مسائل رياضيات

تحديد نطاق دالة رياضية معقدة (مسألة رياضيات)

الدالة المعطاة هي:
f(x)=123x.f(x) = \sqrt{1 – \sqrt{2 – \sqrt{3 – x}}}.

لحساب المجال (النطاق) الذي يمكن أن يأخذه المتغير xx في هذه الدالة، نقوم بتحديد الظروف التي يجب أن تتحقق لكل تحت جذر في الدالة.

نبدأ بفحص التعبير الداخلي للجذر الأخير:
3x0.3 – x \geq 0.

من هذا، نجد أن x3x \leq 3.

ثم نتحقق من التعبير الداخلي للجذر الثاني:
23x0.2 – \sqrt{3 – x} \geq 0.

نقوم بحساب النطاق الذي يحقق هذا الشرط، ونجد أنه يكون:
3x2    3x4    x1.\sqrt{3 – x} \leq 2 \implies 3 – x \leq 4 \implies x \geq -1.

أخيرًا، نتحقق من التعبير الداخلي للجذر الأول:
123x0.1 – \sqrt{2 – \sqrt{3 – x}} \geq 0.

لحساب النطاق الذي يحقق هذا الشرط، نرتب القيم كالتالي:
23x1.\sqrt{2 – \sqrt{3 – x}} \leq 1.

نرفع الطرف الأيمن إلى الأس الرباعي للحصول على:
23x1.2 – \sqrt{3 – x} \leq 1.

ثم ننقل 22 إلى الجهة الأخرى:
3x1.\sqrt{3 – x} \geq 1.

نرفع الطرف الأيمن إلى الأس الثاني للحصول على:
3x1.3 – x \geq 1.

وبالتالي:
x2.x \leq 2.

باختصار، المجال الذي يمكن أن يأخذه المتغير xx في الدالة هو:
1x2.-1 \leq x \leq 2.

وهذا هو النطاق الذي تكون فيه الدالة معرَّفة.

المزيد من المعلومات

لحساب المجال (النطاق) للدالة f(x)=123xf(x) = \sqrt{1 – \sqrt{2 – \sqrt{3 – x}}}، نقوم بفحص الظروف التي يجب أن تتحقق لكل تحت الجذر في الدالة.

للجذر الأخير:
3x0.3 – x \geq 0.

من هذا، نجد أن x3x \leq 3. هذا الشرط يأتي من قاعدة أن قيمة التعبير تحت الجذر لا يمكن أن تكون سالبة.

ثم نتحقق من التعبير الداخلي للجذر الثاني:
23x0.2 – \sqrt{3 – x} \geq 0.

نقوم بحساب النطاق الذي يحقق هذا الشرط، ونجد أنه يكون:
3x2    3x4    x1.\sqrt{3 – x} \leq 2 \implies 3 – x \leq 4 \implies x \geq -1.
هذا الشرط يأتي من تطبيق قاعدة أن قيمة الجذر لا تمكن أن تكون أكبر من العدد الذي يحتويه.

أخيرًا، نتحقق من التعبير الداخلي للجذر الأول:
123x0.1 – \sqrt{2 – \sqrt{3 – x}} \geq 0.

لحساب النطاق الذي يحقق هذا الشرط، نرتب القيم كالتالي:
23x1.\sqrt{2 – \sqrt{3 – x}} \leq 1.

نرفع الطرف الأيمن إلى الأس الرباعي للحصول على:
23x1.2 – \sqrt{3 – x} \leq 1.

ثم ننقل 22 إلى الجهة الأخرى:
3x1.\sqrt{3 – x} \geq 1.

نرفع الطرف الأيمن إلى الأس الثاني للحصول على:
3x1.3 – x \geq 1.

وبالتالي:
x2.x \leq 2.

إذاً، النطاق الذي يمكن أن يأخذه المتغير xx في الدالة هو:
1x2.-1 \leq x \leq 2.

القوانين المستخدمة:

  1. قاعدة الجذر الأخير: a0a \geq 0 إذا كان aa عدد حقيقي أو صفر.
  2. قاعدة الجذر الثاني: ab\sqrt{a} \leq b إذا كانت bb عدد حقيقي و a0a \geq 0.
  3. قاعدة الترتيب: إذا كان aba \leq b و bcb \leq c، فإن aca \leq c.

تم استخدام هذه القوانين لتحديد النطاق بناءً على القيود التي يجب أن تتحقق لتكون الدالة معرَّفة.