מתכונת במתמטיקה 471 - מתכונת 4 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: תחרות זריקת כדור ברזל
בתחרות אתלטיקה מחוזית נערכה תחרות זריקת כדור ברזל. התוצאות שהשיגו המשתתפים התפלגו נורמלית. מרחק הזריקה הממוצע היה 8.4 מטרים. 72.57% מן המשתתפים זרקו למרחק קטן מ-8.88 מטרים.
מצאו את סטיית התקן של מרחק הזריקה.
המשתתפים שמרחק הזריקה שלהם היה גדול מ-10 מטרים זכו במדליה.
מהו אחוז המשתתפים שזכו במדליה?
נתון כי 57 משתתפים זכו במדליה.
על פי טבלת ההתפלגות הנורמלית, כמה משתתפים התחרו בזריקת כדור ברזל?
בתחרות נערכה גם הטלת כידון. גם בה התוצאות התפלגו נורמלית. מרחק ההטלה הממוצע היה 30 מטרים, וסטיית התקן הייתה 4 מטרים. דן השתתף בשתי התחרויות. התוצאה שלו בזריקת כדור ברזל הייתה 9.6 מטרים ובהטלת כידון 35 מטרים.
באיזו מן התחרויות, זריקת כדור ברזל או הטלת כידון, הייתה התוצאה של דן מדורגת במקום גבוה יותר בהשוואה למשתתפים האחרים? נמקו את תשובתכם.
◂ פתרון מלא לשאלה 1
סעיף א
0.8 מטר
. בטבלה המצטברת , ולכן ציון התקן של 8.88 הוא .
טעות נפוצה: לכפול - מטר. עם סטיית תקן כזאת ציון התקן של 8.88 היה כ-1.67, לא 0.6.
סעיף ב
2.28%
בטבלה - החלק שזרק פחות מ-10 מטרים.
הזוכים זרקו יותר, ולכן:
טעות נפוצה: לענות 97.72% - זה אחוז מי שזרקו פחות מ-10 מטרים.
סעיף ג
2,500 משתתפים
טעות נפוצה: לחלק ב-2.28 במקום ב-0.0228 ולקבל 25 משתתפים - פחות מפי 2 ממספר הזוכים, וזה לא ייתכן כשרק 2.28% זוכים.
סעיף ד
בזריקת כדור ברזל ()
משווים ציוני תקן:
ציון התקן בזריקת כדור ברזל גבוה יותר, ולכן שם אחוז המשתתפים שהשיגו פחות ממנו גדול יותר ( לעומת ).
טעות נפוצה: להשוות הפרשים במטרים - 1.2 מטר בכדור ברזל לעומת 5 מטרים בכידון - ולענות "בהטלת כידון".
שאלה 2 · התפלגות נורמלית: זמן נסיעה באוטובוס
זמן הנסיעה של אוטובוס בקו מסוים, מהתחנה הראשונה ועד התחנה האחרונה, מתפלג נורמלית. זמן הנסיעה הממוצע הוא 42 דקות. ידוע כי 22.66% מהנסיעות בקו נמשכות יותר מ-45 דקות.
מהו החציון של זמן הנסיעה?
חשבו את סטיית התקן של זמן הנסיעה.
מהו אחוז הנסיעות שנמשכות פחות מ-36 דקות?
מהו אחוז הנסיעות שזמן הנסיעה בהן הוא בין סטיית תקן אחת מתחת לממוצע לבין שתי סטיות תקן מעל הממוצע?
בעקבות עבודות בכביש, זמן הנסיעה הממוצע בקו עלה ל-47 דקות, וסטיית התקן עלתה ל-5 דקות. זמן הנסיעה עדיין מתפלג נורמלית. לאחר העבודות נבדק שוב אחוז הנסיעות שזמן הנסיעה בהן הוא בין סטיית תקן אחת מתחת לממוצע לבין שתי סטיות תקן מעל הממוצע.
האם האחוז שנבדק השתנה לעומת האחוז שהיה לפני העבודות? נמקו.
◂ פתרון מלא לשאלה 2
סעיף א
42 דקות
העקומה הנורמלית סימטרית סביב הממוצע, ולכן חצי מהנסיעות קצרות מהממוצע וחצי ארוכות ממנו.
לכן החציון שווה לממוצע: 42 דקות.
טעות נפוצה: לענות 45 דקות - הערך הנוסף שבשאלה. ארוכות ממנו רק 22.66% מהנסיעות, לא 50%.
סעיף ב
4 דקות
הטבלה נותנת שטח משמאל לציון התקן, ולכן עוברים למשלים: מהנסיעות נמשכות פחות מ-45 דקות.
מציבים בנוסחת ציון התקן:
טעות נפוצה: לכפול במקום לחלק, דקות. בדיקה: עם סטיית תקן כזאת ציון התקן של 45 היה , ומעליו רק כ-9%.
סעיף ג(1)
6.68% מהנסיעות
לפי הסימטריה:
כלומר 6.68% מהנסיעות.
טעות נפוצה: לקרוא ולענות 93.32% - מתעלמים מכך שציון התקן שלילי (36 קטן מהממוצע).
סעיף ג(2)
81.85% מהנסיעות
סטיית תקן אחת מתחת לממוצע היא ציון תקן ; שתי סטיות תקן מעליו - ציון תקן .
כלומר 81.85% מהנסיעות (בין 38 ל-50 דקות).
טעות נפוצה: לחשב ולענות 13.59% - שוכחים שהגבול התחתון הוא ציון תקן שלילי.
סעיף ד
לא השתנה (עדיין 81.85%).
האזור מוגדר בציוני תקן: מ- עד .
בכל התפלגות נורמלית השטח בין שני ציוני תקן זהה, בלי קשר לממוצע ולסטיית התקן.
לכן האחוז לא השתנה: (עכשיו בין 42 ל-57 דקות).
טעות נפוצה: לענות שהאחוז השתנה, כי "ההתפלגות התרחבה וזזה". גבולות האזור זזו והתרחבו בדיוק באותה מידה.
שאלה 3 · הסתברות: שתי קופסאות עטים, לפחות עט אדום אחד והוצאה ללא החזרה
בשתי קופסאות א' ו-ב' יש שני סוגי עטים: אדומים וכחולים. בקופסה א' יש 5 עטים אדומים ו-7 כחולים. בקופסה ב' יש 6 עטים אדומים ו-9 כחולים. מוציאים באקראי עט אחד מקופסה א' ואחר כך מוציאים באקראי עט אחד מקופסה ב'.
מהי ההסתברות להוציא שני עטים בצבעים שונים?
מהי ההסתברות להוציא לפחות עט אדום אחד?
ידוע שהוציאו לפחות עט אדום אחד. מהי ההסתברות שהוציאו שני עטים אדומים?
החזירו כל עט לקופסה שממנה הוציאו אותו. העבירו משתי הקופסאות את כל העטים לקופסה ג', שהייתה ריקה. לאחר מכן הוסיפו עטים אדומים לקופסה ג'. מוציאים באקראי שני עטים בזה אחר זה (ללא החזרה) מקופסה ג'. נתון כי ההסתברות להוציא שני עטים כחולים היא .
מצאו את הערך של .
◂ פתרון מלא לשאלה 3
סעיף א
קופסה א': , . קופסה ב': , .
טעות נפוצה: לחשב רק "אדום מא' וכחול מב'" ולקבל . יש גם את המסלול ההפוך.
סעיף ב(1)
המשלים הוא "שני עטים כחולים":
טעות נפוצה: לחסר מ-1 את ההסתברות לשני אדומים, . המשלים של "לפחות אדום אחד" הוא "אף אדום".
סעיף ב(2)
, והמאורע מוכל ב"לפחות אדום אחד":
טעות נפוצה: לענות , ההסתברות הלא מותנית.
סעיף ג
בקופסה ג': אדומים ו-16 כחולים, בסך הכול עטים.
נפסל, ולכן .
טעות נפוצה: לחשב עם החזרה, , ולקבל - לא מספר שלם של עטים.
שאלה 4 · משולש ישר זווית במערכת צירים: דמיון ושטח מרובע
הוא משולש ישר זווית (). הצלע חותכת את ציר ה- בנקודה . נתון כי הישר מקביל לציר ה-. הנקודה נמצאת על הישר כך ש- מקביל לציר ה- (ראו סרטוט).
הוכיחו כי .
נתון: יחס הדמיון בין המשולש ובין המשולש הוא , .
מצאו את אורך הקטע .
נתון: , שיעור ה- של הנקודה קטן מ-17.
מצאו את שיעורי הנקודות ו-.
מצאו את משוואת הצלע .
מצאו את שיעורי הנקודה .
מצאו את שטח המרובע .
◂ פתרון מלא לשאלה 4
סעיף א
הוכחה
מקביל לציר ה-, ו- (על הישר ) מקביל לציר ה-. לכן , כלומר .
נמצאת על הצלע , ולכן (נתון).
- זוויות קודקודיות (הישרים ו- נחתכים ב-).
לכן לפי משפט הדמיון ז.ז. (סדר הקודקודים: , , ).
טעות נפוצה: לנמק ש- כזוויות מתחלפות בין 'הישרים המקבילים' ו- - אבל אינו מקביל ל- (הוא אינו אנכי), ולכן הנימוק פסול. השוויון נובע מהדמיון, לא להפך.
סעיף ב
ו- הן צלעות מתאימות (כל אחת מול הזווית הישרה במשולש שלה):
טעות נפוצה: להפוך את היחס ולקבל .
סעיף ג
,
, ו-:
נתון , ולכן . על הישר , במרחק 25 מ-, מימין לציר ה-: .
טעות נפוצה: לבחור ולקבל ו-, בניגוד לנתון.
סעיף ד(1)
היא נקודת החיתוך עם ציר ה-: .
טעות נפוצה: לחלק את הפרש ה- בהפרש ה- ולקבל .
סעיף ד(2)
, ולכן . דרך : .
, ולכן .
טעות נפוצה: להחליף רק את הסימן () ולקבל - שם אינו מאונך ל-.
סעיף ד(3)
310
. האלכסון על הישר : .
גובה המשולש : . גובה המשולש : .
טעות נפוצה: לקחת כגובה של את המרחק שלה מציר ה- (3) ולקבל .
שאלה 5 · מעגל במערכת צירים: משולש חסום ומרובע חסום
במעגל חסום משולש חד זוויות . נתון: , . מרכז המעגל נמצא על ציר ה-. המעגל חותך את ציר ה- בנקודות ו-, כמתואר בסרטוט שלפניכם.
הראו כי שיעורי מרכז המעגל הם: .
מצאו את משוואת המעגל.
מצאו את שיעורי הנקודות ו-.
מצאו את אורך הצלע .
מצאו את גודל הזווית .
הנקודה נמצאת על הקשת הקטנה . נתון: .
מהו גודל הזווית ? נמקו את תשובתכם.
מצאו את שטח המשולש .
◂ פתרון מלא לשאלה 5
סעיף א(1)
ו-:
טעות נפוצה: לחבר הפרשים במקום לחשב מרחקים, , ולקבל .
סעיף א(2)
טעות נפוצה: לכתוב .
סעיף א(3)
,
: , . לפי הסרטוט מימין: , .
טעות נפוצה: להציב ולקבל ו-.
סעיף ב(1)
טעות נפוצה: לחשב כ- ולקבל .
סעיף ב(2)
האפשרויות: או . המשולש חד זוויות, ולכן .
טעות נפוצה: להציב ולקבל , כלומר כ-.
סעיף ג
מרובע חסום במעגל ( על הקשת שאין עליה את ), ו-, קודקודים נגדיים:
טעות נפוצה: לענות , כאילו זו זווית מרכזית.
סעיף ד
במשולש (חסום באותו מעגל): , ולכן (חדה, כי קהה).
טעות נפוצה: להציב במקום סינוס הזווית שבין ל-, ולקבל .
שאלה 6 · פונקציה רציונלית זוגית עם פרמטר: חקירה והזזה
נתונה הפונקציה: . הוא פרמטר.
מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה .
הוכיחו כי הפונקציה היא זוגית.
נתון כי גרף הפונקציה חותך את ציר ה- בנקודה שבה .
מצאו את הערך של .
הציבו בפונקציה וענו על הסעיפים ד-ו.
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 .
מצאו את משוואות האסימפטוטות המאונכות לצירים של הפונקציה .
סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה .
נתונה הפונקציה: .
מצאו את משוואות האסימפטוטות המאונכות לצירים של הפונקציה .
האם הפונקציה היא זוגית? נמקו את תשובתכם.
◂ פתרון מלא לשאלה 6
סעיף א
,
טעות נפוצה: לכתוב - לשכוח להוציא שורש מ-.
סעיף ב
לכל בתחום
התחום סימטרי ביחס ל-0.
טעות נפוצה: לכתוב ולקבל , ולהסיק שהפונקציה "אינה זוגית".
סעיף ג
:
טעות נפוצה: לחשב (לשכוח את הסימן של המכנה) ולקבל .
סעיף ד(1)
, ,
.
ציר ה-: , הנקודה .
ציר ה-: , , , .
הנקודות: , , .
טעות נפוצה: לשכוח את ולפתור , ולקבל שהגרף חותך את ציר ה- רק ב-.
סעיף ד(2)
רק ב-; משמאל ומימין - מקסימום. .
טעות נפוצה: להפוך את סדר האיברים במונה של כלל המנה, לקבל ולקבוע "מינימום" ב-.
סעיף ד(3)
עלייה: או ; ירידה: או
המכנה של חיובי, ולכן הסימן של הפוך לסימן של . מסמנים בטבלה גם את :
עלייה: או . ירידה: או .
טעות נפוצה: לכתוב "עלייה: ; ירידה: " ולהתעלם מכך ש- אינן בתחום.
סעיף ד(4)
, ,
אנכיות: (המכנה מתאפס והמונה ).
אופקית: , ולכן : .
טעות נפוצה: לכתוב - לשכוח את התוספת .
סעיף ה
ענף אמצעי עם מקסימום , חותך את ציר ה- ב- ויורד ל- ליד ; ענפים חיצוניים מעל , מ- ליד אל האסימפטוטה
מרכזים: אסימפטוטות , ; מקסימום ; חיתוכים ; עלייה משמאל ל-0 וירידה מימין (בלי ).
ענף אמצעי: מ- ליד עולה ל- ויורד ל- ליד .
ענף ימני: יורד מ- ליד אל (מלמעלה). הענף השמאלי - שיקוף.
טעות נפוצה: לצייר את הענף האמצעי כ"גומה" (מינימום ב-) הפונה למעלה. לפי ד(2) זו נקודת מקסימום, והענף יורד משני צדדיה אל .
סעיף ו(1)
, ,
- הזזה של גרף ב-5 יחידות שמאלה.
אנכיות: ו-. אופקית: לא משתנה, .
טעות נפוצה: להזיז ימינה ולקבל ו-.
סעיף ו(2)
לא
גרף סימטרי ביחס לישר , לא ביחס לציר ה-.
גם התחום אינו סימטרי ביחס ל-0: מוגדרת אבל לא. לכן אינה זוגית.
טעות נפוצה: לענות "כן, כי היא הזזה של פונקציה זוגית". הזזה אופקית מזיזה גם את ציר הסימטריה.
שאלה 7 · חקירת פונקציית שורש והזזה אנכית
נתונה הפונקציה: .
מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה .
מצאו את שיעורי נקודות החיתוך של גרף הפונקציה עם הצירים.
מצאו את שיעורי כל נקודות הקיצון של הפונקציה , וקבעו את סוגן.
סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה .
נתונה הפונקציה: , הוא פרמטר חיובי. הפונקציות ו- מוגדרות באותו התחום. גרף הפונקציה משיק לישר: .
מצאו את הערך של .
◂ פתרון מלא לשאלה 7
סעיף א
טעות נפוצה: לפתור (אי-שוויון חזק) ולהשמיט את , שבה השורש שווה 0 ומוגדר.
סעיף ב
,
- .
או : או - , .
טעות נפוצה: לשכוח את אפס השורש ולענות רק .
סעיף ג
(בקצה התחום), ,
הנגזרת של היא :
ב- וב-.
סימנים: - ; - ; - .
: עלייה ואז ירידה - מקסימום, . : ירידה ואז עלייה - מינימום .
: התחום מתחיל שם והפונקציה עולה ממנו - מינימום בקצה .
טעות נפוצה: לשכוח את הגורם 3 מהנגזרת הפנימית (). מקבלים ומקסימום שגוי ב-.
סעיף ד
מתחיל ב-, עולה עד , יורד עד ועולה ל-
הגרף מתחיל בנקודה (נקודה מלאה), עולה למקסימום , יורד למינימום , ומשם עולה בלי הגבלה.
טעות נפוצה: לצייר את הגרף גם משמאל ל- - שם הפונקציה אינה מוגדרת.
סעיף ה
הנקודות הפנימיות של קיצון ב-: , .
ב-: - , נפסל.
טעות נפוצה: להזיז כלפי מעלה, , לקבל ולהסיק שאין חיובי.
שאלה 8 · מגרף הנגזרת לגרף הפונקציה: צורת M, שטח וחיתוך עם ישר אופקי
הפונקציה ופונקציית הנגזרת שלה מוגדרות לכל . בסרטוט שלפניכם מתואר הגרף של פונקציית הנגזרת . פונקציית הנגזרת מתאפסת בנקודות: , , בלבד.
הסתמכו על הסרטוט וקבעו את שיעורי ה- של נקודות הקיצון של הפונקציה ואת סוגן.
הוא השטח הנמצא ברביע הראשון ומוגבל על ידי גרף פונקציית הנגזרת ועל ידי ציר ה-. נתון: , .
מצאו את .
נתון: . לפונקציה אין אסימפטוטה אופקית.
סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה .
בעבור אילו ערכי הישר חותך את גרף הפונקציה ב-2 נקודות שונות בדיוק? נמקו.
◂ פתרון מלא לשאלה 8
סעיף א
מקסימום: , ; מינימום:
ב-: עוברת מחיובית לשלילית - מקסימום.
ב-: משלילית לחיובית - מינימום.
ב-: מחיובית לשלילית - מקסימום.
טעות נפוצה: להעתיק את התבנית "מינימום-מקסימום-מינימום" בלי לבדוק את כיוון החלפת הסימן, ולענות מינימום ב- וב- ומקסימום ב-.
סעיף ב
השטח ברביע הראשון הוא בין ל-, מעל ציר ה-, ולכן האינטגרל שווה לשטח:
(מתאים לסעיף א: בין 1 ל-3 הפונקציה עולה.)
טעות נפוצה: לחסר את השטח, , כאילו השטח מתחת לציר.
סעיף ג
גרף בצורת M: עולה מ- למקסימום , יורד למינימום , עולה למקסימום ויורד ל-
נקודות הקיצון: מקסימום, מינימום, מקסימום.
משמאל ל-, - הפונקציה עולה אל המקסימום; מימין ל-3, - יורדת.
אין אסימפטוטה אופקית, ולכן בשני הקצוות הגרף יורד ל-.
טעות נפוצה: לסרטט את שני הקצוות עולים ל- (כמו בצורת W) - מימין ל-3 הנגזרת שלילית, ולכן הגרף יורד.
סעיף ד
או
: הישר מעל כל הגרף - אין חיתוך.
: הישר נוגע בשתי נקודות המקסימום - 2 נקודות.
: ארבע נקודות (אחת בכל קטע מונוטוני).
: נקודת המינימום ועוד שתיים בענפים החיצוניים - 3 נקודות.
: רק שני הענפים החיצוניים יורדים לגובה הזה - 2 נקודות.
טעות נפוצה: לשכוח את מקרה ההשקה ולענות רק - בגובה הישר נוגע בגרף בשתי נקודות המקסימום.