דילוג לתוכן המרכזי

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.

א.

מצאו את סטיית התקן של מרחק הזריקה.

המשתתפים שמרחק הזריקה שלהם היה גדול מ-10 מטרים זכו במדליה.

ב.

מהו אחוז המשתתפים שזכו במדליה?

נתון כי 57 משתתפים זכו במדליה.

ג.

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.

ד.

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

תשובה:

0.8 מטר

P(X<8.88)=0.7257P(X<8.88)=0.7257. בטבלה המצטברת Φ(0.6)=0.7257\Phi(0.6)=0.7257, ולכן ציון התקן של 8.88 הוא z=0.6z=0.6.

0.6=8.88−8.4σ=0.48σ0.6=\frac{8.88-8.4}{\sigma}=\frac{0.48}{\sigma}
σ=0.480.6=0.8\sigma=\frac{0.48}{0.6}=0.8

טעות נפוצה: לכפול - σ=0.48⋅0.6=0.288\sigma=0.48\cdot0.6=0.288 מטר. עם סטיית תקן כזאת ציון התקן של 8.88 היה כ-1.67, לא 0.6.

סעיף ב

תשובה:

2.28%

z=10−8.40.8=1.60.8=2z=\frac{10-8.4}{0.8}=\frac{1.6}{0.8}=2

בטבלה Φ(2)=0.9772\Phi(2)=0.9772 - החלק שזרק פחות מ-10 מטרים.

הזוכים זרקו יותר, ולכן:

P(X>10)=1−0.9772=0.0228=2.28%P(X>10)=1-0.9772=0.0228=2.28\%

טעות נפוצה: לענות 97.72% - זה אחוז מי שזרקו פחות מ-10 מטרים.

סעיף ג

תשובה:

2,500 משתתפים

0.0228⋅N=570.0228\cdot N=57
N=570.0228=2500N=\frac{57}{0.0228}=2500

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

תשובה:

בזריקת כדור ברזל (z=1.5>1.25z=1.5>1.25)

משווים ציוני תקן:

zכדור=9.6−8.40.8=1.5,zכידון=35−304=1.25z_{\text{כדור}}=\frac{9.6-8.4}{0.8}=1.5,\qquad z_{\text{כידון}}=\frac{35-30}{4}=1.25

ציון התקן בזריקת כדור ברזל גבוה יותר, ולכן שם אחוז המשתתפים שהשיגו פחות ממנו גדול יותר (Φ(1.5)=0.9332\Phi(1.5)=0.9332 לעומת Φ(1.25)=0.8944\Phi(1.25)=0.8944).

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.

א.

מהו החציון של זמן הנסיעה?

ב.

חשבו את סטיית התקן של זמן הנסיעה.

ג(1).

מהו אחוז הנסיעות שנמשכות פחות מ-36 דקות?

ג(2).

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.

ד.

האם האחוז שנבדק השתנה לעומת האחוז שהיה לפני העבודות? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

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

תשובה:

4 דקות

הטבלה נותנת שטח משמאל לציון התקן, ולכן עוברים למשלים: 100%−22.66%=77.34%100\%-22.66\%=77.34\% מהנסיעות נמשכות פחות מ-45 דקות.

Φ(z)=0.7734⟹z=0.75\Phi(z)=0.7734\quad\Longrightarrow\quad z=0.75

מציבים בנוסחת ציון התקן:

0.75=45−42σ⟹σ=30.75=40.75=\frac{45-42}{\sigma}\quad\Longrightarrow\quad\sigma=\frac{3}{0.75}=4

טעות נפוצה: לכפול במקום לחלק, σ=3⋅0.75=2.25\sigma=3\cdot0.75=2.25 דקות. בדיקה: עם סטיית תקן כזאת ציון התקן של 45 היה 1.331.33, ומעליו רק כ-9%.

סעיף ג(1)

תשובה:

6.68% מהנסיעות

z=36−424=−64=−1.5z=\frac{36-42}{4}=\frac{-6}{4}=-1.5

לפי הסימטריה:

Φ(−1.5)=1−Φ(1.5)=1−0.9332=0.0668\Phi(-1.5)=1-\Phi(1.5)=1-0.9332=0.0668

כלומר 6.68% מהנסיעות.

טעות נפוצה: לקרוא Φ(1.5)=0.9332\Phi(1.5)=0.9332 ולענות 93.32% - מתעלמים מכך שציון התקן שלילי (36 קטן מהממוצע).

סעיף ג(2)

תשובה:

81.85% מהנסיעות

סטיית תקן אחת מתחת לממוצע היא ציון תקן −1-1; שתי סטיות תקן מעליו - ציון תקן 22.

Φ(2)−Φ(−1)=0.9772−(1−0.8413)=0.9772−0.1587=0.8185\Phi(2)-\Phi(-1)=0.9772-(1-0.8413)=0.9772-0.1587=0.8185

כלומר 81.85% מהנסיעות (בין 38 ל-50 דקות).

טעות נפוצה: לחשב Φ(2)−Φ(1)=0.1359\Phi(2)-\Phi(1)=0.1359 ולענות 13.59% - שוכחים שהגבול התחתון הוא ציון תקן שלילי.

סעיף ד

תשובה:

לא השתנה (עדיין 81.85%).

האזור מוגדר בציוני תקן: מ-z=−1z=-1 עד z=2z=2.

בכל התפלגות נורמלית השטח בין שני ציוני תקן זהה, בלי קשר לממוצע ולסטיית התקן.

לכן האחוז לא השתנה: 81.85%81.85\% (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'.

א.

מהי ההסתברות להוציא שני עטים בצבעים שונים?

ב(1).

מהי ההסתברות להוציא לפחות עט אדום אחד?

ב(2).

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 xx עטים אדומים לקופסה ג'. מוציאים באקראי שני עטים בזה אחר זה (ללא החזרה) מקופסה ג'. נתון כי ההסתברות להוציא שני עטים כחולים היא 24119\frac{24}{119}.

ג.

מצאו את הערך של xx.

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

2960\frac{29}{60}

קופסה א': P(אדום)=512P(\text{אדום})=\frac{5}{12}, P(כחול)=712P(\text{כחול})=\frac{7}{12}. קופסה ב': P(אדום)=615P(\text{אדום})=\frac{6}{15}, P(כחול)=915P(\text{כחול})=\frac{9}{15}.

512⋅915+712⋅615=45+42180=87180=2960\frac{5}{12}\cdot\frac{9}{15}+\frac{7}{12}\cdot\frac{6}{15}=\frac{45+42}{180}=\frac{87}{180}=\frac{29}{60}

טעות נפוצה: לחשב רק "אדום מא' וכחול מב'" ולקבל 45180=14\frac{45}{180}=\frac14. יש גם את המסלול ההפוך.

סעיף ב(1)

תשובה:

1320\frac{13}{20}

המשלים הוא "שני עטים כחולים":

1−712⋅915=1−63180=117180=13201-\frac{7}{12}\cdot\frac{9}{15}=1-\frac{63}{180}=\frac{117}{180}=\frac{13}{20}

טעות נפוצה: לחסר מ-1 את ההסתברות לשני אדומים, 1−30180=561-\frac{30}{180}=\frac56. המשלים של "לפחות אדום אחד" הוא "אף אדום".

סעיף ב(2)

תשובה:

1039\frac{10}{39}

P(שני אדומים)=512⋅615=30180P(\text{שני אדומים})=\frac{5}{12}\cdot\frac{6}{15}=\frac{30}{180}, והמאורע מוכל ב"לפחות אדום אחד":

30/180117/180=30117=1039\frac{30/180}{117/180}=\frac{30}{117}=\frac{10}{39}

טעות נפוצה: לענות 30180=16\frac{30}{180}=\frac16, ההסתברות הלא מותנית.

סעיף ג

תשובה:

x=8x=8

בקופסה ג': 11+x11+x אדומים ו-16 כחולים, בסך הכול 27+x27+x עטים.

1627+x⋅1526+x=24119 ⇒ (27+x)(26+x)=240⋅11924=1190\frac{16}{27+x}\cdot\frac{15}{26+x}=\frac{24}{119}\ \Rightarrow\ (27+x)(26+x)=\frac{240\cdot119}{24}=1190
x2+53x+702=1190 ⇒ x2+53x−488=0 ⇒ (x−8)(x+61)=0x^2+53x+702=1190\ \Rightarrow\ x^2+53x-488=0\ \Rightarrow\ (x-8)(x+61)=0

x=−61x=-61 נפסל, ולכן x=8x=8.

טעות נפוצה: לחשב עם החזרה, (1627+x)2=24119\left(\frac{16}{27+x}\right)^2=\frac{24}{119}, ולקבל x≈8.6x\approx8.6 - לא מספר שלם של עטים.

שאלה 4 · משולש ישר זווית במערכת צירים: דמיון ושטח מרובע

ABCABC הוא משולש ישר זווית (∠ABC=90∘\angle ABC=90^\circ). הצלע ABAB חותכת את ציר ה-yy בנקודה PP. נתון כי הישר CPCP מקביל לציר ה-xx. הנקודה EE נמצאת על הישר CPCP כך ש-AEAE מקביל לציר ה-yy (ראו סרטוט).

AEPCB
א.

הוכיחו כי △AEP∼△CBP\triangle AEP\sim\triangle CBP.

נתון: יחס הדמיון בין המשולש AEPAEP ובין המשולש CBPCBP הוא 25\frac{2}{5}, CP=25CP=25.

ב.

מצאו את אורך הקטע APAP.

נתון: A(−6,17)A(-6,17), שיעור ה-yy של הנקודה PP קטן מ-17.

ג.

מצאו את שיעורי הנקודות PP ו-CC.

ד(1).

מצאו את משוואת הצלע ABAB.

ד(2).

מצאו את שיעורי הנקודה BB.

ד(3).

מצאו את שטח המרובע AEBCAEBC.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א

תשובה:

הוכחה

AEAE מקביל לציר ה-yy, ו-EPEP (על הישר CPCP) מקביל לציר ה-xx. לכן AE⊥EPAE\perp EP, כלומר ∠AEP=90∘\angle AEP=90^\circ.

PP נמצאת על הצלע ABAB, ולכן ∠CBP=∠ABC=90∘\angle CBP=\angle ABC=90^\circ (נתון).

∠APE=∠CPB\angle APE=\angle CPB - זוויות קודקודיות (הישרים ABAB ו-ECEC נחתכים ב-PP).

לכן △AEP∼△CBP\triangle AEP\sim\triangle CBP לפי משפט הדמיון ז.ז. (סדר הקודקודים: A↔CA\leftrightarrow C, E↔BE\leftrightarrow B, P↔PP\leftrightarrow P).

טעות נפוצה: לנמק ש-∠EAP=∠BCP\angle EAP=\angle BCP כזוויות מתחלפות בין 'הישרים המקבילים' AEAE ו-CBCB - אבל CBCB אינו מקביל ל-AEAE (הוא אינו אנכי), ולכן הנימוק פסול. השוויון נובע מהדמיון, לא להפך.

סעיף ב

תשובה:

AP=10AP=10

APAP ו-CPCP הן צלעות מתאימות (כל אחת מול הזווית הישרה במשולש שלה):

APCP=25⇒AP=25⋅25=10\frac{AP}{CP}=\frac25\quad\Rightarrow\quad AP=\frac25\cdot25=10

טעות נפוצה: להפוך את היחס ולקבל AP=52⋅25=62.5AP=\frac52\cdot25=62.5.

סעיף ג

תשובה:

P(0,9)P(0,9), C(25,9)C(25,9)

P(0,yP)P(0,y_P), ו-AP=10AP=10:

62+(yP−17)2=100⇒(yP−17)2=64⇒yP=25 או yP=96^2+(y_P-17)^2=100\quad\Rightarrow\quad(y_P-17)^2=64\quad\Rightarrow\quad y_P=25\ \text{או}\ y_P=9

נתון yP<17y_P<17, ולכן P(0,9)P(0,9). CC על הישר y=9y=9, במרחק 25 מ-PP, מימין לציר ה-yy: C(25,9)C(25,9).

טעות נפוצה: לבחור yP=25y_P=25 ולקבל P(0,25)P(0,25) ו-C(25,25)C(25,25), בניגוד לנתון.

סעיף ד(1)

תשובה:

y=−43x+9y=-\frac43x+9

mAB=9−170−(−6)=−86=−43m_{AB}=\frac{9-17}{0-(-6)}=\frac{-8}{6}=-\frac43

P(0,9)P(0,9) היא נקודת החיתוך עם ציר ה-yy: y=−43x+9y=-\frac43x+9.

טעות נפוצה: לחלק את הפרש ה-xx בהפרש ה-yy ולקבל y=−34x+9y=-\frac34x+9.

סעיף ד(2)

תשובה:

B(9,−3)B(9,-3)

CB⊥ABCB\perp AB, ולכן mCB=34m_{CB}=\frac34. דרך C(25,9)C(25,9): y=34(x−25)+9y=\frac34(x-25)+9.

−43x+9=34x−754+9⇒2512x=754⇒x=9-\frac43x+9=\frac34x-\frac{75}{4}+9\quad\Rightarrow\quad\frac{25}{12}x=\frac{75}{4}\quad\Rightarrow\quad x=9

y=−43⋅9+9=−3y=-\frac43\cdot9+9=-3, ולכן B(9,−3)B(9,-3).

טעות נפוצה: להחליף רק את הסימן (mCB=43m_{CB}=\frac43) ולקבל B(12.5, −723)B\left(12.5,\,-7\tfrac23\right) - שם CBCB אינו מאונך ל-ABAB.

סעיף ד(3)

תשובה:

310

E(−6,9)E(-6,9). האלכסון ECEC על הישר y=9y=9: EC=25−(−6)=31EC=25-(-6)=31.

גובה המשולש AECAEC: 17−9=817-9=8. גובה המשולש EBCEBC: 9−(−3)=129-(-3)=12.

SAEBC=31⋅82+31⋅122=124+186=310S_{AEBC}=\frac{31\cdot8}{2}+\frac{31\cdot12}{2}=124+186=310

טעות נפוצה: לקחת כגובה של BB את המרחק שלה מציר ה-xx (3) ולקבל 31⋅(8+3)2=170.5\frac{31\cdot(8+3)}{2}=170.5.

שאלה 5 · מעגל במערכת צירים: משולש חסום ומרובע חסום

במעגל חסום משולש חד זוויות ABCABC. נתון: A(−5,4)A(-5,4), B(4,7)B(4,7). מרכז המעגל MM נמצא על ציר ה-yy. המעגל חותך את ציר ה-xx בנקודות CC ו-DD, כמתואר בסרטוט שלפניכם.

ABCDEM
א(1).

הראו כי שיעורי מרכז המעגל MM הם: (0,4)(0,4).

א(2).

מצאו את משוואת המעגל.

א(3).

מצאו את שיעורי הנקודות CC ו-DD.

ב(1).

מצאו את אורך הצלע ACAC.

ב(2).

מצאו את גודל הזווית ABCABC.

הנקודה EE נמצאת על הקשת הקטנה ACAC. נתון: EC=8EC=8.

ג.

מהו גודל הזווית AECAEC? נמקו את תשובתכם.

ד.

מצאו את שטח המשולש AECAEC.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א(1)

תשובה:

M(0,4)M(0,4)

M(0,k)M(0,k) ו-MA=MBMA=MB:

25+(4−k)2=16+(7−k)225+(4-k)^2=16+(7-k)^2
41−8k=65−14k⇒6k=24⇒k=441-8k=65-14k\quad\Rightarrow\quad6k=24\quad\Rightarrow\quad k=4

טעות נפוצה: לחבר הפרשים במקום לחשב מרחקים, 5+(k−4)=4+(7−k)5+(k-4)=4+(7-k), ולקבל k=5k=5.

סעיף א(2)

תשובה:

x2+(y−4)2=25x^2+(y-4)^2=25

R2=MA2=(−5)2+(4−4)2=25R^2=MA^2=(-5)^2+(4-4)^2=25
x2+(y−4)2=25x^2+(y-4)^2=25

טעות נפוצה: לכתוב x2+(y+4)2=25x^2+(y+4)^2=25.

סעיף א(3)

תשובה:

C(3,0)C(3,0), D(−3,0)D(-3,0)

y=0y=0: x2+16=25x^2+16=25, x=±3x=\pm3. לפי הסרטוט CC מימין: C(3,0)C(3,0), D(−3,0)D(-3,0).

טעות נפוצה: להציב x=0x=0 ולקבל (0,9)(0,9) ו-(0,−1)(0,-1).

סעיף ב(1)

תשובה:

AC=80≈8.94AC=\sqrt{80}\approx8.94

AC=(3+5)2+(0−4)2=64+16=80AC=\sqrt{(3+5)^2+(0-4)^2}=\sqrt{64+16}=\sqrt{80}

טעות נפוצה: לחשב 3−(−5)3-(-5) כ-−2-2 ולקבל 4+16=20\sqrt{4+16}=\sqrt{20}.

סעיף ב(2)

תשובה:

∠ABC≈63.435∘\angle ABC\approx63.435^\circ

ACsin⁡∠ABC=2R=10⇒sin⁡∠ABC=8010≈0.8944\frac{AC}{\sin\angle ABC}=2R=10\quad\Rightarrow\quad\sin\angle ABC=\frac{\sqrt{80}}{10}\approx0.8944

האפשרויות: 63.435∘63.435^\circ או 116.565∘116.565^\circ. המשולש חד זוויות, ולכן ∠ABC≈63.435∘\angle ABC\approx63.435^\circ.

טעות נפוצה: להציב 2R=502R=50 ולקבל sin⁡∠ABC≈0.179\sin\angle ABC\approx0.179, כלומר כ-10.3∘10.3^\circ.

סעיף ג

תשובה:

∠AEC≈116.565∘\angle AEC\approx116.565^\circ

ABCEABCE מרובע חסום במעגל (EE על הקשת שאין עליה את BB), ו-BB, EE קודקודים נגדיים:

∠AEC=180∘−∠ABC≈116.565∘\angle AEC=180^\circ-\angle ABC\approx116.565^\circ

טעות נפוצה: לענות 2⋅63.435∘=126.87∘2\cdot63.435^\circ=126.87^\circ, כאילו זו זווית מרכזית.

סעיף ד

תשובה:

≈6.4\approx6.4

במשולש AECAEC (חסום באותו מעגל): sin⁡∠EAC=EC2R=810=0.8\sin\angle EAC=\frac{EC}{2R}=\frac{8}{10}=0.8, ולכן ∠EAC≈53.13∘\angle EAC\approx53.13^\circ (חדה, כי ∠AEC\angle AEC קהה).

∠ACE≈180∘−116.565∘−53.13∘=10.305∘\angle ACE\approx180^\circ-116.565^\circ-53.13^\circ=10.305^\circ
SAEC=12⋅AC⋅EC⋅sin⁡∠ACE≈12⋅80⋅8⋅sin⁡10.305∘≈6.4S_{AEC}=\frac12\cdot AC\cdot EC\cdot\sin\angle ACE\approx\frac12\cdot\sqrt{80}\cdot8\cdot\sin10.305^\circ\approx6.4

טעות נפוצה: להציב sin⁡∠EAC=0.8\sin\angle EAC=0.8 במקום סינוס הזווית שבין ACAC ל-ECEC, ולקבל 12⋅80⋅8⋅0.8≈28.6\frac12\cdot\sqrt{80}\cdot8\cdot0.8\approx28.6.

שאלה 6 · פונקציה רציונלית זוגית עם פרמטר: חקירה והזזה

נתונה הפונקציה: f(x)=3x2x2−4+af(x)=\frac{3x^2}{x^2-4}+a. aa הוא פרמטר.

א.

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

ב.

הוכיחו כי הפונקציה f(x)f(x) היא זוגית.

נתון כי גרף הפונקציה f(x)f(x) חותך את ציר ה-xx בנקודה שבה x=1x=1.

ג.

מצאו את הערך של aa.

הציבו a=1a=1 בפונקציה f(x)f(x) וענו על הסעיפים ד-ו.

ד(1).

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

ד(2).

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

ד(3).

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

ד(4).

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

ה.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

נתונה הפונקציה: g(x)=f(x+5)g(x)=f(x+5).

ו(1).

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

ו(2).

האם הפונקציה g(x)g(x) היא זוגית? נמקו את תשובתכם.

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א

תשובה:

x≠2x\ne2, x≠−2x\ne-2

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

טעות נפוצה: לכתוב x≠4x\ne4 - לשכוח להוציא שורש מ-x2=4x^2=4.

סעיף ב

תשובה:

f(−x)=f(x)f(-x)=f(x) לכל xx בתחום

התחום x≠±2x\ne\pm2 סימטרי ביחס ל-0.

f(−x)=3(−x)2(−x)2−4+a=3x2x2−4+a=f(x)f(-x)=\frac{3(-x)^2}{(-x)^2-4}+a=\frac{3x^2}{x^2-4}+a=f(x)

טעות נפוצה: לכתוב (−x)2=−x2(-x)^2=-x^2 ולקבל f(−x)=−3x2−x2−4+a=3x2x2+4+a≠f(x)f(-x)=\frac{-3x^2}{-x^2-4}+a=\frac{3x^2}{x^2+4}+a\ne f(x), ולהסיק שהפונקציה "אינה זוגית".

סעיף ג

תשובה:

a=1a=1

f(1)=0f(1)=0:

3⋅11−4+a=0⇒−1+a=0⇒a=1\frac{3\cdot1}{1-4}+a=0\quad\Rightarrow\quad-1+a=0\quad\Rightarrow\quad a=1

טעות נפוצה: לחשב 31−4=1\frac{3}{1-4}=1 (לשכוח את הסימן של המכנה) ולקבל a=−1a=-1.

סעיף ד(1)

תשובה:

(0,1)(0,1), (−1,0)(-1,0), (1,0)(1,0)

f(x)=3x2x2−4+1f(x)=\frac{3x^2}{x^2-4}+1.

ציר ה-yy: f(0)=0+1=1f(0)=0+1=1, הנקודה (0,1)(0,1).

ציר ה-xx: 3x2x2−4=−1\frac{3x^2}{x^2-4}=-1, 3x2=−x2+43x^2=-x^2+4, 4x2=44x^2=4, x=±1x=\pm1.

הנקודות: (0,1)(0,1), (−1,0)(-1,0), (1,0)(1,0).

טעות נפוצה: לשכוח את +1+1 ולפתור 3x2=03x^2=0, ולקבל שהגרף חותך את ציר ה-xx רק ב-(0,0)(0,0).

סעיף ד(2)

תשובה:

max⁡(0,1)\max(0,1)

f′(x)=6x(x2−4)−3x2⋅2x(x2−4)2=6x3−24x−6x3(x2−4)2=−24x(x2−4)2f'(x)=\frac{6x(x^2-4)-3x^2\cdot2x}{(x^2-4)^2}=\frac{6x^3-24x-6x^3}{(x^2-4)^2}=\frac{-24x}{(x^2-4)^2}

f′(x)=0f'(x)=0 רק ב-x=0x=0; משמאל f′>0f'>0 ומימין f′<0f'<0 - מקסימום. f(0)=1f(0)=1.

טעות נפוצה: להפוך את סדר האיברים במונה של כלל המנה, לקבל f′=24x(x2−4)2f'=\frac{24x}{(x^2-4)^2} ולקבוע "מינימום" ב-(0,1)(0,1).

סעיף ד(3)

תשובה:

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

המכנה של f′f' חיובי, ולכן הסימן של f′f' הפוך לסימן של xx. מסמנים בטבלה גם את x=±2x=\pm2:

xxx<−2x<-2−2<x<0-2<x<0000<x<20<x<2x>2x>2
f′(x)f'(x)++0−−
f(x)f(x)↗↗מקסימום↘↘

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

טעות נפוצה: לכתוב "עלייה: x<0x<0; ירידה: x>0x>0" ולהתעלם מכך ש-x=±2x=\pm2 אינן בתחום.

סעיף ד(4)

תשובה:

x=2x=2, x=−2x=-2, y=4y=4

אנכיות: x=±2x=\pm2 (המכנה מתאפס והמונה 12≠012\ne0).

אופקית: 3x2x2−4→3\frac{3x^2}{x^2-4}\to3, ולכן f(x)→3+1=4f(x)\to3+1=4: y=4y=4.

טעות נפוצה: לכתוב y=3y=3 - לשכוח את התוספת +1+1.

סעיף ה

תשובה:

ענף אמצעי עם מקסימום (0,1)(0,1), חותך את ציר ה-xx ב-±1\pm1 ויורד ל-−∞-\infty ליד x=±2x=\pm2; ענפים חיצוניים מעל y=4y=4, מ-+∞+\infty ליד x=±2x=\pm2 אל האסימפטוטה y=4y=4

מרכזים: אסימפטוטות x=±2x=\pm2, y=4y=4; מקסימום (0,1)(0,1); חיתוכים (±1,0)(\pm1,0); עלייה משמאל ל-0 וירידה מימין (בלי ±2\pm2).

ענף אמצעי: מ-−∞-\infty ליד x=−2x=-2 עולה ל-(0,1)(0,1) ויורד ל-−∞-\infty ליד x=2x=2.

ענף ימני: יורד מ-+∞+\infty ליד x=2x=2 אל y=4y=4 (מלמעלה). הענף השמאלי - שיקוף.

-10-5510-5510

טעות נפוצה: לצייר את הענף האמצעי כ"גומה" (מינימום ב-(0,1)(0,1)) הפונה למעלה. לפי ד(2) זו נקודת מקסימום, והענף יורד משני צדדיה אל −∞-\infty.

סעיף ו(1)

תשובה:

x=−3x=-3, x=−7x=-7, y=4y=4

g(x)=f(x+5)g(x)=f(x+5) - הזזה של גרף ff ב-5 יחידות שמאלה.

אנכיות: x=2−5=−3x=2-5=-3 ו-x=−2−5=−7x=-2-5=-7. אופקית: לא משתנה, y=4y=4.

טעות נפוצה: להזיז ימינה ולקבל x=7x=7 ו-x=3x=3.

סעיף ו(2)

תשובה:

לא

גרף gg סימטרי ביחס לישר x=−5x=-5, לא ביחס לציר ה-yy.

גם התחום אינו סימטרי ביחס ל-0: g(3)g(3) מוגדרת אבל g(−3)g(-3) לא. לכן gg אינה זוגית.

טעות נפוצה: לענות "כן, כי gg היא הזזה של פונקציה זוגית". הזזה אופקית מזיזה גם את ציר הסימטריה.

שאלה 7 · חקירת פונקציית שורש והזזה אנכית

נתונה הפונקציה: f(x)=x2⋅3x+15f(x)=x^2\cdot\sqrt{3x+15}.

א.

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

ב.

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

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).

נתונה הפונקציה: g(x)=f(x)−cg(x)=f(x)-c, cc הוא פרמטר חיובי. הפונקציות f(x)f(x) ו-g(x)g(x) מוגדרות באותו התחום. גרף הפונקציה g(x)g(x) משיק לישר: y=20y=20.

ה.

מצאו את הערך של cc.

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

תשובה:

x≥−5x\ge-5

3x+15≥0⇒x≥−53x+15\ge0\quad\Rightarrow\quad x\ge-5

טעות נפוצה: לפתור 3x+15>03x+15>0 (אי-שוויון חזק) ולהשמיט את x=−5x=-5, שבה השורש שווה 0 ומוגדר.

סעיף ב

תשובה:

(0,0)(0,0), (−5,0)(-5,0)

f(0)=0f(0)=0 - (0,0)(0,0).

x2=0x^2=0 או 3x+15=0\sqrt{3x+15}=0: x=0x=0 או x=−5x=-5 - (0,0)(0,0), (−5,0)(-5,0).

טעות נפוצה: לשכוח את אפס השורש ולענות רק (0,0)(0,0).

סעיף ג

תשובה:

min⁡(−5,0)\min(-5,0) (בקצה התחום), max⁡(−4,163)\max(-4,16\sqrt3), min⁡(0,0)\min(0,0)

הנגזרת של 3x+15\sqrt{3x+15} היא 323x+15\frac{3}{2\sqrt{3x+15}}:

f′(x)=2x3x+15+3x223x+15=4x(3x+15)+3x223x+15=15x2+60x23x+15=15x(x+4)23x+15f'(x)=2x\sqrt{3x+15}+\frac{3x^2}{2\sqrt{3x+15}}=\frac{4x(3x+15)+3x^2}{2\sqrt{3x+15}}=\frac{15x^2+60x}{2\sqrt{3x+15}}=\frac{15x(x+4)}{2\sqrt{3x+15}}

f′=0f'=0 ב-x=−4x=-4 וב-x=0x=0.

סימנים: −5<x<−4-5<x<-4 - f′>0f'>0; −4<x<0-4<x<0 - f′<0f'<0; x>0x>0 - f′>0f'>0.

x=−4x=-4: עלייה ואז ירידה - מקסימום, f(−4)=163f(-4)=16\sqrt{3}. x=0x=0: ירידה ואז עלייה - מינימום (0,0)(0,0).

x=−5x=-5: התחום מתחיל שם והפונקציה עולה ממנו - מינימום בקצה (−5,0)(-5,0).

טעות נפוצה: לשכוח את הגורם 3 מהנגזרת הפנימית (123x+15\frac{1}{2\sqrt{3x+15}}). מקבלים f′=13x2+60x23x+15f'=\frac{13x^2+60x}{2\sqrt{3x+15}} ומקסימום שגוי ב-x=−6013x=-\frac{60}{13}.

סעיף ד

תשובה:

מתחיל ב-(−5,0)(-5,0), עולה עד (−4,163)(-4,16\sqrt3), יורד עד (0,0)(0,0) ועולה ל-+∞+\infty

הגרף מתחיל בנקודה (−5,0)(-5,0) (נקודה מלאה), עולה למקסימום (−4,163)≈(−4,27.7)(-4,16\sqrt3)\approx(-4,27.7), יורד למינימום (0,0)(0,0), ומשם עולה בלי הגבלה.

טעות נפוצה: לצייר את הגרף גם משמאל ל-x=−5x=-5 - שם הפונקציה אינה מוגדרת.

סעיף ה

תשובה:

c=163−20≈7.71c=16\sqrt3-20\approx7.71

הנקודות הפנימיות של קיצון ב-gg: max⁡(−4,163−c)\max(-4,16\sqrt3-c), min⁡(0,−c)\min(0,-c).

ב-x=0x=0: −c=20-c=20 - c=−20c=-20, נפסל.

163−c=20⇒c=163−20≈7.7116\sqrt3-c=20\quad\Rightarrow\quad c=16\sqrt3-20\approx7.71

טעות נפוצה: להזיז כלפי מעלה, 163+c=2016\sqrt3+c=20, לקבל c≈−7.71c\approx-7.71 ולהסיק שאין cc חיובי.

שאלה 8 · מגרף הנגזרת לגרף הפונקציה: צורת M, שטח וחיתוך עם ישר אופקי

הפונקציה f(x)f(x) ופונקציית הנגזרת שלה f′(x)f'(x) מוגדרות לכל xx. בסרטוט שלפניכם מתואר הגרף של פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x). פונקציית הנגזרת מתאפסת בנקודות: x=−1x=-1, x=1x=1, x=3x=3 בלבד.

א.

הסתמכו על הסרטוט וקבעו את שיעורי ה-xx של נקודות הקיצון של הפונקציה f(x)f(x) ואת סוגן.

SS הוא השטח הנמצא ברביע הראשון ומוגבל על ידי גרף פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x) ועל ידי ציר ה-xx. נתון: S=6S=6, f(1)=−2f(1)=-2.

ב.

מצאו את f(3)f(3).

נתון: f(−1)=f(3)f(-1)=f(3). לפונקציה f(x)f(x) אין אסימפטוטה אופקית.

ג.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

ד.

בעבור אילו ערכי kk הישר y=ky=k חותך את גרף הפונקציה f(x)f(x) ב-2 נקודות שונות בדיוק? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א

תשובה:

מקסימום: x=−1x=-1, x=3x=3; מינימום: x=1x=1

ב-x=−1x=-1: f′f' עוברת מחיובית לשלילית - מקסימום.

ב-x=1x=1: משלילית לחיובית - מינימום.

ב-x=3x=3: מחיובית לשלילית - מקסימום.

טעות נפוצה: להעתיק את התבנית "מינימום-מקסימום-מינימום" בלי לבדוק את כיוון החלפת הסימן, ולענות מינימום ב-x=−1x=-1 וב-x=3x=3 ומקסימום ב-x=1x=1.

סעיף ב

תשובה:

f(3)=4f(3)=4

השטח ברביע הראשון הוא בין x=1x=1 ל-x=3x=3, מעל ציר ה-xx, ולכן האינטגרל שווה לשטח:

∫13f′(x) dx=f(3)−f(1)=6 ⇒ f(3)=−2+6=4\int_1^3f'(x)\,dx=f(3)-f(1)=6\ \Rightarrow\ f(3)=-2+6=4

(מתאים לסעיף א: בין 1 ל-3 הפונקציה עולה.)

טעות נפוצה: לחסר את השטח, f(3)=−2−6=−8f(3)=-2-6=-8, כאילו השטח מתחת לציר.

סעיף ג

תשובה:

גרף בצורת M: עולה מ-−∞-\infty למקסימום (−1,4)(-1,4), יורד למינימום (1,−2)(1,-2), עולה למקסימום (3,4)(3,4) ויורד ל-−∞-\infty

נקודות הקיצון: (−1,4)(-1,4) מקסימום, (1,−2)(1,-2) מינימום, (3,4)(3,4) מקסימום.

משמאל ל-−1-1, f′>0f'>0 - הפונקציה עולה אל המקסימום; מימין ל-3, f′<0f'<0 - יורדת.

אין אסימפטוטה אופקית, ולכן בשני הקצוות הגרף יורד ל-−∞-\infty.

טעות נפוצה: לסרטט את שני הקצוות עולים ל-+∞+\infty (כמו בצורת W) - מימין ל-3 הנגזרת שלילית, ולכן הגרף יורד.

סעיף ד

תשובה:

k=4k=4 או k<−2k<-2

k>4k>4: הישר מעל כל הגרף - אין חיתוך.

k=4k=4: הישר נוגע בשתי נקודות המקסימום - 2 נקודות.

−2<k<4-2<k<4: ארבע נקודות (אחת בכל קטע מונוטוני).

k=−2k=-2: נקודת המינימום ועוד שתיים בענפים החיצוניים - 3 נקודות.

k<−2k<-2: רק שני הענפים החיצוניים יורדים לגובה הזה - 2 נקודות.

טעות נפוצה: לשכוח את מקרה ההשקה ולענות רק k<−2k<-2 - בגובה k=4k=4 הישר נוגע בגרף בשתי נקודות המקסימום.

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.