מתכונת במתמטיקה 372 - מתכונת 16 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: ספלים וקערות בסטודיו לקרמיקה
בסטודיו לקרמיקה מכינים כלים משני סוגים: ספלים וקערות.
הכנת כל כלי כוללת שני שלבים עיקריים: עיצוב על האובניים וזיגוג.
ביום עבודה רגיל אפשר לעבוד על האובניים 120 דקות לכל היותר, ולהקדיש לזיגוג 180 דקות לכל היותר.
בטבלה שלפניכם מוצגים הזמן הנדרש להכנת כל אחד מן הכלים והרווח ממכירת כל כלי.
נסמן ב- את מספר הספלים וב- את מספר הקערות שמכינים בסטודיו ביום 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 הסטודיו ממכירת הכלים.
מצאו כמה ספלים וכמה קערות צריך להכין ביום עבודה כדי להשיג רווח מקסימלי.
באחד הימים התקלקל תנור הזיגוג באמצע היום, ולכן הצטמצם זמן העבודה בסטודיו.
ביום זה הכינו בסטודיו 7 ספלים ו-5 קערות.
מצאו בכמה קטן הרווח של הסטודיו ביום שבו התקלקל התנור מן הרווח המקסימלי ביום עבודה רגיל.
◂ פתרון מלא לשאלה 1
סעיף א
, , ,
ו- הם מספרי כלים, ולכן הם אינם שליליים: , .
האובניים: ספל דורש 6 דקות וקערה 12 דקות, ואפשר לעבוד על האובניים 120 דקות לכל היותר:
הזיגוג: ספל דורש 15 דקות וקערה 10 דקות, ואפשר להקדיש לזיגוג 180 דקות לכל היותר:
טעות נפוצה: לקרוא את הטבלה לפי השורות ולכתוב - אבל כל אילוץ שייך לשלב אחד, ולכן המקדמים שלו הם הזמנים שבעמודה של אותו שלב: 6 דקות לספל ו-12 דקות לקערה על האובניים.
סעיף ב
, ,
מפשטים את האילוצים: הוא (בחילוק ב-6) , ו- הוא (בחילוק ב-5) .
נקודות החיתוך עם הצירים: הישר חותך את הצירים ב- וב-; הישר חותך אותם ב- וב-.
על ציר ה-, והתחום האפשרי מסתיים בחיתוך הנמוך מבין השניים: (הנקודה לא מקיימת את אילוץ האובניים: ).
על ציר ה-, בחיתוך הקרוב מבין השניים: (הנקודה לא מקיימת את אילוץ הזיגוג: ).
היא נקודת החיתוך של שני הישרים - מחסרים את המשוואה הראשונה מהשנייה:
.
טעות נפוצה: לקחת את , נקודת החיתוך של ישר הזיגוג עם ציר ה- - אבל בנקודה זו זמן העבודה על האובניים הוא דקות, יותר מ-120.
סעיף ג(1)
(מחפשים מקסימום)
כל ספל מכניס 35 שקלים וכל קערה 50 שקלים, ולכן הרווח הכולל הוא:
מחפשים את הרווח המקסימלי.
טעות נפוצה: להחליף בין הרווחים ולכתוב - אבל הוא מספר הספלים, שהרווח מכל אחד מהם הוא 35 שקלים.
סעיף ג(2)
8 ספלים ו-6 קערות (רווח של 580 שקלים)
התחום האפשרי סגור, ולכן הרווח המקסימלי מתקבל באחד הקדקודים. מציבים את הקדקודים בפונקציית המטרה:
:
:
:
:
הרווח המקסימלי, 580 שקלים, מתקבל ב-: 8 ספלים ו-6 קערות.
טעות נפוצה: לבחור בקדקוד כי הרווח מקערה (50) גדול מהרווח מספל (35), ולענות 0 ספלים ו-10 קערות - אבל הרווח שם הוא רק 500 שקלים.
סעיף ד
ב-85 שקלים
הרווח ביום שבו התקלקל התנור:
הרווח המקסימלי ביום רגיל (סעיף ג(2)) הוא 580 שקלים, ולכן הרווח קטן ב-
שקלים.
טעות נפוצה: להציב את 7 הספלים ו-5 הקערות עם רווחים מוחלפים, , ולקבל שקלים.
שאלה 2 · גאומטריה אנליטית: טרפז ישר זווית ומשולש שבסיסו על ציר ה-y
הוא טרפז ישר זווית (, ).
הנקודה היא אמצע הצלע (ראו סרטוט).
נתון: , .
מצאו את שיעורי הקודקוד .
מצאו את שיפוע הצלע .
מצאו את משוואת הצלע .
הקודקוד נמצא על ציר ה-.
מצאו את שיעורי הקודקוד .
לפניכם ארבע משוואות I–IV.
I.
II.
III.
IV.
אחת מן המשוואות מתאימה לישר , ואחת מן המשוואות מתאימה לישר .
קבעו איזו משוואה מתאימה לישר , ואיזו משוואה מתאימה לישר . נמקו את קביעותיכם.
מצאו את שיעורי הקודקוד .
מצאו את שטח המשולש .
◂ פתרון מלא לשאלה 2
סעיף א
הוא אמצע הקטע , ולכן כל שיעור של הוא ממוצע השיעורים המתאימים של ושל :
.
טעות נפוצה: לחשב את האמצע של ושל , - אבל הוא האמצע, ו- הוא הקצה השני של הקטע.
סעיף ב(1)
(אפשר גם בעזרת ו-: .)
טעות נפוצה: לחסר בסדר שונה במונה ובמכנה, - ומקבלים שיפוע שלילי לצלע שעולה משמאל לימין.
סעיף ב(2)
, ולכן . מכפלת השיפועים של ישרים מאונכים היא :
הישר עובר ב-:
טעות נפוצה: להפוך את השבר בלי להחליף סימן, , ולקבל - מכפלת השיפועים אז היא ולא .
סעיף ג
על הישר ועל ציר ה-, ולכן מציבים במשוואת :
.
טעות נפוצה: להציב במקום : , - ומקבלים , נקודת החיתוך של עם ציר ה-.
סעיף ד
– משוואה III (); – משוואה II ()
, ולכן לישר אותו שיפוע כמו ל-: . מתאימות רק I ו-III.
עובר ב-. מציבים :
I: - לא עוברת ב-. III: - מתאימה.
עובר ב-, כלומר חותך את ציר ה- ב-16. מבין המשוואות שנשארו (II ו-IV) רק II מתאימה: , וב-IV מקבלים .
לכן – III ו- – II.
טעות נפוצה: לבחור ל- את משוואה IV רק כי היא עוברת ב- (), בלי לבדוק את השיפוע; אבל השיפוע שלה , והיא אינה מקבילה ל-.
סעיף ה(1)
הוא נקודת החיתוך של ו-. משווים:
. .
טעות נפוצה: לשכוח את הסימן בצעד האחרון ולכתוב מתוך ; אז מקבלים מהמשוואה של את - נקודה שאינה על ().
סעיף ה(2)
169
הצלע מונחת על ציר ה-: , , ולכן .
הגובה מ- לצלע הוא המרחק של מציר ה-, כלומר .
טעות נפוצה: לקחת כגובה את שיעור ה- של (29) במקום את המרחק שלו מציר ה-, ולקבל .
שאלה 3 · התפלגות נורמלית: משקלי תפוחים ומיון לסוגים
משקלי התפוחים במטע מסוים מתפלגים נורמלית.
לפניכם גרף ההתפלגות הנורמלית ועליו נתונים על משקלי התפוחים בגרמים.
מצאו את סטיית התקן ואת ממוצע משקלי התפוחים.
מצאו את אחוז התפוחים שמשקלם גדול מ-150 גרם.
במטע יש 12,000 תפוחים. כל תפוח שמשקלו גדול מ-140 גרם וקטן מ-190 גרם נארז כתפוח "סוג א'".
על פי גרף ההתפלגות הנורמלית, כמה תפוחים במטע נארזים כתפוחי "סוג א'"?
האם תפוח שציון התקן של המשקל שלו הוא 1.3 נארז כתפוח "סוג א'"? נמקו את תשובתכם.
◂ פתרון מלא לשאלה 3
סעיף א
סטיית התקן 20 גרם, הממוצע 160 גרם
כל רצועה היא חצי סטיית תקן. סופרים מהממוצע:
130 נמצא בשנתה שבין 9% ל-5% משמאל - שלוש רצועות משמאל לממוצע: .
180 נמצא בשנתה שבין 15% ל-9% מימין - שתי רצועות מימין: .
טעות נפוצה: לספור כל רצועה כסטיית תקן שלמה: , , ולקבל .
סעיף ב
69%
- רצועה אחת משמאל לממוצע.
מעל : הרצועה של 19% שמשמאל לממוצע ועוד כל החצי הימני:
טעות נפוצה: לחשב את האחוז שמתחת ל-150 () ולענות 31%, כשהשאלה היא על התפוחים הכבדים מ-150.
סעיף ג
9,240 תפוחים
ו-. סכום הרצועות ביניהם:
טעות נפוצה: לזהות את 190 כ- (ולהוסיף את רצועת ה-5%), לקבל ו-9,840 תפוחים. .
סעיף ד
כן. משקלו גרם, בין 140 ל-190.
, ולכן התפוח נארז כ"סוג א'".
טעות נפוצה: לחסר במקום לחבר () ולענות שהתפוח אינו מסוג א'. ציון תקן חיובי פירושו מעל הממוצע.
שאלה 4 · מודל ריבועי: קפיצה של קנגורו
קנגורו קפץ על קרקע מישורית. הקנגורו התנתק מהקרקע בנקודה ונחת בנקודה .
מסלול הקפיצה הוא חלק מפרבולה שמשוואתה , כמתואר בסרטוט.
ציר ה- מייצג את המרחק האופקי (במטרים) מעץ שעומד בנקודה (ראשית הצירים),
וציר ה- מייצג את הגובה (במטרים) מעל הקרקע.
מצאו את שיעורי הנקודות ו-.
מצאו את הגובה המקסימלי שאליו הגיע הקנגורו.
הקנגורו נע מהנקודה אל הנקודה .
מצאו בעבור אילו ערכים של היה הקנגורו במגמת ירידה.
כאשר הקנגורו היה במגמת ירידה, הוא עבר בנקודה שהגובה שלה מעל הקרקע הוא 1 מטר. מצאו את שיעור ה- של נקודה זו.
◂ פתרון מלא לשאלה 4
סעיף א
,
ו- הן נקודות החיתוך של הפרבולה עם ציר ה- (גובה 0, הקרקע). מציבים :
לפי הסרטוט קרובה יותר לעץ: , .
טעות נפוצה: לשכוח לחלק ב-2 בנוסחת השורשים ולקבל , כלומר ו-.
סעיף ב
1.8 מטרים
המקדם של שלילי, ולכן לפרבולה יש נקודת מקסימום - הקדקוד:
הגובה המקסימלי הוא 1.8 מטרים (באמצע הקפיצה, 6 מטרים מהעץ).
טעות נפוצה: להעלות בריבוע גם את המקדם, , ולקבל מטרים.
סעיף ג(1)
הפרבולה פתוחה כלפי מטה, ולכן היא עולה עד הקדקוד () ויורדת אחריו.
הקנגורו נע מ- () ל- (), ולכן הוא יורד כאשר .
טעות נפוצה: לענות - זה החלק שבו הקנגורו עולה.
סעיף ג(2)
מציבים :
במגמת ירידה (סעיף ג(1)), ולכן .
טעות נפוצה: לבחור את הפתרון - בו הקנגורו עבר בגובה 1 מטר בדרך למעלה, במגמת עלייה.
שאלה 5 · מבני דירות מקוביות: תרשים מספרי ומבטים (מבנים אחרים)
במבנה הבנוי מדירות, נייצג כל דירה באמצעות קובייה. לפניכם שני מבנים של דירות (החץ מצביע על כיוון ההסתכלות מלפנים).
בהנחה שאין במבנה דירות / קוביות מוסתרות, סרטטו את התרשים המספרי של כל מבנה, ואת תרשים המבטים המתאים לו: מבט מימין, מבט מלפנים ומבט מלמעלה.
עבור המבנה השני:
כמה דירות / קוביות במבנה?
צרו מבנה אחר, כך שתרשים המבטים של המבנה השני עדיין יתאים לו. רשמו את התרשים המספרי שלו.
◂ פתרון מלא לשאלה 5
סעיף א
מבנה ראשון: תרשים מספרי
; מבט מלפנים - עמודות בגבהים 3, 1, 2 (משמאל לימין); מבט מימין - 2, 2, 3 (משמאל לימין); מבט מלמעלה - כל המשבצות מלאות חוץ מהמשבצת המרכזית. מבנה שני: תרשים מספרי
; מבט מלפנים - עמודות בגבהים 3, 3, 2 (משמאל לימין); מבט מימין - 3, 2, 3 (משמאל לימין); מבט מלמעלה - כל המשבצות מלאות חוץ מהמשבצת האמצעית השמאלית
בכל משבצת של התרשים המספרי כותבים את מספר הקוביות שעומדות בה.
מבנה ראשון: תרשים מספרי (השורה העליונה בתרשים היא השורה האחורית):
מבט מלפנים: בכל עמודה רואים את הגובה הגדול ביותר בה. משמאל לימין: 3, 1, 2.
מבט מימין: בכל שורה (מקדימה לאחור) רואים את הגובה הגדול ביותר בה. במבט מימין השורה הקדמית מופיעה משמאל: 2, 2, 3.
מבט מלמעלה: כל המשבצות מלאות חוץ מהמשבצת המרכזית.
מבנה שני: תרשים מספרי (השורה העליונה בתרשים היא השורה האחורית):
מבט מלפנים: בכל עמודה רואים את הגובה הגדול ביותר בה. משמאל לימין: 3, 3, 2.
מבט מימין: בכל שורה (מקדימה לאחור) רואים את הגובה הגדול ביותר בה. במבט מימין השורה הקדמית מופיעה משמאל: 3, 2, 3.
מבט מלמעלה: כל המשבצות מלאות חוץ מהמשבצת האמצעית השמאלית.
טעות נפוצה: במבט מלמעלה של המבנה הראשון לסמן גם את המשבצת המרכזית, כי "רואים" שם קוביות מסביב. במשבצת הזאת אין אף קובייה, והיא נשארת ריקה.
סעיף ב(1)
15
טעות נפוצה: לספור רק את הקוביות שרואים בציור ולדלג על הקוביות התחתונות שמוסתרות מאחורי העמודות הקדמיות. (למשל, לספור את העמודה האחורית האמצעית כקובייה אחת, כי רק החלק העליון שלה נראה, ולקבל 13.)
סעיף ב(2)
למשל
; יש גם תשובות נכונות אחרות
המבטים של המבנה השני: מלפנים , מימין , ומלמעלה - כל המשבצות חוץ מהאמצעית השמאלית.
בעמודה האחורית השמאלית יש 2. הגובה 3 בעמודה השמאלית מגיע מהקדמית השמאלית, והגובה 3 בשורה האחורית מגיע מהאחורית האמצעית - לכן אפשר להוריד ממנה קובייה:
טעות נפוצה: להוריד קובייה מהעמודה האמצעית הימנית (). זו העמודה היחידה בגובה 2 בעמודה הימנית, ולכן המבט מלפנים משתנה ל-.
שאלה 6 · גופים במרחב: צידנית ומכל קרח גלילי
למשפחת אברהם יש צידנית בצורת תיבה.
אורכי מקצועות הבסיס שלה (מבפנים) הם 45 ס"מ ו-30 ס"מ, וגובהה (מבפנים) 32 ס"מ (ראו סרטוט).
מצאו את נפח הצידנית.
המשפחה יוצאת לטיול ורוצה לשמור את האוכל קר.
לפי המלצת היצרן, נפח הקרח בצידנית צריך להיות 5% לפחות מנפח הצידנית.
המשפחה מתלבטת בין שתי אפשרויות:
מכל קרח א' בצורת גליל, מלא כולו בקרח, שאורך רדיוס הבסיס שלו הוא 6 ס"מ וגובהו 20 ס"מ (ראו סרטוט), ושקית קרח ב' שנפחה 2,200 סמ"ק.
מצאו את הנפח של מכל הקרח א'.
איזו מן האפשרויות, מכל קרח א', שקית קרח ב' או שתיהן, מתאימה להמלצת היצרן? נמקו את תשובתכם.
המשפחה בחרה במכל הקרח א' ושמה אותו בצידנית.
מצאו את הנפח הגדול ביותר שנשאר בצידנית לאוכל ולשתייה לאחר שהמשפחה שמה בתוכה את מכל הקרח א'.
◂ פתרון מלא לשאלה 6
סעיף א
43,200 סמ"ק
נפח תיבה הוא אורך × רוחב × גובה:
טעות נפוצה: לחשב את שטח הפנים של התיבה במקום את הנפח: - זה שטח (סמ"ר), לא נפח.
סעיף ב(1)
סמ"ק
נפח גליל: שטח הבסיס (עיגול) כפול הגובה:
טעות נפוצה: לחשב את שטח המעטפת של הגליל במקום את הנפח: .
סעיף ב(2)
שתיהן (הנפח הנדרש 2,160 סמ"ק לפחות; 2,261.95 ו-2,200 גדולים ממנו)
הנפח המינימלי של הקרח לפי ההמלצה - 5% מנפח הצידנית:
מכל קרח א': - מתאים.
שקית קרח ב': - מתאימה.
שתי האפשרויות מתאימות להמלצת היצרן.
טעות נפוצה: לחלק ב-5 במקום לחשב 5%, סמ"ק - ואז נראה שאף אפשרות לא מתאימה.
סעיף ג
סמ"ק
מכל הקרח תופס חלק מנפח הצידנית (גובהו 20 ס"מ, פחות מ-32 ס"מ, וקוטרו 12 ס"מ, ולכן הוא כולו בתוך הצידנית). לאוכל ולשתייה נשאר רק מה שהמכל לא תופס:
כלומר כ-40,938 סמ"ק (כ-41 ליטר).
טעות נפוצה: לשכוח את בנפח המכל ולחסר 720: סמ"ק.