גזירה וחקירה של פונקציה מעריכית

איך לגזור פונקציות מעריכיות מורכבות המכילות את בסיס הלוגריתם הטבעי e, ושלבי החקירה בבגרות.

חקירת פונקציה מעריכית (e בחזקת x) 📊

איך לגזור פונקציות מעריכיות מורכבות המכילות את בסיס הלוגריתם הטבעי e, ושלבי החקירה בבגרות.


⚠️ לפני שמתחילים, ודאו שאתם שולטים ב:

הסבר מפורט

פונקציה מעריכית היא פונקציה שבה המשתנה xx נמצא במעריך החזקה, למשל f(x)=exf(x) = e^x.
המספר ee הוא קבוע מתמטי (מספר אוילר) שערכו בערך 2.7182.718.

א. כללי הגזירה של פונקציה מעריכית:



  • הפונקציה הבסיסית: הנגזרת של exe^x היא בדיוק היא עצמה:


(ex)′=ex(e^x)' = e^x

  • פונקציה מעריכית מורכבת (חוק השרשרת): אם החזקה היא פונקציה של xx (למשל eg(x)e^{g(x)}), נגזור אותה על ידי כפל בנגזרת הפנימית של המעריך:


(eg(x))′=eg(x)⋅g′(x)(e^{g(x)})' = e^{g(x)} \cdot g'(x)

ב. תכונה קריטית לחקירה:




🚨
חשוב

הביטוי exe^x (או eg(x)e^{g(x)}) הוא תמיד חיובי לכל ערך של xx ממשי! הוא לעולם אינו מתאפס ואינו יכול להיות שלילי. תכונה זו מפשטת מאוד פתרון של אי-שוויונות ואיפוס נגזרות בבגרות.


דוגמה מפורטת:


גזרו את הפונקציה הבאה ומצאו את נקודות החיתוך שלה עם ציר ה-yy:
f(x)=ex2−3xf(x) = e^{x^2 - 3x}

פתרון:

  • גזירה:


הפונקציה הפנימית במעריך היא g(x)=x2−3x  ⟹  g′(x)=2x−3g(x) = x^2 - 3x \implies g'(x) = 2x - 3.
לפי החוק, נכפיל את הפונקציה המקורית בנגזרת המעריך:
f′(x)=ex2−3x⋅(2x−3)f'(x) = e^{x^2 - 3x} \cdot (2x - 3)


  • חיתוך עם ציר yy (נציב x=0x = 0):


f(0)=e02−3⋅0=e0=1f(0) = e^{0^2 - 3 \cdot 0} = e^0 = 1
נקודת החיתוך היא (0,1)(0, 1).
1

גזרו את הפונקציה הבאה: f(x)=x⋅exf(x) = x \cdot e^x (השתמשו בנגזרת מכפלה).

2

מצאו את נקודות הקיצון של הפונקציה f(x)=ex−xf(x) = e^x - x וקבעו את סוגן.

נתקעת בנושא? בואו נפתור את זה ביחד 💪

שלחו הודעה בוואטסאפ ונתחיל שיעור ניסיון – עם הקלטה, תרגול ומענה 24/7

שלחו הודעה בוואטסאפ