דילוג לתוכן המרכזי

מתכונת במתמטיקה 471 - מתכונת 6 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 משקל

במטע מסוים המשקלים של התפוחים מתפלגים נורמלית. המשקל הממוצע של תפוח במטע הוא 150 גרם.

במטע ממיינים את התפוחים לשלוש קבוצות:

קבוצה א' - תפוחים שמשקלם קטן מ-155 גרם.

קבוצה ב' - תפוחים שמשקלם בין 155 גרם ל-163 גרם.

קבוצה ג' - שאר התפוחים.

נתון כי שיעור התפוחים בקבוצה א' הוא 69.15%.

א.

מצאו את סטיית התקן של משקל התפוחים במטע.

ב.

מצאו מהו אחוז התפוחים שבקבוצה ג' מתוך כל התפוחים במטע.

ג.

יום אחד נקטפו במטע 3,000 תפוחים סך הכול. במטע החליטו לארוז בשקיות את כל התפוחים שבקבוצה ב' כך שבכל שקית יהיו 5 תפוחים. על פי טבלת ההתפלגות הנורמלית, כמה שקיות ארזו במטע ביום זה?

ד.

במטע אחר, שגם בו המשקלים של התפוחים מתפלגים נורמלית, אחוז התפוחים שמשקלם גדול מ-160 גרם שווה לאחוז התפוחים שבקבוצה ב'. נתון כי סטיית התקן של משקל התפוחים בשני המטעים זהה. מצאו את המשקל הממוצע של תפוח במטע האחר.

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

σ=10\sigma=10 גרם

69.15% מהתפוחים שוקלים פחות מ-155 גרם: השטח המצטבר משמאל ל-155 הוא 0.6915.

בטבלה: Φ(0.5)=0.6915\Phi(0.5)=0.6915, ולכן ציון התקן של 155 גרם הוא z=0.5z=0.5.

0.5=155−150σ⇒σ=50.5=100.5=\frac{155-150}{\sigma}\quad\Rightarrow\quad\sigma=\frac{5}{0.5}=10

טעות נפוצה: להציב את 0.6915 כציון התקן ולקבל σ=50.6915≈7.23\sigma=\frac{5}{0.6915}\approx7.23. 0.6915 הוא שטח, וציון התקן המתאים לו הוא 0.5.

סעיף ב

תשובה:

9.68%

קבוצה ג' - תפוחים שמשקלם גדול מ-163 גרם. ציון התקן של 163:

z=163−15010=1.3z=\frac{163-150}{10}=1.3

Φ(1.3)=0.9032\Phi(1.3)=0.9032 הוא השטח משמאל. השטח מימין:

P(X>163)=1−0.9032=0.0968P(X>163)=1-0.9032=0.0968

כלומר 9.68% מהתפוחים בקבוצה ג'.

טעות נפוצה: לענות 90.32% - זה אחוז התפוחים הקלים מ-163 גרם, לא הכבדים ממנו.

סעיף ג

תשובה:

127 שקיות

שיעור התפוחים בקבוצה ב' הוא השטח משמאל ל-163 פחות השטח משמאל ל-155 (קבוצה א'):

P(155<X<163)=0.9032−0.6915=0.2117P(155<X<163)=0.9032-0.6915=0.2117

מספר התפוחים בקבוצה ב':

3000⋅0.2117=635.1≈6353000\cdot0.2117=635.1\approx635

בכל שקית 5 תפוחים: 6355=127\frac{635}{5}=127 שקיות.

טעות נפוצה: לשכוח להפחית את קבוצה א' - 3000⋅0.9032≈27103000\cdot0.9032\approx2710 תפוחים, כלומר 542 שקיות. אלה כל התפוחים הקלים מ-163 גרם.

סעיף ד

תשובה:

μ=152\mu=152 גרם

במטע האחר P(Y>160)=0.2117P(Y>160)=0.2117, ולכן השטח משמאל ל-160:

P(Y<160)=1−0.2117=0.7883P(Y<160)=1-0.2117=0.7883

בטבלה: Φ(0.8)=0.7881\Phi(0.8)=0.7881, הערך הקרוב ביותר, ולכן z=0.8z=0.8.

סטיית התקן זהה, σ=10\sigma=10:

0.8=160−μ10⇒μ=160−8=1520.8=\frac{160-\mu}{10}\quad\Rightarrow\quad\mu=160-8=152

טעות נפוצה: לחפש בטבלה את 0.2117, לקבל z=−0.8z=-0.8 ומשם μ=160+8=168\mu=160+8=168. 0.2117 הוא השטח מימין ל-160, והטבלה עובדת עם השטח משמאל.

שאלה 2 · מתאם ורגרסיה: מספר המושבים בספה וזמן ההחלטה

מוכר בחנות רהיטים בדק את הקשר הלינארי בין מספר המושבים בספה (המשתנה xx) ובין מספר הדקות שנדרשו ללקוח להחליט לקנות את הספה (המשתנה yy). בשבוע מסוים הוא מכר 8 ספות. לפניכם טבלה המתארת את הנתונים של שמונה הספות:

מספר המושבים (xx)מספר הדקות לקבלת ההחלטה (yy)
36
312
312
314
516
518
518
524
א.

חשבו את הממוצעים ואת סטיות התקן של שני המשתנים, xx ו-yy.

ב.

חשבו את מקדם המתאם rr.

ג.

מצאו את משוואת ישר הרגרסיה לניבוי מספר הדקות לקבלת ההחלטה כתלות במספר המושבים.

החנות הזמינה דגם חדש של ספה עם 4 מושבים.

ד.

על פי ישר הרגרסיה שמצאתם, מהו ניבוי מספר הדקות לקבלת ההחלטה בעבור דגם זה?

בעקבות שינוי בסידור החנות, התארך ב-25% זמן קבלת ההחלטה לקנות כל אחת מן הספות.

ה.

בעבור כל אחד מן המדדים שלפניכם קבעו אם ערכו יגדל, יקטן או לא ישתנה בעקבות השינוי הזה: (1) מקדם המתאם rr. (2) סטיית התקן של המשתנה yy. (3) שיפוע ישר הרגרסיה לניבוי מספר הדקות לקבלת ההחלטה כתלות במספר המושבים.

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

xˉ=4\bar x=4, Sx=1S_x=1, yˉ=15\bar y=15 דקות, Sy=5S_y=5 דקות

xˉ=4⋅3+4⋅58=4,yˉ=6+12+12+14+16+18+18+248=1208=15\bar x=\frac{4\cdot3+4\cdot5}{8}=4,\qquad\bar y=\frac{6+12+12+14+16+18+18+24}{8}=\frac{120}{8}=15

ב-xx כל ערך רחוק 1 מהממוצע, ולכן Sx=1S_x=1.

הסטיות של yy מהממוצע: −9,−3,−3,−1,1,3,3,9-9,-3,-3,-1,1,3,3,9. סכום הריבועים: 81+9+9+1+1+9+9+81=20081+9+9+1+1+9+9+81=200.

Sy=2008=25=5S_y=\sqrt{\frac{200}{8}}=\sqrt{25}=5

טעות נפוצה: לשכוח להוציא שורש ולכתוב Sy=25S_y=25.

סעיף ב

תשובה:

r=0.8r=0.8

r=∑(xi−xˉ)(yi−yˉ)n⋅Sx⋅Syr=\frac{\sum(x_i-\bar x)(y_i-\bar y)}{n\cdot S_x\cdot S_y}

בספות של 3 מושבים x−xˉ=−1x-\bar x=-1, והסטיות של yy הן −9,−3,−3,−1-9,-3,-3,-1: סכום המכפלות 9+3+3+1=169+3+3+1=16.

בספות של 5 מושבים x−xˉ=1x-\bar x=1, והסטיות 1,3,3,91,3,3,9: סכום המכפלות 16.

r=328⋅1⋅5=0.8r=\frac{32}{8\cdot1\cdot5}=0.8

טעות נפוצה: לשכוח את nn במכנה ולקבל 325=6.4\frac{32}{5}=6.4.

סעיף ג

תשובה:

y=4x−1y=4x-1

m=r⋅SySx=0.8⋅51=4m=r\cdot\frac{S_y}{S_x}=0.8\cdot\frac51=4

הישר עובר בנקודת הממוצעים (4,15)(4,15):

y−15=4(x−4)⇒y=4x−1y-15=4(x-4)\quad\Rightarrow\quad y=4x-1

טעות נפוצה: להפוך את היחס, m=0.8⋅15=0.16m=0.8\cdot\frac15=0.16, ולקבל y=0.16x+14.36y=0.16x+14.36.

סעיף ד

תשובה:

15 דקות

y=4⋅4−1=15y=4\cdot4-1=15

(4 הוא ממוצע ה-xx, וישר הרגרסיה עובר בנקודת הממוצעים - לכן הניבוי הוא ממוצע ה-yy.)

טעות נפוצה: להציב בנוסחה בלי להחסיר את ממוצע ה-xx, y^=yˉ+m⋅x=15+4⋅4=31\hat y=\bar y+m\cdot x=15+4\cdot4=31 דקות. בישר y−yˉ=m(x−xˉ)y-\bar y=m(x-\bar x) מציבים את המרחק מהממוצע, x−xˉ=0x-\bar x=0.

סעיף ה

תשובה:

(1) לא ישתנה (2) תגדל (3) יגדל

הארכה ב-25% פירושה שכל ערך של yy מוכפל ב-1.25.

(1) הכפלה בקבוע חיובי לא משנה את מקדם המתאם: r=0.8r=0.8.

(2) Sy=1.25⋅5=6.25S_y=1.25\cdot5=6.25 - תגדל.

(3) m=r⋅SySx=0.8⋅6.25=5m=r\cdot\frac{S_y}{S_x}=0.8\cdot6.25=5 - יגדל.

טעות נפוצה: לענות שהשיפוע לא ישתנה כי מקדם המתאם לא משתנה. השיפוע תלוי גם בסטיית התקן של yy.

שאלה 3 · עץ הסתברויות: שלושה שלבי מבחנים לתזמורת נוער

תזמורת נוער ערכה מבחני קבלה לנגנים. כדי להתקבל לתזמורת, נגן צריך לעבור בהצלחה שלושה שלבים. מי שלא עבר בהצלחה שלב מסוים, לא המשיך לשלב הבא.

השלבים היו: שלב ראשון: שליחת הקלטה. שלב שני: מבחן נגינה מול ועדה. שלב שלישי: חזרה משותפת עם התזמורת.

כל הנגנים שעברו בהצלחה את שלושת השלבים התקבלו לתזמורת.

נתון: 80% מן הנגנים עברו בהצלחה את שלב ההקלטה. 75% מן הנגנים שעברו בהצלחה את שלב ההקלטה, עברו בהצלחה את המבחן מול הוועדה. 50% מן הנגנים שעברו בהצלחה את המבחן מול הוועדה, עברו בהצלחה את החזרה המשותפת.

א.

בחרו באקראי נגן שהשתתף במבחנים. מהי ההסתברות שהוא התקבל לתזמורת?

ב.

שני חברים, רון ואלון, השתתפו במבחנים. מהי ההסתברות שלפחות אחד מהם התקבל לתזמורת?

ג.

גם מאיה השתתפה במבחנים. מהי ההסתברות שהיא עברה בהצלחה את שלב ההקלטה, אם ידוע שהיא לא התקבלה לתזמורת?

ד.

ידוע כי 245 נגנים מבין כל הנגנים שהשתתפו במבחנים לא התקבלו לתזמורת. כמה נגנים התקבלו לתזמורת?

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

p=0.3p=0.3

האחוזים בשלב השני ובשלב השלישי הם מתוך מי שעבר את השלב הקודם - הסתברויות מותנות על ענפי העץ.

נגן מתקבל רק במסלול "עבר - עבר - עבר":

P(התקבל)=0.8⋅0.75⋅0.5=0.3P(\text{התקבל})=0.8\cdot0.75\cdot0.5=0.3

טעות נפוצה: לכפול רק 0.75⋅0.5=0.3750.75\cdot0.5=0.375 ולשכוח שה-75% הם רק מתוך מי שעבר את שלב ההקלטה.

סעיף ב

תשובה:

p=0.51p=0.51

המשלים של "לפחות אחד התקבל" הוא "שניהם לא התקבלו".

P(לא התקבל)=1−0.3=0.7P(\text{לא התקבל})=1-0.3=0.7, והמבחנים של שני החברים בלתי תלויים:

P(שניהם לא התקבלו)=0.7⋅0.7=0.49P(\text{שניהם לא התקבלו})=0.7\cdot0.7=0.49
P(לפחות אחד)=1−0.49=0.51P(\text{לפחות אחד})=1-0.49=0.51

טעות נפוצה: לחשב רק "בדיוק אחד", 2⋅0.3⋅0.7=0.422\cdot0.3\cdot0.7=0.42, ולשכוח את המקרה ששניהם התקבלו.

סעיף ג

תשובה:

p=57p=\frac{5}{7}

התנאי: לא התקבלה. P(לא התקבלה)=1−0.3=0.7P(\text{לא התקבלה})=1-0.3=0.7.

החיתוך "עברה את ההקלטה וגם לא התקבלה" מורכב משני מסלולים בעץ:

עברה הקלטה ונכשלה מול הוועדה: 0.8⋅0.25=0.20.8\cdot0.25=0.2.

עברה הקלטה, עברה את הוועדה ונכשלה בחזרה המשותפת: 0.8⋅0.75⋅0.5=0.30.8\cdot0.75\cdot0.5=0.3.

P(עברה הקלטה∩לא התקבלה)=0.2+0.3=0.5P(\text{עברה הקלטה}\cap\text{לא התקבלה})=0.2+0.3=0.5
P(עברה הקלטה∣לא התקבלה)=0.50.7=57P(\text{עברה הקלטה}\mid\text{לא התקבלה})=\frac{0.5}{0.7}=\frac{5}{7}

טעות נפוצה: לקחת רק את המסלול שנכשל בשלב האחרון ולקבל 0.30.7=37\frac{0.3}{0.7}=\frac37 - גם מי שנכשלה מול הוועדה עברה את שלב ההקלטה.

סעיף ד

תשובה:

105 נגנים

לפי סעיף א, 70% מהנגנים לא התקבלו. נסמן ב-NN את מספר הנגנים:

0.7N=245 ⇒ N=3500.7N=245\ \Rightarrow\ N=350

התקבלו 350−245=105350-245=105 נגנים (בדיקה: 0.3⋅350=1050.3\cdot350=105).

טעות נפוצה: לכפול 0.3⋅245=73.50.3\cdot245=73.5 - ה-30% הם מכלל הנגנים, לא מאלה שלא התקבלו.

שאלה 4 · טרפז ישר זווית במערכת צירים: אלכסונים מאונכים

נתון טרפז ישר זווית ABCDABCD (AD⊥ABAD\perp AB, AB∥DCAB\parallel DC). הקודקודים AA ו-BB נמצאים על ציר ה-xx, כמתואר בסרטוט. אלכסוני הטרפז נפגשים בנקודה MM, שנמצאת על ציר ה-yy. נתון: האלכסון ACAC מאונך לאלכסון BDBD. משוואת הישר ACAC היא: y=−3x+9y=-3x+9.

ABCDM

(בסרטוט, M היא נקודת החיתוך של האלכסונים, מתחת לצלע DC.)

א.

מצאו את משוואת הישר BDBD.

ב.

מצאו את שיעורי הקודקודים AA, BB, CC ו-DD.

ג(1).

חשבו את גודל הזווית ABDABD.

ג(2).

חשבו את גודל הזווית BCDBCD.

ד.

מצאו את שטח המשולש BCDBCD.

הנקודה FF נמצאת על המשך הצלע CDCD כך ששטח המשולש BFCBFC גדול פי 2 משטח המשולש BCDBCD.

ה.

מצאו את שיעורי הנקודה FF (מצאו את אחת משתי האפשרויות).

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א

תשובה:

y=13x+9y=\frac13x+9

MM היא נקודת החיתוך של ACAC עם ציר ה-yy: M(0,9)M(0,9).

mBD⋅(−3)=−1⇒mBD=13m_{BD}\cdot(-3)=-1\quad\Rightarrow\quad m_{BD}=\frac13

BDBD עובר דרך M(0,9)M(0,9): y=13x+9y=\frac13x+9.

טעות נפוצה: להפוך בלי להחליף סימן ולקבל y=−13x+9y=-\frac13x+9.

סעיף ב

תשובה:

A(3,0)A(3,0), B(−27,0)B(-27,0), C(−13,10)C(-\frac13,10), D(3,10)D(3,10)

AA: 0=−3x+90=-3x+9, x=3x=3 - A(3,0)A(3,0).

BB: 0=13x+90=\frac13x+9, x=−27x=-27 - B(−27,0)B(-27,0).

ADAD אנכי (x=3x=3), ו-DD על BDBD: y=13⋅3+9=10y=\frac13\cdot3+9=10 - D(3,10)D(3,10).

DCDC אופקי (y=10y=10), ו-CC על ACAC: 10=−3x+910=-3x+9, x=−13x=-\frac13 - C(−13,10)C(-\frac13,10).

טעות נפוצה: לחשוב ש-CC נמצאת בדיוק מעל MM ולכתוב C(0,10)C(0,10). CC היא קצה האלכסון ACAC וצריכה לקיים את משוואתו.

סעיף ג(1)

תשובה:

∠ABD≈18.43∘\angle ABD\approx18.43^\circ

BABA על ציר ה-xx, ולכן הזווית ABDABD היא הזווית של BDBD עם ציר ה-xx:

tan⁡∠ABD=13⇒∠ABD≈18.43∘\tan\angle ABD=\frac13\quad\Rightarrow\quad\angle ABD\approx18.43^\circ

טעות נפוצה: להשתמש בשיפוע של ACAC: tan⁡α=3\tan\alpha=3, α≈71.57∘\alpha\approx71.57^\circ.

סעיף ג(2)

תשובה:

∠BCD≈159.44∘\angle BCD\approx159.44^\circ

mBC=10−0−13−(−27)=10803=38⇒∠CBA≈20.56∘m_{BC}=\frac{10-0}{-\frac13-(-27)}=\frac{10}{\frac{80}{3}}=\frac38\quad\Rightarrow\quad\angle CBA\approx20.56^\circ

DC∥ABDC\parallel AB, ולכן ∠BCD+∠CBA=180∘\angle BCD+\angle CBA=180^\circ (זוויות חד-צדדיות):

∠BCD=180∘−20.56∘=159.44∘\angle BCD=180^\circ-20.56^\circ=159.44^\circ

טעות נפוצה: לענות 20.56∘20.56^\circ - זו הזווית CBACBA, ולא הזווית הקהה ב-CC.

סעיף ד

תשובה:

503=1623\frac{50}{3}=16\frac23

CD=3−(−13)=103CD=3-\left(-\frac13\right)=\frac{10}{3}, והגובה מ-BB לישר y=10y=10 הוא 10.

SBCD=12⋅103⋅10=503S_{BCD}=\frac12\cdot\frac{10}{3}\cdot10=\frac{50}{3}

טעות נפוצה: לחשב את CDCD כ-3−13=833-\frac13=\frac83 (לאבד את הסימן של −13-\frac13) ולקבל 403\frac{40}{3}.

סעיף ה

תשובה:

F(193,10)F(\frac{19}{3},10) או F(−7,10)F(-7,10)

לשני המשולשים אותו גובה מ-BB (10), ולכן FC=2⋅CD=203FC=2\cdot CD=\frac{20}{3}.

FF על y=10y=10: x=−13+203=193x=-\frac13+\frac{20}{3}=\frac{19}{3} או x=−13−203=−7x=-\frac13-\frac{20}{3}=-7.

טעות נפוצה: למדוד 203\frac{20}{3} מ-DD ולקבל F(293,10)F(\frac{29}{3},10), שבעבורה FC=10FC=10 - השטח פי 3.

שאלה 5 · משולש חסום במעגל במערכת צירים: חיתוך, זוויות ושטחים

משולש ABCABC חסום במעגל שמרכזו MM, כמתואר בסרטוט.

נתון: M(−7,0)M(-7,0), C(−20,0)C(-20,0).

ABCMO
א.

מצאו את משוואת המעגל.

נתון: משוואת הצלע ABAB היא: y=xy=x.

ב.

מצאו את שיעורי הקודקודים AA ו-BB.

הנקודה OO היא ראשית הצירים.

ג.

מצאו את גודל הזווית ACOACO ואת גודל הזווית AOCAOC.

ד.

מצאו את שטח המשולש ABCABC.

הנקודה EE נמצאת על הצלע ACAC כך ששטח המשולש EABEAB הוא 68.

ה.

מצאו את אורך הקטע AEAE.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א

תשובה:

(x+7)2+y2=169(x+7)^2+y^2=169

R=MC=−7−(−20)=13R=MC=-7-(-20)=13.

(x+7)2+y2=169(x+7)^2+y^2=169

טעות נפוצה: לכתוב (x−7)2+y2=169(x-7)^2+y^2=169 - מעגל שמרכזו (7,0)(7,0).

סעיף ב

תשובה:

A(5,5)A(5,5), B(−12,−12)B(-12,-12)

(x+7)2+x2=169⇒2x2+14x−120=0⇒x2+7x−60=0(x+7)^2+x^2=169\quad\Rightarrow\quad2x^2+14x-120=0\quad\Rightarrow\quad x^2+7x-60=0

(x+12)(x−5)=0(x+12)(x-5)=0: x=5x=5 או x=−12x=-12, ולכן A(5,5)A(5,5) (ברביע הראשון) ו-B(−12,−12)B(-12,-12).

טעות נפוצה: לפתוח את (x+7)2(x+7)^2 כ-x2+49x^2+49, לקבל 2x2=1202x^2=120 ואת הנקודות (±60,±60)(\pm\sqrt{60},\pm\sqrt{60}).

סעיף ג

תשובה:

∠ACO≈11.31∘\angle ACO\approx11.31^\circ, ∠AOC=135∘\angle AOC=135^\circ

mCA=5−05−(−20)=525=15⇒tan⁡∠ACO=15⇒∠ACO≈11.31∘m_{CA}=\frac{5-0}{5-(-20)}=\frac{5}{25}=\frac15\quad\Rightarrow\quad\tan\angle ACO=\frac15\quad\Rightarrow\quad\angle ACO\approx11.31^\circ

זווית הנטייה של OAOA (הישר y=xy=x) היא 45∘45^\circ, ו-∠AOC\angle AOC צמודה לה:

∠AOC=180∘−45∘=135∘\angle AOC=180^\circ-45^\circ=135^\circ

טעות נפוצה: לענות ∠AOC=45∘\angle AOC=45^\circ - זו הזווית בין OAOA לחלק החיובי של ציר ה-xx.

סעיף ד

תשובה:

170

OO על הצלע ABAB, ולכן מחלקים לשני משולשים עם הבסיס CO=20CO=20:

SABC=20⋅52+20⋅122=50+120=170S_{ABC}=\frac{20\cdot5}{2}+\frac{20\cdot12}{2}=50+120=170

טעות נפוצה: לחשב רק את שטח המשולש ACOACO ולקבל 50.

סעיף ה

תשובה:

AE=226≈10.2AE=2\sqrt{26}\approx10.2

למשולשים EABEAB ו-CABCAB אותו גובה מ-BB לישר ACAC:

AEAC=68170=25,AC=252+52=650=526\frac{AE}{AC}=\frac{68}{170}=\frac25,\qquad AC=\sqrt{25^2+5^2}=\sqrt{650}=5\sqrt{26}
AE=25⋅526=226AE=\frac25\cdot5\sqrt{26}=2\sqrt{26}

טעות נפוצה: לייחס את השטח 68 למשולש EBCEBC ולקבל AE=35⋅526=326AE=\frac35\cdot5\sqrt{26}=3\sqrt{26}.

שאלה 6 · חקירת פונקציה רציונלית: קיצון, סקיצה, ישר אופקי והזזה

נתונה הפונקציה: f(x)=18x(x−3)2f(x)=\frac{18x}{(x-3)^2}.

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).

א(3).

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

א(4).

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

ב.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

הישר y=ky=k וגרף הפונקציה f(x)f(x) נפגשים בנקודה אחת בדיוק (נתון k<0k<0).

ג.

מצאו את הערך של kk.

נתונה הפונקציה: g(x)=f(x)−1g(x)=f(x)-1.

ד(1).

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

ד(2).

בעבור הערך של kk שמצאתם, כמה נקודות משותפות יש לישר y=ky=k ולגרף הפונקציה g(x)g(x)? נמקו את תשובתכם.

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א(1)

תשובה:

x≠3x\neq3

המכנה מתאפס ב-x=3x=3, ולכן התחום: x≠3x\neq3.

טעות נפוצה: לכתוב x≠−3x\neq-3 (סימן הפוך).

סעיף א(2)

תשובה:

x=3x=3, y=0y=0

ב-x=3x=3 המכנה מתאפס והמונה 54≠054\neq0: אסימפטוטה אנכית x=3x=3.

מעלת המונה קטנה ממעלת המכנה: y=0y=0.

טעות נפוצה: לכתוב y=18y=18 - יחס מקדמים מתאים רק למעלות שוות.

סעיף א(3)

תשובה:

(0,0)(0,0)

18x=018x=0, x=0x=0: הנקודה (0,0)(0,0).

טעות נפוצה: להוסיף את (3,0)(3,0) מאיפוס המכנה - שם הפונקציה לא מוגדרת.

סעיף א(4)

תשובה:

min⁡(−3,−32)\min\left(-3,-\frac32\right)

f′(x)=18(x−3)2−18x⋅2(x−3)(x−3)4=18(x−3−2x)(x−3)3=−18(x+3)(x−3)3f'(x)=\frac{18(x-3)^2-18x\cdot2(x-3)}{(x-3)^4}=\frac{18(x-3-2x)}{(x-3)^3}=\frac{-18(x+3)}{(x-3)^3}

f′(x)=0f'(x)=0 ב-x=−3x=-3. ל-x<−3x<-3: המונה חיובי והמכנה שלילי (f′<0f'<0); ל-−3<x<3-3<x<3: שניהם שליליים (f′>0f'>0).

ירידה ואחריה עלייה: מינימום. f(−3)=−5436=−32f(-3)=\frac{-54}{36}=-\frac32.

טעות נפוצה: לחשב (−3−3)2=−36(-3-3)^2=-36 ולקבל f(−3)=32f(-3)=\frac32, כלומר min⁡(−3,32)\min\left(-3,\frac32\right).

סעיף ב

תשובה:

סקיצה: משמאל ל-x=3x=3 הגרף יורד מ-0 (מתחת לציר) למינימום (−3,−32)\left(-3,-\frac32\right), עולה דרך (0,0)(0,0) ל-+∞+\infty ליד x=3x=3; מימין ל-x=3x=3 יורד מ-+∞+\infty ושואף ל-0 מעל הציר

אסימפטוטות x=3x=3, y=0y=0; חיתוך (0,0)(0,0); מינימום (−3,−32)\left(-3,-\frac32\right).

ל-x<3x<3: יורד מ-0 (ב-−∞-\infty, מתחת לציר) עד המינימום, עולה דרך הראשית ל-+∞+\infty ליד x=3x=3.

ל-x>3x>3: f′<0f'<0 והערכים חיוביים - יורד מ-+∞+\infty ושואף ל-0.

טעות נפוצה: לצייר את הענף הימני מתחת לציר. ל-x>3x>3 המונה 18x18x חיובי, ולכן f>0f>0.

סעיף ג

תשובה:

k=−32k=-\frac32

ערכים שליליים מתקבלים רק ל-x<0x<0: הפונקציה יורדת מ-0 ל-−32-\frac32 ועולה חזרה ל-0.

ישר y=ky=k עם −32<k<0-\frac32<k<0 חותך פעמיים; עם k<−32k<-\frac32 אינו חותך.

נקודה אחת בדיוק רק בגובה המינימום: k=−32k=-\frac32.

טעות נפוצה: לענות k=−3k=-3 - שיעור ה-xx של המינימום במקום שיעור ה-yy שלו. הישר y=−3y=-3 עובר מתחת למינימום (−3,−32)\left(-3,-\frac32\right) ואינו פוגש את הגרף כלל.

סעיף ד(1)

תשובה:

x=3x=3, y=−1y=-1

הזזה ביחידה כלפי מטה: האנכית נשארת x=3x=3, האופקית יורדת ל-y=−1y=-1.

טעות נפוצה: להזיז את האסימפטוטה האנכית ל-x=2x=2. הזזה אנכית לא משנה שיעורי xx.

סעיף ד(2)

תשובה:

2 נקודות

g(x)=−32g(x)=-\frac32 פירושו f(x)=−12f(x)=-\frac12.

−32<−12<0-\frac32<-\frac12<0, ובענף השמאלי ff מקבלת כל ערך כזה פעמיים: פעם בירידה (ל-x<−3x<-3) ופעם בעלייה (ל-−3<x<0-3<x<0).

בענף הימני הערכים חיוביים. לכן 2 נקודות משותפות.

טעות נפוצה: לחשוב ש-y=−32y=-\frac32 עדיין "משיק במינימום" ולענות נקודה אחת. המינימום של gg הוא −52-\frac52, והישר נמצא מעליו.

שאלה 7 · פונקציה רציונלית יורדת-עולה: זיהוי גרף הנגזרת ושטח

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

א(1).

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

א(2).

רשמו את משוואות 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 תחומי העלייה והירידה של הפונקציה f(x)f(x).

א(5).

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

ב.

אחד משלושת הגרפים שלפניכם: I, II, III, הוא גרף פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x). ציינו מיהו ונמקו.

גרף I
גרף II
גרף III
ג.

חשבו את השטח המוגבל על ידי גרף פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x), על ידי ציר ה-xx ועל ידי הישרים x=0x=0 ו-x=1x=1.

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א(1)

תשובה:

x≠−1.5x\neq-1.5

2x+3=02x+3=0 כש-x=−1.5x=-1.5. תחום ההגדרה: x≠−1.5x\neq-1.5.

טעות נפוצה: לכתוב x≠1.5x\neq1.5 - לשכוח שמעבירים את 3 לצד השני עם סימן הפוך.

סעיף א(2)

תשובה:

x=−1.5x=-1.5, y=2y=2

אנכית: x=−1.5x=-1.5 (המכנה מתאפס, המונה 8 לא).

אופקית: 8(2x+3)2→0\frac{8}{(2x+3)^2}\to0 כש-x→±∞x\to\pm\infty, ולכן f(x)→2f(x)\to2: y=2y=2.

טעות נפוצה: לכתוב y=0y=0 - שוכחים את המחובר 2 שמזיז את הגרף למעלה.

סעיף א(3)

תשובה:

(0,109)\left(0,\frac{10}{9}\right), (−0.5,0)(-0.5,0), (−2.5,0)(-2.5,0)

ציר ה-yy: f(0)=2−89=109f(0)=2-\frac89=\frac{10}{9}.

ציר ה-xx: 8(2x+3)2=2\frac{8}{(2x+3)^2}=2, כלומר (2x+3)2=4(2x+3)^2=4, 2x+3=±22x+3=\pm2.

x=−0.5אוx=−2.5x=-0.5\quad\text{או}\quad x=-2.5

טעות נפוצה: לקחת רק 2x+3=22x+3=2 ולקבל נקודה אחת, (−0.5,0)(-0.5,0). שתי נקודות - אחת בכל צד של האסימפטוטה.

סעיף א(4)

תשובה:

ירידה: x<−1.5x<-1.5; עלייה: x>−1.5x>-1.5

f(x)=2−8(2x+3)−2f(x)=2-8(2x+3)^{-2}, ובכלל השרשרת:

f′(x)=−8⋅(−2)(2x+3)−3⋅2=32(2x+3)3f'(x)=-8\cdot(-2)(2x+3)^{-3}\cdot2=\frac{32}{(2x+3)^3}

הנגזרת אינה מתאפסת; הסימן לפי (2x+3)3(2x+3)^3: שלילי ל-x<−1.5x<-1.5 (ירידה), חיובי ל-x>−1.5x>-1.5 (עלייה).

טעות נפוצה: לאבד אחד משני המינוסים (−8-8 והמעריך −2-2), לקבל f′(x)=−32(2x+3)3f'(x)=\frac{-32}{(2x+3)^3} ולהפוך את התחומים: עלייה ל-x<−1.5x<-1.5, ירידה ל-x>−1.5x>-1.5.

סעיף א(5)

תשובה:

סקיצה: שני ענפים היורדים ל-−∞-\infty משני צדי x=−1.5x=-1.5, כולם מתחת ל-y=2y=2; משמאל הענף יורד מכיוון y=2y=2 דרך (−2.5,0)(-2.5,0), מימין הוא עולה דרך (−0.5,0)(-0.5,0) ו-(0,109)\left(0,\frac{10}9\right) לכיוון y=2y=2

8(2x+3)2>0\frac{8}{(2x+3)^2}>0, ולכן f(x)<2f(x)<2: הגרף כולו מתחת לאסימפטוטה y=2y=2.

ליד x=−1.5x=-1.5 השבר שואף ל-+∞+\infty, ולכן f→−∞f\to-\infty משני הצדדים.

משמאל: יורדת מגובה 2 דרך (−2.5,0)(-2.5,0) ל-−∞-\infty. מימין: עולה מ-−∞-\infty דרך (−0.5,0)(-0.5,0) ו-(0,109)\left(0,\frac{10}{9}\right) ומתקרבת ל-2.

טעות נפוצה: לצייר את הענפים עולים ל-+∞+\infty (כמו ב-1x2\frac{1}{x^2}) - המינוס לפני השבר הופך אותם כלפי מטה.

סעיף ב

תשובה:

גרף III

לפי סעיף א(4): משמאל לאסימפטוטה ff יורדת, ולכן f′<0f'<0 (הגרף מתחת לציר); מימין ff עולה, ולכן f′>0f'>0.

גרף I: חיובי משמאל ושלילי מימין - הפוך. גרף II: שלילי משני הצדדים - מתאים לפונקציה שיורדת בכל התחום.

גרף III: שלילי משמאל וחיובי מימין - זה גרף f′(x)f'(x).

טעות נפוצה: לבחור בגרף II "כי ff פונה כלפי מטה ליד האסימפטוטה". גרף הנגזרת מתאר את סימן השיפוע: ff עולה מימין, ולכן שם f′f' חיובית.

סעיף ג

תשובה:

128225≈0.569\frac{128}{225}\approx0.569

בתחום 0≤x≤10\le x\le1 (מימין לאסימפטוטה) f′(x)>0f'(x)>0 - הגרף מעל ציר ה-xx.

ff היא פונקציה קדומה של f′f':

S=∫01f′(x) dx=f(1)−f(0)=(2−825)−(2−89)=89−825=128225≈0.569S=\int_0^1f'(x)\,dx=f(1)-f(0)=\left(2-\frac{8}{25}\right)-\left(2-\frac89\right)=\frac89-\frac{8}{25}=\frac{128}{225}\approx0.569

טעות נפוצה: לחשב את השטח מתחת לגרף של ff במקום של f′f': ∫01f(x) dx=2215≈1.47\int_0^1f(x)\,dx=\frac{22}{15}\approx1.47.

שאלה 8 · היפרבולה, משיק ובעיית קיצון של קטע אנכי

בסרטוט שלפניכם מתואר גרף הפונקציה f(x)=ax−3f(x)=\frac{a}{x-3} המוגדרת בתחום x≠3x\neq3. aa הוא פרמטר שונה מ-0. הנקודה AA היא נקודת החיתוך של גרף הפונקציה f(x)f(x) עם ציר ה-yy. דרך הנקודה AA העבירו משיק לגרף הפונקציה f(x)f(x). נתון כי שיפוע המשיק הוא −2-2.

ABC
א.

מצאו את הערך של aa.

הציבו a=18a=18 בפונקציה f(x)f(x), וענו על הסעיפים ב-ג.

ב.

מצאו את משוואת המשיק.

הנקודה BB נמצאת על גרף הפונקציה f(x)f(x), בתחום x>3x>3. הנקודה CC נמצאת על המשיק כך שהקטע BCBC מקביל לציר ה-yy. נסמן ב-tt את שיעור ה-xx של הנקודה BB.

ג(1).

הביעו באמצעות tt את אורך הקטע BCBC.

ג(2).

מצאו את הערך של tt שבעבורו אורך הקטע BCBC הוא מינימלי.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א

תשובה:

a=18a=18

f′(x)=−a(x−3)2⇒f′(0)=−a9f'(x)=\frac{-a}{(x-3)^2}\quad\Rightarrow\quad f'(0)=-\frac a9
−a9=−2⇒a=18-\frac a9=-2\quad\Rightarrow\quad a=18

טעות נפוצה: לשכוח את המינוס בנגזרת ולקבל a=−18a=-18.

סעיף ב

תשובה:

y=−2x−6y=-2x-6

f(0)=18−3=−6f(0)=\frac{18}{-3}=-6, A(0,−6)A(0,-6):

y=−2x−6y=-2x-6

טעות נפוצה: לחשב f(0)=183=6f(0)=\frac{18}{3}=6 ולקבל y=−2x+6y=-2x+6.

סעיף ג(1)

תשובה:

BC=18t−3+2t+6BC=\frac{18}{t-3}+2t+6

B(t,18t−3)B\left(t,\frac{18}{t-3}\right) מעל הציר, C(t,−2t−6)C(t,-2t-6) מתחתיו:

BC=18t−3−(−2t−6)=18t−3+2t+6BC=\frac{18}{t-3}-(-2t-6)=\frac{18}{t-3}+2t+6

טעות נפוצה: לכתוב 18t−3−2t−6\frac{18}{t-3}-2t-6 (לחסר בלי סוגריים).

סעיף ג(2)

תשובה:

t=6t=6

BC′(t)=−18(t−3)2+2=0⇒(t−3)2=9⇒t=6 או t=0BC'(t)=\frac{-18}{(t-3)^2}+2=0\quad\Rightarrow\quad(t-3)^2=9\quad\Rightarrow\quad t=6\ \text{או}\ t=0

בתחום t>3t>3: t=6t=6. BC′(4)=−16<0BC'(4)=-16<0, BC′(9)=1.5>0BC'(9)=1.5>0 - מינימום.

טעות נפוצה: לבחור t=0t=0, שאינו בתחום t>3t>3.

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.