דילוג לתוכן המרכזי

מתכונת במתמטיקה 471 - מתכונת 7 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: גובה שתילים בחממה

גובהם של שתילי עגבניות בחממה מסוימת, שישה שבועות לאחר השתילה, מתפלג נורמלית. הגובה הממוצע של השתילים בחממה זו הוא 42 ס"מ. 93.32% מן השתילים בחממה זו נמוכים מ-54 ס"מ.

א.

מצאו את סטיית התקן של גובה השתילים בחממה זו.

השתיל של נועה גדל בחממה זו, וגובהו נמוך מגובהם של 15% מן השתילים בחממה.

ב.

מצאו את הגובה של השתיל של נועה.

שתיל שגובהו נמוך מ-26 ס"מ נחשב לשתיל מפגר בצמיחה.

ג(1).

מהו אחוז השתילים המפגרים בצמיחה בחממה זו?

ג(2).

בעונה מסוימת נשתלו בחממה זו 15,000 שתילים. על פי טבלת ההתפלגות הנורמלית, כמה מן השתילים האלה מפגרים בצמיחה?

השתיל של יובל גדל בחממה אחרת, ולו אותו הגובה כמו השתיל של נועה. גובהם של השתילים בחממה האחרת מתפלג נורמלית עם סטיית תקן של 6 ס"מ. לגובה השתיל של יובל ולגובה השתיל של נועה יש אותו ציון תקן.

ד.

מצאו את הגובה הממוצע של השתילים בחממה שבה גדל השתיל של יובל.

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

σ=8\sigma=8 ס"מ

השטח המצטבר משמאל לציון התקן של 54 הוא 0.9332. בטבלה: Φ(1.5)=0.9332\Phi(1.5)=0.9332, ולכן z=1.5z=1.5.

1.5=54−42σ=12σ1.5=\frac{54-42}{\sigma}=\frac{12}{\sigma}
σ=121.5=8\sigma=\frac{12}{1.5}=8

טעות נפוצה: להציב את השטח במקום ציון התקן: σ=120.9332≈12.86\sigma=\frac{12}{0.9332}\approx12.86.

סעיף ב

תשובה:

50.32 ס"מ

15% מהשתילים גבוהים מהשתיל של נועה, ולכן 85% נמוכים ממנו: השטח משמאל לציון התקן שלו הוא 0.85.

בטבלה: Φ(1.03)=0.8485\Phi(1.03)=0.8485 ו-Φ(1.04)=0.8508\Phi(1.04)=0.8508. הקרוב ביותר ל-0.85 הוא 0.8508, ולכן z=1.04z=1.04.

x=μ+z⋅σ=42+1.04⋅8=42+8.32=50.32x=\mu+z\cdot\sigma=42+1.04\cdot8=42+8.32=50.32

טעות נפוצה: לחפש בטבלה את 0.15, לקבל z=−1.04z=-1.04 ו-x=42−8.32=33.68x=42-8.32=33.68 ס"מ - זה גובה של שתיל שגבוה רק מ-15% מהשתילים.

סעיף ג(1)

תשובה:

2.28%

z=26−428=−168=−2z=\frac{26-42}{8}=\frac{-16}{8}=-2

השטח משמאל ל-z=−2z=-2 הוא אחוז השתילים הנמוכים מ-26 ס"מ: Φ(−2)=0.0228\Phi(-2)=0.0228.

2.28% מהשתילים מפגרים בצמיחה.

טעות נפוצה: לחשב משלים שלא צריך ולענות 1−0.0228=97.72%1-0.0228=97.72\%.

סעיף ג(2)

תשובה:

342 שתילים

0.0228⋅15000=3420.0228\cdot15000=342

טעות נפוצה: לכפול במספר האחוזים ולא בשבר: 2.28⋅15000=34,2002.28\cdot15000=34{,}200 - יותר שתילים ממה שנשתל.

סעיף ד

תשובה:

44.08 ס"מ

לפי סעיף ב, ציון התקן של השתיל של נועה הוא 1.04, וזה גם ציון התקן של השתיל של יובל, שגובהו 50.32 ס"מ.

1.04=50.32−μ61.04=\frac{50.32-\mu}{6}
50.32−μ=6.24⇒μ=44.0850.32-\mu=6.24\quad\Rightarrow\quad\mu=44.08

טעות נפוצה: לטעות בסימן ולקבל μ=50.32+6.24=56.56\mu=50.32+6.24=56.56 - ממוצע גבוה מהשתיל, אף על פי שציון התקן שלו חיובי.

שאלה 2 · התפלגות נורמלית: זמני משלוח לפני מערכת ניווט ואחריה

חברת שליחויות בדקה את זמן ההגעה של משלוחים ללקוחות. בחודש מסוים יצאו 60,000 משלוחים, וזמן ההגעה שלהם מתפלג נורמלית. זמן ההגעה הממוצע הוא 48 דקות, וסטיית התקן היא 10 דקות.

א.

מהו אחוז המשלוחים שזמן ההגעה שלהם ארוך מ-65 דקות?

ב.

כמה משלוחים הגיעו ללקוחות בפחות מחצי שעה (30 דקות)?

החברה הכניסה מערכת ניווט חדשה ובדקה שוב 60,000 משלוחים. התברר שזמן ההגעה הממוצע ירד ל-41 דקות, וזמן ההגעה עדיין מתפלג נורמלית. עם זאת, אחוז המשלוחים שזמן ההגעה שלהם ארוך מ-65 דקות נשאר ללא שינוי.

ג(1).

חשבו את סטיית התקן של זמן ההגעה לאחר הכנסת המערכת.

ג(2).

פי כמה גדל מספר המשלוחים שהגיעו ללקוחות בפחות מחצי שעה לאחר הכנסת המערכת?

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

4.46%

ציון התקן של 65 דקות:

Z=65−4810=1.7Z=\frac{65-48}{10}=1.7

"ארוך מ-65" הוא השטח מימין לציון התקן, כלומר המשלים של הערך בטבלה:

P(X>65)=1−Φ(1.7)=1−0.9554=0.0446P(X>65)=1-\Phi(1.7)=1-0.9554=0.0446

4.46% מהמשלוחים מגיעים אחרי יותר מ-65 דקות.

טעות נפוצה: לענות 95.54% - הערך בטבלה הוא השטח משמאל, כלומר אחוז המשלוחים שמגיעים תוך פחות מ-65 דקות.

סעיף ב

תשובה:

2,154 משלוחים

חצי שעה היא 30 דקות. ציון התקן:

Z=30−4810=−1.8Z=\frac{30-48}{10}=-1.8

לפי הסימטריה של העקומה:

Φ(−1.8)=1−Φ(1.8)=1−0.9641=0.0359\Phi(-1.8)=1-\Phi(1.8)=1-0.9641=0.0359

מספר המשלוחים:

0.0359⋅60,000=2,1540.0359\cdot60{,}000=2{,}154

טעות נפוצה: לכפול את Φ(1.8)=0.9641\Phi(1.8)=0.9641 ב-60,000 ולענות 57,846 משלוחים - זה מספר המשלוחים שהגיעו אחרי יותר מחצי שעה.

סעיף ג(1)

תשובה:

σ≈14.12\sigma\approx14.12 דקות

האחוז שמעל 65 דקות לא השתנה (4.46%), ולכן גם ציון התקן של 65 לא השתנה: Z=1.7Z=1.7.

מציבים את הממוצע החדש:

1.7=65−41σ=24σ1.7=\frac{65-41}{\sigma}=\frac{24}{\sigma}
σ=241.7≈14.12\sigma=\frac{24}{1.7}\approx14.12

טעות נפוצה: להציב את הממוצע הישן, 1.7=65−48σ1.7=\frac{65-48}{\sigma}, ולקבל σ=10\sigma=10 - כאילו דבר לא השתנה. ציון התקן נשמר, אבל הממוצע בנוסחה הוא החדש.

סעיף ג(2)

תשובה:

בערך פי 6.06 (13,062 לעומת 2,154)

לאחר השינוי μ=41\mu=41, σ≈14.12\sigma\approx14.12:

Z=30−4114.12≈−0.78Z=\frac{30-41}{14.12}\approx-0.78
Φ(−0.78)=1−Φ(0.78)=1−0.7823=0.2177\Phi(-0.78)=1-\Phi(0.78)=1-0.7823=0.2177

מספר המשלוחים: 0.2177⋅60,000=13,0620.2177\cdot60{,}000=13{,}062.

לפני השינוי (סעיף ב) היו 2,154 משלוחים כאלה:

13,0622,154≈6.06\frac{13{,}062}{2{,}154}\approx6.06

טעות נפוצה: להשאיר את סטיית התקן 10, לקבל Z=−1.1Z=-1.1, Φ(−1.1)=0.1357\Phi(-1.1)=0.1357, 8,142 משלוחים, ולענות "פי 3.78".

שאלה 3 · הסתברות: גולות בשקית - החזרה רק לחלק מהצבעים

בשקית של יואב יש 20 גולות זהות בגודלן בשלושה צבעים: 12 גולות ירוקות, 5 גולות לבנות, 3 גולות שחורות. יואב מוציא באקראי גולה מן השקית. אם הגולה ירוקה או לבנה, הוא מחזיר אותה לשקית. אם הגולה שחורה, הוא משאיר אותה מחוץ לשקית. לאחר מכן יואב מוציא באקראי גולה נוספת מן השקית.

א.

מהי ההסתברות שיואב יוציא שתי גולות שחורות?

ב(1).

מהי ההסתברות שיואב יוציא שתי גולות באותו הצבע?

ב(2).

ידוע ששתי הגולות שהוציא יואב הן באותו הצבע. מהי ההסתברות שהוא הוציא שתי גולות לבנות או שתי גולות שחורות?

יואב החזיר את כל הגולות לשקית ונתן לחברו מן השקית xx גולות ירוקות, גולה לבנה אחת וגולה שחורה אחת. לאחר מכן הוא הוציא באקראי שתי גולות מן השקית ללא החזרה. נתון: ההסתברות שיואב הוציא גולה שחורה ולאחריה גולה לבנה היא: 233\frac{2}{33}.

ג.

מצאו את xx.

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

3190≈0.0158\frac{3}{190}\approx0.0158

בהוצאה הראשונה: P(שחורה)=320P(\text{שחורה})=\frac{3}{20}.

גולה שחורה לא חוזרת, ולכן בהוצאה השנייה יש 19 גולות, ומהן 2 שחורות:

P(שחורה, שחורה)=320⋅219=6380=3190P(\text{שחורה, שחורה})=\frac{3}{20}\cdot\frac{2}{19}=\frac{6}{380}=\frac{3}{190}

טעות נפוצה: לחשב כמו עם החזרה: (320)2=9400=0.0225\left(\frac{3}{20}\right)^2=\frac{9}{400}=0.0225.

סעיף ב(1)

תשובה:

33317600≈0.4383\frac{3331}{7600}\approx0.4383

שלושה מסלולים זרים. ירוקה ולבנה מוחזרות, ולכן ההרכב בהוצאה השנייה זהה:

P(ירוקה, ירוקה)=(1220)2=144400,P(לבנה, לבנה)=(520)2=25400P(\text{ירוקה, ירוקה})=\left(\frac{12}{20}\right)^2=\frac{144}{400},\qquad P(\text{לבנה, לבנה})=\left(\frac{5}{20}\right)^2=\frac{25}{400}

שחורה-שחורה מסעיף א: 3190\frac{3}{190}.

P(אותו צבע)=169400+3190=32117600+1207600=33317600≈0.4383P(\text{אותו צבע})=\frac{169}{400}+\frac{3}{190}=\frac{3211}{7600}+\frac{120}{7600}=\frac{3331}{7600}\approx0.4383

טעות נפוצה: לחשב גם את השחורה-שחורה עם החזרה: 144+25+9400=0.445\frac{144+25+9}{400}=0.445.

סעיף ב(2)

תשובה:

5953331≈0.1786\frac{595}{3331}\approx0.1786

הסתברות מותנית, התנאי: "אותו צבע".

P(לבנה-לבנה או שחורה-שחורה)=25400+3190=4757600+1207600=5957600P(\text{לבנה-לבנה או שחורה-שחורה})=\frac{25}{400}+\frac{3}{190}=\frac{475}{7600}+\frac{120}{7600}=\frac{595}{7600}
P=595/76003331/7600=5953331≈0.1786P=\frac{595/7600}{3331/7600}=\frac{595}{3331}\approx0.1786

טעות נפוצה: לא לחלק בהסתברות התנאי ולענות 5957600≈0.0783\frac{595}{7600}\approx0.0783.

סעיף ג

תשובה:

x=6x=6

מה נשאר בשקית: 12−x12-x ירוקות, 4 לבנות, 2 שחורות. בסך הכול 20−x−2=18−x20-x-2=18-x גולות.

218−x⋅417−x=233⇒(18−x)(17−x)=132\frac{2}{18-x}\cdot\frac{4}{17-x}=\frac{2}{33}\quad\Rightarrow\quad(18-x)(17-x)=132
x2−35x+306=132⇒x2−35x+174=0⇒(x−6)(x−29)=0x^2-35x+306=132\quad\Rightarrow\quad x^2-35x+174=0\quad\Rightarrow\quad(x-6)(x-29)=0

x=29x=29 נפסל, כי היו רק 12 גולות ירוקות. לכן x=6x=6.

טעות נפוצה: להתייחס לגולות שניתנו לחבר כאילו הן מה שנשאר בשקית: 1x+2⋅1x+1=233\frac{1}{x+2}\cdot\frac{1}{x+1}=\frac{2}{33}, כלומר (x+2)(x+1)=16.5(x+2)(x+1)=16.5 - משוואה בלי פתרון שלם.

שאלה 4 · דלתון במערכת צירים: אלכסונים, מעוין וחסימה

נתון דלתון ABCDABCD (CB=CDCB=CD, AB=ADAB=AD). הקודקוד DD מונח על ציר ה-yy, שיעור ה-yy של הקודקוד DD קטן מ-8 (ראו סרטוט).

נתון: A(1,8)A(1,8), C(9,4)C(9,4), אורך הצלע ADAD הוא 50\sqrt{50}.

ABCDE
א(1).

מצאו את שיעורי הקודקוד DD.

א(2).

מצאו את משוואת הישר BDBD.

EE היא נקודת החיתוך של אלכסוני הדלתון.

ב.

מצאו את שיעורי הנקודה EE.

הנקודה FF נמצאת על הקטע ECEC.

ג.

הוכיחו כי: △ABF≅△ADF\triangle ABF\cong\triangle ADF.

ד.

מצאו את שיעורי הנקודה FF שבעבורה המרובע FBADFBAD הוא מעוין.

ה.

לפניכם שתי טענות I-II. קבעו בעבור כל טענה אם היא נכונה או לא נכונה. נמקו את קביעותיכם. I. המשולש ABCABC הוא ישר זווית. II. הדלתון ABCDABCD הוא בר חסימה במעגל.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א(1)

תשובה:

D(0,1)D(0,1)

D(0,d)D(0,d). לפי AD=50AD=\sqrt{50}:

12+(8−d)2=50⇒(8−d)2=49⇒8−d=±71^2+(8-d)^2=50\quad\Rightarrow\quad(8-d)^2=49\quad\Rightarrow\quad8-d=\pm7

d=1d=1 או d=15d=15. שיעור ה-yy של DD קטן מ-8, ולכן D(0,1)D(0,1).

טעות נפוצה: לבחור d=15d=15 בלי לבדוק את התנאי, ולקבל D(0,15)D(0,15).

סעיף א(2)

תשובה:

y=2x+1y=2x+1

האלכסונים בדלתון מאונכים. שיפוע ACAC:

mAC=4−89−1=−12m_{AC}=\frac{4-8}{9-1}=-\frac12

ולכן mBD=2m_{BD}=2. הישר דרך D(0,1)D(0,1): y=2x+1y=2x+1.

טעות נפוצה: לקחת את השיפוע ההופכי בלי להחליף סימן, m=−2m=-2, ולקבל y=−2x+1y=-2x+1. ישר מאונך: מכפלת השיפועים −1-1.

סעיף ב

תשובה:

E(3,7)E(3,7)

משוואת ACAC: y−8=−12(x−1)y-8=-\frac12(x-1), כלומר y=−12x+8.5y=-\frac12x+8.5.

חיתוך עם y=2x+1y=2x+1:

2x+1=−12x+8.5⇒2.5x=7.5⇒x=3, y=72x+1=-\frac12x+8.5\quad\Rightarrow\quad2.5x=7.5\quad\Rightarrow\quad x=3,\ y=7

טעות נפוצה: להניח ש-EE אמצע ACAC ולקבל (5,6)(5,6). האלכסון BDBD אינו חוצה את ACAC בדלתון.

סעיף ג

תשובה:

הוכחה (צ.ז.צ)

△ABC≅△ADC\triangle ABC\cong\triangle ADC לפי צ.צ.צ (AB=ADAB=AD, CB=CDCB=CD, ACAC משותפת), ולכן ∠BAC=∠DAC\angle BAC=\angle DAC.

FF על ACAC, ולכן ∠BAF=∠DAF\angle BAF=\angle DAF.

AB=ADAB=AD, ∠BAF=∠DAF\angle BAF=\angle DAF, AFAF משותפת, ולכן △ABF≅△ADF\triangle ABF\cong\triangle ADF לפי צ.ז.צ.

טעות נפוצה: לנמק את החפיפה ב-AB=ADAB=AD, AFAF משותפת ו-∠ABF=∠ADF\angle ABF=\angle ADF - זווית שאינה בין שתי הצלעות (צ.צ.ז), וזה אינו משפט חפיפה.

סעיף ד

תשובה:

F(5,6)F(5,6)

במעוין FBADFBAD האלכסונים AFAF ו-BDBD חוצים זה את זה. EE היא אמצע BDBD (האלכסון הראשי של הדלתון חוצה את האלכסון השני), ולכן צריך ש-EE תהיה גם אמצע AFAF:

F=2E−A=(2⋅3−1, 2⋅7−8)=(5,6)F=2E-A=(2\cdot3-1,\ 2\cdot7-8)=(5,6)

FF על הקטע ECEC: −12⋅5+8.5=6-\frac12\cdot5+8.5=6 ו-3<5<93<5<9.

טעות נפוצה: לקחת את FF כאמצע ECEC, (6,5.5)(6,5.5). אז EE אינה אמצע AFAF והמרובע אינו מעוין.

סעיף ה

תשובה:

I - הטענה לא נכונה, II - הטענה לא נכונה

B=2E−D=(6,13)B=2E-D=(6,13).

I: בודקים את שלוש הזוויות בעזרת שיפועים. mAB=13−86−1=1m_{AB}=\frac{13-8}{6-1}=1, mBC=4−139−6=−3m_{BC}=\frac{4-13}{9-6}=-3, mAC=−12m_{AC}=-\frac12.

mAB⋅mBC=−3m_{AB}\cdot m_{BC}=-3, mAB⋅mAC=−12m_{AB}\cdot m_{AC}=-\frac12, mBC⋅mAC=32m_{BC}\cdot m_{AC}=\frac32. אף מכפלה אינה −1-1, ולכן אין במשולש זווית ישרה. הטענה לא נכונה.

II: ∠ADC=∠ABC\angle ADC=\angle ABC (חפיפת המשולשים ABCABC ו-ADCADC), ו-∠ABC≠90∘\angle ABC\neq90^\circ, ולכן ∠B+∠D≠180∘\angle B+\angle D\neq180^\circ. בזוג הזוויות הנגדיות השני, ∠A+∠C=360∘−2∠B≠180∘\angle A+\angle C=360^\circ-2\angle B\neq180^\circ. הדלתון אינו בר חסימה. הטענה לא נכונה.

טעות נפוצה: לקבוע ש-II נכונה כי "דלתון סימטרי ולכן חסום במעגל". הסימטריה נותנת רק ∠B=∠D\angle B=\angle D; כדי שהדלתון יהיה בר חסימה צריך גם ∠B+∠D=180∘\angle B+\angle D=180^\circ, כלומר זוויות ישרות.

שאלה 5 · מעגל המשיק לציר ה-y ומקבילית: הוכחות ושיעורי נקודות

מעגל שמרכזו MM משיק לציר ה-yy בנקודה EE. המעגל חותך את ציר ה-xx בנקודות BB ו-CC, כמתואר בסרטוט שלפניכם (BB קרובה יותר לראשית הצירים). הנקודה AA נמצאת על המשך MEME, כמתואר בסרטוט.

MEBCAxy
א(1).

הסבירו מדוע MAMA מקביל לציר ה-xx.

א(2).

הוכיחו: ∠CBM=∠BMA\angle CBM=\angle BMA.

נתון: אורך הקטע ABAB שווה לרדיוס המעגל.

ב(1).

הוכיחו: ∠CMB=∠MBA\angle CMB=\angle MBA.

ב(2).

הוכיחו: המרובע ABCMABCM הוא מקבילית.

נתון: M(10,8)M(10,8).

ג(1).

מצאו את משוואת המעגל.

ג(2).

מצאו את שיעורי הנקודות BB ו-CC.

ג(3).

מצאו את שיעורי הנקודה AA.

ד.

חשבו את שטח המקבילית ABCMABCM.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א(1)

תשובה:

ME⊥ME\perp ציר ה-y (רדיוס לנקודת ההשקה), וגם ציר ה-x מאונך לציר ה-y

ציר ה-y משיק למעגל ב-E, ו-MEME רדיוס לנקודת ההשקה, ולכן ME⊥ME\perp ציר ה-y.

AA על המשך MEME, ולכן MA⊥MA\perp ציר ה-y. גם ציר ה-x מאונך לציר ה-y, ושני ישרים המאונכים לאותו ישר מקבילים: MA∥MA\parallel ציר ה-x.

טעות נפוצה: לנמק ב"MAMA מאונך לציר ה-x" - MAMA מאונך לציר ה-y, הוא הישר המשותף ששני הישרים מאונכים לו.

סעיף א(2)

תשובה:

זוויות מתחלפות בין BC∥MABC\parallel MA והחותך BMBM

BB ו-CC על ציר ה-x, ולפי סעיף א(1) BC∥MABC\parallel MA.

∠CBM\angle CBM ו-∠BMA\angle BMA נמצאות משני צדי החותך BMBM ובין המקבילים - זוויות מתחלפות, ולכן שוות.

טעות נפוצה: לכתוב ∠CBM+∠BMA=180∘\angle CBM+\angle BMA=180^\circ (חד-צדדיות). C מימין לחותך ו-A משמאלו, לכן הן מתחלפות.

סעיף ב(1)

תשובה:

שני משולשים שווי שוקיים עם זוויות בסיס שוות

MB=MCMB=MC (רדיוסים): ∠MCB=∠MBC\angle MCB=\angle MBC.

AB=MBAB=MB (שווים לרדיוס): במשולש ABMABM הבסיס MAMA, ולכן ∠BMA=∠BAM\angle BMA=\angle BAM.

לפי א(2) ∠MBC=∠BMA=α\angle MBC=\angle BMA=\alpha, ולכן ארבע זוויות הבסיס שוות α\alpha, וזוויות הראש:

∠CMB=180∘−2α=∠MBA\angle CMB=180^\circ-2\alpha=\angle MBA

טעות נפוצה: לכתוב ∠MBA=∠MAB\angle MBA=\angle MAB כאילו MB=MAMB=MA. A מחוץ למעגל, ו-MAMA אינו רדיוס.

סעיף ב(2)

תשובה:

CM∥ABCM\parallel AB (מתחלפות) ו-BC∥MABC\parallel MA

∠CMB=∠MBA\angle CMB=\angle MBA הן זוויות מתחלפות בין CMCM ל-ABAB עם החותך MBMB, ולכן CM∥ABCM\parallel AB.

עם BC∥MABC\parallel MA (סעיף א(1)) - שני זוגות צלעות נגדיות מקבילים, ולכן ABCMABCM מקבילית.

טעות נפוצה: להסיק "מעוין" מ-MB=MC=ABMB=MC=AB. MBMB אלכסון, ו-BC≠ABBC\ne AB (1212 לעומת 1010 בהמשך).

סעיף ג(1)

תשובה:

(x−10)2+(y−8)2=100(x-10)^2+(y-8)^2=100

המעגל משיק לציר ה-y, ולכן הרדיוס הוא המרחק של המרכז מציר ה-y - שיעור ה-x של המרכז: R=10R=10.

(x−10)2+(y−8)2=100(x-10)^2+(y-8)^2=100

טעות נפוצה: לקחת את שיעור ה-y כרדיוס ולכתוב (x−10)2+(y−8)2=64(x-10)^2+(y-8)^2=64 - מעגל שמשיק לציר ה-x.

סעיף ג(2)

תשובה:

B(4,0)B(4,0), C(16,0)C(16,0)

על ציר ה-x y=0y=0:

(x−10)2+64=100⇒(x−10)2=36⇒x=4 או x=16(x-10)^2+64=100\quad\Rightarrow\quad(x-10)^2=36\quad\Rightarrow\quad x=4\ \text{או}\ x=16

B הקרובה לראשית: B(4,0)B(4,0), C(16,0)C(16,0).

טעות נפוצה: להציב x=0x=0, לקבל (y−8)2=0(y-8)^2=0 ואת הנקודה (0,8)(0,8) - זו נקודת ההשקה E עם ציר ה-y.

סעיף ג(3)

תשובה:

A(−2,8)A(-2,8)

במקבילית ABCMABCM: BA→=CM→\overrightarrow{BA}=\overrightarrow{CM}:

A=B+(M−C)=(4,0)+(−6,8)=(−2,8)A=B+(M-C)=(4,0)+(-6,8)=(-2,8)

בדיקה: A על הישר y=8y=8, ו-AB=62+82=10=RAB=\sqrt{6^2+8^2}=10=R.

טעות נפוצה: להניח ש-E אמצע MAMA ולקבל A(−10,8)A(-10,8).

סעיף ד

תשובה:

96

הבסיס BC=16−4=12BC=16-4=12 על ציר ה-x.

הגובה - המרחק בין y=0y=0 ל-y=8y=8 (הצלע MAMA): 8.

S=12⋅8=96S=12\cdot8=96

טעות נפוצה: לקחת את הרדיוס 10 כגובה ולקבל 120.

שאלה 6 · פונקציה רציונלית וערך מוחלט: מינימומים בגבהים שונים

נתונה הפונקציה: f(x)=x2+3x−1f(x)=\frac{x^2+3}{x-1}.

א(1).

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

א(2).

רשמו את משוואת האסימפטוטה של הפונקציה f(x)f(x) המאונכת לציר ה-xx.

א(3).

מצאו את שיעורי נקודות החיתוך של גרף הפונקציה f(x)f(x) עם הצירים, אם יש כאלה.

א(4).

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

א(5).

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

נתונה הפונקציה: g(x)=∣f(x)∣g(x)=|f(x)|.

ב(1).

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה g(x)g(x).

ב(2).

רשמו את שיעורי נקודות הקיצון של הפונקציה g(x)g(x), וקבעו את סוגן.

ב(3).

כמה פתרונות יש למשוואה g(x)=4g(x)=4? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א(1)

תשובה:

x≠1x\neq1

המכנה שונה מאפס: x−1≠0x-1\neq0, כלומר x≠1x\neq1.

טעות נפוצה: לכתוב x≠−1x\neq-1 (סימן הפוך).

סעיף א(2)

תשובה:

x=1x=1

ב-x=1x=1 המכנה מתאפס והמונה 1+3=4≠01+3=4\neq0, ולכן x=1x=1 אסימפטוטה אנכית.

טעות נפוצה: להוסיף גם y=1y=1 כאסימפטוטה אופקית לפי יחס המקדמים - מעלת המונה גדולה ממעלת המכנה, ואין אסימפטוטה אופקית.

סעיף א(3)

תשובה:

(0,−3)(0,-3); אין חיתוך עם ציר ה-xx

ציר ה-xx: x2+3=0x^2+3=0 - אין פתרון (x2≥0x^2\ge0, ולכן x2+3≥3x^2+3\ge3).

ציר ה-yy: f(0)=3−1=−3f(0)=\frac{3}{-1}=-3, הנקודה (0,−3)(0,-3).

טעות נפוצה: לכתוב (0,3)(0,3) - שוכחים שהמכנה ב-x=0x=0 שלילי.

סעיף א(4)

תשובה:

max⁡(−1,−2)\max(-1,-2), min⁡(3,6)\min(3,6)

f′(x)=2x(x−1)−(x2+3)⋅1(x−1)2=2x2−2x−x2−3(x−1)2=x2−2x−3(x−1)2f'(x)=\frac{2x(x-1)-(x^2+3)\cdot1}{(x-1)^2}=\frac{2x^2-2x-x^2-3}{(x-1)^2}=\frac{x^2-2x-3}{(x-1)^2}

f′(x)=0f'(x)=0: (x−3)(x+1)=0(x-3)(x+1)=0, כלומר x=−1x=-1 או x=3x=3.

xxx<−1x<-1−1-1−1<x<1-1<x<11<x<31<x<333x>3x>3
f′f'+0−−0+
ff↗מקסימום↘↘מינימום↗

f(−1)=4−2=−2f(-1)=\frac{4}{-2}=-2, f(3)=122=6f(3)=\frac{12}{2}=6.

טעות נפוצה: להפוך את הסדר במונה של כלל המנה (uv′−u′vuv'-u'v). הנגזרת יוצאת עם סימן הפוך, הטבלה מתהפכת, והתשובה min⁡(−1,−2)\min(-1,-2), max⁡(3,6)\max(3,6).

סעיף א(5)

תשובה:

סקיצה: ענף שמאלי מתחת לציר ה-xx - עולה מ-−∞-\infty למקסימום (−1,−2)(-1,-2), יורד דרך (0,−3)(0,-3) ל-−∞-\infty ליד x=1x=1; ענף ימני מעל ציר ה-xx - יורד מ-+∞+\infty למינימום (3,6)(3,6) ועולה

משמאל ל-x=1x=1 המונה חיובי והמכנה שלילי - הענף כולו מתחת לציר ה-xx; מימין - כולו מעליו.

ענף שמאלי: עולה עד (−1,−2)(-1,-2), יורד דרך (0,−3)(0,-3) ושואף ל-−∞-\infty ליד x=1x=1.

ענף ימני: יורד מ-+∞+\infty ליד x=1x=1 עד (3,6)(3,6) ואחר כך עולה.

טעות נפוצה: לצייר את שני הענפים מעל ציר ה-xx - בסתירה ל-f(0)=−3f(0)=-3 ולמקסימום השלילי.

סעיף ב(1)

תשובה:

סקיצה: הענף השמאלי משתקף מעל ציר ה-xx (יורד מ-+∞+\infty ל-(−1,2)(-1,2), עולה דרך (0,3)(0,3) ל-+∞+\infty ליד x=1x=1); הענף הימני כמו ב-ff

הענף הימני של ff חיובי - נשאר.

הענף השמאלי שלילי - משתקף ביחס לציר ה-xx: (−1,−2)→(−1,2)(-1,-2)\to(-1,2), (0,−3)→(0,3)(0,-3)\to(0,3).

טעות נפוצה: לשקף ביחס לציר ה-yy (להחליף את xx ב-−x-x) - זה הגרף של f(∣x∣)f(|x|) או f(−x)f(-x), לא של ∣f(x)∣|f(x)|.

סעיף ב(2)

תשובה:

min⁡(−1,2)\min(-1,2), min⁡(3,6)\min(3,6)

המקסימום (−1,−2)(-1,-2) משתקף ונעשה הנקודה הנמוכה בענף השמאלי: min⁡(−1,2)\min(-1,2).

(3,6)(3,6) נשאר מינימום.

טעות נפוצה: להשאיר את הסוג של ff ולכתוב max⁡(−1,2)\max(-1,2).

סעיף ב(3)

תשובה:

2 פתרונות

בענף השמאלי של gg: יורד מ-+∞+\infty למינימום 2 ועולה ל-+∞+\infty. 4>24>2, ולכן הישר y=4y=4 חותך אותו פעמיים.

בענף הימני: הערך הקטן ביותר הוא 6. 4<64<6, ולכן אין שם חיתוך.

סך הכול 2 פתרונות. (בדיקה: −f(x)=4-f(x)=4 נותן x2+4x−1=0x^2+4x-1=0, x=−2±5x=-2\pm\sqrt5 - שני הפתרונות קטנים מ-1.)

טעות נפוצה: לבדוק את f(x)=4f(x)=4 על הגרף המקורי: הענף השמאלי מתחת לציר והימני מעל 6 - ולענות 0 פתרונות. השיקוף מעלה את הענף השמאלי מעל הישר y=4y=4.

שאלה 7 · פונקציית שורש בתחום סגור: גרף הנגזרת, קיצוני קצה ושטח

הפונקציה f(x)f(x) מוגדרת בתחום −5≤x≤5-5\le x\le5, ופונקציית הנגזרת שלה f′(x)f'(x) מוגדרת בתחום −5<x<5-5<x<5.

לפונקציה יש נקודת קיצון פנימית אחת בלבד, מסוג מקסימום.

בסרטוט שלפניכם מתוארים שני גרפים, I ו-II, אחד מהם מתאר את פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x).

III
א.

קבעו איזה מהגרפים מתאר את פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x), ונמקו את קביעתכם.

נתון: f(x)=3x+425−x2f(x)=3x+4\sqrt{25-x^2}.

ב.

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

גרף הפונקציה f(x)f(x) חותך את ציר ה-xx בנקודה אחת בלבד, בחלקו השלילי.

ג.

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

ד.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

נתונה הפונקציה g(x)=−2⋅f′(x)g(x)=-2\cdot f'(x).

ה.

חשבו את השטח המוגבל על ידי גרף הפונקציה g(x)g(x), על ידי ציר ה-xx ועל ידי ציר ה-yy.

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

תשובה:

גרף II

במקסימום פנימי הנגזרת מתאפסת ועוברת מחיובית לשלילית.

גרף II חיובי משמאל לנקודת האפס ושלילי מימינה - זה גרף f′(x)f'(x). גרף I עובר משלילי לחיובי, כמו נגזרת של פונקציה עם מינימום.

טעות נפוצה: לבחור את גרף I כי הוא חיובי מימין לנקודת האפס - אבל מימין למקסימום הפונקציה יורדת, ולכן שם הנגזרת שלילית.

סעיף ב

תשובה:

max⁡(3,25)\max(3,25), min⁡(−5,−15)\min(-5,-15), min⁡(5,15)\min(5,15)

בכלל השרשרת:

f′(x)=3+4⋅−2x225−x2=3−4x25−x2f'(x)=3+4\cdot\frac{-2x}{2\sqrt{25-x^2}}=3-\frac{4x}{\sqrt{25-x^2}}
f′(x)=0⇒4x=325−x2f'(x)=0\quad\Rightarrow\quad4x=3\sqrt{25-x^2}

אגף ימין חיובי, ולכן x>0x>0. מעלים בריבוע: 16x2=9(25−x2)16x^2=9(25-x^2), 25x2=22525x^2=225, x=3x=3 (x=−3x=-3 נפסל).

f′(0)=3>0f'(0)=3>0 ו-f′(4)=3−163<0f'(4)=3-\frac{16}{3}<0: מקסימום ב-x=3x=3, f(3)=9+4⋅4=25f(3)=9+4\cdot4=25.

הפונקציה עולה מ-−5-5 עד 3 ויורדת מ-3 עד 5, ולכן בשני קצות התחום יש מינימום: f(−5)=−15f(-5)=-15, f(5)=15f(5)=15.

טעות נפוצה: לא לפסול את x=−3x=-3 אחרי ההעלאה בריבוע ולהוסיף 'נקודת קיצון' (−3,7)(-3,7) - שם f′(−3)=3+3=6≠0f'(-3)=3+3=6\neq0.

סעיף ג

תשובה:

(−4,0)(-4,0)

3x+425−x2=0⇒425−x2=−3x3x+4\sqrt{25-x^2}=0\quad\Rightarrow\quad4\sqrt{25-x^2}=-3x

מעלים בריבוע: 16(25−x2)=9x216(25-x^2)=9x^2, 25x2=40025x^2=400, x=±4x=\pm4.

−3x-3x חייב להיות לא שלילי, ולכן x≤0x\le0: x=4x=4 נפסל (f(4)=12+12=24f(4)=12+12=24). x=−4x=-4: −12+4⋅3=0-12+4\cdot3=0 ✓.

טעות נפוצה: להשאיר את שני הפתרונות ולענות (4,0)(4,0) ו-(−4,0)(-4,0).

סעיף ד

תשובה:

מתחיל בנקודת הקצה (−5,−15)(-5,-15), עולה דרך (−4,0)(-4,0) ו-(0,20)(0,20) עד המקסימום (3,25)(3,25), ויורד עד נקודת הקצה (5,15)(5,15)

מרכזים: תחום −5≤x≤5-5\le x\le5; עלייה ב-−5<x<3-5<x<3, ירידה ב-3<x<53<x<5; קיצון: min⁡(−5,−15)\min(-5,-15), max⁡(3,25)\max(3,25), min⁡(5,15)\min(5,15); חיתוך (−4,0)(-4,0); f(0)=20f(0)=20.

-6-4-2246-101020

טעות נפוצה: לסרטט את הגרף ממשיך ל-−∞-\infty משמאל, כמו בפונקציה המוגדרת על קרן - כאן הגרף מתחיל בנקודה (−5,−15)(-5,-15).

סעיף ה

תשובה:

10

g(x)=0g(x)=0 היכן ש-f′(x)=0f'(x)=0, כלומר ב-x=3x=3. בין 0 ל-3 f′>0f'>0, ולכן g<0g<0.

S=2∫03f′(x) dx=2(f(3)−f(0))=2(25−20)=10S=2\int_0^3f'(x)\,dx=2\big(f(3)-f(0)\big)=2(25-20)=10

טעות נפוצה: לשכוח את הגורם 2 ולענות 5.

שאלה 8 · בעיית קיצון בטרפז ישר-זווית: סכום ריבועי השוקיים

המרובע ABCDABCD הוא טרפז ישר זווית, AB∥DCAB\parallel DC (ראו סרטוט). BEBE הוא גובה הטרפז, והנקודה EE על הבסיס DCDC מקיימת EC=2⋅DEEC=2\cdot DE. שטח הטרפז הוא: 18218\sqrt2. נסמן ב-xx את אורך הצלע ABAB.

ABCDE
א.

הביעו באמצעות xx את אורך גובה הטרפז.

ב.

מצאו את xx שבעבורו סכום ריבועי השוקיים של הטרפז (AD2+BC2AD^2+BC^2) הוא מינימלי.

ג.

האם ייתכן שסכום ריבועי השוקיים של הטרפז הוא 70? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א

תשובה:

h=92xh=\frac{9\sqrt2}{x}

ABEDABED מלבן, ולכן DE=xDE=x, EC=2xEC=2x, DC=3xDC=3x.

(x+3x)h2=2xh=182⇒h=92x\frac{(x+3x)h}{2}=2xh=18\sqrt2\quad\Rightarrow\quad h=\frac{9\sqrt2}{x}

טעות נפוצה: להניח ש-EE אמצע DCDC (כמו בגובה שחוצה את הבסיס), DC=2xDC=2x, ולקבל h=122xh=\frac{12\sqrt2}{x}.

סעיף ב

תשובה:

x=3x=3

AD=hAD=h, ו-BC2=h2+EC2=h2+4x2BC^2=h^2+EC^2=h^2+4x^2.

S(x)=2h2+4x2=324x2+4x2,x>0S(x)=2h^2+4x^2=\frac{324}{x^2}+4x^2,\qquad x>0
S′(x)=8x−648x3=0⇒x4=81⇒x=3S'(x)=8x-\frac{648}{x^3}=0\quad\Rightarrow\quad x^4=81\quad\Rightarrow\quad x=3

S′(2)=16−81<0S'(2)=16-81<0, S′(4)=32−10.1>0S'(4)=32-10.1>0 - מינימום.

טעות נפוצה: לכתוב EC=xEC=x (כמו בגובה שחוצה את הבסיס), S(x)=324x2+x2S(x)=\frac{324}{x^2}+x^2, ולקבל x4=324x^4=324, x≈4.24x\approx4.24.

סעיף ג

תשובה:

לא, הסכום המינימלי הוא 72

S(3)=3249+36=36+36=72S(3)=\frac{324}9+36=36+36=72, וזה המינימום המוחלט ב-x>0x>0.

70<7270<72 - לא ייתכן.

טעות נפוצה: להציב x=3x=3 רק באחד המחוברים (S=36S=36) ולענות "כן", כי 70 גדול מ-36.

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.