Skip to content · ⁨الانتقال إلى المحتوى⁩
Subjects · ⁨المواد⁩

AP Precalculus · ⁨AP ما قبل التفاضل والتكامل⁩

Tips

تغطي AP ما قبل التفاضل والتكامل الدوال كثيرات الحدود والكسرية، والدوال الأسية واللوغاريتمية، والدوال المثلثية والقطبية، ومقدمة عن المتجهات والمصفوفات والدوال البارامترية. إنها الجسر نحو التفاضل والتكامل، والامتحان صارم بشكل غير معتاد حول كيفية وصفك للدالة.

وصف التغير هو جوهر الدورة. تتوقع أن تقول أين تزداد الدالة أو تنقص، وبأي سرعة، وما إذا كان هذا المعدل يزداد نفسه — في جملة كاملة، باستخدام المصطلحات الصحيحة.

احفظ الدوال الأم وتحويلاتها عن ظهر قلب. كل شيء آخر في الدورة مبنٍ عليها، والتعرف الفوري على دالة أم مُزاحة أو مشدودة هو ما يجعل الأسئلة الصعبة قصيرة.

تتبع الملاحظات وحدات CED الأربع — كثيرات الحدود والكسرية، الأسية واللوغاريتمية، المثلثية والقطبية، والدوال ذات المعاملات — كل منها مع أمثلة محلولة. توجد أسئلة امتحان نموذجية في المكتبة. يتطلب ما قبل التفاضل والتكامل منك وصف سلوك الدالة جملًا، وهو ما تحاكيه الأمثلة.

  • 1

    Polynomial and Rational Functions · ⁨الدوال كثير الحدود والدوال الكسرية⁩

    Watch lesson · ⁨شاهد الدرس⁩
    1.1

    Change in Tandem · ⁨التغيير بالتتابع⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 1.1.A: Describe how the input and output values of a function vary together by comparing function values.

    • 1.1.A.1 A function is a mathematical relation that maps a set of input values to a set of output values such that each input value is mapped to exactly one output value. The set of input values is called the domain of the function, and the set of output values is called the range of the function. The variable representing input values is called the independent variable, and the variable representing output values is called the dependent variable.
    • 1.1.A.2 The input and output values of a function vary in tandem according to the function rule, which can be expressed graphically, numerically, analytically, or verbally.
    • 1.1.A.3 A function is increasing over an interval of its domain if, as the input values increase, the output values always increase. That is, for all $a$ and $b$ in the interval, if $a < b$, then $f(a) < f(b)$.
    • 1.1.A.4 A function is decreasing over an interval of its domain if, as the input values increase, the output values always decrease. That is, for all $a$ and $b$ in the interval, if $a < b$, then $f(a) > f(b)$.

    Learning Objective 1.1.B: Construct a graph representing two quantities that vary with respect to each other in a contextual scenario.

    • 1.1.B.1 The graph of a function displays a set of input-output pairs and shows how the values of the function's input and output values vary.
    • 1.1.B.2 A verbal description of the way aspects of phenomena change together can be the basis for constructing a graph.
    • 1.1.B.3 The graph of a function is concave up on intervals in which the rate of change is increasing.
    • 1.1.B.4 The graph of a function is concave down on intervals in which the rate of change is decreasing.
    • 1.1.B.5 The graph intersects the $x$-axis when the output value is zero. The corresponding input values are said to be zeros of the function.
    العربية

    الهدف التعليمي 1.1.A: صف كيف تتغير قيم الإدخال والمخرجات لدالة معًا عن طريق مقارنة قيم الدالة.

    • 1.1.A.1 الدالة هي علاقة رياضية تربط مجموعة من قيم الإدخال بمجموعة من قيم المخرجات بحيث يتم ربط كل قيمة إدخال بقيمة إخراج واحدة بالضبط. تسمى مجموعة قيم الإدخال المجال للدالة، وتسمى مجموعة قيم المخرجات المدى. يُطلق على المتغير الذي يمثل قيم الإدخال المتغير المستقل، وعلى المتغير الذي يمثل قيم المخرجات المتغير التابع.
    • 1.1.A.2 تتغير قيم الإدخال والمخرجات لدالة بالتزامن وفقًا لـ قاعدة الدالة، والتي يمكن التعبير عنها بيانيًا، أو عدديًا، أو تحليليًا، أو شفهيًا.
    • 1.1.A.3 تكون الدالة متزايدة على فترة من مجالها إذا كانت، مع زيادة قيم المدخلات، تزداد قيم المخرجات دائمًا. أي، لجميع $a$ و $b$ في الفترة، إذا $a < b$، فإن $f(a) < f(b)$.
    • 1.1.A.4 تكون الدالة متناقصة على فترة من مجالها إذا كانت، مع زيادة قيم المدخلات، تنخفض قيم المخرجات دائمًا. أي، لجميع $a$ و $b$ في الفترة، إذا $a < b$، فإن $f(a) > f(b)$.

    هدف التعلم 1.1.B: بناء رسم بياني يمثل كميين يتغيران بالنسبة لبعضهما البعض في سيناريو سياقي.

    • 1.1.B.1 يعرض الرسم البياني للدالة مجموعة من أزواج المدخل والمخرج ويوضح كيفية تغير قيم مدخلات الدالة ومخرجاتها.
    • 1.1.B.2 يمكن أن يكون الوصف اللفظي لطريقة تغير جوانب الظواهر معًا أساسًا لبناء رسم بياني.
    • 1.1.B.3 يكون الرسم البياني للدالة محدبًا للأعلى ( concave up ) على الفترات التي تزداد فيها معدل التغير.
    • 1.1.B.4 يكون الرسم البياني للدالة محدبًا للأسفل ( concave down ) على الفترات التي تنخفض فيها معدل التغير.
    • 1.1.B.5 يتقاطع الرسم البياني مع محور $x$ عندما تكون قيمة المخرج صفرًا. تسمى قيم المدخلات المقابلة بـ أصفار الدالة.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    A function 函数 is a rule that maps each input to exactly one output. The set of allowed inputs is the domain 定义域; the set of outputs is the range 值域. The input variable is the independent variable 自变量 and the output variable is the dependent variable 因变量. A function rule can be shown graphically, numerically, analytically (a formula), or verbally.

    As the input changes, the output changes "in tandem" – together. Over an interval, a function is:

    • increasing 递增 if, whenever $a, then $f(a) (bigger input, bigger output);
    • decreasing 递减 if, whenever $a, then $f(a)>f(b)$ (bigger input, smaller output).

    A graph of a function shows all its input–output pairs, so you can read this behavior straight off the picture.

    العربية

    الدالة هي قاعدة تربط كل مدخل بـ خرج واحد فقط. مجموعة المدخلات المسموحة تسمى المجال؛ ومجموعة الخرجات تسمى المدى. المتغير المدخل هو المتغير المستقل والمتغير الخرج هو المتغير التابع. يمكن تمثيل قاعدة الدالة بيانياً، عددياً، تحليلياً (بمعادلة)، أو لفظياً.

    عندما يتغير المدخل، يتغير الخرج "في آنٍ واحد" – معاً. على فترة معينة، تكون الدالة:

    • متزايدة إذا كان، كلما $a، فإن $f(a) (مدخل أكبر، خرج أكبر);
    • متناقصة إذا كان، كلما $a، فإن $f(a)>f(b)$ (مدخل أكبر، خرج أصغر).

    الرسم البياني للدالة يوضح جميع أزواج المدخل–الخرج، لذا يمكنك قراءة هذا السلوك مباشرة من الصورة.

    Explore · ⁨استكشف⁩

    Watch two quantities change together · ⁨راقب تغير كميتين معاً⁩

    y = ax² + bx + c

    Precalculus studies how an output changes in tandem with its input. Read the curve left to right: where it is steep, $y$ changes a lot for a small change in $x$; where it is flat, $y$ barely moves. · ⁨يدرس ما قبل التفاضل كيف يتغير المخرجات بالتزامن مع المدخلات. اقرأ المنحنى من اليسار إلى اليمين: حيث يكون حاداً، يتغير $y$ كثيراً مقابل تغيير صغير في $x$؛ حيث يكون مسطحاً، لا يتحرك $y$ تقريباً.⁩

    1.2

    Rates of Change · ⁨معدلات التغير⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 1.2.A: Compare the rates of change at two points using average rates of change near the points.

    • 1.2.A.1 The average rate of change of a function over an interval of the function's domain is the constant rate of change that yields the same change in the output values as the function yielded on that interval of the function's domain. It is the ratio of the change in the output values to the change in input values over that interval.
    • 1.2.A.2 The rate of change of a function at a point quantifies the rate at which output values would change were the input values to change at that point. The rate of change at a point can be approximated by the average rates of change of the function over small intervals containing the point, if such values exist.
    • 1.2.A.3 The rates of change at two points can be compared using average rate of change approximations over sufficiently small intervals containing each point, if such values exist.

    Learning Objective 1.2.B: Describe how two quantities vary together at different points and over different intervals of a function.

    • 1.2.B.1 Rates of change quantify how two quantities vary together.
    • 1.2.B.2 A positive rate of change indicates that as one quantity increases or decreases, the other quantity does the same.
    • 1.2.B.3 A negative rate of change indicates that as one quantity increases, the other decreases.
    العربية

    هدف التعلم 1.2.A: مقارنة معدلات التغير عند نقطتين باستخدام معدلات التغير المتوسطة بالقرب من النقاط.

    • 1.2.A.1 معدل التغير المتوسط للدالة على فترة من مجال الدالة هو معدل التغير الثابت الذي ينتج نفس التغير في قيم المخرجات كما أنتجته الدالة على تلك الفترة من مجال الدالة. إنه نسبة التغير في قيم المخرجات إلى التغير في قيم المدخلات على تلك الفترة.
    • 1.2.A.2 يقيس معدل التغير للدالة عند نقطة المعدل الذي ستتغير به قيم المخرجات لو تغيرت قيم المدخلات عند تلك النقطة. يمكن تقدير معدل التغير عند نقطة باستخدام معدلات التغير المتوسطة للدالة على فترات صغيرة تحتوي على النقطة، إذا كانت هذه القيم موجودة.
    • 1.2.A.3 يمكن مقارنة معدلات التغير عند نقطتين باستخدام تقديرات معدل التغير المتوسطة على فترات كافية الصغر تحتوي على كل نقطة، إذا كانت هذه القيم موجودة.

    هدف التعلم 1.2.B: وصف كيفية تباين كميتين معًا عند نقاط مختلفة وعلى فترات مختلفة لدالة.

    • 1.2.B.1 تقيس معدلات التغير مدى تباين كميتين معًا.
    • 1.2.B.2 يشير معدل التغير الموجب إلى أنه عندما تزيد كمية ما أو تقل، فإن الكمية الأخرى تفعل الشيء نفسه.
    • 1.2.B.3 يشير معدل التغير السلبي إلى أنه عندما تزداد كمية ما، تقل الكمية الأخرى.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    The average rate of change 平均变化率 of a function over an interval is the change in output divided by the change in input – the single constant rate that would give the same total change. Over $[a,b]$:

    $$\text{avg rate} = \frac{f(b)-f(a)}{b-a}.$$

    The rate of change at a point measures how fast the output changes right at that input. You approximate it with average rates over small intervals around the point. Comparing two points, the one with the larger average rate (over small enough intervals) is changing faster. A positive rate means both quantities move the same way; a negative rate means they move in opposite ways.

    Worked example. For $f(x)=x^2$, the average rate of change over $[1,4]$ is $\dfrac{f(4)-f(1)}{4-1}=\dfrac{16-1}{3}=5$. Over $[1,2]$ it is $\dfrac{4-1}{1}=3$ – the rate itself changes, which is exactly why $f$ is not linear.

    العربية

    معدل التغير المتوسط للدالة على فترة هو التغير في الخرج مقسوماً على التغير في المدخل – وهو معدل ثابت واحد سيعطي نفس التغير الكلي. على $[a,b]$:

    $$\text{avg rate} = \frac{f(b)-f(a)}{b-a}.$$

    معدل التغير عند نقطة يقيس مدى سرعة تغير الخرج تماماً عند ذلك المدخل. تقدره باستخدام معدلات متوسطة على فترات صغيرة حول النقطة. عند مقارنة نقطتين، النقطة ذات معدل التغير المتوسط الأكبر (على فترات كافية الصغر) تتغير بسرعة أكبر. المعدل الموجب يعني أن الكميةين تتحركان في نفس الاتجاه؛ والمعدل السالب يعني أنهما تتحركان في اتجاهين متعاكسين.

    مثال محلول. بالنسبة لـ $f(x)=x^2$، معدل التغير المتوسط على $[1,4]$ هو $\dfrac{f(4)-f(1)}{4-1}=\dfrac{16-1}{3}=5$. وعلى $[1,2]$ هو $\dfrac{4-1}{1}=3$ – مما يعني أن المعدل نفسه يتغير، وهذا بالضبط سبب كون $f$ غير خطي.

    1.3

    Rates of Change in Linear and Quadratic Functions · ⁨معدلات التغير في الدوال الخطية والتربيعية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 1.3.A: Determine the average rates of change for sequences and functions, including linear, quadratic, and other function types.

    • 1.3.A.1 For a linear function, the average rate of change over any length input-value interval is constant.
    • 1.3.A.2 For a quadratic function, the average rates of change over consecutive equal-length input-value intervals can be given by a linear function.
    • 1.3.A.3 The average rate of change over the closed interval $[a, b]$ is the slope of the secant line from the point $(a, f(a))$ to $(b, f(b))$.

    Learning Objective 1.3.B: Determine the change in the average rates of change for linear, quadratic, and other function types.

    • 1.3.B.1 For a linear function, since the average rates of change over consecutive equal-length input-value intervals can be given by a constant function, these average rates of change for a linear function are changing at a rate of zero.
    • 1.3.B.2 For a quadratic function, since the average rates of change over consecutive equal-length input-value intervals can be given by a linear function, these average rates of change for a quadratic function are changing at a constant rate.
    • 1.3.B.3 When the average rate of change over equal-length input-value intervals is increasing for all small-length intervals, the graph of the function is concave up. When the average rate of change over equal-length input-value intervals is decreasing for all small-length intervals, the graph of the function is concave down.
    العربية

    هدف التعلم 1.3.A: تحديد معدلات التغير المتوسطة للتسلسلات والدوال، بما في ذلك الدوال الخطية والتربيعية وأنواع الدوال الأخرى.

    • 1.3.A.1 بالنسبة للدالة الخطية، يكون معدل التغير المتوسط على أي طول لفترة قيمة الإدخال ثابتًا.
    • 1.3.A.2 بالنسبة للدالة التربيعية، يمكن أن تُعطى معدلات التغير المتوسطة على فترات متتالية متساوية الطول بقيمة الإدخال بدلالة دالة خطية.
    • 1.3.A.3 معدل التغير المتوسط على الفترة المغلقة $[a, b]$ هو ميل القطعة المستقيمة الواصل (القاطع) من النقطة $(a, f(a))$ إلى $(b, f(b))$.

    هدف التعلم 1.3.B: تحديد التغير في معدلات التغير المتوسطة للدوال الخطية والتربيعية وأنواع الدوال الأخرى.

    • 1.3.B.1 بالنسبة للدالة الخطية، نظرًا لأن معدلات التغير المتوسطة على فترات متتالية متساوية الطول بقيمة الإدخال يمكن تمثيلها بدالة ثابتة، فإن معدلات التغير المتوسطة لهذه الدالة الخطية تتغير بمعدل يساوي صفرًا.
    • 1.3.B.2 بالنسبة لدالة تربيعية، بما أن معدلات التغير المتوسطة على فترات متتالية من قيم المدخلات ذات طول متساوٍ يمكن تمثيلها بدالة خطية، فإن هذه المعدلات التغير المتوسطة للدالة التربيعية تتغير بمعدل ثابت.
    • 1.3.B.3 عندما تكون معدل التغير المتوسط على فترات متساوية الطول لقيم المدخلات متزايدًا لجميع الفترات صغيرة الطول، يكون منحنى الدالة مقعرًا لأعلى. وعندما يكون معدل التغير المتوسط على فترات متساوية الطول لقيم المدخلات متناقصًا لجميع الفترات صغيرة الطول، يكون منحنى الدالة مقعرًا لأسفل.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    The average rate of change over $[a,b]$ is the slope of the secant line 割线 from $(a,f(a))$ to $(b,f(b))$.

    • For a linear 线性 function, the average rate of change over any interval is constant – so the rate at which the rate changes is zero.
    • For a quadratic 二次 function, the average rates of change over equal-length intervals themselves form a linear pattern – so those rates change at a constant rate.

    This "rate of the rate" idea distinguishes function types: a constant second difference signals a quadratic.

    العربية

    معدل التغير المتوسط على $[a,b]$ هو ميل الخط القاطع من $(a,f(a))$ إلى $(b,f(b))$.

    إكمال المربع يعطي رأس القطع المكافئ
    إكمال المربع يعطي رأس القطع المكافئ
    • بالنسبة للدالة الخطية، يكون معدل التغير المتوسط على أي فترة ثابتاً – لذا فإن معدل تغير المعدل يساوي صفراً.
    • بالنسبة للدالة التربيعية، تشكل معدلات التغير المتوسطة على فترات متساوية الطول نفسها نمطاً خطياً – لذا تتغير تلك المعدلات بمعدل ثابت.

    فكرة "معدل المعدل" هذه تميز بين أنواع الدوال: الفرق الثاني الثابت يشير إلى دالة تربيعية.

    جسر جيت غيت بكابلها الرئيسي المنحني
    كابل الجسر المعلق يأخذ شكل منحنى يشبه القطع المكافئ – دالة تربعية يمكنك رؤيتها في الفولاذ
    Explore · ⁨استكشف⁩

    Explore a quadratic's changing rate · ⁨استكشف معدل تغير دالة تربيعية⁩

    y = ax² + bx + c

    Move the sliders and watch the parabola 抛物线 tilt. Its average rate of change is not constant — the slope is positive on one side of the vertex 顶点 and negative on the other. Notice how $a$ opens it up or down. · ⁨حرك المؤشرات وانظر كيف يميل قطع المكافئ 抛物线. معدل تغيره المتوسط ليس ثابتًا — الميل موجب على أحد جانبي القمة 顶点 وسالب على الجانب الآخر. لاحظ كيف يُفتح $a$ للأعلى أو للأسفل.⁩

    1.4

    Polynomial Functions and Rates of Change · ⁨الدوال كثيرات الحدود ومعدلات التغير⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 1.4.A: Identify key characteristics of polynomial functions related to rates of change.

    • 1.4.A.1 A nonconstant polynomial function of $x$ is any function representation that is equivalent to the analytical form $p(x) = a_n x^n + a_{n-1} x^{n-1} + a_{n-2} x^{n-2} + \ldots + a_2 x^2 + a_1 x + a_0$, where $n$ is a positive integer, $a_i$ is a real number for each $i$ from $1$ to $n$, and $a_n$ is nonzero. The polynomial has degree $n$, the leading term is $a_n x^n$, and the leading coefficient is $a_n$. A constant is also a polynomial function of degree zero.
    • 1.4.A.2 Where a polynomial function switches between increasing and decreasing, or at the included endpoint of a polynomial with a restricted domain, the polynomial function will have a local, or relative, maximum or minimum output value. Of all local maxima, the greatest is called the global, or absolute, maximum. Likewise, the least of all local minima is called the global, or absolute, minimum.
    • 1.4.A.3 Between every two distinct real zeros of a nonconstant polynomial function, there must be at least one input value corresponding to a local maximum or local minimum.
    • 1.4.A.4 Polynomial functions of an even degree will have either a global maximum or a global minimum.
    • 1.4.A.5 Points of inflection of a polynomial function occur at input values where the rate of change of the function changes from increasing to decreasing or from decreasing to increasing. This occurs where the graph of a polynomial function changes from concave up to concave down or from concave down to concave up.
    العربية

    هدف التعلم 1.4.A: تحديد الخصائص الرئيسية لدوال كثيرات الحدود المتعلقة بمعدلات التغير.

    • 1.4.A.1 دالة كثير حدود غير ثابتة من $x$ هي أي تمثيل دالة يكافئ الشكل التحليلي $p(x) = a_n x^n + a_{n-1} x^{n-1} + a_{n-2} x^{n-2} + \ldots + a_2 x^2 + a_1 x + a_0$، حيث $n$ عدد صحيح موجب، و$a_i$ عدد حقيقي لكل $i$ من $1$ إلى $n$، و$a_n$ لا يساوي صفرًا. يكون لكثير الحدود درجة $n$، والحد الرائد هو $a_n x^n$، ومعامل الحد الرائد هو $a_n$. والثابت يعتبر أيضًا دالة كثيرة حدود من الدرجة صفر.
    • 1.4.A.2 عند النقاط التي تتحول فيها دالة كثيرة الحدود بين الزيادة والنقصان، أو عند نقطة النهاية المضمنة لكثيرة حدود ذات مجال محدود، ستحتوي دالة كثيرة الحدود على قيمة مخرجات محلية أو نسبية عظمى أو صغرى. أكبر جميع القيم العظمى المحلية تسمى القيمة العظمى العالمية أو المطلقة. وبالمثل، أصغر جميع القيم الصغرى المحلية تسمى القيمة الصغرى العالمية أو المطلقة.
    • 1.4.A.3 بين كل صفرين حقيقيين متميزين لدالة كثيرة حدود غير ثابتة، يجب أن يوجد على الأقل قيمة مدخل واحدة تقابل قيمة عظمى محلية أو صغرى محلية.
    • 1.4.A.4 دوال كثيرات الحدود ذات الدرجات الزوجية سيكون لها إما عظمى عالمية أو صغرى عالمية.
    • 1.4.A.5 نقاط الانعطاف في دالة كثيرة حدود تحدث عند قيم المدخلات التي يتغير فيها معدل تغير الدالة من الزيادة إلى النقصان أو من النقصان إلى الزيادة. يحدث هذا عندما يتغير منحنى دالة كثيرة الحدود من المقعر لأعلى إلى المقعر لأسفل أو من المقعر لأسفل إلى المقعر لأعلى.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    A nonconstant polynomial 多项式 has the form

    $$p(x)=a_n x^n + a_{n-1}x^{n-1}+\cdots+a_1 x + a_0,\quad a_n\neq 0.$$
    Its degree 次数 is $n$, its leading term 首项 is $a_n x^n$, and its leading coefficient 首项系数 is $a_n$. A constant is a polynomial of degree $0$.

    Key features:

    • Where a polynomial switches between increasing and decreasing, it has a local (relative) extremum 局部极值. The greatest local maximum is the global (absolute) maximum 全局最大值 only when the polynomial has one — but most polynomials are unbounded (every odd-degree polynomial runs off to $\pm\infty$), so they have no global maximum or minimum at all.
    • Between any two distinct real zeros there is at least one local maximum or minimum.
    • An even-degree polynomial has either a global maximum or a global minimum.
    • A point of inflection 拐点 is where the graph changes concavity – from concave up 上凹 to concave down 下凹 or the reverse – i.e. where the rate of change switches between increasing and decreasing.
    • A function has symmetry when it is even 偶函数 – $f(-x)=f(x)$, graph symmetric across the $y$-axis (like $x^2$, $x^4$) – or odd 奇函数 – $f(-x)=-f(x)$, graph symmetric by rotation about the origin (like $x^3$, $x^5$). Test by substituting $-x$ and simplifying; later, $\cos\theta$ is even and $\sin\theta$ is odd.
    العربية
    منحنى جسر ناعم: graphs كثيرات الحدود والكسور تمثل أشكالاً حقيقية مع مقاربات وانعطافات
    منحنى جسر ناعم: graphs كثيرات الحدود والكسور تمثل أشكالاً حقيقية مع مقاربات وانعطافات

    كثير حدود غير ثابت له الشكل

    $$p(x)=a_n x^n + a_{n-1}x^{n-1}+\cdots+a_1 x + a_0,\quad a_n\neq 0.$$
    درجة его تكون $n$، وحدّه الأول هو $a_n x^n$، ومعامله الأول هو $a_n$. الثابت هو كثير حدود من الدرجة $0$.

    الميزات الرئيسية:

    • حيثما يبدل كثير الحدود بين التزايد والتناقص، يمتلك ذروة محلية (نسبية). الذروة المحلية العظمى هي العظمى كلاً (المطلقة) فقط عندما يكون لكثير الحدود ذروة واحدة – لكن معظم كثيرات الحدود غير محدودة (كل كثير حدود بدرجة فردية يؤول نحو $\pm\infty$)، لذا لا تمتلك ذروتين عظميتين صغريتين مطلقيتين على الإطلاق.
    • بين أي صفرين حقيقيين متميزين يوجد على الأقل ذروة محلية عظمى أو صغرى واحدة.
    • كثير الحدود ذو الدرجة الزوجية يمتلك إما ذروة عظمى مطلقة أو ذروة صغرى مطلقة.
    • نقطة الانعطاف هي حيث يتغير تقعر الرسم البياني – من مقعّر لأعلى إلى مقعّر لأسفل أو العكس – أي حيث يتحول معدل التغير بين التزايد والتناقص.
    • الدالة لها تماثل عندما تكون زوجية – $f(-x)=f(x)$، الرسم البياني متماثل عبر المحور $y$ (مثل $x^2$، $x^4$) – أو فردية – $f(-x)=-f(x)$، الرسم البياني متماثل بالدوران حول نقطة الأصل (مثل $x^3$، $x^5$). اختبر بالتعويض عن $-x$ وتبسيط; لاحقاً، $\cos\theta$ زوجية و$\sin\theta$ فردية.
    طبق قمر صناعي مثبت على جدار، وعاكسه المنحني موجه للسماء مع المستقبل عند البؤرة
    طبق القمر الصناعي هو قطع مكافئ دوران: كل شعاع موازي ينعكس إلى نفس البؤرة
    1.5

    Polynomial Functions and Complex Zeros · ⁨دوال كثيرات الحدود والأصفار المركبة⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 1.5.A: Identify key characteristics of a polynomial function related to its zeros when suitable factorizations are available or with technology.

    • 1.5.A.1 If $a$ is a complex number and $p(a) = 0$, then $a$ is called a zero of the polynomial function $p$, or a root of $p(x) = 0$. If $a$ is a real number, then $(x - a)$ is a linear factor of $p$ if and only if $a$ is a zero of $p$.
    • 1.5.A.2 If a linear factor $(x - a)$ is repeated $n$ times, the corresponding zero of the polynomial function has a multiplicity $n$. A polynomial function of degree $n$ has exactly $n$ complex zeros when counting multiplicities.
    • 1.5.A.3 If $a$ is a real zero of a polynomial function $p$, then the graph of $y = p(x)$ has an $x$-intercept at the point $(a, 0)$. Consequently, real zeros of a polynomial can be endpoints for intervals satisfying polynomial inequalities.
    • 1.5.A.4 If $a + bi$ is a non-real zero of a polynomial function $p$, then its conjugate $a - bi$ is also a zero of $p$.
    • 1.5.A.5 If the real zero, $a$, of a polynomial function has even multiplicity, then the signs of the output values are the same for input values near $x = a$. For these polynomial functions, the graph will be tangent to the $x$-axis at $x = a$.
    • 1.5.A.6 The degree of a polynomial function can be found by examining the successive differences of the output values over equal-interval input values. The degree of the polynomial function is equal to the least value $n$ for which the successive $n$th differences are constant.

    Learning Objective 1.5.B: Determine if a polynomial function is even or odd.

    • 1.5.B.1 An even function is graphically symmetric over the line $x = 0$ and analytically has the property $f(-x) = f(x)$. If $n$ is even, then a polynomial of the form $p(x) = a_n x^n$, where $n \geq 1$ and $a_n \neq 0$, is an even function.
    • 1.5.B.2 An odd function is graphically symmetric about the point $(0, 0)$ and analytically has the property $f(-x) = -f(x)$. If $n$ is odd, then a polynomial of the form $p(x) = a_n x^n$, where $n \geq 1$ and $a_n \neq 0$, is an odd function.
    العربية

    هدف التعلم 1.5.A: تحديد الخصائص الرئيسية لدالة كثيرة الحدود المتعلقة بأصفارها عندما تكون التحليلات المناسبة متاحة أو باستخدام التكنولوجيا.

    • 1.5.A.1 إذا كان $a$ عدداً مركباً و$p(a) = 0$، فإن $a$ يسمى صفرًا لدالة كثير الحدود $p$، أو جذراً لـ$p(x) = 0$. إذا كان $a$ عدداً حقيقياً، فإن $(x - a)$ عامل خطي لـ$p$ إذا وفقط إذا كان $a$ صفراً لـ$p$.
    • 1.5.A.2 إذا كان العامل الخطي $(x - a)$ مكرراً $n$ مرات، فإن الصفر المقابل لدالة كثير الحدود له أصل $n$. دالة كثيرة حدود من درجة $n$ تمتلك بالضبط $n$ أصفاراً مركبة عند احتساب الأصول.
    • 1.5.A.3 إذا كان $a$ صفراً حقيقياً لدالة كثيرة حدود $p$، فإن منحنى $y = p(x)$ يقطع محور $x$ عند النقطة $(a, 0)$. وبالتالي، يمكن للأصفار الحقيقية لكثيرات الحدود أن تكون نقاط نهاية لفترات تحقق متباينات كثيرة الحدود.
    • 1.5.A.4 إذا كان $a + bi$ صفراً غير حقيقي لدالة كثيرة حدود $p$، فإن مرافقها $a - bi$ هو أيضاً صفر لـ $p$.
    • 1.5.A.5 إذا كان الصفر الحقيقي، $a$، لدالة كثيرة حدود له أصل زوجي، فإن إشارات قيم المخرجات تكون متطابقة لقيم المدخلات القريبة من $x = a$. بالنسبة لهذه الدوال، سيكون المنحنى مماساً لمحور $x$ عند $x = a$.
    • 1.5.A.6 يمكن إيجاد درجة دالة كثيرة حدود من خلال فحص الفروق المتتالية لقيم المخرجات على فترات مدخلات متساوية المسافات. درجة دالة كثيرة الحدود تساوي أقل قيمة $n$ التي تكون عندها الفروق المتتالية من الرتبة $n$ ثابتة.

    هدف التعلم 1.5.B: تحديد ما إذا كانت دالة كثيرة حدود زوجية أم فردية.

    • 1.5.B.1 الدالة الزوجية متماثلة بيانياً حول المستقيم $x = 0$ وتحمل تحليلاً خاصية $f(-x) = f(x)$. إذا كان $n$ زوجياً، فإن كثيرة الحدود من الشكل $p(x) = a_n x^n$، حيث $n \geq 1$ و$a_n \neq 0$، هي دالة زوجية.
    • 1.5.B.2 الدالة الفردية متماثلة بيانياً حول النقطة $(0, 0)$ وتحمل تحليلاً خاصية $f(-x) = -f(x)$. إذا كان $n$ فردياً، فإن كثيرة الحدود من الشكل $p(x) = a_n x^n$، حيث $n \geq 1$ و$a_n \neq 0$، هي دالة فردية.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    A zero 零点 (or root 根) of $p$ is a number $a$ with $p(a)=0$. For a real $a$, $(x-a)$ is a factor of $p$ exactly when $a$ is a zero. If the factor $(x-a)$ is repeated $n$ times, that zero has multiplicity 重数 $n$. Counting multiplicities, a degree-$n$ polynomial has exactly $n$ complex 复数 zeros.

    • A real zero $a$ gives an $x$-intercept at $(a,0)$; real zeros are the endpoints of the intervals where $p(x)\ge 0$ or $\le 0$.
    • Non-real zeros come in conjugate 共轭 pairs: if $a+bi$ is a zero, so is $a-bi$.
    • At a real zero of even multiplicity the graph is tangent to the $x$-axis (it touches but does not cross); at odd multiplicity it crosses.
    • The degree equals the least $n$ for which the $n$th successive differences of equally-spaced outputs become constant.
    العربية

    الصفر (أو الجذر) لـ $p$ هو رقم $a$ بحيث $p(a)=0$. بالنسبة لـ $a$ حقيقي، $(x-a)$ هو عامل لـ $p$ بالضبط عندما يكون $a$ صفرًا. إذا كان العامل $(x-a)$ مكررًا $n$ مرات،则该零具有重数 $n$. بعد حساب الأوزان، كثير حدود من الدرجة$n$ لديه بالضبط $n$ أصفار مركبة.

    عدد مركب على مخطط أرجاند: المعيار هو المسافة، الحجة هي الزاوية
    عدد مركب على مخطط أرجاند: المعيار هو المسافة، الحجة هي الزاوية
    • الصفر الحقيقي $a$ يعطي تقاطع $x$ عند $(a,0)$؛ الأصفار الحقيقية هي أطراف الفترات التي يكون فيها $p(x)\ge 0$ أو $\le 0$.
    • الأصفار غير الحقيقية تأتي في أزواج مرافقة: إذا كان $a+bi$ صفرًا، فإن $a-bi$ أيضًا صفر.
    • عند صفر حقيقي من الوزن الزوجي يكون الرسم البياني مماسًا لمحور $x$ (يلامسه ولا يقطعه); عند الوزن الفردي يقطعه.
    • تساوي الدرجة أقل $n$ الذي تصبح فيه $n$ الفروقات المتتالية للمخرجات المتساوية التباعد ثابتة.
    1.6

    Polynomial Functions and End Behavior · ⁨دوال كثيرات السلوك النهائي⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 1.6.A: Describe end behaviors of polynomial functions.

    • 1.6.A.1 As input values of a nonconstant polynomial function increase without bound, the output values will either increase or decrease without bound. The corresponding mathematical notation is $\lim_{x \to \infty} p(x) = \infty$ or $\lim_{x \to \infty} p(x) = -\infty$.
    • 1.6.A.2 As input values of a nonconstant polynomial function decrease without bound, the output values will either increase or decrease without bound. The corresponding mathematical notation is $\lim_{x \to -\infty} p(x) = \infty$ or $\lim_{x \to -\infty} p(x) = -\infty$.
    • 1.6.A.3 The degree and sign of the leading term of a polynomial determines the end behavior of the polynomial function, because as the input values increase or decrease without bound, the values of the leading term dominate the values of all lower-degree terms.
    العربية

    هدف التعلم 1.6.A: وصف السلوك الطرفي لدوال كثيرات الحدود.

    • 1.6.A.1 مع زيادة قيم المدخلات لدالة كثيرة حدود غير ثابتة بلا حدود، ستزيد قيم المخرجات أو تنقص بلا حدود. الرمز الرياضي المقابل هو $\lim_{x \to \infty} p(x) = \infty$ أو $\lim_{x \to \infty} p(x) = -\infty$.
    • 1.6.A.2 عندما تتناقص قيم الإدخال لدالة كثيرة حدود غير ثابتة بلا حدود، ستزداد أو تنخفض قيم المخرجات بلا حدود. الرمز الرياضي المقابل هو $\lim_{x \to -\infty} p(x) = \infty$ أو $\lim_{x \to -\infty} p(x) = -\infty$.
    • 1.6.A.3 تحدد درجة وإشارة الحد الرائد لدالة كثيرة حدود سلوكها الطرفي، لأنه مع زيادة أو تناقص قيم المدخلات بلا حدود، تهيمن قيم الحد الرائد على قيم جميع الحدود ذات الدرجات الأدنى.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    End behavior 末端行为 describes where a function heads as the input grows without bound. For a nonconstant polynomial, as $x\to\pm\infty$ the output goes to $+\infty$ or $-\infty$, written e.g. $\lim_{x\to\infty}p(x)=\infty$. Which way depends entirely on the leading term $a_n x^n$, because for large $|x|$ it dominates all lower-degree terms: the sign of $a_n$ and whether $n$ is even or odd fix both ends.

    العربية

    السلوك النهائي يصف أين تتجه الدالة عندما يكبر المدخل بلا حدود. بالنسبة لكثير حدود غير ثابت، عندما $x\to\pm\infty$ يتجه الخرج نحو $+\infty$ أو $-\infty$، يُكتب مثلاً $\lim_{x\to\infty}p(x)=\infty$. يعتمد الاتجاه كليًا على الحد الأول $a_n x^n$، لأنه من أجل $|x|$ الكبيرة فهو يسيطر على جميع الحدود الأقل درجة: إشارة $a_n$ وما إذا كان $n$ زوجيًا أم فرديًا يحدد كلا الطرفين.

    نهايات كل دالة كسرية تحددان بزوجية درجة كثير الحدود وإشارة معاملها الأولي
    نهايات كل دالة كسرية تحددان بزوجية درجة كثير الحدود وإشارة معاملها الأولي
    Explore · ⁨استكشف⁩

    See how the leading term sets the end behavior · ⁨شاهد كيف يحدد الحد الرئيسي سلوك الأطراف⁩

    y = ax³ + bx² + cx + d

    The leading term decides the ends. For a cubic with $a>0$ the graph falls on the left and rises on the right; make $a<0$ and the two ends swap. As $x\to\pm\infty$ the highest-power term dominates every other term. · ⁨يحدد الحد الرئيسي طرفي المنحنى. لكثيرة حدود من الدرجة الثالثة بـ $a>0$، ينخفض الرسم على اليسار ويرتفع على اليمين؛ اجعل $a<0$ يتغير لتبديل الطرفين. كلما زاد $x\to\pm\infty$، سيطر حد أعلى درجة على باقي الحدود.⁩

    Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
    English العربية
    function/ˈfʌŋkʃn/ دالة
    domain/dəˈmeɪn/ المجال
    range/reɪndʒ/ المدى
    independent variable/ˌɪndɪˈpendənt ˈveərɪəbl/ المتغير المستقل
    dependent variable/dɪˈpendənt ˈveərɪəbl/ المتغير التابع
    increasing/ɪnˈkriːsɪŋ/ تزداد
    decreasing/ˈdiːkriːsɪŋ/ تناقص
    average rate of change/ˈævrɪdʒ reɪt ɒv tʃeɪndʒ/ متوسط معدل التغير
    secant line/ˈsiːkənt laɪn/ القاطع
    linear/ˈlɪnɪə/ خطي
    quadratic/kwɒˈdrætɪk/ تربيعي
    polynomial/ˌpɒlɪˈnəʊmɪəl/ كثيرة حدود
    degree/dɪˈɡriː/ الدرجة
    leading term/ˈliːdɪŋ tɜːm/ الحد الرائد
    leading coefficient/ˈliːdɪŋ ˌkəʊɪˈfɪʃənt/ المعامل الرئيسي
    local (relative) extremum/ˈləʊkl ekˈstreməm/ القيمة القصوى/ الدنيا المحلية (النسبية)
    global (absolute) maximum/ˈɡləʊbl ˈmæksɪməm/ الحد الأقصى العالمي (المطلق)
    point of inflection/pɔɪnt ɒv ɪnˈflekʃn/ نقطة انعطاف
    concave up/kɒnˈkeɪv ʌp/ محدب للأعلى
    concave down/kɒnˈkeɪv daʊn/ محدب لأسفل
    even/ˈiːvən/ متساوٍ
    odd/ɒd/ فردي
    zero/ˈzɪərəʊ/ صفر
    root/ruːt/ جذر
    multiplicity/ˌmʌltɪˈplɪsɪti/ التعدد
    complex/ˈkɒmpleks/ معقدة
    conjugate/ˈkɒndʒuːɡeɪt/ مرافق
    End behavior/end bɪˈheɪvjə/ سلوك النهاية
    rational function/ˈræʃənl ˈfʌŋkʃn/ دالة نسبية
    slant asymptote/slænt ˈæsɪmptəʊt/ المقارب المائل
    horizontal asymptote/ˌhɒrɪˈzɒntl ˈæsɪmptəʊt/ مقارب أفقي
    vertical asymptote/ˈvɜːtɪkl ˈæsɪmptəʊt/ مقارب رأسي
    hole/həʊl/ ثقب
    Polynomial long division/ˌpɒlɪˈnəʊmɪəl lɒŋ dɪˈvɪʒn/ القسمة المطولة للكثيرات الحدود
    quotient/ˈkwəʊʃənt/ المقام
    remainder/rɪˈmeɪndə/ الباقي
    1.7

    Rational Functions and End Behavior · ⁨الدوال الكسرية وسلوك النهايات⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 1.7.A: Describe end behaviors of rational functions.

    • 1.7.A.1 A rational function is analytically represented as a quotient of two polynomial functions and gives a measure of the relative size of the polynomial function in the numerator compared to the polynomial function in the denominator for each value in the rational function's domain.
    • 1.7.A.2 The end behavior of a rational function will be affected most by the polynomial with the greater degree, as its values will dominate the values of the rational function for input values of large magnitude. For input values of large magnitude, a polynomial is dominated by its leading term. Therefore, the end behavior of a rational function can be understood by examining the corresponding quotient of the leading terms.
    • 1.7.A.3 If the polynomial in the numerator dominates the polynomial in the denominator for input values of large magnitude, then the quotient of the leading terms is a nonconstant polynomial, and the original rational function has the end behavior of that polynomial. If that polynomial is linear, then the graph of the rational function has a slant asymptote parallel to the graph of the line.
    • 1.7.A.4 If neither polynomial in a rational function dominates the other for input values of large magnitude, then the quotient of the leading terms is a constant, and that constant indicates the location of a horizontal asymptote of the graph of the original rational function.
    • 1.7.A.5 If the polynomial in the denominator dominates the polynomial in the numerator for input values of large magnitude, then the quotient of the leading terms is a rational function with a constant in the numerator and nonconstant polynomial in the denominator, and the graph of the original rational function has a horizontal asymptote at $y = 0$.
    • 1.7.A.6 When the graph of a rational function $r$ has a horizontal asymptote at $y = b$, where $b$ is a constant, the output values of the rational function get arbitrarily close to $b$ and stay arbitrarily close to $b$ as input values increase or decrease without bound. The corresponding mathematical notation is $\lim_{x \to \infty} r(x) = b$ or $\lim_{x \to -\infty} r(x) = b$.
    العربية

    هدف التعلم 1.7.A: وصف السلوك الطرفي للدوال الكسرية.

    • 1.7.A.1 الدالة الكسرية يتم تمثيلها تحليلاً كنسبة بين دالتين كثيرتي حدود وتقدم مقياساً للحجم النسبي لدالة كثيرة الحدود الموجودة في البسط مقارنة بدالة كثيرة الحدود الموجودة في المقام لكل قيمة في مجال الدالة الكسرية.
    • 1.7.A.2 يتأثر السلوك الطرفي للدالة الكسرية بشكل كبير من قبل كثير الحدود ذي الدرجة الأعلى، حيث ستطغى قيمه على قيم الدالة الكسرية عند قيم الإدخال ذات المقدار الكبير. بالنسبة لقيم الإدخال ذات المقدار الكبير، يطغى حد أعلى درجة في كثير الحدود. لذلك، يمكن فهم السلوك الطرفي للدالة الكسرية من خلال فحص القسمة المقابلة لأعلى حدودها.
    • 1.7.A.3 إذا طغى كثير الحدود في البسط على كثير الحدود في المقام لقيم الإدخال ذات المقدار الكبير، فإن قسمة الحد الأعلى درجة تكون كثيرة حدود غير ثابتة، وتكون للدالة الكسرية الأصلية سلوك طرفي مماثل لتلك كثيرة الحدود. وإذا كانت تلك كثيرة الحدود خطية، فإن منحنى الدالة الكسرية يحتوي على مقارب مائل موازٍ لمنحنى الخط المستقيم.
    • 1.7.A.4 إذا لم يطرغ أي من كثيرَي الحدود في الدالة الكسرية الآخر لقيم الإدخال ذات المقدار الكبير، فإن قسمة الحد الأعلى درجة تكون قيمة ثابتة، وتشير هذه القيمة الثابتة إلى موقع مقارب أفقي لمنحنى الدالة الكسرية الأصلية.
    • 1.7.A.5 إذا طغى كثير الحدود في المقام على كثير الحدود في البسط لقيم الإدخال ذات المقدار الكبير، فإن قسمة الحد الأعلى درجة تكون دالة كسرية بقيمة ثابتة في البسط وكثيرة حدود غير ثابتة في المقام، ويكون للمنحنى الخاص بالدالة الكسرية الأصلية مقارب أفقي عند $y = 0$.
    • 1.7.A.6 عندما يكون للمنحنى الخاص بدالة كسرية $r$ مقارب أفقي عند $y = b$، حيث $b$ هو مقدار ثابت، فإن قيم الإخراج للدالة الكسرية تقترب بشكل عشوائي من $b$ وتبقى قريبة بشكل عشوائي من $b$ كلما زادت قيم الإدخال أو نقصت دون حدود. الرمز الرياضي المقابل هو $\lim_{x \to \infty} r(x) = b$ أو $\lim_{x \to -\infty} r(x) = b$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    A rational function 有理函数 is a quotient of two polynomials, $r(x)=\dfrac{\text{numerator}}{\text{denominator}}$. Its end behavior is governed by the quotient of the leading terms:

    • Numerator degree > denominator degree: the quotient is a nonconstant polynomial, and $r$ follows that polynomial's end behavior. If that quotient is linear, the graph has a slant asymptote 斜渐近线.
    • Equal degrees: the quotient is a constant, giving a horizontal asymptote 水平渐近线 $y=$ the ratio of leading coefficients.
    • Numerator degree < denominator degree: the quotient tends to $0$, so the horizontal asymptote is $y=0$.

    At a horizontal asymptote $y=b$, the outputs get and stay arbitrarily close to $b$: $\lim_{x\to\pm\infty}r(x)=b$.

    العربية

    الدالة الكسرية هي قسمة دالتين كثيرتي حدود، $r(x)=\dfrac{\text{numerator}}{\text{denominator}}$. يُحكم سلوك نهايتها بواسطة قسمة الحدّيين الأوليين:

    عندما تكون درجة البسط أعلى من المقام، تقترب المنحنى من مقارب مائل
    عندما تكون درجة البسط أعلى من المقام، تقترب المنحنى من مقارب مائل
    • درجة البسط > درجة المقام: القسمة هي كثيرة حدود غير ثابتة، وتُتبع $r$ سلوك نهاية هذه كثيرة الحدود. إذا كانت هذه القسمة خطية، فإن الرسم البياني يحتوي على مقارب مائل.
    • درجات متساوية: الكسر الناتج ثابت، مما يعطي مقارب أفقي $y=$ وهو نسبة المعاملات الرئيسية.
    • درجة البسط < درجة المقام: تميل القسمة إلى $0$، لذا يكون المقارب الأفقي هو $y=0$.

    عند مقارب أفقي $y=b$، تصبح المخرجات قريبة جداً وتبقى قريبة بشكل لا نهائي من $b$: $\lim_{x\to\pm\infty}r(x)=b$.

    1.8

    Rational Functions and Zeros · ⁨الدوال الكسرية والأصفار⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 1.8.A: Determine the zeros of rational functions.

    • 1.8.A.1 The real zeros of a rational function correspond to the real zeros of the numerator for such values in its domain.
    • 1.8.A.2 The real zeros of both polynomial functions of a rational function $r$ are endpoints or asymptotes for intervals satisfying the rational function inequalities $r(x) \geq 0$ or $r(x) \leq 0$.
    العربية

    هدف التعلم 1.8.A: تحديد أصفار الدوال الكسرية.

    • 1.8.A.1 تتوافق الأصفار الحقيقية للدالة الكسرية مع الأصفار الحقيقية للبسط لهذه القيم التي تقع في مجالها.
    • 1.8.A.2 تمثل الأصفار الحقيقية لكلا كثيرَي الحدود المكونين للدالة الكسرية $r$ نقاط نهاية أو مقاربات لفترات تحقق متباينات الدالة الكسرية $r(x) \geq 0$ أو $r(x) \leq 0$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    The real zeros of a rational function are the real zeros of its numerator that are still in the domain. These zeros, together with the zeros of the denominator, split the number line into the intervals you test when solving inequalities $r(x)\ge 0$ or $r(x)\le 0$.

    العربية

    الأصفار الحقيقية للدالة الكسرية هي الأصفار الحقيقية لـبسطها التي لا تزال في مجال التعريف. تفصل هذه الأصفار، جنباً إلى جنب مع أصفار المقام، الخط العددي إلى الفترات التي تختبرها عند حل المتباينات $r(x)\ge 0$ أو $r(x)\le 0$.

    1.9

    Rational Functions and Vertical Asymptotes · ⁨الدوال الكسرية والمقاربات الرأسية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 1.9.A: Determine vertical asymptotes of graphs of rational functions.

    • 1.9.A.1 If the value $a$ is a real zero of the polynomial function in the denominator of a rational function and is not also a real zero of the polynomial function in the numerator, then the graph of the rational function has a vertical asymptote at $x = a$. Furthermore, a vertical asymptote also occurs at $x = a$ if the multiplicity of $a$ as a real zero in the denominator is greater than its multiplicity as a real zero in the numerator.
    • 1.9.A.2 Near a vertical asymptote, $x = a$, of a rational function, the values of the polynomial function in the denominator are arbitrarily close to zero, so the values of the rational function $r$ increase or decrease without bound. The corresponding mathematical notation is $\lim_{x \to a^+} r(x) = \infty$ or $\lim_{x \to a^+} r(x) = -\infty$ for input values near $a$ and greater than $a$, and $\lim_{x \to a^-} r(x) = \infty$ or $\lim_{x \to a^-} r(x) = -\infty$ for input values near $a$ and less than $a$.
    العربية

    هدف التعلم 1.9.A: تحديد المقاربات الرأسية لمنحنيات الدوال الكسرية.

    • 1.9.A.1 إذا كانت القيمة $a$ صفرًا حقيقيًا لكثير الحدود في المقام لدالة كسرية ولم تكن أيضًا صفرًا حقيقيًا لكثير الحدود في البسط، فإن منحى الدالة الكسرية يحتوي على مقارب رأسي عند $x = a$. علاوة على ذلك، يحدث مقارب رأسي أيضًا عند $x = a$ إذا كان تعدد $a$ كصفر حقيقي في المقام أكبر من تعدده كصفر حقيقي في البسط.
    • 1.9.A.2 بالقرب من مقارب رأسي $x = a$ للدالة الكسرية، تكون قيم كثير الحدود في المقام قريبة بشكل عشوائي من الصفر، لذا تزداد أو تنقص قيم الدالة الكسرية $r$ دون حدود. الرمز الرياضي المقابل هو $\lim_{x \to a^+} r(x) = \infty$ أو $\lim_{x \to a^+} r(x) = -\infty$ لقيم الإدخال القريبة من $a$ وأكبر من $a$، و$\lim_{x \to a^-} r(x) = \infty$ أو $\lim_{x \to a^-} r(x) = -\infty$ لقيم الإدخال القريبة من $a$ وأقل من $a$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    A vertical asymptote 垂直渐近线 occurs at $x=a$ when $a$ is a zero of the denominator but not cancelled by the numerator – more precisely, when its multiplicity in the denominator exceeds its multiplicity in the numerator. Near it, the denominator is nearly zero, so $r$ shoots to $\pm\infty$: $\lim_{x\to a^{\pm}}r(x)=\pm\infty$. Check each side, since the two sides can go opposite ways.

    Worked example. Describe $r(x)=\dfrac{2x^2+3}{x^2-1}$. The numerator and denominator have equal degree, so the horizontal asymptote is $y=\dfrac{2}{1}=2$. The denominator $x^2-1$ is zero at $x=\pm1$ and neither cancels, so there are vertical asymptotes at $x=1$ and $x=-1$.

    العربية

    المقارب الرأسي يحدث عند $x=a$ عندما يكون $a$ صفراً للـمقام ولكنه لم يُختزل بواسطة البسط – وبشكل أدق، عندما تتجاوز عدده التكراري (الأس) في المقام عدده التكراري في البسط. بالقرب منه، يكون المقام قريباً جداً من الصفر، لذا $r$ يتجه بسرعة نحو $\pm\infty$: $\lim_{x\to a^{\pm}}r(x)=\pm\infty$. تحقق من كل جانب، لأن الجانبين قد يتجهان في اتجاهين متعاكسين.

    مثال محلول. صف $r(x)=\dfrac{2x^2+3}{x^2-1}$. البسط والمقام لهما درجة متساوية، لذا المقارب الأفقي هو $y=\dfrac{2}{1}=2$. المقام $x^2-1$ يساوي صفرًا عند $x=\pm1$ ولا يلغي أيًا منهما، لذا توجد مقاربات رأسية عند $x=1$ و$x=-1$.

    دالة كسرية تقترب من مقارب رأسي ومقارب أفقي
    دالة كسرية تقترب من مقارب رأسي ومقارب أفقي
    Explore · ⁨استكشف⁩

    Explore a vertical asymptote · ⁨استكشف مقارباً رأسياً⁩

    y = a/(x − b) + c

    This is $y = \dfrac{a}{x-b} + c$. The graph shoots off toward $\pm\infty$ at the vertical asymptote 竖直渐近线 $x = b$ (where the bottom is zero) and levels off toward the horizontal asymptote 水平渐近线 $y = c$. Slide $b$ and $c$ to move each line. · ⁨هذا هو $y = \dfrac{a}{x-b} + c$. يرتفع الرسم البياني نحو $\pm\infty$ عند المحور الرأسي 竖直渐近线 $x = b$ (حيث يكون المقام صفراً) ويستقر نحو المحور الأفقي 水平渐近线 $y = c$. اسحب $b$ و$c$ لتحريك كل خط.⁩

    1.10

    Rational Functions and Holes · ⁨الدوال الكسرية والثقوب⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 1.10.A: Determine holes in graphs of rational functions.

    • 1.10.A.1 If the multiplicity of a real zero in the numerator is greater than or equal to its multiplicity in the denominator, then the graph of the rational function has a hole at the corresponding input value.
    • 1.10.A.2 If the graph of a rational function $r$ has a hole at $x = c$, then the location of the hole can be determined by examining the output values corresponding to input values sufficiently close to $c$. If input values sufficiently close to $c$ correspond to output values arbitrarily close to $L$, then the hole is located at the point with coordinates $(c, L)$. The corresponding mathematical notation is $\lim_{x \to c} r(x) = L$. It should be noted that $\lim_{x \to c^-} r(x) = \lim_{x \to c^+} r(x) = \lim_{x \to c} r(x) = L$.
    العربية

    هدف التعلم 1.10.A: تحديد الثقوب في رسوم بيانية للدوال الكسرية.

    • 1.10.A.1 إذا كانت تعددية الصفر الحقيقي في البسط أكبر من أو تساوي تعدديتها في المقام، فإن الرسم البياني للدالة الكسرية يحتوي على ثقب عند قيمة المدخل المقابلة.
    • 1.10.A.2 إذا كان الرسم البياني لدالة كسرية $r$ يحتوي على ثقب عند $x = c$، يمكن تحديد موقع الثقب عن طريق فحص قيم المخرجات المقابلة لقيم المدخلات القريبة بما يكفي من $c$. إذا كانت قيم المدخلات القريبة بما يكفي من $c$ تقابل قيم مخرجات قريبة بشكل تعشوائي من $L$، فإن الثقب يقع عند النقطة ذات الإحداثيات $(c, L)$. الرمز الرياضي المقابل هو $\lim_{x \to c} r(x) = L$. يجب ملاحظة أن $\lim_{x \to c^-} r(x) = \lim_{x \to c^+} r(x) = \lim_{x \to c} r(x) = L$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    A hole 空洞 (removable point) occurs at $x=c$ when a factor cancels – the multiplicity of the zero $c$ in the numerator is at least its multiplicity in the denominator. The graph is missing a single point. Its height is the limit of the simplified function: if inputs near $c$ give outputs near $L$, the hole is at $(c,L)$, and $\lim_{x\to c}r(x)=L$.

    العربية

    الثقب (النقطة القابلة للإزالة) يحدث عند $x=c$ عندما يتم اختزال عامل ما – حيث يكون العدد التكراري للصفر $c$ في البسط على الأقل مساوياً لعدده التكراري في المقام. ينقص الرسم البياني نقطة واحدة. ارتفاعه هو حد الدالة المبسطة: إذا كانت المدخلات القريبة من $c$ تعطي مخرجات قريبة من $L$، فالثقب يكون عند $(c,L)$، و$\lim_{x\to c}r(x)=L$.

    1.11

    Equivalent Representations of Polynomial and Rational Expressions · ⁨التمثيلات المكافئة للتعبيرات كثيرة الحدود والدوال الكسرية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 1.11.A: Rewrite polynomial and rational expressions in equivalent forms.

    • 1.11.A.1 Because the factored form of a polynomial or rational function readily provides information about real zeros, it can reveal information about $x$-intercepts, asymptotes, holes, domain, and range.
    • 1.11.A.2 The standard form of a polynomial or rational function can reveal information about end behaviors of the function.
    • 1.11.A.3 The information extracted from different analytic representations of the same polynomial or rational function can be used to answer questions in context.

    Learning Objective 1.11.B: Determine the quotient of two polynomial functions using long division.

    • 1.11.B.1 Polynomial long division is an algebraic process similar to numerical long division involving a quotient and remainder. If the polynomial $f$ is divided by the polynomial $g$, then $f$ can be rewritten as $f(x) = g(x)q(x) + r(x)$, where $q$ is the quotient, $r$ is the remainder, and the degree of $r$ is less than the degree of $g$.
    • 1.11.B.2 The result of polynomial long division is helpful in finding equations of slant asymptotes for graphs of rational functions.

    Learning Objective 1.11.C: Rewrite the repeated product of binomials using the binomial theorem.

    • 1.11.C.1 The binomial theorem utilizes the entries in a single row of Pascal's Triangle to more easily expand expressions of the form $(a + b)^n$, including polynomial functions of the form $p(x) = (x + c)^n$, where $c$ is a constant.
    العربية

    هدف التعلم 1.11.A: إعادة كتابة التعبيرات كثيرة الحدود والكسرية بصيغ مكافئة.

    • 1.11.A.1 نظرًا لأن الشكل faktored (المُفَكَّك) لدالة كثيرة حدود أو دالة كسرية يوفر بسهولة معلومات حول الأصفار الحقيقية، فإنه يمكن أن يكشف عن معلومات حول نقاط التقاطع مع محور $x$، والخطوط المقاربة، والثقوب، والمجال، والمدى.
    • 1.11.A.2 يمكن أن يكشف الشكل القياسي لدالة كثيرة حدود أو دالة كسرية عن معلومات حول سلوك النهايات للدالة.
    • 1.11.A.3 يمكن استخدام المعلومات المستخرجة من تمثيلات تحليلية مختلفة لنفس الدالة كثيرة الحدود أو الكسرية للإجابة على الأسئلة في السياق.

    هدف التعلم 1.11.B: تحديد ناتج قسمة دالتين كثيرتي حدود باستخدام القسمة المطولة.

    • 1.11.B.1 القسمة المطولة لكثيرات الحدود هي عملية جبرية مشابهة للقسمة المطولة العددية تتضمن ناتج قسمة وباقي. إذا تم قسمة كثيرة الحدود $f$ على كثيرة الحدود $g$، يمكن إعادة كتابة $f$ على شكل $f(x) = g(x)q(x) + r(x)$، حيث $q$ هو ناتج القسمة، و$r$ هو الباقي، ودرجة $r$ أقل من درجة $g$.
    • 1.11.B.2 نتيجة القسمة المطولة لكثيرات الحدود مفيدة في إيجاد معادلات الخطوط المقاربة المائلة لرسوم بيانية الدوال الكسرية.

    هدف التعلم 1.11.C: إعادة كتابة حاصل الضرب المتكرر لمقداريين باستخدام نظرية ذات الحدين.

    • 1.11.C.1 تستخدم نظرية ذات الحدين entries (المدخلات/الأرقام) في صف واحد من مثلث باسكال لتوسيع التعبيرات من الشكل $(a + b)^n$ بسهولة أكبر، بما في ذلك دوال كثيرة الحدود من الشكل $p(x) = (x + c)^n$، حيث $c$ ثابت.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    The same expression, written differently, reveals different features:

    • Factored form shows real zeros, and hence $x$-intercepts, holes, vertical asymptotes, and domain.
    • Standard form (expanded) shows the degree and leading term, and hence end behavior.

    Polynomial long division 多项式长除法 rewrites $f(x)=g(x)\,q(x)+r(x)$, where $q$ is the quotient 商 and $r$ the remainder 余数 (of smaller degree than $g$). The quotient gives the equation of a slant asymptote when the numerator's degree is one more than the denominator's.

    العربية

    نفس التعبير المكتوب بطرق مختلفة يكشف عن ميزات مختلفة:

    • الصورة faktored تُظهر الأصفار الحقيقية، وبالتالي تقاطعات $x$-محور، الثقوب، المقاربات الرأسية، والمجال.
    • الصيغة القياسية (مفروغة) تُظهر الدرجة والحد الأولي، وبالتالي سلوك النهاية.

    القسمة المطولة لكثيرات الحدود تعيد كتابة $f(x)=g(x)\,q(x)+r(x)$، حيث $q$ هو الحاصل و$r$ هو الباقى (بدرجة أصغر من $g$). يعطي الحاصل معادلة مقارب مائل عندما تكون درجة البسط أكبر بمقدار درجة واحدة من درجة المقام.

    1.12

    Transformations of Functions · ⁨تحويلات الدوال⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 1.12.A: Construct a function that is an additive and/or multiplicative transformation of another function.

    • 1.12.A.1 The function $g(x) = f(x) + k$ is an additive transformation of the function $f$ that results in a vertical translation of the graph of $f$ by $k$ units.
    • 1.12.A.2 The function $g(x) = f(x + h)$ is an additive transformation of the function $f$ that results in a horizontal translation of the graph of $f$ by $-h$ units.
    • 1.12.A.3 The function $g(x) = a f(x)$, where $a \neq 0$, is a multiplicative transformation of the function $f$ that results in a vertical dilation of the graph of $f$ by a factor of $|a|$. If $a < 0$, the transformation involves a reflection over the $x$-axis.
    • 1.12.A.4 The function $g(x) = f(bx)$, where $b \neq 0$, is a multiplicative transformation of the function $f$ that results in a horizontal dilation of the graph of $f$ by a factor of $\left| \dfrac{1}{b} \right|$. If $b < 0$, the transformation involves a reflection over the $y$-axis.
    • 1.12.A.5 Additive and multiplicative transformations can be combined, resulting in combinations of horizontal and vertical translations and dilations.
    • 1.12.A.6 The domain and range of a function that is a transformation of a parent function may be different from those of the parent function.
    العربية

    هدف التعلم 1.12.A: بناء دالة تمثل تحولاً جمعيًا و/أو ضربيًا لدالة أخرى.

    • 1.12.A.1 الدالة $g(x) = f(x) + k$ هي تحويل جمعي للدالة $f$ ينتج عنه إزاحة رأسية لرسم الدالة $f$ بمقدار $k$ وحدة.
    • 1.12.A.2 الدالة $g(x) = f(x + h)$ هي تحويل جمعي للدالة $f$ ينتج عنه إزاحة أفقية لرسم الدالة $f$ بمقدار $-h$ وحدة.
    • 1.12.A.3 الدالة $g(x) = a f(x)$، حيث $a \neq 0$، هي تحويل ضربي للدالة $f$ ينتج عنه تمدد رأسي لرسم الدالة $f$ بعامل قدره $|a|$. إذا $a < 0$، يتضمن التحويل انعكاسًا عبر محور $x$.
    • 1.12.A.4 الدالة $g(x) = f(bx)$، حيث $b \neq 0$، هي تحويل ضربي للدالة $f$ يؤدي إلى تمدد أفقي لبيانه بدلالة $f$ بعامل قدره $\left| \dfrac{1}{b} \right|$. إذا كان $b < 0$، فإن التحويل يتضمن انعكاسًا حول محور $y$-.
    • 1.12.A.5 يمكن دمج التحويلات الجمعية والضربية، مما يؤدي إلى مزيج من الإزاحات الأفقية والرأسية والتمددات.
    • 1.12.A.6 قد يكون المجال والمدى لدالة هي تحويل لدالة أب مختلفة عن تلك الخاصة بالدالة الأب.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English
    Transformations of graphs

    A transformation 变换 builds a new function from an old one $f$:

    • Translations 平移 (shifts): $f(x)+k$ moves up/down; $f(x-h)$ moves right/left.
    • Dilations 伸缩 (stretches): $a\,f(x)$ stretches vertically; $f(bx)$ stretches horizontally.
    • Reflections 反射: $-f(x)$ flips over the $x$-axis; $f(-x)$ flips over the $y$-axis.

    Combine additive shifts and multiplicative stretches to model shifted, scaled versions of a known shape.

    العربية
    تحويلات الرسوم البيانية

    التحويل يبني دالة جديدة من دالة قديمة $f$:

    إضافة للمخرج أو المدخل تحرك المنحنى؛ المضاعف يمدده
    إضافة للمخرج أو المدخل تحرك المنحنى؛ المضاعف يمدده
    • الإزاحات (الحركات): $f(x)+k$ تتحرك لأعلى/لأسفل؛ $f(x-h)$ تتحرك لليمين/ليسار.
    • التمددات (التمددات): $a\,f(x)$ تمتد عمودياً؛ $f(bx)$ تمتد أفقياً.
    • الانعكاسات: $-f(x)$ تنعكس حول محور $x$؛ $f(-x)$ تنعكس حول محور $y$.

    قم بدمج الإزاحات الجمعية والتمددات الضربية لنماذج مقلدة مُزاحة ومُصغرة من شكل معروف.

    تحويل القطع المكافئ الأب: إزاحة، تمدد، وانعكاس
    تحويل القطع المكافئ الأب: إزاحة، تمدد، وانعكاس
    Explore · ⁨استكشف⁩

    Explore shifts, stretches, and flips · ⁨استكشف الإزاحات والامتدادات والعكس⁩

    Choose translate, reflect, rotate, or enlarge and change the amount. Watch which features stay the same — a transformation 变换 moves the whole graph without changing its underlying rule. · ⁨اختر إزاحة، انعكاس، دوران، أو تكبير وغير الكمية. راقب ما يبقى ثابتاً — التحويلة 变换 تحرك الرسم البياني كاملاً دون تغيير قاعدته الأساسية.⁩

    Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
    English العربية
    transformation/trænsfɔːˈmeɪʃn/ تحول
    Translations/trænˈsleɪʃnz/ الإزاحات
    Dilations/daɪˈleɪʃnz/ التحويلات
    Reflections/rɪˈflekʃnz/ الانعكاسات
    model/ˈmɒdl/ نموذج
    assumptions/əˈsʌmpʃnz/ الفرضيات
    piecewise-defined function/ˈpiːswaɪz dɪˈfaɪnd ˈfʌŋkʃn/ دالة مُعرَّفة جزئياً
    1.13

    Function Model Selection and Assumption Articulation · ⁨اختيار نموذج الدالة وصياغة الافتراضات⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 1.13.A: Identify an appropriate function type to construct a function model for a given scenario.

    • 1.13.A.1 Linear functions model data sets or aspects of contextual scenarios that demonstrate roughly constant rates of change.
    • 1.13.A.2 Quadratic functions model data sets or aspects of contextual scenarios that demonstrate roughly linear rates of change, or data sets that are roughly symmetric with a unique maximum or minimum value.
    • 1.13.A.3 Geometric contexts involving area or two dimensions can often be modeled by quadratic functions. Geometric contexts involving volume or three dimensions can often be modeled by cubic functions.
    • 1.13.A.4 Polynomial functions model data sets or contextual scenarios with multiple real zeros or multiple maxima or minima.
    • 1.13.A.5 A polynomial function of degree $n$ models data sets or contextual scenarios that demonstrate roughly constant nonzero $n$th differences.
    • 1.13.A.6 A polynomial function of degree $n$ or less can be used to model a graph of $n + 1$ points with distinct input values.
    • 1.13.A.7 A piecewise-defined function consists of a set of functions defined over nonoverlapping domain intervals and is useful for modeling a data set or contextual scenario that demonstrates different characteristics over different intervals.

    Learning Objective 1.13.B: Describe assumptions and restrictions related to building a function model.

    • 1.13.B.1 A model may have underlying assumptions about what is consistent in the model.
    • 1.13.B.2 A model may have underlying assumptions about how quantities change together.
    • 1.13.B.3 A model may require domain restrictions based on mathematical clues, contextual clues, or extreme values in the data set.
    • 1.13.B.4 A model may require range restrictions, such as rounding values, based on mathematical clues, contextual clues, or extreme values in the data set.
    العربية

    هدف التعلم 1.13.A: تحديد نوع مناسب من الدوال لبناء نموذج دالة لسيناريو معين.

    • 1.13.A.1 تُصوِّر الدوال الخطية مجموعات البيانات أو جوانب من السيناريات السياقية التي تظهر معدلات تغير شبه ثابتة.
    • 1.13.A.2 تُصوِّر الدوال التربيعية مجموعات البيانات أو جوانب من السيناريات السياقية التي تظهر معدلات تغير شبه خطية، أو مجموعات البيانات التي تكون تقريبًا متماثلة مع قيمة قصوى أو دنيا فريدة.
    • 1.13.A.3 يمكن نمذجة السياقات الهندسية المتعلقة بالمساحة أو بعدين بواسطة دوال تربيعية. ويمكن نمذجة السياقات الهندسية المتعلقة بالحجم أو بثلاثة أبعاد بواسطة دوال تكعيبية.
    • 1.13.A.4 تُستخدم الدوال كثيرة الحدود لنمذجة مجموعات البيانات أو السيناريوهات السياقية ذات الأصفار الحقيقية المتعددة أو الذروات والقيعان المتعددة.
    • 1.13.A.5 الدالة متعددة الحدود من الدرجة $n$ تنمذج مجموعات البيانات أو السيناريوهات Contextual التي تظهر فروقًا من الرتبة $n$ غير صفرية تقريبًا ثابتة.
    • 1.13.A.6 يمكن استخدام دالة متعددة الحدود من الدرجة $n$ أو أقل لنمذجة رسم بياني لـ $n + 1$ نقاط ذات قيم مدخلات متميزة.
    • 1.13.A.7 تتكون الدالة معرفة مجزأة من مجموعة من الدوال المعرفة على فترات مجال غير متداخلة وهي مفيدة لنمذجة مجموعة بيانات أو سيناريو سياقي يظهر خصائص مختلفة عبر فترات مختلفة.

    هدف التعلم 1.13.B: وصف الافتراضات والقيود المتعلقة ببناء نموذج دالة.

    • 1.13.B.1 قد يحتوي النموذج على افتراضات ضمنية حول ما هو ثابت في النموذج.
    • 1.13.B.2 قد يحتوي النموذج على افتراضات ضمنية حول كيفية تغير الكميات معًا.
    • 1.13.B.3 قد يتطلب النموذج قيودًا على المجال بناءً على أدلة رياضية، أو أدلة سياقية، أو القيم المتطرفة في مجموعة البيانات.
    • 1.13.B.4 قد يتطلب النموذج قيودًا على المدى، مثل تقريب القيم، بناءً على أدلة رياضية، أو أدلة سياقية، أو القيم المتطرفة في مجموعة البيانات.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    Choosing a model 模型 means matching a function type to how a quantity changes. A linear model fits a constant rate of change; a quadratic fits a constant second difference; a polynomial fits data with several turns. In geometric situations the number of dimensions is a strong hint: quantities about area (two dimensions) are typically quadratic, and quantities about volume (three dimensions) are typically cubic – for example a box's volume as a function of a cut length. State the assumptions 假设 your model relies on (for example, that the pattern continues), because a model is only valid where those assumptions hold.

    العربية

    اختيار نموذج يعني مطابقة نوع دالة مع كيفية تغير كمية ما. النموذج الخطي يناسب معدل تغيير ثابت؛ النموذج التربيعي يناسب فرقاً ثانياً ثابتاً؛ كثيرة الحدود تناسب البيانات ذات الانعطافات المتعددة. في situations الهندسية، عدد الأبعاد هو دليل قوي: الكميات المتعلقة بـالمساحة (بعدين) عادة ما تكون تربيعية، والكميات المتعلقة بـالحجم (ثلاثة أبعاد) عادة ما تكون تكعيبية – على سبيل المثال حجم صندوق كدالة لطول القطع. صيغ الافتراضات التي يعتمد عليها نموذجك (على سبيل المثال، أن النمط يستمر)، لأن النموذج صالح فقط حيث تنطبق تلك الافتراضات.

    1.14

    Function Model Construction and Application · ⁨بناء تطبيق نموذج الدالة⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 1.14.A: Construct a linear, quadratic, cubic, quartic, polynomial of degree $n$, or related piecewise-defined function model.

    • 1.14.A.1 A model can be constructed based on restrictions identified in a mathematical or contextual scenario.
    • 1.14.A.2 A model of a data set or a contextual scenario can be constructed using transformations of the parent function.
    • 1.14.A.3 A model of a data set can be constructed using technology and regressions, including linear, quadratic, cubic, and quartic regressions.
    • 1.14.A.4 A piecewise-defined function model can be constructed through a combination of modeling techniques.

    Learning Objective 1.14.B: Construct a rational function model based on a context.

    • 1.14.B.1 Data sets and aspects of contextual scenarios involving quantities that are inversely proportional can often be modeled by rational functions. For example, the magnitudes of both gravitational force and electromagnetic force between objects are inversely proportional to the objects' squared distance.

    Learning Objective 1.14.C: Apply a function model to answer questions about a data set or contextual scenario.

    • 1.14.C.1 A model can be used to draw conclusions about the modeled data set or contextual scenario, including answering key questions and predicting values, rates of change, average rates of change, and changing rates of change. Appropriate units of measure should be extracted or inferred from the given context.
    العربية

    هدف التعلم 1.14.A: بناء نموذج دالة خطية، أو تربيعية، أو تكعيبية، أو رباعية، أو دالة متعددة الحدود من الدرجة $n$، أو دالة مجزاة متعلقة.

    • 1.14.A.1 يمكن بناء نموذج بناءً على القيود المحددة في سيناريو رياضي أو سياقي.
    • 1.14.A.2 يمكن بناء نموذج لمجموعة بيانات أو سيناريو سياقي باستخدام تحويلات الدالة الأم.
    • 1.14.A.3 يمكن بناء نموذج لمجموعة بيانات باستخدام التكنولوجيا والانحدارات، بما في ذلك انحدارات خطية، وتربيعية، وتكعيبية، وربعية.
    • 1.14.A.4 يمكن بناء نموذج دالة مجزأة من خلال مزيج من تقنيات النمذجة.

    هدف التعلم 1.14.B: بناء نموذج دالة كسرية بناءً على سياق.

    • 1.14.B.1 غالبًا ما يمكن نمذجة مجموعات البيانات وجوانب السيناريوهات Contextual التي تتضمن كميات متناسبة عكسيًا بواسطة دوال كسرية. على سبيل المثال، تكون مقادير كل من قوة الجاذبية وقوة الكهرومغناطيسية بين الأجسام متناسبة عكسيًا مع مربع المسافة بين تلك الأجسام.

    هدف التعلم 1.14.C: تطبيق نموذج دالة للإجابة على أسئلة حول مجموعة بيانات أو سيناريو سياقي.

    • 1.14.C.1 يمكن استخدام النموذج لاستخلاص استنتاجات حول مجموعة البيانات أو السيناريو السياقي المُمثَّل، بما في ذلك الإجابة على الأسئلة الرئيسية والتنبؤ بالقيم ومعدلات التغير والمتوسطات معدل التغير ومعدلات التغير المتغيرة. يجب استخراج وحدات القياس المناسبة أو استنتاجها من السياق المعطى.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    To construct a model, use given features – points, intercepts, zeros with multiplicities, end behavior – to write the function, then use it to answer questions in context. Always check the answer against the domain that makes sense for the situation, and interpret outputs with their real-world units.

    A piecewise-defined function 分段函数 uses different rules over non-overlapping intervals of the domain. To evaluate it, pick the branch whose interval contains the input. For example,

    $$f(x)=\begin{cases} x^2, & x<0\\ 2x, & x\ge 0\end{cases}$$
    gives $f(-3)=9$ from the first branch but $f(3)=6$ from the second – useful when behaviour changes at a threshold (a tiered price, a speed limit that changes).

    العربية

    لـبناء نموذج، استخدم الميزات المعطاة – النقاط، التقاطعات، الأصفار مع أعداد تكرارية، سلوك النهاية – لكتابة الدالة، ثم استخدمها للإجابة على الأسئلة في السياق. تحقق دائماً من الإجابة مقابل الـالمجال الذي له معنى للوضع، وفسر المخرجات بوحداتها الواقعية.

    الدالة المعرفة مجزأة تستخدم قواعد مختلفة عبر فترات غير متداخلة من المجال. لتقييمها، اختر الفرع الذي يحتوي الفترة على المدخل. على سبيل المثال،

    $$f(x)=\begin{cases} x^2, & x<0\\ 2x, & x\ge 0\end{cases}$$
    تعطي $f(-3)=9$ من الفرع الأول ولكن $f(3)=6$ من الفرع الثاني – مفيدة عندما يتغير السلوك عند عتبة (سعر مدرج، حد سرعة يتغير).

    1.14

    Exam tips · ⁨نصائح للامتحان⁩

    English
    • Read a function through its rate of change: average rate = secant slope; a constant rate means linear, a linear-changing rate means quadratic.
    • Factor a polynomial to find zeros (x-intercepts) and their multiplicity; even multiplicity touches, odd crosses the axis.
    • End behaviour is set by the leading term; a rational function's asymptotes come from the degrees of top and bottom.
    • Build models from key features (points, zeros, end behaviour) and state your assumptions.
    • Describe transformations precisely: shift $f(x-h)+k$, stretch $af(bx)$, reflect $-f(x)$ / $f(-x)$.
    العربية
    • ا读懂函数通过其 速率变化:平均速率 = 割线斜率;恒定速率意味着线性,线性变化的速率意味着二次。
    • 因式分解多项式以找到 零点(x轴截距)及其重数;偶重数触碰,奇重数穿过坐标轴。
    • 末端行为由 首项 决定;有理函数的渐近线来自分子和分母的次数。
    • 根据关键特征(点、零点、末端行为)构建模型并陈述你的假设。
    • 精确描述变换:平移 $f(x-h)+k$,拉伸 $af(bx)$,反射 $-f(x)$ / $f(-x)$。
  • 2

    Exponential and Logarithmic Functions · ⁨الدوال الأسية واللوغاريتمية⁩

    Watch lesson · ⁨شاهد الدرس⁩
    2.1

    Change in Arithmetic and Geometric Sequences · ⁨等差数列与等比数列的变化⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.1.A: Express arithmetic sequences found in mathematical and contextual scenarios as functions of the whole numbers.

    • 2.1.A.1 A sequence is a function from the whole numbers to the real numbers. Consequently, the graph of a sequence consists of discrete points instead of a curve.
    • 2.1.A.2 Successive terms in an arithmetic sequence have a common difference, or constant rate of change.
    • 2.1.A.3 The general term of an arithmetic sequence with a common difference $d$ is denoted by $a_n$ and is given by $a_n = a_0 + dn$, where $a_0$ is the initial value, or by $a_n = a_k + d(n - k)$, where $a_k$ is the $k$th term of the sequence.

    Learning Objective 2.1.B: Express geometric sequences found in mathematical and contextual scenarios as functions of the whole numbers.

    • 2.1.B.1 Successive terms in a geometric sequence have a common ratio, or constant proportional change.
    • 2.1.B.2 The general term of a geometric sequence with a common ratio $r$ is denoted by $g_n$ and is given by $g_n = g_0 r^n$, where $g_0$ is the initial value, or by $g_n = g_k r^{(n-k)}$, where $g_k$ is the $k$th term of the sequence.
    • 2.1.B.3 Increasing arithmetic sequences increase equally with each step, whereas increasing geometric sequences increase by a larger amount with each successive step.
    العربية

    هدف التعلم 2.1.A: التعبير عن المتتاليات الحسابية الموجودة في السيناريوهات الرياضية والسياقية sebagai functions of the whole numbers (as functions of the whole numbers).

    • 2.1.A.1 المتتالية هي دالة من الأعداد الصحيحة إلى الأعداد الحقيقية. وبالتالي، يتكون منحنى المتتالية من نقاط منفصلة بدلاً من منحنى.
    • 2.1.A.2 الحدود المتتالية في المتتالية الحسابية لها فرق مشترك، أو معدل تغير ثابت.
    • 2.1.A.3 الحد العام للمتتالية الحسابية بفارق $d$ يُرمز له بـ $a_n$ ويُعطى بالعلاقة $a_n = a_0 + dn$، حيث $a_0$ هو القيمة الأولية، أو بالعلاقة $a_n = a_k + d(n - k)$، حيث $a_k$ هو الحد الـ $k$ في المتتالية.

    هدف التعلم 2.1.B: التعبير عن المتتاليات الهندسية الموجودة في السيناريوهات الرياضية والسياقية as functions of the whole numbers.

    • 2.1.B.1 الحدود المتتالية في المتتالية الهندسية لها نسبة مشتركة، أو تغيير نسبي ثابت.
    • 2.1.B.2 الحد العام للمتتالية الهندسية بنسبة $r$ يُرمز له بـ $g_n$ ويُعطى بالعلاقة $g_n = g_0 r^n$، حيث $g_0$ هو القيمة الأولية، أو بالعلاقة $g_n = g_k r^{(n-k)}$، حيث $g_k$ هو الحد الـ $k$ في المتتالية.
    • 2.1.B.3 تزداد المتتاليات الحسابية المتزايدة بمقدار متساوٍ في كل خطوة، بينما تزداد المتتاليات الهندسية المتزايدة بمقدار أكبر في كل خطوة متتالية.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English
    Geometric series & convergence

    A sequence 数列 is a function from the whole numbers to the real numbers, so its graph is discrete points, not a curve.

    • An arithmetic sequence 等差数列 has a common difference 公差 $d$ (a constant rate of change): $a_n = a_0 + dn$, or from a known term, $a_n = a_k + d(n-k)$.
    • A geometric sequence 等比数列 has a common ratio 公比 $r$ (a constant proportional change): $g_n = g_0\,r^{\,n}$, or $g_n = g_k\,r^{\,(n-k)}$.

    An increasing arithmetic sequence grows by the same amount each step; an increasing geometric sequence grows by a larger amount each step.

    Worked example. An arithmetic sequence with $a_0=3$ and $d=5$ has $a_4=3+5(4)=23$. A geometric sequence with $g_0=2$ and $r=3$ has $g_4=2\cdot3^4=162$ – addition versus multiplication makes the geometric one pull far ahead.

    العربية
    متسلسلة هندسية & تقارب

    数列是从整数集到实数集的函数,因此其图像是 离散点,而非曲线。

    等差数列以相等的步长上升;等比数列按比率相乘
    等差数列以相等的步长上升;等比数列按比率相乘
    • 等差数列具有 公差 $d$(恒定变化率):$a_n = a_0 + dn$,或从已知项出发,$a_n = a_k + d(n-k)$。
    • 等比数列具有 公比 $r$(恒定比例变化):$g_n = g_0\,r^{\,n}$,或 $g_n = g_k\,r^{\,(n-k)}$。

    递增的等差数列每一步增加 相同的量;递增的等比数列每一步增加 更大的量。

    示例。 一个公差为 $a_0=3$ 且首项为 $d=5$ 的等差数列拥有 $a_4=3+5(4)=23$。一个首项为 $g_0=2$ 且公比为 $r=3$ 的等比数列拥有 $g_4=2\cdot3^4=162$ —— 加法与乘法使得等比数列大幅领先。

    Explore · ⁨استكشف⁩

    Compare arithmetic and geometric growth · ⁨قارن النمو الحسابي والهندسي⁩

    An arithmetic sequence adds a fixed step each term (linear); a geometric sequence multiplies by a fixed ratio (exponential). Change the ratio and watch the terms explode or decay. · ⁨التسلسل الحسابي يضيف خطوة ثابتة في كل حد (خطي)؛ التسلسل الهندسي يضرب في نسبة ثابتة (أسّي). غير النسبة وشاهد الحدود تنفجر أو تتلاشى.⁩

    2.2

    Change in Linear and Exponential Functions · ⁨线性函数与指数函数的变化⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.2.A: Construct functions of the real numbers that are comparable to arithmetic and geometric sequences.

    • 2.2.A.1 Linear functions of the form $f(x) = b + mx$ are similar to arithmetic sequences of the form $a_n = a_0 + dn$, as both can be expressed as an initial value ($b$ or $a_0$) plus repeated addition of a constant rate of change, the slope ($m$ or $d$).
    • 2.2.A.2 Similar to arithmetic sequences of the form $a_n = a_k + d(n - k)$, which are based on a known difference, $d$, and a $k$th term, linear functions can be expressed in the form $f(x) = y_i + m(x - x_i)$ based on a known slope, $m$, and a point, $(x_i, y_i)$.
    • 2.2.A.3 Exponential functions of the form $f(x) = ab^x$ are similar to geometric sequences of the form $g_n = g_0 r^n$, as both can be expressed as an initial value ($a$ or $g_0$) times repeated multiplication by a constant proportion ($b$ or $r$).
    • 2.2.A.4 Similar to geometric sequences of the form $g_n = g_k r^{(n-k)}$, which are based on a known ratio, $r$, and a $k$th term, exponential functions can be expressed in the form $f(x) = y_i r^{(x - x_i)}$ based on a known ratio, $r$, and a point, $(x_i, y_i)$.
    • 2.2.A.5 Sequences and their corresponding functions may have different domains.
    العربية

    الهدف التعليمي 2.2.A: بناء دوال للأعداد الحقيقية تقابل المتتاليات الحسابية والهندسية.

    • 2.2.A.1 الدوال الخطية من الشكل $f(x) = b + mx$ مشابهة للمتتاليات الحسابية من الشكل $a_n = a_0 + dn$، حيث يمكن التعبير عن كليهما بقيمة ابتدائية ($b$ أو $a_0$) زائد الجمع المتكرر لمعدل تغير ثابت، وهو الميل ($m$ أو $d$).
    • 2.2.A.2 مشابهًا للمتتاليات الحسابية من الشكل $a_n = a_k + d(n - k)$، والتي تعتمد على فرق معلوم، $d$، وححد $k$-ث، يمكن التعبير عن الدوال الخطية في الصيغة $f(x) = y_i + m(x - x_i)$ بناءً على ميل معلوم، $m$، ونقطة، $(x_i, y_i)$.
    • 2.2.A.3 الدوال الأسية من الشكل $f(x) = ab^x$ تشبه المتتاليات الهندسية من الشكل $g_n = g_0 r^n$، حيث يمكن التعبير عن كليهما كقيمة ابتدائية ($a$ أو $g_0$) مضروبة في ضرب متكرر بنسبة ثابتة ($b$ أو $r$).
    • 2.2.A.4 على غرار المتتاليات الهندسية ذات الصيغة $g_n = g_k r^{(n-k)}$، التي تعتمد على نسبة معروفة $r$، وحدي $k$، يمكن التعبير عن الدوال الأسية في الصيغة $f(x) = y_i r^{(x - x_i)}$ بناءً على نسبة معروفة $r$، ونقطة $(x_i, y_i)$.
    • 2.2.A.5 قد تكون للمتتاليات ودوالها المقابلة مجالات تعريف مختلفة.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    Sequences have continuous cousins:

    • Linear functions $f(x)=b+mx$ mirror arithmetic sequences – an initial value plus repeated addition of the slope $m$. Point form: $f(x)=y_i+m(x-x_i)$.
    • Exponential functions $f(x)=ab^x$ mirror geometric sequences – an initial value times repeated multiplication by the base $b$. Point form: $f(x)=y_i\,r^{\,(x-x_i)}$.

    The difference: linear = repeated addition, exponential = repeated multiplication. (A sequence and its function may have different domains.)

    العربية
    短跑运动员:指数和对数模型在情境中捕捉增长和衰减速率
    短跑运动员:指数和对数模型在情境中捕捉增长和衰减速率

    数列有其连续的对应物:

    • 线性函数 $f(x)=b+mx$ 镜像等差数列 —— 初始值加上重复加斜率 $m$。点形式:$f(x)=y_i+m(x-x_i)$。
    • 指数函数 $f(x)=ab^x$ 镜像等比数列 —— 初始值乘以重复乘底数 $b$。点形式:$f(x)=y_i\,r^{\,(x-x_i)}$。

    区别在于:线性 = 重复 加法,指数 = 重复 乘法。(数列与其函数可能定义域不同。)

    2.3

    Exponential Functions · ⁨指数函数⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.3.A: Identify key characteristics of exponential functions.

    • 2.3.A.1 The general form of an exponential function is $f(x) = ab^x$, with the initial value $a$, where $a \neq 0$, and the base $b$, where $b > 0$, and $b \neq 1$. When $a > 0$ and $b > 1$, the exponential function is said to demonstrate exponential growth. When $a > 0$ and $0 < b < 1$, the exponential function is said to demonstrate exponential decay.
    • 2.3.A.2 When the natural numbers are input values in an exponential function, the input value specifies the number of factors of the base to be applied to the function's initial value. The domain of an exponential function is all real numbers.
    • 2.3.A.3 Because the output values of exponential functions in general form are proportional over equal-length input-value intervals, exponential functions are always increasing or always decreasing, and their graphs are always concave up or always concave down. Consequently, exponential functions do not have extrema except on a closed interval, and their graphs do not have points of inflection.
    • 2.3.A.4 If the values of the additive transformation function $g(x) = f(x) + k$ of any function $f$ are proportional over equal-length input-value intervals, then $f$ is exponential.
    العربية

    الهدف التعليمي 2.3.A: تحديد الخصائص الرئيسية للدوال الأسية.

    • 2.3.A.1 الصيغة العامة للدالة الأسية هي $f(x) = ab^x$، مع القيمة الابتدائية $a$، حيث $a \neq 0$، و القاعدة $b$، حيث $b > 0$، و$b \neq 1$. عندما $a > 0$ و$b > 1$، يُقال إن الدالة الأسية تُظهر النمو الأسي. وعندما $a > 0$ و$0 < b < 1$، يُقال إن الدالة الأسية تُظهر التناقص الأسي.
    • 2.3.A.2 عندما تكون الأعداد الطبيعية قيم إدخال في دالة أسية، تحدد قيمة الإدخال عدد عوامل القاعدة التي يجب تطبيقها على القيمة الابتدائية للدالة. مجال الدالة الأسية هو جميع الأعداد الحقيقية.
    • 2.3.A.3 نظرًا لأن قيم الإخراج للدوال الأسية بصيغتها العامة متناسبة على فترات قيم إدخال متساوية الطول، فإن الدوال الأسية إما تزايد دائمًا أو تناقص دائمًا، ومخططاتها دائماً مقعرة لأعلى أو مقعرة لأسفل. ونتيجة لذلك، لا تمتلك الدوال الأسية نقاطاً قصوى إلا على فترة مغلقة، ولا تحتوي مخططاتها على نقاط انعطاف.
    • 2.3.A.4 إذا كانت قيم دالة التحول الجمعي $g(x) = f(x) + k$ لأي دالة $f$ متناسبة على فترات قيم إدخال متساوية الطول، فإن $f$ تكون دالة أسية.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    The general exponential function 指数函数 is $f(x)=ab^x$ with initial value 初始值 $a\neq 0$ and base 底数 $b>0,\ b\neq 1$. Domain: all real numbers.

    • $a>0,\ b>1$ gives exponential growth 指数增长; $a>0,\ 0 gives exponential decay 指数衰减.
    • Outputs are proportional over equal-length input intervals. So an exponential is always increasing or always decreasing, and always concave up or always concave down – it has no extrema (except on a closed interval) and no points of inflection.
    العربية

    一般 指数函数 是 $f(x)=ab^x$,其中 初始值 为 $a\neq 0$,底数 为 $b>0,\ b\neq 1$。定义域:全体实数。

    指数衰减:每个时期损失固定百分比
    指数衰减:每个时期损失固定百分比
    • $a>0,\ b>1$ 给出 指数增长;$a>0,\ 0 给出 指数衰减。
    • 输出在等长的输入区间内呈 比例 关系。因此指数函数总是递增或总是递减,且总是上凸或总是下凹 —— 它 没有极值(除闭区间外)和 没有拐点。
    显微镜下的细菌:指数模型描述每一步按常数因子增长的种群
    显微镜下的细菌:指数模型描述每一步按常数因子增长的种群
    Explore · ⁨استكشف⁩

    Explore an exponential curve · ⁨استمنحنى أسي⁩

    y = a·e^(bx) + c

    An exponential function changes by a constant factor over equal steps, so it rises (or decays) ever faster. The constant $c$ sets the horizontal asymptote it hugs. · ⁨تتغير الدالة الأسية بمقدار ثابت معامل على خطوات متساوية، لذلك ترتفع (أو تتلاشى) بسرعة متزايدة. الثابت $c$ يحدد المحور الأفقي الذي تلتصق به.⁩

    Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
    English العربية
    sequence/ˈsiːkwəns/ تسلسل
    arithmetic sequence/əˈrɪθmətɪk ˈsiːkwəns/ متتالية حسابية
    common difference/ˈkɒmən ˈdɪfrəns/ الفرق المشترك
    geometric sequence/ˌdʒiːəʊˈmetrɪk ˈsiːkwəns/ متتالية هندسية
    common ratio/ˈkɒmən ˈreɪʃɪəʊ/ النسبة المشتركة
    exponential function/ˌekspəˈnenʃl ˈfʌŋkʃn/ دالة أسية
    initial value/ɪˈnɪʃl ˈvæljuː/ القيمة الابتدائية
    base/beɪs/ القاعدة
    exponential growth/ˌekspəˈnenʃl ɡrəʊθ/ نمو أسي
    exponential decay/ˌekspəˈnenʃl dɪˈkeɪ/ تناقص أسي
    root/ruːt/ جذر
    exponential regression/ˌekspəˈnenʃl rɪˈɡreʃn/ انحدار أسي
    natural base/ˈnætʃərəl beɪs/ القاعدة الطبيعية
    residual plot/rɪˈsɪdʒuːəl plɒt/ مخطط البواقي
    residual/rɪˈsɪdʒuːəl/ حاصل الباقي
    composite function/ˈkɒmpəzɪt ˈfʌŋkʃn/ الدالة المركبة
    identity function/aɪˈdentɪti ˈfʌŋkʃn/ الدالة المحايدة
    invertible/ɪnˈvɜːtɪbl/ عكسية
    2.4

    Exponential Function Manipulation · ⁨指数函数的运算⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.4.A: Rewrite exponential expressions in equivalent forms.

    • 2.4.A.1 The product property for exponents states that $b^m b^n = b^{(m+n)}$. Graphically, this property implies that every horizontal translation of an exponential function, $f(x) = b^{(x+k)}$, is equivalent to a vertical dilation, $f(x) = b^{(x+k)} = b^x b^k = ab^x$, where $a = b^k$.
    • 2.4.A.2 The power property for exponents states that $\left(b^m\right)^n = b^{(mn)}$. Graphically, this property implies that every horizontal dilation of an exponential function, $f(x) = b^{(cx)}$, is equivalent to a change of the base of an exponential function, $f(x) = \left(b^c\right)^x$, where $b^c$ is a constant and $c \neq 0$.
    • 2.4.A.3 The negative exponent property states that $b^{-n} = \dfrac{1}{b^n}$.
    • 2.4.A.4 The value of an exponential expression involving an exponential unit fraction, such as $b^{(1/k)}$ where $k$ is a natural number, is the $k$th root of $b$, when it exists.
    العربية

    الهدف التعليمي 2.4.A: إعادة كتابة التعابير الأسية بصيغ مكافئة.

    • 2.4.A.1 تنص خاصية ضرب الأسس على أن $b^m b^n = b^{(m+n)}$. بيانياً، تعني هذه الخاصية أن كل إزاحة أفقية للدالة الأسية، $f(x) = b^{(x+k)}$، تكافئ تمدداً عمودياً، $f(x) = b^{(x+k)} = b^x b^k = ab^x$، حيث $a = b^k$.
    • 2.4.A.2 تنص خاصية قوة الأسس على أن $\left(b^m\right)^n = b^{(mn)}$. بيانياً، تعني هذه الخاصية أن كل تمدد أفقي للدالة الأسية، $f(x) = b^{(cx)}$، يكافئ تغييراً في قاعدة الدالة الأسية، $f(x) = \left(b^c\right)^x$، حيث $b^c$ مقدار ثابت و$c \neq 0$.
    • 2.4.A.3 تنص خاصية الأس السالب على أن $b^{-n} = \dfrac{1}{b^n}$.
    • 2.4.A.4 قيمة تعبير أسي يتضمن كسر وحدة أسي، مثل $b^{(1/k)}$ حيث $k$ عدد طبيعي، هي الجذر $k$-ث لـ $b$، عند وجوده.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    The exponent rules reshape exponential expressions and connect to graph transformations:

    • Product: $b^m b^n = b^{m+n}$. A horizontal shift $b^{x+k}$ equals a vertical stretch $ab^x$ with $a=b^k$.
    • Power: $(b^m)^n = b^{mn}$. A horizontal stretch $b^{cx}$ equals a base change $(b^c)^x$.
    • Negative exponent: $b^{-n}=\dfrac{1}{b^n}$.
    • Unit-fraction exponent: $b^{1/k}=\sqrt[k]{b}$ (the $k$th root 方根).
    العربية

    指数法则重塑指数表达式并将其与图像变换联系起来:

    • 积: $b^m b^n = b^{m+n}$。水平平移 $b^{x+k}$ 等于垂直拉伸 $ab^x$,此时 $a=b^k$。
    • 幂: $(b^m)^n = b^{mn}$。水平拉伸 $b^{cx}$ 等于底数改变 $(b^c)^x$。
    • 负指数: $b^{-n}=\dfrac{1}{b^n}$。
    • 单位分数指数: $b^{1/k}=\sqrt[k]{b}$($k$次 根)。
    2.5

    Exponential Function Context and Data Modeling · ⁨指数函数的应用与数据建模⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.5.A: Construct a model for situations involving proportional output values over equal-length input-value intervals.

    • 2.5.A.1 Exponential functions model growth patterns where successive output values over equal-length input-value intervals are proportional. When the input values are whole numbers, exponential functions model situations of repeated multiplication of a constant to an initial value.
    • 2.5.A.2 A constant may need to be added to the dependent variable values of a data set to reveal a proportional growth pattern.
    • 2.5.A.3 An exponential function model can be constructed from an appropriate ratio and initial value or from two input-output pairs. The initial value and the base can be found by solving a system of equations resulting from the two input-output pairs.
    • 2.5.A.4 Exponential function models can be constructed by applying transformations to $f(x) = ab^x$ based on characteristics of a contextual scenario or data set.
    • 2.5.A.5 Exponential function models can be constructed for a data set with technology using exponential regressions.
    • 2.5.A.6 The natural base $e$, which is approximately $2.718$, is often used as the base in exponential functions that model contextual scenarios.
    العربية

    الهدف التعليمي 2.5.A: بناء نموذج للوضعيات التي تتضمن قيم إخراج متناسبة على فترات قيم إدخال متساوية الطول.

    • 2.5.A.1 نمذج الدوال الأسية أنماط النمو حيث تكون قيم الإخراج المتتالية على فترات قيم إدخال متساوية الطول متناسبة. عندما تكون قيم الإدخال أعداداً صحيحة، تمثل الدوال الأسية وضعيات الضرب المتكرر لمقدار ثابت على قيمة ابتدائية.
    • 2.5.A.2 قد يكون من الضروري إضافة مقدار ثابت إلى قيم المتغير التابع لمجموعة بيانات للكشف عن نمط نمو متناسب.
    • 2.5.A.3 يمكن بناء نموذج لدالة أسية من نسبة مناسبة وقيمة ابتدائية أو من زوجين من قيم الإدخال والإخراج. يمكن إيجاد القيمة الابتدائية والقاعدة عن طريق حل نظام معادلات ناتج عن زوجين من قيم الإدخال والإخراج.
    • 2.5.A.4 يمكن بناء نماذج للدوال الأسية بتطبيق تحويلات على $f(x) = ab^x$ بناءً على خصائص سيناريو السياق أو مجموعة البيانات.
    • 2.5.A.5 يمكن بناء نماذج للدوال الأسية لمجموعة بيانات باستخدام التكنولوجيا عبر الانحدار الأسي.
    • 2.5.A.6 الأساس الطبيعي $e$، والذي يقارب $2.718$، يُستخدم غالباً كأساس في الدوال الأسية التي نمذج وضعيات سياقية.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    Exponentials model quantities that grow by a constant proportion over equal intervals (repeated multiplication).

    • Build a model from a ratio and an initial value, or from two points (solve the system for $a$ and $b$).
    • Sometimes a constant must be added to the data to reveal the proportional pattern.
    • Use exponential regression 指数回归 on technology to fit a data set.
    • The natural base 自然底数 $e\approx 2.718$ is the standard base for real-world models.
    العربية

    指数函数对在每个相等间隔内按 固定比例 增长的量进行建模(重复乘法)。

    • 根据比率和初始值构建模型,或根据 两个点(解方程组求 $a$ 和 $b$)。
    • 有时必须向数据中添加常数才能揭示比例模式。
    • 使用技术工具上的 指数回归 拟合数据集。
    • 自然底数 $e\approx 2.718$ 是现实世界模型的标准底数。
    2.6

    Competing Function Model Validation · ⁨竞争函数模型的验证⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.6.A: Construct linear, quadratic, and exponential models based on a data set.

    • 2.6.A.1 Two variables in a data set that demonstrate a slightly changing rate of change can be modeled by linear, quadratic, and exponential function models.
    • 2.6.A.2 Models can be compared based on contextual clues and applicability to determine which model is most appropriate.

    Learning Objective 2.6.B: Validate a model constructed from a data set.

    • 2.6.B.1 A model is justified as appropriate for a data set if the graph of the residuals of a regression, the residual plot, appear without pattern.
    • 2.6.B.2 The difference between the predicted and actual values is the error in the model. Depending on the data set and context, it may be more appropriate to have an underestimate or overestimate for any given interval.
    العربية

    الهدف التعليمي 2.6.A: بناء نماذج خطية وتربيعية وأسية بناءً على مجموعة بيانات.

    • 2.6.A.1 يمكن نمذجة متغيرين في مجموعة بيانات يظهران معدل تغير يتغير قليلاً باستخدام نماذج دوال خطية وتربيعية وأسية.
    • 2.6.A.2 يمكن مقارنة النماذج بناءً على أدلة السياق والتطبيق لتحديد النموذج الأنسب.

    الهدف التعليمي 2.6.B: التحقق من صحة نموذج مُبنى من مجموعة بيانات.

    • 2.6.B.1 يُبرر اعتبار النموذج مناسبًا لمجموعة بيانات ما إذا كان رسم بياني لمتبقيات الانحدار، أي مخطط المتبقيات، يظهر بدون نمط.
    • 2.6.B.2 الفرق بين القيم المتوقعة والقيم الفعلية هو الخطأ في النموذج. اعتمادًا على مجموعة البيانات والسياق، قد يكون من الأنسب الحصول على تقدير منخفض أو تقديرتان مرتفعتان لأي فترة معينة.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    When a rate of change shifts only slightly, linear, quadratic, and exponential models may all seem to fit. Choose using context and fit quality:

    • A model is appropriate if its residual plot 残差图 shows no pattern (a residual 残差 is actual minus predicted).
    • The error is the gap between predicted and actual; context decides whether an over- or under-estimate is safer.
    العربية

    当变化率仅发生微小变化时,线性、二次和指数模型可能看起来都适用。应根据情境和拟合质量进行选择:

    • 如果 残差图 显示 无规律(残差 是实际值减去预测值),则该模型是 合适的。
    • 误差 是预测值与实际值之间的差距;情境决定过高估计还是过低估计更安全。
    2.7

    Composition of Functions · ⁨复合函数⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.7.A: Evaluate the composition of two or more functions for given values.

    • 2.7.A.1 If $f$ and $g$ are functions, the composite function $f \circ g$ maps a set of input values to a set of output values such that the output values of $g$ are used as input values of $f$. For this reason, the domain of the composite function is restricted to those input values of $g$ for which the corresponding output value is in the domain of $f$. $(f \circ g)(x)$ can also be represented as $f(g(x))$.
    • 2.7.A.2 Values for the composite function $f \circ g$ can be calculated or estimated from the graphical, numerical, analytical, or verbal representations of $f$ and $g$ by using output values from $g$ as input values for $f$.
    • 2.7.A.3 The composition of functions is not commutative; that is, $f \circ g$ and $g \circ f$ are typically different functions; therefore, $f(g(x))$ and $g(f(x))$ are typically different values.
    • 2.7.A.4 If the function $f(x) = x$ is composed with any function $g$, the resulting composite function is the same as $g$; that is, $g(f(x)) = f(g(x)) = g(x)$. The function $f(x) = x$ is called the identity function. When composing two functions, the identify function acts in the same way as $0$, the additive identity, when adding two numbers and $1$, the multiplicative identity, when multiplying two numbers.

    Learning Objective 2.7.B: Construct a representation of the composition of two or more functions.

    • 2.7.B.1 Function composition is useful for relating two quantities that are not directly related by an existing formula.
    • 2.7.B.2 When analytic representations of the functions $f$ and $g$ are available, an analytic representation of $f(g(x))$ can be constructed by substituting $g(x)$ for every instance of $x$ in $f$.
    • 2.7.B.3 A numerical or graphical representation of $f \circ g$ can often be constructed by calculating or estimating values for $(x, f(g(x)))$.

    Learning Objective 2.7.C: Rewrite a given function as a composition of two or more functions.

    • 2.7.C.1 Functions given analytically can often be decomposed into less complicated functions. When properly decomposed, the variable in one function should replace each instance of the function with which it was composed.
    • 2.7.C.2 An additive transformation of a function, $f$, that results in vertical and horizontal translations can be understood as the composition of $g(x) = x + k$ with $f$.
    • 2.7.C.3 A multiplicative transformation of a function, $f$, that results in vertical and horizontal dilations can be understood as the composition of $g(x) = kx$ with $f$.
    العربية

    هدف التعلم 2.7.A: تقييم تركيب دالتين أو أكثر لقيم معطاة.

    • 2.7.A.1 إذا كانت $f$ و$g$ دالتين، فإن الدالة المركبة $f \circ g$ تربط مجموعة من قيم الإدخال بمجموعة من قيم المخرجات بحيث تُستخدم قيم مخرجات $g$ كقيم إدخال لـ $f$. ولهذا السبب، يتم تقييد مجال الدالة المركبة فقط على قيم الإدخال لـ $g$ التي تكون قيمة المخرج المقابلة لها ضمن مجال $f$. يمكن تمثيل $(f \circ g)(x)$ أيضاً بالشكل $f(g(x))$.
    • 2.7.A.2 يمكن حساب أو تقدير قيم الدالة المركبة $f \circ g$ من التمثيلات البيانية أو العددية أو التحليلية أو اللفظية لـ $f$ و$g$ باستخدام قيم إخراج $g$ كقيم إدخال لـ $f$.
    • 2.7.A.3 تركيب الدوال ليس عملاً تبديلياً؛ أي أن $f \circ g$ و$g \circ f$ عادة ما تكون دالتين مختلفتين؛ وبالتالي، فإن $f(g(x))$ و$g(f(x))$ عادة ما تكون قيمًا مختلفة.
    • 2.7.A.4 إذا تم تركيب الدالة $f(x) = x$ مع أي دالة $g$، تكون الدالة المركبة الناتجة مطابقة لـ $g$؛ أي $g(f(x)) = f(g(x)) = g(x)$. تُسمى الدالة $f(x) = x$ دالة الهوية. عند تركيب دالتين، تعمل دالة الهوية بنفس الطريقة التي يعمل بها $0$، وهو المحايد الجمعي، عند جمع عددين، ونفس طريقة عمل $1$، وهو المحايد الضربي، عند ضرب عددين.

    هدف التعلم 2.7.B: بناء تمثيل لتركيب دالتين أو أكثر.

    • 2.7.B.1 يُعد تركيب الدوال مفيدًا لربط كميتين غير مترابطتين مباشرةً بمعادلة موجودة مسبقًا.
    • 2.7.B.2 عندما تتوفر تمثيلات تحليلية للدالتين $f$ و$g$، يمكن بناء تمثيل تحليلي لـ $f(g(x))$ عن طريق تعويض $g(x)$ عن كل ظهور لـ $x$ في $f$.
    • 2.7.B.3 يمكن غالبًا بناء تمثيل عدد性或 بياني لـ $f \circ g$ عن طريق حساب أو تقدير قيم لـ $(x, f(g(x)))$.

    هدف التعلم 2.7.C: إعادة كتابة دالة معطاة على شكل تركيب لدالتين أو أكثر.

    • 2.7.C.1 يمكن غالبًا تفكيك الدوال المعطاة تحليلاً إلى دوال أبسط. وعند التفكيك بشكل صحيح، يجب أن يحل متغير في إحدى الدوال محل كل ظهور للدالة التي تم تركيبها معها.
    • 2.7.C.2 يمكن فهم التحول الجمعي للدالة $f$ الذي يؤدي إلى إزادات رأسية وأفقية على أنه تركيب لـ $g(x) = x + k$ مع $f$.
    • 2.7.C.3 يمكن فهم التحول الضربي للدالة $f$ الذي يؤدي إلى تمددات رأسية وأفقية على أنه تركيب لـ $g(x) = kx$ مع $f$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    The composite function 复合函数 $(f\circ g)(x)=f(g(x))$ feeds $g$'s output into $f$. Its domain is the inputs of $g$ whose outputs lie in $f$'s domain.

    • Composition is not commutative: $f(g(x))$ and $g(f(x))$ usually differ.
    • To build $f(g(x))$ analytically, substitute $g(x)$ for every $x$ in $f$.
    • The identity function 恒等函数 $f(x)=x$ leaves any function unchanged under composition.
    • A function can also be decomposed into simpler pieces – useful for seeing an additive shift as composing with $x+k$, or a dilation as composing with $kx$.
    العربية

    复合函数 $(f\circ g)(x)=f(g(x))$ 将 $g$ 的输出输入到 $f$ 中。其定义域是 $g$ 的所有输入,这些输入的落点在 $f$ 的定义域内。

    函数作为机器;其逆运算使机器反向运行
    函数作为机器;其逆运算使机器反向运行
    • 复合运算 不满足交换律:$f(g(x))$ 和 $g(f(x))$ 通常不同。
    • لبناء $f(g(x))$ تحليلاً، استبدل $g(x)$ بكل $x$ في $f$.
    • 恒等函数 $f(x)=x$ 在复合运算下保持任何函数不变。
    • 函数也可以被 分解 为更简单的部分 —— 这有助于理解将加法平移视为与 $x+k$ 复合,或将伸缩视为与 $kx$ 复合。
    俄罗斯套娃:函数复合嵌套层次结构 —— 先计算内部
    俄罗斯套娃:函数复合嵌套层次结构 —— 先计算内部
    2.8

    Inverse Functions · ⁨反函数⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.8.A: Determine the input-output pairs of the inverse of a function.

    • 2.8.A.1 On a specified domain, a function, $f$, has an inverse function, or is invertible, if each output value of $f$ is mapped from a unique input value. The domain of a function may be restricted in many ways to make the function invertible.
    • 2.8.A.2 An inverse function can be thought of as a reverse mapping of the function. An inverse function, $f^{-1}$, maps the output values of a function, $f$, on its invertible domain to their corresponding input values; that is, if $f(a) = b$, then $f^{-1}(b) = a$. Alternately, on its invertible domain, if a function consists of input-output pairs $(a, b)$, then the inverse function consists of input-output pairs $(b, a)$.

    Learning Objective 2.8.B: Determine the inverse of a function on an invertible domain.

    • 2.8.B.1 The composition of a function, $f$, and its inverse function, $f^{-1}$, is the identity function; that is, $f\left(f^{-1}(x)\right) = f^{-1}(f(x)) = x$.
    • 2.8.B.2 On a function's invertible domain, the function's range and domain are the inverse function's domain and range, respectively. The inverse of the table of values of $y = f(x)$ can be found by reversing the input-output pairs; that is, $(a, b)$ corresponds to $(b, a)$.
    • 2.8.B.3 The inverse of the graph of the function $y = f(x)$ can be found by reversing the roles of the $x$- and $y$-axes; that is, by reflecting the graph of the function over the graph of the identity function $h(x) = x$.
    • 2.8.B.4 The inverse of the function can be found by determining the inverse operations to reverse the mapping. One method for finding the inverse of the function $f$ is reversing the roles of $x$ and $y$ in the equation $y = f(x)$, then solving for $y = f^{-1}(x)$.
    • 2.8.B.5 In addition to limiting the domain of a function to obtain an inverse function, contextual restrictions may also limit the applicability of an inverse function.
    العربية

    هدف التعلم 2.8.A: تحديد أزواج الإدخال والإخراج للدالة العكسية.

    • 2.8.A.1 على مجال محدد، تكون الدالة $f$ عكسية، أو قابلة للعكس، إذا كانت كل قيمة إخراج لـ $f$ مُصوَّرة من قيمة إدخال فريدة. يمكن تقييد مجال الدالة بطرق متعددة لجعلها قابلة للعكس.
    • 2.8.A.2 يمكن النظر إلى الدالة العكسية على أنها mapping عكسي للدالة الأصلية. الدالة العكسية $f^{-1}$ تُصوِّر قيم إخراج الدالة $f$ على مجالها القابل للعكس إلى قيم الإدخال المقابلة لها؛ أي إذا كان $f(a) = b$، فإن $f^{-1}(b) = a$. وبشكل بديل، على مجالها القابل للعكس، إذا كانت الدالة تتكون من أزواج إدخال-إخراج $(a, b)$، فإن الدالة العكسية تتكون من أزواج إدخال-إخراج $(b, a)$.

    هدف التعلم 2.8.B: تحديد الدالة العكسية لدالة على مجال قابل للعكس.

    • 2.8.B.1 تركيب الدالة $f$ ودالتها العكسية $f^{-1}$ هو دالة الهوية؛ أي $f\left(f^{-1}(x)\right) = f^{-1}(f(x)) = x$.
    • 2.8.B.2 على المجال القابل للعكس للدالة، يكون نطاق الدالة ومجالها هما مجال ونطاق الدالة العكسية على التوالي. يمكن إيجاد عكس جدول قيم $y = f(x)$ عن طريق عكس أزواج الإدخال-الإخراج؛ أي أن $(a, b)$ يقابل $(b, a)$.
    • 2.8.B.3 يمكن إيجاد عكس الرسم البياني للدالة $y = f(x)$ عن طريق عكس أدوار المحورين $x$ و$y$؛ أي عن طريق انعكاس الرسم البياني للدالة عبر رسم بياني دالة الهوية $h(x) = x$.
    • 2.8.B.4 يمكن إيجاد الدالة العكسية عن طريق تحديد العمليات العكسية لعكس الـ mapping. إحدى الطرق لإيجاد الدالة العكسية لـ $f$ هي عكس أدوار $x$ و$y$ في المعادلة $y = f(x)$، ثم حلها بالنسبة لـ $y = f^{-1}(x)$.
    • 2.8.B.5 بالإضافة إلى تقييد مجال الدالة للحصول على دالة عكسية، قد تقيد القيود السياقية أيضًا قابلية تطبيق الدالة العكسية.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English
    Inverse functions are a reflection
    Exponential & logarithm are inverses

    A function is invertible 可逆 on a domain where each output comes from a unique input (you may restrict the domain to force this). The inverse function 反函数 $f^{-1}$ reverses the mapping: if $f(a)=b$ then $f^{-1}(b)=a$.

    • $f\big(f^{-1}(x)\big)=f^{-1}\big(f(x)\big)=x$ (composition gives the identity).
    • Domain and range swap: reverse each $(a,b)$ to $(b,a)$ in a table; reflect the graph over the line $y=x$.
    • To find a formula: swap $x$ and $y$ in $y=f(x)$, then solve for $y$. Context may further limit where the inverse applies.
    العربية
    الدوال العكسية هي انعكاس
    الدالة الأسية واللوغاريتم دوال عكسية

    الدالة عكسية على مجال إذا كان كل ناتج يأتي من مدخل فريد (يمكنك تقييد المجال لفرض ذلك). الدالة العكسية $f^{-1}$ تعكس التحويل: إذا $f(a)=b$ فإن $f^{-1}(b)=a$.

    • $f\big(f^{-1}(x)\big)=f^{-1}\big(f(x)\big)=x$ (التركيب يعطي المتطابقة).
    • يتبادل المجال والمدى: اقلب كل $(a,b)$ إلى $(b,a)$ في جدول؛ وعكس الرسم البياني عبر الخط $y=x$.
    • لإيجاد صيغة: استبدل $x$ و $y$ في $y=f(x)$، ثم حل من أجل $y$. قد تقيد السياق أكثر أين ينطبق العكس.
    Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
    English العربية
    inverse function/ɪnˈvɜːs ˈfʌŋkʃn/ الدالة العكسية
    logarithm/ˈlɒɡərɪθəm/ لوغاريتم
    common logarithm/ˈkɒmən ˈlɒɡərɪθəm/ اللوغاريتم المشترك
    natural logarithm/ˈnætʃərəl ˈlɒɡərɪθəm/ اللوغاريتم الطبيعي
    logarithmic function/ˌlɒɡəˈrɪθmɪk ˈfʌŋkʃn/ دالة لوغاريتمية
    change-of-base/tʃeɪndʒ ɒv beɪs/ تغيير الأساس
    semi-log plot/ˈsemi lɒɡ plɒt/ رسم بياني نصف لوغاريتمي
    2.9

    Logarithmic Expressions · ⁨التعبيرات اللوغاريتمية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.9.A: Evaluate logarithmic expressions.

    • 2.9.A.1 The logarithmic expression $\log_b c$ is equal to, or represents, the value that the base $b$ must be exponentially raised to in order to obtain the value $c$. That is, $\log_b c = a$ if and only if $b^a = c$, where $a$ and $c$ are constants, $b > 0$, and $b \neq 1$. (when the base of a logarithmic expression is not specified, it is understood as the common logarithm with a base of $10$)
    • 2.9.A.2 The values of some logarithmic expressions are readily accessible through basic arithmetic while other values can be estimated through the use of technology.
    • 2.9.A.3 On a logarithmic scale, each unit represents a multiplicative change of the base of the logarithm. For example, on a standard scale, the units might be $0, \; 1, \; 2, \; \ldots$, while on a logarithmic scale, using logarithm base $10$, the units might be $10^0, \; 10^1, \; 10^2, \; \ldots$.
    العربية

    هدف التعلم 2.9.A: تقييم التعبيرات اللوغاريتمية.

    • 2.9.A.1 التعبير اللوغاريتمي $\log_b c$ يساوي، أو يمثل، القيمة التي يجب رفع الأساس $b$ إليها بأسي لتصل إلى القيمة $c$. بعبارة أخرى، $\log_b c = a$ إذا وفقط إذا $b^a = c$، حيث $a$ و$c$ ثوابت، $b > 0$، و$b \neq 1$. (عندما لا يُذكر أساس التعبير اللوغاريتمي، يُفهم أنه اللوغاريتم المشترك بأساس $10$)
    • 2.9.A.2 بعض قيم التعبيرات اللوغاريتمية متاحة بسهولة من خلال العمليات الحسابية الأساسية، بينما يمكن تقدير قيم أخرى باستخدام التكنولوجيا.
    • 2.9.A.3 على المقياس اللوغاريتمي، تمثل كل وحدة تغييراً ضربياً لأساس اللوغاريتم. على سبيل المثال، على المقياس القياسي، قد تكون الوحدات $0, \; 1, \; 2, \; \ldots$، بينما على المقياس اللوغاريتمي، باستخدام أساس لوغاريتمي $10$، قد تكون الوحدات $10^0, \; 10^1, \; 10^2, \; \ldots$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    The logarithm 对数 answers "what exponent?": $\log_b c = a$ means exactly $b^a = c$ (with $b>0,\ b\neq 1$). An unwritten base means the common logarithm 常用对数 (base $10$). On a logarithmic scale, each unit is a multiplicative step of the base (…, $10^0,10^1,10^2,$ …).

    العربية

    يُجيب اللوغاريتم عن سؤال "ما الأس؟": $\log_b c = a$ يعني بالضبط $b^a = c$ (مع $b>0,\ b\neq 1$). الأساس غير المكتوب يعني اللوغاريتم الشائع (أساس $10$). على المقياس اللوغاريتمي، كل وحدة هي خطوة ضرب لأساس (…، $10^0,10^1,10^2,$ …).

    2.10

    Inverses of Exponential Functions · ⁨معكوسات الدوال الأسية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.10.A: Construct representations of the inverse of an exponential function with an initial value of 1.

    • 2.10.A.1 The general form of a logarithmic function is $f(x) = a\log_b x$, with base $b$, where $b > 0$, $b \neq 1$, and $a \neq 0$.
    • 2.10.A.2 The way in which input and output values vary together have an inverse relationship in exponential and logarithmic functions. Output values of general-form exponential functions change proportionately as input values increase in equal-length intervals. However, input values of general-form logarithmic functions change proportionately as output values increase in equal-length intervals. Alternately, exponential growth is characterized by output values changing multiplicatively as input values change additively, whereas logarithmic growth is characterized by output values changing additively as input values change multiplicatively.
    • 2.10.A.3 $f(x) = \log_b x$ and $g(x) = b^x$, where $b > 0$ and $b \neq 1$, are inverse functions. That is, $g(f(x)) = f(g(x)) = x$.
    • 2.10.A.4 The graph of the logarithmic function $f(x) = \log_b x$, where $b > 0$ and $b \neq 1$, is a reflection of the graph of the exponential function $g(x) = b^x$, where $b > 0$ and $b \neq 1$, over the graph of the identity function $h(x) = x$.
    • 2.10.A.5 If $(s, \; t)$ is an ordered pair of the exponential function $g(x) = b^x$, where $b > 0$ and $b \neq 1$, then $(t, \; s)$ is an ordered pair of the logarithmic function $f(x) = \log_b x$, where $b > 0$ and $b \neq 1$.
    العربية

    هدف التعلم 2.10.A: إنشاء تمثيلات لمعكوس دالة أسية بقيمة ابتدائية تساوي 1.

    • 2.10.A.1 الشكل العام للدالة اللوغاريتمية هو $f(x) = a\log_b x$، بأس $b$، حيث $b > 0$، $b \neq 1$، و$a \neq 0$.
    • 2.10.A.2 طريقة تغير قيم الإدخال والإخراج معًا تظهر علاقة عكسية في الدوال الأسية واللوغاريتمية. تتغير قيم إخراج الدوال الأسية ذات الشكل العام بشكل متناسب كلما زادت قيم الإدخال في فترات متساوية الطول. ومع ذلك، تتغير قيم إدخال الدوال اللوغاريتمية ذات الشكل العام بشكل متناسب كلما زادت قيم الإخراج في فترات متساوية الطول. وبشكل بديل، يتميز النمو الأسي بتغير قيم الإخراج ضربياً مع تغير قيم الإدخال جماعياً، بينما يتميز النمو اللوغاريتمي بتغير قيم الإخراج جماعياً مع تغير قيم الإدخال ضربياً.
    • 2.10.A.3 $f(x) = \log_b x$ و$g(x) = b^x$، حيث $b > 0$ و$b \neq 1$، هما دالتان معكوستان. أي أن $g(f(x)) = f(g(x)) = x$.
    • 2.10.A.4 منحنى دالة اللوغاريتم $f(x) = \log_b x$، حيث $b > 0$ و$b \neq 1$، هو انعكاس لمنحنى الدالة الأسية $g(x) = b^x$، حيث $b > 0$ و$b \neq 1$، عبر منحنى دالة الهوية $h(x) = x$.
    • 2.10.A.5 إذا كان $(s, \; t)$ زوجاً مرتباً للدالة الأسية $g(x) = b^x$، حيث $b > 0$ و$b \neq 1$، فإن $(t, \; s)$ هو زوج مرتب لدالة اللوغاريتم $f(x) = \log_b x$، حيث $b > 0$ و$b \neq 1$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    The logarithm is the inverse of the exponential: $y=b^x$ and $y=\log_b x$ undo each other, so their graphs are reflections over $y=x$. Hence $\log_b(b^x)=x$ and $b^{\log_b x}=x$. The natural logarithm 自然对数 $\ln x = \log_e x$ is the inverse of $e^x$.

    العربية

    اللوغاريتم هو معكوس الدالة الأسية: $y=b^x$ و $y=\log_b x$ يلغي كل منهما الآخر، لذا فإن رسوماتهما هي انعكاسات عبر $y=x$. ومنه $\log_b(b^x)=x$ و $b^{\log_b x}=x$. اللوغاريتم الطبيعي $\ln x = \log_e x$ هو معكوس $e^x$.

    e^x و ln x هما انعكاسان لبعضهما البعض في الخط y = x
    e^x و ln x هما انعكاسان لبعضهما البعض في الخط y = x
    2.11

    Logarithmic Functions · ⁨الدوال اللوغاريتمية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.11.A: Identify key characteristics of logarithmic functions.

    • 2.11.A.1 The domain of a logarithmic function in general form is any real number greater than zero, and its range is all real numbers.
    • 2.11.A.2 Because logarithmic functions are inverses of exponential functions, logarithmic functions are also always increasing or always decreasing, and their graphs are either always concave up or always concave down. Consequently, logarithmic functions do not have extrema except on a closed interval, and their graphs do not have points of inflection.
    • 2.11.A.3 The additive transformation function $g(x) = f(x + k)$, where $k \neq 0$, of a logarithmic function $f$ in general form does not have input values that are proportional over equal-length output-value intervals. However, if the input values of the additive transformation function, $g(x) = f(x + k)$, of any function $f$ are proportional over equal-length output value intervals, then $f$ is logarithmic.
    • 2.11.A.4 With their limited domain, logarithmic functions in general form are vertically asymptotic to $x = 0$, with an end behavior that is unbounded. That is, for a logarithmic function in general form, $\lim\limits_{x \to 0^+} a\log_b x = \pm\infty$ and $\lim\limits_{x \to \infty} a\log_b x = \pm\infty$.
    العربية

    هدف التعلم 2.11.A: تحديد الخصائص الأساسية للدوال اللوغاريتمية.

    • 2.11.A.1 مجال دالة اللوغاريتم في الصيغة العامة هو أي عدد حقيقي أكبر من الصفر، ومجال قيمها هو جميع الأعداد الحقيقية.
    • 2.11.A.2 بما أن الدوال اللوغاريتمية هي معكوسات للدوال الأسية، فهي دائماً متزايدة أو متناقصة، ومنحناها إما مقعر للأعلى دائماً أو مقعر للأسفل دائماً. وبالتالي، لا تمتلك الدوال اللوغاريتمية ذروات (قيم قصوى/دنيا) إلا على فترة مغلقة، ولا تحتوي منحناها على نقاط انعطاف.
    • 2.11.A.3 دالة التحويل الإبدالي $g(x) = f(x + k)$، حيث $k \neq 0$، لدالة لوغاريتمية $f$ في الصيغة العامة ليس لها قيم إدخال متناسبة على فترات قيم إخراج متساوية الطول. ومع ذلك، إذا كانت قيم إدخال دالة التحويل الإبدالي $g(x) = f(x + k)$ لأي دالة $f$ متناسبة على فترات قيم إخراج متساوية الطول، فإن $f$ تكون لوغاريتمية.
    • 2.11.A.4 بسبب مجالها المحدود، تكون الدوال اللوغاريتمية في الصيغة العامة مقاربة عمودياً لـ $x = 0$، وتتميز بسلوك طرفي غير محدود. أي أنه بالنسبة لدالة لوغاريتمية في الصيغة العامة، $\lim\limits_{x \to 0^+} a\log_b x = \pm\infty$ و$\lim\limits_{x \to \infty} a\log_b x = \pm\infty$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    The logarithmic function 对数函数 $f(x)=\log_b x$ has domain $x>0$ and range all reals. It is always increasing (for $b>1$) or always decreasing (for $0), always concave one way, with a vertical asymptote at $x=0$ – the mirror image of the exponential's horizontal asymptote. It grows very slowly for large $x$.

    العربية

    الدالة اللوغاريتمية $f(x)=\log_b x$ لها مجال $x>0$ ومدى جميع الأعداد الحقيقية. إنها دائماً متزايدة (لـ $b>1$) أو دائماً متناقصة (لـ $0)، دائماً مقعرة في اتجاه واحد، مع مقارب عمودي عند $x=0$ – وهو صورة مرآة للمقارب الأفقي للدالة الأسية. تنمو ببطء شديد لقيم كبيرة من $x$.

    Explore · ⁨استكشف⁩

    Explore a logarithmic curve · ⁨استمنحنى لوغاريتمي⁩

    y = a·ln(x − b) + c

    A logarithm is the inverse of an exponential: it grows without bound but ever slower, with a vertical asymptote where its input hits zero. · ⁨اللوغاريتم هو المعكوس للأسي: ينمو بلا حدود لكن بسرعة أبطأ، له مقارب رأسي حيث يدخل المدخلات إلى الصفر.⁩

    2.12

    Logarithmic Function Manipulation · ⁨معالجة الدوال اللوغاريتمية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.12.A: Rewrite logarithmic expressions in equivalent forms.

    • 2.12.A.1 The product property for logarithms states that $\log_b(xy) = \log_b x + \log_b y$. Graphically, this property implies that every horizontal dilation of a logarithmic function, $f(x) = \log_b(kx)$, is equivalent to a vertical translation, $f(x) = \log_b(kx) = \log_b k + \log_b x = a + \log_b x$, where $a = \log_b k$.
    • 2.12.A.2 The power property for logarithms states that $\log_b x^n = n\log_b x$. Graphically, this property implies that raising the input of a logarithmic function to a power, $f(x) = \log_b x^k$, results in a vertical dilation, $f(x) = \log_b x^k = k\log_b x$.
    • 2.12.A.3 The change of base property for logarithms states that $\log_b x = \dfrac{\log_a x}{\log_a b}$, where $a > 0$ and $a \neq 1$. This implies that all logarithmic functions are vertical dilations of each other.
    • 2.12.A.4 The function $f(x) = \ln x$ is a logarithmic function with the natural base $e$; that is, $\ln x = \log_e x$.
    العربية

    هدف التعلم 2.12.A: إعادة كتابة التعابير اللوغاريتمية بصيغ مكافئة.

    • 2.12.A.1 تنص خاصية الضرب للوغاريتمات على أن $\log_b(xy) = \log_b x + \log_b y$. بيانياً، تشير هذه الخاصية إلى أن كل تمدد أفقي لدالة لوغاريتمية $f(x) = \log_b(kx)$ يكافئ إزاحة رأسية $f(x) = \log_b(kx) = \log_b k + \log_b x = a + \log_b x$، حيث $a = \log_b k$.
    • 2.12.A.2 تنص خاصية القوة للوغاريتمات على أن $\log_b x^n = n\log_b x$. بيانياً، تشير هذه الخاصية إلى أن رفع مدخل دالة لوغاريتمية لأس معين، $f(x) = \log_b x^k$، يؤدي إلى تمدد رأسي $f(x) = \log_b x^k = k\log_b x$.
    • 2.12.A.3 تنص خاصية تغيير الأساس للوغاريتمات على أن $\log_b x = \dfrac{\log_a x}{\log_a b}$، حيث $a > 0$ و$a \neq 1$. هذا يعني أن جميع الدوال اللوغاريتمية هي تمددات رأسية لبعضها البعض.
    • 2.12.A.4 الدالة $f(x) = \ln x$ هي دالة لوغاريتمية بأساس طبيعي $e$؛ أي أن $\ln x = \log_e x$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    The log properties reverse the exponent rules:

    $$\log_b(xy)=\log_b x+\log_b y,\quad \log_b\!\frac{x}{y}=\log_b x-\log_b y,\quad \log_b(x^n)=n\log_b x.$$
    The change-of-base 换底 formula lets you compute any log with technology: $\log_b x = \dfrac{\log x}{\log b}=\dfrac{\ln x}{\ln b}$.

    العربية

    خصائص اللوغاريتم تعكس قواعد الأس:

    $$\log_b(xy)=\log_b x+\log_b y,\quad \log_b\!\frac{x}{y}=\log_b x-\log_b y,\quad \log_b(x^n)=n\log_b x.$$
    صيغة تغيير الأساس تسمح لك بحساب أي لوغاريتم باستخدام التكنولوجيا: $\log_b x = \dfrac{\log x}{\log b}=\dfrac{\ln x}{\ln b}$.

    2.13

    Exponential and Logarithmic Equations and Inequalities · ⁨المعادلات والمتباينات الأسية واللوغاريتمية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.13.A: Solve exponential and logarithmic equations and inequalities.

    • 2.13.A.1 Properties of exponents, properties of logarithms, and the inverse relationship between exponential and logarithmic functions can be used to solve equations and inequalities involving exponents and logarithms.
    • 2.13.A.2 When solving exponential and logarithmic equations found through analytical or graphical methods, the results should be examined for extraneous solutions precluded by the mathematical or contextual limitations.
    • 2.13.A.3 Logarithms can be used to rewrite expressions involving exponential functions in different ways that may reveal helpful information. Specifically, $b^x = c^{(\log_c b)(x)}$.

    Learning Objective 2.13.B: Construct the inverse function for exponential and logarithmic functions.

    • 2.13.B.1 The function $f(x) = ab^{(x-h)} + k$ is a combination of additive transformations of an exponential function in general form. The inverse of $y = f(x)$ can be found by determining the inverse operations to reverse the mapping.
    • 2.13.B.2 The function $f(x) = a\log_b(x - h) + k$ is a combination of additive transformations of a logarithmic function in general form. The inverse of $y = f(x)$ can be found by determining the inverse operations to reverse the mapping.
    العربية

    هدف التعلم 2.13.A: حل المعادلات والمتباينات الأسية واللوغاريتمية.

    • 2.13.A.1 يمكن استخدام خصائص الأسس، وخصائص اللوغاريتمات، والعلاقة العكسية بين الدوال الأسية واللوغاريتمية لحل المعادلات والمتباينات التي تتضمن أسس ولوغاريتمات.
    • 2.13.A.2 عند حل المعادلات الأسية واللوغاريتمية المستنتجة عن طريق الطرق التحليلية أو البيانية، يجب فحص النتائج بحثاً عن حلول زائفة مستبعدة بسبب القيود الرياضية أو السياق.
    • 2.13.A.3 يمكن استخدام اللوغاريتمات لإعادة كتابة تعابير تتعلق بالدوال الأسية بطرق مختلفة قد تكشف عن معلومات مفيدة. تحديداً، $b^x = c^{(\log_c b)(x)}$.

    هدف التعلم 2.13.B: بناء الدالة العكسية للدوال الأسية واللوغاريتمية.

    • 2.13.B.1 الدالة $f(x) = ab^{(x-h)} + k$ هي مزيج من تحويلات إبدالية لدالة أسية في الصيغة العامة. يمكن إيجاد معكوس $y = f(x)$ عن طريق تحديد العمليات العكسية لعكس التوجيه.
    • 2.13.B.2 الدالة $f(x) = a\log_b(x - h) + k$ هي مزيج من تحويلات إبدالية لدالة لوغاريتمية في الصيغة العامة. يمكن إيجاد معكوس $y = f(x)$ عن طريق تحديد العمليات العكسية لعكس التوجيه.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    To solve, use the fact that exponentials and logs are inverses:

    • Isolate the exponential, then take a log of both sides (bring the exponent down with the power property).
    • Isolate the log, then exponentiate both sides.
    • Always check for extraneous solutions – the argument of a log must stay positive.

    Worked example. Solve $2\cdot3^x=54$. Divide by $2$: $3^x=27=3^3$, so $x=3$. When the sides are not tidy powers, take logs instead: $5^x=20$ gives $x=\dfrac{\ln 20}{\ln 5}\approx1.86$.

    العربية

    لحلها، استخدم حقيقة أن الدوال الأسية واللوغاريتمية هي معكسات:

    • اعزل الدالة الأسية، ثم خذ لوغاريتم الطرفين (انزل الأس باستخدام خاصية القوة).
    • اعزل اللوغاريتم، ثم أشر إلى الطرفين بأساس الدالة الأسية.
    • تحقق دائماً من الحلول الزائدة – يجب أن يبقى ما بداخل اللوغاريتم إيجابياً.

    مثال محلول. حل $2\cdot3^x=54$. اقسم على $2$: $3^x=27=3^3$، إذن $x=3$. عندما لا تكون الأطراف قوى مرتبة، خذ اللوغاريتمات بدلاً من ذلك: $5^x=20$ يعطي $x=\dfrac{\ln 20}{\ln 5}\approx1.86$.

    2.14

    Logarithmic Function Context and Data Modeling · ⁨سياق الدوال اللوغاريتمية ونمذجة البيانات⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.14.A: Construct a logarithmic function model.

    • 2.14.A.1 Logarithmic functions are inverses of exponential functions and can be used to model situations involving proportional growth, or repeated multiplication, where the input values change proportionally over equal-length output-value intervals. Alternately, if the output value is a whole number, it indicates how many times the initial value has been multiplied by the proportion.
    • 2.14.A.2 A logarithmic function model can be constructed from an appropriate proportion and a real zero or from two input-output pairs.
    • 2.14.A.3 Logarithmic function models can be constructed by applying transformations to $f(x) = a\log_b x$ based on characteristics of a context or data set.
    • 2.14.A.4 Logarithmic function models can be constructed for a data set with technology using logarithmic regressions.
    • 2.14.A.5 The natural logarithm function is often useful in modeling real-world phenomena.
    • 2.14.A.6 Logarithmic function models can be used to predict values for the dependent variable.
    العربية

    هدف التعلم 2.14.A: بناء نموذج لدالة لوغاريتمية.

    • 2.14.A.1 الدوال اللوغاريتمية هي معكوسات للدوال الأسية ويمكن استخدامها لنمذجة المواقف المتعلقة بالنمو التناسبي أو الضرب المتكرر، حيث تتغير قيم الإدخال بشكل متناسب على فترات قيم إخراج متساوية الطول. وبشكل بديل، إذا كانت قيمة الإخراج عدداً صحيحاً، فهذا يشير إلى عدد المرات التي تم فيها ضرب القيمة الأولية في نسبة النمو.
    • 2.14.A.2 يمكن بناء نموذج لدالة لوغاريتمية من خلال نسبة مناسبة وصفر حقيقي، أو من خلال زوجين من قيم الإدخال والإخراج.
    • 2.14.A.3 يمكن بناء نماذج للدوال اللوغاريتمية عن طريق تطبيق تحويلات على $f(x) = a\log_b x$ بناءً على خصائص السياق أو مجموعة البيانات.
    • 2.14.A.4 يمكن بناء نماذج للدوال اللوغاريتمية لمجموعة بيانات باستخدام التكنولوجيا عبر الانحدار اللوغاريتمي.
    • 2.14.A.5 غالباً ما تكون دالة اللوغاريتم الطبيعي مفيدة في نمذجة الظواهر الواقعية.
    • 2.14.A.6 يمكن استخدام نماذج الدوال اللوغاريتمية للتنبؤ بالقيم للمتغير التابع.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    Logarithms model quantities that change over huge multiplicative ranges (sound, acid strength, earthquakes). Build a log model from data, and use logarithmic regression for a data set. Because a log compresses large values, it turns proportional growth into a straight-line pattern – the idea behind semi-log plots.

    العربية

    تُمثل اللوغاريتمات الكميات التي تتغير عبر نطاقات ضرب ضخمة (الصوت، قوة الحموضة، الزلازل). بنِ نموذجاً لوغاريتمياً من البيانات، واستخدم الانحدار اللوغاريتمي لمجموعة بيانات. لأن اللوغاريتم يضغط القيم الكبيرة، فإنه يحول النمو النسبي إلى نمط خط مستقيم – وهو المبدأ وراء الرسوم البيانية شبه اللوغاريتمية.

    2.15

    Semi-log Plots · ⁨الرسوم البيانية شبه اللوغاريتمية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 2.15.A: Determine if an exponential model is appropriate by examining a semi-log plot of a data set.

    • 2.15.A.1 In a semi-log plot, one of the axes is logarithmically scaled. When the $y$-axis of a semi-log plot is logarithmically scaled, data or functions that demonstrate exponential characteristics will appear linear.
    • 2.15.A.2 An advantage of semi-log plots is that a constant never needs to be added to the dependent variable values to reveal that an exponential model is appropriate.

    Learning Objective 2.15.B: Construct the linearization of exponential data.

    • 2.15.B.1 Techniques used to model linear functions can be applied to a semi-log graph.
    • 2.15.B.2 For an exponential model of the form $y = ab^x$, the corresponding linear model for the semi-log plot is $y = (\log_n b)x + \log_n a$, where $n > 0$ and $n \neq 1$. Specifically, the linear rate of change is $\log_n b$, and the initial linear value is $\log_n a$.
    العربية

    هدف التعلم 2.15.A: تحديد ما إذا كان النموذج الأسي مناسباً من خلال فحص مخطط شبه لوغاريتمي لمجموعة بيانات.

    • 2.15.A.1 في الرسم البياني شبه اللوغاريتمي، يكون أحد المحورين مقياسه لوغاريتمياً. عندما يكون محور $y$ في الرسم البياني شبه اللوغاريتمي مقياسه لوغاريتمياً، تظهر البيانات أو الدوال التي تُظهر خصائص أسية على شكل خط مستقيم.
    • 2.15.A.2 من مميزات المخططات شبه اللوغاريتمية أنه لا حاجة لإضافة ثابت دائمًا إلى قيم المتغير الكامن لكشف مدى ملاءمة النموذج الأسي.

    هدف التعلم 2.15.B: بناء خطية بيانات أسية.

    • 2.15.B.1 يمكن تطبيق التقنيات المستخدمة لنمذجة الدوال الخطية على الرسم البياني شبه اللوغاريتمي.
    • 2.15.B.2 بالنسبة لنموذج أسي من الشكل $y = ab^x$، فإن النموذج الخطي المقابل للرسم البياني شبه اللوغاريتمي هو $y = (\log_n b)x + \log_n a$، حيث $n > 0$ و$n \neq 1$. تحديدًا، المعدل الخطي للتغير هو $\log_n b$، والقيمة الخطية الأولية هي $\log_n a$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    A semi-log plot 半对数图 puts the output on a logarithmic axis and the input on a normal axis. On these axes, an exponential function $y=ab^x$ becomes a straight line, because $\log y = \log a + (\log b)\,x$ is linear in $x$. So: if data look linear on a semi-log plot, an exponential model fits; the line's slope gives $\log b$ and its intercept gives $\log a$.

    العربية

    الرسم البياني شبه اللوغاريتمي يضع الناتج على محور لوغاريتمي والمدخل على محور عادي. على هذه المحاور، تصبح الدالة الأسية $y=ab^x$ خطاً مستقيماً، لأن $\log y = \log a + (\log b)\,x$ خطي في $x$. لذلك: إذا بدت البيانات خطية على رسم بياني شبه لوغاريتمي، فإن النموذج الأسي مناسب؛ ميل الخط يعطي $\log b$ وقاطعه يعطي $\log a$.

    2.15

    Exam tips · ⁨نصائح للامتحان⁩

    English
    • Distinguish arithmetic (add a common difference) from geometric (multiply a common ratio) sequences and their linear/exponential function cousins.
    • Exponential = repeated multiplication, so it eventually outgrows any linear or polynomial model.
    • The logarithm is the inverse of the exponential ($\log_b c=a\Leftrightarrow b^a=c$); use it to solve $b^x=k$.
    • Apply the log laws (product, quotient, power) and the change-of-base formula; the argument of a log must be positive.
    • On a semi-log plot an exponential model becomes a straight line.
    العربية
    • فرق بين المتتاليات الأرithmetic (أضف فرقاً مشتركاً) و الهندسية (اضرب نسبة مشتركة) وأقرانها من الدوال الخطية/الأسية.
    • الأسية = ضرب متكرر، لذا فهي أخيراً تتجاوز أي نموذج خطي أو كثير حدود.
    • اللوغاريتم هو معكوس الدالة الأسية ($\log_b c=a\Leftrightarrow b^a=c$); استخدمه لحل $b^x=k$.
    • طبق قوانين اللوغاريتم (الجداء، القسمة، القوة) وصيغة تغيير الأساس؛ يجب أن يكون ما بداخل اللوغاريتم إيجابياً.
    • على رسم بياني شبه لوغاريتمي يصبح النموذج الأسي خطاً مستقيماً.
  • 3

    Trigonometric and Polar Functions · ⁨الدوال المثلثية والدوال القطبية⁩

    Watch lesson · ⁨شاهد الدرس⁩
    3.1

    Periodic Phenomena · ⁨الظواهر الدورية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.1.A: Construct graphs of periodic relationships based on verbal representations.

    • 3.1.A.1 A periodic relationship can be identified between two aspects of a context if, as the input values increase, the output values demonstrate a repeating pattern over successive equal-length intervals.
    • 3.1.A.2 The graph of a periodic relationship can be constructed from the graph of a single cycle of the relationship.

    Learning Objective 3.1.B: Describe key characteristics of a periodic function based on a verbal representation.

    • 3.1.B.1 The period of the function is the smallest positive value $k$ such that $f(x + k) = f(x)$ for all $x$ in the domain. Consequently, the behavior of a periodic function is completely determined by any interval of width $k$.
    • 3.1.B.2 The period can be estimated by investigating successive equal-length output values and finding where the pattern begins to repeat.
    • 3.1.B.3 Periodic functions take on characteristics of other functions, such as intervals of increase and decrease, different concavities, and various rates of change. However, with periodic functions, all characteristics found in one period of the function will be in every period of the function.
    العربية

    هدف التعلم 3.1.A: رسم بياني للعلاقات الدورية بناءً على التمثيلات اللفظية.

    • 3.1.A.1 يمكن تحديد علاقة دورية بين جانبين من سياق ما إذا كانت قيم المدخلات تزداد وقيم المخرجات تُظهر نمطاً متكرراً على فترات متتالية متساوية الطول.
    • 3.1.A.2 يمكن رسم بياني للعلاقة الدورية انطلاقاً من الرسم البياني لدورة واحدة فقط من العلاقة.

    هدف التعلم 3.1.B: وصف الخصائص الرئيسية للدالة الدورية بناءً على تمثيل لفظي.

    • 3.1.B.1 الفترة للدالة هي أصغر قيمة موجبة $k$ بحيث $f(x + k) = f(x)$ لجميع $x$ في المجال. بالتالي، يكون سلوك الدالة الدورية محددًا تماماً بواسطة أي فترة عرضها $k$.
    • 3.1.B.2 يمكن تقدير الفترة من خلال فحص قيم المخرجات المتتالية المتساوية الطول وإيجاد نقطة بداية تكرار النمط.
    • 3.1.B.3 تأخذ الدوال الدورية خصائص من دوال أخرى، مثل فترات الزيادة والنقصان، والتقعر المختلفة، ومعدلات التغير المتنوعة. ومع ذلك، بالنسبة للدوال الدورية، ستكون جميع الخصائص التي تُوجد في دورة واحدة من الدالة موجودة في كل دورة من الدالة.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    A relationship is periodic 周期性 if its output pattern repeats at regular input steps. The period 周期 is the smallest positive $k$ with $f(x+k)=f(x)$ for all $x$. You can build the whole graph by copying a single cycle 周期段, and estimate the period by finding how far apart the pattern repeats. Within each cycle a periodic function still has intervals of increase/decrease and maxima/minima.

    العربية
    المحطة الفضائية الدولية في المدار: تصف الدوال المثلثية والقطبية الحركة الدورية والدائرية
    المحطة الفضائية الدولية في المدار: تصف الدوال المثلثية والقطبية الحركة الدورية والدائرية

    تكون العلاقة دورية إذا كان نمط نتيجتها يتكرر على خطوات إدخال منتظمة. الدورة هي أصغر قيمة موجبة $k$ مع $f(x+k)=f(x)$ لكل $x$. يمكنك بناء الرسم البياني بالكامل بنسخ دورة واحدة، وتقدير الدورة بإيجاد المسافة بين تكرارات النمط. ضمن كل دورة، لا تزال الدالة الدورية تحتوي على فترات زيادة/نقصان وقيم عظمى/صغرى.

    sin و cos تتذببان بين -1 و 1؛ tan تنكسر عند 90 و 270 درجة
    sin و cos تتذببان بين -1 و 1؛ tan تنكسر عند 90 و 270 درجة
    عجلة فيينا العملاقة مقابل السماء الزرقاء
    عندما تدور العجلة بشكل ثابت، يرتفع ارتفاعك وينخفض مراراً وتكراراً — موجة جيبية حقيقية في الزمن
    3.2

    Sine, Cosine, and Tangent · ⁨الجيب، جيب التمام، والظل⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.2.A: Determine the sine, cosine, and tangent of an angle using the unit circle.

    • 3.2.A.1 In the coordinate plane, an angle is in standard position when the vertex coincides with the origin and one ray coincides with the positive $x$-axis. The other ray is called the terminal ray. Positive and negative angle measures indicate rotations from the positive $x$-axis in the counterclockwise and clockwise direction, respectively. Angles in standard position that share a terminal ray differ by an integer number of revolutions.
    • 3.2.A.2 The radian measure of an angle in standard position is the ratio of the length of the arc of a circle centered at the origin subtended by the angle to the radius of that same circle. For a unit circle, which has radius $1$, the radian measure is the same as the length of the subtended arc.
    • 3.2.A.3 Given an angle in standard position and a circle centered at the origin, there is a point, $P$, where the terminal ray intersects the circle. The sine of the angle is the ratio of the vertical displacement of $P$ from the $x$-axis to the distance between the origin and point $P$. Therefore, for a unit circle, the sine of the angle is the $y$-coordinate of point $P$.
    • 3.2.A.4 Given an angle in standard position and a circle centered at the origin, there is a point, $P$, where the terminal ray intersects the circle. The cosine of the angle is the ratio of the horizontal displacement of $P$ from the $y$-axis to the distance between the origin and point $P$. Therefore, for a unit circle, the cosine of the angle is the $x$-coordinate of point $P$.
    • 3.2.A.5 Given an angle in standard position, the tangent of the angle is the slope, if it exists, of the terminal ray. Because the slope of the terminal ray is the ratio of the vertical displacement to the horizontal displacement over any interval, the tangent of the angle is the ratio of the $y$-coordinate to the $x$-coordinate of the point at which the terminal ray intersects the unit circle; alternately, it is the ratio of the angle's sine to its cosine.
    العربية

    هدف التعلم 3.2.A: تحديد جيب وجيب التمام والظل لزوايا باستخدام الدائرة الوحدة.

    • 3.2.A.1 في المستوى الإحداثي، تكون الزاوية في الموضع القياسي عندما يتطابق رأسها مع نقطة الأصل وتتناصف أحد شعاعيها مع المحور الموجب $x$. يسمى الشعاع الآخر بالشعاع النهائي. تشير قياسات الزوايا الموجبة والسالبة إلى الدوران من المحور الموجب $x$ في الاتجاه المضاد لاتجاه عقارب الساعة وفي اتجاه عقارب الساعة على التوالي. تتباين الزوايا في الموضع القياسي التي تشترك في شعاع نهائي بعدد صحيح من الدورات.
    • 3.2.A.2 مقياس الراديان للزاوية في الموضع القياسي هو نسبة طول قوس دائرة مركزها نقطة الأصل ومقطوعة بالزاوية إلى نصف قطر نفس الدائرة. بالنسبة للدائرة الوحدة ذات نصف القطر $1$، يكون مقياس الراديان مساوياً لطول القوس المقطوع.
    • 3.2.A.3 بمعلومية زاوية في الموضع القياسي ودائرة مركزها نقطة الأصل، توجد نقطة $P$ يتقاطع فيها الشعاع النهائي مع الدائرة. جيب الزاوية هو نسبة الانزياح العمودي لـ $P$ عن المحور $x$ إلى المسافة بين نقطة الأصل والنقطة $P$. لذلك، بالنسبة للدائرة الوحدة، يكون جيب الزاوية هو الإحداثي $y$ للنقطة $P$.
    • 3.2.A.4 بمعلومية زاوية في الموضع القياسي ودائرة مركزها نقطة الأصل، توجد نقطة $P$ يتقاطع فيها الشعاع النهائي مع الدائرة. جيب تمام الزاوية هو نسبة الانزياح الأفقي لـ $P$ عن المحور $y$ إلى المسافة بين نقطة الأصل والنقطة $P$. لذلك، بالنسبة للدائرة الوحدة، يكون جيب تمام الزاوية هو الإحداثي $x$ للنقطة $P$.
    • 3.2.A.5 بمعلومية زاوية في الموضع القياسي، ظل الزاوية هو الميل، إن وجد، للشعاع النهائي. وبما أن ميل الشعاع النهائي هو نسبة الانزياح العمودي إلى الانزياح الأفقي على أي فترة، فإن ظل الزاوية هو نسبة الإحداثي $y$ إلى الإحداثي $x$ للنقطة التي يتقاطع فيها الشعاع النهائي مع الدائرة الوحدة؛ أو بشكل بديل، هو نسبة جيب الزاوية إلى جيب تمامها.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    An angle is in standard position 标准位置 when its vertex is at the origin and its initial ray lies on the positive $x$-axis. Its radian 弧度 measure is the arc length on a unit circle. For the point $P$ where the terminal ray meets a circle of radius $r$:

    $$\cos\theta = \frac{x}{r},\qquad \sin\theta = \frac{y}{r},\qquad \tan\theta = \frac{y}{x}\ (\text{the slope of the terminal ray}).$$

    العربية

    يكون الزاوية في الموضع القياسي عندما تكون ذروتها في نقطة الأصل وشعاعها الأولي يقع على المحور $x$ الموجب. مقياسها بالراديان هو طول القوس على دائرة الوحدة. للنقطة $P$ حيث يلتقي الشعاع النهائي بدائرة نصف قطرها $r$:

    $$\cos\theta = \frac{x}{r},\qquad \sin\theta = \frac{y}{r},\qquad \tan\theta = \frac{y}{x}\ (\text{the slope of the terminal ray}).$$

    تسمية أضلاع المثلث القائم من الزاوية
    تسمية أضلاع المثلث القائم من الزاوية
    Explore · ⁨استكشف⁩

    Read sine and cosine off the unit circle · ⁨اقرأ الجيب وجيب التمام من الدائرة الوحدة⁩

    On the unit circle a point at angle $\theta$ has coordinates $(\cos\theta,\ \sin\theta)$. Spin the angle to watch sine and cosine trace out as the height and width. · ⁨على الدائرة الوحدة، النقطة عند الزاوية $\theta$ إحداثياتها $(\cos\theta,\ \sin\theta)$. حرك الزاوية لترى كيف يرسم الجيب وجيب التمام الارتفاع والعرض.⁩

    3.3

    Sine and Cosine Function Values · ⁨قيم دوال الجيب وجيب التمام⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.3.A: Determine coordinates of points on a circle centered at the origin.

    • 3.3.A.1 Given an angle of measure $\theta$ in standard position and a circle with radius $r$ centered at the origin, there is a point, $P$, where the terminal ray intersects the circle. The coordinates of point $P$ are $(r\cos\theta, r\sin\theta)$.
    • 3.3.A.2 The geometry of isosceles right and equilateral triangles, while attending to the signs of the values based on the quadrant of the angle, can be used to find exact values for the cosine and sine of angles that are multiples of $\dfrac{\pi}{4}$ and $\dfrac{\pi}{6}$ radians and whose terminal rays do not lie on an axis.
    العربية

    هدف التعلم 3.3.A: تحديد إحداثيات النقاط على دائرة مركزها نقطة الأصل.

    • 3.3.A.1 بمعلومية زاوية مقدارها $\theta$ في الموضع القياسي ودائرة نصف قطرها $r$ مركزها نقطة الأصل، توجد نقطة $P$ يتقاطع فيها الشعاع النهائي مع الدائرة. إحداثيات النقطة $P$ هي $(r\cos\theta, r\sin\theta)$.
    • 3.3.A.2 يمكن استخدام هندسة المثلثات المتساوية الساقين والمتساوية الأضلاع، مع مراعاة إشارات القيم بناءً على الربع الذي تقع فيه الزاوية، لإيجاد القيم الدقيقة لجيب التمام والجيب للزوايا التي تساوي مضاعفات $\dfrac{\pi}{4}$ و$\dfrac{\pi}{6}$ راديان والتي لا تقع أشعتها النهائية على محور.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    On a circle of radius $r$, $x=r\cos\theta$ and $y=r\sin\theta$. Exact values at the special angles ($0,\tfrac{\pi}{6},\tfrac{\pi}{4},\tfrac{\pi}{3},\tfrac{\pi}{2},\dots$) come from isosceles right and equilateral triangle 等边三角形 geometry, with signs set by the quadrant 象限 of the angle.

    العربية

    على دائرة نصف قطرها $r$، $x=r\cos\theta$ و$y=r\sin\theta$. القيم الدقيقة عند الزوايا الخاصة ($0,\tfrac{\pi}{6},\tfrac{\pi}{4},\tfrac{\pi}{3},\tfrac{\pi}{2},\dots$) مستمدة من هندسة المثلث القائم المتساوي الساقين والمثلث المتساوي الأضلاع، مع تحديد الإشارات بناءً على الربع الذي يقع فيه الزاوية.

    3.4

    Sine and Cosine Function Graphs · ⁨رسوم بيانية لدوال الجيب وجيب التمام⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.4.A: Construct representations of the sine and cosine functions using the unit circle.

    • 3.4.A.1 Given an angle of measure $\theta$ in standard position and a unit circle centered at the origin, there is a point, $P$, where the terminal ray intersects the circle. The sine function, $f(\theta) = \sin\theta$, gives the $y$-coordinate, or vertical displacement from the $x$-axis, of point $P$. The domain of the sine function is all real numbers.
    • 3.4.A.2 As the input values, or angle measures, of the sine function increase, the output values oscillate between $-1$ and $1$, taking every value in between and tracking the vertical distance of points on the unit circle from the $x$-axis.
    • 3.4.A.3 Given an angle of measure $\theta$ in standard position and a unit circle centered at the origin, there is a point, $P$, where the terminal ray intersects the circle. The cosine function, $f(\theta) = \cos\theta$, gives the $x$-coordinate, or horizontal displacement from the $y$-axis, of point $P$. The domain of the cosine function is all real numbers.
    • 3.4.A.4 As the input values, or angle measures, of the cosine function increase, the output values oscillate between $-1$ and $1$, taking every value in between and tracking the horizontal distance of points on the unit circle from the $y$-axis.
    العربية

    هدف التعلم 3.4.A: بناء تمثيلات لدوال الجيب وجيب التمام باستخدام الدائرة الوحدة.

    • 3.4.A.1 بمعلومية زاوية مقدارها $\theta$ في الموضع القياسي ودائرة وحدة مركزها نقطة الأصل، توجد نقطة $P$ يتقاطع فيها الشعاع النهائي مع الدائرة. تعطي دالة الجيب $f(\theta) = \sin\theta$ الإحداثي $y$، أو الانزياح العمودي عن المحور $x$، للنقطة $P$. مجال دالة الجيب هو جميع الأعداد الحقيقية.
    • 3.4.A.2 مع زيادة قيم الإدخال، أو قياسات الزاوية، في دالة الجيب، تتذبذب قيم الإخراج بين $-1$ و$1$، وتأخذ كل قيمة في بينهما وتتبع المسافة العمودية لنقاط على الدائرة الوحدة من المحور $x$.
    • 3.4.A.3 بافتراض زاوية مقدارها $\theta$ في الوضع القياسي ودائرة وحدة مركزها نقطة الأصل، توجد نقطة، $P$، حيث يتقاطع الشعاع النهائي مع الدائرة. تعطي دالة جيب التمام، $f(\theta) = \cos\theta$، الإحداثي $x$، أو الإزاحة الأفقية من محور $y$، للنقطة $P$. مجال دالة جيب التمام هو جميع الأعداد الحقيقية.
    • 3.4.A.4 مع زيادة قيم الإدخال، أو قياسات الزاوية، في دالة جيب التمام، تتذبذب قيم الإخراج بين $-1$ و$1$، وتأخذ كل قيمة في بينهما وتتبع المسافة الأفقية لنقاط على الدائرة الوحدة من المحور $y$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English
    The unit circle draws the sine curve

    On the unit circle 单位圆 ($r=1$), $\sin\theta$ is the $y$-coordinate and $\cos\theta$ is the $x$-coordinate. As $\theta$ increases, both oscillate 振荡 smoothly between $-1$ and $1$ with period $2\pi$. Sine starts at $0$ (rising); cosine starts at $1$. They are the same wave shifted by $\tfrac{\pi}{2}$.

    العربية
    الدائرة الوحدة ترسم منحنى الجيب

    على الدائرة الوحدة ($r=1$)، $\sin\theta$ هو الإحداثي $y$ و $\cos\theta$ هو الإحداثي $x$. مع ازدياد $\theta$، كلاهما يتذبذب بسلاسة بين $-1$ و $1$ مع فترة $2\pi$. يبدأ الجيب عند $0$ (متصعداً)؛ يبدأ جيب التمام عند $1$. هما نفس الموجة مزاحة بمقدار $\tfrac{\pi}{2}$.

    y = sin x و y = cos x هما موجتان ناعمتان بين -1 و 1
    y = sin x و y = cos x هما موجتان ناعمتان بين -1 و 1
    Explore · ⁨استكشف⁩

    Graph a sine wave · ⁨رسم موجة جيبية⁩

    Unrolling the circle gives the wave $y=\sin x$: it repeats every $2\pi$ (its period) and swings between $-1$ and $1$ (its amplitude). · ⁨إمالة الدائرة تولد الموجة $y=\sin x$: تتكرر كل $2\pi$ (دورها) وتهتز بين $-1$ و$1$ (سعتها).⁩

    Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
    English العربية
    periodic/ˌpɪərɪˈɒdɪk/ دوريان
    period/ˈpɪərɪəd/ الدور
    cycle/ˈsaɪkl/ دورة
    standard position/ˈstændəd pəˈzɪʃn/ الموضع القياسي
    radian/ˈreɪdɪən/ راديان
    equilateral triangle/ˌiːkwɪˈlætərəl ˈtraɪæŋɡl/ المثلث متساوي الأضلاع
    quadrant/ˈkwɒdrənt/ الربع
    unit circle/ˈjuːnɪt ˈsɜːkl/ الدائرة الوحدة
    oscillate/ˈɒsɪleɪt/ يتذبذب
    sinusoidal function/ˌsaɪnəˈsɔɪdl ˈfʌŋkʃn/ دالة جيبية
    frequency/ˈfriːkwənsi/ التردد
    Amplitude/ˈæmplɪtjuːd/ السعة
    Midline/ˈmɪdlaɪn/ الخط الأوسط
    phase shift/feɪz ʃɪft/ إزاحة الطور
    inverse trigonometric functions/ɪnˈvɜːs ˌtrɪɡənəʊˈmetrɪk ˈfʌŋkʃnz/ الدوال المثلثية العكسية
    arcsine/ˈɑːksaɪn/ الجيب العكسي
    reciprocals/rɪˈsɪprəklz/ مقلوبات
    Pythagorean identity/ˈpaɪθəɡɔːrɪən aɪˈdentɪti/ متطابقة فيثاغورس
    sum identities/sʌm aɪˈdentɪtiz/ متطابقات المجموع
    double-angle/ˈdʌbl ˈæŋɡl/ زاوية مزدوجة
    Polar coordinates/ˈpəʊlə kəʊˈɔːdɪnəts/ الإحداثيات القطبية
    complex number/ˈkɒmpleks ˈnʌmbə/ عدد مركب
    3.5

    Sinusoidal Functions · ⁨الدوال الجيبية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.5.A: Identify key characteristics of the sine and cosine functions.

    • 3.5.A.1 A sinusoidal function is any function that involves additive and multiplicative transformations of $f(\theta) = \sin\theta$. The sine and cosine functions are both sinusoidal functions, with $\cos\theta = \sin\left(\theta + \dfrac{\pi}{2}\right)$.
    • 3.5.A.2 The period and frequency of a sinusoidal function are reciprocals. The period of $f(\theta) = \sin\theta$ and $g(\theta) = \cos\theta$ is $2\pi$, and the frequency is $\dfrac{1}{2\pi}$.
    • 3.5.A.3 The amplitude of a sinusoidal function is half the difference between its maximum and minimum values. The amplitude of $f(\theta) = \sin\theta$ and $g(\theta) = \cos\theta$ is $1$.
    • 3.5.A.4 The midline of the graph of a sinusoidal function is determined by the average, or arithmetic mean, of the maximum and minimum values of the function. The midline of the graphs of $y = \sin\theta$ and $y = \cos\theta$ is $y = 0$.
    • 3.5.A.5 As input values increase, the graphs of sinusoidal functions oscillate between concave down and concave up.
    • 3.5.A.6 The graph of $y = \sin\theta$ has rotational symmetry about the origin and is therefore an odd function. The graph of $y = \cos\theta$ has reflective symmetry over the $y$-axis and is therefore an even function.
    العربية

    هدف التعلم 3.5.A: تحديد الخصائص الرئيسية لدلتي الجيب وجيب التمام.

    • 3.5.A.1 الدالة المثلثية هي أي دالة تتضمن تحويلات جمعية وضربية لـ $f(\theta) = \sin\theta$. كلتا دالتي الجيب وجيب التمام هما دوال مثلثية، بـ $\cos\theta = \sin\left(\theta + \dfrac{\pi}{2}\right)$.
    • 3.5.A.2 الدور والتردد للدالة المثلثية مت reciprocalان. دور $f(\theta) = \sin\theta$ و$g(\theta) = \cos\theta$ هو $2\pi$، والتردد هو $\dfrac{1}{2\pi}$.
    • 3.5.A.3 السعة للدالة المثلثية هي نصف الفرق بين قيمتها العظمى والصغرى. سعة $f(\theta) = \sin\theta$ و$g(\theta) = \cos\theta$ هي $1$.
    • 3.5.A.4 خط المنتصف لمخطط الدالة المثلثية يُحدد عن طريق المتوسط الحسابي للقيم العظمى والصغرى للدالة. خط المنتصف لمخططات $y = \sin\theta$ و$y = \cos\theta$ هو $y = 0$.
    • 3.5.A.5 مع زيادة قيم الإدخال، تتذبذب مخططات الدوال المثلثية بين التقعر لأسفل والتقعر لأعلى.
    • 3.5.A.6 بياني لـ $y = \sin\theta$ يمتلك تناظر دوراني حول نقطة الأصل وهو بالتالي دالة فردية. بياني لـ $y = \cos\theta$ يمتلك تناظر انعكاسي عبر محور $y$ وهو بالتالي دالة زوجية.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    A sinusoidal function 正弦型函数 is any transformation of sine (or cosine). Its key features:

    • Period and frequency 频率 are reciprocals; $\sin\theta$ has period $2\pi$.
    • Amplitude 振幅 = half the distance between the maximum and minimum output.
    • Midline 中线 $y=d$ = the average of the maximum and minimum (the horizontal center line).

    The graph alternates concave up and concave down each half-cycle.

    Worked example. For $f(\theta)=3\sin(2\theta)+1$: the amplitude is $3$, the period is $\dfrac{2\pi}{2}=\pi$, and the midline is $y=1$. So the maximum output is $1+3=4$ and the minimum is $1-3=-2$.

    العربية

    الدالة الجيبية هي أي تحول للجيب (أو جيب التمام). خصائصها الرئيسية:

    • الدور والتواتر مقلوبان؛ $\sin\theta$ له دور $2\pi$.
    • السعة = نصف المسافة بين القيمة العظمى والصغرى للمخرجات.
    • خط المنتصف $y=d$ = المتوسط الحسابي للقيمة العظمى والصغرى (الخط الأفقي المركزي).

    يتناوب الرسم البياني بين الانحناء لأعلى والانحناء لأسفل في كل نصف دورة.

    مثال محلول. لـ $f(\theta)=3\sin(2\theta)+1$: السعة هي $3$، والدور هو $\dfrac{2\pi}{2}=\pi$، وخط المنتصف هو $y=1$. إذن القيمة العظمى للمخرجات هي $1+3=4$ والقيمة الصغرى هي $1-3=-2$.

    3.6

    Sinusoidal Function Transformations · ⁨تحويلات الدوال الجيبية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.6.A: Identify the amplitude, vertical shift, period, and phase shift of a sinusoidal function.

    • 3.6.A.1 Functions that can be written in the form $f(\theta) = a\sin(b(\theta + c)) + d$ or $g(\theta) = a\cos(b(\theta + c)) + d$, where $a, b, c,$ and $d$ are real numbers and $a \neq 0$, are sinusoidal functions and are transformations of the sine and cosine functions. Additive and multiplicative transformations are the same for both sine and cosine because the cosine function is a phase shift of the sine function by $-\dfrac{\pi}{2}$ units.
    • 3.6.A.2 The graph of the additive transformation $g(\theta) = \sin\theta + d$ of the sine function $f(\theta) = \sin\theta$ is a vertical translation of the graph of $f$, including its midline, by $d$ units. The same transformation of the cosine function yields the same result.
    • 3.6.A.3 The graph of the additive transformation $g(\theta) = \sin(\theta + c)$ of the sine function $f(\theta) = \sin\theta$ is a horizontal translation, or phase shift, of the graph of $f$ by $-c$ units. The same transformation of the cosine function yields the same result.
    • 3.6.A.4 The graph of the multiplicative transformation $g(\theta) = a\sin\theta$ of the sine function $f(\theta) = \sin\theta$ is a vertical dilation of the graph of $f$ and differs in amplitude by a factor of $|a|$. The same transformation of the cosine function yields the same result.
    • 3.6.A.5 The graph of the multiplicative transformation $g(\theta) = \sin(b\theta)$ of the sine function $f(\theta) = \sin\theta$ is a horizontal dilation of the graph of $f$ and differs in period by a factor of $\left|\dfrac{1}{b}\right|$. The same transformation of the cosine function yields the same result.
    • 3.6.A.6 The graph of $y = f(\theta) = a\sin(b(\theta + c)) + d$ has an amplitude of $|a|$ units, a period of $\left|\dfrac{1}{b}\right|2\pi$ units, a midline vertical shift of $d$ units from $y = 0$, and a phase shift of $-c$ units. The same transformations of the cosine function yield the same results.
    العربية

    هدف التعلم 3.6.A: تحديد السعة والإزاحة الرأسية والدور والإزاحة الطورية للدالة المثلثية.

    • 3.6.A.1 الدوال التي يمكن كتابتها على الصيغة $f(\theta) = a\sin(b(\theta + c)) + d$ أو $g(\theta) = a\cos(b(\theta + c)) + d$، حيث $a, b, c,$ و$d$ أعداد حقيقية و$a \neq 0$، هي دوال مثلثية وت representing تحويلات لدلتي الجيب وجيب التمام. التحويلات الجمعية والضربية متطابقة لكلا الدالتين لأن دالة جيب التمام هي إزاحة طورية لدالة الجيب بمقدار $-\dfrac{\pi}{2}$ وحدات.
    • 3.6.A.2 مخطط التحويل الجمعي $g(\theta) = \sin\theta + d$ لدالة الجيب $f(\theta) = \sin\theta$ هو إزاحة رأسية لمخطط $f$، بما في ذلك خط منتصفه، بمقدار $d$ وحدات. نفس التحويل applied لدالة جيب التمام يعطي نفس النتيجة.
    • 3.6.A.3 مخطط التحويل الجمعي $g(\theta) = \sin(\theta + c)$ لدالة الجيب $f(\theta) = \sin\theta$ هو إزاحة أفقية، أو إزاحة طورية، لمخطط $f$ بمقدار $-c$ وحدات. نفس التحويل applied لدالة جيب التمام يعطي نفس النتيجة.
    • 3.6.A.4 مخطط التحويل الضربي $g(\theta) = a\sin\theta$ لدالة الجيب $f(\theta) = \sin\theta$ هو تمدد رأسي لمخطط $f$ ويختلف في السعة بعامل قدره $|a|$. نفس التحويل applied لدالة جيب التمام يعطي نفس النتيجة.
    • 3.6.A.5 مخطط التحويل الضربي $g(\theta) = \sin(b\theta)$ لدالة الجيب $f(\theta) = \sin\theta$ هو تمدد أفقي لمخطط $f$ ويختلف في الدور بعامل قدره $\left|\dfrac{1}{b}\right|$. نفس التحويل applied لدالة جيب التمام يعطي نفس النتيجة.
    • 3.6.A.6 لمخطط $y = f(\theta) = a\sin(b(\theta + c)) + d$ سعة مقدارها $|a|$ وحدة، ودور مقدارها $\left|\dfrac{1}{b}\right|2\pi$ وحدة، وإزاحة رأسية لخط المنتصف مقدارها $d$ وحدات من $y = 0$، وإزاحة طورية مقدارها $-c$ وحدات. نفس تحويلات دالة جيب التمام تعطي نفس النتائج.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English
    Amplitude, period & phase of a sinusoid

    The general sinusoid is

    $$f(\theta)=a\sin\big(b(\theta+c)\big)+d \quad\text{or}\quad a\cos\big(b(\theta+c)\big)+d,$$
    where $|a|$ is the amplitude, $\dfrac{2\pi}{|b|}$ is the period, $-c$ is the horizontal phase shift 相移 (a $+c$ inside the bracket shifts the graph left by $c$), and $d$ is the vertical shift (midline). A negative $a$ reflects the wave.

    العربية
    السعة، الدور، والطور لدالة جيبية

    الدالة الجيبية العامة هي

    $$f(\theta)=a\sin\big(b(\theta+c)\big)+d \quad\text{or}\quad a\cos\big(b(\theta+c)\big)+d,$$
    حيث $|a|$ هي السعة، $\dfrac{2\pi}{|b|}$ هو الدور، $-c$ هو إزاحة الطور الأفقية (حيث أن إضافة $+c$ داخل القوس تحرك الرسم البياني يساراً بمقدار $c$)، و$d$ هو الإزاحة الرأسية (خط المنتصف). إزاحة $a$ سالبة تعكس الموجة.

    Explore · ⁨استكشف⁩

    Stretch and shift a sinusoid · ⁨تمدد وإزاحة موجة جيبية⁩

    In $y=a\sin(bx+c)+d$: $a$ sets the amplitude, $b$ the period, $c$ a horizontal phase shift, and $d$ a vertical shift. Change each and watch the wave respond. · ⁨في $y=a\sin(bx+c)+d$: $a$ يحدد السعة، $b$ الدورة، $c$ إزاحة طور أفقية، و$d$ إزاحة عمودية. غيّر كل واحد لترى استجابة الموجة.⁩

    3.7

    Sinusoidal Function Context and Data Modeling · ⁨سياق الدوال الجيبية ونمذجة البيانات⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.7.A: Construct sinusoidal function models of periodic phenomena.

    • 3.7.A.1 The smallest interval of input values over which the maximum or minimum output values start to repeat, that is, the input-value interval between consecutive maxima or consecutive minima, can be used to determine or estimate the period and frequency for a sinusoidal function model.
    • 3.7.A.2 The maximum and minimum output values can be used to determine or estimate the amplitude and vertical shift for a sinusoidal function model.
    • 3.7.A.3 An actual pair of input-output values can be compared to pairs of input-output values produced by a sinusoidal function model to determine or estimate a phase shift for the model.
    • 3.7.A.4 Sinusoidal function models can be constructed for a data set with technology by estimating key values or using sinusoidal regressions.
    • 3.7.A.5 Sinusoidal functions that model a data set are frequently only useful over their contextual domain and can be used to predict values of the dependent variable from values of the independent variable.
    العربية

    هدف التعلم 3.7.A: بناء نماذج لدوال مثلثية للظواهر الدورية.

    • 3.7.A.1 أصغر فترة من قيم الإدخال التي تبدأ فيها قيم الإخراج العظمى أو الصغرى بالتكرار، أي فترة قيم الإدخال بين ذروات متتالية أو قيعان متتالية، يمكن استخدامها لتحديد أو تقدير الدور والتردد لنموذج دالة مثلثية.
    • 3.7.A.2 يمكن استخدام قيم الإخراج العظمى والصغرى لتحديد أو تقدير السعة والإزاحة الرأسية لنموذج دالة مثلثية.
    • 3.7.A.3 يمكن مقارنة زوج فعلي من قيم الإدخال والإخراج بأزواج من قيم الإدخال والإخراج الناتجة عن نموذج دالة مثلثية لتحديد أو تقدير الإزاحة الطورية للنموذج.
    • 3.7.A.4 يمكن بناء نماذج لدوال مثلثية لمجموعة بيانات باستخدام التكنولوجيا عن طريق تقدير القيم الأساسية أو باستخدام الانحدار المثلثي.
    • 3.7.A.5 الدوال المثلثية التي نمذج مجموعة بيانات تكون مفيدة عادةً فقط خلال مجالها السياقي ويمكن استخدامها للتنبؤ بقيم المتغير التابع من قيم المتغير المستقل.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    To model periodic data (tides, daylight, temperature): read the period from where the pattern repeats, get the amplitude and midline from the max and min, and set the phase shift so a peak lands at the right input. Technology fits a sinusoidal regression. Such a model is only trustworthy over its contextual domain.

    العربية

    لنمذجة البيانات الدورية (المد والجزر، ضوء النهار، درجة الحرارة): اقرأ الدور من حيث يتكرر النمط، واحصل على السعة وخط المنتصف من القيم القصوى والمثلى، وضع إزاحة الطور بحيث يقع الذروة عند المدخل الصحيح. تستخدم التكنولوجيا انحداراً جيبياً. هذا النموذج موثوق فقط ضمن نطاقه السياقي.

    3.8

    The Tangent Function · ⁨دالة الظل (Tangent)⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.8.A: Construct representations of the tangent function using the unit circle.

    • 3.8.A.1 Given an angle of measure $\theta$ in standard position and a unit circle centered at the origin, there is a point, $P$, where the terminal ray intersects the circle. The tangent function, $f(\theta) = \tan\theta$, gives the slope of the terminal ray.
    • 3.8.A.2 Because the slope of the terminal ray is the ratio of the change in the $y$-values to the change in the $x$-values between any two points on the ray, the tangent function is also the ratio of the sine function to the cosine function. Therefore, $\tan\theta = \dfrac{\sin\theta}{\cos\theta}$, where $\cos\theta \neq 0$.

    Learning Objective 3.8.B: Describe key characteristics of the tangent function.

    • 3.8.B.1 Because the slope values of the terminal ray repeat every one-half revolution of the circle, the tangent function has a period of $\pi$.
    • 3.8.B.2 The tangent function demonstrates periodic asymptotic behavior at input values $\theta = \dfrac{\pi}{2} + k\pi$, for integer values of $k$, because $\cos\theta = 0$ at those values.
    • 3.8.B.3 The tangent function increases and its graph changes from concave down to concave up between consecutive asymptotes.
    العربية

    هدف التعلم 3.8.A: بناء تمثيلات لدالة الظل باستخدام الدائرة الوحدة.

    • 3.8.A.1 بمعلومية زاوية قياسها $\theta$ في الوضع القياسي ودائرة وحدة مركزها نقطة الأصل، يوجد نقطة، $P$، حيث يتقاطع الشعاع الطرفي مع الدائرة. تعطي دالة الظل، $f(\theta) = \tan\theta$، ميل الشعاع الطرفي.
    • 3.8.A.2 بما أن ميل الشعاع النهائي هو نسبة التغير في $y$-القيم إلى التغير في $x$-القيم بين أي نقطتين على الشعاع، فإن دالة الظل هي أيضًا نسبة دالة الجيب إلى دالة جيب التمام. لذلك، $\tan\theta = \dfrac{\sin\theta}{\cos\theta}$، حيث $\cos\theta \neq 0$.

    هدف التعلم 3.8.B: وصف الخصائص الرئيسية لدالة الظل.

    • 3.8.B.1 بما أن قيم الميل للشعاع النهائي تتكرر كل نصف دورة من الدائرة، فإن لدالة الظل فترة تساوي $\pi$.
    • 3.8.B.2 تُظهر دالة الظل سلوكاً تقاربيًا دورياً عند قيم الإدخال $\theta = \dfrac{\pi}{2} + k\pi$، لقيم صحيحة من $k$، لأن $\cos\theta = 0$ عند تلك القيم.
    • 3.8.B.3 تزداد دالة الظل ويتغير بيانها من مقعر لأسفل إلى مقعر لأعلى بين التقاربيات المتتالية.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    $\tan\theta=\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta}$ is the slope of the terminal ray. Its slope values repeat every half-revolution, so its period is $\pi$. It has vertical asymptotes where $\cos\theta=0$ (at $\theta=\tfrac{\pi}{2}+k\pi$), and it is always increasing between consecutive asymptotes, switching concavity at each zero.

    العربية

    $\tan\theta=\dfrac{\sin\theta}{\cos\theta}$ هو الميل للشعاع النهائي. قيم ميله تتكرر كل نصف دورة، لذا دوره هو $\pi$. لها أقطاب رأسية حيث $\cos\theta=0$ (عند $\theta=\tfrac{\pi}{2}+k\pi$)، وهي دائماً متزايدة بين الأقطاب المتتالية، وتغير انحنائها عند كل صفر.

    3.9

    Inverse Trigonometric Functions · ⁨الدوال المثلثية العكسية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.9.A: Construct analytical and graphical representations of the inverse of the sine, cosine, and tangent functions over a restricted domain.

    • 3.9.A.1 For inverse trigonometric functions, the input and output values are switched from their corresponding trigonometric functions, so the output value of an inverse trigonometric function is often interpreted as an angle measure and the input is a value in the range of the corresponding trigonometric function.
    • 3.9.A.2 The inverse trigonometric functions are called arcsine, arccosine, and arctangent (also represented as $\sin^{-1}x, \cos^{-1}x,$ and $\tan^{-1}x$). Because the corresponding trigonometric functions are periodic, they are only invertible if they have restricted domains.
    • 3.9.A.3 In order to define their respective inverse functions, the domain of the sine function is restricted to $\left[-\dfrac{\pi}{2}, \dfrac{\pi}{2}\right]$, the cosine function to $[0, \pi]$, and the tangent function to $\left(-\dfrac{\pi}{2}, \dfrac{\pi}{2}\right)$.
    العربية

    هدف التعلم 3.9.A: إنشاء تمثيل تحليلي وبياني لمقلوب دوال الجيب وجيب التمام والظل على مجال محدود.

    • 3.9.A.1 بالنسبة للدوال المثلثية العكسية، يتم تبديل قيم الإدخال والمخرجات عن نظيراتها في الدوال المثلثية المقابلة، لذا تُفسر قيمة المخرج لدالة مثلثية عكسية غالبًا كمقياس زاوية، بينما تكون القيمة المدخلة قيمة في نطاق الدالة المثلثية المقابلة.
    • 3.9.A.2 تُسمى الدوال المثلثية العكسية جيب التمام العكسي (arcsine) وجيب التمام العكسي (arccosine) وظل العكسي (arctangent) (يُمثلان أيضًا بـ $\sin^{-1}x, \cos^{-1}x,$ و$\tan^{-1}x$). ونظرًا لأن الدوال المثلثية المقابلة دورية، فهي قابلة للعكس فقط إذا كان لها مجالات محدودة.
    • 3.9.A.3 لتعريف الدوال العكسية المقابلة لها، يتم تقييد مجال دالة الجيب بـ $\left[-\dfrac{\pi}{2}, \dfrac{\pi}{2}\right]$، ودالة جيب التمام بـ $[0, \pi]$، ودالة الظل بـ $\left(-\dfrac{\pi}{2}, \dfrac{\pi}{2}\right)$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    The inverse trigonometric functions 反三角函数 – arcsine 反正弦, arccosine, arctangent – reverse the trig functions, so they take a ratio and return an angle. Because sine, cosine, and tangent repeat, their domains must be restricted (e.g. sine to $[-\tfrac{\pi}{2},\tfrac{\pi}{2}]$) before an inverse can exist.

    العربية

    الدوال المثلثية العكسية – الجيب التمام العكسي، جيب التمام العكسي، ظل التمام العكسي – تعكس الدوال المثلثية، لذا تأخذ نسبة وترجع زاوية. لأن الجيب وجيب التمام والظل يتكررون، يجب تقييد مجالاتها (تقييد النطاق) (مثل تقييد الجيب بـ $[-\tfrac{\pi}{2},\tfrac{\pi}{2}]$) قبل وجود الدالة العكسية.

    3.10

    Trigonometric Equations and Inequalities · ⁨المعادلات والمتباينات المثلثية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.10.A: Solve equations and inequalities involving trigonometric functions.

    • 3.10.A.1 Inverse trigonometric functions are useful in solving equations and inequalities involving trigonometric functions, but solutions may need to be modified due to domain restrictions.
    • 3.10.A.2 Because trigonometric functions are periodic, there are often infinitely many solutions to trigonometric equations.
    • 3.10.A.3 In trigonometric equations and inequalities arising from a contextual scenario, there is often a domain restriction that can be implied from the context, which limits the number of solutions.
    العربية

    هدف التعلم 3.10.A: حل المعادلات والمتباينات التي تتضمن الدوال المثلثية.

    • 3.10.A.1 الدوال المثلثية العكسية مفيدة في حل المعادلات والمتباينات التي تتضمن الدوال المثلثية، ولكن قد تحتاج الحلول إلى تعديل بسبب قيود المجال.
    • 3.10.A.2 بما أن الدوال المثلثية دورية، فإن هناك غالباً عددًا لا نهائيًا من حلول المعادلات المثلثية.
    • 3.10.A.3 في المعادلات والمتباينات المثلثية الناشئة عن سيناريو سياقي، غالبًا ما يكون هناك قيد مجال يمكن استنتاجه من السياق، مما يحد من عدد الحلول.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    Use inverse trig functions to solve trig equations. Because the functions are periodic, there are usually infinitely many solutions – write the general solution by adding multiples of the period, then keep those in the required (often contextual) domain.

    Worked example. Solve $2\sin\theta=1$ on $[0,2\pi)$. Then $\sin\theta=\tfrac12$, and on the unit circle sine is positive in the first and second quadrants, so $\theta=\dfrac{\pi}{6}$ or $\dfrac{5\pi}{6}$. Over all reals you would add $2\pi k$ to each.

    العربية

    استخدم الدوال المثلثية العكسية لحل المعادلات المثلثية. نظراً لأن الدوال دورية، عادة ما تكون هناك عدد لا نهائي من الحلول – اكتب الحل العام بإضافة مضاعفات الدور، ثم احتفظ بالحلول الموجودة في النطاق المطلوب (الذي غالباً ما يكون سياقياً).

    مثال محلول. حل $2\sin\theta=1$ على $[0,2\pi)$. إذن $\sin\theta=\tfrac12$، وعلى الدائرة الوحدة يكون الجيب موجباً في الربعين الأول والثاني، لذا $\theta=\dfrac{\pi}{6}$ أو $\dfrac{5\pi}{6}$. عبر جميع الأعداد الحقيقية، ستضيف $2\pi k$ إلى كل منها.

    3.11

    The Secant, Cosecant, and Cotangent Functions · ⁨دوال الجيب التمام، وقاطع التمام، وظل التمام⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.11.A: Identify key characteristics of functions that involve quotients of the sine and cosine functions.

    • 3.11.A.1 The secant function, $f(\theta) = \sec\theta$, is the reciprocal of the cosine function, where $\cos\theta \neq 0$.
    • 3.11.A.2 The cosecant function, $f(\theta) = \csc\theta$, is the reciprocal of the sine function, where $\sin\theta \neq 0$.
    • 3.11.A.3 The graphs of the secant and cosecant functions have vertical asymptotes where cosine and sine are zero, respectively, and have a range of $(-\infty, -1] \cup [1, \infty)$.
    • 3.11.A.4 The cotangent function, $f(\theta) = \cot\theta$, is the reciprocal of the tangent function, where $\tan\theta \neq 0$. Equivalently, $\cot\theta = \dfrac{\cos\theta}{\sin\theta}$, where $\sin\theta \neq 0$.
    • 3.11.A.5 The graph of the cotangent function has vertical asymptotes for domain values where $\tan\theta = 0$ and is decreasing between consecutive asymptotes.
    العربية

    هدف التعلم 3.11.A: تحديد الخصائص الرئيسية للدوال التي تتضمن نواتج دوال الجيب وجيب التمام.

    • 3.11.A.1 دالة القطع، $f(\theta) = \sec\theta$، هي مقلوب دالة جيب التمام، حيث $\cos\theta \neq 0$.
    • 3.11.A.2 دالة تمام القطع، $f(\theta) = \csc\theta$، هي مقلوب دالة الجيب، حيث $\sin\theta \neq 0$.
    • 3.11.A.3 تحتوي رسوم بيانية لدالتي القطع وتمام القطع على مقاربات رأسية حيث يساوي جيب التمام والجيب صفراً على التوالي، ولها مدى $(-\infty, -1] \cup [1, \infty)$.
    • 3.11.A.4 دالة الظل التمامي، $f(\theta) = \cot\theta$، هي مقلوب دالة الظل، حيث $\tan\theta \neq 0$. وبالمثل، $\cot\theta = \dfrac{\cos\theta}{\sin\theta}$، حيث $\sin\theta \neq 0$.
    • 3.11.A.5 يحتوي الرسم البياني لدالة قاطع التمام على مقاربات رأسية عند قيم المجال حيث $\tan\theta = 0$ وهو دالة تناقصية بين المقاربات المتتالية.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    These are the reciprocals 倒数 of the main three:

    $$\sec\theta=\frac{1}{\cos\theta},\qquad \csc\theta=\frac{1}{\sin\theta},\qquad \cot\theta=\frac{1}{\tan\theta}.$$
    Secant and cosecant have vertical asymptotes where cosine and sine are zero; cotangent has them where tangent is zero (where sine is zero).

    العربية

    هي مقلوبات الثلاث دوال الرئيسية:

    $$\sec\theta=\frac{1}{\cos\theta},\qquad \csc\theta=\frac{1}{\sin\theta},\qquad \cot\theta=\frac{1}{\tan\theta}.$$
    للقاطع وقاطع التمام أقطاب رأسية حيث يكون جيب التمام والجيب صفراً؛ ولظل التمام أقطاب رأسية حيث يكون الظل صفراً (حيث يكون الجيب صفراً).

    sec هو مقلوب cos، مع أقطاب رأسية حيث يكون cos صفراً
    sec هو مقلوب cos، مع أقطاب رأسية حيث يكون cos صفراً
    3.12

    Equivalent Representations of Trigonometric Functions · ⁨التمثيلات المتكافئة للدوال المثلثية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.12.A: Rewrite trigonometric expressions in equivalent forms with the Pythagorean identity.

    • 3.12.A.1 The Pythagorean Theorem can be applied to right triangles with points on the unit circle at coordinates $(\cos\theta, \sin\theta)$, resulting in the Pythagorean identity: $\sin^2\theta + \cos^2\theta = 1$.
    • 3.12.A.2 The Pythagorean identity can be algebraically manipulated into other forms involving trigonometric functions, such as $\tan^2\theta = \sec^2\theta - 1$, and can be used to establish other trigonometric relationships, such as $\arcsin x = \arccos\left(\sqrt{1 - x^2}\right)$, with appropriate domain restrictions.

    Learning Objective 3.12.B: Rewrite trigonometric expressions in equivalent forms with sine and cosine sum identities.

    • 3.12.B.1 The sum identity for sine is $\sin(\alpha + \beta) = \sin\alpha\cos\beta + \cos\alpha\sin\beta$.
    • 3.12.B.2 The sum identity for cosine is $\cos(\alpha + \beta) = \cos\alpha\cos\beta - \sin\alpha\sin\beta$.
    • 3.12.B.3 The sum identities for sine and cosine can also be used as difference and double-angle identities.
    • 3.12.B.4 Properties of trigonometric functions, known trigonometric identities, and other algebraic properties can be used to verify additional trigonometric identities.

    Learning Objective 3.12.C: Solve equations using equivalent analytic representations of trigonometric functions.

    • 3.12.C.1 A specific equivalent form involving trigonometric expressions can make information more accessible.
    • 3.12.C.2 Equivalent trigonometric forms may be useful in solving trigonometric equations and inequalities.
    العربية

    هدف التعلم 3.12.A: إعادة كتابة التعبيرات المثلثية بصيغ مكافئة باستخدام المتطابقة الباغورثية.

    • 3.12.A.1 يمكن تطبيق نظرية باغورثس على المثلثات القائمة ذات النقاط على دائرة الوحدة إحداثياتها $(\cos\theta, \sin\theta)$، مما يؤدي إلى المتطابقة الباغورثية: $\sin^2\theta + \cos^2\theta = 1$.
    • 3.12.A.2 يمكن معالجة المتطابقة الباغورثية جبرياً للحصول على صيغ أخرى تتضمن الدوال المثلثية، مثل $\tan^2\theta = \sec^2\theta - 1$، ويمكن استخدامها لإثبات علاقات مثلثية أخرى، مثل $\arcsin x = \arccos\left(\sqrt{1 - x^2}\right)$، مع قيود مجال مناسبة.

    هدف التعلم 3.12.B: إعادة كتابة التعبيرات المثلثية بصيغ مكافئة باستخدام متطابقات مجموع الجيب وجيب التمام.

    • 3.12.B.1 متطابقة المجموع للجيب هي $\sin(\alpha + \beta) = \sin\alpha\cos\beta + \cos\alpha\sin\beta$.
    • 3.12.B.2 متطابقة المجموع لجيب التمام هي $\cos(\alpha + \beta) = \cos\alpha\cos\beta - \sin\alpha\sin\beta$.
    • 3.12.B.3 يمكن استخدام متطابقات المجموع للجيب وجيب التمام أيضاً كمتطابقات الفرق وزاوية مضاعفة.
    • 3.12.B.4 يمكن استخدام خصائص الدوال المثلثية والمتطابقات المثلثية المعروفة والخصائص الجبرية الأخرى للتحقق من متطابقات مثلثية إضافية.

    هدف التعلم 3.12.C: حل المعادلات باستخدام التمثيلات التحليلية المكافئة للدوال المثلثية.

    • 3.12.C.1 يمكن أن تجعل الصيغة المكافئة المحددة التي تتضمن تعبيرات مثلثية المعلومات أكثر سهولة في الوصول إليها.
    • 3.12.C.2 قد تكون الأشكال المثلثية المكافئة مفيدة في حل المعادلات والمتباينات المثلثية.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    The Pythagorean identity 毕达哥拉斯恒等式 comes from $x^2+y^2=1$ on the unit circle:

    $$\sin^2\theta+\cos^2\theta=1,$$
    which rearranges into forms with $\sec$ and $\tan$. The sum identities 和角公式:
    $$\sin(\alpha+\beta)=\sin\alpha\cos\beta+\cos\alpha\sin\beta,\qquad \cos(\alpha+\beta)=\cos\alpha\cos\beta-\sin\alpha\sin\beta,$$
    also give the difference and double-angle 二倍角 identities (set $\beta=\alpha$).

    العربية

    يأتي الهوية البيرغوطورية من $x^2+y^2=1$ على الدائرة الوحدة:

    $$\sin^2\theta+\cos^2\theta=1,$$
    والتي تُعاد ترتيبها لصيغ تحتوي على $\sec$ و$\tan$. متطابقات المجموع:
    $$\sin(\alpha+\beta)=\sin\alpha\cos\beta+\cos\alpha\sin\beta,\qquad \cos(\alpha+\beta)=\cos\alpha\cos\beta-\sin\alpha\sin\beta,$$
    تُعطى أيضاً متطابقات الفرق وزاوية مزدوجة (ضع $\beta=\alpha$).

    3.13

    Trigonometry and Polar Coordinates · ⁨حساب المثلثات والإحداثيات القطبية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.13.A: Determine the location of a point in the plane using both rectangular and polar coordinates.

    • 3.13.A.1 The polar coordinate system is based on a grid of circles centered at the origin and on lines through the origin. Polar coordinates are defined as an ordered pair, $(r, \theta)$, such that $|r|$ represents the radius of the circle on which the point lies, and $\theta$ represents the measure of an angle in standard position whose terminal ray includes the point. In the polar coordinate system, the same point can be represented many ways.
    • 3.13.A.2 The coordinates of a point in the polar coordinate system, $(r, \theta)$, can be converted to coordinates in the rectangular coordinate system, $(x, y)$, using $x = r\cos\theta$ and $y = r\sin\theta$.
    • 3.13.A.3 The coordinates of a point in the rectangular coordinate system, $(x, y)$, can be converted to coordinates in the polar coordinate system, $(r, \theta)$, using $r = \sqrt{x^2 + y^2}$ and $\theta = \arctan\left(\dfrac{y}{x}\right)$ for $x > 0$ or $\theta = \arctan\left(\dfrac{y}{x}\right) + \pi$ for $x < 0$.
    • 3.13.A.4 A complex number can be understood as a point in the complex plane and can be determined by its corresponding rectangular or polar coordinates. When the complex number has the rectangular coordinates $(a, b)$, it can be expressed as $a + bi$. When the complex number has polar coordinates $(r, \theta)$, it can be expressed as $(r\cos\theta) + i(r\sin\theta)$.
    العربية

    هدف التعلم 3.13.A: تحديد موقع نقطة في المستوى باستخدام الإحداثيات المستطيلة والقطبية معاً.

    • 3.13.A.1 يعتمد نظام الإحداثيات القطبية على شبكة من الدوائر مركزها نقطة الأصل وعلى خطوط تمر بنقطة الأصل. تُعرف الإحداثيات القطبية بأنها زوج مرتب، $(r, \theta)$، بحيث يمثل $|r|$ نصف قطر الدائرة التي تقع عليها النقطة، ويمثل $\theta$ قياس زاوية في الوضع القياسي شعاعها النهائي يتضمن النقطة. في نظام الإحداثيات القطبية، يمكن تمثيل نفس النقطة بطرق عديدة.
    • 3.13.A.2 يمكن تحويل إحداثيات نقطة في نظام الإحداثيات القطبية، $(r, \theta)$، إلى إحداثيات في نظام الإحداثيات المستطيلة، $(x, y)$، باستخدام $x = r\cos\theta$ و$y = r\sin\theta$.
    • 3.13.A.3 يمكن تحويل إحداثيات نقطة في نظام الإحداثيات المستطيلة، $(x, y)$، إلى إحداثيات في نظام الإحداثيات القطبية، $(r, \theta)$، باستخدام $r = \sqrt{x^2 + y^2}$ و$\theta = \arctan\left(\dfrac{y}{x}\right)$ لـ $x > 0$ أو $\theta = \arctan\left(\dfrac{y}{x}\right) + \pi$ لـ $x < 0$.
    • 3.13.A.4 يمكن فهم العدد المركب كنقطة في المستوى المركب، ويمكن تحديده بإحداثياته المستطيلة أو القطبية المقابلة له. عندما يكون للعدد المركب الإحداثيات المستطلة $(a, b)$، يمكن التعبير عنه بـ $a + bi$. وعندما يكون للعدد المركب الإحداثيات القطبية $(r, \theta)$، يمكن التعبير عنه بـ $(r\cos\theta) + i(r\sin\theta)$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    Polar coordinates 极坐标 locate a point by $(r,\theta)$ – distance $r$ from the origin at angle $\theta$. Convert with

    $$x=r\cos\theta,\quad y=r\sin\theta,\qquad r=\sqrt{x^2+y^2},\quad \tan\theta=\frac{y}{x}.$$
    A complex number 复数 is the point $(x,y)=x+yi$ and can likewise be written with $r$ and $\theta$.

    العربية

    الإحداثيات القطبية تحدد نقطة بـ $(r,\theta)$ – المسافة $r$ من نقطة الأصل بزاوية $\theta$. للتحويل استخدم

    $$x=r\cos\theta,\quad y=r\sin\theta,\qquad r=\sqrt{x^2+y^2},\quad \tan\theta=\frac{y}{x}.$$
    العدد المركب هو النقطة $(x,y)=x+yi$ ويمكن كتابته أيضاً باستخدام $r$ و$\theta$.

    الإحداثيات القطبية تعطي نقطة عن طريق مسافتها r وزاوية theta
    الإحداثيات القطبية تعطي نقطة عن طريق مسافتها r وزاوية theta
    3.14

    Polar Function Graphs · ⁨رسوم بيانية للدوال القطبية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.14.A: Construct graphs of polar functions.

    • 3.14.A.1 The graph of the function $r = f(\theta)$ in polar coordinates consists of input-output pairs of values where the input values are angle measures and the output values are radii.
    • 3.14.A.2 The domain of the polar function $r = f(\theta)$, given graphically, can be restricted to a desired portion of the function by selecting endpoints corresponding to the desired angle and radius.
    • 3.14.A.3 When graphing polar functions in the form of $r = f(\theta)$, changes in input values correspond to changes in angle measure from the positive $x$-axis, and changes in output values correspond to changes in distance from the origin.
    العربية

    هدف التعلم 3.14.A: بناء رسوم للدوال القطبية.

    • 3.14.A.1 يتكون رسم الدالة $r = f(\theta)$ في الإحداثيات القطبية من أزواج قيم الإدخال والإخراج حيث تمثل قيم الإدخال قياسات الزوايا وقيم الإخراج أنصاف الأقطار.
    • 3.14.A.2 يمكن تقييد مجال الدالة القطبية $r = f(\theta)$ الممثلة بيانياً إلى جزء مطلوب من الدالة عن طريق تحديد نقاط النهاية المقابلة للزاوية ونصف القطر المطلوبين.
    • 3.14.A.3 عند رسم الدوال القطبية بصيغة $r = f(\theta)$، تتوافق التغيرات في قيم الإدخال مع التغيرات في قياس الزاوية من المحور الموجب $x$، وتتوافق التغيرات في قيم الإخراج مع التغيرات في المسافة من نقطة الأصل.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English
    Tracing a polar curve

    The graph of $r=f(\theta)$ is all points $(r,\theta)$ as $\theta$ sweeps around. Restricting the domain of $\theta$ draws only part of the curve. As $\theta$ increases, $r$ grows or shrinks, tracing spirals, circles, roses, and limaçons.

    العربية
    تتبع منحنى قطبي

    رسم $r=f(\theta)$ يضم جميع النقاط $(r,\theta)$ بينما تدور $\theta$ حولها. تقييد مجال $\theta$ يرسم جزءاً فقط من المنحنى. مع زيادة $\theta$، تكبر $r$ أو تصغر، ترسم حلزونات ودوائر وزهور وليماسون.

    قلب r = 1 + cos theta، مرسوم مباشرة بصيغة قطبية
    قلب r = 1 + cos theta، مرسوم مباشرة بصيغة قطبية
    Explore · ⁨استكشف⁩

    Plot a curve in polar coordinates · ⁨رسم منحنى بإحداثيات قطبية⁩

    In polar form a point is a distance $r$ at angle $\theta$. Letting $r$ depend on $\theta$ traces shapes a rule in $x,y$ can't — like this cardioid. · ⁨في الصيغة القطبية، النقطة على مسافة $r$ عند زاوية $\theta$. جعل $r$ يعتمد على $\theta$ يرسم أشكالاً لا يمكن لقاعدة في $x,y$ أن تفعل — مثل هذا القلب.⁩

    3.15

    Rates of Change in Polar Functions · ⁨معدلات التغير في الدوال القطبية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 3.15.A: Describe characteristics of the graph of a polar function.

    • 3.15.A.1 If a polar function, $r = f(\theta)$, is positive and increasing or negative and decreasing, then the distance between $f(\theta)$ and the origin is increasing.
    • 3.15.A.2 If a polar function, $r = f(\theta)$, is positive and decreasing or negative and increasing, then the distance between $f(\theta)$ and the origin is decreasing.
    • 3.15.A.3 For a polar function, $r = f(\theta)$, if the function changes from increasing to decreasing or decreasing to increasing on an interval, then the function has a relative extremum on the interval corresponding to a point relatively closest to or farthest from the origin.
    • 3.15.A.4 The average rate of change of $r$ with respect to $\theta$ over an interval of $\theta$ is the ratio of the change in the radius values to the change in $\theta$ over an interval of $\theta$. Graphically, the average rate of change indicates the rate at which the radius is changing per radian.
    • 3.15.A.5 The average rate of change of $r$ with respect to $\theta$ over an interval of $\theta$ can be used to estimate values of the function within the interval.
    العربية

    هدف التعلم 3.15.A: وصف خصائص رسم الدالة القطبية.

    • 3.15.A.1 إذا كانت الدالة القطبية $r = f(\theta)$ موجبة ومتزايدة أو سالبة ومتناقصة، فإن المسافة بين $f(\theta)$ ونقطة الأصل تزداد.
    • 3.15.A.2 إذا كانت الدالة القطبية $r = f(\theta)$ موجبة ومتناقصة أو سالبة ومتزايدة، فإن المسافة بين $f(\theta)$ ونقطة الأصل تتناقص.
    • 3.15.A.3 بالنسبة لدالة قطبية $r = f(\theta)$، إذا تغيرت الدالة من متزايدة إلى متناقصة أو من متناقصة إلى متزايدة على فترة ما، فإن للدالة قيمة حدية نسبية على تلك الفترة تقابل نقطة أقرب نسبياً أو أبعد نسبياً عن نقطة الأصل.
    • 3.15.A.4 معدل التغير المتوسط لـ $r$ بالنسبة لـ $\theta$ على فترة $\theta$ هو نسبة التغير في قيم نصف القطر إلى التغير في $\theta$ على فترة $\theta$. بيانياً، يشير معدل التغير المتوسط إلى معدل تغير نصف القطر لكل راديان.
    • 3.15.A.5 يمكن استخدام معدل التغير المتوسط لـ $r$ بالنسبة لـ $\theta$ على فترة $\theta$ لتقدير قيم الدالة داخل تلك الفترة.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    As $\theta$ increases, the distance from the origin $r$ changes:

    • $r$ positive and increasing (or negative and decreasing) $\Rightarrow$ moving away from the origin;
    • $r$ positive and decreasing (or negative and increasing) $\Rightarrow$ moving toward the origin.

    Where $r$ switches between increasing and decreasing, the distance reaches a relative extreme. The average rate of change of $r$ with respect to $\theta$, $\dfrac{\Delta r}{\Delta \theta}$, estimates how fast the curve moves in or out over an interval.

    العربية

    عندما تزداد $\theta$، تتغير المسافة من نقطة الأصل $r$:

    • $r$ موجبة ومتزايدة (أو سالبة ومتناقصة) $\Rightarrow$ تتحرك بعيداً عن نقطة الأصل؛
    • $r$ موجبة ومتناقصة (أو سالبة ومتزايدة) $\Rightarrow$ تتحرك نحو نقطة الأصل.

    حيث تتحول $r$ بين التزايد والتناقص، تصل المسافة إلى حد أقصى أو أدنى محلي. متوسط معدل التغير لـ $r$ بالنسبة لـ $\theta$، $\dfrac{\Delta r}{\Delta \theta}$، يقدّر سرعة حركة المنحنى داخلًا أو خارجًا خلال فترة زمنية.

    3.15

    Exam tips · ⁨نصائح للامتحان⁩

    English
    • Use radians and the unit circle: $\cos\theta$ and $\sin\theta$ are the coordinates, always between $-1$ and $1$.
    • For a sinusoid $a\sin(b(\theta+c))+d$: $|a|$ is the amplitude, $\tfrac{2\pi}{|b|}$ the period, $d$ the midline, and the phase shift is $-c$ (a $+c$ shifts left).
    • Model periodic data by reading period, amplitude, and midline from the max and min.
    • Inverse trig functions need a restricted domain and return an angle; trig equations have infinitely many solutions (add the period).
    • Convert polar↔rectangular with $x=r\cos\theta$, $y=r\sin\theta$.
    العربية
    • استخدم الراديان والدائرة الوحدة: $\cos\theta$ و$\sin\theta$ هما الإحداثيان، دائماً بين $-1$ و$1$.
    • لموجة جيبية $a\sin(b(\theta+c))+d$: $|a|$ هو السعة، $\tfrac{2\pi}{|b|}$ هي الدورة، $d$ هو خط المنتصف، والانزياح الطوري هو $-c$ (يُزيح $+c$ إلى اليسار).
    • نمذج البيانات الدورية بقراءة الدور والسعة وخط المنتصف من القيم القصوى والمثلى.
    • الدوال المثلثية العكسية تحتاج نطاقاً مقيداً وترجع زاوية؛ المعادلات المثلثية لها عدد لا نهائي من الحلول (أضف الدور).
    • حوّل بين الإحداثيات القطبية والمستطيلة باستخدام $x=r\cos\theta$، $y=r\sin\theta$.
  • 4

    Functions Involving Parameters, Vectors, and Matrices · ⁨الدوال التي تتضمن المعلمات والمتجهات والمصفوفات⁩

    Watch lesson · ⁨شاهد الدرس⁩
    4.1

    Parametric Functions · ⁨الدوال البارامترية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 4.1.A: Construct a graph or table of values for a parametric function represented analytically.

    • 4.1.A.1 A parametric function in $\mathbb{R}^2$, the set of all ordered pairs of two real numbers, consists of a set of two parametric equations in which two dependent variables, $x$ and $y$, are dependent on a single independent variable, $t$, called the parameter.
    • 4.1.A.2 Because variables $x$ and $y$ are dependent on the independent variable, $t$, the coordinates $(x_i,\, y_i)$ at time $t_i$ can be written as functions of $t$ and can be expressed as the single parametric function $f(t) = (x(t),\, y(t))$, where in this case $x$ and $y$ are names of two functions.
    • 4.1.A.3 A numerical table of values can be generated for the parametric function $f(t) = (x(t),\, y(t))$ by evaluating $x_i$ and $y_i$ at several values of $t_i$ within the domain.
    • 4.1.A.4 A graph of a parametric function can be sketched by connecting several points from the numerical table of values in order of increasing value of $t$.
    • 4.1.A.5 The domain of the parametric function $f$ is often restricted, which results in start and end points on the graph of $f$.
    العربية

    هدف التعلم 4.1.A: إنشاء مخطط بياني أو جدول للقيم لدالة بارامترية ممثلة تحليلاً.

    • 4.1.A.1 الدالة البارامترية في $\mathbb{R}^2$، وهي مجموعة كل الأزواج المرتبة من عددين حقيقيين، تتكون من مجموعة من معادلتين بارаметريتين يكون فيها متغيران تابعان، $x$ و$y$، تابعين لمتغير مستقل واحد، $t$، يُسمى المعامل.
    • 4.1.A.2 بما أن المتغيرات $x$ و$y$ تعتمد على المتغير المستقل $t$، يمكن كتابة الإحداثيات $(x_i,\, y_i)$ عند الوقت $t_i$ كدوال في $t$ ويمكن التعبير عنها كدالة بارامترية واحدة $f(t) = (x(t),\, y(t))$، حيث في هذه الحالة $x$ و$y$ هما اسمان لدالتين.
    • 4.1.A.3 يمكن إنشاء جدول numerical للقيم للدالة البارامترية $f(t) = (x(t),\, y(t))$ عن طريق حساب $x_i$ و$y_i$ عند عدة قيم من $t_i$ ضمن المجال.
    • 4.1.A.4 يمكن رسم مخطط بياني للدالة البارامترية عن طريق توصيل عدة نقاط من جدول القيم الرقمي بترتيب متزايد لقيمة $t$.
    • 4.1.A.5 غالبًا ما يتم تقييد مجال الدالة البارامترية $f$، مما يؤدي إلى وجود نقاط بداية ونهاية على المخطط البياني لـ $f$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    Unit 4 is part of the course but is not assessed on the AP Precalculus Exam (which covers only Units 1–3); it builds tools used in later courses.

    A parametric function 参数函数 describes a curve by giving both coordinates as functions of a third variable, the parameter 参数 $t$: $\big(x(t),\,y(t)\big)$. As $t$ runs through its domain, the point traces a path – and, unlike $y=f(x)$, the path may loop or cross itself.

    العربية
    حافلة التلال: المتجهات والحركة البارامترية تصف المسار والسرعة معاً
    حافلة التلال: المتجهات والحركة البارامترية تصف المسار والسرعة معاً

    الوحدة 4 هي جزء من المقرر لكنها غير محللة في امتحان AP Precalculus (الذي يغطي الوحدات 1–3 فقط)؛ فهي تبني أدوات تُستخدم في المقررات اللاحقة.

    الدالة البارامترية تصف منحنى عن طريق تحديد كلا الإحداثيين كدوال لمتغير ثالث، هو البارامتر $t$: $\big(x(t),\,y(t)\big)$. عندما تمر $t$ عبر مجالها، تتبع النقطة مساراً – وعلى عكس $y=f(x)$، قد يلتوي المسار أو يتقاطع مع نفسه.

    Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
    English العربية
    vector/ˈvektə/ شعاعية
    magnitude/ˈmæɡnɪtjuːd/ المقدار
    vector-valued function/ˈvektə ˈvæljuːd ˈfʌŋkʃn/ الدالة ذات القيم المتجهية
    4.2

    Parametric Functions and Planar Motion · ⁨الدوال البارامترية والحركة المستوية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 4.2.A: Identify key characteristics of a parametric planar motion function that are related to position.

    • 4.2.A.1 A parametric function given by $f(t) = (x(t),\, y(t))$ can be used to model particle motion in the plane. The graph of this function indicates the position of a particle at time $t$.
    • 4.2.A.2 The horizontal and vertical extrema of a particle's motion can be determined by identifying the maximum and minimum values of the functions $x(t)$ and $y(t)$, respectively.
    • 4.2.A.3 The real zeros of the function $x(t)$ correspond to $y$-intercepts, and the real zeros of $y(t)$ correspond to $x$-intercepts.
    العربية

    الهدف التعليمي 4.2.A: تحديد الخصائص الرئيسية لدالة حركة مستوية بارامترية ذات علاقة بالموقع.

    • 4.2.A.1 يمكن استخدام دالة بارامترية مُعطاة بواسطة $f(t) = (x(t),\, y(t))$ لنمذجة حركة جسيم في المستوى. يوضح رسم هذه الدالة موقع الجسيم عند الزمن $t$.
    • 4.2.A.2 يمكن تحديد القيم القصوى الأفقية والرأسية لحركة الجسيم عن طريق تحديد القيم العظمى والصغرى للدالتين $x(t)$ و$y(t)$ على التوالي.
    • 4.2.A.3 الصفر الحقيقي للدالة $x(t)$ يقابل تقاطعات $y$، والصفر الحقيقي لـ $y(t)$ يقابل تقاطعات $x$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    Reading $t$ as time, a parametric function models motion in the plane. $x(t)$ and $y(t)$ give the horizontal and vertical position; the point's direction of travel is the order in which the curve is drawn as $t$ increases (mark it with arrows).

    العربية

    باعتبار $t$ زمنًا، تُعدّ الدالة البارامترية نموذجًا للحركة في المستوى. يُعطي $x(t)$ و$y(t)$ الموضع الأفقي والعمودي؛ يكون اتجاه النقطة في الحركة هو الترتيب الذي تُرسم به المنحنى مع تزايد $t$ (ضع عليه أسهمًا).

    4.3

    Parametric Functions and Rates of Change · ⁨الدوال البارامترية ومعدلات التغير⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 4.3.A: Identify key characteristics of a parametric planar motion function that are related to direction and rate of change.

    • 4.3.A.1 As the parameter increases, the direction of planar motion of a particle can be analyzed in terms of $x$ and $y$ independently. If $x(t)$ is increasing or decreasing, the direction of motion is to the right or left, respectively. If $y(t)$ is increasing or decreasing, the direction of motion is up or down, respectively.
    • 4.3.A.2 At any given point in the plane, the direction of planar motion may be different for different values of $t$.
    • 4.3.A.3 The same curve in the plane can be parametrized in different ways and can be traversed in different directions with different parametric functions.
    • 4.3.A.4 Over a given interval $[t_1,\, t_2]$ within the domain, the average rate of change can be computed for $x(t)$ and $y(t)$ independently. The ratio of the average rate of change of $y$ to the average rate of change of $x$ gives the slope of the graph between the points on the curve corresponding to $t_1$ and $t_2$, so long as the average rate of change of $x(t) \neq 0$.
    العربية

    الهدف التعليمي 4.3.A: تحديد الخصائص الرئيسية لدالة حركة مستوية بارامترية ذات علاقة بالاتجاه ومعدل التغير.

    • 4.3.A.1 مع زيادة المعامل، يمكن تحليل اتجاه الحركة المستوية لجسيم من خلال $x$ و$y$ بشكل مستقل. إذا كان $x(t)$ في ازدياد أو تناقص، يكون اتجاه الحركة إلى اليمين أو اليسار على التوالي. إذا كان $y(t)$ في ازدياد أو تناقص، يكون اتجاه الحركة للأعلى أو للأسفل على التوالي.
    • 4.3.A.2 عند أي نقطة معينة في المستوى، قد يكون اتجاه الحركة المستوية مختلفًا لقيم مختلفة من $t$.
    • 4.3.A.3 يمكن تمثيل نفس المنحنى في المستوى بطرق مختلفة ويمكن traversalه في اتجاهات مختلفة باستخدام دوال بارامترية مختلفة.
    • 4.3.A.4 خلال فترة محددة $[t_1,\, t_2]$ ضمن المجال، يمكن حساب معدل التغير المتوسط لـ $x(t)$ و$y(t)$ بشكل مستقل. يعطي نسبة معدل التغير المتوسط لـ $y$ إلى معدل التغير المتوسط لـ $x$ ميل الرسم البياني بين النقطتين على المنحنى المقابلتين لـ $t_1$ و$t_2$، طالما أن معدل التغير المتوسط لـ $x(t) \neq 0$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    Over an interval of $t$, the average rate of change of $x$ is $\dfrac{\Delta x}{\Delta t}$ and of $y$ is $\dfrac{\Delta y}{\Delta t}$. Their signs tell you which way the point moves (right/left, up/down); together they describe the motion's speed and direction along the path.

    العربية

    على مدى فترة $t$، متوسط معدل التغير لـ $x$ هو $\dfrac{\Delta x}{\Delta t}$ ولـ $y$ هو $\dfrac{\Delta y}{\Delta t}$. توحي إشاراتها باتجاه حركة النقطة (يمين/يسار، أعلى/أسفل)؛ معًا يصفان سرعة واتجاه الحركة على طول المسار.

    4.4

    Parametrically Defined Circles and Lines · ⁨الدوائر والخطوط المعرفة بالبارامترات⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 4.4.A: Express motion around a circle or along a line segment parametrically.

    • 4.4.A.1 A complete counterclockwise revolution around the unit circle that starts and ends at $(1,\, 0)$ and is centered at the origin can be modeled by $(x(t),\, y(t)) = (\cos t,\, \sin t)$ with domain $0 \leq t \leq 2\pi$.
    • 4.4.A.2 Transformations of the parametric function $(x(t),\, y(t)) = (\cos t,\, \sin t)$ can model any circular path traversed in the plane.
    • 4.4.A.3 A linear path along the line segment from the point $(x_1,\, y_1)$ to the point $(x_2,\, y_2)$ can be parametrized many ways, including using an initial position $(x_1,\, y_1)$ and rates of change for $x$ with respect to $t$ and $y$ with respect to $t$.
    العربية

    الهدف التعليمي 4.4.A: التعبير عن الحركة حول دائرة أو على طول قطعة مستقيمة بطريقة بارامترية.

    • 4.4.A.1 دورة كاملة عكس اتجاه عقارب الساعة حول دائرة الوحدة تبدأ وتنتهي عند $(1,\, 0)$ وتكون مركزها نقطة الأصل يمكن نمذجتها بواسطة $(x(t),\, y(t)) = (\cos t,\, \sin t)$ بمجال $0 \leq t \leq 2\pi$.
    • 4.4.A.2 تحولات الدالة البارامترية $(x(t),\, y(t)) = (\cos t,\, \sin t)$ يمكن أن تُنمذج أي مسار دائري يتم traversalه في المستوى.
    • 4.4.A.3 يمكن تمثيل المسار الخطي على طول القطعة المستقيمة من النقطة $(x_1,\, y_1)$ إلى النقطة $(x_2,\, y_2)$ بعدة طرق، بما في ذلك استخدام موقع أولي $(x_1,\, y_1)$ ومعدلات تغير لـ $x$ بالنسبة لـ $t$ و$y$ بالنسبة لـ $t$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    A circle of radius $R$ centered at $(h,k)$ is $x=h+R\cos t,\ y=k+R\sin t$. A line through $(x_0,y_0)$ with direction $(a,b)$ is $x=x_0+at,\ y=y_0+bt$. Adjusting the coefficients changes the start point, speed, and direction of tracing.

    العربية

    الدائرة التي نصف قطرها $R$ ومركزها $(h,k)$ هي $x=h+R\cos t,\ y=k+R\sin t$. الخط المار بـ $(x_0,y_0)$ وباتجاه $(a,b)$ هو $x=x_0+at,\ y=y_0+bt$. تعديل المعاملات يغير نقطة البداية، والسرعة، واتجاه المسح.

    4.5

    Implicitly Defined Functions · ⁨الدوال المعرفة ضمنياً⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 4.5.A: Construct a graph of an equation involving two variables.

    • 4.5.A.1 An equation involving two variables can implicitly describe one or more functions.
    • 4.5.A.2 An equation involving two variables can be graphed by finding solutions to the equation.
    • 4.5.A.3 Solving for one of the variables in an equation involving two variables can define a function whose graph is part or all of the graph of the equation.

    Learning Objective 4.5.B: Determine how the two quantities related in an implicitly defined function vary together.

    • 4.5.B.1 For ordered pairs on the graph of an implicitly defined function that are close together, if the ratio of the change in the two variables is positive, then the two variables simultaneously increase or both decrease; conversely, if the ratio is negative, then as one variable increases, the other decreases.
    • 4.5.B.2 The rate of change of $x$ with respect to $y$ or of $y$ with respect to $x$ can be zero, indicating vertical or horizontal intervals, respectively.
    العربية

    الهدف التعليمي 4.5.A: إنشاء رسم بياني لمعادلة تتضمن متغيرين.

    • 4.5.A.1 يمكن للمعادلات التي تتضمن متغيرين أن تصف دالة واحدة أو أكثر بشكل ضمني.
    • 4.5.A.2 يمكن تمثيل المعادلة التي تتضمن متغيرين بيانياً عن طريق إيجاد حلولها.
    • 4.5.A.3 حل معادلة تتضمن متغيرين لإيجاد أحد المتغيرين يمكن أن يُعرّف دالة يكون الرسم البياني لها جزءاً أو كلاً من الرسم البياني للمعادلة.

    الهدف التعليمي 4.5.B: تحديد كيفية تفاعل الكمية المرتبطتين في الدالة المعرفة ضمنياً معاً.

    • 4.5.B.1 بالنسبة للأزواج المرتبة على الرسم البياني للدالة المعرفة ضمنياً والتي تكون قريبة من بعضها، إذا كان نسبة التغير في المتغيرين موجبة، فإن المتغيرين يزدادان معاً أو ينقصان معاً؛ وبالمقابل، إذا كانت النسبة سالبة، فإن أحدهما يزداد بينما ينقص الآخر.
    • 4.5.B.2 معدل تغير $x$ بالنسبة لـ $y$ أو $y$ بالنسبة لـ $x$ يمكن أن يكون صفراً، مما يشير إلى فترات رأسية أو أفقية على التوالي.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    An implicit 隐式 equation relates $x$ and $y$ without solving for either, such as $x^2+y^2=25$. Its graph may fail the vertical-line test (not a function), so it is often split into pieces or described parametrically.

    العربية

    المعادلة ضمنية تربط بين $x$ و$y$ دون حل أي منهما، مثل $x^2+y^2=25$. قد يفشل بيانه اختبار الخط الرأسي (أي لا يكون دالة)، لذا يُقسّم غالبًا إلى أجزاء أو يُوصف بالبارامترات.

    4.6

    Conic Sections · ⁨المقاطعات المخروطية⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 4.6.A: Represent conic sections with horizontal or vertical symmetry analytically.

    • 4.6.A.1 A parabola with vertex $(h,\, k)$ can, if $a \neq 0$, be represented analytically as $x - h = a(y - k)^2$ if it opens left or right, or as $y - k = a(x - h)^2$ if it opens up or down.
    • 4.6.A.2 An ellipse centered at $(h,\, k)$ with horizontal radius $a$ and vertical radius $b$ can be represented analytically as $\dfrac{(x - h)^2}{a^2} + \dfrac{(y - k)^2}{b^2} = 1$. A circle is a special case of an ellipse where $a = b$.
    • 4.6.A.3 A hyperbola centered at $(h,\, k)$ with vertical and horizonal lines of symmetry can be represented algebraically as $\dfrac{(x - h)^2}{a^2} - \dfrac{(y - k)^2}{b^2} = 1$ for a hyperbola opening left and right, or as $\dfrac{(y - k)^2}{b^2} - \dfrac{(x - h)^2}{a^2} = 1$ for a hyperbola opening up and down. The asymptotes are $y - k = \pm \dfrac{b}{a}(x - h)$.
    العربية

    الهدف التعليمي 4.6.A: تمثيل القطوع المخروطية بمحاور تناظر أفقية أو رأسية تحليلياً.

    • 4.6.A.1 يمكن للقطع المكافئ الذي رأسه $(h,\, k)$، إذا كان $a \neq 0$، أن يتمثل تحليلاً بـ $x - h = a(y - k)^2$ إذا فتح يساراً أو يميناً، أو بـ $y - k = a(x - h)^2$ إذا فتح لأعلى أو لأسفل.
    • 4.6.A.2 يمكن تمثيل بيضا مركزه $(h,\, k)$ ونصف قطره الأفقي $a$ ونصف قطره الرأسي $b$ تحليلاً بـ $\dfrac{(x - h)^2}{a^2} + \dfrac{(y - k)^2}{b^2} = 1$. الدائرة حالة خاصة من البيضا حيث $a = b$.
    • 4.6.A.3 يمكن تمثيل فرعي هذلي مركزه $(h,\, k)$ ومحوري تناظر رأسي وأفقي جبرياً بـ $\dfrac{(x - h)^2}{a^2} - \dfrac{(y - k)^2}{b^2} = 1$ لفرعي هذلي يفتح يساراً ويمناً، أو بـ $\dfrac{(y - k)^2}{b^2} - \dfrac{(x - h)^2}{a^2} = 1$ لفرعي هذلي يفتح لأعلى ولأسفل. المقاربان هما $y - k = \pm \dfrac{b}{a}(x - h)$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English
    Conic sections: one cone, four curves

    Conic sections 圆锥曲线 – circles, ellipses, parabolas, and hyperbolas – are the curves from slicing a cone, each given by a quadratic equation in $x$ and $y$. Their standard forms reveal centers, vertices, axes, and asymptotes.

    العربية
    المقاطعات المخروطية: مخروط واحد، أربع منحنيات

    المقاطعات المخروطية – الدوائر، والإهليلجات، والأقواس، والزوائد – هي المنحنيات الناتجة عن تقطيع مخروط، كل منها مُعطى بمعادلة تربيعية في $x$ و$y$. تكشف صيغتها القياسية عن المراكز، والرؤوس، والمحاور، والمتقاربين.

    مدارات بيضاوية: المقاطع المخروطية تصف مسارات مغلقة بركزين — نموذج بارامتري رئيسي
    مدارات إهليلجية: المقاطعات المخروطية تصف مسارات مغلقة بتركيزين — نموذج بارامتر أساسي
    Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
    English العربية
    parametric function/ˌpærəˈmetrɪk ˈfʌŋkʃn/ دالة معلمية
    parameter/pəˈræmɪtə/ معامل
    implicit/ɪmˈplɪsɪt/ ضمنية
    Conic sections/ˈkɒnɪk ˈsekʃnz/ قطع المخروط
    4.7

    Parametrizing Implicit Curves · ⁨تمثيل المنحنيات الضمنية بالبارامترات⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 4.7.A: Represent a curve in the plane parametrically.

    • 4.7.A.1 A parametrization $(x(t),\, y(t))$ for an implicitly defined function will, when $x(t)$ and $y(t)$ are substituted for $x$ and $y$, respectively, satisfy the corresponding equation for every value of $t$ in the domain.
    • 4.7.A.2 If $f$ is a function of $x$, then $y = f(x)$ can be parametrized as $(x(t),\, y(t)) = (t, f(t))$. If $f$ is invertible, its inverse can be parametrized as $(x(t),\, y(t)) = (f(t),\, t)$ for an appropriate interval of $t$.

    Learning Objective 4.7.B: Represent conic sections parametrically.

    • 4.7.B.1 A parabola can be parametrized in the same way that any equation that can be solved for $x$ or $y$ can be parametrized. Equations that can be solved for $x$ can be parametrized as $(x(t),\, y(t)) = (f(t),\, t)$ by solving for $x$ and replacing $y$ with $t$. Equations that can be solved for $y$ can be parametrized as $(x(t),\, y(t)) = (t, f(t))$ by solving for $y$ and replacing $x$ with $t$.
    • 4.7.B.2 An ellipse can be parametrized using the trigonometric functions $x(t) = h + a\cos t$ and $y(t) = k + b\sin t$ for $0 \leq t \leq 2\pi$.
    • 4.7.B.3 A hyperbola can be parametrized using trigonometric functions. For a hyperbola that opens left and right, the functions are $x(t) = h + a\sec t$ and $y(t) = k + b\tan t$ for $0 \leq t \leq 2\pi$. For a hyperbola that opens up and down, the functions are $x(t) = h + a\tan t$ and $y(t) = k + b\sec t$ for $0 \leq t \leq 2\pi$.
    العربية

    الهدف التعليمي 4.7.A: تمثيل منحنى في المستوى بارامترياً.

    • 4.7.A.1 سيحقق تمثيل معياري $(x(t),\, y(t))$ لدالة مُعرَّفة ضمنيًا، عند تعويض $x(t)$ و$y(t)$ بدلالة $x$ و$y$ على التوالي، المعادلة المقابلة لكل قيمة من $t$ في المجال.
    • 4.7.A.2 إذا كانت $f$ دالة لـ $x$، فيمكن تمثيل $y = f(x)$ بارامترياً بـ $(x(t),\, y(t)) = (t, f(t))$. وإذا كانت $f$ قابلة للعكس، فيمكن تمثيل عكسها بارامترياً بـ $(x(t),\, y(t)) = (f(t),\, t)$ لفترتين مناسبيتين من $t$.

    الهدف التعليمي 4.7.B: تمثيل القطوع المخروطية بارامترياً.

    • 4.7.B.1 يمكن تمثيل القطع المكافئ بنفس طريقة تمثيل أي معادلة يمكن حلها لـ $x$ أو $y$ بارامترياً. يمكن تمثيل المعادلات القابلة للحل لـ $x$ بارامترياً بـ $(x(t),\, y(t)) = (f(t),\, t)$ عن طريق حلها لـ $x$ واستبدال $y$ بـ $t$. ويمكن تمثيل المعادلات القابلة للحل لـ $y$ بارامترياً بـ $(x(t),\, y(t)) = (t, f(t))$ عن طريق حلها لـ $y$ واستبدال $x$ بـ $t$.
    • 4.7.B.2 يمكن تمثيل البيضا باستخدام الدوال المثلثية $x(t) = h + a\cos t$ و$y(t) = k + b\sin t$ لـ $0 \leq t \leq 2\pi$.
    • 4.7.B.3 يمكن تمثيل فرعي الهذلي باستخدام الدوال المثلثية. بالنسبة لفرعي الهذلي الذي يفتح يساراً ويمناً، الدوال هي $x(t) = h + a\sec t$ و$y(t) = k + b\tan t$ لـ $0 \leq t \leq 2\pi$. أما بالنسبة لفرعي الهذلي الذي يفتح لأعلى ولأسفل، فالدوال هي $x(t) = h + a\tan t$ و$y(t) = k + b\sec t$ لـ $0 \leq t \leq 2\pi$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    Many implicit curves can be parametrized – rewritten as $\big(x(t),y(t)\big)$ – which makes them easier to graph and to treat as motion. The circle above is the basic example; ellipses use $x=h+A\cos t,\ y=k+B\sin t$.

    العربية

    يمكن بارامترة العديد من المنحنيات الضمنية – إعادة صياغتها كـ $\big(x(t),y(t)\big)$ – مما يجعل رسمها أسهل ومعالجتها كحركة. الدائرة أعلاه هي المثال الأساسي؛ تستخدم الإهليليجيات $x=h+A\cos t,\ y=k+B\sin t$.

    4.8

    Vectors · ⁨المتجهات⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 4.8.A: Identify characteristics of a vector.

    • 4.8.A.1 A vector is a directed line segment. When a vector is placed in the plane, the point at the beginning of the line segment is called the tail, and the point at the end of the line segment is called the head. The length of the line segment is the magnitude of the vector.
    • 4.8.A.2 A vector $\overrightarrow{P_1 P_2}$ with two components can be plotted in the $xy$-plane from $P_1 = (x_1, y_1)$ to $P_2 = (x_2, y_2)$. The vector is identified by $a$ and $b$, where $a = x_2 - x_1$ and $b = y_2 - y_1$. The vector can be expressed as $\langle a,\, b \rangle$. A zero vector $\langle 0,\, 0 \rangle$ is the trivial case when $P_1 = P_2$.
    • 4.8.A.3 The direction of the vector is parallel to the line segment from the origin to the point with coordinates $(a,\, b)$. The magnitude of the vector is the square root of the sum of the squares of the components.
    • 4.8.A.4 For a vector represented geometrically in the plane, the components of the vector can be found using trigonometry.

    Learning Objective 4.8.B: Determine sums and products involving vectors.

    • 4.8.B.1 The multiplication of a constant and a vector results in a new vector whose components are found by multiplying the constant by each of the components of the original vector. The new vector is parallel to the original vector.
    • 4.8.B.2 The sum of two vectors in $\mathbb{R}^2$ is a new vector whose components are found by adding the corresponding components of the original vectors. The new vector can be represented graphically as a vector whose tail corresponds to the tail of the first vector and whose head corresponds to the head of the second vector when the second vector's tail is located at the first vector's head.
    • 4.8.B.3 The dot product of two vectors is the sum of the products of their corresponding components. That is, $\langle a_1,\, b_1 \rangle \cdot \langle a_2,\, b_2 \rangle = a_1 a_2 + b_1 b_2$.

    Learning Objective 4.8.C: Determine a unit vector for a given vector.

    • 4.8.C.1 A unit vector is a vector of magnitude $1$. A unit vector in the same direction as a given nonzero vector can be found by scalar multiplying the vector by the reciprocal of its magnitude.
    • 4.8.C.2 The vector $\langle a,\, b \rangle$ can be expressed as $a\vec{i} + b\vec{j}$ in $\mathbb{R}^2$, where $\vec{i}$ and $\vec{j}$ are unit vectors in the $x$ and $y$ directions, respectively. That is, $\vec{i} = \langle 1,\, 0 \rangle$ and $\vec{j} = \langle 0,\, 1 \rangle$.

    Learning Objective 4.8.D: Determine angle measures between vectors and magnitudes of vectors involved in vector addition.

    • 4.8.D.1 The dot product is geometrically equivalent to the product of the magnitudes of the two vectors and the cosine of the angle between them. Therefore, if the dot product of two nonzero vectors is zero, then the vectors are perpendicular.
    • 4.8.D.2 The Law of Sines and Law of Cosines can be used to determine side lengths and angle measures of triangles formed by vector addition.
    العربية

    الهدف التعليمي 4.8.A: تحديد خصائص المتجه.

    • 4.8.A.1 المتجه هو قطعة مستقيمة موجهة. عند وضع متجه في المستوى، يسمى النقطة في بداية القطعة المستقيمة الذيل، والنقطة في نهاية القطعة المستقيمة الرأس. طول القطعة المستقيمة هو مقدار المتجه.
    • 4.8.A.2 يمكن رسم المتجه $\overrightarrow{P_1 P_2}$ ذو المكونين في $xy$-مستوى من $P_1 = (x_1, y_1)$ إلى $P_2 = (x_2, y_2)$. يُعرف المتجه بواسطة $a$ و$b$، حيث $a = x_2 - x_1$ و$b = y_2 - y_1$. يمكن التعبير عن المتجه بـ $\langle a,\, b \rangle$. المتجه الصفر $\langle 0,\, 0 \rangle$ هو الحالة البديهية عندما $P_1 = P_2$.
    • 4.8.A.3 اتجاه المتجه موازٍ للقطعة المستقيمة من نقطة الأصل إلى النقطة ذات الإحداثيات $(a,\, b)$. مقدار المتجه هو الجذر التربيعي لمجموع مربعات المكونين.
    • 4.8.A.4 بالنسبة لمتجه ممثلاً هندسياً في المستوى، يمكن إيجاد مكوناته باستخدام حساب المثلثات.

    الهدف التعليمي 4.8.B: تحديد المجاميع والمنتجات التي تتضمن متجهات.

    • 4.8.B.1 ضرب ثابت في متجه ينتج عنه متجه جديد تكون مكوناته ناتجة عن ضرب الثابت في كل مكون من مكونات المتجه الأصلي. المتجه الجديد موازٍ للمتجه الأصلي.
    • 4.8.B.2 مجموع متجهين في $\mathbb{R}^2$ هو متجه جديد تكون مكوناته ناتجة عن جمع المكونات المقابلة للمتجهات الأصلية. يمكن تمثيل المتجه الجديد بيانياً كمتجه يكون ذيله مطابقاً لذيل المتجه الأول ورأسه مطابقاً لرأس المتجه الثاني عندما يكون ذيل المتجه الثاني موضوعاً عند رأس المتجه الأول.
    • 4.8.B.3 حاصل الضرب النقطي (الداخلي) لمتجهين هو مجموع حاصل ضرب مكوناتهما المقابلة. أي، $\langle a_1,\, b_1 \rangle \cdot \langle a_2,\, b_2 \rangle = a_1 a_2 + b_1 b_2$.

    الهدف التعليمي 4.8.C: تحديد متجه الوحدة لمتجه معطى.

    • 4.8.C.1 متجه الوحدة هو متجه مقداره $1$. يمكن إيجاد متجه وحدة في نفس اتجاه متغير معطى غير صفري بضربه في مقلوب مقداره.
    • 4.8.C.2 يمكن التعبير عن المتجه $\langle a,\, b \rangle$ بـ $a\vec{i} + b\vec{j}$ في $\mathbb{R}^2$، حيث $\vec{i}$ و$\vec{j}$ هما متجهات وحدة في اتجاهي $x$ و$y$ على التوالي. أي، $\vec{i} = \langle 1,\, 0 \rangle$ و$\vec{j} = \langle 0,\, 1 \rangle$.

    الهدف التعليمي 4.8.D: تحديد قياسات الزوايا بين المتجهات ومقادير المتجهات المشاركة في جمع المتجهات.

    • 4.8.D.1 الضرب النقطي يعادل هندسياً حاصل ضرب مقدارين المتجهين وجيب تمام الزاوية بينهما. لذلك، إذا كان الضرب النقطي لمتجهين غير صفريين يساوي صفراً، فإن المتجهين متعامدان.
    • 4.8.D.2 يمكن استخدام قانون الجيب وقانون جيب التمام لتحديد أطوال الأضلاع وقياسات الزوايا للمثلثات الناتجة عن جمع المتجهات.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English
    Resolving a vector into components

    A vector 向量 has both magnitude 大小 (length) and direction. Write it by components $\langle a,b\rangle$. Add vectors component-by-component; scale by multiplying each component; the magnitude is $\sqrt{a^2+b^2}$. Vectors model displacements, velocities, and forces.

    العربية

    *تحليل المتجه إلى مركباته

    لـمتجه كبرياء (طول) واتجاه. اكتبه بالمركبات $\langle a,b\rangle$. أضف المتجهات مركبةً بمركبة؛ ضربه بعدد قياسي بضرب كل مركبة؛ الكبرياء هو $\sqrt{a^2+b^2}$. تحاكي المتجهات الانزياحات، والسرعات، والقوى.

    جمع المتجهات بقانون المثلث *جمع المتجهات بقانون المثلث

    Explore · ⁨استكشف⁩

    Add two vectors tip to tail · ⁨أضف متجهين طرفاً إلى طرف⁩

    A vector has magnitude and direction. Adding two vectors places them tip to tail; the resultant runs from the first tail to the last tip. Drag each to see the sum. · ⁨المُتجه له مقدار واتجاه. جمع متجهين يضعهما طرفاً إلى ذيل؛ المُحصَّلة تمتد من ذيل الأول إلى طرف الأخير. اسحب كل واحد لرؤية المجموع.⁩

    4.9

    Vector-Valued Functions · ⁨الدوال ذات القيم المتجهة⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 4.9.A: Represent planar motion in terms of vector-valued functions.

    • 4.9.A.1 The position of a particle moving in a plane that is given by the parametric function $f(t) = (x(t),\, y(t))$ may be expressed as a vector-valued function, $p(t) = x(t)\vec{i} + y(t)\vec{j}$ or $p(t) = \langle x(t),\, y(t) \rangle$. The magnitude of the position vector at time $t$ gives the distance of the particle from the origin.
    • 4.9.A.2 The vector-valued function $v(t) = \langle x(t),\, y(t) \rangle$ can be used to express the velocity of a particle moving in a plane at different times, $t$. At time $t$, the sign of $x(t)$ indicates if the particle is moving right or left, and the sign of $y(t)$ indicates if the particle is moving up or down. The magnitude of the velocity vector at time $t$ gives the speed of the particle.
    العربية

    الهدف التعليمي 4.9.A: تمثيل الحركة المستوية بدلالة دوال ذات قيم متجهة.

    • 4.9.A.1 يمكن التعبير عن موقع جسيم يتحرك في مستوى مُعطى بالدالة البارامترية $f(t) = (x(t),\, y(t))$ على أنه دالة ذات قيمة متجهة، $p(t) = x(t)\vec{i} + y(t)\vec{j}$ أو $p(t) = \langle x(t),\, y(t) \rangle$. يعطي مقدار متجه الموقع عند الزمن $t$ مسافة الجسيم عن نقطة الأصل.
    • 4.9.A.2 يمكن استخدام الدالة ذات القيمة المتجهة $v(t) = \langle x(t),\, y(t) \rangle$ لتعبير عن سرعة جسيم يتحرك في مستويات مختلفة في أوقات مختلفة، $t$. عند الزمن $t$، يشير إشارة $x(t)$ إلى ما إذا كان الجسيم يتحرك يميناً أو يساراً، وتشير إشارة $y(t)$ إلى ما إذا كان يتحرك للأعلى أو للأسفل. يعطي مقدار متجه السرعة عند الزمن $t$ سرعة الجسيم.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    A vector-valued function 向量值函数 outputs a vector for each input, e.g. $\vec{r}(t)=\langle x(t),y(t)\rangle$ – the same information as a parametric function, packaged as a moving position vector.

    العربية

    الدالة ذات القيمة المتجهة تُخرج متجهًا لكل مدخل، مثل $\vec{r}(t)=\langle x(t),y(t)\rangle$ – نفس المعلومات الموجودة في الدالة البارامترية، مُعبأة كمتجه موقع متحرك.

    خط موجه بالمتجهات: ابدأ من a، ثم انزلق بمقدار t من الاتجاه b
    خط ذو قيمة متجهة: ابدأ من a، ثم انزلق بمقدار t من الاتجاه b
    4.10

    Matrices · ⁨المصفوفات⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 4.10.A: Determine the product of two matrices.

    • 4.10.A.1 An $n \times m$ matrix is an array consisting of $n$ rows and $m$ columns.
    • 4.10.A.2 Two matrices can be multiplied if the number of columns in the first matrix equals the number of rows in the second matrix. The product of the matrices is a new matrix in which the component in the $i$th row and $j$th column is the dot product of the $i$th row of the first matrix and the $j$th column of the second matrix.
    العربية

    هدف التعلم 4.10.A: تحديد حاصل ضرب مصفوفتين.

    • 4.10.A.1 المصفوفة $n \times m$ هي مصفوفة تتكون من $n$ صفوف و$m$ أعمدة.
    • 4.10.A.2 يمكن ضرب مصفوفتين إذا كان عدد الأعمدة في المصفوفة الأولى يساوي عدد الصفوف في المصفوفة الثانية. حاصل ضرب المصفوفتين هو مصفوفة جديدة يتكون فيها المكوّن في الصف $i$ والعمود $j$ من الضرب النقطي للصف $i$ من المصفوفة الأولى والعمود $j$ من المصفوفة الثانية.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    A matrix 矩阵 is a rectangular array of numbers. Add matrices of the same size entry-by-entry; multiply a matrix by a compatible one by combining rows with columns. Matrices store and transform data compactly.

    العربية

    المصفوفة هي مصفوفة مستطيلة من الأرقام. أضف المصفوفات المتساوية الحجم مركبةً بمركبة؛ اضرب المصفوفة في أخرى متوافقة بدمج الصفوف مع الأعمدة. تخزن المصفوفات وتحوّل البيانات بكثافة.

    4.11

    The Inverse and Determinant of a Matrix · ⁨المعكوس والمحدد لمصفوفة⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 4.11.A: Determine the inverse of a $2 \times 2$ matrix.

    • 4.11.A.1 The identity matrix, $I$, is a square matrix consisting of $1$s on the diagonal from the top left to bottom right and $0$s everywhere else.
    • 4.11.A.2 Multiplying a square matrix by its corresponding identity matrix results in the original square matrix.
    • 4.11.A.3 The product of a square matrix and its inverse, when it exists, is the identity matrix of the same size.
    • 4.11.A.4 The inverse of a $2 \times 2$ matrix, when it exists, can be calculated with or without technology.

    Learning Objective 4.11.B: Apply the value of the determinant to invertibility and vectors.

    • 4.11.B.1 The determinant of the matrix $A = \begin{bmatrix} a & b \\ c & d \end{bmatrix}$ is $ad - bc$. The determinant can be calculated with or without technology and is denoted $\det(A)$.
    • 4.11.B.2 If a $2 \times 2$ matrix consists of two column or row vectors from $\mathbb{R}^2$, then the nonzero absolute value of the determinant of the matrix is the area of the parallelogram spanned by the vectors represented in the columns or rows of the matrix. If the determinant equals $0$, then the vectors are parallel.
    • 4.11.B.3 The square matrix $A$ has an inverse if and only if $\det(A) \neq 0$.
    العربية

    هدف التعلم 4.11.A: تحديد معكوس مصفوفة $2 \times 2$.

    • 4.11.A.1 مصفوفة الوحدة، $I$، هي مصفوفة مربعة تتكون من $1$s على القطر من أعلى اليسار إلى أسفل اليمين و$0$s في جميع الأماكن الأخرى.
    • 4.11.A.2 ضرب مصفوفة مربعة في مصفوفة الوحدة المقابلة لها ينتج عنه المصفوفة المربعة الأصلية.
    • 4.11.A.3 حاصل ضرب المصفوفة المربعة ومعكوسها، عندما يوجد، هو مصفوفة الوحدة من نفس الحجم.
    • 4.11.A.4 يمكن حساب معكوس مصفوفة $2 \times 2$، عندما يوجد، باستخدام التكنولوجيا أو بدونها.

    هدف التعلم 4.11.B: تطبيق قيمة المحدد في قابلية العكس والمتجهات.

    • 4.11.B.1 محدد المصفوفة $A = \begin{bmatrix} a & b \\ c & d \end{bmatrix}$ هو $ad - bc$. يمكن حساب المحدد باستخدام التكنولوجيا أو بدونها ويُرمز له بـ $\det(A)$.
    • 4.11.B.2 إذا كانت مصفوفة $2 \times 2$ تتكون من متجهين عموديين أو صفّين من $\mathbb{R}^2$، فإن القيمة المطلقة غير الصفرية لمحدد المصفوفة هي مساحة متوازي الأضلاع الذي يولده المتجهات الممثلة في أعمدة أو صفوف المصفوفة. إذا كان المحدد يساوي $0$، فإن المتوازي متطابقان.
    • 4.11.B.3 المصفوفة المربعة $A$ لها معكوس إذا وفقط إذا $\det(A) \neq 0$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    The determinant 行列式 of a $2\times 2$ matrix $\begin{bmatrix} a & b \\ c & d\end{bmatrix}$ is $ad-bc$. A matrix has an inverse 逆矩阵 exactly when its determinant is nonzero; the inverse undoes the matrix, and it solves matrix equations (like a reciprocal for numbers).

    Worked example. For $A=\begin{bmatrix}3 & 1\\ 2 & 4\end{bmatrix}$, the determinant is $ad-bc=(3)(4)-(1)(2)=10$. Since it is nonzero, $A$ is invertible, and $A^{-1}=\dfrac{1}{10}\begin{bmatrix}4 & -1\\ -2 & 3\end{bmatrix}$ (swap the diagonal, negate the off-diagonal, divide by the determinant).

    العربية

    المحدد لمصفوفة $2\times 2$ $\begin{bmatrix} a & b \\ c & d\end{bmatrix}$ هو $ad-bc$. تمتلك المصفوفة معكوسًا إذا وفقط إذا كان محددتها غير صفري؛ يعكس المعكوس تأثير المصفوفة، ويحل معادلات المصفوفات (كالتقابل للأعداد).

    مثال محلول. بالنسبة لـ $A=\begin{bmatrix}3 & 1\\ 2 & 4\end{bmatrix}$، المحدد هو $ad-bc=(3)(4)-(1)(2)=10$. بما أنه غير صفري، فإن $A$ قابلة للعكس، و$A^{-1}=\dfrac{1}{10}\begin{bmatrix}4 & -1\\ -2 & 3\end{bmatrix}$ (تبديل القطر الرئيسي، وإشارة القطر الثانوي، والقسمة على المحدد).

    Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
    English العربية
    matrix/ˈmeɪtrɪks/ مصفوفة
    determinant/dɪˈtɜːmɪnənt/ المحدد
    inverse/ɪnˈvɜːs/ عكسي
    linear transformation/ˈlɪnɪə trænsfɔːˈmeɪʃn/ تحول خطي
    4.12

    Linear Transformations and Matrices · ⁨التحويلات الخطية والمصفوفات⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 4.12.A: Determine the output vectors of a linear transformation using a $2 \times 2$ matrix.

    • 4.12.A.1 A linear transformation is a function that maps an input vector to an output vector such that each component of the output vector is the sum of constant multiples of the input vector components.
    • 4.12.A.2 A linear transformation will map the zero vector to the zero vector.
    • 4.12.A.3 A single vector in $\mathbb{R}^2$ can be expressed as a $2 \times 1$ matrix. A set of $n$ vectors in $\mathbb{R}^2$ can be expressed as a $2 \times n$ matrix.
    • 4.12.A.4 For a linear transformation, $L$, from $\mathbb{R}^2$ to $\mathbb{R}^2$, there is a unique $2 \times 2$ matrix, $A$, such that $L(\vec{v}) = A\vec{v}$ for vectors in $\mathbb{R}^2$. Conversely, for a given $2 \times 2$ matrix, $A$, the function $L(\vec{v}) = A\vec{v}$ is a linear transformation from $\mathbb{R}^2$ to $\mathbb{R}^2$.
    • 4.12.A.5 Multiplication of a $2 \times 2$ transformation matrix, $A$, and a $2 \times n$ matrix of $n$ input vectors gives a $2 \times n$ matrix of the $n$ output vectors for the linear transformation $L(\vec{v}) = A\vec{v}$.
    العربية

    هدف التعلم 4.12.A: تحديد المتجهات الناتجة للتحويل الخطي باستخدام مصفوفة $2 \times 2$.

    • 4.12.A.1 التحويل الخطي هو دالة تقوم بتحويل متجه مدخل إلى متجه ناتج بحيث يكون كل مكون من مكونات المتجه الناتج مجموع مضاعفات ثابتة لمكونات المتجه المدخل.
    • 4.12.A.2 سيحول التحويل الخطي المتجه صفر إلى المتجه صفر.
    • 4.12.A.3 يمكن التعبير عن متجه واحد في $\mathbb{R}^2$ كمصفوفة $2 \times 1$. يمكن التعبير عن مجموعة من $n$ متجهات في $\mathbb{R}^2$ كمصفوفة $2 \times n$.
    • 4.12.A.4 بالنسبة لتحويل خطي $L$، من $\mathbb{R}^2$ إلى $\mathbb{R}^2$، يوجد مصفوفة فريدة $2 \times 2$، $A$، بحيث $L(\vec{v}) = A\vec{v}$ للمتجهات في $\mathbb{R}^2$. وعكس ذلك، بالنسبة لمصفوفة $2 \times 2$ معينة، $A$، فإن الدالة $L(\vec{v}) = A\vec{v}$ هي تحويل خطي من $\mathbb{R}^2$ إلى $\mathbb{R}^2$.
    • 4.12.A.5 ضرب مصفوفة تحويل $2 \times 2$، $A$، ومصفوفة $2 \times n$ من متجهات الإدخال $n$ يعطي مصفوفة $2 \times n$ من متجهات الإخراج $n$ للتحويل الخطي $L(\vec{v}) = A\vec{v}$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English
    A matrix transforms the plane

    A $2\times 2$ matrix acts as a linear transformation 线性变换 of the plane – rotating, reflecting, stretching, or shearing points – by multiplying each position vector. The determinant measures how the transformation scales area (and its sign tells whether orientation flips).

    Worked example. The matrix $\begin{bmatrix}2 & 0\\ 0 & 3\end{bmatrix}$ stretches the plane by $2$ horizontally and $3$ vertically, sending the vector $\begin{bmatrix}1\\1\end{bmatrix}$ to $\begin{bmatrix}2\\3\end{bmatrix}$. Its determinant $2\times3=6$ means every area is multiplied by $6$, so the unit square becomes a $2\times3$ rectangle.

    العربية

    *مصفوفة تُحوّل المستوى

    تعمل مصفوفة $2\times 2$ كـتحويل خطي للمستوى – تدوير، وانعكاس، أو تمدد، أو انزلاق للنقاط – بضرب كل متجه موقع. يقيس المحدد كيف يوسع التحويل المساحة (وتخبرنا إشارته عما إذا كان الاتجاه ينقلب).

    مثال محلول. المصفوفة $\begin{bmatrix}2 & 0\\ 0 & 3\end{bmatrix}$ تُمدد المستوى بـ$2$ أفقيًا وبـ$3$ عموديًا، ترسل المتجه $\begin{bmatrix}1\\1\end{bmatrix}$ إلى $\begin{bmatrix}2\\3\end{bmatrix}$. محددتها $2\times3=6$ تعني أن كل مساحة تُضرب في $6$، فتصبح المربع الوحدة مستطيلًا $2\times3$.

    مصفوفة 2x2 تصوّر المربع الوحدة إلى متوازي أضلاع؛ المحدد هو مقياس المساحة
    مصفوفة 2x2 تصوّر المربع الوحدة إلى متوازي أضلاع؛ المحدد هو مقياس المساحة
    Explore · ⁨استكشف⁩

    Transform the plane with a matrix · ⁨حوّص المستوى بمصفوفة⁩

    A $2\times2$ matrix maps every point to a new one, so it stretches, rotates or shears the whole grid. Change the entries and watch the unit square transform. · ⁨مصفوفة $2\times2$ تُصوّر كل نقطة إلى واحدة جديدة، لذا فإنها تمدد أو تدور أو تشوه الشبكة بأكملها. غيّر المدخلات وراقب تحول المربع الوحدة.⁩

    4.13

    Matrices as Functions · ⁨المصفوفات كدوال⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 4.13.A: Determine the association between a linear transformation and a matrix.

    • 4.13.A.1 The linear transformation mapping $\langle x,\, y \rangle$ to $\langle a_{11} x + a_{12} y,\, a_{21} x + a_{22} y \rangle$ is associated with the matrix $\begin{bmatrix} a_{11} & a_{12} \\ a_{21} & a_{22} \end{bmatrix}$.
    • 4.13.A.2 The mapping of the unit vectors in a linear transformation provides valuable information for determining the associated matrix.
    • 4.13.A.3 The matrix $\begin{bmatrix} \cos\theta & -\sin\theta \\ \sin\theta & \cos\theta \end{bmatrix}$ is associated with a linear transformation of vectors that rotates every vector an angle $\theta$ counterclockwise about the origin.
    • 4.13.A.4 The absolute value of the determinant of a $2 \times 2$ transformation matrix gives the magnitude of the dilation of regions in $\mathbb{R}^2$ under the transformation.

    Learning Objective 4.13.B: Determine the composition of two linear transformations.

    • 4.13.B.1 The composition of two linear transformations is a linear transformation.
    • 4.13.B.2 The matrix associated with the composition of two linear transformations is the product of the matrices associated with each linear transformation.

    Learning Objective 4.13.C: Determine the inverse of a linear transformation.

    • 4.13.C.1 Two linear transformations are inverses if their composition maps any vector to itself.
    • 4.13.C.2 If a linear transformation, $L$, is given by $L(\vec{v}) = A\vec{v}$, then its inverse transformation is given by $L^{-1}(\vec{v}) = A^{-1}\vec{v}$, where $A^{-1}$ is the inverse of the matrix $A$.
    العربية

    الهدف التعليمي 4.13.A: تحديد العلاقة بين التحويل الخطي والمصفوفة.

    • 4.13.A.1 يرتبط التحويل الخطي الذي يُمثل $\langle x,\, y \rangle$ إلى $\langle a_{11} x + a_{12} y,\, a_{21} x + a_{22} y \rangle$ بالمصفوفة $\begin{bmatrix} a_{11} & a_{12} \\ a_{21} & a_{22} \end{bmatrix}$.
    • 4.13.A.2 تمثيل المتجهات الوحدة في التحويل الخطي يوفر معلومات قيمة لتحديد المصفوفة المرتبطة به.
    • 4.13.A.3 ترتبط المصفوفة $\begin{bmatrix} \cos\theta & -\sin\theta \\ \sin\theta & \cos\theta \end{bmatrix}$ بتحويل خطي للمتجهات يدور كل متجه بزاوية $\theta$ عكس اتجاه عقارب الساعة حول نقطة الأصل.
    • 4.13.A.4 القيمة المطلقة لمحدد مصفوفة التحويل، $2 \times 2$، تعطي مقدار التمدد (dilation) للمناطق في $\mathbb{R}^2$ تحت هذا التحويل.

    الهدف التعليمي 4.13.B: تحديد تركيب (composition) تحويلين خطيين.

    • 4.13.B.1 تركيب تحويلين خطيين هو تحويل خطي.
    • 4.13.B.2 المصفوفة المرتبطة بتركيب تحويلين خطيين هي حاصل ضرب المصفوفتين المرتببتين بكل تحويل خطي على حدة.

    الهدف التعليمي 4.13.C: تحديد المعكوس (inverse) للتحويل الخطي.

    • 4.13.C.1 يكون تحويلان خطيان معكوسين إذا كان تركيبهما يُمثل أي متجه إلى نفسه.
    • 4.13.C.2 إذا كان التحويل الخطي، $L$، مُعطى بواسطة $L(\vec{v}) = A\vec{v}$، فإن تحويله المعكوس يُعطى بواسطة $L^{-1}(\vec{v}) = A^{-1}\vec{v}$، حيث $A^{-1}$ هو معكوس المصفوفة $A$.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    Because a matrix maps input vectors to output vectors, it is a function on the plane. Composing transformations corresponds to multiplying their matrices, and the inverse matrix reverses the mapping.

    العربية

    بما أن المصفوفة تصوّر المدخلات المتجهة إلى مخرجات متجهة، فهي دالة على المستوى. يتوافق تركيب التحويلات مع ضرب مصفوفاتها، ويعكس المعكوس الصورة.

    4.14

    Matrices Modeling Contexts · ⁨المصفوفات لنمذجة سياقات⁩

    Syllabus · ⁨المنهج⁩
    English

    Learning Objective 4.14.A: Construct a model of a scenario involving transitions between two states using matrices.

    • 4.14.A.1 A contextual scenario can indicate the rate of transitions between states as percent changes. A matrix can be constructed based on these rates to model how states change over discrete intervals.

    Learning Objective 4.14.B: Apply matrix models to predict future and past states for $n$ transition steps.

    • 4.14.B.1 The product of a matrix that models transitions between states and a corresponding state vector can predict future states.
    • 4.14.B.2 Repeated multiplication of a matrix that models the transitions between states and corresponding resultant state vectors can predict the steady state, a distribution between states that does not change from one step to the next.
    • 4.14.B.3 The product of the inverse of a matrix that models transitions between states and a corresponding state vector can predict past states.
    العربية

    الهدف التعليمي 4.14.A: بناء نموذج لسيناريو يتضمن انتقالات بين حالتين باستخدام المصفوفات.

    • 4.14.A.1 يمكن أن يشير السيناريو السياقي إلى معدل الانتقالات بين الحالات كتغيرات مئوية. يمكن بناء مصفوفة بناءً على هذه المعدلات لنمذجة كيف تتغير الحالات على فترات منفصلة.

    الهدف التعليمي 4.14.B: تطبيق نماذج المصفوفات للتنبؤ بالحالات المستقبلية والماضية لـ $n$ خطوات انتقال.

    • 4.14.B.1 حاصل ضرب مصفوفة تُنمذج الانتقالات بين الحالات ومتجه حالة مطابق يمكن أن يتنبأ بالحالات المستقبلية.
    • 4.14.B.2 الضرب المتكرر لمصفوفة تُنمذج الانتقالات بين الحالات ومتجهات الحالة الناتجة المطابقة يمكن أن يتنبأ بالحالة المستقرة، وهي توزيع بين الحالات لا يتغير من خطوة إلى أخرى.
    • 4.14.B.3 حاصل ضرب معكوس مصفوفة تُنمذج الانتقالات بين الحالات ومتجه حالة مطابق يمكن أن يتنبأ بالحالات الماضية.

    Source: College Board AP Course and Exam Description · ⁨المصدر: وصف دورة وامتحان College Board AP⁩

    English

    Matrices model systems that step forward in stages – for example, populations moving between states each year. Repeated multiplication by a transition matrix advances the model one step at a time, so matrix powers predict long-run behavior.

    العربية

    تُصوّر المصفوفات أنظمة تتقدم مراحل – على سبيل المثال، التجمعات التي تنتقل بين حالات كل عام. الضرب المتكرر في مصفوفة انتقال يُقدّم النموذج خطوة بخطوة، لذا تتنبأ قوى المصفوفات بالسلوك طويل المدى.

    4.14

    Exam tips · ⁨نصائح للامتحان⁩

    English
    • A parametric function gives $x(t)$ and $y(t)$ separately — track the direction of motion as $t$ increases.
    • A vector has magnitude and direction; add component-by-component and find magnitude with $\sqrt{a^2+b^2}$.
    • The determinant of a $2\times2$ matrix is $ad-bc$ (mind the minus sign); it scales area under the transformation.
    • A $2\times2$ matrix transforms the plane (rotate, reflect, stretch); an inverse exists only when the determinant is non-zero.
    • Note this unit is not tested on the AP Precalculus Exam (Units 1–3 only), but it underpins later courses.
    العربية
    • الدالة الـبارامترية تُعطي $x(t)$ و$y(t)$ بشكل منفصل — تتبع اتجاه الحركة مع تزايد $t$.
    • الـمتجه له كبرياء واتجاه؛ أضف مركبةً بمركبة وأوجد الكبرياء باستخدام $\sqrt{a^2+b^2}$.
    • الـمحدد لمصفوفة $2\times2$ هو $ad-bc$ (انتبه لإشارة الناقص)؛ يوسع المساحة تحت التحويل.
    • مصفوفة $2\times2$ تُحوّل المستوى (تدوير، انعكاس، تمدد)؛ يوجد معكوس فقط عندما يكون المحدد غير صفري.
    • لاحظ أن هذا الوحدة غير مختبر في امتحان AP Precalculus (وحدات 1–3 فقط)، لكنها تُشكّل أساس الدورات اللاحقة.

Log in or create account · ⁨تسجيل الدخول أو إنشاء حساب⁩

IGCSE, A-Level & AP