التكامل — مفهومه وطرق حسابه وتطبيقاته — السنة الثالثة ثانوي (بكالوريا) — شعبة علوم تجريبية — الرياضيات — المنهاج الجزائري
التكامل هو عملية رياضية تكمّل الاشتقاق، ويستخدم لحساب المساحات والحجوم وأطوال المنحنيات. هذا الدرس موجه لتلاميذ السنة الثالثة ثانوي شعبة علوم تجريبية استعداداً للبكالوريا.
أولاً: مفهوم الدوال الأصلية (Primitives)
F(x) دالة أصلية لـ f(x) على مجال I إذا كانت F'(x) = f(x) لكل x ∈ I.
الدوال الأصلية للدوال الأساسية:
- f(x) = xn ⇒ F(x) = xn+1/(n+1) + C (n ≠ −1)
- f(x) = 1/x ⇒ F(x) = ln|x| + C
- f(x) = ex ⇒ F(x) = ex + C
- f(x) = cos(x) ⇒ F(x) = sin(x) + C
- f(x) = sin(x) ⇒ F(x) = −cos(x) + C
ثانياً: التكامل المحدود (Intégrale définie)
إذا كانت F دالة أصلية لـ f على [a, b] فإن التكامل المحدود من a إلى b هو:
∫ab f(x) dx = [F(x)]ab = F(b) − F(a)
ثالثاً: خصائص التكامل
- ∫ab f(x) dx = −∫ba f(x) dx
- ∫ab k×f(x) dx = k×∫ab f(x) dx
- ∫ab (f + g)(x) dx = ∫ab f(x) dx + ∫ab g(x) dx
- ∫ab f(x) dx = ∫ac f(x) dx + ∫cb f(x) dx (علاقة شال)
رابعاً: التكامل والمساحة
المساحة المحصورة بين منحني الدالة f(x) والمحور x من a إلى b هي: S = ∫ab |f(x)| dx
المساحة المحصورة بين منحنيتي دالتين f و g على المجال [a, b] هي: S = ∫ab |f(x) − g(x)| dx
خامساً: التكامل بالجزء (Intégration par parties)
∫ab u(x) × v'(x) dx = [u(x) × v(x)]ab − ∫ab u'(x) × v(x) dx
سادساً: مثال بكالوريا
تمرين بكالوريا (دورة 2023 — شعبة علوم تجريبية): احسب I = ∫01 (x² + 2x)ex dx.
الحل:
نلاحظ أن (x² + 2x)ex = (x²)’ex + x²(ex)’ = (x²ex)’
إذن F(x) = x²ex هي دالة أصلية.
I = [x²ex]01 = (1² × e¹) − (0² × e⁰) = e − 0 = e
طريقة أخرى (باستخدام التكامل بالجزء):
نضع u = x² + 2x و v’ = ex
u’ = 2x + 2 و v = ex
I = [(x² + 2x)ex]01 − ∫01 (2x + 2)ex dx
نكرر العملية مع (2x + 2)ex: u₁ = 2x + 2، v₁’ = ex
u₁’ = 2، v₁ = ex
I = (3e − 0) − ([(2x+2)ex]01 − ∫01 2ex dx)
I = 3e − (4e − 2e − 2e⁰ + 2e⁰) = 3e − 2e = e
خلاصة
التكامل أداة رياضية قوية تستخدم في الفيزياء (حساب المسافة من السرعة، الشغل)، والاقتصاد، والهندسة. وهو موضوع أساسي في بكالوريا الشعب العلمية.
دروس مشابهة
- نكت وطرائف ومواقف في الرياضيات
- محفظة استاذ الرياضيات للتعليم المتوسط — تحديث 2026
- الجداء المتصالب (الضرب التبادلي) في التناسبية — مفهومه وتطبيقاته في حل المسائل —
مدونة التربية و التعليم في الجزائر – دروس، فروض، نتائج امتحانات مدونة التربية والتعليم في الجزائر | تحضير الدروس، فروض واختبارات، نتائج البكالوريا وBEM، مسابقات التوظيف، والتوجيه المدرسي للطلاب وأولياء الأمور.