تجاوز إلى المحتوى الرئيسي

حين تحسب قيمة العبارة ⁦√(x + 1)⁩ فإنك لا تقوم بعملية واحدة، وإنما بعمليتين متتاليتين: تضيف أولًا ⁦1⁩ إلى ⁦x⁩، ثم تأخذ الجذر التربيعي للناتج. هذا هو جوهر تركيب الدوال: دالة تأخذ ناتج دالة أخرى مدخلًا لها. وهو درس مهم في السنة الثانية ثانوي لشعبتي العلوم التجريبية والتقني رياضي، وتعتمد عليه السنة الثالثة في دراسة الدوال الأسية واللوغاريتمية والنهايات. تعرض هذه الصفحة تعريف التركيب، ثم مجموعة تعريف الدالة المركبة، ثم تفكيك دالة إلى دالتين، ثم اتجاه تغير الدالة المركبة، وتنتهي بأخطاء شائعة وتمارين محلولة.

تعريف التركيب

لتكن ⁦f⁩ دالة مجموعة تعريفها ⁦Df⁩، ولتكن ⁦g⁩ دالة مجموعة تعريفها ⁦Dg⁩. مركب الدالة ⁦f⁩ ثم الدالة ⁦g⁩ هو الدالة التي نرمز لها بـ ⁦g∘f⁩ ونقرأ: «g تركيب f» أو «g بعد f»، وتعرف كالتالي:

⁦(g∘f)(x) = g(f(x))⁩

وهذا يعني أننا نطبق ⁦f⁩ أولًا على ⁦x⁩، ثم نطبق ⁦g⁩ على الناتج. ولهذا يقول الأستاذ في الفيديو تشبيهًا لتذكر الترتيب: الدالة الداخلية ⁦f⁩ هي «الابنة» والدالة الخارجية ⁦g⁩ هي «الأم»، فالابنة داخل الأم.

مجموعة التعريف

لكي يكون ⁦(g∘f)(x)⁩ معرفًا يجب تحقق شرطين معًا:

  1. ⁦x⁩ ينتمي إلى ⁦Df⁩، أي أن ⁦f(x)⁩ معرف.
  2. ⁦f(x)⁩ ينتمي إلى ⁦Dg⁩، أي أن ⁦g⁩ معرفة عند الناتج.

أي أن مجموعة تعريف ⁦g∘f⁩ هي مجموعة الأعداد ⁦x⁩ من ⁦Df⁩ التي تحقق ⁦f(x)⁩ ينتمي إلى ⁦Dg⁩.

تفكيك دالة مركبة

يطلب كثيرًا في التمارين أن نبين أن دالة هي مركبة لدالتين بسيطتين ونعين مجموعة تعريفها.

المثال الأول

⁦h(x) = √(x + 1)⁩.

  • الدالة الداخلية (الابنة): ⁦f(x) = x + 1⁩، مجموعة تعريفها ⁦R⁩.
  • الدالة الخارجية (الأم): ⁦g(x) = √x⁩، مجموعة تعريفها ⁦[0 ; +∞[⁩.
  • إذن ⁦h = g∘f⁩.
  • شرط التعريف: ⁦x + 1 ≥ 0⁩ أي ⁦x ≥ -1⁩.
  • مجموعة التعريف: ⁦Dh = [-1 ; +∞[⁩.

المثال الثاني

⁦h(x) = 2 / (x + 1)⁩.

  • الدالة الداخلية: ⁦f(x) = x + 1⁩.
  • الدالة الخارجية: ⁦g(x) = 2 / x⁩، مجموعة تعريفها ⁦R*⁩ أي ⁦R⁩ دون ⁦0⁩.
  • شرط التعريف: ⁦x + 1⁩ يختلف عن ⁦0⁩، أي ⁦x⁩ يختلف عن ⁦-1⁩.
  • مجموعة التعريف: ⁦Dh = R - {-1}⁩، أي ⁦]-∞ ; -1[⁩ اتحاد ⁦]-1 ; +∞[⁩.

المثال الثالث

⁦h(x) = (x - 3)²⁩.

  • الدالة الداخلية: ⁦f(x) = x - 3⁩.
  • الدالة الخارجية: ⁦g(x) = x²⁩.
  • ⁦Dh = R⁩.

التركيب ليس تبديليًا

في العادة ⁦g∘f⁩ تختلف عن ⁦f∘g⁩. مثال: ⁦f(x) = x + 1⁩ و ⁦g(x) = x²⁩:

  • ⁦(g∘f)(x) = (x + 1)²⁩.
  • ⁦(f∘g)(x) = x² + 1⁩.

فنرى أن الدالتين مختلفتان، ولهذا يجب احترام الترتيب عند الكتابة.

اتجاه تغير الدالة المركبة

المبرهنة: لتكن ⁦f⁩ دالة رتيبة (متزايدة أو متناقصة) على مجال ⁦I⁩، ولتكن ⁦g⁩ دالة رتيبة على مجال ⁦J⁩ يحوي ⁦f(I)⁩ (أي كل قيم ⁦f⁩ على ⁦I⁩). عندئذ الدالة ⁦g∘f⁩ رتيبة على ⁦I⁩، واتجاه تغيرها كالتالي:

  • إذا كان اتجاها تغير ⁦f⁩ و ⁦g⁩ متماثلين (كلتاهما متزايدة أو كلتاهما متناقصة) فإن ⁦g∘f⁩ متزايدة.
  • إذا كان اتجاها تغير ⁦f⁩ و ⁦g⁩ متعاكسين فإن ⁦g∘f⁩ متناقصة.

إثبات الحالة الأولى (كلتاهما متزايدة)

نأخذ ⁦a⁩ و ⁦b⁩ من ⁦I⁩ بحيث ⁦a < b⁩. بما أن ⁦f⁩ متزايدة فإن ⁦f(a) < f(b)⁩. وبما أن ⁦g⁩ متزايدة على ⁦J⁩ فإن ⁦g(f(a)) < g(f(b))⁩. إذن ⁦(g∘f)(a) < (g∘f)(b)⁩ أي أن ⁦g∘f⁩ متزايدة.

تطبيق 1

الدالة ⁦h(x) = √(x + 1)⁩ على ⁦[-1 ; +∞[⁩:

  • ⁦f(x) = x + 1⁩ متزايدة على ⁦[-1 ; +∞[⁩، وقيمها في ⁦[0 ; +∞[⁩.
  • ⁦g(x) = √x⁩ متزايدة على ⁦[0 ; +∞[⁩.
  • اتجاها التغير متماثلان، إذن ⁦h⁩ متزايدة على ⁦[-1 ; +∞[⁩.

تطبيق 2

الدالة ⁦h(x) = 2 / (x + 1)⁩ على ⁦]-1 ; +∞[⁩:

  • ⁦f(x) = x + 1⁩ متزايدة على ⁦]-1 ; +∞[⁩، وقيمها في ⁦]0 ; +∞[⁩.
  • ⁦g(x) = 2 / x⁩ متناقصة على ⁦]0 ; +∞[⁩.
  • اتجاها التغير متعاكسان، إذن ⁦h⁩ متناقصة على ⁦]-1 ; +∞[⁩.

تطبيق 3

الدالة ⁦h(x) = √(2x - 6)⁩:

  • شرط التعريف: ⁦2x - 6 ≥ 0⁩ أي ⁦x ≥ 3⁩، إذن ⁦Dh = [3 ; +∞[⁩.
  • الدالة الداخلية ⁦f(x) = 2x - 6⁩ متزايدة. الدالة الخارجية ⁦g(x) = √x⁩ متزايدة.
  • إذن ⁦h⁩ متزايدة على ⁦[3 ; +∞[⁩.

خطوات حل تمرين على التركيب

  1. عين الدالة الداخلية والدالة الخارجية.
  2. حدد مجموعة تعريف كل منهما.
  3. اكتب شرطي التعريف معًا وحل المتراجحة الناتجة.
  4. ادرس اتجاه تغير كل دالة على المجال المطلوب، وتأكد أن قيم ⁦f⁩ تقع في مجال تغير ⁦g⁩.
  5. طبق قاعدة تماثل اتجاهي التغير أو تعاكسهما.

أخطاء شائعة

  • عكس الترتيب، فاعتبار ⁦g∘f⁩ تعني تطبيق ⁦g⁩ أولًا.
  • إهمال الشرط الثاني في مجموعة التعريف: ⁦f(x)⁩ يجب أن ينتمي إلى ⁦Dg⁩.
  • القول إن ⁦g∘f = f∘g⁩.
  • تطبيق قاعدة اتجاه التغير على مجال لا تقع فيه قيم ⁦f⁩ ضمن مجال تغير ⁦g⁩.
  • نسيان استبعاد القيم التي تعدم المقام.
  • الخلط بين «تركيب» دالتين و «ضربهما».

تمارين للتدرب

  1. اكتب ⁦h(x) = (3x + 2)²⁩ على شكل مركب دالتين.
  2. عين مجموعة تعريف ⁦h(x) = √(x - 4)⁩، ثم ادرس اتجاه تغيرها.
  3. نعتبر ⁦f(x) = 2x⁩ و ⁦g(x) = x²⁩. احسب ⁦(g∘f)(3)⁩ و ⁦(f∘g)(3)⁩.
  4. ادرس اتجاه تغير ⁦h(x) = 1 / (x - 2)⁩ على ⁦]2 ; +∞[⁩.

الحلول:

  1. الداخلية ⁦f(x) = 3x + 2⁩ والخارجية ⁦g(x) = x²⁩.
  2. شرط التعريف ⁦x - 4 ≥ 0⁩ أي ⁦x ≥ 4⁩، إذن ⁦Dh = [4 ; +∞[⁩. الدالتان ⁦x - 4⁩ و ⁦√x⁩ متزايدتان، فـ ⁦h⁩ متزايدة.
  3. ⁦(g∘f)(3) = g(6) = 36⁩، و ⁦(f∘g)(3) = f(9) = 18⁩.
  4. ⁦f(x) = x - 2⁩ متزايدة وقيمها في ⁦]0 ; +∞[⁩، و ⁦g(x) = 1 / x⁩ متناقصة على هذا المجال، فـ ⁦h⁩ متناقصة على ⁦]2 ; +∞[⁩.

الشرح المصوّر

لمن يفضل المتابعة بالصوت والصورة، يقدم الأستاذ نورالدين في فيديو «درس تركيب الدوال كاملًا للثانية ثانوي» هذا الدرس في نحو ست وثلاثين دقيقة، ويعرف فيه التركيب بأن الدالة المركبة هي دالة داخل دالة، ثم يطبقه على أمثلة لتعيين مجموعة التعريف وتفكيك الدالة إلى دالتين، وينتهي باتجاه تغير الدالة المركبة.

آخر تعديل: 2026.10.22 - 17:10