דילוג לתוכן המרכזי

מתכונת במתמטיקה 471 - מתכונת 10 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: מיון תפוחים לפי קוטר

בבית אריזה ממיינים תפוחים על פי הקוטר שלהם. הקטרים של התפוחים מתפלגים נורמלית. כל התפוחים שקוטרם קטן מ-8 ס"מ נארזים בשקיות. שאר התפוחים נארזים בארגזים. ידוע כי הקוטר הממוצע של התפוחים הוא 7.1 ס"מ, וסטיית התקן היא 1.5 ס"מ.

א.

מצאו את אחוז התפוחים שנארזים בשקיות.

התברר שיש ביקוש לתפוחים קטנים במיוחד, לכן הוחלט כי התפוחים יעברו מיון מחדש. נמצא כי שליש מן התפוחים שקוטרם קטן מ-8 ס"מ נחשבים תפוחים קטנים במיוחד.

ב(1).

מצאו את אחוז התפוחים הקטנים במיוחד.

ב(2).

מצאו את הקוטר של התפוח הגדול ביותר מבין התפוחים הקטנים במיוחד.

לאחר זמן מה הגיע לבית האריזה משלוח חדש של תפוחים. גם במשלוח זה הקטרים של התפוחים מתפלגים נורמלית. 50% מן התפוחים במשלוח זה היו בעלי קוטר קטן מ-7.6 ס"מ. 10.03% מן התפוחים במשלוח זה היו בעלי קוטר גדול מ-9.84 ס"מ.

ג.

מצאו את סטיית התקן של הקטרים של התפוחים במשלוח החדש.

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

72.57%

בשקיות נארזים התפוחים שקוטרם קטן מ-8 ס"מ: מחפשים את P(X<8)P(X<8).

Z=8−7.11.5=0.91.5=0.6Z=\frac{8-7.1}{1.5}=\frac{0.9}{1.5}=0.6

בטבלה המצטברת: Φ(0.6)=0.7257\Phi(0.6)=0.7257.

72.57% מהתפוחים נארזים בשקיות.

טעות נפוצה: לענות 1−0.72571-0.7257, כלומר 27.43% - זה אחוז התפוחים שנארזים בארגזים.

סעיף ב(1)

תשובה:

24.19%

הקטנים במיוחד הם שליש מתוך התפוחים שקוטרם קטן מ-8 ס"מ, ולפי סעיף א אלה 72.57% מכל התפוחים.

13⋅72.57%=24.19%\frac13\cdot72.57\%=24.19\%

טעות נפוצה: לענות 33.33% - השליש נלקח מתוך התפוחים הקטנים מ-8 ס"מ, לא מכל התפוחים.

סעיף ב(2)

תשובה:

6.05 ס"מ

הקטנים במיוחד הם 24.19% התפוחים הקטנים ביותר, ולכן הקוטר המבוקש הוא הערך שמשמאלו שטח 0.2419.

השטח קטן מחצי, ולכן ציון התקן שלילי. בטבלה Φ(0.70)=0.7580\Phi(0.70)=0.7580, ולכן Φ(−0.70)=0.2420≈0.2419\Phi(-0.70)=0.2420\approx0.2419: z=−0.7z=-0.7.

x=μ+zσ=7.1+(−0.7)⋅1.5=7.1−1.05=6.05x=\mu+z\sigma=7.1+(-0.7)\cdot1.5=7.1-1.05=6.05

טעות נפוצה: לשכוח את הסימן ולקבל x=7.1+1.05=8.15x=7.1+1.05=8.15 ס"מ - קוטר גדול מ-8, שאינו יכול להיות של תפוח שנארז בשקית.

סעיף ג

תשובה:

1.75 ס"מ

בהתפלגות נורמלית חצי מהערכים קטנים מהממוצע (סימטריה), ולכן במשלוח החדש μ=7.6\mu=7.6.

10.03% גדולים מ-9.84, ולכן השטח משמאל ל-9.84 הוא 1−0.1003=0.89971-0.1003=0.8997.

בטבלה: Φ(1.28)=0.8997\Phi(1.28)=0.8997, ולכן z=1.28z=1.28.

1.28=9.84−7.6σ=2.24σ⇒σ=2.241.28=1.751.28=\frac{9.84-7.6}{\sigma}=\frac{2.24}{\sigma}\quad\Rightarrow\quad\sigma=\frac{2.24}{1.28}=1.75

טעות נפוצה: להשתמש בממוצע של המשלוח הקודם, 7.1, ולקבל σ=9.84−7.11.28≈2.14\sigma=\frac{9.84-7.1}{1.28}\approx2.14.

שאלה 2 · מתאם ורגרסיה: כמות דשן וגובה צמחים

חוקרים בדקו את הקשר בין גובה של צמח Y (בס"מ) ובין כמות הדשן השבועית שקיבל X (בגרמים). הם בדקו עשרה צמחים. הנתונים מוצגים בטבלה שלפניכם.

כמות הדשן השבועית X (בגרמים)2234445668
גובה הצמח Y (בס"מ)18242227333031383443

נתון כי הממוצע של כמות הדשן השבועית הוא 4.4 גרמים.

א.

הראו כי סטיית התקן של כמות הדשן השבועית היא 1.8 גרמים.

נתון כי הגובה הממוצע של עשרת הצמחים הוא 30 ס"מ, וסטיית התקן של גובהם היא 7.155 ס"מ.

ב.

לפניכם 4 מספרים שונים: 00, −0.152-0.152, 0.9390.939, 11. אחד מן המספרים הוא מקדם המתאם rr בין גובה הצמח ובין כמות הדשן השבועית שקיבל. בחרו איזה מהם הוא מקדם המתאם, ונמקו את בחירתכם (אין צורך לחשב).

ג.

מצאו את משוואת ישר הרגרסיה לניבוי גובה הצמחים מתוך כמות הדשן השבועית שקיבלו.

לאחר זמן מה התגלה כי מכשיר המדידה שבו נמדד גובה הצמחים הוסיף 1.5 ס"מ לכל מדידה, ויש להפחית 1.5 ס"מ מגובהו של כל צמח (כמות הדשן נשקלה במדויק).

ד.

מה תהיה משוואת ישר הרגרסיה החדש לאחר הכנסת התיקון בגובה הצמחים?

ה.

על פי ישר הרגרסיה שמצאתם בסעיף ד, מהו הניבוי לגובה של צמח שקיבל 5.5 גרמים דשן בשבוע?

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

σx=32.410=3.24=1.8\sigma_x=\sqrt{\frac{32.4}{10}}=\sqrt{3.24}=1.8

מחשבים (xi−4.4)2(x_i-4.4)^2 לכל עשרת הערכים:

x=2x=2 (פעמיים): 2⋅(−2.4)2=11.522\cdot(-2.4)^2=11.52; x=3x=3: (−1.4)2=1.96(-1.4)^2=1.96; x=4x=4 (שלוש פעמים): 3⋅(−0.4)2=0.483\cdot(-0.4)^2=0.48; x=5x=5: 0.62=0.360.6^2=0.36; x=6x=6 (פעמיים): 2⋅1.62=5.122\cdot1.6^2=5.12; x=8x=8: 3.62=12.963.6^2=12.96.

∑(xi−xˉ)2=11.52+1.96+0.48+0.36+5.12+12.96=32.4\sum(x_i-\bar x)^2=11.52+1.96+0.48+0.36+5.12+12.96=32.4
σx=32.410=3.24=1.8\sigma_x=\sqrt{\frac{32.4}{10}}=\sqrt{3.24}=1.8

טעות נפוצה: לחלק ב-9 במקום ב-10 ולקבל σ=3.6≈1.90\sigma=\sqrt{3.6}\approx1.90. סטיית התקן היא ממוצע ריבועי הסטיות - מחלקים במספר התצפיות.

סעיף ב

תשובה:

r=0.939r=0.939

כיוון: ככל שכמות הדשן גדולה יותר, הצמחים בדרך כלל גבוהים יותר - קשר חיובי. נפסלים 00 ו-−0.152-0.152.

עוצמה: הקשר אינו מושלם. למשל, הצמח שקיבל 3 גרם (22 ס"מ) נמוך מצמח שקיבל 2 גרם (24 ס"מ), ולשלושת הצמחים שקיבלו 4 גרם גבהים שונים. לכן r≠1r\ne1.

נשאר r=0.939r=0.939 - קשר חיובי חזק שאינו מושלם.

טעות נפוצה: לבחור r=−0.152r=-0.152 בגלל זוגות "הפוכים" כמו 2 גרם-24 ס"מ מול 3 גרם-22 ס"מ. כמה חריגות אינן הופכות את כיוון הקשר; המגמה הכללית עולה.

סעיף ג

תשובה:

y=3.733x+13.575y=3.733x+13.575

b=r⋅σyσx=0.939⋅7.1551.8≈3.733b=r\cdot\frac{\sigma_y}{\sigma_x}=0.939\cdot\frac{7.155}{1.8}\approx3.733

הישר עובר דרך נקודת הממוצעים (4.4, 30)(4.4,\ 30):

y−30=3.733(x−4.4)⇒y=3.733x−16.425+30=3.733x+13.575y-30=3.733(x-4.4)\quad\Rightarrow\quad y=3.733x-16.425+30=3.733x+13.575

טעות נפוצה: להפוך את היחס, b=0.939⋅1.87.155≈0.236b=0.939\cdot\frac{1.8}{7.155}\approx0.236, ולקבל y=0.236x+28.96y=0.236x+28.96.

סעיף ד

תשובה:

y=3.733x+12.075y=3.733x+12.075

הפחתה של קבוע מכל ערכי Y: הממוצע יורד ל-28.5, סטיית התקן ומקדם המתאם לא משתנים.

השיפוע נשאר 3.7333.733, וכל הישר יורד ב-1.5:

y=3.733x+13.575−1.5=3.733x+12.075y=3.733x+13.575-1.5=3.733x+12.075

טעות נפוצה: להקטין גם את השיפוע ב-1.5 ולכתוב y=2.233x+12.075y=2.233x+12.075. השיפוע תלוי ב-rr, σx\sigma_x ו-σy\sigma_y, ואף אחד מהם לא השתנה.

סעיף ה

תשובה:

32.61 ס"מ

y=3.733⋅5.5+12.075=20.532+12.075≈32.61y=3.733\cdot5.5+12.075=20.532+12.075\approx32.61

טעות נפוצה: להציב בישר מסעיף ג ולקבל 34.11 ס"מ - זה הניבוי לפני התיקון.

שאלה 3 · הסתברות ללא החזרה: כדורים ממוספרים בכד

בכד יש 40 כדורים: על 20 כדורים רשום המספר 1, על 15 כדורים רשום המספר 2, ועל 5 כדורים רשום המספר 4. הוציאו מהכד באקראי שני כדורים ללא החזרה.

א.

מהי ההסתברות שעל שני הכדורים שהוציאו רשומים מספרים שונים?

ב.

ידוע שעל שני הכדורים שהוציאו רשומים מספרים שונים. מהי ההסתברות שסכום שני המספרים גדול מ-4?

החזירו את כל הכדורים לכד והוסיפו לכד xx כדורים שעליהם רשום המספר 1. נתון: לאחר ההוספה, ההסתברות להוציא מהכד באקראי, ללא החזרה, שני כדורים שעליהם רשום המספר 2 היא 335\frac{3}{35}.

ג.

מצאו את xx.

ד.

האם ההסתברות להוציא מהכד באקראי (ללא החזרה) שני כדורים שעליהם רשומים מספרים שונים גדלה לאחר ההוספה, קטנה או נשארה ללא שינוי? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

95156≈0.609\frac{95}{156}\approx0.609

הדרך הקצרה: המשלים של "מספרים שונים" הוא "אותו מספר".

P(אותו מספר)=20⋅19+15⋅14+5⋅440⋅39=380+210+201560=6101560P(\text{אותו מספר})=\frac{20\cdot19+15\cdot14+5\cdot4}{40\cdot39}=\frac{380+210+20}{1560}=\frac{610}{1560}
P(שונים)=1−6101560=9501560=95156≈0.609P(\text{שונים})=1-\frac{610}{1560}=\frac{950}{1560}=\frac{95}{156}\approx0.609

בדיקה ישירה: כל זוג שונה יכול לצאת בשני סדרים: 2⋅(20⋅15+20⋅5+15⋅5)=9502\cdot(20\cdot15+20\cdot5+15\cdot5)=950.

טעות נפוצה: בחישוב הישיר לספור כל זוג בסדר אחד בלבד (4751560≈0.304\frac{475}{1560}\approx0.304) - הכדור עם 1 יכול לצאת ראשון או שני.

סעיף ב

תשובה:

719≈0.368\frac{7}{19}\approx0.368

הזוגות השונים: {1,2}\{1,2\} סכום 3, {1,4}\{1,4\} סכום 5, {2,4}\{2,4\} סכום 6. סכום גדול מ-4: {1,4}\{1,4\} או {2,4}\{2,4\}.

P({1,4} או {2,4})=2⋅20⋅5+2⋅15⋅51560=3501560P(\{1,4\}\text{ או }\{2,4\})=\frac{2\cdot20\cdot5+2\cdot15\cdot5}{1560}=\frac{350}{1560}

מחלקים בהסתברות התנאי מסעיף א:

P(סכום>4∣שונים)=350950=719≈0.368P(\text{סכום}>4\mid\text{שונים})=\frac{350}{950}=\frac{7}{19}\approx0.368

טעות נפוצה: לא לחלק בהסתברות התנאי ולענות 3501560≈0.224\frac{350}{1560}\approx0.224.

סעיף ג

תשובה:

x=10x=10

אחרי ההוספה יש 40+x40+x כדורים, ומספר הכדורים עם 2 נשאר 15.

1540+x⋅1439+x=335\frac{15}{40+x}\cdot\frac{14}{39+x}=\frac{3}{35}
(40+x)(39+x)=210⋅353=2450⇒x2+79x−890=0(40+x)(39+x)=\frac{210\cdot35}{3}=2450\quad\Rightarrow\quad x^2+79x-890=0
x=−79±6241+35602=−79±992x=\frac{-79\pm\sqrt{6241+3560}}{2}=\frac{-79\pm99}{2}

x=10x=10 או x=−89x=-89, ולכן x=10x=10.

טעות נפוצה: להשאיר במכנה השני 39 במקום 39+x39+x: 21039(40+x)=335\frac{210}{39(40+x)}=\frac3{35} נותן x≈22.8x\approx22.8 - לא מספר שלם.

סעיף ד

תשובה:

קטנה: 2749≈0.551<0.609\frac{27}{49}\approx0.551<0.609

אחרי ההוספה: 30 כדורים עם 1, 15 עם 2, 5 עם 4, ובסך הכול 50.

P(אותו מספר)=30⋅29+15⋅14+5⋅450⋅49=11002450=2249P(\text{אותו מספר})=\frac{30\cdot29+15\cdot14+5\cdot4}{50\cdot49}=\frac{1100}{2450}=\frac{22}{49}
P(שונים)=1−2249=2749≈0.551P(\text{שונים})=1-\frac{22}{49}=\frac{27}{49}\approx0.551

לפני ההוספה ההסתברות הייתה 0.609, ולכן קטנה: הכד נעשה פחות מגוון, כי יותר מחצי הכדורים נושאים את אותו מספר.

טעות נפוצה: לעדכן את המכנה ל-50⋅4950\cdot49 אבל להשאיר במונה 20⋅1920\cdot19; מקבלים 1−6102450≈0.7511-\frac{610}{2450}\approx0.751 וקובעים שההסתברות גדלה.

שאלה 4 · מעגל דרך ראשית הצירים: זוויות היקפיות, קוטר ומשוואת מעגל

בסרטוט שלפניכם מתואר מעגל, העובר דרך הנקודות: AA, CC ו-OO. OO היא ראשית הצירים.

המעגל חותך את החלק החיובי של ציר ה-xx בנקודה AA. הנקודה BB נמצאת מחוץ למעגל, על החלק החיובי של ציר ה-xx. הקטע CBCB חותך את המעגל בנקודה EE (ראו סרטוט).

נתון: ∠EOB=∠EBO\angle EOB=\angle EBO.

OACBE
א.

הוכיחו: AC=ABAC=AB.

נתון: A(5,0)A(5,0), C(0,12)C(0,12).

ב.

מצאו את שיעורי הנקודה BB.

ג(1).

הוכיחו כי ACAC הוא קוטר במעגל.

ג(2).

מצאו את משוואת המעגל.

נתון כי שיעור ה-yy של הנקודה EE הוא 6.

ד.

פי כמה גדול שטח המשולש COBCOB משטח המשולש AEBAEB?

ה.

חשבו את גודל הזווית EOBEOB.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א

תשובה:

∠ACB=∠ABC\angle ACB=\angle ABC ולכן AC=ABAC=AB

∠EOA\angle EOA ו-∠ECA\angle ECA הן זוויות היקפיות שנשענות על אותה קשת EAEA, ולכן הן שוות.

AA נמצאת על הקרן OBOB, ולכן ∠EOA=∠EOB\angle EOA=\angle EOB. EE נמצאת על הקטע CBCB, ולכן ∠ECA=∠BCA\angle ECA=\angle BCA ו-∠EBO=∠CBA\angle EBO=\angle CBA.

∠BCA=∠ECA=∠EOA=∠EOB=∠EBO=∠CBA\angle BCA=\angle ECA=\angle EOA=\angle EOB=\angle EBO=\angle CBA

במשולש ACBACB שתי זוויות שוות (∠ACB=∠ABC\angle ACB=\angle ABC), ולכן הצלעות שמולן שוות: מול ∠ABC\angle ABC נמצאת ACAC ומול ∠ACB\angle ACB נמצאת ABAB. לכן AC=ABAC=AB.

טעות נפוצה: להסיק מהשוויון ∠ACB=∠ABC\angle ACB=\angle ABC ש-AC=BCAC=BC. הזוויות השוות נמצאות ב-CC וב-BB, ולכן השוקיים הם הצלעות שמולן - ABAB ו-ACAC - והבסיס הוא CBCB.

סעיף ב

תשובה:

B(18,0)B(18,0)

AC=(5−0)2+(0−12)2=169=13AC=\sqrt{(5-0)^2+(0-12)^2}=\sqrt{169}=13

לפי סעיף א AB=13AB=13, ו-BB מימין ל-AA על ציר ה-xx:

xB=5+13=18⇒B(18,0)x_B=5+13=18\quad\Rightarrow\quad B(18,0)

טעות נפוצה: למדוד את 13 מראשית הצירים ולקבל B(13,0)B(13,0).

סעיף ג(1)

תשובה:

∠COA=90∘\angle COA=90^\circ זווית היקפית, ולכן ACAC קוטר

הצירים מאונכים זה לזה, ולכן ∠COA=90∘\angle COA=90^\circ.

OO נמצאת על המעגל, ולכן ∠COA\angle COA היא זווית היקפית. זווית היקפית בת 90∘90^\circ נשענת על קוטר, ולכן ACAC הוא קוטר במעגל.

טעות נפוצה: לחשוב שהזווית הישרה ב-OO היא זווית מרכזית, ולהסיק ש-OO הוא מרכז המעגל. OO נמצאת על המעגל עצמו, ולכן הזווית ב-OO היקפית - והמרכז הוא אמצע ACAC.

סעיף ג(2)

תשובה:

(x−2.5)2+(y−6)2=42.25(x-2.5)^2+(y-6)^2=42.25

המרכז הוא אמצע הקוטר ACAC:

M=(5+02,0+122)=(2.5,6)M=\left(\frac{5+0}{2},\frac{0+12}{2}\right)=(2.5,6)

R=132=6.5R=\frac{13}{2}=6.5, ולכן R2=42.25R^2=42.25:

(x−2.5)2+(y−6)2=42.25(x-2.5)^2+(y-6)^2=42.25

טעות נפוצה: להציב את הקוטר 13 כרדיוס ולכתוב (x−2.5)2+(y−6)2=169(x-2.5)^2+(y-6)^2=169.

סעיף ד

תשובה:

פי 3613≈2.77\frac{36}{13}\approx2.77

משוואת CBCB דרך C(0,12)C(0,12) ו-B(18,0)B(18,0): m=0−1218=−23m=\frac{0-12}{18}=-\frac23, ולכן y=−23x+12y=-\frac23x+12.

מציבים y=6y=6: 6=−23x+126=-\frac23x+12, ומכאן x=9x=9, כלומר E(9,6)E(9,6).

SCOBS_{COB}: בסיס OB=18OB=18 וגובה OC=12OC=12:

SCOB=18⋅122=108S_{COB}=\frac{18\cdot12}{2}=108

SAEBS_{AEB}: בסיס AB=13AB=13 על ציר ה-xx, והגובה הוא שיעור ה-yy של EE, 6:

SAEB=13⋅62=39S_{AEB}=\frac{13\cdot6}{2}=39
SCOBSAEB=10839=3613≈2.77\frac{S_{COB}}{S_{AEB}}=\frac{108}{39}=\frac{36}{13}\approx2.77

טעות נפוצה: לקחת במשולש AEBAEB את OB=18OB=18 כבסיס, SAEB=18⋅62=54S_{AEB}=\frac{18\cdot6}{2}=54, ולקבל פי 2. הבסיס של AEBAEB הוא ABAB, מ-AA ולא מהראשית.

סעיף ה

תשובה:

∠EOB≈33.69∘\angle EOB\approx33.69^\circ

mOE=6−09−0=23m_{OE}=\frac{6-0}{9-0}=\frac23
tan⁡∠EOB=23⇒∠EOB≈33.69∘\tan\angle EOB=\frac23\quad\Rightarrow\quad\angle EOB\approx33.69^\circ

טעות נפוצה: להפוך את היחס, tan⁡∠EOB=96\tan\angle EOB=\frac96, ולקבל 56.31∘56.31^\circ.

שאלה 5 · מעגל המשיק לציר ה-x ודלתון החסום במעגל

נתון מעגל שמרכזו MM נמצא על החלק החיובי של ציר ה-yy. הנקודה OO היא ראשית הצירים. המעגל משיק לציר ה-xx וחותך את ציר ה-yy בנקודה CC, כמתואר בסרטוט. דרך הנקודה DD שעל המעגל העבירו משיק למעגל. המשיק חותך את ציר ה-xx בנקודה BB ואת ציר ה-yy בנקודה AA. נתון כי משוואת המשיק היא: 3x+4y=363x+4y=36.

ABCDMO

(הנקודה C נמצאת על ציר ה-y, מתחת לנקודה A.)

א.

מצאו את אורך הקטע ABAB.

ב.

הוכיחו כי המרובע OMDBOMDB הוא דלתון.

ג(1).

הוכיחו: △ADM∼△AOB\triangle ADM\sim\triangle AOB.

ג(2).

מצאו את רדיוס המעגל.

ד.

מצאו את משוואת המעגל.

ה.

האם הדלתון OMDBOMDB בר חסימה במעגל? אם כן - מצאו את השיעורים של מרכז המעגל החוסם את הדלתון. אם לא - הסבירו מדוע.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א

תשובה:

AB=15AB=15

x=0x=0: 4y=364y=36 - A(0,9)A(0,9). y=0y=0: 3x=363x=36 - B(12,0)B(12,0).

AB=122+92=225=15AB=\sqrt{12^2+9^2}=\sqrt{225}=15

טעות נפוצה: לחבר את הניצבים: 12+9=2112+9=21.

סעיף ב

תשובה:

MO=MDMO=MD (רדיוסים), BO=BDBO=BD (קטעי משיקים מ-BB)

MO=MDMO=MD - רדיוסים.

ציר ה-xx משיק למעגל ב-OO, ולכן BOBO ו-BDBD הם שני קטעי משיקים מהנקודה BB, והם שווים.

שני זוגות של צלעות סמוכות שוות - OMDBOMDB דלתון.

טעות נפוצה: להסיק ש-OMDBOMDB מעוין כי "כל הצלעות יוצאות ממעגל". רק MOMO ו-MDMD רדיוסים; BOBO ו-BDBD ארוכים יותר.

סעיף ג(1)

תשובה:

דמיון ז.ז.: ∠ADM=∠AOB=90∘\angle ADM=\angle AOB=90^\circ, ∠A\angle A משותפת

∠ADM=90∘\angle ADM=90^\circ - משיק מאונך לרדיוס בנקודת ההשקה.

∠AOB=90∘\angle AOB=90^\circ - הזווית בין הצירים.

∠A\angle A משותפת. לכן △ADM∼△AOB\triangle ADM\sim\triangle AOB (ז.ז.).

טעות נפוצה: לנמק את הזווית הישרה ב-DD בכך ש"MDMD אנכי" - MDMD אינו מקביל לציר; הזווית ישרה כי הוא רדיוס לנקודת ההשקה.

סעיף ג(2)

תשובה:

r=4r=4

MD=rMD=r, AM=9−rAM=9-r, AB=15AB=15, BO=12BO=12.

AMAB=MDBO⇒9−r15=r12\frac{AM}{AB}=\frac{MD}{BO}\quad\Rightarrow\quad\frac{9-r}{15}=\frac{r}{12}
108−12r=15r⇒r=4108-12r=15r\quad\Rightarrow\quad r=4

טעות נפוצה: להציב AO=9AO=9 במקום AMAM: 915=r12\frac{9}{15}=\frac{r}{12}, r=7.2r=7.2.

סעיף ד

תשובה:

x2+(y−4)2=16x^2+(y-4)^2=16

המעגל משיק לציר ה-xx ב-OO ומרכזו על ציר ה-yy: M(0,4)M(0,4).

x2+(y−4)2=16x^2+(y-4)^2=16

טעות נפוצה: לשים את המרכז ב-(4,0)(4,0) - על ציר ה-xx - ולכתוב (x−4)2+y2=16(x-4)^2+y^2=16.

סעיף ה

תשובה:

כן. המרכז (6,2)(6,2)

∠MOB=∠MDB=90∘\angle MOB=\angle MDB=90^\circ; אלה זוויות נגדיות שסכומן 180∘180^\circ, ולכן הדלתון בר חסימה.

זווית היקפית ישרה נשענת על קוטר, ולכן MBMB קוטר במעגל החוסם, והמרכז באמצעו:

(0+122,4+02)=(6,2)\left(\frac{0+12}{2},\frac{4+0}{2}\right)=(6,2)

טעות נפוצה: לקחת את אמצע ODOD, בין O(0,0)O(0,0) ל-D(2.4,7.2)D(2.4,7.2), ולקבל (1.2,3.6)(1.2,3.6).

שאלה 6 · חקירת פונקציה רציונלית עם פרמטר, גרף הנגזרת ושטח

נתונה הפונקציה: f(x)=−12x2−4+bf(x)=\frac{-12}{x^2-4}+b, bb הוא פרמטר.

א.

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

ב(1).

מצאו את שיעורי נקודת הקיצון של הפונקציה f(x)f(x), וקבעו את סוגה (אם צריך, הביעו באמצעות bb).

ב(2).

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

נתון כי הישר y=1y=1 משיק לפונקציה f(x)f(x) בנקודת הקיצון שלה.

ג.

מצאו את bb.

הציבו את bb שמצאתם בסעיף ג בפונקציה f(x)f(x) וענו על הסעיפים ד-ו.

ד(1).

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

ד(2).

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

f′(x)f'(x) היא פונקציית הנגזרת של הפונקציה f(x)f(x). לפניכם הגרפים I-III:

גרף I
גרף II
גרף III
ה.

אחד מן הגרפים I-III מתאר את פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x). קבעו איזה מהם, ונמקו את קביעתכם.

ו.

מצאו את השטח המוגבל על ידי גרף פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x), על ידי הישר x=1x=1, ועל ידי ציר ה-xx.

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א

תשובה:

x≠2x\neq2, x≠−2x\neq-2

x2−4=0⇒x=±2x^2-4=0\quad\Rightarrow\quad x=\pm2

תחום ההגדרה: x≠2x\neq2 ו-x≠−2x\neq-2.

טעות נפוצה: לשכוח את הפתרון השלילי ולכתוב רק x≠2x\neq2.

סעיף ב(1)

תשובה:

(0,3+b)(0,3+b) נקודת מינימום

f′(x)=0−(−12)⋅2x(x2−4)2=24x(x2−4)2f'(x)=\frac{0-(-12)\cdot2x}{(x^2-4)^2}=\frac{24x}{(x^2-4)^2}

f′(x)=0f'(x)=0 רק ב-x=0x=0. המכנה חיובי, ולכן הסימן של f′f' כסימן של xx: משמאל ל-0 יורדת, מימין עולה - מינימום.

f(0)=−12−4+b=3+bf(0)=\frac{-12}{-4}+b=3+b

טעות נפוצה: לאבד מינוס בנגזרת, לקבל f′=−24x(x2−4)2f'=\frac{-24x}{(x^2-4)^2} ולקבוע "מקסימום".

סעיף ב(2)

תשובה:

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

בטבלת הסימנים: x=0x=0 ונקודות אי-ההגדרה x=±2x=\pm2.

x<−2x<-2 ו-−2<x<0-2<x<0: f′<0f'<0; 0<x<20<x<2 ו-x>2x>2: f′>0f'>0.

טעות נפוצה: לכתוב "יורדת ב-x<0x<0, עולה ב-x>0x>0" בלי לפצל ב-x=±2x=\pm2, שבהן הפונקציה אינה מוגדרת.

סעיף ג

תשובה:

b=−2b=-2

הישר האופקי משיק בנקודת הקיצון, ולכן ערך הקיצון הוא 1:

3+b=1⇒b=−23+b=1\quad\Rightarrow\quad b=-2

טעות נפוצה: לחשב −12−4=−3\frac{-12}{-4}=-3 (טעות בסימן), כלומר f(0)=−3+bf(0)=-3+b, ולקבל b=4b=4.

סעיף ד(1)

תשובה:

x=2x=2, x=−2x=-2, y=−2y=-2

f(x)=−12x2−4−2f(x)=\frac{-12}{x^2-4}-2.

אנכיות: x=±2x=\pm2 (המכנה מתאפס והמונה לא).

אופקית: השבר שואף ל-0 באינסוף, ולכן y=−2y=-2.

טעות נפוצה: לכתוב y=0y=0 ולשכוח את הקבוע −2-2 שמזיז את הגרף.

סעיף ד(2)

תשובה:

שני ענפים חיצוניים מתחת ל-y=−2y=-2 (שואפים ל-−∞-\infty ליד x=±2x=\pm2), וקשת בין האסימפטוטות האנכיות עם מינימום (0,1)(0,1), הפתוחה כלפי מעלה

ל-∣x∣>2|x|>2: x2−4>0x^2-4>0 והשבר −12x2−4\frac{-12}{x^2-4} שלילי, ולכן הגרף מתחת ל-y=−2y=-2; משמאל יורד, מימין עולה; ליד x=±2x=\pm2 שואף ל-−∞-\infty.

ל-−2<x<2-2<x<2: השבר חיובי וגדול מ-3 או שווה לו, ולכן הקשת מעל 1: יורדת עד המינימום (0,1)(0,1) ועולה, ושואפת ל-+∞+\infty ליד x=±2x=\pm2.

לגרף אין נקודות חיתוך עם ציר ה-xx.

טעות נפוצה: לצייר את הקשת האמצעית כלפי מטה (כמו בפונקציה שהמונה שלה חיובי). ב-x=0x=0 יש מינימום, והקשת פתוחה כלפי מעלה.

סעיף ה

תשובה:

גרף I

מסעיף ב(2): f′<0f'<0 לכל x<0x<0 בתחום ההגדרה, f′>0f'>0 לכל x>0x>0, ו-f′(0)=0f'(0)=0.

גרף I שלילי משמאל, עובר דרך הראשית וחיובי מימין - מתאים.

גרף III הפוך בסימן. גרף II אינו מתאפס ב-0 - זה גרף הפונקציה ff עצמה.

טעות נפוצה: לבחור בגרף III, מתוך הרגל מהפונקציה שבה המונה חיובי (שם הנגזרת חיובית משמאל). כאן המונה שלילי והסימנים מתהפכים.

סעיף ו

תשובה:

1

f′f' מתאפסת ב-0, ולכן התחום 0≤x≤10\le x\le1; שם f′>0f'>0 והשטח מעל ציר ה-xx.

∫01f′(x) dx=f(1)−f(0)\int_0^1f'(x)\,dx=f(1)-f(0)
f(1)=−12−3−2=2f(0)=1f(1)=\frac{-12}{-3}-2=2\qquad f(0)=1
S=2−1=1S=2-1=1

טעות נפוצה: להציב רק את הגבול העליון ולענות f(1)=2f(1)=2.

שאלה 7 · פונקציית שורש עם פרמטר: חקירה, גרף הנגזרת ושטח

נתונה הפונקציה: f(x)=(a−x)⋅2x−8f(x)=(a-x)\cdot\sqrt{2x-8}. aa הוא פרמטר.

א.

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

נתון כי הנקודה (12,−8)(12,-8) נמצאת על גרף הפונקציה f(x)f(x).

ב.

מצאו את הערך של aa.

הציבו a=10a=10 בפונקציה f(x)f(x), וענו על הסעיפים ג-ו.

ג.

מצאו את שיעורי נקודות החיתוך של גרף הפונקציה f(x)f(x) עם ציר ה-xx.

ד.

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

ה.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x) מוגדרת בתחום x>4x>4.

ו(1).

קבעו איזה מן הגרפים I-IV שלפניכם מתאר את פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x). נמקו את קביעתכם.

גרף I
גרף II
גרף III
גרף IV
ו(2).

חשבו את השטח המוגבל על ידי גרף פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x), על ידי ציר ה-xx ועל ידי הישר x=22x=22.

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

תשובה:

x≥4x\ge4

2x−8≥0⇒x≥42x-8\ge0\quad\Rightarrow\quad x\ge4

טעות נפוצה: לכתוב x>4x>4 - ב-x=4x=4 השורש שווה 0 ומוגדר.

סעיף ב

תשובה:

a=10a=10

(a−12)⋅2⋅12−8=−8⇒(a−12)⋅16=−8⇒4(a−12)=−8(a-12)\cdot\sqrt{2\cdot12-8}=-8\quad\Rightarrow\quad(a-12)\cdot\sqrt{16}=-8\quad\Rightarrow\quad4(a-12)=-8
a−12=−2⇒a=10a-12=-2\quad\Rightarrow\quad a=10

טעות נפוצה: לשכוח את השורש, (a−12)⋅16=−8(a-12)\cdot16=-8, ולקבל a=11.5a=11.5.

סעיף ג

תשובה:

(4,0)(4,0), (10,0)(10,0)

(10−x)2x−8=0(10-x)\sqrt{2x-8}=0: x=10x=10, או 2x−8=0\sqrt{2x-8}=0, כלומר x=4x=4.

הנקודות (4,0)(4,0) ו-(10,0)(10,0).

טעות נפוצה: לענות רק (10,0)(10,0) ולשכוח שהשורש מתאפס בקצה התחום.

סעיף ד

תשובה:

min⁡(4,0)\min(4,0), max⁡(6,8)\max(6,8)

(2x−8)′=222x−8=12x−8\left(\sqrt{2x-8}\right)'=\frac{2}{2\sqrt{2x-8}}=\frac{1}{\sqrt{2x-8}} (כלל השרשרת).

f′(x)=−2x−8+10−x2x−8=−(2x−8)+10−x2x−8=18−3x2x−8f'(x)=-\sqrt{2x-8}+\frac{10-x}{\sqrt{2x-8}}=\frac{-(2x-8)+10-x}{\sqrt{2x-8}}=\frac{18-3x}{\sqrt{2x-8}}

f′=0f'=0 כאשר x=6x=6; f′>0f'>0 עבור 4<x<64<x<6, ו-f′<0f'<0 עבור x>6x>6.

f(6)=4⋅4=8f(6)=4\cdot\sqrt4=8: מקסימום (6,8)(6,8). בקצה x=4x=4: f(4)=0f(4)=0 והפונקציה עולה אחריו - מינימום (4,0)(4,0).

טעות נפוצה: לשכוח את הגורם 2 של כלל השרשרת (122x−8\frac{1}{2\sqrt{2x-8}}), לקבל f′=26−5x22x−8f'=\frac{26-5x}{2\sqrt{2x-8}} ומקסימום שגוי (5.2, 7.44)(5.2,\ 7.44).

סעיף ה

תשובה:

מתחילה ב-(4,0)(4,0), עולה עד (6,8)(6,8), יורדת דרך (10,0)(10,0) וממשיכה לרדת

הגרף מתחיל ב-(4,0)(4,0), עולה עד המקסימום (6,8)(6,8), יורד וחוצה את ציר ה-xx ב-(10,0)(10,0), ועבור x>10x>10 שלילי וממשיך לרדת (למשל f(12)=−8f(12)=-8).

טעות נפוצה: לצייר את הגרף כ"כיפה" שחוזרת לציר ב-(10,0)(10,0) ונעצרת. הפונקציה מוגדרת גם עבור x>10x>10, ושם היא שלילית.

סעיף ו(1)

תשובה:

גרף III

ff עולה עבור 4<x<64<x<6 ויורדת עבור x>6x>6: f′f' חיובית ואחר כך שלילית, עם אפס אחד.

כאשר x→4+x\to4^+ המונה שואף ל-6 והמכנה ל-0+0^+, ולכן f′→+∞f'\to+\infty - אסימפטוטה אנכית בקצה התחום.

גרף I מתחיל ב-0, עולה ויורד - זה ff עצמה. גרף II שלילי ליד הקצה. גרף IV מתחיל בערך סופי. נשאר גרף III: יורד מ-+∞+\infty, חותך את הציר פעם אחת ונשאר שלילי.

טעות נפוצה: לבחור בגרף I, שנראה כמו הסקיצה מסעיף ה - זה הגרף של הפונקציה, לא של הנגזרת.

סעיף ו(2)

תשובה:

80

הנגזרת מתאפסת ב-x=6x=6; בתחום 6≤x≤226\le x\le22 היא שלילית.

∫622f′(x) dx=f(22)−f(6)=(10−22)36−8=−72−8=−80\int_6^{22}f'(x)\,dx=f(22)-f(6)=(10-22)\sqrt{36}-8=-72-8=-80

השטח: 80.

טעות נפוצה: לחשב מ-4 עד 22, f(22)−f(4)=−72f(22)-f(4)=-72, ולענות 72 - החלק החיובי שבין 4 ל-6 מקזז, והוא אינו חלק מהתחום שמוגבל על ידי x=22x=22.

שאלה 8 · פונקציה רציונלית: מלבן מתחת לגרף והיקף מינימלי

בסרטוט שלפניכם מתואר גרף הפונקציה f(x)=3x−3x−4f(x)=\frac{3x-3}{x-4}.

ABCD
א(1).

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

א(2).

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

הנקודה AA היא נקודת החיתוך של גרף הפונקציה f(x)f(x) עם ציר ה-xx.

ב.

מצאו את שיעורי הנקודה AA.

הנקודה CC נמצאת על גרף הפונקציה f(x)f(x) בתחום x>4x>4. מן הנקודה CC העבירו אנך לציר ה-xx החותך אותו בנקודה BB. הנקודה DD נמצאת ברביע הראשון כך ש-ABCDABCD הוא מלבן. נסמן ב-tt את שיעור ה-xx של הנקודה CC.

ג.

הביעו באמצעות tt את היקף המלבן ABCDABCD.

ד.

מצאו את הערך של tt שבעבורו היקף המלבן ABCDABCD הוא מינימלי.

ה.

האם ייתכן שהיקף המלבן ABCDABCD הוא 20? נמקו את תשובתכם.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א(1)

תשובה:

x≠4x\ne4

x−4≠0x-4\ne0, כלומר x≠4x\ne4.

טעות נפוצה: לפסול את x=1x=1, שבו מתאפס המונה.

סעיף א(2)

תשובה:

x=4x=4, y=3y=3

אנכית: x=4x=4 (המונה שם 9≠09\ne0). אופקית: מעלות שוות, יחס המקדמים 31\frac31: y=3y=3.

טעות נפוצה: לכתוב y=−3−4=34y=\frac{-3}{-4}=\frac34 - יחס האיברים החופשיים.

סעיף ב

תשובה:

A(1,0)A(1,0)

3x−3=03x-3=0, x=1x=1: A(1,0)A(1,0).

טעות נפוצה: לענות (0,34)\left(0,\frac34\right) - החיתוך עם ציר ה-yy.

סעיף ג

תשובה:

P(t)=2t−2+6t−6t−4P(t)=2t-2+\frac{6t-6}{t-4}

AB=t−1AB=t-1, BC=f(t)=3t−3t−4BC=f(t)=\frac{3t-3}{t-4}.

P(t)=2(t−1)+2(3t−3)t−4=2t−2+6t−6t−4P(t)=2(t-1)+\frac{2(3t-3)}{t-4}=2t-2+\frac{6t-6}{t-4}

טעות נפוצה: לכתוב רק AB+BCAB+BC - חצי היקף.

סעיף ד

תשובה:

t=7t=7

(6t−6t−4)′=6(t−4)−(6t−6)(t−4)2=−18(t−4)2\left(\frac{6t-6}{t-4}\right)'=\frac{6(t-4)-(6t-6)}{(t-4)^2}=\frac{-18}{(t-4)^2}, ולכן P′(t)=2−18(t−4)2P'(t)=2-\frac{18}{(t-4)^2}.

(t−4)2=9(t-4)^2=9: t=7t=7 או t=1t=1. בתחום t>4t>4: t=7t=7.

ב-t=5t=5: P′<0P'<0; ב-t=10t=10: P′>0P'>0 - מינימום. P(7)=12+363=24P(7)=12+\frac{36}{3}=24.

טעות נפוצה: להשאיר גם את t=1t=1 ולענות "t=1t=1 או t=7t=7".

סעיף ה

תשובה:

לא - ההיקף המינימלי הוא 24

בתחום t>4t>4 יש להיקף מינימום יחיד, P(7)=24P(7)=24, ומשני צדיו ההיקף גדול יותר (ושואף לאינסוף בקצוות).

לכן ההיקף תמיד לפחות 24, ו-20 אינו אפשרי.

טעות נפוצה: לענות שכן, כי "אפשר לבחור tt כרצוננו". ההיקף אינו מקבל ערכים מתחת למינימום שלו.

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.