מתכונת במתמטיקה 372 - מתכונת 4 מעל רמת בגרות
3 יח"ל · שאלון 035372 · 6 שאלות · פתרון מלא לכל סעיף
מבחן מתכונת במבנה של שאלון 372 (3 יח"ל), מעל רמת 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 · מרובע במערכת צירים: ישרים מאונכים ושטח משולש
במרובע ADEB הקודקוד A נמצא על ציר ה-. הקודקודים D ו-E נמצאים על ציר ה-, כמתואר בסרטוט. הצלע AD מאונכת לצלע AB.
נתון כי משוואת הישר AD היא .
מצאו את שיעורי הקודקודים A ו-D.
מצאו את משוואת הישר AB.
הצלע BE מקבילה לציר ה-. נתון: .
מצאו את שיעורי הקודקוד B.
דרך הקודקוד E העבירו ישר ששיפועו , החותך את הצלע AB בנקודה F (הישר המקווקו בסרטוט).
מצאו את משוואת הישר EF.
מצאו את שיעורי הנקודה F.
חשבו את שטח המשולש EBF.
◂ פתרון מלא לשאלה 1
סעיף א
,
A על ציר ה-, ולכן :
. D על ציר ה-, ולכן : , כלומר .
טעות נפוצה: לחלק בשיפוע עם הסימן שלו, , ולקבל . אחרי העברת אגפים המשוואה היא , ושני האגפים חיוביים.
סעיף ב
שיפוע AD הוא . AB מאונך ל-AD, ולכן:
AB עובר דרך :
טעות נפוצה: להפוך את השבר בלי לשנות סימן, , ולקבל . בדיקה: ולא , כלומר הישר אינו מאונך ל-AD.
סעיף ג
BE מקביל לציר ה-, ולכן .
מציבים במשוואת AB:
.
טעות נפוצה: להציב במקום ולקבל , כלומר - נקודה שאינה בגובה של E.
סעיף ד(1)
E היא נקודת החיתוך של הישר עם ציר ה-, ולכן , ועם השיפוע הנתון:
טעות נפוצה: לשכוח את נקודת החיתוך עם ציר ה- ולכתוב - ישר שעובר בראשית ולא דרך E.
סעיף ד(2)
משווים את משוואות AB ו-EF:
כופלים ב-15 (מכנה משותף), כל איבר:
, ולכן . (בדיקה ב-AB: .)
טעות נפוצה: להעביר את לאגף שמאל בלי להחליף סימן: , , .
סעיף ה
EB אופקית, ולכן היא הבסיס: .
הגובה הוא המרחק האנכי מ-F לישר : .
טעות נפוצה: לקחת כבסיס את שיעור ה- של F במקום את EB: . הבסיס הוא הצלע EB כולה, מ- עד .
שאלה 2 · תכנון ליניארי עם פרמטר ברווח
במפעל מייצרים שני סוגי דשן: דשן לגינה ודשן לחקלאות. בטבלה מוצג הזמן הנדרש לכל מכונה כדי לייצר טונה אחת.
במחזור ייצור אחד מכונה א' יכולה לפעול 50 שעות לכל היותר, ומכונה ב' 36 שעות לכל היותר.
נסמן ב- את כמות הדשן לגינה וב- את כמות הדשן לחקלאות (בטונות) במחזור ייצור אחד.
הרווח הוא 6,000 שקלים לכל טונה של דשן לגינה ו- שקלים לכל טונה של דשן לחקלאות ().
כתבו את מערכת האילוצים, סרטטו את התחום האפשרי ומצאו את קודקודיו.
עבור אילו ערכים של הרווח המקסימלי מתקבל כשמייצרים 4 טונות דשן לגינה ו-2.5 טונות דשן לחקלאות?
ידוע שהרווח המקסימלי האפשרי במחזור ייצור הוא 49,000 שקלים. מצאו את .
עבור אילו ערכים של יש יותר מתוכנית ייצור אחת שנותנת את הרווח המקסימלי? תארו את התוכניות האלה.
◂ פתרון מלא לשאלה 2
סעיף א
, , ; קודקודים , , ,
חותך את הצירים ב- וב-; ב- וב-.
חיתוך הישרים: מהשנייה , ומציבים: , כלומר , , .
טעות נפוצה: לקחת את נקודות החיתוך הרחוקות ו- כקודקודים, כאילו כל אילוץ מגביל רק ציר אחד.
סעיף ב
מביעים את הרווח בכל קודקוד באמצעות :
( אינו מקסימום.) הקודקוד נותן מקסימום כשהרווח בו אינו קטן מהרווח בשני הקודקודים האחרים:
כלומר (בקצוות יש שוויון עם קודקוד שכן).
טעות נפוצה: להשוות רק לקודקוד ולענות - בלי לשים לב שכשהדשן לחקלאות רווחי מאוד עדיף לייצר רק אותו.
סעיף ג
הרווח המקסימלי מתקבל באחד הקודקודים, ולכן בודקים כל אפשרות:
: הרווח בו 30,000, לא 49,000.
: , ולכן . לפי סעיף ב, עבור זה אכן הקודקוד המיטבי - מתאים.
: , ולכן . אבל קודקוד זה מיטבי רק עבור - נפסל (עבור הרווח ב- הוא כ-51,222, יותר מ-49,000).
לכן .
טעות נפוצה: להשוות את הרווח בקודקוד ל-49,000 בלי לבדוק שהוא המיטבי, ולענות .
סעיף ד
: כל הנקודות על הקטע בין ל-; : כל הנקודות על הקטע בין ל-
יותר מתוכנית מיטבית אחת יש כששני קודקודים סמוכים נותנים את אותו רווח מקסימלי - ואז גם כל נקודה על הצלע שביניהם (פונקציית המטרה מקבילה לצלע).
: , ו- קטן יותר. כל נקודה על הקטע בין ל- (על הישר ) נותנת 30,000. בדיקה: .
: . כל נקודה על הקטע בין ל- (על הישר ) נותנת 54,000: .
לכל ערך אחר של יש קודקוד מיטבי יחיד.
טעות נפוצה: למצוא רק את ולשכוח את הצלע של מכונה א', שבה .
שאלה 3 · משולש במערכת צירים: ניצבות, נקודת חיתוך ושטח מרובע
במשולש הקודקודים ו- מונחים על ציר ה-, כמתואר בסרטוט. הנקודה נמצאת על הצלע .
נתון: משוואת הישר היא . שיעור ה- של קודקוד הוא 12.
מצאו את שיעורי הקודקוד .
מצאו את שיעור ה- של קודקוד .
נתון: שיעורי הקודקוד הם .
הוכיחו כי הצלע מאונכת לצלע .
נתון: שיפוע הישר הוא .
מצאו את משוואת הישר .
מצאו את שיעורי הנקודה .
חשבו את שטח המשולש .
הנקודה נמצאת על ציר ה- כך שהקטע מקביל לציר ה-.
חשבו את שטח המרובע .
◂ פתרון מלא לשאלה 3
סעיף א(1)
על ציר ה-: מציבים :
טעות נפוצה: להציב ולקבל - נקודת החיתוך עם ציר ה-.
סעיף א(2)
, כלומר
טעות נפוצה: להציב את 12 במקום : , ולענות .
סעיף ב
, ,
(מהמשוואה).
, ולכן .
טעות נפוצה: לחשב , לקבל מכפלה ולהסיק שאין ניצבות.
סעיף ג(1)
טעות נפוצה: לכתוב , כלומר - ישר שעובר דרך .
סעיף ג(2)
, ולכן .
טעות נפוצה: לאבד את האיבר שבאגף ימין ולפתור : מקבלים - נקודה רחוקה מאוד מעבר ל-, ולא על .
סעיף ד
40
על ו-, ולכן הזווית במשולש ישרה.
טעות נפוצה: לקחת את כניצב: . הוא היתר.
סעיף ה
90
מתחת ל- על ציר ה-: .
= משולש + משולש . במשולש הזווית ישרה: , :
טעות נפוצה: לחבר את השיעורים במקום להחסיר ולחשב : , ושטח כולל 270.
שאלה 4 · מודל ריבועי: מקדמי המגלשה מתוך הסולם ונקודת המינימום
בפארק מים מתכננים מגלשה שצורתה פרבולה שמשוואתה ( ו- קבועים).
למגלשה עולים בסולם אנכי מהנקודה (ראשית הצירים) עד הנקודה שעל ציר ה-. ציר ה- מונח על הקרקע ומתאר את המרחק (במטרים) מן הסולם, וציר ה- את הגובה (במטרים).
מ- המגלשה יורדת עד הנקודה הנמוכה ביותר , שנמצאת מימין לסולם, ועולה עד הקצה .
גובה הסולם הוא 12 מטרים, והנקודה נמצאת בגובה 4 מטרים מעל הקרקע.
מצאו את ואת .
מצאו את שיעורי הנקודה .
הקצה של המגלשה נמצא באותו גובה כמו ראש הסולם .
מצאו את שיעור ה- של הקצה .
עבור אילו ערכים של המגלשה עולה?
בגובה מטרים מעל הקרקע מותחים חבל אופקי לאורך כל המגלשה. עבור אילו ערכים של החבל פוגש את המגלשה בשתי נקודות בדיוק?
◂ פתרון מלא לשאלה 4
סעיף א
,
על הפרבולה: , ולכן .
שיעור ה- של הקדקוד: . מציבים כדי לקבל את הגובה:
נמצאת מימין לסולם, כלומר , ולכן : ( נותן קדקוד ב-, משמאל לסולם).
טעות נפוצה: לא לפסול ולענות , כלומר . במגלשה כזו הנקודה הנמוכה ביותר נמצאת משמאל לסולם, והמגלשה מימין לסולם רק עולה.
סעיף ב
, בהתאם לנתון שגובהה 4.
טעות נפוצה: לשכוח את במכנה () ולקבל - נקודה שאינה בגובה 4.
סעיף ג
(זו הנקודה ) או , כלומר .
. (אפשר גם בסימטריה: נמצאת 4 מטרים משמאל לציר , ולכן הנקודה באותו גובה מימין היא .)
טעות נפוצה: לפתור בכפל () ולענות .
סעיף ד
הפרבולה פתוחה כלפי מעלה, ולכן עולה מימין לקדקוד (), עד הקצה (): .
טעות נפוצה: לענות בלי להגביל לקצה המגלשה.
סעיף ה
המגלשה (בין ל-) יורדת מגובה 12 ל-4 ואחר כך עולה מ-4 ל-12. כל גובה מתקבל פעם אחת בירידה ופעם אחת בעלייה, כל עוד הוא בין 4 ל-12:
כש-: נקודה אחת בירידה (בין ל-) ונקודה אחת בעלייה (בין ל-) - שתי נקודות.
כש-: הנקודות ו- - שתי נקודות.
כש-: רק - נקודה אחת. כש- או : אין נקודות.
לכן .
טעות נפוצה: לשכוח את המקרה , שבו החבל פוגש את המגלשה בדיוק בקצוות ו-, ולענות .
שאלה 5 · ראייה מרחבית: מבנה קוביות, מבטים והוספת קוביות
בסרטוט שלפניכם מוצג מבנה הבנוי מקוביות זהות.
החץ בסרטוט מסמן את הכיוון של המבט מלפנים.
כל קובייה במבנה מונחת על המשטח או על קובייה אחרת.
השלימו את תרשים המספרים של המבנה (תבנית של משבצות).
לפניכם ארבעה תרשימים I–IV.
אחד מהם מתאר מבט מלפנים של המבנה, אחד – מבט מימין, אחד – מבט מלמעלה ואחד אינו מתאר שום מבט של המבנה.
כתבו איזה תרשים מתאר כל מבט.
השלימו את המבט משמאל של המבנה (תבנית של משבצות).
הוסיפו למבנה 4 קוביות כך שהמבט מלפנים לא השתנה, והמבט מלמעלה נראה כמתואר בתרשים שלפניכם.
סרטטו תרשים מספרים אפשרי של המבנה לאחר הוספת הקוביות.
◂ פתרון מלא לשאלה 5
סעיף א
(השורה העליונה בתרשים היא השורה האחורית של המבנה, הרחוקה מן הצופה; השורה התחתונה היא השורה הקדמית.)
כותבים בכל משבצת כמה קוביות עומדות עליה, כשהשורה הקדמית (הקרובה לחץ) למטה.
השורה הקדמית: . השורה השנייה מלפנים: . השורה השלישית: . השורה האחורית: .
בדיקה: במבנה קוביות.
טעות נפוצה: לרשום את השורה הקדמית בראש התרשים ולקבל את התרשים ההפוך
.
סעיף ב
I - מבט מלמעלה; II - מבט מימין; III - לא מתאר שום מבט; IV - מבט מלפנים
מבט מלפנים: הגובה המרבי בכל טור, משמאל לימין: - תרשים IV.
מבט מלמעלה: המשבצות התפוסות (השורה האחורית למעלה) - תרשים I.
מבט מימין: השורה הקדמית משמאל והאחורית מימין; הגובה המרבי בכל שורה, מלפנים לאחור: - תרשים II.
תרשים III (גבהים ) אינו מתאר שום מבט: הוא דומה למבט מלפנים, אבל הטור הגבוה (4) נמצא בו במקום הלא נכון.
טעות נפוצה: לבלבל בין כיווני המבט מהצד, לצפות למבט מימין עם הגבהים (השורה האחורית משמאל), ולכן להסיק בטעות שתרשים II אינו מתאר שום מבט.
סעיף ג
במבט משמאל גובהי העמודות, משמאל לימין, הם 4, 2, 2, 1 (השורה האחורית של המבנה משמאל, הקדמית מימין)
במבט משמאל השורה האחורית נראית בצד שמאל, והשורה הקדמית בצד ימין.
הגובה המרבי בכל שורה: האחורית 4, השנייה 2, השלישית 2, הקדמית 1.
המבט משמאל (משמאל לימין): .
טעות נפוצה: לסדר את השורות כמו במבט מימין ולקבל - זה המבט מימין (תרשים II).
סעיף ד
לדוגמה:
(יש הרבה אפשרויות: חייבים להוסיף משבצת תפוסה בשורה הקדמית בטור הרביעי, ובכל טור לא לעבור את הגובה המרבי של המבט מלפנים: 3, 4, 2, 2)
במבט מלמעלה החדש נוספה משבצת תפוסה אחת - בשורה הקדמית, בטור הרביעי (הימני). בה חייבת לעמוד לפחות קובייה אחת.
המבט מלפנים צריך להישאר , ולכן בטור הרביעי אפשר לבנות עד 2 קוביות, ובטור הראשון עד 3.
דוגמה: 2 קוביות במשבצת החדשה, ועוד 2 קוביות על המשבצת שבטור הראשון בשורה השלישית מלפנים (מ-1 ל-3). סך הכול :
טעות נפוצה: להניח את כל 4 הקוביות במשבצת החדשה - אז בטור הרביעי יש עמודה של 4 קוביות, והמבט מלפנים משתנה (4 במקום 2).
שאלה 6 · גופים במרחב: מקפיא וקופסאות - ממדים לא ידועים
מקפיא הוא בצורת תיבה שבסיסה ריבוע. גובה המקפיא גדול פי 1.6 מאורך צלע הבסיס, ונפחו סמ"ק.
מצאו את אורך צלע הבסיס ואת גובה המקפיא.
שלושה מדפים מחלקים את המקפיא לתאים שגובהם שווה (אפשר להתעלם מעובי המדפים).
מהו הגובה של כל תא במקפיא?
קופסת אחסון בצורת גליל סגור: שטח המעטפת שלה סמ"ר והנפח שלה סמ"ק.
מצאו את רדיוס הבסיס ואת הגובה של הקופסה.
האם הקופסה נכנסת לתא במקפיא (כשהיא עומדת על בסיסה)? כמה קופסאות כאלה לכל היותר אפשר להעמיד זו לצד זו על רצפת תא אחד, בשורות המקבילות לדפנות?
◂ פתרון מלא לשאלה 6
סעיף א
צלע הבסיס 60 ס"מ, הגובה 96 ס"מ
נסמן ב- את צלע הבסיס. הגובה הוא , והנפח:
הגובה: ס"מ.
טעות נפוצה: לכתוב את הנפח כ- (לשכוח שגם הגובה תלוי ב-), לקבל ו- ס"מ - מקפיא בגובה של יותר מ-7 מטרים.
סעיף ב
24 ס"מ
שלושה מדפים מחלקים את הגובה ל-4 תאים (מדף אחד יוצר 2 תאים, שניים - 3, שלושה - 4):
טעות נפוצה: לחלק במספר המדפים, ס"מ - מספר התאים גדול באחד ממספר המדפים.
סעיף ג
רדיוס 8 ס"מ, גובה 22 ס"מ
מחלקים את המשוואה השנייה בראשונה: .
מציבים: , .
טעות נפוצה: לחלק את הנפח במעטפת בלי לשים לב לגורם 2: , ואז .
סעיף ד
כן (); 9 קופסאות
גובה הקופסה 22 ס"מ, וגובה התא 24 ס"מ - הקופסה נכנסת (ואין מקום לקופסה שנייה מעליה).
קוטר הקופסה: ס"מ. לאורך צלע של 60 ס"מ נכנסות , כלומר 3 קופסאות שלמות.
בשורות המקבילות לדפנות: 3 שורות של 3 קופסאות, קופסאות.
טעות נפוצה: לחלק את צלע הרצפה ברדיוס במקום בקוטר: , כלומר 7 בכל שורה ו-49 קופסאות.