דילוג לתוכן המרכזי

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%.

305010.6%10.6%
א.

מצאו את ממוצע אורך החיים של הסוללות ואת סטיית התקן.

6.3% מהסוללות – אלו שאורך החיים שלהן הארוך ביותר – מקבלות תו איכות.

ב.

מהו אורך החיים הקטן ביותר של סוללה שמקבלת תו איכות?

בחודש מסוים ייצרו במפעל 1,000 סוללות.

ג.

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.

ד(1).

מהו ממוצע אורך החיים החדש של הסוללות ומהי סטיית התקן החדשה, לאחר ההגדלה?

ד(2).

מצאו את אחוז הסוללות שאורך החיים שלהן קטן מ-30 שעות לאחר ההגדלה.

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

ממוצע: 40 שעות, סטיית תקן: 8 שעות

השטחים משמאל ל-30 ומימין ל-50 שווים, והעקומה סימטרית סביב הממוצע, ולכן:

μ=30+502=40\mu=\frac{30+50}{2}=40

10.6% מהסוללות נמצאות משמאל ל-30. בטבלה: Φ(1.25)=0.8944\Phi(1.25)=0.8944, ולכן Φ(−1.25)=0.1056≈0.106\Phi(-1.25)=0.1056\approx0.106, כלומר ציון התקן של 30 הוא −1.25-1.25:

30−40σ=−1.25⇒σ=101.25=8\frac{30-40}{\sigma}=-1.25\quad\Rightarrow\quad\sigma=\frac{10}{1.25}=8

טעות נפוצה: להכפיל במקום לחלק ולקבל σ=10⋅1.25=12.5\sigma=10\cdot1.25=12.5.

סעיף ב

תשובה:

52.24 שעות

הסוללות שמקבלות תו איכות הן 6.3% העליונות, ולכן משמאל לערך הסף נמצאות 100%−6.3%=93.7%100\%-6.3\%=93.7\% מהסוללות: Φ(z)=0.937\Phi(z)=0.937.

בטבלה Φ(1.53)=0.9370\Phi(1.53)=0.9370, ולכן z=1.53z=1.53.

x=40+1.53⋅8=52.24x=40+1.53\cdot8=52.24

טעות נפוצה: לחפש בטבלה ישירות את 0.063, לקבל z=−1.53z=-1.53 ולענות 40−1.53⋅8=27.7640-1.53\cdot8=27.76 שעות - זה הסף של 6.3% הסוללות הקצרות ביותר.

סעיף ג

תשובה:

159 סוללות

z=32−408=−1z=\frac{32-40}{8}=-1

לפי גרף ההתפלגות הנורמלית, משמאל ל-z=−1z=-1 (בדיוק כמו מימין ל-z=1z=1):

5.3%+3.9%+2.7%+1.7%+1.1%+0.6%+0.3%+0.2%+0.1%=15.9%5.3\%+3.9\%+2.7\%+1.7\%+1.1\%+0.6\%+0.3\%+0.2\%+0.1\%=15.9\%
0.159⋅1000=1590.159\cdot1000=159

(בטבלה: Φ(−1)=0.1587\Phi(-1)=0.1587, ו-0.1587⋅1000≈1590.1587\cdot1000\approx159.)

טעות נפוצה: לסכום את השטחים שמימין ל-z=−1z=-1 ולקבל 84.1%84.1\%, כלומר 841 סוללות - אלו הסוללות שאורך החיים שלהן גדול מ-32 שעות.

סעיף ד(1)

תשובה:

ממוצע: 50 שעות, סטיית תקן: 10 שעות

הכפלת כל הנתונים ב-1.25 מכפילה את הממוצע ב-1.25: 40⋅1.25=5040\cdot1.25=50.

גם המרחקים מהממוצע גדלים פי 1.25, ולכן סטיית התקן: 8⋅1.25=108\cdot1.25=10.

טעות נפוצה: להשאיר את סטיית התקן 8 (ממוצע 50, סטיית תקן 8) - סטיית התקן לא משתנה רק כשמוסיפים קבוע, לא כשכופלים.

סעיף ד(2)

תשובה:

2.28%

z=30−5010=−2z=\frac{30-50}{10}=-2
Φ(−2)=1−Φ(2)=1−0.9772=0.0228\Phi(-2)=1-\Phi(2)=1-0.9772=0.0228

כלומר 2.28% מהסוללות (לפני ההגדלה היו אלה 10.6%).

טעות נפוצה: להשתמש בסטיית התקן הישנה: z=30−508=−2.5z=\frac{30-50}{8}=-2.5, ולקבל 0.62%0.62\%.

שאלה 2 · ממוצע, סטיית תקן, מקדם מתאם וישר רגרסיה: טמפרטורה ומכירות

בעל קיוסק בדק את הקשר הליניארי בין הטמפרטורה בצהריים (המשתנה xx) לבין מספר הארגזים של בקבוקי מים שמכר (המשתנה yy) ב-6 ימים שונים א'-ו'. הנתונים מוצגים בטבלה שלפניכם.

היוםהטמפרטורה (מעלות) - המשתנה xxמספר הארגזים - המשתנה yy
א'18181010
ב'21211313
ג'24241414
ד'2626?
ה'28281818
ו'33332020
א.

חשבו את הטמפרטורה הממוצעת ב-6 הימים.

ב.

הראו כי סטיית התקן של הטמפרטורה ב-6 הימים היא Sx=703S_x=\sqrt{\frac{70}{3}}.

בעל הקיוסק מצא כי מספר הארגזים הממוצע ב-6 הימים שווה למספר הארגזים שמכר ביום ד'.

ג.

חשבו את מספר הארגזים שנמכרו ביום ד'.

נתונים המספרים: −0.93-0.93, −0.28-0.28, 11, 0.980.98. אחד מהם הוא מקדם המתאם rr.

ד.

קבעו איזה מן המספרים הוא מקדם המתאם rr, נמקו את קביעתכם.

בעל הקיוסק חישב את סטיית התקן של מספר הארגזים ב-6 הימים ומצא כי Sy=323S_y=\sqrt{\frac{32}{3}}.

ה(1).

מצאו את משוואת ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx.

ה(2).

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.

דיאגרמה I
דיאגרמה II
דיאגרמה III
ו.

קבעו באיזו מן הדיאגרמות I-III מסורטט ישר הרגרסיה שמצאתם בסעיף ה'. נמקו את קביעתכם.

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

25 מעלות

xˉ=18+21+24+26+28+336=1506=25\bar x=\frac{18+21+24+26+28+33}{6}=\frac{150}{6}=25

טעות נפוצה: לחלק ב-5 כי ביום ד' חסר נתון, ולקבל 30. הנתון החסר הוא מספר הארגזים; יש 6 טמפרטורות.

סעיף ב

תשובה:

Sx2=1406=703S_x^2=\frac{140}{6}=\frac{70}{3}

הסטיות מהממוצע 25: −7, −4, −1, 1, 3, 8-7,\ -4,\ -1,\ 1,\ 3,\ 8.

ריבועי הסטיות: 49, 16, 1, 1, 9, 6449,\ 16,\ 1,\ 1,\ 9,\ 64, וסכומם 140140.

Sx2=1406=703 ⇒ Sx=703S_x^2=\frac{140}{6}=\frac{70}{3}\ \Rightarrow\ S_x=\sqrt{\frac{70}{3}}

טעות נפוצה: לחלק ב-5 ולקבל Sx2=28S_x^2=28. מחלקים במספר הנתונים, 6.

סעיף ג

תשובה:

15 ארגזים

נסמן ב-aa את מספר הארגזים ביום ד'; גם הממוצע הוא aa:

10+13+14+a+18+206=a ⇒ 75+a=6a ⇒ a=15\frac{10+13+14+a+18+20}{6}=a\ \Rightarrow\ 75+a=6a\ \Rightarrow\ a=15

טעות נפוצה: לכתוב 756=a\frac{75}{6}=a (לשכוח את aa במונה) ולקבל 12.5 ארגזים.

סעיף ד

תשובה:

r=0.98r=0.98

ככל שהטמפרטורה עולה, מספר הארגזים עולה - הקשר חיובי, ולכן r>0r>0. זה פוסל את −0.93-0.93 ואת −0.28-0.28.

r=1r=1 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 r=0.98r=0.98: קשר חיובי חזק מאוד אך לא מושלם.

טעות נפוצה: לבחור r=1r=1 "כי המכירות עולות בכל יום". עלייה בכל יום אינה מספיקה; r=1r=1 רק כשהנקודות בדיוק על ישר.

סעיף ה(1)

תשובה:

y=0.663x−1.57y=0.663x-1.57

b=r⋅SySx=0.98⋅32/370/3=0.98⋅3270≈0.663b=r\cdot\frac{S_y}{S_x}=0.98\cdot\sqrt{\frac{32/3}{70/3}}=0.98\cdot\sqrt{\frac{32}{70}}\approx0.663

הישר עובר בנקודת הממוצעים (25,15)(25,15):

y−15=0.663(x−25) ⇒ y=0.663x−1.57y-15=0.663(x-25)\ \Rightarrow\ y=0.663x-1.57

(עם rr המדויק, 0.98250.9825, מקבלים y=0.664x−1.61y=0.664x-1.61 - הפרש של עיגול.)

טעות נפוצה: להפוך את היחס, b=0.98⋅SxSyb=0.98\cdot\frac{S_x}{S_y}, ולקבל שיפוע 1.451.45 וישר y=1.45x−21.2y=1.45x-21.2. בניבוי yy על פי xx, SyS_y במונה.

סעיף ה(2)

תשובה:

כ-11.7 ארגזים

y=0.663⋅20−1.57=11.69≈11.7y=0.663\cdot20-1.57=11.69\approx11.7

טעות נפוצה: להציב y=20y=20 ולפתור עבור xx (מקבלים כ-32.5). הטמפרטורה היא xx.

סעיף ו

תשובה:

דיאגרמה III

בשלוש הדיאגרמות לישר אותו שיפוע חיובי, ולכן השיפוע אינו מכריע.

ישר הרגרסיה עובר בנקודת הממוצעים (25,15)(25,15), 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.

א.

מהי ההסתברות שהמועמד קיבל המלצה בדיוק באחד הראיונות?

ב.

מהי ההסתברות שהמועמד קיבל המלצה לפחות באחד הראיונות?

רק מועמד שקיבל המלצה בשני הראיונות מתקבל לעבודה. בחרו באקראי מועמד ממחזור הגיוס.

ג.

ידוע שהמועמד שנבחר קיבל המלצה לפחות באחד הראיונות. מהי ההסתברות שמועמד זה התקבל לעבודה?

נתון כי במחזור הגיוס היו 300 מועמדים.

ד.

מצאו את מספר המועמדים שהתקבלו לעבודה.

מבין המועמדים במחזור הגיוס בוחרים באקראי שני מועמדים זה אחר זה (בחירה ללא החזרה).

ה.

מהי ההסתברות שבדיוק אחד מהם התקבל לעבודה?

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

0.230.23

עץ דו-שלבי. ראיון טלפוני: המלצה 0.70.7, בלי המלצה 0.30.3.

אחרי המלצה: המלצה 0.80.8, בלי 0.20.2. אחרי "בלי המלצה": המלצה 0.30.3, בלי 0.70.7.

"בדיוק באחד" - שני מסלולים זרים:

P=0.7⋅0.2+0.3⋅0.3=0.14+0.09=0.23P=0.7\cdot0.2+0.3\cdot0.3=0.14+0.09=0.23

טעות נפוצה: לחבר את ההסתברויות המותנות 0.2+0.3=0.50.2+0.3=0.5 בלי לכפול בהסתברויות של הראיון הטלפוני.

סעיף ב

תשובה:

0.790.79

המשלים: לא קיבל המלצה בשני הראיונות - 0.3⋅0.7=0.210.3\cdot0.7=0.21.

P=1−0.21=0.79P=1-0.21=0.79

טעות נפוצה: להשתמש ב-0.30.3 (ההסתברות לקבל המלצה בראיון האישי אחרי כישלון) כאילו זו ההסתברות לא לקבל אותה, ולחשב 1−0.3⋅0.3=0.911-0.3\cdot0.3=0.91.

סעיף ג

תשובה:

5679≈0.709\frac{56}{79}\approx0.709

מועמד שהתקבל קיבל המלצה בשני הראיונות, ולכן בוודאי לפחות באחד - החיתוך הוא המאורע "התקבל" עצמו:

נסמן: AA - המועמד התקבל, BB - קיבל המלצה לפחות באחד הראיונות (P(B)=0.79P(B)=0.79).

P(A∩B)=P(A)=0.7⋅0.8=0.56P(A\cap B)=P(A)=0.7\cdot0.8=0.56
P(A∣B)=0.560.79=5679≈0.709P(A\mid B)=\frac{0.56}{0.79}=\frac{56}{79}\approx0.709

טעות נפוצה: לענות 0.560.56 - ההסתברות שמועמד כלשהו התקבל, בלי להתחשב במידע שקיבל המלצה לפחות באחד הראיונות.

סעיף ד

תשובה:

168

0.56⋅300=1680.56\cdot300=168

טעות נפוצה: לכפול בהסתברות "לפחות באחד" (0.790.79) ולקבל 237. לעבודה מתקבלים רק מי שקיבלו המלצה בשני הראיונות.

סעיף ה

תשובה:

36967475≈0.4944\frac{3696}{7475}\approx0.4944

168 מועמדים התקבלו ו-300−168=132300-168=132 לא התקבלו.

שני סדרים אפשריים, והמכנה בבחירה השנייה הוא 299:

P=2⋅168300⋅132299=4435289700=36967475≈0.4944P=2\cdot\frac{168}{300}\cdot\frac{132}{299}=\frac{44352}{89700}=\frac{3696}{7475}\approx0.4944

טעות נפוצה: לחשב סדר אחד בלבד, 168300⋅132299≈0.2472\frac{168}{300}\cdot\frac{132}{299}\approx0.2472.

שאלה 4 · גאומטריה אנליטית: משולש עם צלע בשיפוע 2-, קטע אמצעים וזוויות

במשולש ABCABC הקודקוד BB מונח על ציר ה-yy. נתון כי משוואת הצלע ABAB היא: y=−2x+1y=-2x+1. שיעור ה-yy של הקודקוד AA הוא 9.

ABCDE
א.

חשבו את אורך הצלע ABAB.

נתון כי הצלע BCBC מקבילה לציר ה-xx. אורך הצלע BCBC הוא 4.

ב.

מצאו את שיעורי הקודקוד CC.

DD היא נקודת החיתוך של הישר ACAC עם ציר ה-yy.

ג.

מצאו את שיעורי הנקודה DD.

מנקודה DD העבירו ישר המקביל לציר ה-xx החותך את הצלע ABAB בנקודה EE.

ד(1).

הוכיחו כי DEDE הוא קטע אמצעים במשולש ABCABC.

ד(2).

חשבו את אורך הקטע DEDE.

ה.

חשבו את גודלי הזוויות EBDEBD ו-ABCABC.

ו.

מצאו פי כמה גדול שטח הטרפז EDCBEDCB משטח המשולש AEDAED.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א

תשובה:

45≈8.944\sqrt5\approx8.94

BB על ציר ה-yy: x=0x=0, y=−2⋅0+1=1y=-2\cdot0+1=1, ולכן B(0,1)B(0,1).

AA על הישר ו-yA=9y_A=9: 9=−2x+19=-2x+1, −2x=8-2x=8, x=−4x=-4, ולכן A(−4,9)A(-4,9).

AB=(−4−0)2+(9−1)2=16+64=80=45≈8.94AB=\sqrt{(-4-0)^2+(9-1)^2}=\sqrt{16+64}=\sqrt{80}=4\sqrt5\approx8.94

טעות נפוצה: לקחת כ-BB את נקודת החיתוך עם ציר ה-xx, (0.5,0)(0.5,0), ולקבל AB=4.52+92=101.25≈10.06AB=\sqrt{4.5^2+9^2}=\sqrt{101.25}\approx10.06.

סעיף ב

תשובה:

C(4,1)C(4,1)

BCBC מקבילה לציר ה-xx, ולכן yC=yB=1y_C=y_B=1.

xC=0±4x_C=0\pm4, ולפי הסרטוט CC מימין ל-BB: C(4,1)C(4,1).

טעות נפוצה: לבחור C(−4,1)C(-4,1) - הנקודה שמתחת ל-AA, ואז ACAC אנכי ואין משולש כמו בסרטוט.

סעיף ג

תשובה:

D(0,5)D(0,5)

mAC=1−94−(−4)=−88=−1m_{AC}=\frac{1-9}{4-(-4)}=\frac{-8}{8}=-1

משוואת הישר דרך CC: y−1=−1(x−4)y-1=-1(x-4), כלומר y=−x+5y=-x+5.

ב-x=0x=0: y=5y=5, ולכן D(0,5)D(0,5).

טעות נפוצה: להציב את AA עם סימן שגוי, y−9=−(x−4)y-9=-(x-4), ולקבל y=−x+13y=-x+13 ו-D(0,13)D(0,13).

סעיף ד(1)

תשובה:

הוכחה: DD אמצע ACAC ו-DE∥BCDE\parallel BC, ולכן EE אמצע ABAB.

אמצע ACAC: (−4+42,9+12)=(0,5)\left(\frac{-4+4}{2},\frac{9+1}{2}\right)=(0,5) - זו DD. לכן DD אמצע ACAC.

DEDE ו-BCBC מקבילים שניהם לציר ה-xx, ולכן DE∥BCDE\parallel BC.

ישר שיוצא מאמצע צלע במשולש ומקביל לצלע שנייה חוצה את הצלע השלישית: EE אמצע ABAB, ו-DEDE קטע אמצעים.

טעות נפוצה: להסתפק ב-"DE∥BCDE\parallel BC" בלי להראות ש-DD אמצע ACAC - כל ישר אופקי בין AA ל-BCBC מקביל ל-BCBC, ורק אחד מהם קטע אמצעים; הוכחה כזאת פסולה.

סעיף ד(2)

תשובה:

2

DE=BC2=42=2DE=\frac{BC}{2}=\frac42=2

(בדיקה: EE אמצע ABAB היא (−2,5)(-2,5), והמרחק מ-D(0,5)D(0,5) הוא 2.)

טעות נפוצה: לחשב מחצית של ABAB, 252\sqrt5, במקום מחצית הצלע המקבילה BCBC.

סעיף ה

תשובה:

∠EBD≈26.57∘\angle EBD\approx26.57^\circ, ∠ABC≈116.57∘\angle ABC\approx116.57^\circ

שיפוע ABAB הוא −2-2. הזווית עם הכיוון החיובי של ציר ה-xx: tan⁡α=−2\tan\alpha=-2.

הזווית החדה שמתאימה ל-tan⁡=2\tan=2 היא 63.43∘63.43^\circ, ולשיפוע שלילי הזווית קהה: α=180∘−63.43∘=116.57∘\alpha=180^\circ-63.43^\circ=116.57^\circ.

BCBC בכיוון החיובי של ציר ה-xx, ולכן ∠ABC=116.57∘\angle ABC=116.57^\circ.

BDBD על ציר ה-yy, מאונכת ל-BCBC:

∠EBD=116.57∘−90∘=26.57∘\angle EBD=116.57^\circ-90^\circ=26.57^\circ

טעות נפוצה: לענות ∠ABC=63.43∘\angle ABC=63.43^\circ (מה שהמחשבון נותן ל-tan⁡−12\tan^{-1}2) - הזווית בין BABA ל-BCBC קהה, כי AA משמאל ל-BB.

סעיף ו

תשובה:

פי 3

DE∥BCDE\parallel BC, ולכן △AED∼△ABC\triangle AED\sim\triangle ABC ביחס DEBC=24=12\frac{DE}{BC}=\frac24=\frac12.

יחס השטחים הוא ריבוע יחס הדמיון: SAED=14SABCS_{AED}=\frac14S_{ABC}.

SEDCB=SABC−SAED=4SAED−SAED=3SAEDS_{EDCB}=S_{ABC}-S_{AED}=4S_{AED}-S_{AED}=3S_{AED}

טעות נפוצה: להשתמש ביחס הדמיון בלי ריבוע: SAED=12SABCS_{AED}=\frac12S_{ABC}, ולכן הטרפז שווה למשולש הקטן - פי 1.

שאלה 5 · מעגל, קוטר ומשיק במערכת צירים: דמיון משולשים

בסרטוט שלפניכם מעגל שמרכזו MM. המעגל חותך את החלק החיובי של ציר ה-xx בנקודה AA. הנקודה BB נמצאת על המעגל כך ש-ABAB הוא קוטר במעגל. דרך הנקודה BB העבירו משיק למעגל, החותך את ציר ה-xx בנקודה CC. נתון כי משוואת המעגל היא (x−1)2+(y−12)2=225(x-1)^2+(y-12)^2=225.

ABCDM
א.

מצאו את שיעורי הנקודה AA.

ב.

מצאו את משוואת המשיק BCBC.

ג.

מצאו את אורך הצלע ACAC.

הנקודה DD נמצאת על המעגל כך ש-ABAB חוצה את הזווית DACDAC.

ד(1).

הסבירו מדוע ∠ADB=90∘\angle ADB=90^\circ.

ד(2).

הוכיחו: △ABC∼△ADB\triangle ABC\sim\triangle ADB.

ה.

מצאו פי כמה גדול שטח המשולש ABCABC משטח המשולש ADBADB.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א

תשובה:

A(10,0)A(10,0)

(x−1)2+(0−12)2=225⇒(x−1)2=81⇒x=10 או x=−8(x-1)^2+(0-12)^2=225\quad\Rightarrow\quad(x-1)^2=81\quad\Rightarrow\quad x=10\ \text{או}\ x=-8

AA על החלק החיובי: A(10,0)A(10,0).

טעות נפוצה: לבחור את x=−8x=-8 - זו נקודת החיתוך על החלק השלילי של הציר.

סעיף ב

תשובה:

y=34x+30y=\frac34x+30

M(1,12)M(1,12) אמצע ABAB: B=(2⋅1−10, 2⋅12−0)=(−8, 24)B=(2\cdot1-10,\ 2\cdot12-0)=(-8,\ 24).

mMB=24−12−8−1=−43⇒mBC=34m_{MB}=\frac{24-12}{-8-1}=-\frac43\quad\Rightarrow\quad m_{BC}=\frac34
y−24=34(x+8)⇒y=34x+30y-24=\frac34(x+8)\quad\Rightarrow\quad y=\frac34x+30

טעות נפוצה: להשתמש בשיפוע הרדיוס −43-\frac43 ולקבל y=−43x+1313y=-\frac43x+13\frac13 - הישר שמכיל את הקוטר.

סעיף ג

תשובה:

AC=50AC=50

0=34x+30⇒x=−40,C(−40,0)0=\frac34x+30\quad\Rightarrow\quad x=-40,\qquad C(-40,0)
AC=10−(−40)=50AC=10-(-40)=50

טעות נפוצה: לחשב 40−10=3040-10=30 - AA ו-CC משני צדי הראשית.

סעיף ד(1)

תשובה:

זווית היקפית הנשענת על הקוטר ABAB

∠ADB\angle ADB היא זווית היקפית שנשענת על הקוטר ABAB, ולכן היא ישרה.

טעות נפוצה: לנמק ב"משיק מאונך לרדיוס" - הנימוק הזה שייך לזווית ABCABC, לא לזווית ADBADB.

סעיף ד(2)

תשובה:

ז.ז.: ∠ABC=∠ADB=90∘\angle ABC=\angle ADB=90^\circ, ∠BAC=∠DAB\angle BAC=\angle DAB

∠ABC=90∘\angle ABC=90^\circ: BCBC משיק למעגל ב-BB, ו-ABAB קוטר - כלומר עובר דרך המרכז, ולכן מכיל את הרדיוס MBMB. משיק מאונך לרדיוס בנקודת ההשקה.

∠ADB=90∘\angle ADB=90^\circ: לפי סעיף ד(1).

∠BAC=∠DAB\angle BAC=\angle DAB: נתון ש-ABAB חוצה את הזווית DACDAC.

לכן △ABC∼△ADB\triangle ABC\sim\triangle ADB לפי ז.ז., בהתאמה A↔AA\leftrightarrow A, B↔DB\leftrightarrow D, C↔BC\leftrightarrow B.

טעות נפוצה: לנמק את הזווית הישרה ב-BB בכך ש"היא נשענת על הקוטר" - CC אינה על המעגל, ולכן ∠ABC\angle ABC אינה זווית היקפית; הנימוק הוא משיק מאונך לרדיוס.

סעיף ה

תשובה:

259\frac{25}{9}

ACAC מתאים ל-ABAB. AB=2⋅15=30AB=2\cdot15=30, AC=50AC=50:

k=5030=53,SABCSADB=(53)2=259k=\frac{50}{30}=\frac53,\qquad\frac{S_{ABC}}{S_{ADB}}=\left(\frac53\right)^2=\frac{25}{9}

טעות נפוצה: לענות 53\frac53 - יחס הצלעות במקום ריבועו.

שאלה 6 · חקירת פונקציה רציונלית והקיצון של g כש-g'=f

נתונה הפונקציה: f(x)=36−4x24−x2f(x)=\frac{36-4x^2}{4-x^2}.

א(1).

מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה f(x)f(x).

א(2).

מצאו את האסימפטוטות של הפונקציה f(x)f(x) המאונכות לצירים.

א(3).

מצאו את שיעורי נקודות החיתוך של גרף הפונקציה f(x)f(x) עם הצירים.

א(4).

מצאו את שיעורי נקודת הקיצון של הפונקציה f(x)f(x), וקבעו את סוגה.

א(5).

מצאו את תחומי העלייה והירידה של הפונקציה f(x)f(x).

ב.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

ג.

נתונה הפונקציה g(x)g(x) המקיימת: g′(x)=f(x)g'(x)=f(x). לפונקציות f(x)f(x) ו-g(x)g(x) יש אותו תחום הגדרה. מצאו את שיעורי ה-xx של נקודות הקיצון של הפונקציה g(x)g(x), וקבעו את סוגן. נמקו את תשובתכם.

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א(1)

תשובה:

x≠2x\ne2, x≠−2x\ne-2

4−x2≠0⇒x≠±24-x^2\ne0\quad\Rightarrow\quad x\ne\pm2

טעות נפוצה: להוציא מהתחום גם את x=±3x=\pm3, האפסים של המונה.

סעיף א(2)

תשובה:

x=2x=2, x=−2x=-2, y=4y=4

ב-x=±2x=\pm2 המכנה מתאפס והמונה 36−16=20≠036-16=20\ne0: אסימפטוטות אנכיות x=±2x=\pm2.

מעלות שוות, ולכן האסימפטוטה האופקית היא יחס המקדמים של x2x^2: y=−4−1=4y=\frac{-4}{-1}=4.

טעות נפוצה: להתעלם מהסימן של −x2-x^2 ולכתוב y=−4y=-4.

סעיף א(3)

תשובה:

(3,0)(3,0), (−3,0)(-3,0), (0,9)(0,9)

36−4x2=0⇒x=±336-4x^2=0\Rightarrow x=\pm3. f(0)=364=9f(0)=\frac{36}{4}=9.

טעות נפוצה: לאפס את המכנה ולקבל (±2,0)(\pm2,0).

סעיף א(4)

תשובה:

(0,9)(0,9) מינימום

f′(x)=−8x(4−x2)−(36−4x2)(−2x)(4−x2)2=−32x+8x3+72x−8x3(4−x2)2=40x(4−x2)2f'(x)=\frac{-8x(4-x^2)-(36-4x^2)(-2x)}{(4-x^2)^2}=\frac{-32x+8x^3+72x-8x^3}{(4-x^2)^2}=\frac{40x}{(4-x^2)^2}

f′=0f'=0 רק ב-x=0x=0; משמאל f′<0f'<0 ומימין f′>0f'>0: מינימום (0,9)(0,9).

טעות נפוצה: להפוך את הסדר בכלל המנה, לקבל −40x-40x במונה ולסווג את (0,9)(0,9) כמקסימום.

סעיף א(5)

תשובה:

עלייה: 0<x<20<x<2 או x>2x>2; ירידה: x<−2x<-2 או −2<x<0-2<x<0

הסימן של f′f' כסימן של xx, עם חלוקה גם ב-x=±2x=\pm2:

יורדת עבור x<−2x<-2 ועבור −2<x<0-2<x<0; עולה עבור 0<x<20<x<2 ועבור x>2x>2.

טעות נפוצה: לכתוב "עולה עבור x>0x>0" בלי להפריד ב-x=2x=2, שבה הפונקציה לא מוגדרת.

סעיף ב

תשובה:

ענף אמצעי בין x=−2x=-2 ל-x=2x=2 עם מינימום (0,9)(0,9) ושואף ל-+∞+\infty ליד האסימפטוטות; ענפים חיצוניים שעולים מ-−∞-\infty (מימין ל-x=2x=2, ובסימטריה משמאל ל-x=−2x=-2), חוצים את ציר ה-xx ב-±3\pm3 ומתקרבים ל-y=4y=4 מלמטה

הפונקציה זוגית - הגרף סימטרי לציר ה-yy.

בין −2-2 ל-2: יורד מ-+∞+\infty עד המינימום (0,9)(0,9) ועולה שוב ל-+∞+\infty.

מימין ל-x=2x=2: מתחיל ב-−∞-\infty, עולה, חוצה את ציר ה-xx ב-3 ומתקרב ל-y=4y=4 מלמטה (למשל f(4)=−28−12≈2.33f(4)=\frac{-28}{-12}\approx2.33). משמאל ל-x=−2x=-2 - תמונת מראה.

טעות נפוצה: לצייר את הענף האמצעי מתחת ל-y=4y=4 - המינימום שלו הוא 9, ולכן כל הענף מעל האסימפטוטה האופקית.

סעיף ג

תשובה:

x=3x=3 מינימום, x=−3x=-3 מקסימום

הקיצון של gg - היכן ש-g′=fg'=f מתאפסת ומחליפה סימן: x=±3x=\pm3.

x=3x=3: עבור 2<x<32<x<3 f<0f<0, ועבור x>3x>3 f>0f>0 - gg יורדת ואחר כך עולה: מינימום.

x=−3x=-3: עבור x<−3x<-3 f>0f>0, ועבור −3<x<−2-3<x<-2 f<0f<0 - מקסימום.

טעות נפוצה: להפוך את כלל הסיווג - לראות שגרף ff "עולה" דרך ציר ה-xx ב-x=3x=3 ולקבוע ש-gg מגיעה שם לשיא - ולענות x=3x=3 מקסימום ו-x=−3x=-3 מינימום. הסימן של g′=fg'=f עובר ב-3 משלילי לחיובי, ולכן gg יורדת ואחר כך עולה - מינימום.

שאלה 7 · חקירת פונקציית שורש עם פרמטר: מקסימום, גרף הנגזרת ושטח מתחת לציר

נתונה הפונקציה: f(x)=4x+a−xf(x)=4\sqrt{x+a}-x, aa הוא פרמטר. גרף הפונקציה f(x)f(x) חותך את ציר ה-xx בנקודה (12,0)(12,0).

בסוף השאלה מופיעים ארבעה גרפים I-IV:

גרף I
גרף II
גרף III
גרף IV
א.

הראו כי: a=−3a=-3.

ב.

מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה f(x)f(x).

ג.

מצאו את שיעורי כל נקודות הקיצון של הפונקציה f(x)f(x), וקבעו את סוגן.

ד.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

ה.

אחד מן הגרפים I-IV שבסוף השאלה מתאר את גרף פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x). קבעו איזה מהם, ונמקו את הקביעה.

ו.

מצאו את השטח המוגבל על ידי גרף פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x), הישר: x=19x=19, וציר ה-xx.

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

תשובה:

f(12)=0⇒12+a=3⇒a=−3f(12)=0\Rightarrow\sqrt{12+a}=3\Rightarrow a=-3

f(12)=412+a−12=0 ⇒ 12+a=3f(12)=4\sqrt{12+a}-12=0\ \Rightarrow\ \sqrt{12+a}=3

מעלים בריבוע: 12+a=912+a=9, ולכן a=−3a=-3.

טעות נפוצה: לשכוח להעלות בריבוע: מ-12+a=3\sqrt{12+a}=3 לכתוב 12+a=312+a=3 ולקבל a=−9a=-9.

סעיף ב

תשובה:

x≥3x\geq3

f(x)=4x−3−xf(x)=4\sqrt{x-3}-x:

x−3≥0 ⇒ x≥3x-3\ge0\ \Rightarrow\ x\ge3

טעות נפוצה: לענות x≥−3x\ge-3 - הביטוי בשורש הוא x−3x-3 אחרי ההצבה a=−3a=-3.

סעיף ג

תשובה:

max⁡(7,1)\max(7,1), min⁡(3,−3)\min(3,-3) - נקודת קצה

f′(x)=4⋅12x−3−1=2x−3−1(x>3)f'(x)=4\cdot\frac{1}{2\sqrt{x-3}}-1=\frac{2}{\sqrt{x-3}}-1\qquad(x>3)
f′(x)=0 ⇒ x−3=2 ⇒ x=7,f(7)=4⋅2−7=1f'(x)=0\ \Rightarrow\ \sqrt{x-3}=2\ \Rightarrow\ x=7,\quad f(7)=4\cdot2-7=1

כש-3<x<73<x<7: x−3<2\sqrt{x-3}<2, ולכן f′>0f'>0 (עולה); כש-x>7x>7: f′<0f'<0 (יורדת). (7,1)(7,1) מקסימום.

נקודת הקצה: f(3)=−3f(3)=-3, ומימינה הפונקציה עולה - (3,−3)(3,-3) מינימום (קצה).

טעות נפוצה: להסתפק ב-f′=0f'=0 ולענות רק max⁡(7,1)\max(7,1), בלי נקודת הקצה.

סעיף ד

תשובה:

הגרף מתחיל ב-(3,−3)(3,-3), עולה דרך (4,0)(4,0) למקסימום (7,1)(7,1), ויורד דרך (12,0)(12,0) בלי הגבלה

חיתוכים עם ציר ה-xx: 4x−3=x4\sqrt{x-3}=x; מעלים בריבוע: 16(x−3)=x216(x-3)=x^2, כלומר x2−16x+48=0x^2-16x+48=0, ו-x=4x=4 או x=12x=12 (שניהם מקיימים את המשוואה המקורית).

אין חיתוך עם ציר ה-yy (0 מחוץ לתחום).

מ-(3,−3)(3,-3) הגרף עולה, חותך את ציר ה-xx ב-(4,0)(4,0), מגיע למקסימום (7,1)(7,1), יורד, חותך ב-(12,0)(12,0) וממשיך לרדת.

טעות נפוצה: לעצור את הגרף ב-(12,0)(12,0) - הפונקציה מוגדרת לכל x≥3x\ge3 וממשיכה לרדת.

סעיף ה

תשובה:

גרף III

f′(x)=2x−3−1f'(x)=\frac{2}{\sqrt{x-3}}-1 מוגדרת רק ל-x>3x>3, ולכן גרפים II ו-IV, שמתחילים בנקודת קצה, נפסלים.

כש-x→3+x\to3^+, f′→+∞f'\to+\infty - אסימפטוטה אנכית שהגרף יורד ממנה מלמעלה.

f′f' חיובית משמאל ל-7 ושלילית מימין (עולה ואז יורדת), ו-f′→−1f'\to-1 כש-x→∞x\to\infty.

גרף III יורד מ-+∞+\infty, חותך את ציר ה-xx ומתקרב לאסימפטוטה אופקית שלילית - זה f′f'.

טעות נפוצה: לבחור בגרף I (שעולה מ-−∞-\infty) - הוא מתאר נגזרת שלילית ואחר כך חיובית, כלומר פונקציה עם מינימום ולא מקסימום.

סעיף ו

תשובה:

4

f′f' חותכת את ציר ה-xx ב-x=7x=7, ובין 7 ל-19 היא שלילית - השטח מתחת לציר ה-xx.

∫719f′(x) dx=f(19)−f(7)=(4⋅4−19)−1=−3−1=−4\int_{7}^{19}f'(x)\,dx=f(19)-f(7)=(4\cdot4-19)-1=-3-1=-4

האינטגרל שלילי כי הגרף מתחת לציר; השטח הוא הערך המוחלט: S=4S=4.

טעות נפוצה: לענות −4-4 - 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: f(x)=4−9xf(x)=4-\frac9x, בתחום x>0x>0.

גרף הפונקציה f(x)f(x) חותך את ציר ה-xx בנקודה AA. מן הנקודה B(16,0)B(16,0) העבירו אנך לציר ה-xx.

CC היא נקודה כלשהי על גרף הפונקציה f(x)f(x). נסמן ב-tt את שיעור ה-xx של הנקודה CC, 2.25<t<162.25<t<16.

מן הנקודה CC העבירו ישר המקביל לציר ה-xx וחותך את האנך בנקודה DD.

ABCD
א.

מצאו את שיעורי הנקודות: AA, CC ו-DD. הביעו את תשובותיכם באמצעות tt, אם יש צורך.

ב.

מצאו את שיעורי הנקודה CC שבעבורה שטח המשולש ACDACD הוא מקסימלי.

ג.

קבעו אם ייתכן ששטח המשולש ACDACD שווה ל-13. נמקו את קביעתכם.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א

תשובה:

A(94,0)A\left(\frac94,0\right), C(t,4−9t)C\left(t,4-\frac9t\right), D(16,4−9t)D\left(16,4-\frac9t\right)

AA: 4−9x=04-\frac9x=0, x=94x=\frac94.

C(t,4−9t)C\left(t,4-\frac9t\right), ו-DD על x=16x=16 באותו גובה: D(16,4−9t)D\left(16,4-\frac9t\right).

טעות נפוצה: לפתור 9x=4\frac9x=4 כ-x=49x=\frac49 ולקבל A(49,0)A\left(\frac49,0\right).

סעיף ב

תשובה:

C(6,2.5)C(6,2.5)

בסיס CD=16−tCD=16-t, גובה 4−9t4-\frac9t (שיעור ה-yy של CC):

S(t)=12(16−t)(4−9t)=12(73−4t−144t)S(t)=\frac12(16-t)\left(4-\frac9t\right)=\frac12\left(73-4t-\frac{144}{t}\right)
S′(t)=12(−4+144t2)=0⇒t2=36⇒t=6S'(t)=\frac12\left(-4+\frac{144}{t^2}\right)=0\quad\Rightarrow\quad t^2=36\quad\Rightarrow\quad t=6

S′>0S'>0 עבור t<6t<6 ו-S′<0S'<0 עבור t>6t>6 - מקסימום. C(6,4−1.5)=(6,2.5)C\left(6,4-1.5\right)=(6,2.5).

טעות נפוצה: לקחת כבסיס את ABAB (קבוע). השטח יוצא פונקציה עולה של tt, ומסיקים בטעות שאין מקסימום.

סעיף ג

תשובה:

לא

השטח המקסימלי: S(6)=12(73−24−24)=12.5S(6)=\frac12(73-24-24)=12.5.

כל שטח אפשרי קטן או שווה ל-12.5, ו-13>12.513>12.5. לכן השטח לא יכול להיות 13.

טעות נפוצה: לנמק ש"S(t)S(t) רציפה ולכן מקבלת כל ערך חיובי" ולענות "כן". רציפות נותנת רק את הערכים שבין 0 למקסימום.

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.