מתכונת במתמטיקה 471 - מתכונת 1 ברמת בגרות
4 יח"ל · שאלון 035471 · 8 שאלות · פתרון מלא לכל סעיף
מבחן מתכונת במבנה של שאלון 471 (4 יח"ל), ברמת בגרות: 8 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 · התפלגות נורמלית: אורך חיים של סוללות
אורך החיים של סוללות שמייצרים במפעל מסוים מתפלג נורמלית.
לפניכם גרף ההתפלגות הנורמלית ועליו חלק מנתוני אורך החיים (בשעות): השטח משמאל ל-30 הוא 10.6%, והשטח מימין ל-50 הוא 10.6%.
מצאו את ממוצע אורך החיים של הסוללות ואת סטיית התקן.
6.3% מהסוללות – אלו שאורך החיים שלהן הארוך ביותר – מקבלות תו איכות.
מהו אורך החיים הקטן ביותר של סוללה שמקבלת תו איכות?
בחודש מסוים ייצרו במפעל 1,000 סוללות.
על פי גרף ההתפלגות הנורמלית, לכמה מן הסוללות שייצרו בחודש זה יש אורך חיים קטן מ-32 שעות?
מהנדסים הצליחו להאריך פי 1.25 את אורך החיים של כל הסוללות אותן המפעל מייצר.
מהו ממוצע אורך החיים החדש של הסוללות ומהי סטיית התקן החדשה, לאחר ההגדלה?
מצאו את אחוז הסוללות שאורך החיים שלהן קטן מ-30 שעות לאחר ההגדלה.
◂ פתרון מלא לשאלה 1
סעיף א
ממוצע: 40 שעות, סטיית תקן: 8 שעות
השטחים משמאל ל-30 ומימין ל-50 שווים, והעקומה סימטרית סביב הממוצע, ולכן:
10.6% מהסוללות נמצאות משמאל ל-30. בטבלה: , ולכן , כלומר ציון התקן של 30 הוא :
טעות נפוצה: להכפיל במקום לחלק ולקבל .
סעיף ב
52.24 שעות
הסוללות שמקבלות תו איכות הן 6.3% העליונות, ולכן משמאל לערך הסף נמצאות מהסוללות: .
בטבלה , ולכן .
טעות נפוצה: לחפש בטבלה ישירות את 0.063, לקבל ולענות שעות - זה הסף של 6.3% הסוללות הקצרות ביותר.
סעיף ג
159 סוללות
לפי גרף ההתפלגות הנורמלית, משמאל ל- (בדיוק כמו מימין ל-):
(בטבלה: , ו-.)
טעות נפוצה: לסכום את השטחים שמימין ל- ולקבל , כלומר 841 סוללות - אלו הסוללות שאורך החיים שלהן גדול מ-32 שעות.
סעיף ד(1)
ממוצע: 50 שעות, סטיית תקן: 10 שעות
הכפלת כל הנתונים ב-1.25 מכפילה את הממוצע ב-1.25: .
גם המרחקים מהממוצע גדלים פי 1.25, ולכן סטיית התקן: .
טעות נפוצה: להשאיר את סטיית התקן 8 (ממוצע 50, סטיית תקן 8) - סטיית התקן לא משתנה רק כשמוסיפים קבוע, לא כשכופלים.
סעיף ד(2)
2.28%
כלומר 2.28% מהסוללות (לפני ההגדלה היו אלה 10.6%).
טעות נפוצה: להשתמש בסטיית התקן הישנה: , ולקבל .
שאלה 2 · ממוצע, סטיית תקן, מקדם מתאם וישר רגרסיה: טמפרטורה ומכירות
בעל קיוסק בדק את הקשר הליניארי בין הטמפרטורה בצהריים (המשתנה ) לבין מספר הארגזים של בקבוקי מים שמכר (המשתנה ) ב-6 ימים שונים א'-ו'. הנתונים מוצגים בטבלה שלפניכם.
חשבו את הטמפרטורה הממוצעת ב-6 הימים.
הראו כי סטיית התקן של הטמפרטורה ב-6 הימים היא .
בעל הקיוסק מצא כי מספר הארגזים הממוצע ב-6 הימים שווה למספר הארגזים שמכר ביום ד'.
חשבו את מספר הארגזים שנמכרו ביום ד'.
נתונים המספרים: , , , . אחד מהם הוא מקדם המתאם .
קבעו איזה מן המספרים הוא מקדם המתאם , נמקו את קביעתכם.
בעל הקיוסק חישב את סטיית התקן של מספר הארגזים ב-6 הימים ומצא כי .
מצאו את משוואת ישר הרגרסיה לניבוי על פי .
על פי ישר הרגרסיה, מהו הניבוי למספר הארגזים שיימכרו ביום שבו הטמפרטורה 20 מעלות?
לפניכם שלוש דיאגרמות פיזור I-III. הנקודות בכל אחת מן הדיאגרמות מתארות את נתוני 6 הימים.
קבעו באיזו מן הדיאגרמות I-III מסורטט ישר הרגרסיה שמצאתם בסעיף ה'. נמקו את קביעתכם.
◂ פתרון מלא לשאלה 2
סעיף א
25 מעלות
טעות נפוצה: לחלק ב-5 כי ביום ד' חסר נתון, ולקבל 30. הנתון החסר הוא מספר הארגזים; יש 6 טמפרטורות.
סעיף ב
הסטיות מהממוצע 25: .
ריבועי הסטיות: , וסכומם .
טעות נפוצה: לחלק ב-5 ולקבל . מחלקים במספר הנתונים, 6.
סעיף ג
15 ארגזים
נסמן ב- את מספר הארגזים ביום ד'; גם הממוצע הוא :
טעות נפוצה: לכתוב (לשכוח את במונה) ולקבל 12.5 ארגזים.
סעיף ד
ככל שהטמפרטורה עולה, מספר הארגזים עולה - הקשר חיובי, ולכן . זה פוסל את ואת .
פירושו שכל הנקודות על ישר אחד. בין ימים א' ו-ב' הטמפרטורה עלתה ב-3 והמכירות ב-3, ובין ב' ל-ג' הטמפרטורה עלתה ב-3 והמכירות רק ב-1 - הנקודות אינן על ישר אחד.
נשאר : קשר חיובי חזק מאוד אך לא מושלם.
טעות נפוצה: לבחור "כי המכירות עולות בכל יום". עלייה בכל יום אינה מספיקה; רק כשהנקודות בדיוק על ישר.
סעיף ה(1)
הישר עובר בנקודת הממוצעים :
(עם המדויק, , מקבלים - הפרש של עיגול.)
טעות נפוצה: להפוך את היחס, , ולקבל שיפוע וישר . בניבוי על פי , במונה.
סעיף ה(2)
כ-11.7 ארגזים
טעות נפוצה: להציב ולפתור עבור (מקבלים כ-32.5). הטמפרטורה היא .
סעיף ו
דיאגרמה III
בשלוש הדיאגרמות לישר אותו שיפוע חיובי, ולכן השיפוע אינו מכריע.
ישר הרגרסיה עובר בנקודת הממוצעים , ולכן חלק מהנקודות מעליו וחלק מתחתיו.
בדיאגרמה I כל הנקודות מתחת לישר, ובדיאגרמה II כל הנקודות מעליו. רק בדיאגרמה III הישר עובר בין הנקודות.
טעות נפוצה: לבחור דיאגרמה I כי "הישר שם הכי קרוב לראשית הצירים". הקרבה לראשית אינה רלוונטית; הישר חייב לעבור בנקודת הממוצעים.
שאלה 3 · עץ הסתברויות: שני ראיונות עבודה
חברה מסוימת גייסה עובדים. כל המועמדים במחזור גיוס מסוים רואיינו פעמיים: בראיון טלפוני ובראיון אישי. בראיון הטלפוני 70% מן המועמדים קיבלו המלצה. אם מועמד קיבל המלצה בראיון הטלפוני, ההסתברות שיקבל המלצה גם בראיון האישי היא 0.8. אם מועמד לא קיבל המלצה בראיון הטלפוני, ההסתברות שיקבל המלצה בראיון האישי היא 0.3. בחרו באקראי מועמד ממחזור הגיוס.
מהי ההסתברות שהמועמד קיבל המלצה בדיוק באחד הראיונות?
מהי ההסתברות שהמועמד קיבל המלצה לפחות באחד הראיונות?
רק מועמד שקיבל המלצה בשני הראיונות מתקבל לעבודה. בחרו באקראי מועמד ממחזור הגיוס.
ידוע שהמועמד שנבחר קיבל המלצה לפחות באחד הראיונות. מהי ההסתברות שמועמד זה התקבל לעבודה?
נתון כי במחזור הגיוס היו 300 מועמדים.
מצאו את מספר המועמדים שהתקבלו לעבודה.
מבין המועמדים במחזור הגיוס בוחרים באקראי שני מועמדים זה אחר זה (בחירה ללא החזרה).
מהי ההסתברות שבדיוק אחד מהם התקבל לעבודה?
◂ פתרון מלא לשאלה 3
סעיף א
עץ דו-שלבי. ראיון טלפוני: המלצה , בלי המלצה .
אחרי המלצה: המלצה , בלי . אחרי "בלי המלצה": המלצה , בלי .
"בדיוק באחד" - שני מסלולים זרים:
טעות נפוצה: לחבר את ההסתברויות המותנות בלי לכפול בהסתברויות של הראיון הטלפוני.
סעיף ב
המשלים: לא קיבל המלצה בשני הראיונות - .
טעות נפוצה: להשתמש ב- (ההסתברות לקבל המלצה בראיון האישי אחרי כישלון) כאילו זו ההסתברות לא לקבל אותה, ולחשב .
סעיף ג
מועמד שהתקבל קיבל המלצה בשני הראיונות, ולכן בוודאי לפחות באחד - החיתוך הוא המאורע "התקבל" עצמו:
נסמן: - המועמד התקבל, - קיבל המלצה לפחות באחד הראיונות ().
טעות נפוצה: לענות - ההסתברות שמועמד כלשהו התקבל, בלי להתחשב במידע שקיבל המלצה לפחות באחד הראיונות.
סעיף ד
168
טעות נפוצה: לכפול בהסתברות "לפחות באחד" () ולקבל 237. לעבודה מתקבלים רק מי שקיבלו המלצה בשני הראיונות.
סעיף ה
168 מועמדים התקבלו ו- לא התקבלו.
שני סדרים אפשריים, והמכנה בבחירה השנייה הוא 299:
טעות נפוצה: לחשב סדר אחד בלבד, .
שאלה 4 · גאומטריה אנליטית: משולש עם צלע בשיפוע 2-, קטע אמצעים וזוויות
במשולש הקודקוד מונח על ציר ה-. נתון כי משוואת הצלע היא: . שיעור ה- של הקודקוד הוא 9.
חשבו את אורך הצלע .
נתון כי הצלע מקבילה לציר ה-. אורך הצלע הוא 4.
מצאו את שיעורי הקודקוד .
היא נקודת החיתוך של הישר עם ציר ה-.
מצאו את שיעורי הנקודה .
מנקודה העבירו ישר המקביל לציר ה- החותך את הצלע בנקודה .
הוכיחו כי הוא קטע אמצעים במשולש .
חשבו את אורך הקטע .
חשבו את גודלי הזוויות ו-.
מצאו פי כמה גדול שטח הטרפז משטח המשולש .
◂ פתרון מלא לשאלה 4
סעיף א
על ציר ה-: , , ולכן .
על הישר ו-: , , , ולכן .
טעות נפוצה: לקחת כ- את נקודת החיתוך עם ציר ה-, , ולקבל .
סעיף ב
מקבילה לציר ה-, ולכן .
, ולפי הסרטוט מימין ל-: .
טעות נפוצה: לבחור - הנקודה שמתחת ל-, ואז אנכי ואין משולש כמו בסרטוט.
סעיף ג
משוואת הישר דרך : , כלומר .
ב-: , ולכן .
טעות נפוצה: להציב את עם סימן שגוי, , ולקבל ו-.
סעיף ד(1)
הוכחה: אמצע ו-, ולכן אמצע .
אמצע : - זו . לכן אמצע .
ו- מקבילים שניהם לציר ה-, ולכן .
ישר שיוצא מאמצע צלע במשולש ומקביל לצלע שנייה חוצה את הצלע השלישית: אמצע , ו- קטע אמצעים.
טעות נפוצה: להסתפק ב-"" בלי להראות ש- אמצע - כל ישר אופקי בין ל- מקביל ל-, ורק אחד מהם קטע אמצעים; הוכחה כזאת פסולה.
סעיף ד(2)
2
(בדיקה: אמצע היא , והמרחק מ- הוא 2.)
טעות נפוצה: לחשב מחצית של , , במקום מחצית הצלע המקבילה .
סעיף ה
,
שיפוע הוא . הזווית עם הכיוון החיובי של ציר ה-: .
הזווית החדה שמתאימה ל- היא , ולשיפוע שלילי הזווית קהה: .
בכיוון החיובי של ציר ה-, ולכן .
על ציר ה-, מאונכת ל-:
טעות נפוצה: לענות (מה שהמחשבון נותן ל-) - הזווית בין ל- קהה, כי משמאל ל-.
סעיף ו
פי 3
, ולכן ביחס .
יחס השטחים הוא ריבוע יחס הדמיון: .
טעות נפוצה: להשתמש ביחס הדמיון בלי ריבוע: , ולכן הטרפז שווה למשולש הקטן - פי 1.
שאלה 5 · מעגל, קוטר ומשיק במערכת צירים: דמיון משולשים
בסרטוט שלפניכם מעגל שמרכזו . המעגל חותך את החלק החיובי של ציר ה- בנקודה . הנקודה נמצאת על המעגל כך ש- הוא קוטר במעגל. דרך הנקודה העבירו משיק למעגל, החותך את ציר ה- בנקודה . נתון כי משוואת המעגל היא .
מצאו את שיעורי הנקודה .
מצאו את משוואת המשיק .
מצאו את אורך הצלע .
הנקודה נמצאת על המעגל כך ש- חוצה את הזווית .
הסבירו מדוע .
הוכיחו: .
מצאו פי כמה גדול שטח המשולש משטח המשולש .
◂ פתרון מלא לשאלה 5
סעיף א
על החלק החיובי: .
טעות נפוצה: לבחור את - זו נקודת החיתוך על החלק השלילי של הציר.
סעיף ב
אמצע : .
טעות נפוצה: להשתמש בשיפוע הרדיוס ולקבל - הישר שמכיל את הקוטר.
סעיף ג
טעות נפוצה: לחשב - ו- משני צדי הראשית.
סעיף ד(1)
זווית היקפית הנשענת על הקוטר
היא זווית היקפית שנשענת על הקוטר , ולכן היא ישרה.
טעות נפוצה: לנמק ב"משיק מאונך לרדיוס" - הנימוק הזה שייך לזווית , לא לזווית .
סעיף ד(2)
ז.ז.: ,
: משיק למעגל ב-, ו- קוטר - כלומר עובר דרך המרכז, ולכן מכיל את הרדיוס . משיק מאונך לרדיוס בנקודת ההשקה.
: לפי סעיף ד(1).
: נתון ש- חוצה את הזווית .
לכן לפי ז.ז., בהתאמה , , .
טעות נפוצה: לנמק את הזווית הישרה ב- בכך ש"היא נשענת על הקוטר" - אינה על המעגל, ולכן אינה זווית היקפית; הנימוק הוא משיק מאונך לרדיוס.
סעיף ה
מתאים ל-. , :
טעות נפוצה: לענות - יחס הצלעות במקום ריבועו.
שאלה 6 · חקירת פונקציה רציונלית והקיצון של g כש-g'=f
נתונה הפונקציה: .
מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה .
מצאו את האסימפטוטות של הפונקציה המאונכות לצירים.
מצאו את שיעורי נקודות החיתוך של גרף הפונקציה עם הצירים.
מצאו את שיעורי נקודת הקיצון של הפונקציה , וקבעו את סוגה.
מצאו את תחומי העלייה והירידה של הפונקציה .
סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה .
נתונה הפונקציה המקיימת: . לפונקציות ו- יש אותו תחום הגדרה. מצאו את שיעורי ה- של נקודות הקיצון של הפונקציה , וקבעו את סוגן. נמקו את תשובתכם.
◂ פתרון מלא לשאלה 6
סעיף א(1)
,
טעות נפוצה: להוציא מהתחום גם את , האפסים של המונה.
סעיף א(2)
, ,
ב- המכנה מתאפס והמונה : אסימפטוטות אנכיות .
מעלות שוות, ולכן האסימפטוטה האופקית היא יחס המקדמים של : .
טעות נפוצה: להתעלם מהסימן של ולכתוב .
סעיף א(3)
, ,
. .
טעות נפוצה: לאפס את המכנה ולקבל .
סעיף א(4)
מינימום
רק ב-; משמאל ומימין : מינימום .
טעות נפוצה: להפוך את הסדר בכלל המנה, לקבל במונה ולסווג את כמקסימום.
סעיף א(5)
עלייה: או ; ירידה: או
הסימן של כסימן של , עם חלוקה גם ב-:
יורדת עבור ועבור ; עולה עבור ועבור .
טעות נפוצה: לכתוב "עולה עבור " בלי להפריד ב-, שבה הפונקציה לא מוגדרת.
סעיף ב
ענף אמצעי בין ל- עם מינימום ושואף ל- ליד האסימפטוטות; ענפים חיצוניים שעולים מ- (מימין ל-, ובסימטריה משמאל ל-), חוצים את ציר ה- ב- ומתקרבים ל- מלמטה
הפונקציה זוגית - הגרף סימטרי לציר ה-.
בין ל-2: יורד מ- עד המינימום ועולה שוב ל-.
מימין ל-: מתחיל ב-, עולה, חוצה את ציר ה- ב-3 ומתקרב ל- מלמטה (למשל ). משמאל ל- - תמונת מראה.
טעות נפוצה: לצייר את הענף האמצעי מתחת ל- - המינימום שלו הוא 9, ולכן כל הענף מעל האסימפטוטה האופקית.
סעיף ג
מינימום, מקסימום
הקיצון של - היכן ש- מתאפסת ומחליפה סימן: .
: עבור , ועבור - יורדת ואחר כך עולה: מינימום.
: עבור , ועבור - מקסימום.
טעות נפוצה: להפוך את כלל הסיווג - לראות שגרף "עולה" דרך ציר ה- ב- ולקבוע ש- מגיעה שם לשיא - ולענות מקסימום ו- מינימום. הסימן של עובר ב-3 משלילי לחיובי, ולכן יורדת ואחר כך עולה - מינימום.
שאלה 7 · חקירת פונקציית שורש עם פרמטר: מקסימום, גרף הנגזרת ושטח מתחת לציר
נתונה הפונקציה: , הוא פרמטר. גרף הפונקציה חותך את ציר ה- בנקודה .
בסוף השאלה מופיעים ארבעה גרפים I-IV:
הראו כי: .
מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה .
מצאו את שיעורי כל נקודות הקיצון של הפונקציה , וקבעו את סוגן.
סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה .
אחד מן הגרפים I-IV שבסוף השאלה מתאר את גרף פונקציית הנגזרת . קבעו איזה מהם, ונמקו את הקביעה.
מצאו את השטח המוגבל על ידי גרף פונקציית הנגזרת , הישר: , וציר ה-.
◂ פתרון מלא לשאלה 7
סעיף א
מעלים בריבוע: , ולכן .
טעות נפוצה: לשכוח להעלות בריבוע: מ- לכתוב ולקבל .
סעיף ב
:
טעות נפוצה: לענות - הביטוי בשורש הוא אחרי ההצבה .
סעיף ג
, - נקודת קצה
כש-: , ולכן (עולה); כש-: (יורדת). מקסימום.
נקודת הקצה: , ומימינה הפונקציה עולה - מינימום (קצה).
טעות נפוצה: להסתפק ב- ולענות רק , בלי נקודת הקצה.
סעיף ד
הגרף מתחיל ב-, עולה דרך למקסימום , ויורד דרך בלי הגבלה
חיתוכים עם ציר ה-: ; מעלים בריבוע: , כלומר , ו- או (שניהם מקיימים את המשוואה המקורית).
אין חיתוך עם ציר ה- (0 מחוץ לתחום).
מ- הגרף עולה, חותך את ציר ה- ב-, מגיע למקסימום , יורד, חותך ב- וממשיך לרדת.
טעות נפוצה: לעצור את הגרף ב- - הפונקציה מוגדרת לכל וממשיכה לרדת.
סעיף ה
גרף III
מוגדרת רק ל-, ולכן גרפים II ו-IV, שמתחילים בנקודת קצה, נפסלים.
כש-, - אסימפטוטה אנכית שהגרף יורד ממנה מלמעלה.
חיובית משמאל ל-7 ושלילית מימין (עולה ואז יורדת), ו- כש-.
גרף III יורד מ-, חותך את ציר ה- ומתקרב לאסימפטוטה אופקית שלילית - זה .
טעות נפוצה: לבחור בגרף I (שעולה מ-) - הוא מתאר נגזרת שלילית ואחר כך חיובית, כלומר פונקציה עם מינימום ולא מקסימום.
סעיף ו
4
חותכת את ציר ה- ב-, ובין 7 ל-19 היא שלילית - השטח מתחת לציר ה-.
האינטגרל שלילי כי הגרף מתחת לציר; השטח הוא הערך המוחלט: .
טעות נפוצה: לענות - שטח הוא תמיד חיובי; האינטגרל של פונקציה שלילית נותן את השטח עם סימן מינוס.
שאלה 8 · בעיית קיצון: משולש שקודקודו על גרף
בסרטוט שלפניכם מתואר גרף הפונקציה: , בתחום .
גרף הפונקציה חותך את ציר ה- בנקודה . מן הנקודה העבירו אנך לציר ה-.
היא נקודה כלשהי על גרף הפונקציה . נסמן ב- את שיעור ה- של הנקודה , .
מן הנקודה העבירו ישר המקביל לציר ה- וחותך את האנך בנקודה .
מצאו את שיעורי הנקודות: , ו-. הביעו את תשובותיכם באמצעות , אם יש צורך.
מצאו את שיעורי הנקודה שבעבורה שטח המשולש הוא מקסימלי.
קבעו אם ייתכן ששטח המשולש שווה ל-13. נמקו את קביעתכם.
◂ פתרון מלא לשאלה 8
סעיף א
, ,
: , .
, ו- על באותו גובה: .
טעות נפוצה: לפתור כ- ולקבל .
סעיף ב
בסיס , גובה (שיעור ה- של ):
עבור ו- עבור - מקסימום. .
טעות נפוצה: לקחת כבסיס את (קבוע). השטח יוצא פונקציה עולה של , ומסיקים בטעות שאין מקסימום.
סעיף ג
לא
השטח המקסימלי: .
כל שטח אפשרי קטן או שווה ל-12.5, ו-. לכן השטח לא יכול להיות 13.
טעות נפוצה: לנמק ש" רציפה ולכן מקבלת כל ערך חיובי" ולענות "כן". רציפות נותנת רק את הערכים שבין 0 למקסימום.