1.Had, Prinsip Pertama dan Petua Pembezaan
Pembezaan ialah proses mencari terbitan pertama dy/dx, iaitu fungsi yang memberi kecerunan tangen dan kadar perubahan y terhadap x pada sebarang titik pada lengkung.
- Had — nilai yang dihampiri oleh suatu fungsi apabila x menghampiri suatu nilai. Jika penggantian terus memberi bentuk 0/0, faktorkan dan permudahkan ungkapan dahulu.
- Prinsip pertama — dy/dx ialah had bagi δy/δx apabila δx → 0; kecerunan perentas menghampiri kecerunan tangen apabila δx semakin kecil.
- Petua kuasa — jika y = axⁿ, maka dy/dx = anxⁿ⁻¹. Terbitan pemalar ialah sifar.
- Hasil tambah atau tolak — bezakan sebutan demi sebutan.
- Petua rantai — bagi y = (ax + b)ⁿ, dy/dx = n(ax + b)ⁿ⁻¹ × a. Secara umum, dy/dx = dy/du × du/dx.
- Petua hasil darab — jika y = uv, dy/dx = u(dv/dx) + v(du/dx).
- Petua hasil bahagi — jika y = u/v, dy/dx = [v(du/dx) − u(dv/dx)] ÷ v².
- Terbitan kedua — d²y/dx² diperoleh dengan membezakan dy/dx sekali lagi.
- Tulis dalam bentuk kuasa dahulu — contohnya 1/x² = x⁻², dan √x ditulis sebagai x kuasa ½, sebelum dibezakan.
2.Contoh & Kesilapan Lazim: Pembezaan
- Petua rantai tidak lengkap. Bagi (3x² − 1)⁴, darab juga dengan terbitan ungkapan dalam, iaitu 6x.
- Terbitan hasil darab bukan hasil darab terbitan. Bagi y = uv, gunakan petua hasil darab sepenuhnya.
- Kecerunan normal. Normal menggunakan −1/m, bukan m atau −m.
- Jawapan titik pegun tidak lengkap. Nyatakan kedua-dua koordinat dan jenis titik (maksimum atau minimum) berserta bukti terbitan kedua.
- Tanda kadar perubahan. Nilai negatif bermaksud kuantiti berkurang; nyatakan unit, contohnya cm³ s⁻¹.
- Tidak menukar kepada bentuk kuasa. Tulis 1/x³ sebagai x⁻³ sebelum membeza; terbitannya −3x⁻⁴.
Contoh 1Diberi y = (3x² − 1)⁴. Cari dy/dx dan kecerunan tangen pada x = 1.Lihat jalan kerjaTutup
Petua rantai: dy/dx = 4(3x² − 1)³ × 6x = 24x(3x² − 1)³. Pada x = 1: dy/dx = 24(1)(3 − 1)³ = 24 × 8 = 192.
Contoh 2Cari titik-titik pegun bagi lengkung y = x³ − 3x² − 9x + 5 dan tentukan jenisnya.Lihat jalan kerjaTutup
dy/dx = 3x² − 6x − 9 = 3(x − 3)(x + 1) = 0, maka x = 3 atau x = −1. Apabila x = 3: y = 27 − 27 − 27 + 5 = −22. Apabila x = −1: y = −1 − 3 + 9 + 5 = 10. d²y/dx² = 6x − 6. Pada x = 3: 12 > 0, maka (3, −22) titik minimum. Pada x = −1: −12 < 0, maka (−1, 10) titik maksimum.
3.Aplikasi Pembezaan: Tangen, Titik Pegun dan Kadar
Titik pegun ialah titik pada lengkung dengan kecerunan tangen sifar, iaitu dy/dx = 0; titik ini boleh jadi titik maksimum, titik minimum atau titik lengkok balas.
- Persamaan tangen — pada titik (x₁, y₁), kecerunan m ialah nilai dy/dx apabila x = x₁, dan persamaan tangen ialah y − y₁ = m(x − x₁).
- Persamaan normal — normal berserenjang dengan tangen, jadi kecerunannya −1/m.
- Menentukan jenis titik pegun — gunakan terbitan kedua: d²y/dx² > 0 memberi titik minimum, manakala d²y/dx² < 0 memberi titik maksimum.
- Masalah maksimum dan minimum — ungkapkan kuantiti yang hendak dioptimumkan (luas, isi padu atau kos) dalam satu pemboleh ubah, bezakan, samakan dengan sifar, kemudian sahkan jenisnya.
- Kadar perubahan terhubung — dy/dt = dy/dx × dx/dt. Contohnya, jika jejari belon bertambah pada kadar tertentu, kadar perubahan isi padunya boleh dicari melalui dV/dt = dV/dj × dj/dt.
- Perubahan kecil dan penghampiran — δy ≈ (dy/dx) × δx, dan nilai baharu y ≈ y + δy.
- Tafsiran tanda — dy/dx > 0 bermaksud y menokok apabila x bertambah; dy/dx < 0 bermaksud y menyusut.