2 اوجد صيغة تكرارية لتكامل ظا^ن(س) دس
الثلاثاء، 29 مايو 2012
التسميات:
التفاضل والتكامل
نبدأ من التكامل التالى ...
∫ظا(س) دس = ∫جاس/جتاس دس
= -لط|جتا(س)| + ث
((لأن البسط عبارة عن مشتقة المقام اذا ضربنا التكامل فى -1))
ولكن من خصائص الللوغاريتمات ينتج أن :
-لط|جتا(س)| + ث = لط|1/جتا(س) + ث
= لط|قاس| + ث .. اذاً
∫ظا(س) دس = -لط|جتاس|+ث = لط|قاس|+ث
نضع ن=2
∫ظا²س دس = ∫(قا²س - 1) دس (( متطابقة مثلثية))
= ∫قا²س دس - ∫دس
= ظاس - س + ث
كما رأيت فإن تكامل ظا²س تكامل يسهل حسابه من هنا نستغل هذه
الميزة ونبدأ بتجزءى الأسس ن على هذا الأساس ..
∫ظا^ن(س) دس = ∫ظا^(ن-2)(س) ظا²س دس
= ∫ظا^(ن-2)(س) (قا²س - 1) دس
= ∫ظا^(ن-2)(س) قا²س دس - ∫ظا^(ن-2)(س) دس
التكامل الأول عبارة عن حاصل ضرب دالة مضروبة فى مشتقتها ..
الدالة هى ظا(س) ومشتقتها هى قا²س
اما التكامل الثانى ما هو الا حالة تكرارية لنفس حالة
التكامل الأساسى (بمعنى كرر نفس الخطوات)
((ضيف لأس الدالة ظا^(ن-2)(س) واحد واقسم على الأس الجديد))
اذاً :
∫ظا^ن(س) دس
1
= ــــــــــ ظا^(ن-1) (س) - ∫ظا^(ن-2)(س) دس
ن-1
التكامل الثانى يمكن تكامله بنفس الطريقة ..
∫ظا^(ن-2)(س) دس = ∫ظا^(ن-4)(س) ظا²س دس
= ∫ظا^(ن-4) (س) دس (قا²س - 1) دس
= ∫ظا^(ن-4) (س) قا²س دس - ∫ظا^(ن-4) (س) دس
1
= ــــــــــ ظا^(ن-3) - ∫ظا^(ن-4) (س) دس
ن-3
عوض فى التكامل الأصلى ...
∫ظا^ن(س) دس
1
= ــــــــــ ظا^(ن-1) (س) - ∫ظا^(ن-2)(س) دس
ن-1
1 1
= ــــــــــ ظا^(ن-1) (س) - ـــــــــ ظا^(ن-3) (س)
ن-1 ن-3
+ ∫ظا^(ن-4)(س) دس
ما معنى (زائد) ؟ المعنى ان هذا التكامل يطعى
1\(ن-5) ظا^(ن-5) (س) - ∫ظا^(ن-6)(س) دس
ومن هنا نلاحظ أن :
∫ظا^ن(س) دس =
1 1
ـــــــــ ظا^(ن-1) (س) - ــــــــ ظا^(ن-3) (س)
ن-1 ن-3
1 1
+ ــــــــــ ظا^(ن-5) - ـــــــــ ظا^(ن-7) + ....+ث
ن-5 ن-7
░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░
مثال :
∫ظا^6 (س) دس = (1\5)ظا^5 (س) - (1\3)ظا³س + ظاس - س + ث
وهى نفس النتيجة التى تحصل عليها اذا كاملت بالطرق العادية ..
∫ظا^4 (س) (قا²ص - 1) دس
∫ظا^4 (س) قا²س - ∫ظا^4(س) دس
= (1\5)ظا^5(س) - ∫ظا²س (قا²س - 1) دس
= (1\5)ظا^5(س) - (1\3)ظا³س + ∫(قا²س - 1) دس
= (1\5)ظا^5(س) - (1\3)ظا³س + ∫قا²س دس - ∫دس
= (1\5)ظا^5(س) - (1\3)ظا³س + ظاس - س + ث
وفى الأخير نقول ان الصيغة التكرارية هى :
ظا^(ن-1)
ظا^ن(س) دس = ـــــــــــــــ - ∫ظا^(ن-2) دس
ن-1
ولكن ماذا لو كان الأس عدداً فردياً ؟
مثال :
∫ظا^5 (س) دس = (1\4)ظا^4(س) - ½ظا²س +لط|قاس| + ث
وهى نفس النتيجة التى تحصل عليها لو كاملت بالطرق العادية ..
∫ظا^5 (س) دس = ∫ظا³س (قا²س - 1) دس
= ∫ظا³س قا²س -س - ∫ظا³س دس
= (1\4)ظا^4(س) - ∫ظاس (قا²س - 1) دس
= (1\4)ظا^4(س) - ∫ظاس قا²س دس +∫ظاس دس
= (1\4)ظا^4(س) - ½ظا²س + لط|قاس| + ث
وهنا يكون الفرق أنه اذا كان الأس زوجياً فإن آخر حد
من حدود هذا المنشور هو س ، وان كان الأس فردياً
فإن آخر حد من هذا المنشور هو لط|قاس|
لأن تكامل ظاس = لط|قاس|
░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░
وهنا تلاحظ شىء هام جداً (للتأكد من الحل)
اذا كان الأس زوجياً فإن عدد الحدود =
(قيمة الأس)÷2 + 1
واذا كان الأس فردياً فإن عدد الحدود =
(قيمة الأس+1) ÷ 2
(طبعاً هنا لم احسب الثابت ضمن الحدود)
لاحظ ايضاً اشارات الحدود كيف تكون
+ - + - + - + .....
لاحظ الترتيب فى الأسس : كل أس اقل
من السابق له بمقدار 2 .. وهكذا لاحظ
الترتيب فى العوامل :
1/(ن-1) ثم 1/(ن-3) .... 1/(ن-5) ....
وهكذا المقام هو : ن - عدد فردى
فى ترتيب جيد .. مجموعة الأعداد الفردية هى
{1 ، 3 ، 5 ، 7 ، ......}
مرتبة ترتيب جيد ..
∫ظا(س) دس = ∫جاس/جتاس دس
= -لط|جتا(س)| + ث
((لأن البسط عبارة عن مشتقة المقام اذا ضربنا التكامل فى -1))
ولكن من خصائص الللوغاريتمات ينتج أن :
-لط|جتا(س)| + ث = لط|1/جتا(س) + ث
= لط|قاس| + ث .. اذاً
∫ظا(س) دس = -لط|جتاس|+ث = لط|قاس|+ث
نضع ن=2
∫ظا²س دس = ∫(قا²س - 1) دس (( متطابقة مثلثية))
= ∫قا²س دس - ∫دس
= ظاس - س + ث
كما رأيت فإن تكامل ظا²س تكامل يسهل حسابه من هنا نستغل هذه
الميزة ونبدأ بتجزءى الأسس ن على هذا الأساس ..
∫ظا^ن(س) دس = ∫ظا^(ن-2)(س) ظا²س دس
= ∫ظا^(ن-2)(س) (قا²س - 1) دس
= ∫ظا^(ن-2)(س) قا²س دس - ∫ظا^(ن-2)(س) دس
التكامل الأول عبارة عن حاصل ضرب دالة مضروبة فى مشتقتها ..
الدالة هى ظا(س) ومشتقتها هى قا²س
اما التكامل الثانى ما هو الا حالة تكرارية لنفس حالة
التكامل الأساسى (بمعنى كرر نفس الخطوات)
((ضيف لأس الدالة ظا^(ن-2)(س) واحد واقسم على الأس الجديد))
اذاً :
∫ظا^ن(س) دس
1
= ــــــــــ ظا^(ن-1) (س) - ∫ظا^(ن-2)(س) دس
ن-1
التكامل الثانى يمكن تكامله بنفس الطريقة ..
∫ظا^(ن-2)(س) دس = ∫ظا^(ن-4)(س) ظا²س دس
= ∫ظا^(ن-4) (س) دس (قا²س - 1) دس
= ∫ظا^(ن-4) (س) قا²س دس - ∫ظا^(ن-4) (س) دس
1
= ــــــــــ ظا^(ن-3) - ∫ظا^(ن-4) (س) دس
ن-3
عوض فى التكامل الأصلى ...
∫ظا^ن(س) دس
1
= ــــــــــ ظا^(ن-1) (س) - ∫ظا^(ن-2)(س) دس
ن-1
1 1
= ــــــــــ ظا^(ن-1) (س) - ـــــــــ ظا^(ن-3) (س)
ن-1 ن-3
+ ∫ظا^(ن-4)(س) دس
ما معنى (زائد) ؟ المعنى ان هذا التكامل يطعى
1\(ن-5) ظا^(ن-5) (س) - ∫ظا^(ن-6)(س) دس
ومن هنا نلاحظ أن :
∫ظا^ن(س) دس =
1 1
ـــــــــ ظا^(ن-1) (س) - ــــــــ ظا^(ن-3) (س)
ن-1 ن-3
1 1
+ ــــــــــ ظا^(ن-5) - ـــــــــ ظا^(ن-7) + ....+ث
ن-5 ن-7
░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░░ْ░
مثال :
∫ظا^6 (س) دس = (1\5)ظا^5 (س) - (1\3)ظا³س + ظاس - س + ث
وهى نفس النتيجة التى تحصل عليها اذا كاملت بالطرق العادية ..
∫ظا^4 (س) (قا²ص - 1) دس
∫ظا^4 (س) قا²س - ∫ظا^4(س) دس
= (1\5)ظا^5(س) - ∫ظا²س (قا²س - 1) دس
= (1\5)ظا^5(س) - (1\3)ظا³س + ∫(قا²س - 1) دس
= (1\5)ظا^5(س) - (1\3)ظا³س + ∫قا²س دس - ∫دس
= (1\5)ظا^5(س) - (1\3)ظا³س + ظاس - س + ث
وفى الأخير نقول ان الصيغة التكرارية هى :
ظا^(ن-1)
ظا^ن(س) دس = ـــــــــــــــ - ∫ظا^(ن-2) دس
ن-1
ولكن ماذا لو كان الأس عدداً فردياً ؟
مثال :
∫ظا^5 (س) دس = (1\4)ظا^4(س) - ½ظا²س +لط|قاس| + ث
وهى نفس النتيجة التى تحصل عليها لو كاملت بالطرق العادية ..
∫ظا^5 (س) دس = ∫ظا³س (قا²س - 1) دس
= ∫ظا³س قا²س -س - ∫ظا³س دس
= (1\4)ظا^4(س) - ∫ظاس (قا²س - 1) دس
= (1\4)ظا^4(س) - ∫ظاس قا²س دس +∫ظاس دس
= (1\4)ظا^4(س) - ½ظا²س + لط|قاس| + ث
وهنا يكون الفرق أنه اذا كان الأس زوجياً فإن آخر حد
من حدود هذا المنشور هو س ، وان كان الأس فردياً
فإن آخر حد من هذا المنشور هو لط|قاس|
لأن تكامل ظاس = لط|قاس|
░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░
وهنا تلاحظ شىء هام جداً (للتأكد من الحل)
اذا كان الأس زوجياً فإن عدد الحدود =
(قيمة الأس)÷2 + 1
واذا كان الأس فردياً فإن عدد الحدود =
(قيمة الأس+1) ÷ 2
(طبعاً هنا لم احسب الثابت ضمن الحدود)
لاحظ ايضاً اشارات الحدود كيف تكون
+ - + - + - + .....
لاحظ الترتيب فى الأسس : كل أس اقل
من السابق له بمقدار 2 .. وهكذا لاحظ
الترتيب فى العوامل :
1/(ن-1) ثم 1/(ن-3) .... 1/(ن-5) ....
وهكذا المقام هو : ن - عدد فردى
فى ترتيب جيد .. مجموعة الأعداد الفردية هى
{1 ، 3 ، 5 ، 7 ، ......}
مرتبة ترتيب جيد ..
0 اثبات نظرية ذات الحدين
التسميات:
التفاضل والتكامل,
الجبر,
مواضيع متنوعة
على درجة الأس، بعد ان تكون قد لاحظت عوامل الحدود بعد
النشر شكلها كيف يكون، وما هو الشكل الأساسى الذى تتخذه
بحيث تلاحظ ان عوامل ذات الحدين عبارة عن توافيق مرتبة ترتيب
جيد يبدأ من الصفر وهم (ن ق 0) ، (ن ق 1) ، (ن ق 2) ، .... ، (ن ق ن)
وتذكر ان : (ن ق 0) = (ن ق ن) = 1
الآن : الصيغة العامة للنظرية فى شكل مجموع هى :
ن ن
(س+أ)^ن = سيجما ق أ^ك س^(ن-ك)
ك=0 ك
بوضعك ن = 0 او ن=1 تجد ان العلاقة صحيحة
يمكنك وضع ن=2
2 2 2
(س+أ)² = ق أ^0 س² + ق أ س + ق أ²
0 1 2
= س² + 2أس + أ² وهى علاقة صحيحة ...
والآن نفرض أن العلاقة صحيحة فى حال بدلنا
ن بـ ن+1 ونريد ان نصل الى الشكل التالى ..
ن+1 ن+1
(س+أ)^ن = سيجما ق أ^ك س^(ن+1-ك)
ك=0 ك
نأخذ الصيغة الأساسية و نضرب الطرفين فى (س+أ)
ن ن
(س+أ)^(ن+1) = (س+أ) سيجما ق أ^ك س^(ن-ك)
ك=0 ك
ن ن ن ن
= سيجما ق أ^ك س^(ن+1-ك) + سيجما ق أ^(ك+1) س^(ن-ك)
ك=0 ك ك=0 ك
الآن نفصل الحد الأول من المجموع الأول والحد الأخير من المجموع الأخير
اى انك تأخذ الحد الذى فيه ك=0 من المجموع الأول، وتأخذ الحد الذى
فيه ك=ن فى المجموع الثانى، فينتج لدينا الآتى ..
ن ن ن ن
= سيجما ق أ^ك س^(ن+1-ك) + سيجما ق أ^ك س^(ن+1-ك)
ك=1 ك ك=1 ك-1
ن ن
+ ق س^(ن+1) + ق أ^(ن+1)
0 ن
ما الذى حدث ؟ الذى حدث هو اننا نريد ان نجعل المجموع الأول كالمجموع
الثانى ويكون الفرق فقط فى التوافق (اى فى العوامل) بحيث يسهل جمعهم
وعندما فصلنا الحد الذى فيه ك=ن من المجموع الثانى بدئنا من ك=1 وبدلنا
ك بـ ك-1 لماذا ؟ لأنك عندما تعتقد ان الحد الأول يكون عندما ك=1 بمجرد اننا
انقصنا حد من المجموع تكون مخطىء لأن الحد الأول يكون عندما ك=0
اذاً انت اما مشكلة كيف نوفق بين الحد الذى حذفناه وبين الحفاظ على
صيغة المجموع صحيحة ؟ لذلك بدلنا ك بـ ك-1 هذه من جهة .. من جهة أخرى
ك هنا تعبر عن الرتبة التى يتخذها الحد بناء على درجة الأس للعد (أ)، وانت
تعلم ان الحد الأول فيه أ^0 وليس أ^1 ، وبصفة عامة خذها قاعدة عند فصل
الحد الأول من المجموع نبقى صيغة المجموع كما هى، ولكن عند فصلك
للحد الأخير فيجب تغيير ك بـ ك-1 (خطوة للحفاظ على المجموع يكون صحيح)
والآن استعمل متطابقة باسكال والتى تقول :
ن ن (ن+1)
ق + ق = ق وبجمع المجموعين أعلاه تحصل على ..
ك ك-1 ك
ن (ن+1) ن ن
= سيجما ق أ^ك س^(ن+1-ك) + ق س^(ن+1) + ق أ^(ن+1)
ك=1 ك 0 ن
ن ن
ولكن الحدين ق س^(ن+1) + ق أ^(ن+1) ما هما الا الحد الأول والأخير
0 ن
من هذا المجموع، بحيث ان الحد الأول يحول بداية قيمة ك من 1 الى 0
الومجموع الثانى يحول المجموع من ن الى ن+1 فيتكون الصيغة النهاية هى :
(ن+1) (ن+1)
(س+أ)^(ن+1) = سيجما ق أ^ك س^(ن+1-ك)
ك=0 ك
اذاً العلاقة صحيحة من أجل ن+1 .... اذاً
ن ن
(س+أ)^ن = سيجما ق أ^ك س^(ن-ك)
ك=0 ك
وفى الحقيقة يمكنك اثبات النظرية بطرق أخرى .. منها طريقة
جربتها وتحققت منها وهى عن طريقة نشر الدالة (س+أ)^ن
بمنشور ماكلورين ..
نفرض أن : د(س) = (س+أ)^ن ومنها د(0) = أ^ن
دَ(س) = ن(س+أ)^(ن-1) ومنها دَ(0) = ن أ^(ن-1)
ن
وهكذا تستطيع ان القول أن : دً(0) = ل ن أ^(ن-2)
2
وبصفة عامة المشتقة التى رتبتها ك عند الصفر هى :
ن
د^ك(0) = ل ن أ^(ن-ك) .. والآن نقوم بنشر الدالة ..
ك
د(س) = أ^ن + ن أ^(ن-1) س + (ن ل 2)/2! س² + (ن ل 3)/3! س³ + .... + (ن ل ن)/ن! س^ن
ن ن ن
= ق س^ن + ق أ س^(ن-1) + ق أ² س^(ن-2) + ..... + أ^ن
0 1 2
أى أن :
ن ن
(س+أ)^ن = سيجما ق أ^ك س^(ن-ك)
ك=0 ك
النشر شكلها كيف يكون، وما هو الشكل الأساسى الذى تتخذه
بحيث تلاحظ ان عوامل ذات الحدين عبارة عن توافيق مرتبة ترتيب
جيد يبدأ من الصفر وهم (ن ق 0) ، (ن ق 1) ، (ن ق 2) ، .... ، (ن ق ن)
وتذكر ان : (ن ق 0) = (ن ق ن) = 1
الآن : الصيغة العامة للنظرية فى شكل مجموع هى :
ن ن
(س+أ)^ن = سيجما ق أ^ك س^(ن-ك)
ك=0 ك
بوضعك ن = 0 او ن=1 تجد ان العلاقة صحيحة
يمكنك وضع ن=2
2 2 2
(س+أ)² = ق أ^0 س² + ق أ س + ق أ²
0 1 2
= س² + 2أس + أ² وهى علاقة صحيحة ...
والآن نفرض أن العلاقة صحيحة فى حال بدلنا
ن بـ ن+1 ونريد ان نصل الى الشكل التالى ..
ن+1 ن+1
(س+أ)^ن = سيجما ق أ^ك س^(ن+1-ك)
ك=0 ك
نأخذ الصيغة الأساسية و نضرب الطرفين فى (س+أ)
ن ن
(س+أ)^(ن+1) = (س+أ) سيجما ق أ^ك س^(ن-ك)
ك=0 ك
ن ن ن ن
= سيجما ق أ^ك س^(ن+1-ك) + سيجما ق أ^(ك+1) س^(ن-ك)
ك=0 ك ك=0 ك
الآن نفصل الحد الأول من المجموع الأول والحد الأخير من المجموع الأخير
اى انك تأخذ الحد الذى فيه ك=0 من المجموع الأول، وتأخذ الحد الذى
فيه ك=ن فى المجموع الثانى، فينتج لدينا الآتى ..
ن ن ن ن
= سيجما ق أ^ك س^(ن+1-ك) + سيجما ق أ^ك س^(ن+1-ك)
ك=1 ك ك=1 ك-1
ن ن
+ ق س^(ن+1) + ق أ^(ن+1)
0 ن
ما الذى حدث ؟ الذى حدث هو اننا نريد ان نجعل المجموع الأول كالمجموع
الثانى ويكون الفرق فقط فى التوافق (اى فى العوامل) بحيث يسهل جمعهم
وعندما فصلنا الحد الذى فيه ك=ن من المجموع الثانى بدئنا من ك=1 وبدلنا
ك بـ ك-1 لماذا ؟ لأنك عندما تعتقد ان الحد الأول يكون عندما ك=1 بمجرد اننا
انقصنا حد من المجموع تكون مخطىء لأن الحد الأول يكون عندما ك=0
اذاً انت اما مشكلة كيف نوفق بين الحد الذى حذفناه وبين الحفاظ على
صيغة المجموع صحيحة ؟ لذلك بدلنا ك بـ ك-1 هذه من جهة .. من جهة أخرى
ك هنا تعبر عن الرتبة التى يتخذها الحد بناء على درجة الأس للعد (أ)، وانت
تعلم ان الحد الأول فيه أ^0 وليس أ^1 ، وبصفة عامة خذها قاعدة عند فصل
الحد الأول من المجموع نبقى صيغة المجموع كما هى، ولكن عند فصلك
للحد الأخير فيجب تغيير ك بـ ك-1 (خطوة للحفاظ على المجموع يكون صحيح)
والآن استعمل متطابقة باسكال والتى تقول :
ن ن (ن+1)
ق + ق = ق وبجمع المجموعين أعلاه تحصل على ..
ك ك-1 ك
ن (ن+1) ن ن
= سيجما ق أ^ك س^(ن+1-ك) + ق س^(ن+1) + ق أ^(ن+1)
ك=1 ك 0 ن
ن ن
ولكن الحدين ق س^(ن+1) + ق أ^(ن+1) ما هما الا الحد الأول والأخير
0 ن
من هذا المجموع، بحيث ان الحد الأول يحول بداية قيمة ك من 1 الى 0
الومجموع الثانى يحول المجموع من ن الى ن+1 فيتكون الصيغة النهاية هى :
(ن+1) (ن+1)
(س+أ)^(ن+1) = سيجما ق أ^ك س^(ن+1-ك)
ك=0 ك
اذاً العلاقة صحيحة من أجل ن+1 .... اذاً
ن ن
(س+أ)^ن = سيجما ق أ^ك س^(ن-ك)
ك=0 ك
وفى الحقيقة يمكنك اثبات النظرية بطرق أخرى .. منها طريقة
جربتها وتحققت منها وهى عن طريقة نشر الدالة (س+أ)^ن
بمنشور ماكلورين ..
نفرض أن : د(س) = (س+أ)^ن ومنها د(0) = أ^ن
دَ(س) = ن(س+أ)^(ن-1) ومنها دَ(0) = ن أ^(ن-1)
ن
وهكذا تستطيع ان القول أن : دً(0) = ل ن أ^(ن-2)
2
وبصفة عامة المشتقة التى رتبتها ك عند الصفر هى :
ن
د^ك(0) = ل ن أ^(ن-ك) .. والآن نقوم بنشر الدالة ..
ك
د(س) = أ^ن + ن أ^(ن-1) س + (ن ل 2)/2! س² + (ن ل 3)/3! س³ + .... + (ن ل ن)/ن! س^ن
ن ن ن
= ق س^ن + ق أ س^(ن-1) + ق أ² س^(ن-2) + ..... + أ^ن
0 1 2
أى أن :
ن ن
(س+أ)^ن = سيجما ق أ^ك س^(ن-ك)
ك=0 ك
0 ما هى الاشكال التى تتخذها اشكال المنحني التكعيبي ؟
الأحد، 27 مايو 2012
التسميات:
التفاضل والتكامل,
الجبر
![]() |
| رسم1 |
![]() |
| رسم2 |
0 اثبات نظرية ليبنتز للمشتقة النونية لحاصل ضرب دالتين
التسميات:
التفاضل والتكامل,
مواضيع متنوعة
ضرب قالبتين للإشتقاق ن مرة عن طريقة قاعدة محصلة
الضرب product rule ، ولنفرض ان الدالتين هما د ، ر فإن
ن ن
(د×ر)^ن = سيجما ق د^(ن-ك) ر^ك
ك ك
حيث ن هنا (ليست اس) لكن المقصود منها درجة المشتقة ..
وكما لاحظت فهى نفس عوامل نظرية ذات الحدين، ونفس الشكل أيضاً ..
الإثبات يكون بالإستقراء الرياضى على ن ، ويمكنك
ان تبدأ بالجربة بنفسك، لتكن الدالتين هما د ، ر
(د×ر) َ = دَ ر + د رَ
الإثبات يكون بالإستقراء الرياضى على ن ، ويمكنك
ان تبدأ بالجربة بنفسك، لتكن الدالتين هما د ، ر
(د×ر) َ = دَ ر + د رَ
وهى صحيحة فى هذه الحالة .. لاحظ لفظة اس ن لا تعنى (اس)
بالمعنى الذى تعرفه ولكن تعنى المشتقة النونية، مثلاً الأولى ، الثانية
الثالثة ... وهكذا ، وايضاً لاحظ ر ليست فوقها شرطة وتعنى المشتقة
الصفرية (والتى تكافىء الدالة نفسها) .. اذا ما جمعت المشتقة الأولى
مع المشتقة الصفرية تعطيك العدد 1 ، وايضاً لاحظ العوامل 1 ، 1
لأن : 1 1
ق = 1 و ق = 1
0 1
اشتق مرة ثانية (يعنى ضع ن = 2)
(د×ر) ً = دً ر + دَ رَ + دَ رَ + د رً
= دً ر + 2دَ رَ + د رً
نفس الصيغة التى تحصل عليها عند تربيع هذا المقدار
(س+ص)² = س² + 2س ص + ص²
اذاً انت بحاجة فقط للتعرف على عوامل نظرية ذات الحدين ...
اشتق مرة ثالثة ..
د"'(د ر) َ = د"' ر + دً رَ + 2دً رَ + 2دَ رً + دَ رً + د ر"'
= د"' ر + 3د"ر' + 3د'ر" + د ر"'
وبصفة عامة اذا كانت ن هى درجة المشتقة :
ن ن
(د×ر)^ن = سيجما ق د^(ن-ك) . ر^ك
ك=0 ك
ن ن!
حيث : ق = ـــــــــــــــــــــــــ
ك ك! (ن - ك)!
الإثبات (فرضنا ان الفرضية صالحة فى حالة ن =1 ، 2 ، 3 ، ...
والآن نفرض ان العلاقة صالحة فى حالة بدلنا ن بـ ن+1
هذا يعنى تماماً اننا نوجد المشتقة التى درجتها ن+1 للطرفين
بمعنى اننا نشتق العلاقة السابقة الطرفين ......... بحيث نصل
لنفس الصيغة من أجل ن+1 تكون العلاقة صحيحة .. عن طريقة
بعض المهارات الجبرية المتقدمة ..
ن ن
(د×ر)^(ن+1) = [سيجما ق د^(ن-ك) . ر^ك ] َ
ك=0 ك
ولكن التوافيق هنا عبارة عن عدد ثابت .. اذاً
ن ن
= سيجما ق [ د^(ن-ك) . ر^ك] َ
ك=0 ك
الآن طبق قاعدة محصلة الضرب product rule
ن ن
= سيجما ق [د^(ن+1-ك) ر^ك + د^(ن-ك) ر^(ك+1)]
ك=0 ك
ن ن ن ن
= سيجما ق د^(ن+1-ك) ر^ك + سيجما ق د^(ن-ك) ر^(ك+1)
ك=0 ك ك=0 ك
لاحظ ليست هذه هى الصيغة التى نريدها، وتركيزك على الأسس فى
كلتا المجموعين ..بحيث نريد ان اس (د) هو ن+-ك ، واس (ر) هو ك
وايضاً نريد ان نحافظ على شكل علامة السيجما كما هى حد انى - حد أعلى
بحيث انك تعلم اننا اذا قولنا س + س² فهنا لا يجوز الجمع، بينما لو قولنا
3س + 2 = 5س .. القضية تشبه هذا المعنى كثيراً
ن ن ن ن ن
= سيجما ق د^(ن+1-ك) ر^ك + سيجما ق د^(ن+1-ك) ر^ك + ق د^(ن+1) ر
ك=1 ك ك=1 ك-1 0
ن
ق + ق د ر^(ن+1)
ن
اعلم انك فى غاية الإرتباك الآن .. لكن الموضوع ابسط من ذلك، فلكى نجعل المجموع
الثانى (درجات مشتقاته) نفس المجموع الأول كان يجب علينا ان نفصل الحد الأخير
منه والذى يكون عندما ك=ن وهو الحد : (ن ق ن) د ر^(ن+1) كما قلت لك المشتقة الصفرية
هى الدالة الأساسية .. فلا تظن انك تتعامل مع اسس .. ولكن اذا فصلنا الحد الأخير من المجموع
الثانى فهذا يؤدى الى نقصان فى عدد الحدود بمقدار 1 ، اذاً نريد ان تقف النهاية على الحد الذى
يشتمل على العامل ن ق (ك-1) حسب نظرية ذات الحدين (هذا هو الحد قبل الأخير) ولكى
يتحقق هذا يجب ان تبدل ك بـ ك-1 فى المجموع الثانى فيتكون لديك ما وجدته بحيث نبدأ من ك=1
كل هذا لغرض الوصول الى شكل معين نريده ، ولكن هذا يجعل المجموع الثانى يبدأ من ك=0 مختلف
عن المجموع الأول، اذاً انت تحتاج ان تفصل حد من المجموع الأول بحيث يبدأ عند ك=1 ولكن اذا
فصلنا الحد الأخير فإن المجموع (درجات مشتقاته ستتغير) وهذا لا نريده، فقمنا فصل الحد الأول
والذى يكون عندما ك=0 ، وهذا ما حدث وهو الحد الذى قيمته (ن ق 0) د^(ن+1) ر
اؤكد مرة أخرى .. مثلاً 5س + 4س = (5 + 4) س
ما الذى حدث ؟؟ ببساطة شديدة جمعنا عوامل س لأنهما لهما نفس الشكل
او نفس درجة الأس ... وهذا ما حدث بالفعل المجموعين متماثلين ولهما نفس
الدرجات التفاضلية، اذاً نأخذ مجموع واحد فقط، ونجمع العوامل ..
ن ن (ن+1)
مجموع العوامل = ق + ق = ق
ك ك-1 ك
هذه قاعدة أساسية فى التوافيق تسمى بقاعدة باسكال يمكنك البحث
عنها او اثبتها لك فى رباط مستقل عن هذا الموضوع ... والآن يتبقى لدينا
ن (ن+1) ن ن
سيجما ق د^(ن+1-ك) ر^ك + ق د^(ن+1) ر + ق د ر^(ن+1)
ك=1 ك 0 ن
لاحظ : توافيق اى عدد فوق الصفر دائماً = 1
توافيق اى عدد فوق نفسه دائما ً = 1
ن (ن+1) ن (ن+1)
وهذا يعنى أن : ق = ق وكذلك ق = ق
0 0 ن (ن+1)
ومن هنا ينتج لنا المجموع السابق بشكل مختلف ..
ن (ن+1) (ن+1) (ن+1)
= سيجما ق د^(ن+1-ك) ر^ك + ق د^(ن+1) ر + ق د ر^(ن+1)
ك=1 ك 0 (ن+1)
ولكن هذين الحدين المنفصلين ما هما الا الحد الأول والأخير من المجموع سيجما
وتأكد بنفسك .. ضع ك=0 فى المجموع ثم ضع ك=ن+1 ... فنصل الى المشتقة
النونية+1 هى :-
(ن+1) (ن+1)
(د×ر)^(ن+1) = سيجما ق د^(ن+1-ك) ر^ك
ك=1 ك
اذاً القاعدة صالحة من أجل ن+1
حيث : ن هى درجة المشتقة .. ن تتميز هنا بالتعميم بحيث انه من أجل
المشتقة النونية صحيحة فإن العلاقة ن+1 التى تليها صحيحة أيضاً ...
4 ايجاد مساحة القطعة الدائرية
الخميس، 24 مايو 2012
التسميات:
هندسة مستوية
نصف قطر الدائرة = نق
د هى قياس الزاوية بالتقدير الدائرى
العلاقة التى تربط بين التقدير الدائرة وطول القوس
ونصف قطر الدائرة هى :
ل/نق = د ومنها ل = د نق
حيث ل = طول القوس ..
مساحة القطعة الدائرية = مساحة القطاع الدائرى
- مساحة المثلث المتساوى الساقين الناشىء على الوتر
مساحة القطاع الدائرى = ½ل نق = ½ د نق × نق
= ½ د نق²
مساحة المثلث = ½حاصل ضرب الضلعين×جيب الزاوية المحصور بينهما
= ½ نق² جاد
والآن : مساحة القطعة الدائرية :
= ½ د نق² - ½ نق² جاد
بأخذ ½نق² عامل مشترك ..
= ½نق² (د - جاد)
حيث د قياس الزاوية المركزية بالتقدير الدائرى ..
الآن اذا أعطاك نق والزاوية .. اذاً ومباشرة ً استخدم
الصيغة أعلاه : المساحة = ½نق² (د - جاد)
واذا اعطاك نق والوتر ، او الزاوية والوتر فيمكنك استخدما
نفس القانون، ولكن تحتاج الى ايجاد العلاقة التى تربط
بين الوتر ونصف القطر والزواية بالرديان .. وتوجدها عن
طريق استعمالك لقانون جيب التمام .. نفرض أن طول
الوتر س .. اذاً
س² = نق²+نق² - 2نق×نق جتاد
= 2نق² - 2نق² جتاد = نق² (2 - 2جتاد)
اذاً س = نق جذر(2 - 2 جتاد)
0 اوجد مجموع المتتابعة من 1 الى ن التى حدها العام هو ح(ن) = ن×10^ن
الأربعاء، 23 مايو 2012
التسميات:
التفاضل والتكامل,
الجبر,
مواضيع متنوعة
نبدأ من مجموع المتتابعة الهندسية الآتية والتى تعتمد
على الأساس س ، والحد الأول لها هو 1
س^(ن+1) - 1
1+س+س²+س³+....+س^ن = ــــــــــــــــــــــــــــ
س - 1
بإشتقاق الطرفين بالنسبة لـ س
(ن+1) (س-1) س^ن - س^(ن+1) + 1
1 +2س+3س²+4س³+ ... +ن س^(ن-1) = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
(س-1)²
بضرب الطرفين فى س
(ن+1) (س-1) س^(ن+1) - س^(ن+2) + س
س+2س²+3س³+...+ن س^ن = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
(س-1)²
البسط حدوده كثيرة .. نقوم بتبسيطة
(ن+1) (س-1) س^(ن+1) - س^(ن+2) + س
= (ن+1) [س^(ن+2) - س^(ن+1)] - س^(ن+2) + س
= (ن+1) س^(ن+2) - (ن+1) س^(ن+1) - س^(ن+2) + س
= ن س^(ن+2) - (ن+1) س^(ن+1) + س .. اذاً
ن س^(ن+2) - (ن+1) س^(ن+1) + س
س+2س²+3س³+...+ن س^ن = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
(س-1)²
وبوضع : س = 10 للطرفين يعطيك مجموع المتتابعة التى حدودها
على الشكل : ح(ن) = ن 10^ن
ن ن 10^(ن+2) - (ن+1) 10^(ن+1) + 10
سيجما ك 10^ك = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
ن=1 81
على الأساس س ، والحد الأول لها هو 1
س^(ن+1) - 1
1+س+س²+س³+....+س^ن = ــــــــــــــــــــــــــــ
س - 1
بإشتقاق الطرفين بالنسبة لـ س
(ن+1) (س-1) س^ن - س^(ن+1) + 1
1 +2س+3س²+4س³+ ... +ن س^(ن-1) = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
(س-1)²
بضرب الطرفين فى س
(ن+1) (س-1) س^(ن+1) - س^(ن+2) + س
س+2س²+3س³+...+ن س^ن = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
(س-1)²
البسط حدوده كثيرة .. نقوم بتبسيطة
(ن+1) (س-1) س^(ن+1) - س^(ن+2) + س
= (ن+1) [س^(ن+2) - س^(ن+1)] - س^(ن+2) + س
= (ن+1) س^(ن+2) - (ن+1) س^(ن+1) - س^(ن+2) + س
= ن س^(ن+2) - (ن+1) س^(ن+1) + س .. اذاً
ن س^(ن+2) - (ن+1) س^(ن+1) + س
س+2س²+3س³+...+ن س^ن = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
(س-1)²
وبوضع : س = 10 للطرفين يعطيك مجموع المتتابعة التى حدودها
على الشكل : ح(ن) = ن 10^ن
ن ن 10^(ن+2) - (ن+1) 10^(ن+1) + 10
سيجما ك 10^ك = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
ن=1 81
0 ما هو تكامل (س^4 + 1)/(س^6 + 1) دس ؟
الثلاثاء، 22 مايو 2012
التسميات:
التفاضل والتكامل,
مواضيع متنوعة
يحل هذا التكامل بالكسور الجزئية، بحيث نلاحظ ان المقام
يمكن تحليله كـمجموع بين مكعبين س^6 + 1 = (س²)³ + 1
ومنها نحصل على : (س²)³ + 1 = (س² + 1)(س^4 - س² + 1)
س^4 + 1 س^4 + 1
ــــــــــــــــــــــــ = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س^6 + 1 (س²+1)(س^4 - س² + 1)
الآن البسط معادلة من الدرجة الرابعة، وبناء عليه الفرضيات التى نضعها ستكون كالتالى
س^4 + 1 د أس²+ب س + جـ
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــ + ـــــــــــــــــــــــــــــــ
(س²+1)(س^4 - س² + 1) (س²+1) (س^4 - س² + 1)
لكل أ ، ب ، جـ ، د أعداد حقيقية بحيث نكون على يقين من أن التالى يتحقق من أجل س عدد حقيقى
(س²+1)(أس²+ب س + جـ) + د(س^4 - س² + 1) = س^4 + 1
بوضع س = 0 للطرفين ..
جـ + د = 1 (1)
بوضع س = 1
2(أ+ب+جـ) + د = 2 (2)
بوضع س = -1
2(أ-ب+جـ) + د = 2 (3)
بجمع 2 ، 3 ينتج أن : ب=0
2(أ+جـ) + د = 2 (من 2 ، 3)
بوضع س = 2
5(4أ+2ب+جـ) + 13د = 17
20أ + 10ب + 5جـ + 13د = 17
20أ + 5جـ + 13د = 17
2أ + 2جـ + د = 2 (4) × -10
-20أ - 20جـ - 10د = -20
......................................................
-15جـ + 3د = -3 ÷ -3
5جـ - د = 1 (5)
جـ + د = 1 (1)
6جـ = 2 ومنها جـ = 1\3 د =2\3
2أ + 2جـ + د = 2
2أ = 2\3 ومنها أ = 1\3
س^4 + 1 2 س² + 1
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = ــــــــــــــــــــــــــــــــــ + ـــــــــــــــــــــــــــــــ
(س²+1)(س^4 - س² + 1) 3(س²+1) 3(س^4 - س² + 1)
التكامل الأول معروف (يمكن وضعه فى صورة دالة الظل العكسى) .. ولنأخذ الثانى ونقوم بتبسيطه ..
س² + 1
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ نقوم بتحليل المقام .. بإضافة 2س² وطرحها مرة ثانية
3(س^4 - س² + 1)
س^4 - س² + 1 = س^4 + 2س² + 1 - 3س² = (س² + 1)² - 3س²
= (س² + 1)² - (جذر(3) س)² بتحليلك فرق المربعين ..
= [س² + 1 - جذر(3) س][س² + 1 + جذر(3) س]
= (س² - جذر(3)س + 1)(س² + جذر(3)س + 1)
س² + 1 س² + 1
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
3(س^4 - س² + 1) 3 (س² - جذر(3)س + 1)(س² + جذر(3)س + 1)
أ ب
نفرض أن هذا الكسر = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ + ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
3 (س² - جذر(3)س + 1) (س² + جذر(3)س + 1)
ومنها : أ(س² + جذر(3)س + 1) + 3ب(س² - جذر(3)س + 1) = س² + 1
بوضعك س = 0 للطرفين ينتج أن : أ + 3ب = 1 (1)
بوضع س = جذر(3) للطرفين ينتج : 7أ + 3ب = 4 (2)
بضرب (1) × -1
-أ - 3ب = -1 وبجمعها مع (2) ينتج 6أ = 3 ومنها أ = ½ بالتعويض فى (1)
½ + 3ب = 1 ومنها 3ب = ½ اذاً ب = 1\6 اذاً :-
س² + 1 1 1
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ + ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
3(س^4 - س² + 1) 6 (س² - جذر(3)س + 1) 6 (س² + جذر(3)س + 1)
والآن نحلل المقامات بإكمال المربع بحيث نضعها على الصورة : (مربع كامل) + ثابت
عن طريق القاعدة الأساسية المشهورة وهى إضافة (نصف معامل س)²
معامل س = جذر(3) ، نصفه = جذر(3)/2 والآن [جذر(3)/2]² = 3\4
الآن : س² - جذر(3)س + 1 = س² - جذر(3)س + 3\4 +1 - 3\4
= [س - جذر(3)/2]² + 1\4 بالمثل نجد أن : س² + جذر(3)س + 1 = [س + جذر(3)/2]² + 1\4
س^4 + 1 1
اذاً : ∫ ــــــــــــــــــــــــ دس = (2\3)∫ــــــــــــــــ دس
س^6 + 1 س²+1
1 1
+(1\6)∫ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ دس+(1\6)∫ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ دس
[س - جذر(3)/2]² + 1\4 [س + جذر(3)/2]² + 1\4
ولنأخذ كل تكامل منهم على حدى (وبدون ما نكتب الثابت ث)
1 -1
(2\3)∫ــــــــــــــ دس = (2\3) ظا (س)
س²+1
1
(1\6)∫ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ دس بضرب المقام كلاً من البسط والمقام فى 4 ولاحظ 4
[س - جذر(3)/2]² + 1\4 داخل القوس التربيعى تكافىء 2 .
1
= 4\6 ∫ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــ دس ولاحظ مشتقة ماداخل القوس = 2 اذاً نقوم بضرب
[2س - جذر(3)]² + 1 كلاً من البسط والمقام فى العدد 2 .
2 -1
= (4\12) ∫ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــ دس = (1\3) ظا [2س - جذر(3)]
[2س - جذر(3)]² + 1
وبنفس الطريقة نصل الى أن :
1 -1
(1\6)∫ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ دس = (1\3) ظا [2س + جذر(3)]
[س + جذر(3)/2]² + 1\4
وأخيراً نقول :
س^4 + 1 1 -1 -1 -1
∫ ــــــــــــــــــــــ دس = ـــــــ [ظا (2س + جذر(3)) + ظا (2س - جذر(3)) + 2ظا (س)] + ث
س^6 + 1 3
يمكن تحليله كـمجموع بين مكعبين س^6 + 1 = (س²)³ + 1
ومنها نحصل على : (س²)³ + 1 = (س² + 1)(س^4 - س² + 1)
س^4 + 1 س^4 + 1
ــــــــــــــــــــــــ = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س^6 + 1 (س²+1)(س^4 - س² + 1)
الآن البسط معادلة من الدرجة الرابعة، وبناء عليه الفرضيات التى نضعها ستكون كالتالى
س^4 + 1 د أس²+ب س + جـ
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــ + ـــــــــــــــــــــــــــــــ
(س²+1)(س^4 - س² + 1) (س²+1) (س^4 - س² + 1)
لكل أ ، ب ، جـ ، د أعداد حقيقية بحيث نكون على يقين من أن التالى يتحقق من أجل س عدد حقيقى
(س²+1)(أس²+ب س + جـ) + د(س^4 - س² + 1) = س^4 + 1
بوضع س = 0 للطرفين ..
جـ + د = 1 (1)
بوضع س = 1
2(أ+ب+جـ) + د = 2 (2)
بوضع س = -1
2(أ-ب+جـ) + د = 2 (3)
بجمع 2 ، 3 ينتج أن : ب=0
2(أ+جـ) + د = 2 (من 2 ، 3)
بوضع س = 2
5(4أ+2ب+جـ) + 13د = 17
20أ + 10ب + 5جـ + 13د = 17
20أ + 5جـ + 13د = 17
2أ + 2جـ + د = 2 (4) × -10
-20أ - 20جـ - 10د = -20
......................................................
-15جـ + 3د = -3 ÷ -3
5جـ - د = 1 (5)
جـ + د = 1 (1)
6جـ = 2 ومنها جـ = 1\3 د =2\3
2أ + 2جـ + د = 2
2أ = 2\3 ومنها أ = 1\3
س^4 + 1 2 س² + 1
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = ــــــــــــــــــــــــــــــــــ + ـــــــــــــــــــــــــــــــ
(س²+1)(س^4 - س² + 1) 3(س²+1) 3(س^4 - س² + 1)
التكامل الأول معروف (يمكن وضعه فى صورة دالة الظل العكسى) .. ولنأخذ الثانى ونقوم بتبسيطه ..
س² + 1
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ نقوم بتحليل المقام .. بإضافة 2س² وطرحها مرة ثانية
3(س^4 - س² + 1)
س^4 - س² + 1 = س^4 + 2س² + 1 - 3س² = (س² + 1)² - 3س²
= (س² + 1)² - (جذر(3) س)² بتحليلك فرق المربعين ..
= [س² + 1 - جذر(3) س][س² + 1 + جذر(3) س]
= (س² - جذر(3)س + 1)(س² + جذر(3)س + 1)
س² + 1 س² + 1
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
3(س^4 - س² + 1) 3 (س² - جذر(3)س + 1)(س² + جذر(3)س + 1)
أ ب
نفرض أن هذا الكسر = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ + ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
3 (س² - جذر(3)س + 1) (س² + جذر(3)س + 1)
ومنها : أ(س² + جذر(3)س + 1) + 3ب(س² - جذر(3)س + 1) = س² + 1
بوضعك س = 0 للطرفين ينتج أن : أ + 3ب = 1 (1)
بوضع س = جذر(3) للطرفين ينتج : 7أ + 3ب = 4 (2)
بضرب (1) × -1
-أ - 3ب = -1 وبجمعها مع (2) ينتج 6أ = 3 ومنها أ = ½ بالتعويض فى (1)
½ + 3ب = 1 ومنها 3ب = ½ اذاً ب = 1\6 اذاً :-
س² + 1 1 1
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ + ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
3(س^4 - س² + 1) 6 (س² - جذر(3)س + 1) 6 (س² + جذر(3)س + 1)
والآن نحلل المقامات بإكمال المربع بحيث نضعها على الصورة : (مربع كامل) + ثابت
عن طريق القاعدة الأساسية المشهورة وهى إضافة (نصف معامل س)²
معامل س = جذر(3) ، نصفه = جذر(3)/2 والآن [جذر(3)/2]² = 3\4
الآن : س² - جذر(3)س + 1 = س² - جذر(3)س + 3\4 +1 - 3\4
= [س - جذر(3)/2]² + 1\4 بالمثل نجد أن : س² + جذر(3)س + 1 = [س + جذر(3)/2]² + 1\4
س^4 + 1 1
اذاً : ∫ ــــــــــــــــــــــــ دس = (2\3)∫ــــــــــــــــ دس
س^6 + 1 س²+1
1 1
+(1\6)∫ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ دس+(1\6)∫ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ دس
[س - جذر(3)/2]² + 1\4 [س + جذر(3)/2]² + 1\4
ولنأخذ كل تكامل منهم على حدى (وبدون ما نكتب الثابت ث)
1 -1
(2\3)∫ــــــــــــــ دس = (2\3) ظا (س)
س²+1
1
(1\6)∫ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ دس بضرب المقام كلاً من البسط والمقام فى 4 ولاحظ 4
[س - جذر(3)/2]² + 1\4 داخل القوس التربيعى تكافىء 2 .
1
= 4\6 ∫ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــ دس ولاحظ مشتقة ماداخل القوس = 2 اذاً نقوم بضرب
[2س - جذر(3)]² + 1 كلاً من البسط والمقام فى العدد 2 .
2 -1
= (4\12) ∫ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــ دس = (1\3) ظا [2س - جذر(3)]
[2س - جذر(3)]² + 1
وبنفس الطريقة نصل الى أن :
1 -1
(1\6)∫ ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ دس = (1\3) ظا [2س + جذر(3)]
[س + جذر(3)/2]² + 1\4
وأخيراً نقول :
س^4 + 1 1 -1 -1 -1
∫ ــــــــــــــــــــــ دس = ـــــــ [ظا (2س + جذر(3)) + ظا (2س - جذر(3)) + 2ظا (س)] + ث
س^6 + 1 3
0 احسب المساحة الكلية للهرم وحجم الجسم المحصور بين الأسطوانة والهرم
الاثنين، 21 مايو 2012
التسميات:
هندسة فراغية
اليك القوانين أولاً :
الهرم الرباعى :
المساحة = مساحة اوجه الأربعه + مساحة القاعدة
الحجم = 1\3 مساحة القاعدة × الإرتفاع
الإسطوانة :
الحجم = ط نق² ع
نق = 10\2 = 5 ، ع = 10
لك ان تتخيل الشكل المطلوب (كما فى المراجع)
مساحة المثلث = ½ القاعدة × الإرتفاع
ولكن (اى ارتفاع ؟) وتر مثلث فيثاغورث الذى
طولا ضلعى القائمة فيه 10 ، 4 هو ارتفاع
للمثلث الذى طول قاعدته 8 سم
الآن كل مثلثين متقابلين متساويين فى المساحة
ب جـ = 8
ولكن : أ جـ = 10 (قطر الدائرة)
اذاً ومن مبرهنة فيثاغورث ينتج أن :
(أب)² = جذر(100 - 64) = 6
انصاف الـ 6 ، 8 هما 3 ، 4 على التوالى
لكى نوجد ارتفاعى كل مثلثين متناظرين
نستعمل فقط مبرهنة فيثاغورث ..
ارتفاع المثلث الذى طول القاعدة فيه 8 سم
يتعيم من خلال ايجاد الوتر فى المثلث القائم
الذى طولا ضلعى القائمة فيه هما 10 ، 3
ارتفاعه = جذر(100 + 9) = جذر(109)
ارتفاع المثلث الآخير يتعين من خلال ايجاد
الوتر فى المثلث القائم الذى طولا ضلعى
القائمة فيه هما 10 ، 4
الإرتفاع = جذر(100 + 16) = جذر(116)
مساحة المثلثين المتناظرين (طول القاعدة 8)
= القاعدة × الإرتفاع = 8 جذر(109)
مساحة المثلثين المتناظرين (طول القاعدة 6)
= القاعدة × الإرتفاع = 6 جذر(116)
مساحة المستطيل = الطول×العرض = 8 × 6 = 48
اذاً المساحة الكلية للهرم = 8 جذر(109) +6 جذر(116) + 48
≈ 196 سم² لأقرب جزء من عشرة
....................................................................
░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░
المطلوب الثانى :
الحجم المتبقى = حجم الإسطوانة - حجم الهرم
حجم الإسطوانة = ط نق² ع = ط (5)² × 10 = 250ط
حجم الهرم = 1\3 مساحة القاعدة × الإرتفاع
= 48\3 × 10 = 160
اذاً : حجم الجسم المحصور بين الأسطوانة والهرم
= 250ط - 160 ≈ 625.4 سم³
الهرم الرباعى :
المساحة = مساحة اوجه الأربعه + مساحة القاعدة
الحجم = 1\3 مساحة القاعدة × الإرتفاع
الإسطوانة :
الحجم = ط نق² ع
نق = 10\2 = 5 ، ع = 10
لك ان تتخيل الشكل المطلوب (كما فى المراجع)
مساحة المثلث = ½ القاعدة × الإرتفاع
ولكن (اى ارتفاع ؟) وتر مثلث فيثاغورث الذى
طولا ضلعى القائمة فيه 10 ، 4 هو ارتفاع
للمثلث الذى طول قاعدته 8 سم
الآن كل مثلثين متقابلين متساويين فى المساحة
ب جـ = 8
ولكن : أ جـ = 10 (قطر الدائرة)
اذاً ومن مبرهنة فيثاغورث ينتج أن :
(أب)² = جذر(100 - 64) = 6
انصاف الـ 6 ، 8 هما 3 ، 4 على التوالى
لكى نوجد ارتفاعى كل مثلثين متناظرين
نستعمل فقط مبرهنة فيثاغورث ..
ارتفاع المثلث الذى طول القاعدة فيه 8 سم
يتعيم من خلال ايجاد الوتر فى المثلث القائم
الذى طولا ضلعى القائمة فيه هما 10 ، 3
ارتفاعه = جذر(100 + 9) = جذر(109)
ارتفاع المثلث الآخير يتعين من خلال ايجاد
الوتر فى المثلث القائم الذى طولا ضلعى
القائمة فيه هما 10 ، 4
الإرتفاع = جذر(100 + 16) = جذر(116)
مساحة المثلثين المتناظرين (طول القاعدة 8)
= القاعدة × الإرتفاع = 8 جذر(109)
مساحة المثلثين المتناظرين (طول القاعدة 6)
= القاعدة × الإرتفاع = 6 جذر(116)
مساحة المستطيل = الطول×العرض = 8 × 6 = 48
اذاً المساحة الكلية للهرم = 8 جذر(109) +6 جذر(116) + 48
≈ 196 سم² لأقرب جزء من عشرة
....................................................................
░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░
المطلوب الثانى :
الحجم المتبقى = حجم الإسطوانة - حجم الهرم
حجم الإسطوانة = ط نق² ع = ط (5)² × 10 = 250ط
حجم الهرم = 1\3 مساحة القاعدة × الإرتفاع
= 48\3 × 10 = 160
اذاً : حجم الجسم المحصور بين الأسطوانة والهرم
= 250ط - 160 ≈ 625.4 سم³
0 كيف نختبر نظام مكون من معادلتين فى مجهولين ان لهم عدد لا نهائى من الحلول او لا يلحوا معاً ؟
التسميات:
الجبر,
مواضيع متنوعة,
هندسة تحليلية
نختبر الجزء المقطوع من المحور y، اذا كان مختلف فلا يوجد حل لهاتين
المعادلتين معاً، واذا كان متماثل فإنه يوجد عدد لانهائى من الحلول .
تفسير الطريقة : نقول ان للمعادلتين فى مجهولين انهما لهما عدد لا
نهائى من الحلول او لا يلحوا معاً اذا وفقط اذا كان m1 = m2 والتى
تفسر فى صورة محدد المصفوفة، حيث كلاً من m1 و m2 ميلى
رسم المعادلتين (فى صورة خط مستقيم)
الحالة الأولى :عدد لا نهائى من الحلول
*****************************
عندما يتطابق المستقيمان، فنعطى تفسيراً لهذا انهم يتقاطعوا فى
عدد لا نهائى من النقاط يترتب عليها عدد لا نهائى من الحلول .
جبرياً : اذا كانت : y = ax + b فإن الجزء المقطوع من المحور y هو b
اذا كانت هناك معادلتان هما : y = ax + b و y = ax + b' ll
الميل = a فى كلتا المعادلتين
هناك عدد لا نهائى من الحلول اذا تحقق
b = b' ll
الحالة الأولى :عدد ليس لها حل وحيد على الأقل
فى نفس المثال السابق a = الميل
ولكن : b ≠ b' ll
وتعنى هندسياً ان الخطان متوازيان (غير متطابقان)
لذلك لم يتقاطعوا فى اى نقطة واحدة على الأقل .
السؤال هو : لماذا b هى الجزء المقطوع من محور y ؟
***********************************
نعلم ان الصورة العامة لمعادلة الخط المستقيم فى
الغالب تكون على الصورة : y = ax + b بحيث اوجدنا y بدلالة x .
a = المشقتة الأولى للدالة = ميل الدالة ((حاول ان تثبتها بنفسك))
هندساً انظر الشبكة التربيعية لتجد ان الجزء المقطوع من محور y
ان وجد فهو موجود عندما تكون x معدومة القيمة أى x=0
نعلم من ذلك ان y هى الجزء المقطوع من المحور
y عندما x = 0 .. الآن نضع x = 0
y = a(0) + b ومنها y = b
تساوى الجزء المقطوع من محور y-axis
░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░
ليكن لدينا : ax+by=c
'a'x+b'y=c
وكان : ab'-a'b=0
هنا نضع x=0 فى كلتا المعادلتين فينتج لنا :
by=c ومنها y=c/b
بنفس الطريقة فى المعادلة الثانية y=c/b' ll
اذا تحقق أن : c/b = c/b' ll
فإن هناك عدد لا نهائى من الحلول .
بينما اذا تحقق : c/b ≠ c/b' ll
فلا يوجد حل لهاتين المعادلتين معاً .
◄◄◄◄◄◄◄◄◄◄◄◄◄◄◄◄◄◄
مثال : 3x + 4y = 5
6x + 8y = 7
الآن : 3*8 - 4*6 = 0
ولكن : 5/4 ≠ 7/8
النتيجة : لا يوجد حل للمعادلتين (معاً)
8 هل يمكن ايجاد جذر(7) بدون آلة حاسبة ؟
الثلاثاء، 15 مايو 2012
التسميات:
التفاضل والتكامل,
مواضيع متنوعة
نعم بالتحليل العددى، واشهر طريقة هى :
طريقة نيوتن رافسون :
نفرض أن : جذر(7) = س
بتربيع الطرفين نحصل على : س² = 7
ومنها : س² - 7 = 0
ما هى القيمة س التى تجعل المعادلة = 0 ؟
نضع المقدار السابق فى صورة دالة :
د(س) = س² - 7
قاعدة نيوتن رافسون :
د(س(ن))
س(ن+1) = س(ن) - ـــــــــــــــــــ
دَ(س(ن))
دعك من الصيغة فقد تبدو مربكة قليلاً
الصيغة تقول حدد س (اى عدد تشك انه قريب من الناتج)
ثم الصيغة تقول :
قيمته فى الدالة
العدد الذى يليه = العدد السابق له - ــــــ،،،،ــــــــــــــــــ
قيمته فى المشقة
نوجد المشتقة الأولى للدالة :
دَ(س) = 2س
الآن نخمن جذر(7) = ؟ بالتقريب
مثلاً نحن نعلم أن جذر(4) = 2
وجذر(9) = 3
اذاً جذر(7) محصور بين الـ 2 و الـ 3
ولنبدأ بالعدد س = 2
ثم ندرس حالات س (المتغيرة)
د(2) -3
س = 2 - ــــــــــــــ = 2 - ــــــــــ = 2.75
دَ(2) 4
لاحظ س = 2.75 قريبة ايضاً من جذر(7)
هذه الخوارزمية كررها الى أن تحصل على أعلى
دقة ممكن لجذر(7)
نكرر نفس الخطوات ..
د(2.75) 0.5625
س = 2.75 - ـــــــــــــ = 2.75 - ــــــــــــــــ
دَ(2.75) 5.5
≈ 2.647727273
وهذا قيمة قريبة معقولة لـ جذر(7)
اذا كتبت جذر(7) على الآلة يظهر لك :
جذر(7) ≈ 2.645751311
وهى قريبة جداً من القيمة التى حصلنا عليها
ولكن كما ترى طريقة ربما تكون طويلة فى البداية
تحتاج منك فقط ان تفمهما جيداً ، وان تتعود على استعمالها
وتوجد ايضاً طريقة أخرى للتقريب وهى مبرهنة القيمة الوسيطة .
بحيث نعطى لـ س قيمتين .. قيمه منهم تجعل الدالة د(س) = س² - 7
موجبة ، والقيمة الأخرى تجعل الدالة سالبة، ومن ثم نجمع س الأول
مع س الثانية ونقسم على 2 .. الناتج الذى يظهر لك عوض به فى الدالة
الى ان تعطيك صفر .. او عدد قريب جداً من الصفر ، تكون وقتها س هى
أقرب ما يمكن للحل ..
░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░
بطريقة القيمة الوسيطة :
(وأقترح عليك هذه الطريق لأنها سهلة الفهم والتطبيق)
نعلم أن جذر(7) محصور بين س = 2 و س = 3
بالتعويض فى الدالة : د(س) = س² - 7
بحيث نريد س التى تجهل د(س) = 0
د(2) = 4 - 7 = -3
د(3) = 9 - 7 = 2
لاحظ الأولى اعطتنا قيمة سالبة والثانية اعطتنا قيمة موجبة
وهذا شرط اساسى لتطبيق المبرهنة، بحيث تقترح عليك الآتى
2 + 3
نأخذ س المتغير فى هذه الحالة = ــــــــــــــــ = 2.5
2
عوض فى الدالة الأصل ..
د(2.5) = (2.5)² - 7 = -0.75
بما ان القسمة س = 2.5 اعطت قيمة سالبة
اذاً نأخذ آخر قيمة موجبة اعطتها لنا س وهى 3
2.5 + 3
ـــــــــــــــــــ = 2.75
2
د(2.75) = 9\16 = 0.5625
نأخذ مع س = 2.75 س = 2.5
2.75 + 2.5
ــــــــــــــــــــــــــــــ = 2.625
2
د(2.625) = (2.625)² - 7 = -7\64 = - 0.109375
س = 2.625 نأخذ معها س = 2.75
2.75 + 2.625 43
ـــــــــــــــــــــــــــــ = ــــــــــــ = 2.6875
2 16
وهكذا لاحظ كلما كررت التجربة أكثر من مرة كلما تتوصل
الى أعلى دقة ممكن لـ جذر(7)
طريقة نيوتن رافسون :
نفرض أن : جذر(7) = س
بتربيع الطرفين نحصل على : س² = 7
ومنها : س² - 7 = 0
ما هى القيمة س التى تجعل المعادلة = 0 ؟
نضع المقدار السابق فى صورة دالة :
د(س) = س² - 7
قاعدة نيوتن رافسون :
د(س(ن))
س(ن+1) = س(ن) - ـــــــــــــــــــ
دَ(س(ن))
دعك من الصيغة فقد تبدو مربكة قليلاً
الصيغة تقول حدد س (اى عدد تشك انه قريب من الناتج)
ثم الصيغة تقول :
قيمته فى الدالة
العدد الذى يليه = العدد السابق له - ــــــ،،،،ــــــــــــــــــ
قيمته فى المشقة
نوجد المشتقة الأولى للدالة :
دَ(س) = 2س
الآن نخمن جذر(7) = ؟ بالتقريب
مثلاً نحن نعلم أن جذر(4) = 2
وجذر(9) = 3
اذاً جذر(7) محصور بين الـ 2 و الـ 3
ولنبدأ بالعدد س = 2
ثم ندرس حالات س (المتغيرة)
د(2) -3
س = 2 - ــــــــــــــ = 2 - ــــــــــ = 2.75
دَ(2) 4
لاحظ س = 2.75 قريبة ايضاً من جذر(7)
هذه الخوارزمية كررها الى أن تحصل على أعلى
دقة ممكن لجذر(7)
نكرر نفس الخطوات ..
د(2.75) 0.5625
س = 2.75 - ـــــــــــــ = 2.75 - ــــــــــــــــ
دَ(2.75) 5.5
≈ 2.647727273
وهذا قيمة قريبة معقولة لـ جذر(7)
اذا كتبت جذر(7) على الآلة يظهر لك :
جذر(7) ≈ 2.645751311
وهى قريبة جداً من القيمة التى حصلنا عليها
ولكن كما ترى طريقة ربما تكون طويلة فى البداية
تحتاج منك فقط ان تفمهما جيداً ، وان تتعود على استعمالها
وتوجد ايضاً طريقة أخرى للتقريب وهى مبرهنة القيمة الوسيطة .
بحيث نعطى لـ س قيمتين .. قيمه منهم تجعل الدالة د(س) = س² - 7
موجبة ، والقيمة الأخرى تجعل الدالة سالبة، ومن ثم نجمع س الأول
مع س الثانية ونقسم على 2 .. الناتج الذى يظهر لك عوض به فى الدالة
الى ان تعطيك صفر .. او عدد قريب جداً من الصفر ، تكون وقتها س هى
أقرب ما يمكن للحل ..
░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░
بطريقة القيمة الوسيطة :
(وأقترح عليك هذه الطريق لأنها سهلة الفهم والتطبيق)
نعلم أن جذر(7) محصور بين س = 2 و س = 3
بالتعويض فى الدالة : د(س) = س² - 7
بحيث نريد س التى تجهل د(س) = 0
د(2) = 4 - 7 = -3
د(3) = 9 - 7 = 2
لاحظ الأولى اعطتنا قيمة سالبة والثانية اعطتنا قيمة موجبة
وهذا شرط اساسى لتطبيق المبرهنة، بحيث تقترح عليك الآتى
2 + 3
نأخذ س المتغير فى هذه الحالة = ــــــــــــــــ = 2.5
2
عوض فى الدالة الأصل ..
د(2.5) = (2.5)² - 7 = -0.75
بما ان القسمة س = 2.5 اعطت قيمة سالبة
اذاً نأخذ آخر قيمة موجبة اعطتها لنا س وهى 3
2.5 + 3
ـــــــــــــــــــ = 2.75
2
د(2.75) = 9\16 = 0.5625
نأخذ مع س = 2.75 س = 2.5
2.75 + 2.5
ــــــــــــــــــــــــــــــ = 2.625
2
د(2.625) = (2.625)² - 7 = -7\64 = - 0.109375
س = 2.625 نأخذ معها س = 2.75
2.75 + 2.625 43
ـــــــــــــــــــــــــــــ = ــــــــــــ = 2.6875
2 16
وهكذا لاحظ كلما كررت التجربة أكثر من مرة كلما تتوصل
الى أعلى دقة ممكن لـ جذر(7)



































