الرياضيات البحتة · الصف الثالث الثانوي
أسئلة: طرق التكامل
24 سؤال اختيار من متعدد و13 سؤال مقالي بنموذج إجابة، لمراجعة درس «طرق التكامل» من الرياضيات البحتة (الصف الثالث الثانوي). راجع الأسئلة أدناه، أو اختبر نفسك فورًا.
اختبار سريع من 10 أسئلة عشوائية من بنك الأسئلة أعلاه — تُخلط الأسئلة والاختيارات في كل مرة، فلن يتكرر الاختبار بنفس الترتيب.
اختيار من متعدد
متى نستخدم طريقة التعويض في التكامل؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: عندما يحتوي التكامل على دالة مركبة تصاحبها (بمعامل ثابت) مشتقة دالتها الداخلية
الصورة تؤول بوضع إلى .
في طريقة التعويض نضع مساويًا لـ:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: التعبير الداخلي في الدالة المركبة
نضع ثم نحسب ونعوّض في التكامل.
صيغة التكامل بالتجزيء هي:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
نحصل عليها بتكامل طرفي قاعدة اشتقاق حاصل الضرب .
عند اختيار و في التكامل بالتجزيء نراعي أن:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: يكون أبسط من ويسهل تكامل لإيجاد
الهدف أن يصبح أسهل من التكامل الأصلي، فنختار يبسط عند الاشتقاق و يمكن تكامله.
في المثال ، إذا وضعنا فإن تساوي:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
بما أن فإن مشتقة بالنسبة لـ تساوي 2، إذن .
بناءً على المثال مع ، فإن تساوي بدلالة :
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
من نحصل على .
ما ناتج التكامل ؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
بالتعويض : .
في المثال ، ما التعويض المناسب؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
نضع فيكون ، وهو موجود بالفعل في التكامل.
ما ناتج التكامل ؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
بالتعويض : .
عند تطبيق التجزيء على ، ما الاختيار الصحيح لـ و؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: و
باشتقاق نحصل على الأبسط، ويسهل تكامل فتصبح .
ما ناتج التكامل ؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
.
في التكامل بالتجزيء، إذا أخذنا و، فإن تساوي:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
.
ما ناتج التكامل ؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
.
في التكامل بالتجزيء، ما الاختيار المناسب لـ ؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
اللوغاريتمية لها الأولوية الأولى، فنأخذ و.
في ، بما أن فإن تساوي:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
.
ما ناتج التكامل ؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
.
إذا صار التكامل بعد اختيار معين لـ و أكثر تعقيدًا من التكامل الأصلي فماذا نفعل؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: نبدّل اختيار و
ليست كل اختيارات و مناسبة؛ ونبحث عن اختيار يجعل أبسط.
إذا كان بسط الكسر داخل التكامل هو مشتقة مقامه (أو مضاعفًا ثابتًا لها)، فإن ناتج التكامل:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: لوغاريتم
.
حاصل ضرب كثيرة حدود في دالة أسية أو دالة مثلثية، وليست إحداهما مشتقة للأخرى، يحل عادة بطريقة:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة: التجزيء
تعكس طريقة التجزيء قاعدة اشتقاق حاصل الضرب وتناسب حواصل ضرب دوال من نوعين مختلفين.
أي التكاملات التالية يحتاج عادة تطبيق التجزيء مرتين متتاليتين؟
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
نشتق فنحصل على ويبقى تكامل الذي يحتاج تجزيئًا ثانيًا.
تفاضل الدالة هو:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
.
ناتج التكامل هو:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
نضع فـ ويؤول التكامل إلى .
ناتج التكامل حيث هو:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
نأخذ و فـ و ثم .
ناتج التكامل هو:
عرض الإجابة والتعليل
الإجابة الصحيحة:
نضع فـ و ويصير التكامل .
أسئلة مقالية
اشرح خطوات طريقة التعويض في التكامل، مع بيان متى تُستخدم.
عرض نموذج الإجابة
تُستخدم طريقة التعويض حين يحتوي التكامل على دالة مركّبة تصاحبها (بمعامل ثابت) مشتقة دالتها الداخلية. الخطوات: أولًا نضع مساويًا للتعبير الداخليّ في الدالة المركّبة. ثانيًا نحسب ، ونعبّر عن بدلالة إذا لزم الأمر. ثالثًا نعوّض في التكامل الأصلي بحيث يصبح التكامل بالكامل بدلالة فقط (بما في ذلك ). رابعًا نحسب التكامل الأبسط الناتج بدلالة . وأخيرًا نعيد التعويض بالقيمة الأصليّة لـ بدلالة للوصول إلى الناتج النهائي.
اشرح خطوات طريقة التجزيء في التكامل، واذكر صيغتها وترتيب الأولوية المعتمد لاختيار .
عرض نموذج الإجابة
طريقة التجزيء تعتمد على قاعدة اشتقاق حاصل الضرب، وصيغتها: . نختار جزءًا من الدالة ليكون (نشتقّه لنحصل على ) والباقي مع ليكون (نكامله لنحصل على ). القاعدة الاسترشادية لترتيب اختيار (من الأولى إلى الأخيرة) هي: اللوغاريتمية، ثم الجبرية (كثيرات الحدود)، ثم المثلثية، ثم الأسية. والهدف من الاختيار الجيّد أن يصبح التكامل الناتج أبسط من التكامل الأصليّ.
احسب التكامل باستخدام طريقة التعويض، موضحًا كل خطوة من خطوات الحل.
عرض نموذج الإجابة
نضع ، فتكون ، وبالتالي . نعوّض في التكامل: . نكامل: . نعيد التعويض فنحصل على الناتج النهائي: .
احسب التكامل باستخدام طريقة التعويض، موضحًا كل خطوة من خطوات الحل.
عرض نموذج الإجابة
نلاحظ أن مشتقة هي الموجودة في التكامل، فنضع ، فتكون . نعوّض في التكامل: . نكامل: . نعيد التعويض فنحصل على الناتج النهائي: .
احسب التكامل باستخدام طريقة التجزيء، موضحًا اختيار و وخطوات الحل كاملة.
عرض نموذج الإجابة
نلاحظ أن التكامل حاصل ضرب دالة جبرية () ودالة أسّية ()، فوفق ترتيب الأولوية نأخذ (جبرية) و (أسّية). نشتقّ ونكامل: و. نطبّق صيغة التجزيء: . نكامل التكامل المتبقي: . فيكون الناتج: .
احسب التكامل باستخدام طريقة التجزيء، موضحًا اختيار و وخطوات الحل كاملة.
عرض نموذج الإجابة
التكامل حاصل ضرب دالة جبرية () ودالة مثلثية ()، فنأخذ (جبرية) و (مثلثية). نشتقّ ونكامل: و. نطبّق صيغة التجزيء: . نكامل التكامل المتبقي: . فيكون الناتج: .
احسب التكامل باستخدام طريقة التجزيء، موضحًا اختيار و وخطوات الحل كاملة.
عرض نموذج الإجابة
بما أن الدالة اللوغاريتمية لها الأولوية الأولى في اختيار ، نأخذ و. نشتقّ ونكامل: و. نطبّق صيغة التجزيء: . نكامل التكامل المتبقي: . فيكون الناتج: .
وضّح كيف تميّز بين التكامل الذي يحل بالتعويض والتكامل الذي يحل بالتجزيء والكسر الذي بسطه مشتقة مقامه.
عرض نموذج الإجابة
إذا وُجدت دالة داخلية ومعها مشتقتها (بمعامل ثابت) داخل التكامل فنستخدم التعويض. وإذا كان التكامل حاصل ضرب نوعين مختلفين من الدوال ليست إحداهما مشتقة للأخرى (كثيرة حدود في دالة أسية أو مثلثية، أو لوغاريتم منفرد) فنستخدم التجزيء. وإذا كان كسرًا بسطه مشتقة مقامه فالناتج لوغاريتم مباشرة.
ماذا نفعل إذا زاد التكامل الناتج تعقيدًا بعد اختيار معين لـ و في التجزيء؟ وكيف نتحقق من الناتج النهائي؟
عرض نموذج الإجابة
إذا أصبح أعقد من التكامل الأصلي فنبدل اختيار و. وللتحقق من الناتج النهائي نشتقه، فإن حصلنا على الدالة المطلوب تكاملها كان الحل صحيحًا.
لخّص في نقاط طريقتي التعويض والتجزيء وصيغة كل منهما.
عرض نموذج الإجابة
التعويض: نضع ونحسب فيؤول التكامل إلى ثم نعود إلى . التجزيء: ونختار بحيث يكون أبسط و سهل التكامل. وعند أي ناتج نتحقق بالاشتقاق.
احسب .
عرض نموذج الإجابة
نستخدم التجزيء مرتين. أولًا و فـ و: . ثانيًا و: . إذن الناتج .
احسب بالتعويض.
عرض نموذج الإجابة
نضع فيكون و. التكامل .
احسب حيث بالتجزيء مبينًا اختيار و.
عرض نموذج الإجابة
نأخذ فـ ونأخذ فـ . بالتجزيء: .