التحويلات الهندسية على الدوال
الرياضيات — الانسحاب الرأسي والأفقي
الهدف: فهم الانسحاب الرأسي والأفقي للدوال وتطبيق التحويلات المجتمعة.
الانسحاب الرأسي
— نتعامل مع كامل المعادلة: نضيف k لرفع الدالة أو نطرحه لإنزالها.
مثال ١: على الدالة التربيعية
— انسحاب 4 وحدات إلى الأعلى:
— انسحاب 4 وحدات إلى الأسفل:
ملاحظة
— k موجب = الدالة ترتفع، k سالب = الدالة تنزل. الإشارة تتطابق مع الاتجاه.
— حرّك المتحكم لمشاهدة الانسحاب الرأسي:
g(x) = f(x) + k — موجب أعلى، سالب أسفل
الانسحاب الأفقي
— نستبدل x بـ (x − h) داخل المعادلة. الإشارة عكسية: السالب داخل القوس يعني انسحاباً يميناً.
مثال ٢: على الدالة التربيعية
— انسحاب 4 وحدات إلى اليمين (h = 4):
— انسحاب 4 وحدات إلى اليسار (h = −4):
ملاحظة
— لماذا عكسية؟ لأننا نبحث عن الـ x الذي يجعل (x − h) = 0، فيكون x = h — أي الدالة انتقلت لليمين.
— حرّك المتحكم لمشاهدة الانسحاب الأفقي:
g(x) = f(x − h) — h موجب يميناً، h سالب يساراً
التحويلات المجتمعة
— نجمع الانسحابَين في معادلة واحدة:
مثال ٣: دالة القيمة المطلقة
— انسحاب يميناً 2 + أعلى 3:
— انسحاب يساراً 1 + أسفل 4:
— جرّب التحويلين معاً على دالة القيمة المطلقة:
g(x) = f(x − h) + k — رأس الدالة ينتقل إلى النقطة (h، k)
تطبيق على دوال مختلفة
مثال ٤: دالة الجذر التربيعي
— الدالة الأصلية:
— انسحاب 3 وحدات يميناً و 2 وحدة أسفل:
مثال ٥: دالة المقلوب
— الدالة الأصلية:
— انسحاب 4 وحدات يساراً و 5 وحدات أعلى:
— اختر الدالة وطبّق التحويلات:
نطبق الأفقي أولاً ثم الرأسي — الترتيب لا يؤثر على النتيجة النهائية
ملخص القواعد
الخلاصة
— الانسحاب الرأسي: نضيف k خارج الدالة — الإشارة تتطابق مع الاتجاه.
— الانسحاب الأفقي: نستبدل x بـ (x − h) — الإشارة عكسية للاتجاه.
— التحويلات المجتمعة: رأس الدالة أو نقطتها المميزة تنتقل إلى النقطة (h، k).
— قاعدة مهمة: في الانسحاب الأفقي نتعامل مع المتغير المستقل فقط، وفي الرأسي مع كامل المعادلة.
التحويلات الهندسية على الدوال
في هذا الدرس سنتعرف على **التحويلات الهندسية على الدوال**، وهي العمليات التي تغير موقع الرسم البياني للدالة دون أن تغير شكلها الأساسي.
وسنتناول نوعين من التحويلات:
- الانسحاب الرأسي. - الانسحاب الأفقي.
ما المقصود بالانسحاب الرأسي؟
الانسحاب الرأسي يعني تحريك الرسم البياني للدالة إلى أعلى أو إلى أسفل مع بقاء شكله كما هو.
فإذا تحرك المنحنى إلى أعلى يسمى **انسحابًا رأسيًا إلى الأعلى**، وإذا تحرك إلى أسفل يسمى **انسحابًا رأسيًا إلى الأسفل**.
كيف يتم الانسحاب الرأسي؟
في الانسحاب الرأسي نتعامل مع **معادلة الدالة كاملة**.
فإذا أضفنا عددًا موجبًا إلى الدالة، فإن الرسم البياني يتحرك إلى الأعلى بعدد الوحدات نفسه.
أما إذا طرحنا عددًا من الدالة، فإن الرسم البياني يتحرك إلى الأسفل بعدد الوحدات نفسه.
فعلى سبيل المثال:
\[ f(x)=x^2+4 \]
يمثل انسحابًا رأسيًا إلى الأعلى بمقدار أربع وحدات.
بينما:
\[ f(x)=x^2-4 \]
يمثل انسحابًا رأسيًا إلى الأسفل بمقدار أربع وحدات.
ما المقصود بالانسحاب الأفقي؟
الانسحاب الأفقي يعني تحريك الرسم البياني إلى اليمين أو إلى اليسار مع بقاء شكل الدالة كما هو.
وفي هذا النوع من التحويلات لا نضيف عددًا إلى الدالة، وإنما نستبدل المتغير \(x\) بتعبير جديد.
كيف يتم الانسحاب الأفقي؟
في الانسحاب الأفقي نتعامل مع **المتغير \(x\)** نفسه.
فنستبدله بتعبير رياضي جديد داخل الدالة، ويكون التحويل على النحو الآتي:
- إذا أردنا إزاحة الدالة إلى اليمين، نستبدل \(x\) بـ \(x-a\). - إذا أردنا إزاحة الدالة إلى اليسار، نستبدل \(x\) بـ \(x+a\).
فعلى سبيل المثال:
\[ f(x)=(x-4)^2 \]
تمثل انسحابًا أفقيًا إلى اليمين بمقدار أربع وحدات.
أما:
\[ f(x)=(x+4)^2 \]
فتمثل انسحابًا أفقيًا إلى اليسار بمقدار أربع وحدات.
لماذا تكون الإشارة عكس اتجاه الحركة؟
من أكثر النقاط التي يخطئ فيها الطلاب أن اتجاه الإشارة في الانسحاب الأفقي يكون عكس اتجاه الحركة.
فعند استخدام:
\[ x-4 \]
يتحرك الرسم إلى **اليمين**.
وعند استخدام:
\[ x+4 \]
يتحرك الرسم إلى **اليسار**.
ويرجع ذلك إلى أننا نستبدل المتغير \(x\) نفسه داخل الدالة، وليس قيمة الدالة.
الفرق بين الانسحاب الرأسي والانسحاب الأفقي
الفرق الأساسي بين النوعين هو موضع التعديل في المعادلة.
في الانسحاب الرأسي نضيف أو نطرح عددًا من **الدالة كاملة**.
أما في الانسحاب الأفقي فإننا نستبدل **المتغير \(x\)** بتعبير جديد، ولا نضيف العدد إلى الدالة نفسها.
مثال على دالة القيمة المطلقة
إذا كانت الدالة الأساسية:
\[ f(x)=|x| \]
فإن:
\[ |x|+4 \]
يمثل انسحابًا رأسيًا إلى الأعلى بمقدار أربع وحدات.
أما:
\[ |x|-4 \]
فيمثل انسحابًا رأسيًا إلى الأسفل بمقدار أربع وحدات.
بينما:
\[ |x-4| \]
يمثل انسحابًا أفقيًا إلى اليمين بمقدار أربع وحدات.
وأخيرًا:
\[ |x+4| \]
يمثل انسحابًا أفقيًا إلى اليسار بمقدار أربع وحدات.
ملخص الدرس
- التحويلات الهندسية تغير موقع الدالة دون تغيير شكلها. - الانسحاب الرأسي يتم بإضافة أو طرح عدد من الدالة كاملة. - الانسحاب الأفقي يتم باستبدال المتغير \(x\) بتعبير جديد. - في الانسحاب الأفقي تكون الإشارة عكس اتجاه الحركة. - الانسحاب الرأسي يحرك الدالة إلى أعلى أو أسفل، بينما الانسحاب الأفقي يحركها إلى اليمين أو اليسار.
عن هذا الدرس
التحويلات الهندسية على الدوال في هذا الدرس سنتعرف على **التحويلات الهندسية على الدوال**، وهي العمليات التي تغير موقع الرسم البياني للدالة دون أن تغير… هذا الدرس ضمن الفصل الثاني لمنهج الثانوية أول ثانوي في أكاديمية موسى.