الرياضيات، البكالوريا، الفرع العلمي

ورقة تمارين: التوابع الأصليّة

التكامل والتوابع الأصليّة . 12 أسئلة . اختر إجابة واحدة لكل سؤال

بسيطة
  1. 1. لكي نثبت أنّ F تابعٌ أصليّ للتابع f على المجال I، ممّ نتحقّق؟

    • أ)من أنّ f مستمرٌّ على I
    • ب)من أنّ F(x)=f′(x) عند كلّ x من I
    • ج)من أنّ F اشتقاقيّ على I، وأنّ F′(x)=f(x) عند كلّ x من I
  2. 2. وجدنا تابعاً أصليّاً F للتابع f على مجال I. كم تابعاً أصليّاً للتابع f على I يوجد؟

    • أ)عددٌ غير منتهٍ منها، وتختلف عن F بثابتٍ حقيقيّ لا أكثر
    • ب)واحدٌ فقط، وهو الذي وجدناه
    • ج)عددٌ غير منتهٍ منها، ويمكن أن يكون الفرق بين اثنين منها أيّ تابعٍ يُشاء
  3. 3. تابعٌ أصليّ للتابع f:x↦1x على المجال ]−∞, 0[ هو:

    • أ)ln⁡x
    • ب)ln⁡(−x)
    • ج)−ln⁡x
  4. 4. ليكن F تابعاً أصليّاً للتابع f على المجال I، ولتكن x0 من I و y0 من R. كم تابعاً أصليّاً G للتابع f على I يحقّق G(x0)=y0؟

    • أ)واحدٌ وحيد
    • ب)عائلةٌ كاملة، لأنّ الثابت يبقى حرّاً
    • ج)لا يوجد إلّا إذا صادف أنّ y0=F(x0)
  5. 5. التابع الأصليّ للتابع f:x↦3x2−x+1 على R الذي ينعدم عند x=1 هو:

    • أ)x3−12x2+x
    • ب)x3−12x2+x+32
    • ج)x3−12x2+x−32
  6. 6. لماذا يشترط التعريف والمبرهنتان أن تكون I مجالاً، لا مجموعةً كيفما كانت؟

    • أ)لأنّ الاشتقاق لا يُعرَّف إلّا على مجال
    • ب)لأنّ برهان المبرهنة 1 ② يستعمل أنّ تابعاً معدوم المشتقّ يكون ثابتاً، وهذا لا يصحّ إلّا على مجال
    • ج)لأنّ التوابع المستمرّة لا تُعرَّف إلّا على مجالات
  7. 7. علمنا أنّ للتابع f تابعاً أصليّاً على المجال I. ماذا نستنتج عن استمرار f؟

    • أ)هو مستمرٌّ حتماً على I
    • ب)لا شيء: قد يكون مستمرّاً وقد لا يكون
    • ج)هو غير مستمرٍّ حتماً على I
  8. 8. التابع f مستمرٌّ على المجال I. ما الذي تعطيه المبرهنة 2 بالضبط؟

    • أ)صيغةً صريحة للتابع الأصليّ
    • ب)طريقةً لحساب التابع الأصليّ خطوةً خطوة
    • ج)ضمانَ الوجود وحده، بلا صيغةٍ وبلا طريقة
  9. 9. أيكون F:x↦xcos⁡x تابعاً أصليّاً للتابع f:x↦cos⁡x−xsin⁡x على R؟

    • أ)نعم، لأنّ F′(x)=cos⁡x−xsin⁡x
    • ب)لا، لأنّ F′(x)=cos⁡x+xsin⁡x
    • ج)لا، لأنّ F′(x)=−xsin⁡x
  10. 10. على أيّ مجالٍ يكون F:x↦ln⁡(ln⁡x) تابعاً أصليّاً للتابع f:x↦1xln⁡x؟

    • أ)على ]0, +∞[
    • ب)على ]1, +∞[
    • ج)على ]0, 1[∪]1, +∞[
  11. 11. على المجال ]−π2, π2[ نأخذ F(x)=tan⁡2x و G(x)=1cos⁡2x. أهما تابعان أصليّان للتابع نفسه؟

    • أ)نعم، لأنّ G−F=1، وهو ثابت
    • ب)لا، لأنّ صيغتيهما مختلفتان
    • ج)لا، لأنّ G غير معرّفٍ عند 0
  12. 12. على R نأخذ F(x)=sin⁡3x−2sin⁡x و G(x)=sin⁡x−3sin⁡3x. أهما تابعان أصليّان للتابع نفسه؟

    • أ)نعم، لأنّ مشتقّيهما متساويان عند x=0
    • ب)نعم، لأنّ كليهما مبنيٌّ على الجيب وحده
    • ج)لا، لأنّ F−G=−sin⁡3x، وهو ليس ثابتاً

سلّم التصحيح

  1. 1. ج نعم، شرطان لا ثالث لهما، وكلاهما على F. وهذا حرفيّاً ما يجيب عنه الكتاب في الصفحة 201.
  2. 2. أ نعم. المبرهنة 1 تقول الاتّجاهين معاً: كلّ F+k تابعٌ أصليّ، وكلّ تابعٍ أصليّ من هذه الصيغة.
  3. 3. ب نعم. عند x<0 يكون −x موجباً، والاشتقاق يعطي −1−x=1x، فالإشارتان تختصران.
  4. 4. أ نعم، وهذا نصّ المبرهنة 1 ③. السبب في سطر: كلّ تابعٍ أصليّ هو F+k، والشرط معادلةٌ من الدرجة الأولى في k، فلها حلٌّ واحد.
  5. 5. ج نعم. الاشتقاق يعيد 3x2−x+1، والتعويض بـ 1 يعطي 1−12+1−32=0. الشرطان محقّقان.
  6. 6. ب نعم، وهذه هي الخطوة التي لا يسمّيها الكتاب. على R∗ يمكن أن يكون الفرق 0 على اليسار و 1 على اليمين: مشتقّه معدوم وهو ليس ثابتاً.
  7. 7. ب نعم. المبرهنة 2 تسير في اتّجاهٍ واحد: من الاستمرار إلى الوجود. الطريق الآخر مفتوحٌ في الحالتين.
  8. 8. ج نعم، وهذا هو معنى «مبرهنة وجود». تفيدك حين تسأل هل البحث مجدٍ، ولا تفيدك في البحث نفسه.
  9. 9. أ نعم. بقاعدة الجداء F′(x)=1⋅cos⁡x+x⋅(−sin⁡x). التحقّق كلّه سطرٌ واحد، وهذا كلّ ما يطلبه هذا الدرس.
  10. 10. ب نعم. الشرط ln⁡x>0 يكافئ x>1. وهناك F′(x)=1ln⁡x⋅1x، وهو المطلوب.
  11. 11. أ نعم. 1cos⁡2x−sin⁡2xcos⁡2x=1−sin⁡2xcos⁡2x=1. وثبات الفرق على مجالٍ يكافئ تساوي المشتقّين، بالمبرهنة 1.
  12. 12. ج نعم. بالدستور sin⁡3x=3sin⁡x−4sin⁡3x يصير F=sin⁡x−4sin⁡3x، فالفرق −sin⁡3x. وهو 0 عند x=0 و −1 عند x=π2.