דילוג לתוכן המרכזי

מתכונת במתמטיקה 372 - מתכונת 1 בדרך לבגרות

3 יח"ל · שאלון 035372 · 6 שאלות · פתרון מלא לכל סעיף

מבחן מתכונת במבנה של שאלון 372 (3 יח"ל), בדרך לבגרות: 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: שולחנות וכיסאות עם תחום מסורטט

בנגרייה מייצרים שולחנות וכיסאות. כל רהיט עובר הרכבה וצביעה.

במחזור עבודה אחד אפשר להקדיש להרכבה 24 שעות לכל היותר ולצביעה 30 שעות לכל היותר.

זמן הרכבה (בשעות)זמן צביעה (בשעות)
שולחן32
כיסא13

נסמן ב-xx את מספר השולחנות וב-yy את מספר הכיסאות שמייצרים במחזור עבודה אחד.

בסרטוט שלפניכם מוצגים שני ישרי האילוצים, I ו-II, והתחום האפשרי.

א.

כתבו את מערכת האילוצים של הבעיה.

ב.

מצאו את שיעורי הקודקודים של התחום האפשרי.

ג.

הרווח מכל שולחן הוא 300 שקלים ומכל כיסא 200 שקלים. כתבו את פונקציית המטרה, ומצאו כמה שולחנות וכמה כיסאות צריך לייצר כדי שהרווח יהיה מקסימלי.

ד.

האם אפשר לייצר במחזור עבודה אחד 5 שולחנות ו-8 כיסאות? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

3x+y≤243x+y\le24, 2x+3y≤302x+3y\le30, x≥0x\ge0, y≥0y\ge0

הרכבה: 3 שעות לשולחן ושעה לכיסא, לכל היותר 24 שעות: 3x+y≤243x+y\le24.

צביעה: 2 שעות לשולחן ו-3 שעות לכיסא, לכל היותר 30 שעות: 2x+3y≤302x+3y\le30.

מספרי הרהיטים אינם שליליים: x≥0x\ge0, y≥0y\ge0.

טעות נפוצה: לתרגם "לכל היותר" ל-≥\ge ולכתוב 3x+y≥243x+y\ge24. "לכל היותר 24 שעות" פירושו שהזמן הכולל קטן מ-24 או שווה לו.

סעיף ב

תשובה:

(0,0)(0,0), (8,0)(8,0), (6,6)(6,6), (0,10)(0,10)

קודקוד על ציר ה-xx: מבין שני הישרים, התחום נעצר בישר שחותך את ציר ה-xx קודם. 3x+y=243x+y=24 חותך ב-x=8x=8 ו-2x+3y=302x+3y=30 ב-x=15x=15, ולכן הקודקוד הוא (8,0)(8,0).

קודקוד על ציר ה-yy: 3x+y=243x+y=24 חותך ב-y=24y=24 ו-2x+3y=302x+3y=30 ב-y=10y=10, ולכן הקודקוד הוא (0,10)(0,10).

הקודקוד השלישי הוא נקודת החיתוך של שני הישרים. מהראשון y=24−3xy=24-3x:

2x+3(24−3x)=30⇒2x+72−9x=30⇒x=6, y=62x+3(24-3x)=30\quad\Rightarrow\quad 2x+72-9x=30\quad\Rightarrow\quad x=6,\ y=6

ועוד הראשית (0,0)(0,0).

טעות נפוצה: לחבר את נקודת החיתוך של ישר אחד עם ציר ה-xx לנקודת החיתוך של הישר השני עם ציר ה-yy ולכתוב את הקודקוד (8,10)(8,10). נקודה זו אינה מקיימת את אילוץ ההרכבה: 3⋅8+10=34>243\cdot8+10=34>24.

סעיף ג

תשובה:

P=300x+200yP=300x+200y; 6 שולחנות ו-6 כיסאות (רווח של 3,000 שקלים)

פונקציית המטרה: P=300x+200yP=300x+200y (מקסימום).

מציבים את הקודקודים מסעיף ב:

(0,0)(0,0): 00. (8,0)(8,0): 24002400. (6,6)(6,6): 300⋅6+200⋅6=3000300\cdot6+200\cdot6=3000. (0,10)(0,10): 20002000.

הרווח המקסימלי הוא 3,000 שקלים, כשמייצרים 6 שולחנות ו-6 כיסאות.

טעות נפוצה: לבדוק רק את הקודקודים שעל הצירים ולענות 8 שולחנות בלבד (רווח של 2,400 שקלים).

סעיף ד

תשובה:

לא: בצביעה נדרשות 2⋅5+3⋅8=342\cdot5+3\cdot8=34 שעות, יותר מ-30

נקודה אפשרית צריכה לקיים את כל האילוצים. מציבים x=5x=5, y=8y=8:

הרכבה: 3⋅5+8=23≤243\cdot5+8=23\le24 - מתקיים.

צביעה: 2⋅5+3⋅8=34>302\cdot5+3\cdot8=34>30 - לא מתקיים.

הנקודה (5,8)(5,8) מחוץ לתחום האפשרי, ולכן אי אפשר לייצר 5 שולחנות ו-8 כיסאות.

טעות נפוצה: לבדוק רק את אילוץ ההרכבה (23≤2423\le24) ולענות "כן". מספיק שאילוץ אחד אינו מתקיים כדי שהתוכנית אינה אפשרית.

שאלה 2 · תכנון ליניארי: מחלבה עם שתי מכונות

במחלבה מייצרים שני סוגי גבינה: גבינה צהובה וגבינה לבנה. מכונה א' מבשלת את הגבינה ומכונה ב' אורזת אותה.

בטבלה שלפניכם מוצג הזמן הנדרש לכל מכונה כדי לייצר טונה אחת של גבינה.

סוג הגבינהזמן בישול במכונה א' (לטונה)זמן אריזה במכונה ב' (לטונה)
גבינה צהובה4 שעות2 שעות
גבינה לבנה2 שעות4 שעות

במחזור ייצור אחד מכונה א' יכולה לפעול 20 שעות לכל היותר, ומכונה ב' יכולה לפעול 16 שעות לכל היותר.

נסמן ב-xx את כמות הגבינה הצהובה וב-yy את כמות הגבינה הלבנה (בטונות) שמייצרים במחזור ייצור אחד.

א.

כתבו את מערכת האילוצים של הבעיה.

ב(1).

סרטטו את התחום האפשרי.

ב(2).

הראו כי ישרי האילוצים של שתי המכונות נחתכים בנקודה (4,2)(4,2).

הרווח של המחלבה הוא 3,000 שקלים לכל טונה של גבינה צהובה ו-5,000 שקלים לכל טונה של גבינה לבנה.

ג(1).

כתבו את פונקציית המטרה.

ג(2).

כמה טונות מכל סוג גבינה כדאי לייצר במחזור ייצור אחד כדי להשיג רווח מקסימלי?

במחזור ייצור מסוים הרוויחה המחלבה 14,000 שקלים, וייצרו בו טונה אחת של גבינה לבנה.

ד.

מצאו כמה טונות של גבינה צהובה ייצרו במחזור ייצור זה.

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

4x+2y≤204x+2y\le20, 2x+4y≤162x+4y\le16, x≥0x\ge0, y≥0y\ge0

מכונה א': 4x+2y≤204x+2y\le20. מכונה ב': 2x+4y≤162x+4y\le16. וגם x≥0x\ge0, y≥0y\ge0.

טעות נפוצה: להחליף בין הזמנים המרביים של המכונות ולכתוב 4x+2y≤164x+2y\le16 ו-2x+4y≤202x+4y\le20.

סעיף ב(1)

תשובה:

מרובע שקודקודיו (0,0)(0,0), (5,0)(5,0), (4,2)(4,2), (0,4)(0,4)

4x+2y=204x+2y=20 חותך את הצירים ב-(5,0)(5,0) וב-(0,10)(0,10); 2x+4y=162x+4y=16 חותך אותם ב-(8,0)(8,0) וב-(0,4)(0,4).

(0,0)(0,0) מקיימת את שני האילוצים, ולכן התחום מתחת לשני הישרים, ברביע הראשון:

2468246810(0,0)(5,0)(4,2)(0,4)

טעות נפוצה: לסמן את התחום שמעל הישרים - בלי לבדוק בנקודה (0,0)(0,0) - ולקבל תחום פתוח שאינו מכיל את הראשית.

סעיף ב(2)

תשובה:

4⋅4+2⋅2=204\cdot4+2\cdot2=20 ו-2⋅4+4⋅2=162\cdot4+4\cdot2=16

פותרים את המערכת. מחלקים את המשוואות ב-2:

2x+y=10,x+2y=82x+y=10,\qquad x+2y=8

מהראשונה y=10−2xy=10-2x, ומציבים בשנייה: x+20−4x=8x+20-4x=8, ולכן x=4x=4 ו-y=2y=2.

בדיקה: 4⋅4+2⋅2=204\cdot4+2\cdot2=20 ו-2⋅4+4⋅2=162\cdot4+4\cdot2=16 - הנקודה (4,2)(4,2) על שני הישרים.

טעות נפוצה: לחלק ב-2 רק את אגף שמאל של 2x+4y=162x+4y=16 ולכתוב x+2y=16x+2y=16 - כך מתקבלת נקודת חיתוך שגויה, (43,223)\left(\frac43,\frac{22}{3}\right).

סעיף ג(1)

תשובה:

P=3000x+5000yP=3000x+5000y (מקסימום)

P=3000x+5000yP=3000x+5000y

מחפשים מקסימום.

טעות נפוצה: להחליף בין המקדמים ולכתוב P=5000x+3000yP=5000x+3000y.

סעיף ג(2)

תשובה:

4 טונות צהובה ו-2 טונות לבנה (רווח 22,000 ש"ח)

מציבים את הקודקודים:

קודקודP=3000x+5000yP=3000x+5000y
(0,0)(0,0)0
(5,0)(5,0)15,000
(4,2)(4,2)12,000+10,000=22,00012{,}000+10{,}000=22{,}000
(0,4)(0,4)20,000

המקסימום, 22,000 שקלים, ב-(4,2)(4,2): 4 טונות גבינה צהובה ו-2 טונות גבינה לבנה.

טעות נפוצה: לייצר רק את הגבינה הרווחית יותר, (0,4)(0,4), ולקבל רווח של 20,000 בלבד.

סעיף ד

תשובה:

3 טונות

3000x+5000⋅1=14000⇒3000x=9000⇒x=33000x+5000\cdot1=14000\quad\Rightarrow\quad3000x=9000\quad\Rightarrow\quad x=3

(בדיקה: 4⋅3+2⋅1=14≤204\cdot3+2\cdot1=14\le20 ו-2⋅3+4⋅1=10≤162\cdot3+4\cdot1=10\le16 - ייצור אפשרי.)

טעות נפוצה: להציב את ה-1 במקום xx: 3000+5000y=140003000+5000y=14000, ולענות 2.2 טונות.

שאלה 3 · התפלגות נורמלית: משקל תפוזים במשלוח

המשקל של תפוזים במשלוח גדול מתפלג נורמלית. הממוצע הוא 200 גרם, וסטיית התקן היא 20 גרם.

א.

לפניכם גרף ההתפלגות הנורמלית.

השלימו במלבנים הריקים שבגרף את הערכים המתאימים של משקל התפוזים.

0.5%1.5%5%9%15%19%19%15%9%5%1.5%0.5%□□□□□□□□□□□
ב.

מצאו כמה אחוזים מן התפוזים במשלוח משקלם גדול מ-220 גרם.

ג.

במשלוח יש 1,500 תפוזים. כמה תפוזים במשלוח משקלם גדול מ-220 גרם?

תפוזים שמשקלם קטן מ-180 גרם נשלחים לסחיטה.

ד.

ציון התקן של משקל תפוז מסוים הוא −1.5-1.5. האם התפוז הזה יישלח לסחיטה? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

משמאל לימין: 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250

0.5%1.5%5%9%15%19%19%15%9%5%1.5%0.5%150160170180190200210220230240250

המרחק בין שנתות הוא חצי סטיית תקן: 202=10\frac{20}{2}=10 גרם. מהממוצע 200 מוסיפים ומחסירים 10:

150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250150,\ 160,\ 170,\ 180,\ 190,\ 200,\ 210,\ 220,\ 230,\ 240,\ 250

טעות נפוצה: לקפוץ ב-20 בין שנתות ולכתוב 100, 120, ..., 300.

סעיף ב

תשובה:

16%

220 הוא סטיית תקן אחת מעל הממוצע (שתי שנתות). מעליו הרצועות:

9%+5%+1.5%+0.5%=16%9\%+5\%+1.5\%+0.5\%=16\%

(או: 50%−19%−15%=16%50\%-19\%-15\%=16\%.)

טעות נפוצה: לקחת את האחוז שבין הממוצע ל-220, 19%+15%=34%19\%+15\%=34\% - זה האחוז מתחת ל-220 ומעל 200, לא מעל 220.

סעיף ג

תשובה:

240 תפוזים

לפי סעיף ב, 16% מהתפוזים:

0.16⋅1500=2400.16\cdot1500=240

טעות נפוצה: לקחת את האחוז שבין הממוצע ל-220 (34%) במקום האחוז מעל 220, ולקבל 0.34⋅1500=5100.34\cdot1500=510 תפוזים.

סעיף ד

תשובה:

כן; משקלו 170 גרם, פחות מ-180

x=xˉ+z⋅S=200+(−1.5)⋅20=200−30=170x=\bar x+z\cdot S=200+(-1.5)\cdot20=200-30=170

170<180170<180, ולכן התפוז יישלח לסחיטה.

טעות נפוצה: להתעלם מהסימן של ציון התקן, 200+1.5⋅20=230200+1.5\cdot20=230, ולענות שהתפוז לא יישלח לסחיטה.

שאלה 4 · מודל ריבועי: בעיטה בכדור

דני בעט בכדור מהקרקע. הכדור נע במסלול בצורת פרבולה שמשוואתה היא y=−0.2x2+2xy=-0.2x^2+2x, כמתואר בסרטוט.

ציר ה-xx מייצג את המרחק האופקי (במטרים) של הכדור מנקודת הבעיטה, וציר ה-yy מייצג את גובה הכדור (במטרים).

‫המרחק האופקי‬‫גובה הכדור‬
א.

מצאו את נקודות החיתוך של הפרבולה עם ציר ה-xx. מה המרחק האופקי שעבר הכדור עד שנחת?

ב.

מצאו את שיעור ה-xx של קדקוד הפרבולה בעזרת הנוסחה x=−b2ax=-\frac{b}{2a}, ואת הגובה המקסימלי של הכדור.

ג.

חשבו את גובה הכדור כאשר המרחק האופקי שלו מנקודת הבעיטה הוא 2 מטרים.

ד.

הפרבולה סימטרית סביב הישר האנכי שעובר דרך הקדקוד. מצאו מרחק אופקי נוסף שבו הכדור היה בגובה 3.2 מטרים.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א

תשובה:

(0,0)(0,0) ו-(10,0)(10,0); 10 מטרים

על ציר ה-xx: y=0y=0.

−0.2x2+2x=0 ⇒ x(−0.2x+2)=0-0.2x^2+2x=0\ \Rightarrow\ x(-0.2x+2)=0

x=0x=0 (נקודת הבעיטה) או −0.2x+2=0-0.2x+2=0, כלומר x=10x=10 (נקודת הנחיתה).

הכדור עבר 10 מטרים במרחק אופקי.

טעות נפוצה: לפתור −0.2x+2=0-0.2x+2=0 כ-x=2⋅0.2=0.4x=2\cdot0.2=0.4 - צריך לחלק: x=20.2=10x=\frac{2}{0.2}=10.

סעיף ב

תשובה:

x=5x=5; 5 מטרים

a=−0.2a=-0.2, b=2b=2:

xv=−22⋅(−0.2)=20.4=5x_v=-\frac{2}{2\cdot(-0.2)}=\frac{2}{0.4}=5
yv=−0.2⋅52+2⋅5=−5+10=5y_v=-0.2\cdot5^2+2\cdot5=-5+10=5

טעות נפוצה: להעלות בריבוע גם את המקדם: (−0.2⋅5)2+10=11(-0.2\cdot5)^2+10=11.

סעיף ג

תשובה:

3.2 מטרים

y(2)=−0.2⋅22+2⋅2=−0.8+4=3.2y(2)=-0.2\cdot2^2+2\cdot2=-0.8+4=3.2

טעות נפוצה: לחשב (−0.2⋅2)2=0.16(-0.2\cdot2)^2=0.16 במקום −0.2⋅4=−0.8-0.2\cdot4=-0.8, ולקבל 4.164.16.

סעיף ד

תשובה:

8 מטרים

ציר הסימטריה הוא x=5x=5. הנקודה x=2x=2 נמצאת 3 מטרים משמאל לציר, ולכן הנקודה הסימטרית לה נמצאת 3 מטרים מימין לציר:

x=5+3=8x=5+3=8

בדיקה: y(8)=−0.2⋅64+16=−12.8+16=3.2y(8)=-0.2\cdot64+16=-12.8+16=3.2.

טעות נפוצה: להוסיף לציר הסימטריה את 2 (שיעור הנקודה) במקום את המרחק שלה מהציר, ולקבל x=7x=7.

שאלה 5 · מבנה מקוביות: מתרשים מספרים למבטים ולנפח

לפניכם תרשים המספרים של מבנה מקוביות זהות: בכל משבצת של המשטח רשום מספר הקוביות שעליה. המבנה עומד על משטח של 2 שורות (קדמית ואחורית) ו-3 עמודות.

בתרשים המספרים השורה התחתונה היא השורה הקדמית (הקרובה לצופה שמסתכל מלפנים).

13212מבט מלמעלה
א.

כמה קוביות יש במבנה?

ב.

סרטטו את המבט מלפנים של המבנה.

ג.

סרטטו את המבט מימין של המבנה.

ד.

אורך המקצוע של כל קובייה הוא 4 ס"מ. מהו הנפח של המבנה?

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א

תשובה:

9 קוביות

סוכמים את כל המספרים בתרשים: 1+3+2+1+2+0=91+3+2+1+2+0=9.

טעות נפוצה: לספור את המשבצות שיש בהן קוביות (5) במקום את הקוביות עצמן.

סעיף ב

תשובה:

עמודות בגובה 1, 3, 2 (משמאל לימין)

בכל עמודה רואים את הגובה המרבי מבין השורה הקדמית והאחורית: max⁡(1,1)=1\max(1,1)=1, max⁡(3,2)=3\max(3,2)=3, max⁡(2,0)=2\max(2,0)=2.

מבט מלפנים

טעות נפוצה: לסרטט רק את השורה הקדמית (1, 2, 0) - הקוביות שבשורה האחורית בולטות מעליה ונראות מלפנים.

סעיף ג

תשובה:

צד שמאל בגובה 2, צד ימין בגובה 3

הצופה מימין מסתכל שמאלה: השורה הקדמית נמצאת משמאלו והאחורית מימינו.

בכל שורה - הגובה המרבי: קדמית max⁡(1,2,0)=2\max(1,2,0)=2, אחורית max⁡(1,3,2)=3\max(1,3,2)=3.

מבט מימין

טעות נפוצה: לשים את השורה האחורית בצד שמאל ולסרטט 3, 2.

סעיף ד

תשובה:

576 סמ"ק

נפח קובייה: 43=644^3=64 סמ"ק. במבנה 9 קוביות:

9⋅64=5769\cdot64=576

טעות נפוצה: לחשב לכל קובייה 42=164^2=16 ולענות 144 סמ"ק.

שאלה 6 · גופים במרחב: אהיל חרוטי ואהיל גלילי

בחנות תאורה יש שני אהילים מבד (ראו סרטוט):

אהיל א הוא בצורת מעטפת של חרוט. רדיוס הבסיס שלו 12 ס"מ, והגובה שלו 16 ס"מ.

אהיל ב הוא בצורת מעטפת של גליל. הגובה שלו 20 ס"מ, ונפח הגליל הוא 980π980\pi סמ"ק.

TOLRKMNP
א.

מצאו את האורך של הקו היוצר של אהיל א.

ב.

מצאו את שטח הבד של אהיל א (שטח המעטפת של החרוט).

ג.

מצאו את האורך של רדיוס הבסיס של אהיל ב.

ד.

באיזה אהיל יש יותר בד? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א

תשובה:

20 ס"מ

l=122+162=144+256=400=20l=\sqrt{12^2+16^2}=\sqrt{144+256}=\sqrt{400}=20

טעות נפוצה: לחסר, 162−122=112≈10.6\sqrt{16^2-12^2}=\sqrt{112}\approx10.6.

סעיף ב

תשובה:

240π240\pi סמ"ר (בערך 754 סמ"ר)

πrl=π⋅12⋅20=240π≈754\pi rl=\pi\cdot12\cdot20=240\pi\approx754

טעות נפוצה: להציב את הגובה במקום הקו היוצר ולקבל 192π192\pi.

סעיף ג

תשובה:

7 ס"מ

πr2⋅20=980π⇒r2=49⇒r=7\pi r^2\cdot20=980\pi\quad\Rightarrow\quad r^2=49\quad\Rightarrow\quad r=7

טעות נפוצה: לשכוח להוציא שורש ולענות r=49r=49.

סעיף ד

תשובה:

באהיל ב: 280π280\pi סמ"ר לעומת 240π240\pi סמ"ר

Sב=2πrh=2π⋅7⋅20=280πS_{\text{ב}}=2\pi rh=2\pi\cdot7\cdot20=280\pi

280π>240π280\pi>240\pi, ולכן באהיל ב יש יותר בד.

טעות נפוצה: לשכוח את הגורם 2 ולחשב π⋅7⋅20=140π<240π\pi\cdot7\cdot20=140\pi<240\pi - ולענות שבאהיל א יש יותר בד.

כל האתר במבט אחד

קיצורי דרך לכל הכלים, הבגרויות והקורסים

GuyAI הוא המורה הפרטי המתקדם בישראל, המבוסס על מודלי הבינה המלאכותית החזקים בעולם בשילוב הידע הפדגוגי של GOOL. המערכת מספקת פתרונות לכל המקצועות ולכל הרמות - מיסודי ועד אקדמיה, וממתמטיקה ועד היסטוריה.