אינטגרל של מנה – x במכנה

כשה־x נמצא במכנה, כמו 4/x² או 1/(x − 3)², קודם מעלים אותו למונה בעזרת חוקי חזקות ורק אז עושים אינטגרל. כאן הנוסחאות, 5 דוגמאות פתורות ושתי שאלות שטח מהקורס.

רוצים לראות סרטונים בנושא? היכנסו לקורס האינטגרלים המלא – שיעורים מוקלטים, דפי הסבר ותרגילים פתורים לבגרות 471.

בעמוד הזה:

  1. חוק החזקות שצריך
  2. 4 שלבים
  3. דוגמאות פתורות
  4. שטח עם אינטגרל של מנה
  5. טעויות נפוצות

אינטגרל של מנה

1xⁿ = x−n

∫1xⁿ dx = ∫x−n dx = x−n+1−n + 1 + c

∫1(ax + b)ⁿ dx = (ax + b)−n+1a(−n + 1) + c

חוק החזקות שצריך

כשה־x נמצא במכנה, אי אפשר לעשות אינטגרל ישר. קודם מעלים את המכנה למונה – והחזקה מקבלת מינוס: 1x³ = x−3. אחר כך עושים אינטגרל רגיל: מוסיפים 1 לחזקה (השלילית) ומחלקים בחזקה החדשה. כשבמכנה יש סוגריים – מחלקים גם בנגזרת הפנימית, כמו באינטגרל של פונקציה מורכבת. הנוסחאות האלה לא בדף הנוסחאות.

4 שלבים

  1. מוציאים מספרים החוצה: 2x⁴ = 2 · 1x⁴ , 12x⁵ = 12 · 1x⁵.
  2. מעלים למונה (חזקה במינוס).
  3. מוסיפים 1 לחזקה ומחלקים בחזקה החדשה (ובסוגריים – גם בנגזרת הפנימית).
  4. מסדרים: מונה כפול מונה, מכנה כפול מכנה, ו־+ c. להחזיר למכנה – לא חובה.

דוגמאות פתורות

דוגמה 1: ∫1x³ dx

פתרון שלב אחר שלב

= ∫x−3 dx

מוסיפים 1 לחזקה: −3 + 1 = −2 , ומחלקים ב־−2:

= x−2−2 = −12x² + c

תשובה: −12x² + c

דוגמה 2: ∫2x⁴ dx

פתרון שלב אחר שלב

= ∫2x−4 dx = 2 · x−3−3 = −23x³ + c

תשובה: −23x³ + c

דוגמה 3: ∫12x⁵ dx

פתרון שלב אחר שלב

= ∫12 · x−5 dx = 12 · x−4−4

מונה כפול מונה ומכנה כפול מכנה:

= x−4−8 = −18x⁴ + c

תשובה: −18x⁴ + c

דוגמה 4 (סוגריים במכנה): ∫1(2x + 3)⁴ dx

פתרון שלב אחר שלב

= ∫(2x + 3)−4 dx

−4 + 1 = −3 , הנגזרת הפנימית 2:

= (2x + 3)−32 · (−3) = (2x + 3)−3−6 + c

תשובה: −16(2x + 3)³ + c

דוגמה 5: ∫2(2x + 2)³ dx

פתרון שלב אחר שלב

= ∫2 · (2x + 2)−3 dx = 2 · (2x + 2)−22 · (−2)

נצמצם ב־2:

= (2x + 2)−2−2 + c

תשובה: −12(2x + 2)² + c

שטח עם אינטגרל של מנה

דוגמה 6 (שאלה מעובדת מבגרות 2023, כמו בשיעור 19): חשבו את השטח בין גרף f(x) = x + 4x² , הישרים x = 1 , x = 2 וציר x.

פתרון שלב אחר שלב

הפונקציה מעל ציר x בתחום. ∫4x² = 4∫x−2 = 4 · x−1−1 = −4x:

∫12 (x + 4x²) dx = (x²2 − 4x)|12

= (42 − 42) − (12 − 4) = 0 − (−72) = 72

תשובה: S = 72 (בשיעור: 3.5)

דוגמה 7 (בגרות 481, 2018 מועד א – שיעור 21): f(x) = 1(x − 3)² + 4. חשבו את השטח בין הגרף, ציר x והישרים x = 4 , x = 5.

פתרון שלב אחר שלב

∫45 ((x − 3)−2 + 4) dx = ((x − 3)−1−1 + 4x)|45 = (−1x − 3 + 4x)|45

= (−12 + 20) − (−1 + 16) = 392 − 15 = 392 − 302 = 92

תשובה: S = 92 (בשיעור: 4.5)

המשך השאלה הזו – מה קורה לשטח כשמורידים את הגרף 4 יחידות – בעמוד שטח אחרי הזזה של גרף.

טעויות נפוצות

  • לעשות אינטגרל ל־1x³ בלי להעלות למונה ולקבל 1x⁴.
  • לשכוח ש־−3 + 1 = −2 (ולא −4).
  • בסוגריים במכנה – לשכוח לחלק בנגזרת הפנימית.

שאלות נפוצות

איך עושים אינטגרל כשה־x במכנה?

מעלים את המכנה למונה עם חזקה שלילית (1/xⁿ = x⁻ⁿ), ואז מוסיפים 1 לחזקה ומחלקים בחזקה החדשה.

מה האינטגרל של 1 חלקי x בריבוע?

∫x⁻²dx = x⁻¹/(−1) = −1/x + c.

מה עושים כשבמכנה יש סוגריים בחזקה?

מעלים למונה, ואז לפי נוסחת הפונקציה המורכבת: מחלקים גם בנגזרת הפנימית.

רוצים לראות סרטונים בנושא? היכנסו לקורס האינטגרלים המלא – שיעורים מוקלטים, דפי הסבר ותרגילים פתורים לבגרות 471.

עוד באתר

→ הקודם: אינטגרל של פונקציה מורכבת  |  הבא: שטח אחרי הזזה של גרף ←

ערוץ היוטיוב🔔 הרשמה לערוץ
האתר שומר שבת ואינו פעיל בשבת ובחגים
האתר משתמש בעוגיות.
בחירת עוגיות