פונקציות עם שורשים ריבועיים – מה ההבדל בינינו? חלק א' - למורה

חומר לימוד:

חקירת פונקציות עם שורשים ריבועיים

כיתה:

כיתה י"א

מבנה המשימה:

בעיית מטרה, בעיית אתגר ושלוש מדרגות. מומלץ להיעזר במחולל גרפים רק לצורך בדיקה.

ידע קודם:                     

  • חוקי חזקות/שורשים (ללא התייחסות לשורש ריבועי כמעריך שבור). הכרות עם פונקציית השורש הריבועי, מיומנויות חקירת פונקציות באמצעות נגזרות.
  • הכרות עם פונקציית השורש הריבועי
  • מיומנויות חקירת פונקציות באמצעות נגזרות.

מטרות לימודיות:          

  • בחינת ההבדלים בין: שורש של מכפלה למכפלת שורשים
  • בחינת ההבדלים בין שורש של מנה למנת השורשים
  • בחינת ההבדלים בין שורש של לבין  וכד'.

משימת המטרה:

מופיעים במשימה שני פרמטרים.

מדרגה 1:

מופיע פרמטר אחד בלבד.

מדרגה 2:

לא מופיעים פרמטרים כלל, רק מקרים פרטיים.  

מדרגה 3:

נדרשת התאמה בין פונקציות ללא פרמטרים לגרפים נתונים.

שיטת הוראה:

בכיתה:

עבודה עצמאית או בזוגות. המורה יחלק את בעיית המטרה לכולם. מי שמתקשה, יבחר בעצמו את המדרגה המתאימה.

שימוש ביישומונים:

מומלץ להשתמש במחולל גרפים (כמו: geogebra או desmos) רק לצורך בדיקה. (לבעיות לא קיימים יישומונים).

שיעורי בית:

סיום המשימה.

משימות מומלצות:

בעיית מטרה

לפניכם ארבעה זוגות של פונקציות. ומשפחת פונקציות אחת. נתון: \(a,b>0\).

בכל אחד מהסעיפים הבאים:

  • בחנו את תחום ההגדרה של הפונקציות השונות.
  • אפיינו את ההשפעה של השורש הריבועי על תחום ההגדרה ועל המראה של הגרף בקצוות התחום.
  • השתמשו במחולל גרפים (כמו: geogebra או desmos) רק לצורך בדיקה. (לבעיה לא קיים יישומון).
  1. \(f_{1}(x)=\sqrt{(x-a)\cdot(x+b)}\)  לעומת:   \(f_{2}(x)=\sqrt{x-a}\cdot\sqrt{x+b}\)
    \(\space\)
  2. \(f_{3}(x)=\sqrt{\Large\frac{x-a}{x+b}}\)  לעומת:   \(f_{4}(x)=\Large\frac{\sqrt{x-a}}{\sqrt{x+b}}\)
    \(\space\)
  3. \(f_{5}(x)=\sqrt{(a-x)\cdot(x+b)}\)  לעומת:   \(f_{6}(x)=\sqrt{a-x}\cdot\sqrt{x+b}\)
    \(\space\)
  4. \(f_{7}(x)=\sqrt{\Large\frac{a-x}{x+b}}\)  לעומת:   \(f_{8}(x)=\Large\frac{\sqrt{a-x}}{\sqrt{x+b}}\)
    \(\space\)
  5. משפחת הפונקציות: \(f_{n}(x)=\sqrt{(a-x^2)^n}\) עבור \(n\) טבעי.

מדרגה 1

לפניכם ארבעה זוגות של פונקציות. נתון: \(a>0\).

בכל אחד מהסעיפים הבאים:

  • בחנו את תחום ההגדרה של הפונקציות השונות.
  • אפיינו את ההשפעה של השורש הריבועי על תחום ההגדרה ועל המראה של הגרף בקצוות התחום.
  • השתמשו במחולל גרפים (כמו: geogebra או desmos) רק לצורך בדיקה. (לבעיה לא קיים יישומון).
  1. \(f_{1}(x)=\sqrt{(x-a)\cdot(x+a)}\)  לעומת:   \(f_{2}(x)=\sqrt{x-a}\cdot\sqrt{x+a}\)
    \(\space\)
  2. \(f_{3}(x)=\sqrt{\Large\frac{x-a}{x+a}}\)  לעומת:   \(f_{4}(x)=\Large\frac{\sqrt{x-a}}{\sqrt{x+a}}\)
    \(\space\)
  3. \(f_{5}(x)=\sqrt{(a-x)\cdot(x+a)}\)  לעומת:   \(f_{6}(x)=\sqrt{a-x}\cdot\sqrt{x+a}\)
    \(\space\)
  4. \(f_{7}(x)=\sqrt{\Large\frac{a-x}{x+a}}\)  לעומת:   \(f_{8}(x)=\Large\frac{\sqrt{a-x}}{\sqrt{x+a}}\)
  • אחרי שפתרתם את הבעיות במדרגה 1, פתרו את בעיית המטרה.
  • או, במידת הצורך, פתרו את הבעיות במדרגה 2.

מדרגה 2

בטבלה שלושה זוגות של פונקציות.

1.

\(f_{1}(x)=\sqrt{1-x^2}\)

\(f_{2}(x)=\sqrt{1-x}\cdot\sqrt{1+x}\)

2.

\(f_{2}(x)=\sqrt{(x-2)(x+4)}\)

\(f_{4}(x)=\sqrt{x-2}\cdot\sqrt{x+4}\)

3.

\(f_{5}(x)=\sqrt{(4-x)^3}\)

\(f_{6}(x)=\sqrt{(4-x)^4}\)

  • בכל אחת מהפונקציות קבעו את תחום ההגדרה וסרטטו את גרף הפונקציה.
  • בדקו את תשובותיכם במחולל גרפים (כמו: geogebra או desmos). (לבעיה לא קיים יישומון). 
  • אחרי שפתרתם את הבעיות במדרגה 2, פתרו את בעיית המטרה.
  • או, במידת הצורך, פתרו את הבעיות במדרגה 3.

מדרגה 3

לפניכם טבלה ובה גרפים וביטויים של פונקציות שמכילים שורשים ריבועיים. 

בכל שורה בטבלה שני גרפים מול שלושה ביטויים.

א

ב

\(f_{1}(x)=-\sqrt{1-x^2}\)

\(f_{2}(x)=\sqrt{(x-1)}\cdot\sqrt{(x+1)}\)

\(f_{3}(x)=\sqrt{x^2-1}\)

ג

ד

\(f_{4}(x)=\Large\frac{\sqrt{x-1}}{\sqrt{x+1}}\)

\(f_{5}(x)=\sqrt{\Large\frac{x-1}{x+1}}\)

\(f_{6}(x)=\Large\frac{\sqrt{1-x}}{\sqrt{x+1}}\)

ה

ו

\(f_{7}(x)=\sqrt{(1-x^2)^2}\)

\(f_{8}(x)=\sqrt{(1-x^2)^5}\)

\(f_{9}(x)=\sqrt{(1-x^2)^4}\)

  • לכל אחד מהגרפים התאימו ביטוי מתוך שלושת הביטויים, אשר בשורה שלו, והוסיפו בעצמכם גרף עבור הביטוי הנותר בכל שורה.
  • נסו להציע סקיצות ללא חקירה וללא שימוש במחולל גרפים.
  • בידקו עצמכם באמצעות מחולל גרפים (כמו: geogebra או desmos). (לבעיה לא קיים יישומון). 

בעיית אתגר

לפניכם טבלה ובה גרפים וביטויים של פונקציות שמכילים שורשים ריבועיים.

א

ב

\(f_{13}(x)=\sqrt{\Large\frac{x}{10-3x-x^2}}\)

\(f_{15}(x)=\sqrt{\Large\frac{x}{x^2+3x-10}}\)

\(f_{14}(x)=\sqrt{x^3-3x^2-10x}\)

\(f_{16}(x)=\sqrt{\Large\frac{x(x+5)}{x-2}}\)

  • לכל אחד מהגרפים התאימו ביטוי מתוך ארבעת הביטויים, הוסיפו בעצמכם גרפים עבור הביטויים הנותרים.
  • נסו להציע סקיצות ללא חקירה וללא שימוש במחולל גרפים.
  • בידקו עצמכם באמצעות מחולל גרפים (כמו: geogebra או desmos). (לבעייה לא קיים יישומון).