דילוג לתוכן המרכזי

מתכונת במתמטיקה 471 - מתכונת 12 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 · אורך החיים של מכונת כביסה: התפלגות נורמלית

אורך החיים הממוצע של מכונת כביסה הוא 12 שנים וסטיית התקן היא 2 שנים. אורך החיים של מכונת כביסה מתפלג נורמלית.

א.

מהי ההסתברות שאורך החיים של מכונת כביסה יהיה בין 13 שנים ל-15 שנים?

ב.

מהו אורך החיים של מכונת כביסה שרק 20% מהמכונות גבוה ממנו?

ג.

היצרן נותן אחריות להחלפת המכונה אם היא מתקלקלת במהלך 7 השנים הראשונות שלאחר הרכישה.

(1)

מהו אחוז המכונות שאורך החיים שלהן הוא עד 7 שנים?

(2)

בשנה מסוימת היצרן מכר 40,000 מכונות כביסה. כמה מכונות שנמכרו בשנה זאת היצרן צפוי להחליף במסגרת האחריות?

ד.

לפניכם הטענות הבאות. קבעו אילו נכונות. נמקו.

(1)

אורך החיים השכיח של מכונת כביסה הוא 12 שנים.

(2)

אחוז המכונות שאורך החיים שלהן מעל 15 שנים שווה לאחוז המכונות שאורך החיים שלהן מתחת ל-10 שנים.

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

0.2417

z1=13−122=0.5,z2=15−122=1.5z_1=\frac{13-12}{2}=0.5,\qquad z_2=\frac{15-12}{2}=1.5
P(13<X<15)=Φ(1.5)−Φ(0.5)=0.9332−0.6915=0.2417P(13<X<15)=\Phi(1.5)-\Phi(0.5)=0.9332-0.6915=0.2417

טעות נפוצה: לחשב ציון תקן בלי לחלק בסטיית התקן (z2=3z_2=3, z1=1z_1=1) ולקבל 0.9987−0.8413=0.15740.9987-0.8413=0.1574.

סעיף ב

תשובה:

13.68 שנים

20% מעליו פירושו 80% מתחתיו: Φ(z)=0.8\Phi(z)=0.8. הערך הקרוב בטבלה: Φ(0.84)=0.7995\Phi(0.84)=0.7995, ולכן z=0.84z=0.84.

x=12+0.84⋅2=13.68x=12+0.84\cdot2=13.68

טעות נפוצה: לחפש בטבלה את 0.2, לקבל z=−0.84z=-0.84 ולענות 12−1.68=10.3212-1.68=10.32 שנים.

סעיף ג(1)

תשובה:

0.62%

z=7−122=−2.5,P(X<7)=Φ(−2.5)=0.0062z=\frac{7-12}{2}=-2.5,\qquad P(X<7)=\Phi(-2.5)=0.0062

כלומר 0.62%0.62\% מהמכונות.

טעות נפוצה: לקרוא Φ(2.5)=0.9938\Phi(2.5)=0.9938 ולענות 99.38%99.38\%.

סעיף ג(2)

תשובה:

248 מכונות

0.0062⋅40,000=2480.0062\cdot40{,}000=248

טעות נפוצה: לכפול ב-0.62 (לשכוח שזה אחוז) ולקבל 24,800 מכונות - יותר ממחצית המכונות שנמכרו.

סעיף ד(1)

תשובה:

הטענה נכונה

השיא של העקומה הנורמלית נמצא בממוצע, ובהתפלגות נורמלית הממוצע, החציון והשכיח מתלכדים.

השכיח הוא 12 שנים - הטענה נכונה.

טעות נפוצה: לחשוב שהשכיח הוא הערך הגבוה בהתפלגות (למשל μ+σ=14\mu+\sigma=14) ולקבוע שהטענה אינה נכונה. השכיח הוא הערך שבו העקומה הכי גבוהה, והיא הכי גבוהה בממוצע.

סעיף ד(2)

תשובה:

הטענה אינה נכונה

15 רחוק מהממוצע ב-1.5 סטיות תקן (z=1.5z=1.5), ו-10 רחוק ממנו בסטיית תקן אחת (z=−1z=-1). הנקודות אינן סימטריות סביב 12.

P(X>15)=1−0.9332=0.0668,P(X<10)=Φ(−1)=0.1587P(X>15)=1-0.9332=0.0668,\qquad P(X<10)=\Phi(-1)=0.1587

6.68%≠15.87%6.68\%\ne15.87\% - הטענה אינה נכונה.

טעות נפוצה: לבדוק רק ש-15 מעל הממוצע ו-10 מתחתיו ולהסיק מהסימטריה שהאחוזים שווים - הסימטריה עובדת רק למרחקים שווים מהממוצע.

שאלה 2 · ישר הרגרסיה: ציון חסר במבחן סוף השנה

מורה לפיזיקה רצה לבדוק את הקשר הלינארי בין ציוני תלמידיו במבחן אמצע השנה (המשתנה xx) ובין ציוניהם במבחן סוף השנה (המשתנה yy). בטבלה שלפניכם מוצגים הציונים של חמישה תלמידים. הציון של התלמיד החמישי במבחן סוף השנה אינו מוצג.

ציון במבחן אמצע השנה (xx)ציון במבחן סוף השנה (yy)
7065
7567
8080
8083
95?
א.

מצאו את ממוצע הציונים של תלמידים אלה במבחן אמצע השנה.

ב.

המורה חישב את ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx. נתון כי בעבור: x=80x=80 מנובא הערך: y=74y=74. נתון גם כי שיפוע ישר הרגרסיה הוא 0.4.

(1)

מצאו את משוואת ישר הרגרסיה.

(2)

מצאו את הציון של התלמיד החמישי במבחן סוף השנה. נמקו.

ג.

בכיתה אחרת בדק המורה את הקשר בין אותם שני המשתנים. הוא גילה שהציון של כל תלמיד במבחן סוף השנה גבוה בדיוק ב-5 נקודות מהציון שלו במבחן אמצע השנה.

קבעו מהן שתי הטענות הנכונות מבין הטענות (1)-(4) שלפניכם. נמקו. (1) r=1r=1 (2) 0<r<10<r<1 (3) שיפוע ישר הרגרסיה הוא 1 (4) שיפוע ישר הרגרסיה הוא 5

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

xˉ=80\bar x=80

xˉ=70+75+80+80+955=4005=80\bar x=\frac{70+75+80+80+95}{5}=\frac{400}{5}=80

טעות נפוצה: לכתוב את הציון 80 פעם אחת בלבד ולחלק ב-5: 3205=64\frac{320}{5}=64 - בטבלה שני תלמידים קיבלו 80, וכל אחד מהם נספר.

סעיף ב(1)

תשובה:

y^=0.4x+42\hat y=0.4x+42

ישר בשיפוע 0.4 דרך הנקודה (80,74)(80,74):

y^−74=0.4(x−80)⇒y^=0.4x−32+74=0.4x+42\hat y-74=0.4(x-80)\quad\Rightarrow\quad\hat y=0.4x-32+74=0.4x+42

טעות נפוצה: לכתוב y^=0.4x+74\hat y=0.4x+74, כאילו 74 הוא ערך ה-yy ב-x=0x=0.

סעיף ב(2)

תשובה:

75

ישר הרגרסיה עובר דרך נקודת הממוצעים. xˉ=80\bar x=80 (סעיף א), ולכן yˉ=0.4⋅80+42=74\bar y=0.4\cdot80+42=74.

נסמן ב-y5y_5 את הציון החסר:

65+67+80+83+y55=74⇒295+y5=370⇒y5=75\frac{65+67+80+83+y_5}{5}=74\quad\Rightarrow\quad295+y_5=370\quad\Rightarrow\quad y_5=75

טעות נפוצה: להציב x=95x=95 בישר ולענות y^=0.4⋅95+42=80\hat y=0.4\cdot95+42=80 - זה הציון המנובא, והציון האמיתי של התלמיד שונה ממנו.

סעיף ג

תשובה:

(1) ו-(3)

לכל תלמיד y=x+5y=x+5, ולכן כל הנקודות נמצאות על הישר y=x+5y=x+5.

כל הנקודות על ישר אחד, ולכן ישר הרגרסיה הוא הישר הזה עצמו: שיפועו 1 - טענה (3).

הקשר הלינארי מושלם והישר עולה, ולכן r=1r=1 - טענה (1). טענה (2) נפסלת, כי אין אף נקודה מחוץ לישר.

טעות נפוצה: לבחור בטענה (4) - ה-5 הוא ההפרש הקבוע בין הציונים (נקודת החיתוך עם ציר ה-yy), לא השיפוע.

שאלה 3 · עץ הסתברויות: בקרת איכות וסיווג שגוי

ידוע כי 25% מהמוצרים שמייצר מפעל מסוים פגומים. כל המוצרים עוברים בדיקה במכשיר בקרת איכות. המכשיר מסמן כפגומים 80% מהמוצרים הפגומים ו-4% מהמוצרים התקינים.

א.

מהי ההסתברות שמוצר שהמפעל ייצר הוא פגום וגם סומן כפגום?

ב.

חשבו את אחוז המוצרים שהמכשיר סימן כפגומים.

ג.

מהו אחוז המוצרים שהמכשיר סיווג באופן שגוי? (סיווג שגוי הוא סימון שאינו תואם את מצב המוצר.)

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

0.2

עץ: בשלב הראשון פגום (0.25) או תקין (0.75); בשלב השני - סומן כפגום או לא.

"פגום וגם סומן כפגום" הוא מסלול אחד, ולכן מכפילים לאורכו:

P=0.25⋅0.8=0.2P=0.25\cdot0.8=0.2

טעות נפוצה: לענות 0.8 - זו ההסתברות שמוצר פגום יסומן, בתוך קבוצת הפגומים בלבד.

סעיף ב

תשובה:

23%

שני מסלולים זרים מובילים לסימון "פגום": פגום שסומן, ותקין שסומן.

P(סומן כפגום)=0.25⋅0.8+0.75⋅0.04=0.2+0.03=0.23P(\text{סומן כפגום})=0.25\cdot0.8+0.75\cdot0.04=0.2+0.03=0.23

כלומר 23% מהמוצרים.

טעות נפוצה: להוסיף 0.04 בלי להכפיל ב-0.75 ולקבל 0.2+0.04=0.240.2+0.04=0.24, כלומר 24%.

סעיף ג

תשובה:

8%

סיווג שגוי: מוצר פגום שלא סומן, או מוצר תקין שסומן כפגום.

80% מהפגומים מסומנים, ולכן 20% מהפגומים לא מסומנים (מאורע משלים).

P(סיווג שגוי)=0.25⋅0.2+0.75⋅0.04=0.05+0.03=0.08P(\text{סיווג שגוי})=0.25\cdot0.2+0.75\cdot0.04=0.05+0.03=0.08

כלומר 8% מהמוצרים.

טעות נפוצה: לספור רק את התקינים שסומנו (0.75⋅0.04=0.030.75\cdot0.04=0.03, כלומר 3%) - גם פגום שלא סומן הוא סיווג שגוי.

שאלה 4 · מעגל חוסם משולש: אנכים אמצעיים, זווית ושטח

במעגל שמרכזו MM חסום משולש חד-זווית ABCABC.

נתון: A(6,−6)A(6,-6), B(6,8)B(6,8), C(0,6)C(0,6).

ABCM
א.
(1)

מצאו את משוואת האנך האמצעי לצלע ACAC.

(2)

הראו כי הישר y=1y=1 הוא האנך האמצעי לצלע ABAB.

(3)

מצאו את משוואת המעגל.

ב.

חשבו את הזווית ABCABC.

ג.

חשבו את השטח של המשולש AMCAMC.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א(1)

תשובה:

y=12x−32y=\frac12x-\frac32

אמצע ACAC: (6+02,−6+62)=(3,0)\left(\frac{6+0}{2},\frac{-6+6}{2}\right)=(3,0).

mAC=6−(−6)0−6=−2m_{AC}=\frac{6-(-6)}{0-6}=-2, ולכן שיפוע האנך 12\frac12.

y−0=12(x−3)⇒y=12x−32y-0=\frac12(x-3)\quad\Rightarrow\quad y=\frac12x-\frac32

טעות נפוצה: להעביר דרך האמצע ישר עם השיפוע של ACAC ולקבל y=−2x+6y=-2x+6 - זה הישר ACAC עצמו.

סעיף א(2)

תשובה:

ABAB על הישר x=6x=6, אמצעו (6,1)(6,1), והישר y=1y=1 אופקי ועובר דרכו

ל-AA ול-BB אותו שיעור xx, ולכן ABAB על הישר האנכי x=6x=6. אמצעו: (6,−6+82)=(6,1)\left(6,\frac{-6+8}{2}\right)=(6,1).

המאונך לישר אנכי הוא אופקי, והישר האופקי דרך (6,1)(6,1) הוא y=1y=1.

טעות נפוצה: לכתוב שהאנך האמצעי הוא x=6x=6 - זה הישר שעליו מונח ABAB.

סעיף א(3)

תשובה:

(x−5)2+(y−1)2=50(x-5)^2+(y-1)^2=50

חיתוך האנכים האמצעיים: 1=12x−321=\frac12x-\frac32, x=5x=5. לכן M(5,1)M(5,1).

R2=MC2=(0−5)2+(6−1)2=25+25=50R^2=MC^2=(0-5)^2+(6-1)^2=25+25=50.

(x−5)2+(y−1)2=50(x-5)^2+(y-1)^2=50

טעות נפוצה: לכתוב את המרכז בסימנים הפוכים, (x+5)2+(y+1)2=50(x+5)^2+(y+1)^2=50.

סעיף ב

תשובה:

∠ABC≈71.57∘\angle ABC\approx71.57^\circ

BABA אנכי (על x=6x=6) ופונה מ-BB כלפי מטה.

mBC=8−66−0=13m_{BC}=\frac{8-6}{6-0}=\frac13: הזווית של BCBC עם האופק היא θ\theta שבה tan⁡θ=13\tan\theta=\frac13, θ≈18.43∘\theta\approx18.43^\circ.

∠ABC=90∘−18.43∘≈71.57∘\angle ABC=90^\circ-18.43^\circ\approx71.57^\circ

טעות נפוצה: לענות 18.43∘18.43^\circ - הזווית של BCBC עם הכיוון האופקי, לא עם BABA.

סעיף ג

תשובה:

15

MM על האנך האמצעי של ACAC, ולכן הגובה מ-MM ל-ACAC יורד לאמצע N(3,0)N(3,0):

MN=(5−3)2+(1−0)2=5,AC=62+122=180=65MN=\sqrt{(5-3)^2+(1-0)^2}=\sqrt5,\qquad AC=\sqrt{6^2+12^2}=\sqrt{180}=6\sqrt5
SAMC=12⋅65⋅5=15S_{AMC}=\frac12\cdot6\sqrt5\cdot\sqrt5=15

(בדיקה: ∠AMC=2∠ABC≈143.13∘\angle AMC=2\angle ABC\approx143.13^\circ, ו-12⋅50⋅sin⁡143.13∘=15\frac12\cdot50\cdot\sin143.13^\circ=15.)

טעות נפוצה: להציב את הזווית ההיקפית ABCABC במקום הזווית המרכזית: 12⋅50⋅sin⁡71.57∘≈23.72\frac12\cdot50\cdot\sin71.57^\circ\approx23.72.

שאלה 5 · משולש שווה שוקיים חסום במעגל: גובה דרך המרכז

משולש ABCABC חסום במעגל שמרכזו MM. CDCD הוא הגובה לצלע ABAB. ידוע כי CDCD עובר דרך מרכז המעגל.

ABCDM
א.

הוכיחו כי: CA=CBCA=CB.

ב.

נתונה משוואת המעגל: (x+1)2+(y−3)2=100(x+1)^2+(y-3)^2=100. משוואת הצלע ABAB היא: y=−3y=-3.

מצאו את שיעורי הקודקודים AA ו-BB.

ג.
(1)

חשבו את גודל הזווית ACBACB.

(2)

מצאו את גודל הזוויות של המשולש ACMACM.

ד.
(1)

חשבו את אורכי הקטעים CMCM ו-DMDM.

(2)

חשבו את היחס בין השטחים של המשולשים ACMACM ו-ADMADM.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א

תשובה:

AD=DBAD=DB (אנך מהמרכז חוצה מיתר), ולכן △ACD≅△BCD\triangle ACD\cong\triangle BCD (צ.ז.צ.) ו-CA=CBCA=CB

CDCD עובר דרך המרכז MM ומאונך למיתר ABAB. אנך למיתר שעובר דרך מרכז המעגל חוצה את המיתר, ולכן AD=DBAD=DB.

במשולשים ACDACD ו-BCDBCD:

AD=DBAD=DB (הוכח), ∠CDA=∠CDB=90∘\angle CDA=\angle CDB=90^\circ (CDCD גובה), CDCD צלע משותפת.

לכן △ACD≅△BCD\triangle ACD\cong\triangle BCD (צ.ז.צ.), ומכאן CA=CBCA=CB (צלעות מתאימות במשולשים חופפים).

(אפשר גם: CDCD הוא האנך האמצעי של ABAB, וכל נקודה על האנך האמצעי נמצאת במרחק שווה מקצות הקטע.)

טעות נפוצה: לנמק את החפיפה לפי צ.צ.ז. (CACA, CDCD ו-∠D\angle D) - משתמשים ב-CA=CBCA=CB, שהוא מה שצריך להוכיח. החפיפה נשענת על AD=DBAD=DB, שנובע מכך ש-CDCD עובר דרך המרכז.

סעיף ב

תשובה:

A(−9,−3)A(-9,-3), B(7,−3)B(7,-3)

מציבים y=−3y=-3 במשוואת המעגל:

(x+1)2+(−3−3)2=100⇒(x+1)2=64⇒x+1=±8(x+1)^2+(-3-3)^2=100\quad\Rightarrow\quad(x+1)^2=64\quad\Rightarrow\quad x+1=\pm8

x=−9x=-9 או x=7x=7: A(−9,−3)A(-9,-3), B(7,−3)B(7,-3).

טעות נפוצה: לקחת רק x+1=8x+1=8 ולמצוא רק את B(7,−3)B(7,-3).

סעיף ג(1)

תשובה:

∠ACB≈53.13∘\angle ACB\approx53.13^\circ

הגובה CDCD על הישר x=−1x=-1 (דרך M(−1,3)M(-1,3)). CC הקצה העליון של הקוטר: C(−1,13)C(-1,13), ו-D(−1,−3)D(-1,-3).

CD=13−(−3)=16,AD=−1−(−9)=8CD=13-(-3)=16,\qquad AD=-1-(-9)=8
tan⁡∠ACD=816=12⇒∠ACD≈26.565∘,∠ACB≈53.13∘\tan\angle ACD=\frac{8}{16}=\frac12\quad\Rightarrow\quad\angle ACD\approx26.565^\circ,\qquad\angle ACB\approx53.13^\circ

טעות נפוצה: לקחת CD=10CD=10 (רדיוס), לקבל tan⁡∠ACD=0.8\tan\angle ACD=0.8 ו-∠ACB≈77.32∘\angle ACB\approx77.32^\circ.

סעיף ג(2)

תשובה:

∠CMA≈126.87∘\angle CMA\approx126.87^\circ, ∠MAC=∠MCA≈26.565∘\angle MAC=\angle MCA\approx26.565^\circ

MA=MC=10MA=MC=10 (רדיוסים), ולכן ∠MAC=∠MCA=∠DCA≈26.565∘\angle MAC=\angle MCA=\angle DCA\approx26.565^\circ.

∠CMA=180∘−2⋅26.565∘≈126.87∘\angle CMA=180^\circ-2\cdot26.565^\circ\approx126.87^\circ

טעות נפוצה: לקחת את ∠CMA\angle CMA כזווית המרכזית ∠AMB≈106.26∘\angle AMB\approx106.26^\circ ולקבל זוויות בסיס 36.87∘36.87^\circ.

סעיף ד(1)

תשובה:

CM=10CM=10, DM=6DM=6

CMCM רדיוס: CM=10CM=10. M(−1,3)M(-1,3) ו-D(−1,−3)D(-1,-3) על אותו ישר אנכי: DM=3−(−3)=6DM=3-(-3)=6.

טעות נפוצה: לחשב את DMDM כאורך כל הגובה, DM=16DM=16 - זה CDCD.

סעיף ד(2)

תשובה:

53\frac53

לשני המשולשים גובה משותף מ-AA לישר CDCD (הקטע ADAD), והבסיסים CMCM ו-DMDM על הישר הזה:

SACMSADM=CMDM=106=53\frac{S_{ACM}}{S_{ADM}}=\frac{CM}{DM}=\frac{10}{6}=\frac53

טעות נפוצה: להעלות בריבוע כאילו המשולשים דומים: 259\frac{25}{9}.

שאלה 6 · חקירת פונקציה רציונלית וזיהוי גרף הנגזרת

נתונה הפונקציה f(x)=x2−8x−3f(x)=\frac{x^2-8}{x-3}.

בסוף השאלה מופיעים ארבעה גרפים I-IV.

גרף I
גרף II
גרף III
גרף IV
א.
(1)

מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה.

(2)

מצאו את האסימפטוטות של הפונקציה המקבילות לצירים (אם יש כאלה).

(3)

מצאו את נקודות החיתוך של גרף הפונקציה עם הצירים.

(4)

מצאו את השיעורים של נקודות הקיצון של הפונקציה, וקבעו את סוגן.

(5)

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה.

ב.
(1)

מצאו את האסימפטוטות המקבילות לצירים של פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x).

(2)

מבין הגרפים I, II, III, IV שלפניך, איזה גרף מתאר את פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x)? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א(1)

תשובה:

x≠3x\neq3

המכנה מתאפס ב-x=3x=3: התחום הוא כל x≠3x\neq3.

טעות נפוצה: לפסול את אפסי המונה ולכתוב x≠±22x\neq\pm2\sqrt2.

סעיף א(2)

תשובה:

אנכית: x=3x=3; אין אופקית

ב-x=3x=3 המונה 9−8=1≠09-8=1\neq0: אסימפטוטה אנכית x=3x=3.

מעלת המונה גדולה ממעלת המכנה - אין אסימפטוטה אופקית.

טעות נפוצה: להפעיל את הכלל של מעלת מונה קטנה ממעלת המכנה ולענות שהאסימפטוטות הן x=3x=3 ו-y=0y=0 - כאן מעלת המונה גדולה, ואין אסימפטוטה אופקית.

סעיף א(3)

תשובה:

(22,0)(2\sqrt2,0), (−22,0)(-2\sqrt2,0), (0,83)\left(0,\frac83\right)

x2−8=0x^2-8=0: x=±22≈±2.83x=\pm2\sqrt2\approx\pm2.83. f(0)=−8−3=83f(0)=\frac{-8}{-3}=\frac83.

טעות נפוצה: לטעות בסימן ב-f(0)f(0) ולקבל (0,−83)\left(0,-\frac83\right).

סעיף א(4)

תשובה:

max⁡(2,4)\max(2,4), min⁡(4,8)\min(4,8)

f′(x)=2x(x−3)−(x2−8)(x−3)2=x2−6x+8(x−3)2=(x−2)(x−4)(x−3)2f'(x)=\frac{2x(x-3)-(x^2-8)}{(x-3)^2}=\frac{x^2-6x+8}{(x-3)^2}=\frac{(x-2)(x-4)}{(x-3)^2}
xxx<2x<2222<x<32<x<3333<x<43<x<444x>4x>4
f′(x)f'(x)++0−-לא מוגדרת−-0++
f(x)f(x)↗מקסימום↘↘מינימום↗
f(2)=4−8−1=4,f(4)=16−81=8f(2)=\frac{4-8}{-1}=4,\qquad f(4)=\frac{16-8}{1}=8

מקסימום (2,4)(2,4), מינימום (4,8)(4,8).

טעות נפוצה: לקבוע שהנקודה עם הערך הגבוה, (4,8)(4,8), היא המקסימום - הסוג נקבע לפי סימן הנגזרת, והנקודות על ענפים שונים.

סעיף א(5)

תשובה:

ענף שמאלי: עולה מ-−∞-\infty דרך (−22,0)(-2\sqrt2,0) ו-(0,83)\left(0,\frac83\right) למקסימום (2,4)(2,4), יורד, חותך ב-222\sqrt2 ויורד ל-−∞-\infty ליד x=3x=3; ענף ימני: יורד מ-+∞+\infty למינימום (4,8)(4,8) ועולה

ליד x=3x=3 המונה חיובי (1): משמאל f→−∞f\to-\infty, מימין f→+∞f\to+\infty.

הענף השמאלי עולה עד המקסימום (2,4)(2,4) ויורד ל-−∞-\infty, ולכן חותך את ציר ה-xx גם ב-222\sqrt2, שבין 2 ל-3. הענף הימני כולו מעל y=8y=8.

טעות נפוצה: לשכוח את החיתוך (22,0)(2\sqrt2,0) שבין המקסימום לאסימפטוטה ולסרטט את הענף השמאלי כולו מעל הציר מימין ל-−22-2\sqrt2.

סעיף ב(1)

תשובה:

x=3x=3, y=1y=1

f′(x)=(x−3)2−1(x−3)2=1−1(x−3)2f'(x)=\frac{(x-3)^2-1}{(x-3)^2}=1-\frac{1}{(x-3)^2}

אנכית: x=3x=3 (המונה −1≠0-1\neq0). אופקית: מעלות שוות, y=1y=1.

טעות נפוצה: לענות y=0y=0 ולשכוח את ה-1.

סעיף ב(2)

תשובה:

גרף II

f′(x)=1−1(x−3)2<1f'(x)=1-\frac{1}{(x-3)^2}<1: הגרף מתחת לאסימפטוטה y=1y=1, יורד ל-−∞-\infty משני צדי x=3x=3, ומתאפס ב-x=2x=2 וב-x=4x=4.

גרף I מעל y=1y=1 ועולה ל-+∞+\infty - נפסל. גרף III אין לו אסימפטוטה אופקית - נפסל. גרף IV רציף - נפסל.

גרף II מתאים לכל התכונות.

טעות נפוצה: לבחור את גרף IV כי הוא "חיובי, שלילי, חיובי" עם שני אפסים - בלי לבדוק שלנגזרת יש אסימפטוטה אנכית ב-x=3x=3.

שאלה 7 · פולינום עם פרמטר: חקירה, שיקוף ושטח בין ל-

נתונה הפונקציה f(x)=x3−ax+(a−12)x4f(x)=x^3-ax+(a-12)x^4, כאשר aa הוא פרמטר.

ידוע: f′(1)=−9f'(1)=-9.

א.

מצאו את הערך של הפרמטר aa.

ב.

הציבו a=12a=12 וענו:

מהם תחומי העלייה והירידה של הפונקציה?

ג.

מהן נקודות הקיצון של הפונקציה? רשמו את שיעוריהן ואת סוגן.

ד.

סרטטו סקיצה של:

(1)

גרף הפונקציה f(x)f(x)

(2)

גרף הפונקציה −f(x)-f(x)

ה.

חשבו את השטח הכלוא בין הגרפים של f(x)f(x) ו-−f(x)-f(x).

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

תשובה:

a=12a=12

f′(x)=3x2−a+4(a−12)x3f'(x)=3x^2-a+4(a-12)x^3
f′(1)=3−a+4a−48=3a−45=−9⇒a=12f'(1)=3-a+4a-48=3a-45=-9\quad\Rightarrow\quad a=12

טעות נפוצה: לגזור את −ax-ax כ-−1-1 (לשכוח את aa): 3−1+4a−48=−93-1+4a-48=-9, ומתקבל a=9.25a=9.25.

סעיף ב

תשובה:

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

עבור a=12a=12: f(x)=x3−12xf(x)=x^3-12x.

f′(x)=3x2−12=3(x−2)(x+2)f'(x)=3x^2-12=3(x-2)(x+2)
xxx<−2x<-2−2-2−2<x<2-2<x<222x>2x>2
f′(x)f'(x)++0−-0++
f(x)f(x)↗↘↗

טעות נפוצה: לפתור x2=4x^2=4 ולקבל רק x=2x=2 - ואז לכתוב "ירידה ב-x<2x<2".

סעיף ג

תשובה:

max⁡(−2,16)\max(-2,16), min⁡(2,−16)\min(2,-16)

f(−2)=−8+24=16,f(2)=8−24=−16f(-2)=-8+24=16,\qquad f(2)=8-24=-16

מהטבלה: מקסימום (−2,16)(-2,16), מינימום (2,−16)(2,-16).

טעות נפוצה: להחליף בין הסוגים ולכתוב מינימום ב-(−2,16)(-2,16) ומקסימום ב-(2,−16)(2,-16).

סעיף ד(1)

תשובה:

עולה עד מקסימום (−2,16)(-2,16), יורד דרך הראשית עד מינימום (2,−16)(2,-16) ועולה; חותך את ציר ה-xx ב-00 וב-±23\pm2\sqrt3

חיתוכים עם ציר ה-xx: x(x2−12)=0x(x^2-12)=0, ולכן x=0x=0, x=±23≈±3.46x=\pm2\sqrt3\approx\pm3.46. הפונקציה אי-זוגית - הגרף סימטרי ביחס לראשית.

-4-224-20-101020

טעות נפוצה: לסמן את נקודות החיתוך עם ציר ה-xx ב-x=±2x=\pm2 (שיעורי ה-xx של נקודות הקיצון) במקום ב-x=±23x=\pm2\sqrt3.

סעיף ד(2)

תשובה:

שיקוף ביחס לציר ה-xx: מינימום (−2,−16)(-2,-16), מקסימום (2,16)(2,16)

שיעורי ה-yy מחליפים סימן וסוג הקיצון מתחלף: מינימום (−2,−16)(-2,-16), מקסימום (2,16)(2,16), אותם חיתוכים עם ציר ה-xx.

-4-224-20-101020

טעות נפוצה: להחליף רק את סוג הקיצון בלי לשנות את שיעורי ה-yy, ולסרטט מינימום ב-(−2,16)(-2,16).

סעיף ה

תשובה:

144144

הגרפים נפגשים כש-f(x)=0f(x)=0: x=−23x=-2\sqrt3, x=0x=0, x=23x=2\sqrt3. השטח בנוי משני חלקים שווים (הגרפים סימטריים ביחס לראשית).

בין 0 ל-232\sqrt3: f≤0f\le0, ולכן −f-f עליון:

∫023(−f−f)dx=2∫023(12x−x3)dx=2[6x2−x44]023=2(72−36)=72\int_0^{2\sqrt3}\big(-f-f\big)dx=2\int_0^{2\sqrt3}\left(12x-x^3\right)dx=2\left[6x^2-\frac{x^4}{4}\right]_0^{2\sqrt3}=2(72-36)=72
S=2⋅72=144S=2\cdot72=144

טעות נפוצה: לחשב רק את החלק שמימין לציר ה-yy ולענות 72.

שאלה 8 · מלבן בין נקודה על הגרף לאסימפטוטות: היקף מינימלי

לפניכם ציור של גרף הפונקציה f(x)=4(x+1)2+2f(x)=\frac{4}{(x+1)^2}+2.

מנקודה AA, הנמצאת על גרף הפונקציה f(x)f(x) ברביע הראשון, העבירו אנכים לאסימפטוטות של הפונקציה f(x)f(x), כך שנוצר מלבן.

A

(בציור מוצג רק חלק מגרף הפונקציה, באזור הרביע הראשון.)

א.

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

ב.

מצאו את שיעורי הנקודה AA שבעבורה היקף המלבן מינימלי.

ג.

חשבו את שטח המלבן שהיקפו מינימלי.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א

תשובה:

x=−1x=-1, y=2y=2

המכנה (x+1)2(x+1)^2 מתאפס ב-x=−1x=-1 והמונה לא: אסימפטוטה אנכית x=−1x=-1.

כש-x→±∞x\to\pm\infty השבר שואף ל-0: אסימפטוטה אופקית y=2y=2.

טעות נפוצה: לכתוב x=1x=1 - המכנה מתאפס כש-x+1=0x+1=0, כלומר x=−1x=-1.

סעיף ב

תשובה:

A(1,3)A(1,3)

נסמן A(t, 4(t+1)2+2)A\left(t,\ \frac{4}{(t+1)^2}+2\right), t>0t>0.

צלעות המלבן (בין AA לנקודת המפגש (−1,2)(-1,2)): t+1t+1 ו-4(t+1)2\frac{4}{(t+1)^2}.

P(t)=2(t+1)+8(t+1)2,P′(t)=2−16(t+1)3P(t)=2(t+1)+\frac{8}{(t+1)^2},\qquad P'(t)=2-\frac{16}{(t+1)^3}

P′(t)=0P'(t)=0: (t+1)3=8(t+1)^3=8, t+1=2t+1=2, t=1t=1.

P′<0P'<0 ב-0<t<10<t<1 ו-P′>0P'>0 ב-t>1t>1 - מינימום. f(1)=44+2=3f(1)=\frac44+2=3: A(1,3)A(1,3) (וההיקף המינימלי 6).

טעות נפוצה: לגזור את 8(t+1)2\frac{8}{(t+1)^2} כ-−8(t+1)3-\frac{8}{(t+1)^3} (בלי להוריד את המעריך 2), ולקבל (t+1)3=4(t+1)^3=4, t≈0.59t\approx0.59.

סעיף ג

תשובה:

2

ב-t=1t=1 הצלעות t+1=2t+1=2 ו-4(t+1)2=1\frac{4}{(t+1)^2}=1.

S=2⋅1=2S=2\cdot1=2

טעות נפוצה: להניח שהמלבן בעל ההיקף המינימלי הוא ריבוע (כמו בפונקציה ax\frac{a}{x}), לחלק את ההיקף 6 ל-4 צלעות של 1.51.5 ולענות S=1.52=2.25S=1.5^2=2.25 - כאן הצלעות 22 ו-11 אינן שוות.

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.