calculus

المعدّلات المترابطة

مسائل المعدّلات المترابطة تربط معدّلات تغيّر متغيّرين أو أكثر يصل بينهما معادلة. تُستخدم فيها الاشتقاق الضمني بالنسبة إلى الزمن.

مسائل المعدّلات المترابطة تتضمّن عدّة كمّيات متغيّرة يربط بينها معادلة، حيث تعرف أحد معدّلات التغيّر وتحتاج إلى إيجاد آخر.

الإجراء القياسي:

  1. حدِّد الكمّيات والعلاقة بينها (صيغة هندسية، قانون فيزيائي).
  2. اشتقّ العلاقة بالنسبة إلى الزمن tt — اشتقاق ضمني، معاملًا كل متغيّر بوصفه دالة في tt.
  3. عوّض بالقيم المعلومة للمتغيّرات والمعدّلات.
  4. حلّ لإيجاد المعدّل المجهول.

مسائل كلاسيكية: سلّم ينزلق على جدار (ما سرعة حركة أسفله؟)، ماء يملأ خزّانًا مخروطيًّا (ما سرعة ارتفاع منسوب الماء؟)، سيّارتان تقتربان من تقاطع (ما سرعة تغيّر المسافة بينهما؟).

نصيحة جوهرية للصياغة: لا تعوّض بالأعداد قبل الاشتقاق أبدًا. اشتقّ أوّلًا بينما يبقى كل شيء متغيّرًا، ثم عوّض بقيم اللحظة المعيّنة.