דילוג לתוכן המרכזי

מתכונת במתמטיקה 471 - מתכונת 9 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: משקלי תפוחים במטע

במטע תפוחים קוטפים בכל עונה את כל התפוחים. בעונה מסוימת, משקלי התפוחים במטע התפלגו נורמלית, והמשקל הממוצע של תפוח היה 180 גרם. תפוחים שמשקלם קטן מ-162 גרם נשלחים למפעל מיץ. נתון כי בעונה זו 18.41% מן התפוחים במטע נשלחו למפעל המיץ.

א.

מצאו את סטיית התקן של משקלי התפוחים בעונה זו.

תפוחים שמשקלם גדול מ-206 גרם נשלחים לייצוא. בעונה זו, 4,840 מן התפוחים במטע נשלחו לייצוא.

ב(1).

מצאו את אחוז התפוחים במטע שנשלחו לייצוא.

ב(2).

על פי טבלת ההתפלגות הנורמלית, כמה תפוחים לא נשלחו לייצוא ולא נשלחו למפעל המיץ?

בעונה שלאחר מכן, משקלי התפוחים במטע התפלגו נורמלית, וסטיית התקן הייתה 15 גרם. גם בעונה זו תפוחים שמשקלם קטן מ-162 גרם נשלחו למפעל המיץ. בעונה זו נקטפו במטע 60,000 תפוחים בסך הכול. 12,000 מן התפוחים נשלחו למפעל המיץ.

ג.

מצאו את המשקל הממוצע של תפוח בעונה זו.

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

S=20S=20 גרם

18.41% מן התפוחים קלים מ-162 גרם, ולכן Φ(z)=0.1841\Phi(z)=0.1841, כאשר zz הוא ציון התקן של 162.

ההסתברות קטנה מ-0.5, ולכן zz שלילי. בטבלה מחפשים את המשלים 1−0.1841=0.81591-0.1841=0.8159, ומוצאים Φ(0.9)=0.8159\Phi(0.9)=0.8159. לכן z=−0.9z=-0.9.

−0.9=162−180S=−18S-0.9=\frac{162-180}{S}=\frac{-18}{S}
S=180.9=20S=\frac{18}{0.9}=20

סטיית התקן היא 20 גרם.

טעות נפוצה: לפרש את 18.41% כשטח שבין הממוצע ל-162 ולחפש בטבלה 0.5+0.1841=0.68410.5+0.1841=0.6841. מתקבל z≈0.48z\approx0.48 ו-S=180.48=37.5S=\frac{18}{0.48}=37.5 גרם. 18.41% הם כל התפוחים שקלים מ-162 גרם - השטח משמאל ל-162.

סעיף ב(1)

תשובה:

9.68%

z=206−18020=2620=1.3z=\frac{206-180}{20}=\frac{26}{20}=1.3

בטבלה: Φ(1.3)=0.9032\Phi(1.3)=0.9032 - החלק של התפוחים שקלים מ-206 גרם.

לייצוא נשלחים התפוחים הכבדים מ-206 גרם, ולכן:

P(X>206)=1−0.9032=0.0968P(X>206)=1-0.9032=0.0968

9.68% מן התפוחים נשלחו לייצוא.

טעות נפוצה: לענות 90.32% - זה Φ(1.3)\Phi(1.3), אחוז התפוחים הקלים מ-206 גרם, ולא הכבדים ממנו.

סעיף ב(2)

תשובה:

35,955

4,840 תפוחים הם 9.68% מכל התפוחים במטע:

N=48400.0968=50,000N=\frac{4840}{0.0968}=50{,}000

התפוחים שלא נשלחו לייצוא ולא למפעל המיץ הם אלה שמשקלם בין 162 ל-206 גרם:

1−0.1841−0.0968=0.71911-0.1841-0.0968=0.7191
0.7191⋅50,000=35,9550.7191\cdot50{,}000=35{,}955

35,955 תפוחים לא נשלחו לייצוא ולא נשלחו למפעל המיץ.

טעות נפוצה: להחסיר רק את התפוחים שנשלחו לייצוא, 50,000−4,840=45,16050{,}000-4{,}840=45{,}160, ולשכוח את 18.41% שנשלחו למפעל המיץ.

סעיף ג

תשובה:

xˉ=174.6\bar x=174.6 גרם

החלק של התפוחים שנשלחו למפעל המיץ: 1200060000=0.2\frac{12000}{60000}=0.2.

Φ(z)=0.2\Phi(z)=0.2, ולכן zz שלילי. בטבלה Φ(0.84)=0.7995≈0.8\Phi(0.84)=0.7995\approx0.8, ולכן z=−0.84z=-0.84.

−0.84=162−xˉ15-0.84=\frac{162-\bar x}{15}
162−xˉ=−12.6⇒xˉ=174.6162-\bar x=-12.6\quad\Rightarrow\quad\bar x=174.6

המשקל הממוצע הוא 174.6 גרם.

טעות נפוצה: לטעות בסימן ולקבל xˉ=162−12.6=149.4\bar x=162-12.6=149.4 גרם. אם רק 20% מן התפוחים קלים מ-162 גרם, הממוצע גדול מ-162.

שאלה 2 · התפלגות נורמלית: תפוקת הדבש בכוורות

בחוות דבורים גדולה בדקו כמה קילוגרם דבש מניבה כל כוורת בעונה. התפוקה הממוצעת של כוורת בחווה היא 25 ק"ג. ההתפלגות של תפוקת הדבש של הכוורות בחווה היא נורמלית.

א.

מהו החציון של תפוקת הדבש של כוורת בחווה?

נתון: 9.68% מן הכוורות בחווה מניבות יותר מ-33 ק"ג דבש בעונה.

ב.

מהי סטיית התקן? בתשובתכם דייקו שתי ספרות אחרי הנקודה העשרונית.

בחווה יש 400 כוורות. כוורות שמניבות פחות מ-15 ק"ג דבש בעונה מקבלות האכלה משלימה.

ג.

כמה כוורות בחווה (בקירוב) מקבלות האכלה משלימה?

ד.

בעונה מסוימת עלתה התפוקה הממוצעת של הכוורות בחווה ב-12% לעומת עונה רגילה, וסטיית התקן לא השתנתה. כמה כוורות בחווה (בקירוב) קיבלו האכלה משלימה בעונה זו?

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

25 ק"ג

ההתפלגות נורמלית ולכן סימטרית סביב הממוצע: חצי מהכוורות מניבות פחות מ-25 ק"ג וחצי יותר.

חציון=μ=25\text{חציון}=\mu=25

טעות נפוצה: לבלבל בין החציון לבין האחוז שהוא מגדיר ולענות "50%". החציון הוא ערך של המשתנה (תפוקה בק"ג) - הערך שחצי מהכוורות מניבות פחות ממנו - ולא אחוז.

סעיף ב

תשובה:

σ≈6.15\sigma\approx6.15 ק"ג

הנתון הוא על השטח מימין ל-33. הטבלה נותנת שטח משמאל, ולכן עוברים למשלים:

Φ(z)=1−0.0968=0.9032⇒z=1.30\Phi(z)=1-0.0968=0.9032\quad\Rightarrow\quad z=1.30

ציון התקן חיובי, כמו שצריך: 33 גדול מהממוצע.

33−25σ=1.30⇒σ=81.3≈6.15\frac{33-25}{\sigma}=1.30\quad\Rightarrow\quad\sigma=\frac{8}{1.3}\approx6.15

טעות נפוצה: לחפש בטבלה את 0.0968 עצמו, לקבל z=−1.30z=-1.30 ומשם σ=8−1.3≈−6.15\sigma=\frac{8}{-1.3}\approx-6.15 - סטיית תקן שלילית, שאינה אפשרית.

סעיף ג

תשובה:

21 כוורות

ציון התקן של 15 ק"ג:

z=15−256.15≈−1.63z=\frac{15-25}{6.15}\approx-1.63

השטח משמאל ל-zz שלילי, מהסימטריה:

Φ(−1.63)=1−Φ(1.63)=1−0.9484=0.0516\Phi(-1.63)=1-\Phi(1.63)=1-0.9484=0.0516
400⋅0.0516≈21400\cdot0.0516\approx21

טעות נפוצה: לקחת את המשלים בלי צורך ולחשב 400⋅0.9484≈379400\cdot0.9484\approx379 - אלה הכוורות שמניבות יותר מ-15 ק"ג.

סעיף ד

תשובה:

7 כוורות

עלייה ב-12% פירושה 112% מהממוצע:

μnew=25⋅1.12=28\mu_{new}=25\cdot1.12=28
z=15−286.15≈−2.11⇒Φ(−2.11)=1−0.9826=0.0174z=\frac{15-28}{6.15}\approx-2.11\quad\Rightarrow\quad\Phi(-2.11)=1-0.9826=0.0174
400⋅0.0174≈7400\cdot0.0174\approx7

הגיוני: הממוצע עלה, ולכן פחות כוורות נמצאות מתחת ל-15 ק"ג (7 לעומת 21).

טעות נפוצה: להוסיף 12 ק"ג במקום 12% - ממוצע 37, z=15−376.15≈−3.58z=\frac{15-37}{6.15}\approx-3.58, ולקבל שאף כוורת (0) לא קיבלה האכלה.

שאלה 3 · הסתברות מותנית: קורס הכשרה וקידום בעבודה

חברה גדולה בדקה את הקשר בין השתתפות עובדים בקורס הכשרה ובין קידום בעבודה. 20% מן העובדים השתתפו בקורס, והשאר לא השתתפו בו. מבין העובדים שהשתתפו בקורס, 85% קודמו בעבודה במהלך השנה. מבין העובדים שלא השתתפו בקורס, 30% קודמו בעבודה במהלך השנה.

א.

בוחרים באקראי עובד בחברה. מהי ההסתברות שהוא קודם בעבודה?

ב.

בוחרים באקראי עובד שקודם בעבודה. מהי ההסתברות שהוא לא השתתף בקורס?

ג.

לפניכם שתי טענות (1)-(2). קבעו בעבור כל אחת מהן אם היא נכונה, ונמקו את קביעתכם.

(1) מבין העובדים שקודמו בעבודה, רובם (מעל 50%) השתתפו בקורס.

(2) מבין העובדים שלא קודמו בעבודה, רובם (מעל 50%) לא השתתפו בקורס.

ד.

דנה ויוסי הם עובדים בחברה, ושניהם לא השתתפו בקורס. מהי ההסתברות שבדיוק אחד מהם קודם בעבודה?

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

0.410.41

עץ: קורס (0.2) / בלי קורס (0.8), ואז קודם / לא קודם. סוכמים את שני המסלולים שמסתיימים בקידום:

P(קודם)=0.2⋅0.85+0.8⋅0.3=0.17+0.24=0.41P(\text{קודם})=0.2\cdot0.85+0.8\cdot0.3=0.17+0.24=0.41

טעות נפוצה: לחשב 0.85+0.32=0.575\frac{0.85+0.3}{2}=0.575 - ממוצע פשוט מתעלם מכך שרק חמישית מהעובדים השתתפו בקורס.

סעיף ב

תשובה:

2441≈0.585\frac{24}{41}\approx0.585

P(בלי קורס∣קודם)=0.8⋅0.30.41=0.240.41=2441≈0.585P(\text{בלי קורס}\mid\text{קודם})=\frac{0.8\cdot0.3}{0.41}=\frac{0.24}{0.41}=\frac{24}{41}\approx0.585

טעות נפוצה: לענות 0.3 - זו ההסתברות לקידום בתנאי שלא השתתף בקורס, ההתניה ההפוכה.

סעיף ג

תשובה:

(1) הטענה אינה נכונה (1741<0.5\frac{17}{41}<0.5). (2) הטענה נכונה (5659>0.5\frac{56}{59}>0.5).

(1) מסעיף ב: P(קורס∣קודם)=1−2441=1741≈0.415<0.5P(\text{קורס}\mid\text{קודם})=1-\frac{24}{41}=\frac{17}{41}\approx0.415<0.5. הטענה אינה נכונה.

(2) P(לא קודם)=1−0.41=0.59P(\text{לא קודם})=1-0.41=0.59, ומתוכם בלי קורס: 0.8⋅0.7=0.560.8\cdot0.7=0.56.

P(בלי קורס∣לא קודם)=0.560.59=5659≈0.95>0.5P(\text{בלי קורס}\mid\text{לא קודם})=\frac{0.56}{0.59}=\frac{56}{59}\approx0.95>0.5

הטענה נכונה.

טעות נפוצה: לקבוע שטענה (1) נכונה כי "85% ממשתתפי הקורס קודמו" - זו ההתניה ההפוכה; רוב המקודמים באים מהקבוצה הגדולה שלא השתתפה.

סעיף ד

תשובה:

0.420.42

לכל אחד מהם: קידום 0.3, בלי קידום 0.7, באופן בלתי תלוי.

0.3⋅0.7+0.7⋅0.3=0.420.3\cdot0.7+0.7\cdot0.3=0.42

טעות נפוצה: לחשב סדר אחד בלבד ולקבל 0.21.

שאלה 4 · מרובע חסום במעגל: קוטר אופקי, חיתוך ישר ומעגל וזוויות

המרובע ABCDABCD שלפניכם חסום במעגל (ראו סרטוט). נתון: ∠B=∠D\angle B=\angle D.

ABCD
א.

הוכיחו כי ACAC הוא קוטר במעגל.

נתון: A(−2,1)A(-2,1), C(8,1)C(8,1).

ב.

מצאו את משוואת המעגל.

נתון כי שיפוע הצלע ABAB הוא 3.

ג(1).

מצאו את משוואת הצלע BCBC.

ג(2).

מצאו את שיעורי הנקודה BB.

נתון כי הנקודה EE היא אמצע הצלע BCBC.

ד.

חשבו את שטח המשולש ABEABE.

ה(1).

חשבו את גודל הזווית AEBAEB.

ה(2).

חשבו את גודל הזווית CAECAE.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א

תשובה:

הוכחה: ∠B=∠D=90∘\angle B=\angle D=90^\circ, וזווית היקפית ישרה נשענת על קוטר

במרובע חסום במעגל ∠B+∠D=180∘\angle B+\angle D=180^\circ. לפי הנתון הן שוות, ולכן ∠B=∠D=90∘\angle B=\angle D=90^\circ.

∠ABC\angle ABC היא זווית היקפית הנשענת על המיתר ACAC, והיא בת 90∘90^\circ - ולכן ACAC קוטר.

טעות נפוצה: להסיק ש-BDBD הוא הקוטר, כי הזוויות השוות נמצאות ב-BB וב-DD. הזווית ב-BB נשענת על המיתר שמולה, ACAC.

סעיף ב

תשובה:

(x−3)2+(y−1)2=25(x-3)^2+(y-1)^2=25

המרכז הוא אמצע הקוטר ACAC:

M=(−2+82,1+12)=(3,1)M=\left(\frac{-2+8}{2},\frac{1+1}{2}\right)=(3,1)

AC=8−(−2)=10AC=8-(-2)=10, ולכן R=5R=5.

(x−3)2+(y−1)2=25(x-3)^2+(y-1)^2=25

טעות נפוצה: לכתוב R2=100R^2=100 (אורך הקוטר כרדיוס) ולקבל (x−3)2+(y−1)2=100(x-3)^2+(y-1)^2=100.

סעיף ג(1)

תשובה:

y=−13x+113y=-\frac13x+\frac{11}{3}

∠B=90∘\angle B=90^\circ, ולכן BC⊥ABBC\perp AB:

mBC⋅3=−1 ⇒ mBC=−13m_{BC}\cdot3=-1\ \Rightarrow\ m_{BC}=-\frac13

הישר עובר דרך C(8,1)C(8,1):

y−1=−13(x−8) ⇒ y=−13x+113y-1=-\frac13(x-8)\ \Rightarrow\ y=-\frac13x+\frac{11}{3}

טעות נפוצה: להפוך את השיפוע בלי להחליף סימן, mBC=13m_{BC}=\frac13, ולקבל y=13x−53y=\frac13x-\frac53.

סעיף ג(2)

תשובה:

B(−1,4)B(-1,4)

BB על הישר BCBC ועל המעגל. מהישר: y−1=8−x3y-1=\frac{8-x}{3}. מציבים במשוואת המעגל:

(x−3)2+(8−x3)2=25 /⋅9(x-3)^2+\left(\frac{8-x}{3}\right)^2=25\ \Big/\cdot9
9(x2−6x+9)+(64−16x+x2)=225 ⇒ 10x2−70x−80=0 ⇒ x2−7x−8=09(x^2-6x+9)+(64-16x+x^2)=225\ \Rightarrow\ 10x^2-70x-80=0\ \Rightarrow\ x^2-7x-8=0
(x−8)(x+1)=0(x-8)(x+1)=0

x=8x=8 הוא הנקודה C(8,1)C(8,1). לכן x=−1x=-1, y=−13⋅(−1)+113=4y=-\frac13\cdot(-1)+\frac{11}3=4: B(−1,4)B(-1,4).

בדיקה: שיפוע ABAB הוא 4−1−1+2=3\frac{4-1}{-1+2}=3, כנתון.

טעות נפוצה: לבחור את הפתרון x=8x=8 ולענות (8,1)(8,1) - זו הנקודה CC, שגם היא על הישר ועל המעגל.

סעיף ד

תשובה:

7.5

E=(−1+82,4+12)=(3.5, 2.5)E=\left(\frac{-1+8}{2},\frac{4+1}{2}\right)=(3.5,\,2.5)

הזווית BB ישרה, ולכן במשולש ABEABE הניצבים הם ABAB ו-BEBE:

AB=12+32=10,BE=4.52+1.52=22.5=1.510AB=\sqrt{1^2+3^2}=\sqrt{10},\qquad BE=\sqrt{4.5^2+1.5^2}=\sqrt{22.5}=1.5\sqrt{10}
SABE=12⋅10⋅1.510=7.5S_{ABE}=\frac12\cdot\sqrt{10}\cdot1.5\sqrt{10}=7.5

טעות נפוצה: לקחת את כל הצלע BC=310BC=3\sqrt{10} כניצב ולקבל 15 - זה שטח המשולש ABCABC.

סעיף ה(1)

תשובה:

∠AEB≈33.69∘\angle AEB\approx33.69^\circ

במשולש ABEABE (ישר-זווית ב-BB), מול הזווית AEBAEB נמצא הניצב ABAB, וליד הזווית - הניצב BEBE:

tan⁡∠AEB=ABBE=101.510=23 ⇒ ∠AEB≈33.69∘\tan\angle AEB=\frac{AB}{BE}=\frac{\sqrt{10}}{1.5\sqrt{10}}=\frac23\ \Rightarrow\ \angle AEB\approx33.69^\circ

טעות נפוצה: להחליף בין הניצב שמול הזווית לניצב שלידה, tan⁡=BEAB=1.5\tan=\frac{BE}{AB}=1.5, ולקבל 56.31∘56.31^\circ - זו הזווית BAEBAE.

סעיף ה(2)

תשובה:

∠CAE≈15.26∘\angle CAE\approx15.26^\circ

∠CAE=∠CAB−∠EAB\angle CAE=\angle CAB-\angle EAB, ושתי הזוויות נמצאות במשולשים ישרי-זווית ב-BB.

במשולש ABCABC: tan⁡∠CAB=BCAB=31010=3 ⇒ ∠CAB≈71.57∘\tan\angle CAB=\frac{BC}{AB}=\frac{3\sqrt{10}}{\sqrt{10}}=3\ \Rightarrow\ \angle CAB\approx71.57^\circ.

במשולש ABEABE: tan⁡∠EAB=BEAB=1.5 ⇒ ∠EAB≈56.31∘\tan\angle EAB=\frac{BE}{AB}=1.5\ \Rightarrow\ \angle EAB\approx56.31^\circ.

∠CAE=71.57∘−56.31∘=15.26∘\angle CAE=71.57^\circ-56.31^\circ=15.26^\circ

טעות נפוצה: לחשב tan⁡∠CAE=CEAE\tan\angle CAE=\frac{CE}{AE} כאילו המשולש ACEACE ישר-זווית, ולקבל כ-39.76∘39.76^\circ.

שאלה 5 · משולש חסום במעגל במערכת צירים: זווית ורדיוס

המשולש ABCABC חסום במעגל. נתון כי מרכז המעגל MM נמצא בנקודה (3,4)(3,4). המעגל עובר דרך ראשית הצירים OO (ראו סרטוט). הנקודה AA היא אחת מנקודות החיתוך של המעגל עם ציר ה-yy.

OABCM
א(1).

מצאו את משוואת המעגל.

א(2).

מצאו את שיעורי הנקודה AA.

הצלע ABAB מקבילה לציר ה-xx. נתון כי שיפוע הישר BCBC הוא 12\frac12.

ב(1).

מצאו את משוואת הישר BCBC.

ב(2).

מצאו את שיעורי הקודקוד CC.

ג.

מצאו את גודל הזווית ACBACB.

הנקודה EE היא אמצע הצלע BCBC.

ד.

מצאו את אורך רדיוס המעגל החוסם את המשולש AECAEC.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א(1)

תשובה:

(x−3)2+(y−4)2=25(x-3)^2+(y-4)^2=25

R2=MO2=32+42=25R^2=MO^2=3^2+4^2=25.

המשוואה: (x−3)2+(y−4)2=25(x-3)^2+(y-4)^2=25.

טעות נפוצה: לקחת R=4R=4 (שיעור ה-yy של המרכז) ולקבל (x−3)2+(y−4)2=16(x-3)^2+(y-4)^2=16.

סעיף א(2)

תשובה:

A(0,8)A(0,8)

x=0x=0: 9+(y−4)2=259+(y-4)^2=25, (y−4)2=16(y-4)^2=16, y=0y=0 או y=8y=8.

y=0y=0 היא הראשית, ולכן A(0,8)A(0,8).

טעות נפוצה: לענות A(0,0)A(0,0) - זו הנקודה OO.

סעיף ב(1)

תשובה:

y=12x+5y=\frac12x+5

BB על y=8y=8: (x−3)2+16=25(x-3)^2+16=25, (x−3)2=9(x-3)^2=9, x=0x=0 (AA) או x=6x=6. לכן B(6,8)B(6,8).

ישר בשיפוע 12\frac12 דרך BB: y−8=12(x−6)y-8=\frac12(x-6), כלומר y=12x+5y=\frac12x+5.

טעות נפוצה: להעביר את הישר דרך AA ולקבל y=12x+8y=\frac12x+8.

סעיף ב(2)

תשובה:

C(−2,4)C(-2,4)

מציבים y=12x+5y=\frac12x+5 במשוואת המעגל:

(x−3)2+(12x+1)2=25⇒54x2−5x−15=0⇒x2−4x−12=0(x-3)^2+\left(\frac12x+1\right)^2=25\quad\Rightarrow\quad\frac54x^2-5x-15=0\quad\Rightarrow\quad x^2-4x-12=0

(x−6)(x+2)=0(x-6)(x+2)=0: x=6x=6 היא BB, ולכן x=−2x=-2, y=12⋅(−2)+5=4y=\frac12\cdot(-2)+5=4. C(−2,4)C(-2,4).

טעות נפוצה: לא לפסול את x=6x=6 ולתת שתי אפשרויות ל-CC: (6,8)(6,8) או (−2,4)(-2,4).

סעיף ג

תשובה:

∠ACB≈36.87∘\angle ACB\approx36.87^\circ

לפי משפט הסינוסים במשולש החסום: ABsin⁡∠ACB=2R\frac{AB}{\sin\angle ACB}=2R, עם AB=6AB=6 ו-R=5R=5:

sin⁡∠ACB=610=0.6\sin\angle ACB=\frac{6}{10}=0.6

CC על הקשת הגדולה ABAB (בצד של המרכז, הרחק מהמיתר ABAB), ולכן הזווית חדה: ∠ACB≈36.87∘\angle ACB\approx36.87^\circ.

טעות נפוצה: לבחור את הזווית הקהה שהסינוס שלה 0.6, 143.13∘143.13^\circ. זווית היקפית קהה נשענת על הקשת הגדולה, כלומר רק אם CC על הקשת הקטנה - וזה לא המקרה.

סעיף ד

תשובה:

523≈2.357\frac{5\sqrt2}{3}\approx2.357

E(6−22,8+42)=(2,6)E\left(\frac{6-2}{2},\frac{8+4}{2}\right)=(2,6), ו-AE=(2−0)2+(6−8)2=8AE=\sqrt{(2-0)^2+(6-8)^2}=\sqrt8.

EE על CBCB, ולכן ∠ACE=∠ACB\angle ACE=\angle ACB ו-sin⁡∠ACE=0.6\sin\angle ACE=0.6. הצלע שמולה במשולש AECAEC היא AEAE:

2R′=AEsin⁡∠ACE=80.6⇒R′=81.2=523≈2.3572R'=\frac{AE}{\sin\angle ACE}=\frac{\sqrt8}{0.6}\quad\Rightarrow\quad R'=\frac{\sqrt8}{1.2}=\frac{5\sqrt2}{3}\approx2.357

טעות נפוצה: לענות R′=5R'=5 - זה הרדיוס של המעגל הנתון; EE אינה עליו, ולכן המעגל החוסם את AECAEC שונה.

שאלה 6 · פונקציה רציונלית מתוך גרף הנגזרת

הפונקציה f(x)f(x) מוגדרת בתחום x≠±3x\neq\pm3. בסרטוט שלפניכם מתואר גרף פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x), המוגדרת באותו התחום. גרף פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x) חותך את ציר ה-xx רק בנקודה (0,0)(0,0).

y=f'(x)
א.

מצאו את שיעור ה-xx של נקודת הקיצון של הפונקציה f(x)f(x), וקבעו את סוגה.

ב.

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

נתון כי לפונקציה f(x)f(x) יש אסימפטוטה אופקית שמשוואתה היא: y=2y=2. אחד מן הביטויים I-III שלפניכם מייצג את הפונקציה f(x)f(x).

I. 3−x2x2+93-\frac{x^2}{x^2+9} II. 2−x2x2−92-\frac{x^2}{x^2-9} III. 3−x2x2−93-\frac{x^2}{x^2-9}

ג.

קבעו איזה מן הביטויים I-III מייצג את הפונקציה f(x)f(x). נמקו את קביעתכם.

ד.

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

ה.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

ו.

חשבו את השטח המוגבל על ידי גרף פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x), על ידי ציר ה-xx ועל ידי הישר x=−2x=-2.

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א

תשובה:

x=0x=0, מינימום

f′f' מתאפסת רק ב-x=0x=0. מהגרף: בין −3-3 ל-0 f′<0f'<0 (ff יורדת), ובין 0 ל-3 f′>0f'>0 (ff עולה).

ירידה ואחריה עלייה - ב-x=0x=0 יש מינימום.

טעות נפוצה: לקבוע "מקסימום" כי גרף הנגזרת עולה דרך הראשית. הסוג נקבע לפי הסימן של f′f' משני הצדדים.

סעיף ב

תשובה:

ירידה: x<−3x<-3 או −3<x<0-3<x<0; עלייה: 0<x<30<x<3 או x>3x>3

מהגרף: f′<0f'<0 ב-x<−3x<-3 וב-−3<x<0-3<x<0; f′>0f'>0 ב-0<x<30<x<3 וב-x>3x>3.

לכן ff יורדת ב-x<−3x<-3 וב-−3<x<0-3<x<0, ועולה ב-0<x<30<x<3 וב-x>3x>3 (בלי x=±3x=\pm3).

טעות נפוצה: לקבוע לפי הכיוון של גרף f′f': גרף f′f' עולה בין −3-3 ל-3 ויורד מחוץ לתחום הזה, ומקבלים בטעות "עלייה ב-−3<x<3-3<x<3, ירידה ב-x<−3x<-3 וב-x>3x>3".

סעיף ג

תשובה:

ביטוי III

ביטוי I מוגדר לכל xx, ו-ff אינה מוגדרת ב-x=±3x=\pm3 - נפסל.

כש-x→±∞x\to\pm\infty: x2x2−9→1\frac{x^2}{x^2-9}\to1. לכן ל-II אסימפטוטה y=2−1=1y=2-1=1, ול-III אסימפטוטה y=3−1=2y=3-1=2.

האסימפטוטה הנתונה y=2y=2, ולכן f(x)=3−x2x2−9f(x)=3-\frac{x^2}{x^2-9} - ביטוי III.

טעות נפוצה: לבחור בביטוי II "כי המספר בו הוא 2". האסימפטוטה היא 2−1=12-1=1, כי השבר שואף ל-1.

סעיף ד

תשובה:

(0,3)(0,3), (13.5,0)(\sqrt{13.5},0), (−13.5,0)(-\sqrt{13.5},0)

f(0)=3−0=3f(0)=3-0=3 - הנקודה (0,3)(0,3).

3−x2x2−9=0⇒x2=3(x2−9)⇒2x2=27⇒x2=13.53-\frac{x^2}{x^2-9}=0\quad\Rightarrow\quad x^2=3(x^2-9)\quad\Rightarrow\quad2x^2=27\quad\Rightarrow\quad x^2=13.5

x=±13.5≈±3.67x=\pm\sqrt{13.5}\approx\pm3.67 (מחוץ ל-±3\pm3, בתחום ההגדרה): (±13.5,0)(\pm\sqrt{13.5},0).

טעות נפוצה: לאפס את המונה x2x^2 ולענות (0,0)(0,0) - אבל f(0)=3f(0)=3.

סעיף ה

תשובה:

ענפים חיצוניים מתחת ל-y=2y=2: משמאל ל-−3-3 יורד מ-2 ל-−∞-\infty (חותך את ציר ה-xx ב-−13.5-\sqrt{13.5}), מימין ל-3 עולה מ-−∞-\infty ל-2 (חותך ב-13.5\sqrt{13.5}); בין −3-3 ל-3 קערה עם מינימום (0,3)(0,3) שעולה ל-+∞+\infty ליד x=±3x=\pm3

אסימפטוטות: x=±3x=\pm3, y=2y=2.

x<−3x<-3: ff יורדת; כש-x→−∞x\to-\infty, f→2f\to2 (מלמטה, כי השבר גדול מ-1), וכש-x→−3−x\to-3^-, f→−∞f\to-\infty. חותכת את ציר ה-xx ב-−13.5-\sqrt{13.5}.

−3<x<3-3<x<3: השבר שלילי, ולכן f≥3f\ge3. מינימום (0,3)(0,3), ו-f→+∞f\to+\infty ליד ±3\pm3.

x>3x>3: ff עולה מ-−∞-\infty ל-2 (מלמטה), וחותכת את ציר ה-xx ב-13.5\sqrt{13.5}. הגרף סימטרי ביחס לציר ה-yy.

טעות נפוצה: לצייר את הענף האמצעי מתחת לציר ה-xx (כמו כיפה). המינימום הוא (0,3)(0,3), ולכן הענף האמצעי כולו מעל y=3y=3.

סעיף ו

תשובה:

S=0.8S=0.8

גרף f′f' חותך את ציר ה-xx רק ב-0, ולכן השטח בין x=−2x=-2 ל-x=0x=0. שם f′<0f'<0.

∫−20f′(x) dx=f(0)−f(−2)=3−(3−44−9)=3−3.8=−0.8\int_{-2}^{0}f'(x)\,dx=f(0)-f(-2)=3-\left(3-\frac{4}{4-9}\right)=3-3.8=-0.8

השטח הוא הערך המוחלט: S=0.8S=0.8.

טעות נפוצה: להציב את הגבולות ב-f′f' במקום ב-ff: f′(0)−f′(−2)=0−(−3625)=1.44f'(0)-f'(-2)=0-\left(-\frac{36}{25}\right)=1.44. הפונקציה הקדומה של f′f' היא ff.

שאלה 7 · חקירת פונקציית שורש והזזה אופקית

נתונה הפונקציה: f(x)=(2x−2)13−xf(x)=(2x-2)\sqrt{13-x}.

בסוף השאלה מופיעים ארבעה גרפים I-IV:

גרף I
גרף II
גרף III
גרף IV
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+3)g(x)=f(x+3), המוגדרת בתחום x≤10x\le10.

ה(1).

קבעו איזה מן הגרפים I-IV מתאר את הפונקציה g(x)g(x). נמקו את קביעתכם.

ה(2).

מה הם שיעורי נקודת הקיצון הפנימית של הפונקציה g(x)g(x)?

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

תשובה:

x≤13x\le13

13−x≥0⇒x≤1313-x\ge0\quad\Rightarrow\quad x\le13

טעות נפוצה: לא להפוך את כיוון אי-השוויון בחילוק ב-(−1)(-1) ולכתוב x≥13x\ge13.

סעיף ב

תשובה:

(1,0)(1,0), (13,0)(13,0), (0,−213)≈(0,−7.21)(0,-2\sqrt{13})\approx(0,-7.21)

ציר ה-xx: 2x−2=0⇒x=12x-2=0\Rightarrow x=1, או 13−x=0⇒x=13\sqrt{13-x}=0\Rightarrow x=13.

ציר ה-yy: f(0)=−213≈−7.21f(0)=-2\sqrt{13}\approx-7.21.

טעות נפוצה: לשכוח את השורש ולקבל f(0)=−2⋅13=−26f(0)=-2\cdot13=-26.

סעיף ג

תשובה:

max⁡(9,32)\max(9,32), min⁡(13,0)\min(13,0)

f′(x)=213−x+(2x−2)⋅−1213−x=4(13−x)−(2x−2)213−x=54−6x213−xf'(x)=2\sqrt{13-x}+(2x-2)\cdot\frac{-1}{2\sqrt{13-x}}=\frac{4(13-x)-(2x-2)}{2\sqrt{13-x}}=\frac{54-6x}{2\sqrt{13-x}}

f′(x)=0f'(x)=0 ב-x=9x=9; חיובית לפני, שלילית אחרי - מקסימום. f(9)=16⋅2=32f(9)=16\cdot2=32.

הפונקציה יורדת עד קצה התחום: מינימום קצה (13,0)(13,0).

טעות נפוצה: לשכוח את הנגזרת הפנימית (−1)(-1) ולקבל f′(x)=50−2x213−xf'(x)=\frac{50-2x}{2\sqrt{13-x}}, שמתאפסת ב-x=25x=25 מחוץ לתחום.

סעיף ד

תשובה:

עולה מ-−∞-\infty, חותך את ציר ה-yy ב-−7.21-7.21 ואת ציר ה-xx ב-1, מקסימום (9,32)(9,32), ויורד לנקודת הקצה (13,0)(13,0) (גרף II)

x→−∞x\to-\infty: f→−∞f\to-\infty. עלייה דרך (0,−7.21)(0,-7.21) ו-(1,0)(1,0) עד (9,32)(9,32), וירידה לנקודת הקצה (13,0)(13,0).

טעות נפוצה: לסיים את הגרף בחץ שממשיך ימינה אחרי x=13x=13.

סעיף ה(1)

תשובה:

גרף IV

gg היא ff מוזזת 3 יחידות שמאלה: חיתוכים עם ציר ה-xx ב-−2-2 וב-10, נקודת קצה (10,0)(10,0), ו-

g(0)=f(3)=410≈12.65>0g(0)=f(3)=4\sqrt{10}\approx12.65>0

הגרף עולה, חותך את ציר ה-xx משמאל לציר ה-yy ואת ציר ה-yy בערך חיובי, מגיע למקסימום ויורד לקצה. גרפים I ו-III הם בצורת שקע - נפסלים; גרף II חותך את ציר ה-xx מימין לציר ה-yy (זה ff). לכן גרף IV.

טעות נפוצה: להזיז ימינה ולבחור את גרף II - הוא חותך את ציר ה-yy בערך שלילי, כמו ff עצמה.

סעיף ה(2)

תשובה:

max⁡(6,32)\max(6,32)

המקסימום (9,32)(9,32) זז 3 שמאלה: max⁡(6,32)\max(6,32).

טעות נפוצה: להזיז ימינה ולענות (12,32)(12,32) - מחוץ לתחום x≤10x\le10.

שאלה 8 · גרף הנגזרת, חקירת פולינום ממעלה רביעית ושטח עם משיק

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 f′(x)f'(x) חותכת את ציר ה-xx בנקודות שבהן: x=−1x=-1, x=0x=0, x=ax=a בלבד (a>0a>0 הוא פרמטר).

-1a
א.

מה הם שיעורי ה-xx של נקודות הקיצון של הפונקציה f(x)f(x), ומהו סוגן? אם יש צורך, הביעו באמצעות aa.

נתון כי הפונקציה היא: f(x)=−3x4+8x3+18x2−10f(x)=-3x^4+8x^3+18x^2-10.

ב(1).

מצאו את aa.

ב(2).

מצאו את שיעורי ה-yy של נקודות הקיצון של הפונקציה f(x)f(x).

גרף הפונקציה f(x)f(x) חותך את ציר ה-xx בשתי נקודות שונות.

ג.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

ד.

חשבו את השטח המוגבל על ידי גרף הפונקציה f(x)f(x), על ידי הישר המשיק לגרף הפונקציה f(x)f(x) בנקודה שבה x=ax=a ועל ידי הישר x=−1x=-1.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א

תשובה:

מקסימום: x=−1x=-1, x=ax=a; מינימום: x=0x=0

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

ב-x=0x=0: f′f' עוברת משלילית לחיובית: מינימום.

ב-x=ax=a: f′f' עוברת מחיובית לשלילית: מקסימום.

טעות נפוצה: לזהות את נקודות הקיצון של ff עם "הפסגות" של גרף f′f' (נקודות הקיצון שלו, בין האפסים). נקודת קיצון של ff היא אפס של f′f' עם החלפת סימן.

סעיף ב(1)

תשובה:

a=3a=3

f′(x)=−12x3+24x2+36x=−12x(x2−2x−3)=−12x(x−3)(x+1)f'(x)=-12x^3+24x^2+36x=-12x\left(x^2-2x-3\right)=-12x(x-3)(x+1)

האפסים: x=0x=0, x=−1x=-1, x=3x=3, ולכן a=3a=3.

טעות נפוצה: לפרק x2−2x−3=(x+3)(x−1)x^2-2x-3=(x+3)(x-1) ולענות a=1a=1.

סעיף ב(2)

תשובה:

מקסימום: y=−3y=-3 (ב-x=−1x=-1), y=125y=125 (ב-x=3x=3); מינימום: y=−10y=-10 (ב-x=0x=0)

f(−1)=−3⋅1+8⋅(−1)+18⋅1−10=−3−8+18−10=−3f(-1)=-3\cdot1+8\cdot(-1)+18\cdot1-10=-3-8+18-10=-3
f(0)=−10f(0)=-10
f(3)=−3⋅81+8⋅27+18⋅9−10=−243+216+162−10=125f(3)=-3\cdot81+8\cdot27+18\cdot9-10=-243+216+162-10=125

טעות נפוצה: לכתוב 8⋅(−1)3=+88\cdot(-1)^3=+8 ולקבל f(−1)=13f(-1)=13.

סעיף ג

תשובה:

צורת M: עולה למקסימום (−1,−3)(-1,-3) מתחת לציר ה-xx, יורד למינימום (0,−10)(0,-10), עולה למקסימום (3,125)(3,125) ויורד; חוצה את ציר ה-xx פעמיים - בין 0 ל-3 ומימין ל-3

המקדם המוביל שלילי, ולכן f→−∞f\to-\infty בשני הקצוות.

המקסימום השמאלי (−1,−3)(-1,-3) מתחת לציר, ולכן משמאל ל-0 הגרף לא מגיע לציר. בין 0 ל-3 הוא עולה מ-−10-10 ל-125 (חיתוך אחד), ומימין ל-3 יורד מ-125 (חיתוך שני).

טעות נפוצה: לצייר את המקסימום השמאלי מעל ציר ה-xx, עם ארבע נקודות חיתוך. f(−1)=−3<0f(-1)=-3<0.

סעיף ד

תשובה:

358.4

ב-x=3x=3 מקסימום, ולכן המשיק אופקי: y=125y=125. זה הערך הגדול ביותר של ff, ולכן בקטע −1≤x≤3-1\le x\le3 המשיק מעל הגרף:

S=∫−13(125−f(x))dx=125⋅4−∫−13f(x) dxS=\int_{-1}^{3}\left(125-f(x)\right)dx=125\cdot4-\int_{-1}^{3}f(x)\,dx
∫−13f(x) dx=[−35x5+2x4+6x3−10x]−13=148.2−6.6=141.6\int_{-1}^{3}f(x)\,dx=\left[-\frac35x^5+2x^4+6x^3-10x\right]_{-1}^{3}=148.2-6.6=141.6
S=500−141.6=358.4S=500-141.6=358.4

טעות נפוצה: לחשב רק ∫−13f(x) dx=141.6\int_{-1}^{3}f(x)\,dx=141.6 ולשכוח את המשיק. השטח בין שני גרפים הוא אינטגרל של ההפרש - העליון פחות התחתון.

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.