القائمة الرئيسية

تحدب المنحنيات لأعلى ولأسفل ونقط الانقلاب

درس تفاعلي متكامل يضم 5 محطات تعليمية ومشغل صوتي ناطق - تحدب المنحنيات لأعلى ولأسفل ونقط الانقلاب

24 مشاهدة آخر تحديث: 18 أكتوبر 2026
المحطة 1 من 5 فكّر واستعد: انطلاقة التعلم والأهداف
الصف الثالث الثانوي - رياضيات بحتة الوحدة الثانية: تطبيقات التفاضل وسلوك الدالة ورسم المنحنيات

المشتقة الثانية وبحث انحناء المنحنيات وشروط نقطة الانقلاب

انقر على أي جملة للاستماع إليها مباشرة 👆

يُمثل انحناء وتحدب المنحنيات الهندسية البعد الثاني لفهم التضاريس البيانية للدوال الرياضية، حيث تُمكّننا المشتقة الثانية للدالة f''(x) من قياس معدل تغير ميل المماس ذاته عبر المنحنى. فإذا كانت المشتقة الثانية موجبة (f''(x) > 0) على فترة ما، فإن ميل المماس يزداد اطراداً ويقع منحنى الدالة بأكمله أعلى مماساته، ويُقال إن المنحنى محدب لأسفل (Concave Upward). وإذا كانت المشتقة الثانية سالبة (f''(x) < 0)، فإن ميل المماس يتناقص ويقع المنحنى أسفل مماساته، ويُقال إنه محدب لأعلى (Concave Downward). وتُعرّف نقطة الانقلاب (Inflection Point) بأنها النقطة التي يفصل عندها المنحنى بين منطقتي تحدب متعاكستين، بشرط أن تكون الدالة متصلة عندها وتمتلك مماساً محدداً، حيث تنعدم المشتقة الثانية عندها أو تكون غير معرفة وتغير إشارتها حولها.

1. اتجاه التحدب والمشتقة الثانية

محدب لأسفل (مقعر لأعلى ∪)

إذا كانت f''(x) > 0 لجميع قيم x في الفترة، فإن المنحنى يقع أعلى جميع مماساته ويكون محدباً لأسفل.

محدب لأعلى (مقعر لأسفل ∩)

إذا كانت f''(x) < 0 لجميع قيم x في الفترة، فإن المنحنى يقع أسفل جميع مماساته ويكون محدباً لأعلى.

2. شروط نقطة الانقلاب (Inflection Point)

تكون النقطة (c, f(c)) نقطة انقلاب لمنحنى الدالة إذا تحققت الشروط الثلاثة مجتمعة:

  1. الدالة f متصلة عند c ولها مماس وحيد عند النقطة (يخترق المنحنى عند نقطة الانقلاب).
  2. إما أن تكون f''(c) = 0 أو تكون f''(c) غير معرفة.
  3. تتغير إشارة المشتقة الثانية f''(x) عند المرور بالنقطة c من الموجب إلى السالب أو من السالب إلى الموجب (يتغير اتجاه التحدب).
المسألة: أوجد فترات التحدب ونقط الانقلاب لمنحنى الدالة f(x) = x³ - 6x² + 9x + 2.
الحل:
f'(x) = 3x² - 12x + 9
المشتقة الثانية: f''(x) = 6x - 12.
نضع f''(x) = 0 ⟹ 6x - 12 = 0 ⟹ x = 2.
نبحث إشارة f''(x):
- عندما x < 2: f''(x) < 0 ⟹ المنحنى محدب لأعلى على الفترة (-∞, 2).
- عندما x > 2: f''(x) > 0 ⟹ المنحنى محدب لأسفل على الفترة (2, ∞).
بما أن إشارة المشتقة الثانية تغيرت والدالة متصلة، فإن النقطة (2, f(2)) = (2, 8 - 24 + 18 + 2) = (2, 4) هي نقطة انقلاب للمنحنى.
المسألة: هل النقطة (0, 0) نقطة انقلاب للدالة f(x) = x⁴؟
الحل:
f'(x) = 4x³ ⟹ f''(x) = 12x² ⟹ f''(0) = 0.
لكن 12x² ≥ 0 دائماً لجميع قيم x، أي أن إشارة f''(x) موجبة على يمين ويسار الصفر، والمنحنى محدب لأسفل على كلا الجانبين ولم يتغير اتجاه التحدب.
إذن النقطة (0, 0) ليست نقطة انقلاب (بل هي نقطة صغرى محلية ومطلقة).

اضغط على أي بطاقة لاكتشاف المعنى الدقيق، واضغط على أيقونة الصوت للاستماع للنطق:

تحدب لأسفل
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
انحناء المنحنى بحيث يقع أعلى جميع مماساته وتكون f''(x) > 0
💡 إضاءة وتوضيح: Concave upward
تحدب لأعلى
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
انحناء المنحنى بحيث يقع أسفل جميع مماساته وتكون f''(x) < 0
💡 إضاءة وتوضيح: Concave downward
نقطة الانقلاب
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
نقطة يتغير عندها اتجاه التحدب وتفصل بين التحدب لأعلى ولأسفل
💡 إضاءة وتوضيح: Inflection point
المشتقة الثانية
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
مشتقة المشتقة الأولى f''(x) وتحدد تسارع ومعدل تغير ميل المماس
💡 إضاءة وتوضيح: Second derivative
المماس المخترق
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
مماس منحنى الدالة عند نقطة الانقلاب حيث يخترق المنحنى ويقطعه
💡 إضاءة وتوضيح: Inflectional tangent
تغير الإشارة
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
انتقال قيمة المشتقة من الموجب للسالب أو العكس حول النقطة المدروسة
💡 إضاءة وتوضيح: Sign alternation
التقعر الهندسي
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
اتجاه فتحة المنحنى البياني سواء للأعلى نحو +y أو للأسفل نحو -y
💡 إضاءة وتوضيح: Geometric concavity
الدالة التكعيبية
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
دالة من الدرجة الثالثة تمتلك دائماً نقطة انقلاب مركزية وحيدة
💡 إضاءة وتوضيح: Cubic polynomial
الميل المتزايد
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
تزايد قيمة f'(x) مع زيادة x وهو المرادف الحسابي للتحدب لأسفل
💡 إضاءة وتوضيح: Increasing slope
الميل المتناقص
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
تناقص قيمة f'(x) مع زيادة x وهو المرادف الحسابي للتحدب لأعلى
💡 إضاءة وتوضيح: Decreasing slope
الاتصال عند النقطة
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
شرط أساسي لنقطة الانقلاب بوجود نهاية الدالة ومساواتها لقيمة الدالة
💡 إضاءة وتوضيح: Continuity at point
المستوى الإحداثي
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
الشبكة المتعامدة التي يُمثل عليها التحدب ونقط الانقلاب بيانياً
💡 إضاءة وتوضيح: Cartesian plane

اضغط على الإجابة لتتحقق من فهمك وتكتشف التفسير النموذجي فورياً:

1 نقطة الانقلاب لمنحنى الدالة f(x) = x³ - 3x² + 4 هي النقطة:
2 منحنى الدالة f(x) = x³ يكون محدباً لأعلى في الفترة:
3 الشرط اللازم والكافي لكي تكون النقطة (c, f(c)) نقطة انقلاب لمنحنى دالة متصلة هو:
4 إذا كان لمنحنى الدالة f(x) = ax³ + bx² نقطة انقلاب عند (1, 2)، فإن قيمة a و b هما:
5 الدالة f(x) = x⁴ - 24x² + 5 يكون منحناها محدباً لأسفل في الفترة:
6 عند نقطة الانقلاب لمنحنى الدالة، فإن المماس للمنحنى عند تلك النقطة:
7 منحنى الدالة f(x) = eˣ يكون:
8 عدد نقط الانقلاب لمنحنى الدالة f(x) = x² - 4x + 3 هو:
🎉 تهانينا يا بطل! أتممت جميع محطات الدرس بنجاح باهر وتستحق وسام التميز!

أكملت دراسة هذا الدرس؟

احفظ إنجازك الآن لإضافة 5 نقاط تميز إلى رصيدك وتسجيل الدرس في لوحة إحصائياتك!