{\dfrac{x + 4}{x - 2}} \]

عرض الحل

الشرط: \[ \dfrac{x + 4}{x - 2} \ge 0 \]

النقاط الحرجة هي $x = -4$ و $x = 2$. باختبار الفترات:

  • $(-\infty, -4]$: التعبير موجب.
  • $(-4, 2)$: التعبير سالب.
  • $(2, \infty)$: التعبير موجب.

المجال: $(-\infty, -4] \cup (2, \infty)$. (ملاحظة: تم استبعاد $x=2$ لوجوده في المقام).

رسم بياني للمثال 5

المثال 6: مجموع مربعات سالب

أوجد مجال الدالة: \[ f(x) = \sqrt{-x^2 - 4} \]

عرض الحل

الشرط: \[ -x^2 - 4 \ge 0 \Rightarrow x^2 + 4 \le 0 \]

بما أن $x^2 + 4$ يكون دائماً على الأقل 4 لأي عدد حقيقي $x$، فإنه لا يمكن أبداً أن يكون أقل من أو يساوي 0.

المجال: مجموعة خالية (لا توجد حلول حقيقية).

المثال 7: تقاطع الفترات

أوجد مجال الدالة: \[ f(x) = \dfrac{\sqrt{6 - x}}{\sqrt{x - 2}} \]

عرض الحل

الشروط:

  • البسط: $6 - x \ge 0 \Rightarrow x \le 6$
  • المقام: $x - 2 > 0 \Rightarrow x > 2$

التقاطع: $2 < x \le 6$. باستخدام رمز الفترات: $(2, 6]$.

رسم بياني للمثال 7

المثال 8: فرق تربيعي ($x^2$ موجبة)

أوجد مجال الدالة: \[ f(x) = \sqrt{x^2 - 4} \]

عرض الحل

الشرط: \[ x^2 - 4 \ge 0 \Rightarrow (x - 2)(x + 2) \ge 0 \]

تتحقق هذه المتباينة عندما يكون $x$ خارج الجذرين -2 و 2.

المجال: $(-\infty, -2] \cup [2, \infty)$.

رسم بياني للمثال 8

المثال 9: فرق تربيعي ($x^2$ سالبة)

أوجد مجال الدالة: \[ f(x) = \sqrt{4 - x^2} \]

عرض الحل

الشرط: \[ 4 - x^2 \ge 0 \Rightarrow (2 - x)(2 + x) \ge 0 \]

تتحقق هذه المتباينة عندما يكون $x$ بين الجذرين -2 و 2.

المجال: $[-2, 2]$.

رسم بياني للمثال 9

واصل تعلمك