مجانب قائم

آخرین ویرایش: 14 مهر 1404
دسته‌بندی: مجانب در ریاضی
امتیاز:

مقدمه

به نمودار تابع زیر توجه کنید: 

fx=2x-1x+1

اگر متغیر x به سمت عدد -1 میل کند، داریم: 

 if x→-1+⇒y→-∞x→-1-⇒y→+∞

بنابراین می‌توان نتیجه گرفت:

if x→-1⇒y→∞

یعنی با یک حد نامتنهای به صورت زیر مواجه هستیم:

limx→-1fx=∞

بنابراین خط x=-1 را مجانب قائم منحنی تابع y=fx می‌گوئیم.

تعریف مجانب قائم

خط x=a را مجانب قائم منحنی تابع y=fx گوئیم، هرگاه:

limx→afx=∞

تمرین

اگر خط x=a  مجانب قائم  تابع y=fx باشد، برای حکم‌های زیر منحنی مناسبی رسم کنید.

limx→a+fx=+∞

مجانب قائم - پیمان گردلو

limx→a−fx=+∞

مجانب قائم - پیمان گردلو

limx→afx=+∞

مجانب قائم - پیمان گردلو

limx→a+fx=−∞

مجانب قائم - پیمان گردلو

limx→a−fx=−∞

مجانب قائم - پیمان گردلو

limx→afx=−∞

مجانب قائم - پیمان گردلو

limx→a+fx=−∞limx→a−fx=+∞

مجانب قائم - پیمان گردلو

limx→a+fx=+∞limx→a−fx=−∞

مجانب قائم - پیمان گردلو

تمرین

مجانب های قائم منحنی توابع زیر را به‌دست آورید.

fx=x2−4x+3x2−2x−3

محاسبه مجانب قائم:

y→±∞⇒x2−2x−3=0⇒x=−1x=3


limx→−1fx=limx→−1x2−4x+3x2−2x−3=limx→−1x−3x−1x−3x+1=limx→−1x−1x+1=−∞


خط x=-1 مجانب قائم منحنی تابع است.


limx→3fx=limx→3x2−4x+3x2−2x−3=limx→3x−3x−1x−3x+1=limx→3x−1x+1=12


خط x=3 مجانب قائم منحنی تابع نیست.

fx=x+1x3+x

fx=x+1x3+x⇒fx=x+1xx2+1     ;    limx→0+fx=+∞limx→0−fx=−∞


خط x=0 مجانب قائم منحنی تابع است و در مجاورت این خط نمودار تابع به‌صورت زیر خواهد بود:

مجانب قائم - پیمان گردلو

fx=x2−3x+2x2−x−6

fx=x−1x−2x−3x+2limx→3fx=∞limx→−2fx=∞


x=-2,3 مجانب های قائم می‌باشند.

نکته

1- مجانب قائم فقط در توابع کسری وجود دارد، زیرا اگر x به‌سمت ریشه های مخرج میل کند، حد تابع به سمت ∞ میل می کند.

در عمل برای تعیین مجانب قائم منحنی، مخرج کسر را مساوی صفر قرار می‌دهیم.


2-
 مجانب های قائم به‌صورت x=a جزء دامنه تعریف تابع نیستند، ولی همسایگی چپ یا راست آنها یعنی a+α یا a-α عضو دامنه هستند. به عبارت دیگر:

الف) شرط آن‌که f وقتی x→a+ دارای مجانب قائم باشد آن است که تابع در همسایگی راست a,a+α از a تعریف شده و بی‌کران باشد.  

ب) شرط آن‌که f وقتی x→a- دارای مجانب قائم باشد آن است که تابع در همسایگی چپ a-α,a از a تعریف شده و بی‌کران باشد.  


3-  اگر تابع f کراندار باشد، آن‌گاه مجانب قائم نداریم. 

توابع به‎‌صورت y=Arcsingx و سایر Arc ها هرگز مجانب قائم ندارند.

تمرین

مجانب قائم توابع زير را به‌دست آوريد.

y=x2+3x−1−3

x−1−3=0⇒x−1=3⇒x−1=±3

⇒x=4x=−2Df=R−−2,4


توجه شود كه x=-2,4 به دامنه تعلق ندارند.


حداقل همسايگی چپ يا راستشان يعنی 4+,4− یا −2+,−2− در دامنه هست.


پس خطوط x=-2,4 را به‌عنوان مجانب قائم معرفی می‌كنيم.   

y=x−1x2−4

Df:x−1≥0⇒x≥1x2−4=0⇒x2=4⇒x=±2


Df=1,+∞−+2,−2


از بين خطوط x=-2,2 خط x=2 را به‌عنوان مجانب قائم معرفی می‌كنيم زيرا 2+ در دامنه تعريف هست.


اما خط x=-2 را به‌عنوان مجانب قائم قبول نداريم زيرا −2− یا −2+ در دامنه تعريف نيست.  

y=1x3−2x2+x

x3−2x2+x=0⇒xx2−2x+1=0⇒xx−12=0

⇒x=0x=1Df=R−0,1


خطوط x=0,1 مجانب قائم هستند و همسايگی راست و چپ هر دو نقطه در دامنه تعريف هست.

if  x→0x→1y→∞

y=tanx2cosx−1    ;    0,2π

y=tanx2cosx−1= sinxcosx2cosx−1=sinxcosx2cosx−1


cosx2cosx−1=0


cosx=0⇒x=π2   ,   x=3π2


2cosx−1=0⇒2cosx=1⇒cosx=12⇒cosx=cosπ3⇒x=2kπ±π3⇒x=π3x=5π3


خطوط زیر در فاصله 0,2π مجانب های قائم تابع می‌باشد.

y=4x−2

Df:x−2>0⇒x>2    ;    Df=2,+∞


x−2=0⇒x−22=02⇒x−2=0⇒x=2


خط x=2 را مجانب قائم معرفی می‌كنيم زيرا حداقل 2+ در دامنه تعريف موجود است.


if  x→2+⇒y→+∞

y=5x+4−x

Df:−x>0⇒x<0    ;    Df=−∞,0


−x=0⇒−x=0⇒x=0


خط x=0 را مجانب قائم معرفی می‌كنيم زيرا حداقل 0- در دامنه تعريف موجود است.


if x→0−⇒y→+∞

y=−x2−1x−12

Df:x−12=0⇒x−1=0⇒x=1    ;    Df=R−1


خط x=1 را مجانب قائم معرفی می‌كنيم زيرا  1+,1- در دامنه تعريف موجود است.


if  x→1⇒y→∞

y=x−2x−2

Df:x−2=0⇒x=2    ;    Df=R−2


if  x→2+⇒y→1if  x→2−⇒y→−1


مجانب قائم نداريم.

y=x2−1x

Df:x2−1≥0⇒x2≥1⇒x≥1⇒x≥1x≤−1x=0


Df=−∞,−1∪1,+∞−0


خط x=0 را مجانب قائم نیست، زيرا  0+ یا 0- در دامنه تعريف موجود است.

y=2x−1x−3

Df:x≥0x−3=0⇒x=3⇒x=9


Df=0,+∞−9


خط x=9 را مجانب قائم است.


if  x→9⇒y→∞

y=2x+x2+1x−1

x−1=0⇒x=1    ;    Df=R−1


خط x=1 را مجانب قائم است.


if  x→1⇒y→∞

y=5x2−x

Df:2−x>0⇒x<22−x=0⇒2−x=0⇒x=2


Df=−∞,2


خط x=2 را مجانب قائم معرفی می‌كنيم زيرا حداقل 2- در دامنه تعريف موجود است.

y=tanx

y=tanx=sinxcosx


Df  :  cosx=0⇒x=kπ+π2    ;    Df=R−kπ+π2


خطوط زیر همگی مجانب های قائم تابع هستند:


x=kπ+π2

y=x2−3x+2x2−5x+6

Df:x2−5x+6=0⇒x−2x−3=0⇒x=2x=3


Df=R−2,3


limx→2x2−3x+2x2−5x+6=limx→2x−1x−2x−3x−2=limx→2x−1x−3=−1


خط x=2 مجانب قائم نيست.


limx→3x2−3x+2x2−5x+6=limx→3x−1x−2x−3x−2=limx→3x−1x−3=∞


خط x=3 مجانب قائم است.


if  x→3⇒y→∞

y=1x−2+1x−3+1

Df:x−2>0⇒x>2x−3>0⇒x>3


Df=3,+∞


x−2=0⇒x−2=0⇒x=2


خط x=2 مجانب قائم نيست زیرا تابع در همسایگی این نقطه تعریف نشده است.


x−3=0⇒x−3=0⇒x=3


خط x=3 را مجانب قائم معرفی می‌كنيم زيرا حداقل 3+ در دامنه تعريف موجود است.

y=Lnx−1

Df:x−1>0⇒x>1    ;    Df=1,+∞


limx→1+lnx−1=−∞


خط x=1 را مجانب قائم معرفی می‌كنيم زيرا حداقل 1+ در دامنه تعريف موجود است.

y=1x−3+lnx

Df:x−3=0⇒x=3x>0


Df=0,+∞−3


limx→3fx=∞


خط x=3 را مجانب قائم است.


limx→0+fx=−∞


خط x=0 را مجانب قائم است.

y=1+tanx2sinx−1    ;    x∈0,2π

y=1+tanx2sinx−1=1+ sinxcosx2sinx−1=cosx+sinxcosx2sinx−1


cosx2sinx−1=0


cosx=0⇒x=π2  ,  3π2


2sinx−1=0⇒sinx=12⇒sinx=sinπ6


⇒x=2kπ+π6x=2kπ+π−π6⇒x=π6  ,  5π6

y=sin2xcos3x

y=sin2x4cos3x−3cosx=2sinx⋅cosxcosx4cos2x−3=2sinx4cos2x−3


4cos2x−3=0⇒cos2x=34⇒cosx=±32


if cosx=32=cosπ6⇒x=2kπ±π6⇒x=π6   ,  11π6


if  cosx=−32=cosπ−π6=cos5π6⇒x=2kπ±5π6⇒x=5π6  ,  7π6

y=sin3xsin2x    ;    0,2π

y=sin3xsin2x=3sinx−4sin2x2sinx⋅cosx=3−4sinx2cosx


cosx=0⇒x=π2  ,  3π2

تمرین

m را چنان بيابيد تا منحنی تابع به معادله زیر فقط يک مجانب قائم داشته باشد. 

y=x2+1x2+mx+4

برای یافتن مجانب قائم، ریشه مخرج را به‌دست می‌آوریم:

x2+mx+4=0


شرط آن‌که منحنی فقط یک مجانب قائم داشته باشد،آن است که معادله درجه دوم فوق فقط یک ریشه داشته باشد، یعنی داشته باشیم:

Δ=0⇒b2−4ac=0⇒m2−414=0


⇒m2−16=0⇒m2=16⇒m=±4


يعنی هر يک از توابع زیر فقط دارای يک مجانب قائم می‌باشند.

y=x2+1x2−4x+4y=x2+1x2+4x+4

تمرین

m را چنان تعيين كنيد تا منحنی تابع به معادله زیر فقط يک مجانب قائم داشته باشد.

y=x−1x2+mx−4

برای یافتن مجانب قائم، ریشه مخرج را به‌دست می‌آوریم:


x2+mx−4=0


شرط آن‌که منحنی فقط یک مجانب قائم داشته باشد،آن است که معادله درجه دوم فوق فقط یک ریشه داشته باشد:

Δ=0⇒b2−4ac=0


⇒m2−41−4=0⇒m2+16=0


دلتا همواره مثبت است و از اين طريق نمی‌توانيم m را بيابيم.


بايد ريشه صورت را در مخرج قرار دهيم:


x−1=0⇒x=1


12+m1−4=0⇒1+m−4=0⇒m=3


وضع جديد تابع به‌صورت زیر است كه اين تابع بيان‌گر اين مطلب است كه فقط يک مجانب قائم دارد.


y=x−1x2+3x−4=x−1x−1x+4⇒limx→1y=15limx→−4y=±∞


خط x=-4 را مجانب قائم است.

تمرین

تابع زیر را در نظر بگیرید:

y=x2+x+1mx2+m+nx+mn

اگر خطوط x=10,100 معادلات مجانب های قائم منحنی تابع باشد، آن‌گاه:

m,n را بیابید.

معادله زیر را در نظر بگیرید:


mx2+m+nx+mn=0


ريشه های معادله فوق، اعداد زیر هستند:

x'=10 , x''=100


x'⋅x''=ca⇒10×100=mnm⇒n=1000


x'+x''=−ba⇒10+100=−m+nm⇒110=−m+1000m


⇒−110m=m+1000⇒−111m=1000⇒m=−1000111

تمرین

تابع زیر را در نظر بگیرید:

fx=1x-x

نمودار این تابع در مجاورت مجانب قائم خود، چگونه است؟

fx=1x−+x    ;    x>01x−−x    ;    x<0fx=10     ;     x>012x    ;    x<0


Df:2x=0⇒x=0⇒Df=R−0


0−∈Df است پس x=0 مجانب قائم است.


دریافت مثال

تذکر

در معادله درجه دوم ax2+bx+c=0 داریم:

if  a→0⇒x'→∞x''→−cbif  a,b→0⇒x'→∞x''→∞

تمرین

معادلات مجانب های قائم منحنی به معادله زیر را بيابيد.

x2y2−4xy−4x2+5x−y2=0

x2y2−4xy−4x2+5x−y2=0⇒x2−1⏟ay2−4yx+5x−4x2=0


مجانب های قائم:

if  y→∞⇒x2−1→0⇒x→±1

دریافت مثال

تست‌های این مبحث

تست شماره 1

کنکور ریاضی تیر 1403

برای چند مقدار a تابع زیر یک مجانب قائم دارد؟

fx=3x2−8x−3ax2+1−ax+a+1

  1. 2
  2. 4
  3. 5
  4. 7
مشاهده پاسخ تست بستن

خرید پاسخ‌ها

مجانب قائم

10,000تومان
خرید فایل PDF مثال ها و جواب ها

برای ارسال نظر وارد سایت شوید