به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+4 امتیاز
19,118 بازدید
در دبیرستان توسط sahar3 (740 امتیاز)

وضعيت دو منحني با هم دو منحني سه حالت با هم دارند.. الف)در يك نقطه همديگر را قطع ميكنند ب)دو منحني در يك نقطه مماس هستند. ج)دو منحني با هم برخوردي ندار.

حالا سوال من اينه كه

معادلات دو منحني بايد چه شرايطي داشته باشد كه حالت الف و ب و ج را داشته باشد با ذكر دليل. و اينكه مختصات نقطه برخورد مماس ان چگونه بدست مي ايد.. ممنون..

2 پاسخ

+2 امتیاز
توسط fardina (17,622 امتیاز)

الف:چنانچه دو تابع همدیگر را قطع کنند در اینصورت مختصات محل تقاطع در هر دو تابع صدق می کند. در اینصورت برای پیدا کردن مختصات محل تلاقی معادله دو منحنی را با هم برابر قرار می دهیم. به عنوان مثال دو تابع $f(x)=x^2$ و $g(x)=2x$ همدیگر را قطع می کنند زیرا $x^2=2x$ دارای دو جواب $x=0,x=2$ است.

enter image description here

پس به طور خلاصه دو منحنی $f,g$ متقاطع اند هرگاه معادله $f(x)=g(x)$ دارای جواب باشد.

ب: یک حالت از تقاطع این است که دو منحنی بر هم مماس باشند. که در اینصورت علاوه بر اینکه معادله ی $f(x)=g(x)$ دارای جواب است مثلا فرض کنید $a$ یک جواب باشد علاوه بر این در نقطه ی تماس هر دو منحنی دارای خط مماس مشترک هستند. پس یعنی در نقطه ی $a$ شیب خط مماس بر $f$ که برابر $f'(a) $ است و شیب خط مماس بر $g$ که برابر $g'(a)$ است با هم برابر هستند یعنی $f'(a)=g'(a)$ .

پس دو منحنی $f,g$دارای مماس مشترک در نقطه $a$ هستند هرگاه: 1. $f(a)=g(a)$ 2. $f'(a)=g'(a)$

به عنوان مثال منحنی های $f(x)=x^3-2x$ و $g9x)=\frac 12x^2-\frac 32$ همدیگر را قطع می کنند زیرا $x^3-2x=\frac 12x^2-\frac 32$ دارای دو جواب $x=1,-\frac 32$ است. ولی $f'(x)=g'(x)$ یعنی $3x^2-2=x$ یا $(3x-2)(x-1)=0$ دارای دو جواب $x=1,x=-\frac 23$ است. پس نقطه ی $x=1$ نقطه ای است که شرایط مماس مشترک داشتن را دارد. لذا این دو منحنی در $x=1$ دارای مماس مشترک به معادله $y=x-2$ هستند.

enter image description here

ج:

بنابر آنچه در قسمت الف گفته شد دو تابع همدیگر را قطع نمی کنند اگر و تنها اگر معادله $f(x)=g(x)$ دارای جواب نباشد.

دو منحنی $f(x)=x^2$ و $g(x)=x-1$ همدیگر را قطع نمیکنند زیرا معادله $x^2=x-1$ دارای جواب نیست.(زیرا دلتای معادله درجه دوم منفی است)

enter image description here

توسط sahar3 (740 امتیاز)
+1
@fardina
در حالت دو يعني شرط مماس بودن دو منحني چرا ميگويند معادله تلاقي دو خط بايد ريشه مكرر داشته باشد.!
توسط fardina (17,622 امتیاز)
+2
فرض کنید $f,g$ در $x=a$ بر هم مماس باشند یعنی $f(a)=g(a)$ و $f'(a)=g'(a)$ در اینصورت اگر معادله ی $f(x)=g(x)$ را در نظر بگیریم داریم $f(x)-g(x)=0$ و چون $f(a)-g(a)=0$ لذا $f(x)-g(x)=(x-a)h(x)$ در اینصورت با مشتق گیری داریم $f'(x)-g'(x)=h(x)+(x-a)h'(x)$ و چون $f'(a)-g'(a)=0$ بنابراین $h(a)=0$ یعنی $h(x)=(x-a)k(x)$ بنابراین $f(x)-g(x)=(x-a)^2k(x)$ یعنی معادله ی $f(x)=g(x)$ معادل است با $(x-a)^2k(x)=0$ که واضح است $x=a$ ریشه ی مضاعف معادله است.
توسط sahar3 (740 امتیاز)
+2
@fardina
دو جا شو متوجه نشدم..!!
چرا ازاين $f(a)-g(a) =0$
اين رو$f(x)-g(x)=(x-a).h(x)$ نتيجه گرفتيد.
وچرا از اين$f'(a)-g'(a)=0$
اين $h(x)=(x-a).k(x)$رو نتيجه گرفتيد
توسط wahedmohammadi (1,612 امتیاز)
+2
@fardina
@sahar3
هم در سوال و هم در جواب شما به این نکته اشاره کردین که سه حالت برای دو بردار وجود دارد، و حالت دوم رو در این خلاصه کردین که دو منحنی در یک نقطه مماس هستند در حالیکه میتونه بیش از یک نقطه مماس داشته باشه
توسط fardina (17,622 امتیاز)
+2
@sahar3
اگر $f$ تابعی باشد(چندجمله ای) که $f(a)=0$ در اینصورت $f(x)=(x-a)h(x)$ که $h(x)$ در واقع از تقسیم $f(x)$ بر $(x-a)$ به دست می آید. این رو باید در فصل اول کتاب حسابان دبیرستانی خونده باشید.
حال چون $a$ ریشه ی تابع $f-g$ است لذا $f(x)-g(x)=(x-a)h(x)$
و چون $f'(x)-g'(x)=h(x)+(x-a)h'(x)$ و $f'(a)-g'(a)=h(a)$ و طبق فرض $f'(a)-g'(a)=0$ لذا $h(a)=0$ پس $h(x)=(x-a)k(x)$. بنابراین $f(x)-g(x)=(x-a)h(x)=(x-a)(x-a)k(x)$ .
توسط fardina (17,622 امتیاز)
+1
@wahemmohammadi
ممنون برای تذکرتون. همینطوره که میگید.
توسط sahar3 (740 امتیاز)
+1
@fardina
خيلي ممنون
فقط دو سوال
ابتدا شرط گذاشتيد يعني گفتيد اگر تابع چندجمله ايي باشد .اگر چند جمله ايي نباشد چي.
دو اينكه در بعضي كتابا ديدم نوشته شرط مماس بودن دو منحني ريشه مكرر(يا مكررمرتبه ي زوج يا مكرر مرتبه ي فرد)
اما در بعضي ديگه نوشته بود مضاعف(ريشه مكررزوج)
كه شما هم اينجا مضاعف رو اثبات كرديد...كدومو بايد قبول كنيم..؟؟؟
توسط sahar3 (740 امتیاز)
+1
@fardina
ممنون ميشم سوال تو ديگاهي رو كه پرسيدم جواب بديد؟
توسط fardina (17,622 امتیاز)
+2
لطفا توجه کنید که شرط اصلی اینه که $f(a)=g(a)$ و $f'(a)=g'(a)$ .
برای چند جمله ایها  از $f(a)=0$ نتیجه میگیریم $f(x)=(x-a)g(x)$ ولی برای غیر چندجمله ایها اینو نداریم مثلا سینوس در صفر برابر صفر میشه ولی چند جمله ای $g(x)$ وجود ندارد که $\sin x=xg(x)$ . پس بهتره شما همیشه از اون شرط اصلی استفاده کنید.
ولی شما پرسیدید که این شرط مضاعف بودن از کجا آمده و من پاسخ دادم که این برای چندجمله ایها و از همین شرایط اولیه نتیجه میشه.
برای سوال بعدی اگر $f(x)-g(x)=(x-a)^kh(x)$ که $k\geq 2$ داریم $f(a)=g(a)$ و $f'(a)=g'(a)$ و بنابراین طبق شرایط اولیه گفته شده مماس هستند.
در اینجا من مضاعف رو اثبات نکردم ثابت کردیم حداقل توان $(x-a)$ در $f(x)-g(x)$ برابر دو هست.
در ضمن هیچوقت به این سایت و یا هر سایت دیگری نباید اعتماد کامل کنید چون ممکنه هر کسی اشتباه کنه. و اینجا هر کسی میتونه پاسخ بده.
توسط رحیم (1 امتیاز)
اگر ریشه ها مکرر مرتبه زوج باشند توابع از هم عبور نمیکنند ، اگر ریشه ها مکرر مرتبه فرد باشند از هم عبور میکنند ، عبور کردن از هم را اینطور معنی کنیم یعنی در نقطه ای کی شما ریشه را یافتید مماس هستند و جای دیگر همدیگر را قطع میکنند اما اگر همدیگر را در جایی غیر از نقطه مماس قطع نکنند ریشه مکرر زوج است ، در حالت کلی شرایط مماس بودن همان برابری نقطه و شیب دو تابع میباشد .
0 امتیاز
توسط

سلام در جواب دو منحنی مماس بر هم توجه کنید که بایستی دو منحنی یک نقطه مشترک داشته باشند ولی مشتق ممکن است در آن نقطه وجود نداشته باشد مثل Y=|x| and y=x^2+|x| خودتان میتوانید بررسی کنید پس شرط بهتر اینست که اولا در یک نقطه مثلاa مشترک و دوم اینکه حد تفاضل دو تابع تقسیم بر متغیر مستقل منهای a وقتی متغیر مستقل به a میل میکند صفر شود ببخشید به خاطر نداشتن ابزار برای تایپ زیاد نشد توضیح بدهم.کتاب حساب دیفرانسیل دکتر شهشهانی جلد اول ویراست دوم فصل مشتق خوب توضیح داده اند

این چرخ فلک که ما در او حیرانیم<br> فانوس خیال از او مثالی دانیم<br> خورشید چراغ دان و عالم فانوس<br> ما چون صوریم کاندرو حیرانیم
...