מתכונת במתמטיקה 372 - מתכונת 10 ברמת בגרות
3 יח"ל · שאלון 035372 · 6 שאלות · פתרון מלא לכל סעיף
מבחן מתכונת במבנה של שאלון 372 (3 יח"ל), ברמת בגרות: 6 שאלות, כל אחת בנויה כמו השאלה באותו מקום בבחינת הבגרות. לכל סעיף יש תשובה סופית ופתרון מלא, מוסבר צעד אחרי צעד. נסו לפתור לבד, ואז פתחו את הפתרון של השאלה.
שאלה 1 · תכנון ליניארי: שרשראות וצמידים בסדנה לתכשיטים
בסדנה לתכשיטים מכינים שני סוגי תכשיטים: שרשראות וצמידים.
כל תכשיט עובר שני שלבים: ליטוש במכונה והרכבה ביד.
בשבוע עבודה רגיל אפשר להפעיל את מכונת הליטוש 120 דקות לכל היותר, ולהקדיש להרכבה 80 דקות לכל היותר.
בטבלה שלפניכם מוצגים הזמן הנדרש להכנת כל אחד מן התכשיטים והרווח ממכירת כל תכשיט.
נסמן ב- את מספר השרשראות וב- את מספר הצמידים שמכינים בסדנה בשבוע עבודה.
כתבו את מערכת האילוצים של הבעיה.
לפניכם סרטוט של התחום האפשרי המתקבל ממערכת האילוצים של הבעיה.
מצאו את שיעורי הנקודות , ו-.
כתבו את פונקציית המטרה של רווח הסדנה ממכירת התכשיטים.
מצאו כמה שרשראות וכמה צמידים צריך להכין בשבוע עבודה כדי להשיג רווח מקסימלי.
באחד השבועות התקלקלה מכונת הליטוש באמצע השבוע, ולכן הצטמצם זמן העבודה בסדנה.
בשבוע זה הכינו בסדנה 7 שרשראות ו-2 צמידים.
מצאו בכמה קטן הרווח של הסדנה בשבוע שבו התקלקלה המכונה מן הרווח המקסימלי בשבוע עבודה רגיל.
◂ פתרון מלא לשאלה 1
סעיף א
, , ,
ו- הם מספרי תכשיטים, ולכן , .
מכונת הליטוש: שרשרת 12 דקות, צמיד 6 דקות, 120 דקות לכל היותר:
הרכבה: שרשרת 5 דקות, צמיד 10 דקות, 80 דקות לכל היותר:
טעות נפוצה: לשייך את זמן הליטוש של שרשרת ל- ולכתוב - אבל הוא מספר השרשראות, וליטוש של שרשרת נמשך 12 דקות.
סעיף ב
, ,
מפשטים: הוא , ו- הוא .
הישר חותך את הצירים ב- וב-; הישר חותך אותם ב- וב-.
על ציר ה-: החיתוך הנמוך, . על ציר ה-: החיתוך הקרוב, .
היא נקודת החיתוך של שני הישרים:
.
טעות נפוצה: לקחת את , נקודת החיתוך של ישר הליטוש עם ציר ה- - אבל שם זמן ההרכבה הוא דקות, יותר מ-80.
סעיף ג(1)
(מחפשים מקסימום)
כל שרשרת מכניסה 30 שקלים וכל צמיד 25 שקלים:
מחפשים את הרווח המקסימלי.
טעות נפוצה: להחליף בין הרווחים ולכתוב .
סעיף ג(2)
8 שרשראות ו-4 צמידים (רווח של 340 שקלים)
מציבים את קדקודי התחום בפונקציית המטרה:
:
:
:
:
הרווח המקסימלי, 340 שקלים, מתקבל ב-: 8 שרשראות ו-4 צמידים.
טעות נפוצה: לבחור בקדקוד כי הרווח משרשרת (30) גדול מהרווח מצמיד (25), ולענות 10 שרשראות ו-0 צמידים - הרווח שם רק 300 שקלים.
סעיף ד
ב-80 שקלים
הרווח בשבוע שבו התקלקלה המכונה:
הרווח המקסימלי בשבוע רגיל הוא 340 שקלים, ולכן הרווח קטן ב- שקלים.
טעות נפוצה: להשוות לרווח בקדקוד (300 שקלים) ולקבל שקלים.
שאלה 2 · תכנון ליניארי: תפריט מזון לכלבה
נועה מאכילה את הכלבה שלה בשני סוגי מזון בלבד: מנות מזון יבש ומנות מזון רטוב.
בטבלה שלפניכם נתונים מספר הקלוריות וכמות הסיבים התזונתיים במנה של כל סוג מזון.
הווטרינר קבע שהכלבה צריכה לקבל ביום אחד 1,200 קלוריות לכל היותר, ו-36 גרם סיבים תזונתיים לפחות.
סמנו ב- את מספר מנות המזון היבש וב- את מספר מנות המזון הרטוב.
כתבו את מערכת האילוצים של הבעיה.
סרטטו את התחום האפשרי של הבעיה.
המחיר של מנת מזון יבש הוא 3 שקלים, והמחיר של מנת מזון רטוב הוא 5 שקלים.
כתבו את פונקציית המטרה.
נועה רוצה שהכלבה תקבל את מה שקבע הווטרינר, ולשלם בעבור המזון את המחיר הנמוך ביותר.
מצאו כמה מנות מזון יבש וכמה מנות מזון רטוב נועה צריכה לתת לכלבה ביום אחד.
המחיר של מנת מזון יבש עלה, וכעת מחירה 4 שקלים. המחיר של מנת מזון רטוב נשאר ללא שינוי.
האם חל שינוי בכמות מנות המזון היבש ובכמות מנות המזון הרטוב שנועה צריכה לתת לכלבה ביום אחד כדי לשלם בעבור המזון את המחיר הנמוך ביותר? נמקו.
◂ פתרון מלא לשאלה 2
סעיף א
(כלומר ), (כלומר ), ,
קלוריות - "לכל היותר" 1,200, ומחלקים ב-60:
סיבים - "לפחות" 36, ומחלקים ב-3:
ומספרי המנות אינם שליליים: , .
טעות נפוצה: לקרוא את הטבלה לפי שורה במקום לפי עמודה, ולכתוב אילוץ קלוריות - בכל אילוץ משתתפים הנתונים של אותה עמודה (אותו משאב) בשני סוגי המזון.
סעיף ב
המרובע שבין הישרים ו- ברביע הראשון, שקדקודיו , , ,
נקודות החיתוך עם הצירים: עובר דרך ו-; עובר דרך ו-.
בדיקה בראשית: נכון - התחום מתחת לישר ; לא נכון - התחום מעל הישר .
קדקודי התחום: , , , .
טעות נפוצה: לבחור את הצד הלא נכון של (מעל הישר), ולקבל תחום פתוח שמעל שני הישרים - תפריטים שיש בהם יותר מ-1,200 קלוריות.
סעיף ג
(מחפשים מינימום)
נועה רוצה לשלם כמה שפחות, ולכן מחפשים את הערך המינימלי של .
טעות נפוצה: להחליף בין המחירים ולכתוב - המחיר של מנת מזון יבש (3 שקלים) מוכפל במספר מנות המזון היבש, .
סעיף ד
6 מנות מזון יבש ו-0 מנות מזון רטוב (המחיר 18 שקלים)
מציבים את קדקודי התחום בפונקציית המטרה:
המחיר הנמוך ביותר, 18 שקלים, מתקבל ב-: 6 מנות מזון יבש ו-0 מנות מזון רטוב.
טעות נפוצה: לנמק "מנת מזון יבש זולה יותר (3 שקלים לעומת 5), ולכן כדאי לתת כמה שיותר מזון יבש" ולבחור בקדקוד - שם המחיר 60 שקלים. המחיר הזול ליחידה לא קובע; צריך להשוות את המחיר הכולל בכל הקדקודים.
סעיף ה
כן: עכשיו נועה צריכה לתת 0 מנות מזון יבש ו-4 מנות מזון רטוב (20 שקלים)
פונקציית המטרה החדשה: . התחום לא השתנה, ומציבים שוב את הקדקודים:
המינימום עבר לקדקוד , 20 שקלים. כן, חל שינוי: 0 מנות מזון יבש ו-4 מנות מזון רטוב.
טעות נפוצה: לחשב מחדש רק את הקדקוד (24 שקלים) ולהסיק שהתפריט לא השתנה ורק המחיר עלה - צריך להשוות שוב את כל הקדקודים.
שאלה 3 · משולש במערכת צירים: קדקודים, משוואת צלע, אנכיות ושטח
נתון משולש .
משוואת הצלע היא .
משוואת הצלע היא .
הקודקוד נמצא על ציר ה- (ראו סרטוט).
מצאו את שיעורי הקודקוד .
מצאו את שיעורי הקודקוד .
נתון כי שיעור ה- של הקודקוד הוא 8.
מצאו את שיעור ה- של הקודקוד .
מצאו את משוואת הצלע .
הנקודה היא נקודת החיתוך של הישר עם ציר ה-.
מצאו את שיעורי הנקודה .
הראו שהישר מאונך לצלע .
חשבו את שטח המשולש .
◂ פתרון מלא לשאלה 3
סעיף א
על ציר ה-, ולכן :
.
טעות נפוצה: להציב ולקבל - נקודת החיתוך עם ציר ה-.
סעיף ב
משווים את משוואות ו-:
כופלים את שני האגפים ב-4:
, ולכן .
טעות נפוצה: לכפול ב-4 רק את האגף השמאלי: , ומקבלים .
סעיף ג
, כלומר
על : . .
טעות נפוצה: להציב במשוואת ולקבל - אינו נמצא על .
סעיף ד
ישר דרך :
טעות נפוצה: להציב את עם סימן הפוך, , ולקבל - הישר הזה לא עובר דרך ().
סעיף ה(1)
במשוואת : . .
טעות נפוצה: להציב במשוואת ולקבל .
סעיף ה(2)
, , ומכפלת השיפועים היא
ולכן .
טעות נפוצה: לערבב את סדר הנקודות, , ולקבל מכפלה - "לא מאונך".
סעיף ו
20
על , ולכן לפי ה(2) המשולש ישר זווית ב-.
טעות נפוצה: לשכוח לחלק ב-2 ולענות 40.
שאלה 4 · מודל ריבועי: כדור לכלב
שירה משחקת עם הכלב שלה בכדור טניס בחצר שהקרקע שלה מישורית.
שירה זרקה את הכדור לכלב. הכדור נע בצורת פרבולה שמשוואתה היא , כמתואר בסרטוט.
ציר ה- מייצג את המרחק האופקי (במטרים) של הכדור מנקודת הזריקה.
ציר ה- מייצג את גובה הכדור (במטרים) מעל פני הקרקע.
מצאו את הגובה המקסימלי שאליו הגיע הכדור.
מצאו בעבור אילו ערכים של היה הכדור במגמת עלייה.
הכלב קפץ ותפס את הכדור בפיו בנקודה שבה שיעור ה- הוא 5.5 מטרים.
מצאו באיזה גובה מעל פני הקרקע היה הכדור כאשר תפס אותו הכלב.
אילו הכלב לא היה תופס את הכדור ולא נוגע בו, מה היה שיעור ה- של הנקודה שבה היה הכדור פוגע בקרקע?
◂ פתרון מלא לשאלה 4
סעיף א
5.12 מטרים
, ולכן המקסימום בקדקוד:
טעות נפוצה: לענות 2.8 מטרים - זה המרחק האופקי של השיא, לא הגובה.
סעיף ב
הפרבולה פתוחה כלפי מטה, ולכן היא עולה משמאל לקדקוד. המסלול מתחיל ב-:
טעות נפוצה: לענות - מימין לקדקוד של פרבולה כזו הגרף יורד.
סעיף ג
1.475 מטרים
טעות נפוצה: לחשב את כ- ולקבל מטרים - יותר מהגובה המקסימלי.
סעיף ד
, . נפסל, כי המסלול מתחיל ב-. הכדור היה פוגע בקרקע ב-.
טעות נפוצה: לקחת את הפתרון בלי לבדוק שהוא בתחום שבו למודל יש משמעות.
שאלה 5 · תיבה בהקשר: בריכות גידול בחוות דגים
בחוות דגים יש שתי בריכות גידול: בריכה גדולה ובריכה קטנה.
כל בריכה היא בצורת תיבה שבסיסה מלבן (ראו סרטוט).
נתון כי אורכי צלעות הבסיס של הבריכה הגדולה הם 20 מטרים ו-12 מטרים. עומק הבריכה הגדולה (הגובה שלה) הוא 1.6 מטרים.
מצאו את נפח הבריכה הגדולה.
לפני תחילת העונה החליטו לצבוע את הקירות החיצוניים של הבריכה הגדולה.
מצאו את השטח שצבעו.
העומק של הבריכה הקטנה הוא מן העומק של הבריכה הגדולה.
מצאו את העומק של הבריכה הקטנה.
אחת מצלעות הבסיס של הבריכה הקטנה גדולה פי 3 מן הצלע האחרת של בסיסה. נתון כי הנפח של הבריכה הקטנה הוא 19.2 מ"ק.
מצאו את האורכים של צלעות הבסיס של הבריכה הקטנה.
◂ פתרון מלא לשאלה 5
סעיף א
384 מ"ק
טעות נפוצה: לעצור בשטח הבסיס, .
סעיף ב
102.4 מ"ר
הקירות החיצוניים הם ארבע הפאות הצדדיות - שטח המעטפת:
טעות נפוצה: להוסיף גם את שני הבסיסים ולחשב שטח פנים, מ"ר.
סעיף ג
0.4 מטר
טעות נפוצה: לכפול ב-4 במקום לחלק ולקבל 6.4 מטרים.
סעיף ד
4 מטרים ו-12 מטרים
נסמן את הצלע הקצרה ב-; הארוכה . העומק 0.4 (סעיף ג):
(השורש השלילי נפסל). הצלעות: 4 מטרים ו-12 מטרים. בדיקה: .
טעות נפוצה: לשכוח את הפי 3 בנפח, , , .
שאלה 6 · גופים במרחב: פרלינים בצורת פירמידה וחרוט
במפעל שוקולד מייצרים שני סוגים של פרלינים משוקולד מלא: פרלין מסוג א', שצורתו פירמידה ישרה שבסיסה ריבוע, ופרלין מסוג ב', שצורתו חרוט ישר.
נתון כי אורך צלע הבסיס של פרלין מסוג א' הוא 5 ס"מ וגובה הפרלין הוא 9 ס"מ.
מצאו את נפח השוקולד בפרלין מסוג א'.
נתון כי האורך של רדיוס הבסיס של פרלין מסוג ב' הוא 3 ס"מ, וגובה הפרלין הוא 8 ס"מ. ככל שנפח הפרלין גדול יותר – יש בו יותר שוקולד.
קבעו באיזה פרלין יש יותר שוקולד – בפרלין מסוג א' או בפרלין מסוג ב'. נמקו את קביעתכם.
מצאו את האורך של הקו היוצר של פרלין מסוג ב'.
מצאו את שטח המעטפת של פרלין מסוג ב'.
ביום מסוים התקבלה במפעל הזמנה ל-400 פרלינים מסוג א' ו-500 פרלינים מסוג ב'.
האם 70,000 סמ"ק שוקולד יספיקו להזמנה זו? נמקו את תשובתכם.
◂ פתרון מלא לשאלה 6
סעיף א
75 סמ"ק
טעות נפוצה: לשכוח את השליש ולענות 225 סמ"ק.
סעיף ב
בפרלין מסוג ב': נפחו סמ"ק, יותר מ-75 סמ"ק
: בפרלין מסוג ב' יש מעט יותר שוקולד.
טעות נפוצה: לשכוח את הריבוע של הרדיוס () ולקבוע שבפרלין מסוג א' יש יותר שוקולד.
סעיף ג(1)
ס"מ
טעות נפוצה: לחשב - קצר מהגובה, ולכן לא ייתכן שזה היתר.
סעיף ג(2)
סמ"ר
טעות נפוצה: להוסיף את שטח הבסיס () ולענות - זה שטח הפנים של החרוט, לא המעטפת.
סעיף ד
כן: נדרשים כ-67,699 סמ"ק, פחות מ-70,000
, ולכן השוקולד יספיק.
טעות נפוצה: לחשב את נפח החרוט בלי השליש (כמו גליל, ) ולקבל , כלומר "לא יספיק".