דילוג לתוכן המרכזי

מתכונת במתמטיקה 471 - מתכונת 11 בדרך לבגרות

4 יח"ל · שאלון 035471 · 8 שאלות · פתרון מלא לכל סעיף

מבחן מתכונת במבנה של שאלון 471 (4 יח"ל), בדרך לבגרות: 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 לידה בשתי ערים

משקלי התינוקות שנולדים בעיר מסוימת מתפלגים נורמלית עם ממוצע של 3.3 ק"ג וסטיית תקן של 0.5 ק"ג. רון נולד בעיר זו במשקל 4.1 ק"ג.

א.

מצאו את ציון התקן של משקל הלידה של רון.

ב.

מהו אחוז התינוקות בעיר זו שנולדים במשקל נמוך ממשקל הלידה של רון?

ג.

משקל הנמוך מ-2.3 ק"ג נחשב למשקל לידה נמוך.

(1)

מהו אחוז התינוקות בעיר זו שנולדים במשקל נמוך?

(2)

בשנה מסוימת נולדו בעיר זו 20,000 תינוקות. על פי טבלת ההתפלגות הנורמלית, כמה מהם נולדו במשקל נמוך?

ד.

גיל נולד בעיר אחרת, גם הוא במשקל 4.1 ק"ג. משקלי התינוקות בעיר של גיל מתפלגים נורמלית עם סטיית תקן של 0.6 ק"ג, ולמשקל הלידה של גיל בעירו יש אותו ציון תקן כמו למשקל הלידה של רון בעירו.

מצאו את המשקל הממוצע של התינוקות בעיר של גיל.

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

z=1.6z=1.6

ציון התקן מודד בכמה סטיות תקן הערך רחוק מהממוצע:

z=x−μσ=4.1−3.30.5=0.80.5=1.6z=\frac{x-\mu}{\sigma}=\frac{4.1-3.3}{0.5}=\frac{0.8}{0.5}=1.6

טעות נפוצה: לחלק בממוצע במקום בסטיית התקן: 0.83.3≈0.24\frac{0.8}{3.3}\approx0.24.

סעיף ב

תשובה:

94.52%

הטבלה המצטברת נותנת את השטח משמאל לציון התקן, כלומר את אחוז התינוקות הקלים מרון:

Φ(1.6)=0.9452\Phi(1.6)=0.9452

94.52% מהתינוקות.

טעות נפוצה: לענות 1−0.9452=5.48%1-0.9452=5.48\% - זה אחוז התינוקות שכבדים מרון.

סעיף ג(1)

תשובה:

2.28%

z=2.3−3.30.5=−2z=\frac{2.3-3.3}{0.5}=-2

Φ(−2)=0.0228\Phi(-2)=0.0228, ולכן 2.28% מהתינוקות נולדים במשקל נמוך.

טעות נפוצה: לקרוא בטבלה את Φ(2)=0.9772\Phi(2)=0.9772 ולשכוח שציון התקן שלילי - ולענות 97.72%.

סעיף ג(2)

תשובה:

456 תינוקות

0.0228⋅20000=4560.0228\cdot20000=456

טעות נפוצה: לכפול במספר האחוזים: 2.28⋅20000=45,6002.28\cdot20000=45{,}600.

סעיף ד

תשובה:

3.14 ק"ג

ציון התקן של רון (סעיף א) הוא 1.6, ולכן גם ציון התקן של גיל הוא 1.6:

1.6=4.1−μ0.61.6=\frac{4.1-\mu}{0.6}
4.1−μ=0.96⇒μ=3.144.1-\mu=0.96\quad\Rightarrow\quad\mu=3.14

טעות נפוצה: להניח שהממוצע זהה לעיר של רון (3.3) כי המשקלים שווים. אותו משקל עם סטיית תקן אחרת נותן אותו ציון תקן רק אם הממוצע שונה.

שאלה 2 · ישר הרגרסיה: נקודת הממוצעים וציון חסר

בטבלה שלפניכם מוצגים הציונים של חמישה תלמידים בבוחן (המשתנה xx) ובמבחן מסכם (המשתנה yy). הציון של התלמיד השני במבחן המסכם אינו מוצג. משוואת ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx היא y^=0.6x+34\hat y=0.6x+34.

ציון בבוחן (xx)ציון במבחן המסכם (yy)
5062
55?
6069
6571
7077
א.

מצאו את ממוצע הציונים בבוחן.

ב.

הסבירו מדוע ממוצע הציונים במבחן המסכם הוא 70.

ג.

מצאו את הציון של התלמיד השני במבחן המסכם.

ד.

תלמיד נוסף קיבל 58 בבוחן. מהו הציון המנובא לו במבחן המסכם?

ה.

תלמידה טענה: "מקדם המתאם בין הציונים הוא r=1r=1". האם היא צודקת? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

xˉ=60\bar x=60

xˉ=50+55+60+65+705=3005=60\bar x=\frac{50+55+60+65+70}{5}=\frac{300}{5}=60

טעות נפוצה: לחלק ב-4 (מספר התלמידים שכל הציונים שלהם ידועים): 3004=75\frac{300}{4}=75.

סעיף ב

תשובה:

yˉ=0.6⋅60+34=70\bar y=0.6\cdot60+34=70

ישר הרגרסיה עובר דרך נקודת הממוצעים (xˉ,yˉ)(\bar x,\bar y).

מציבים xˉ=60\bar x=60 במשוואת הישר:

yˉ=0.6⋅60+34=36+34=70\bar y=0.6\cdot60+34=36+34=70

טעות נפוצה: לחשב את הממוצע של ארבעת הציונים הידועים, 62+69+71+774=69.75\frac{62+69+71+77}{4}=69.75 - חסר ציון אחד, ולכן אי אפשר לחשב את yˉ\bar y ישירות מהטבלה.

סעיף ג

תשובה:

71

סכום חמשת הציונים במבחן המסכם הוא 5⋅70=3505\cdot70=350.

62+y2+69+71+77=350⇒279+y2=350⇒y2=7162+y_2+69+71+77=350\quad\Rightarrow\quad279+y_2=350\quad\Rightarrow\quad y_2=71

טעות נפוצה: לנבא את הציון בעזרת הישר: y^(55)=0.6⋅55+34=67\hat y(55)=0.6\cdot55+34=67. זה הציון המנובא, לא הציון שהתלמיד קיבל.

סעיף ד

תשובה:

68.868.8

מציבים x=58x=58 במשוואת ישר הרגרסיה:

y^=0.6⋅58+34=34.8+34=68.8\hat y=0.6\cdot58+34=34.8+34=68.8

טעות נפוצה: להציב 58 במקום yy ולפתור 58=0.6x+3458=0.6x+34, כלומר x=40x=40 - הנתון הוא ציון הבוחן, xx.

סעיף ה

תשובה:

לא. 0<r<10<r<1

r=1r=1 רק כשכל הנקודות נמצאות על ישר עולה אחד.

התלמיד השלישי קיבל 69, אבל הציון המנובא לו הוא 0.6⋅60+34=700.6\cdot60+34=70: הנקודה שלו אינה על הישר. לכן הקשר אינו מושלם ו-r≠1r\ne1.

השיפוע חיובי, ולכן הקשר חיובי: 0<r<10<r<1.

טעות נפוצה: לזהות את מקדם המתאם עם שיפוע הישר ולענות r=0.6r=0.6 - השיפוע תלוי ביחידות ובפיזור של שני המשתנים, ואינו מקדם המתאם.

שאלה 3 · טבלה דו-ממדית: כיוון ההתניה

אורי, טל וליה מתמודדים בבחירות לוועד הכיתה. לפניכם תוצאות של סקר שנערך בקרב התלמידים.

המתמודדאוריטלליה
מספר הבנים התומכים709040
מספר הבנות התומכות6030110

(כל תלמיד תומך בדיוק באחד המתמודדים.)

א.

בוחרים באקראי תלמיד מבין המשתתפים בסקר. מהי ההסתברות שהוא תומך בטל?

ב.

בוחרים באקראי תלמיד מבין המשתתפים בסקר. ידוע שהוא תומך בליה. מהי ההסתברות שזו בת?

ג.

בוחרים באקראי בת מבין המשתתפות בסקר. מהי ההסתברות שהיא תומכת בליה? האם התשובה שווה לתשובה של סעיף ב? הסבירו.

ד.

בוחרים באקראי שני תלמידים מבין תומכי טל. מהי ההסתברות ששניהם בנים?

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

0.30.3

בסקר השתתפו 200+200=400200+200=400 תלמידים, ובטל תומכים 90+30=12090+30=120.

P=120400=0.3P=\frac{120}{400}=0.3

טעות נפוצה: לחשב רק בקרב הבנים, 90200=0.45\frac{90}{200}=0.45 - זו ההסתברות שבן תומך בטל.

סעיף ב

תשובה:

1115≈0.733\frac{11}{15}\approx0.733

התנאי: תומך בליה. בליה תומכים 40+110=15040+110=150 תלמידים, ומתוכם 110 בנות.

P=110150=1115≈0.733P=\frac{110}{150}=\frac{11}{15}\approx0.733

טעות נפוצה: לחלק בכל המשתתפים, 110400=0.275\frac{110}{400}=0.275 - זו ההסתברות לבחור בת התומכת בליה, בלי התנאי.

סעיף ג

תשובה:

0.550.55; לא שווה

עכשיו התנאי הוא "בת": 200 בנות, ומתוכן 110 תומכות בליה.

P=110200=0.55P=\frac{110}{200}=0.55

התשובה שונה מ-1115\frac{11}{15} של סעיף ב: בשני הסעיפים המונה זהה (110), אבל המכנה הוא גודל קבוצת התנאי - בסעיף ב תומכי ליה (150) וכאן הבנות (200).

טעות נפוצה: להתעלם מהתנאי ולחשב את ההסתברות שתלמיד כלשהו תומך בליה, 150400=0.375\frac{150}{400}=0.375.

סעיף ד

תשובה:

90120⋅89119≈0.561\frac{90}{120}\cdot\frac{89}{119}\approx0.561

בוחרים מתוך 120 תומכי טל: 90 בנים ו-30 בנות.

הבחירה בלי החזרה: אחרי שנבחר בן, נשארו 89 בנים מתוך 119.

P=90120⋅89119=801014280≈0.561P=\frac{90}{120}\cdot\frac{89}{119}=\frac{8010}{14280}\approx0.561

טעות נפוצה: לבחור מכל 400 המשתתפים במקום מתומכי טל: 90400⋅89399≈0.050\frac{90}{400}\cdot\frac{89}{399}\approx0.050.

שאלה 4 · טרפז ישר זווית במערכת צירים: ישרים מאונכים ומקבילים

המרובע ABCOABCO הוא טרפז ישר זווית (∠C=90∘\angle C=90^\circ, AB∥OCAB\parallel OC). OO ראשית הצירים, הקודקוד B(0,6)B(0,6) נמצא על ציר ה-yy, והקודקוד AA נמצא על ציר ה-xx. משוואת הצלע OCOC היא y=−xy=-x (כמתואר באיור).

OABCxy
א.

מצאו את משוואת הצלע BCBC.

ב.

מצאו את שיעורי הקודקוד CC.

ג.

מצאו את משוואת הצלע ABAB ואת שיעורי הקודקוד AA.

ד.

חשבו את גודל הזווית BOCBOC.

ה.

חשבו את השטחים של המשולשים ABOABO ו-BOCBOC, ואת היחס ביניהם.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א

תשובה:

y=x+6y=x+6

∠C=90∘\angle C=90^\circ, ולכן BC⊥OCBC\perp OC. שיפוע OCOC הוא −1-1:

mBC⋅(−1)=−1⇒mBC=1m_{BC}\cdot(-1)=-1\quad\Rightarrow\quad m_{BC}=1

BCBC עובר דרך B(0,6)B(0,6): y=x+6y=x+6.

טעות נפוצה: להעביר את הישר המאונך דרך הראשית ולקבל y=xy=x - ישר שחותך את OCOC רק ב-OO.

סעיף ב

תשובה:

C(−3,3)C(-3,3)

CC היא נקודת החיתוך של OCOC ו-BCBC:

−x=x+6⇒x=−3, y=3-x=x+6\quad\Rightarrow\quad x=-3,\ y=3

טעות נפוצה: לטעות בהעברת אגפים (2x=62x=6) ולקבל C(3,−3)C(3,-3) - נקודה שאינה על BCBC.

סעיף ג

תשובה:

y=−x+6y=-x+6, A(6,0)A(6,0)

AB∥OCAB\parallel OC, ולכן שיפועו −1-1, והוא עובר דרך B(0,6)B(0,6): y=−x+6y=-x+6.

AA על ציר ה-xx: 0=−x+60=-x+6, x=6x=6, ולכן A(6,0)A(6,0).

טעות נפוצה: לתת ל-ABAB את השיפוע של BCBC (1) ולקבל A(−6,0)A(-6,0).

סעיף ד

תשובה:

45∘45^\circ

השיפוע של OCOC הוא −1-1, ולכן OCOC יוצר זווית של 135∘135^\circ עם הכיוון החיובי של ציר ה-xx (tan⁡135∘=−1\tan135^\circ=-1).

OBOB הוא החלק החיובי של ציר ה-yy, בזווית 90∘90^\circ מהכיוון החיובי של ציר ה-xx:

∠BOC=135∘−90∘=45∘\angle BOC=135^\circ-90^\circ=45^\circ

טעות נפוצה: לענות 135∘135^\circ - זו הזווית בין OCOC לציר ה-xx, ולא לציר ה-yy.

סעיף ה

תשובה:

SABO=18S_{ABO}=18, SBOC=9S_{BOC}=9, היחס 2

ABOABO ישר זווית ב-OO: SABO=6⋅62=18S_{ABO}=\frac{6\cdot6}{2}=18.

BOCBOC ישר זווית ב-CC, והניצבים OCOC ו-BCBC:

OC=32+32=18,BC=32+32=18,SBOC=18⋅182=9OC=\sqrt{3^2+3^2}=\sqrt{18},\qquad BC=\sqrt{3^2+3^2}=\sqrt{18},\qquad S_{BOC}=\frac{\sqrt{18}\cdot\sqrt{18}}{2}=9
SABOSBOC=189=2\frac{S_{ABO}}{S_{BOC}}=\frac{18}{9}=2

טעות נפוצה: לקחת ב-BOCBOC את OBOB ו-OCOC כניצבים: 6⋅182≈12.73\frac{6\cdot\sqrt{18}}{2}\approx12.73, ויחס של כ-1.41. הזווית הישרה היא ב-CC, ולא ב-OO.

שאלה 5 · מיתרים נחתכים במעגל: צעד אחר צעד

במעגל שמשוואתו (x−8)2+(y−1)2=100(x-8)^2+(y-1)^2=100 המיתרים ACAC ו-BDBD נפגשים בנקודה EE. הנקודות AA ו-BB הן נקודות החיתוך של המעגל עם ציר ה-yy (BB מעל AA), כמתואר באיור.

ABCDExy
א.
(1)

הסבירו מדוע ∠BAC=∠BDC\angle BAC=\angle BDC.

(2)

הוכיחו כי המשולשים ABEABE ו-DCEDCE דומים.

ב.

מצאו את מרכז המעגל ואת הרדיוס שלו.

ג.

מצאו את שיעורי הנקודות AA ו-BB.

ד.

העבירו מיתר ADAD. נתון: ∠CAD=30∘\angle CAD=30^\circ.

המעגל חוסם את המשולש ACDACD. היעזרו במשפט הסינוסים במשולש ACDACD וחשבו את אורך המיתר CDCD.

ה.

מצאו את יחס הדמיון בין המשולש ABEABE למשולש DCEDCE, ואת היחס בין שטחיהם.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א(1)

תשובה:

זוויות היקפיות הנשענות על אותה קשת BCBC

שתי הזוויות הן זוויות היקפיות (הקודקוד על המעגל), ושתיהן נשענות על הקשת BCBC.

זוויות היקפיות הנשענות על אותה קשת שוות זו לזו.

טעות נפוצה: לנמק שהזוויות שוות כי הן "זוויות קודקודיות" - הזוויות הקודקודיות הן אלה שב-EE, לא ב-AA וב-DD.

סעיף א(2)

תשובה:

הוכחה: דמיון לפי ז.ז.

∠BAE=∠CDE\angle BAE=\angle CDE (סעיף א(1)), ו-∠AEB=∠DEC\angle AEB=\angle DEC (קודקודיות).

לכן △ABE∼△DCE\triangle ABE\sim\triangle DCE לפי ז.ז., בהתאמה A↔DA\leftrightarrow D, B↔CB\leftrightarrow C.

טעות נפוצה: לכתוב △ABE∼△CDE\triangle ABE\sim\triangle CDE ולהתאים את ABAB ל-CDCD בכיוון הפוך - הזוויות השוות ב-AA וב-DD חייבות להיות באותו מקום בסדר הקודקודים.

סעיף ב

תשובה:

מרכז (8,1)(8,1), רדיוס 10

משוואת מעגל שמרכזו (a,b)(a,b) ורדיוסו RR היא (x−a)2+(y−b)2=R2(x-a)^2+(y-b)^2=R^2.

לכן המרכז הוא (8,1)(8,1) והרדיוס R=100=10R=\sqrt{100}=10.

טעות נפוצה: לקרוא את המרכז עם הסימנים שבסוגריים ולכתוב (−8,−1)(-8,-1).

סעיף ג

תשובה:

A(0,−5)A(0,-5), B(0,7)B(0,7)

(0−8)2+(y−1)2=100⇒(y−1)2=36⇒y=7 או y=−5(0-8)^2+(y-1)^2=100\quad\Rightarrow\quad(y-1)^2=36\quad\Rightarrow\quad y=7\ \text{או}\ y=-5

B(0,7)B(0,7), A(0,−5)A(0,-5).

טעות נפוצה: לשכוח את הפתרון השלילי של השורש ולמצוא רק y−1=6y-1=6, כלומר נקודה אחת (0,7)(0,7).

סעיף ד

תשובה:

10

לפי משפט הסינוסים, במשולש החסום במעגל שרדיוסו RR: CDsin⁡∠CAD=2R\frac{CD}{\sin\angle CAD}=2R.

CD=2⋅10⋅sin⁡30∘=20⋅12=10CD=2\cdot10\cdot\sin30^\circ=20\cdot\frac12=10

טעות נפוצה: להשתמש ב-RR במקום ב-2R2R ולקבל CD=5CD=5.

סעיף ה

תשובה:

יחס דמיון 65\frac65, יחס שטחים 3625\frac{36}{25}

AB=7−(−5)=12AB=7-(-5)=12 ו-DC=10DC=10 הן צלעות מתאימות (סעיף א(2)).

יחס הדמיון: 1210=65\frac{12}{10}=\frac65.

יחס השטחים הוא ריבוע יחס הדמיון: (65)2=3625\left(\frac65\right)^2=\frac{36}{25}.

טעות נפוצה: לכפול את יחס הדמיון ב-2 במקום להעלות בריבוע ולענות 125\frac{12}{5}.

שאלה 6 · חקירת ומשיק

נתונה הפונקציה: f(x)=x+4xf(x)=x+\frac{4}{x}.

א.

מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה.

ב.

הראו כי f′(x)=x2−4x2f'(x)=\frac{x^2-4}{x^2}, ומצאו את נקודות הקיצון של הפונקציה וקבעו את סוגן.

ג.

הסבירו מדוע אין לגרף הפונקציה נקודות חיתוך עם הצירים, וסרטטו סקיצה של הגרף.

ד.

נתונה הפונקציה g(x)=f(x)−4g(x)=f(x)-4. מצאו את הנקודה שבה גרף הפונקציה g(x)g(x) משיק לציר ה-xx.

ה.

מצאו את משוואת המשיק לגרף הפונקציה f(x)f(x) בנקודה שבה x=4x=4, ואת השטח שהוא יוצר עם הצירים.

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א

תשובה:

x≠0x\neq0

המכנה xx מתאפס ב-x=0x=0, ולכן התחום x≠0x\neq0.

טעות נפוצה: לענות x≠4x\neq4 - מסתכלים על המונה במקום על המכנה.

סעיף ב

תשובה:

max⁡(−2,−4)\max(-2,-4), min⁡(2,4)\min(2,4)

f′(x)=1−4x2=x2−4x2f'(x)=1-\frac{4}{x^2}=\frac{x^2-4}{x^2}

f′(x)=0f'(x)=0 כאשר x2=4x^2=4, x=±2x=\pm2. המכנה x2x^2 חיובי, ולכן הסימן של f′f' הוא הסימן של x2−4x^2-4: חיובי ל-∣x∣>2|x|>2, שלילי ל-0<∣x∣<20<|x|<2.

x=−2x=-2: מעלייה לירידה - מקסימום, f(−2)=−2−2=−4f(-2)=-2-2=-4.

x=2x=2: מירידה לעלייה - מינימום, f(2)=2+2=4f(2)=2+2=4.

טעות נפוצה: לקבוע את הסוג רק לפי x=±2x=\pm2 בלי טבלה ולהחליף ביניהם - "מינימום ב-(−2,−4)(-2,-4) כי הערך קטן יותר". בפונקציה עם אסימפטוטה המקסימום יכול להיות נמוך מהמינימום.

סעיף ג

תשובה:

x=0x=0 אינו בתחום, ו-x2+4=0x^2+4=0 אין פתרון; שני ענפים עם אסימפטוטה x=0x=0

ציר ה-yy: x=0x=0 אינו בתחום. ציר ה-xx: x+4x=0⇒x2+4=0x+\frac4x=0\Rightarrow x^2+4=0 - אין פתרון.

סקיצה: אסימפטוטה x=0x=0. ענף ימני יורד מ-+∞+\infty עד (2,4)(2,4) ועולה; ענף שמאלי עולה עד (−2,−4)(-2,-4) ויורד ל-−∞-\infty ליד ציר ה-yy.

טעות נפוצה: לכתוב x2=4x^2=4 (שגיאת סימן) ולקבל "חיתוך ב-x=±2x=\pm2" - שם נמצאים הקיצונים, לא חיתוכים.

סעיף ד

תשובה:

(2,0)(2,0)

gg היא הזזה של ff ב-4 יחידות למטה. המינימום (2,4)(2,4) עובר ל-(2,0)(2,0) - נקודת קיצון על ציר ה-xx, ושם הגרף משיק לציר.

בדיקה: g(x)=0⇒x2−4x+4=0⇒(x−2)2=0g(x)=0\Rightarrow x^2-4x+4=0\Rightarrow(x-2)^2=0 - פתרון כפול x=2x=2.

טעות נפוצה: לענות (2,4)(2,4) - זה המינימום של ff, לפני ההזזה.

סעיף ה

תשובה:

y=34x+2y=\frac34x+2; השטח 83\frac83 יח"ר

f(4)=4+1=5,f′(4)=1−416=34f(4)=4+1=5,\qquad f'(4)=1-\frac{4}{16}=\frac34
y−5=34(x−4)⇒y=34x+2y-5=\frac34(x-4)\quad\Rightarrow\quad y=\frac34x+2

חיתוכים: (0,2)(0,2) ו-(−83,0)\left(-\frac83,0\right). השטח:

S=12⋅83⋅2=83S=\frac12\cdot\frac83\cdot2=\frac83

טעות נפוצה: להציב x=4x=4 בנגזרת במקום בפונקציה כדי למצוא את נקודת ההשקה (y=34y=\frac34), ולקבל y=34x−94y=\frac34x-\frac94.

שאלה 7 · חקירת פונקציית שורש: נגזרת נתונה והזזה

נתונה הפונקציה: f(x)=(x+1)x+4f(x)=(x+1)\sqrt{x+4}.

א.

מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה.

ב.

מצאו את נקודות החיתוך של גרף הפונקציה עם הצירים.

ג.
(1)

הראו כי f′(x)=3x+92x+4f'(x)=\frac{3x+9}{2\sqrt{x+4}}.

(2)

מצאו את נקודות הקיצון של הפונקציה וקבעו את סוגן.

ד.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה.

ה.

נתונה הפונקציה g(x)=(x+1)x+4+3g(x)=(x+1)\sqrt{x+4}+3.

רשמו את נקודות הקיצון של g(x)g(x), והסבירו מדוע גרף g(x)g(x) לא חותך את ציר ה-xx.

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

תשובה:

x≥−4x\ge-4

x+4≥0x+4\ge0, כלומר x≥−4x\ge-4.

טעות נפוצה: לכתוב x≥4x\ge4 - לפתור x+4≥0x+4\ge0 בטעות סימן.

סעיף ב

תשובה:

(−4,0)(-4,0), (−1,0)(-1,0), (0,2)(0,2)

ציר ה-xx: (x+1)x+4=0(x+1)\sqrt{x+4}=0, כלומר x=−1x=-1 או x=−4x=-4 - הנקודות (−1,0)(-1,0) ו-(−4,0)(-4,0).

ציר ה-yy: f(0)=1⋅4=2f(0)=1\cdot\sqrt4=2 - הנקודה (0,2)(0,2).

טעות נפוצה: לשכוח את (−4,0)(-4,0), שבה מתאפס השורש.

סעיף ג(1)

תשובה:

f′(x)=x+4+x+12x+4=3x+92x+4f'(x)=\sqrt{x+4}+\frac{x+1}{2\sqrt{x+4}}=\frac{3x+9}{2\sqrt{x+4}}

כלל המכפלה: נגזרת של x+1x+1 היא 1, ונגזרת של x+4\sqrt{x+4} היא 12x+4\frac{1}{2\sqrt{x+4}}:

f′(x)=x+4+x+12x+4=2(x+4)+x+12x+4=3x+92x+4f'(x)=\sqrt{x+4}+\frac{x+1}{2\sqrt{x+4}}=\frac{2(x+4)+x+1}{2\sqrt{x+4}}=\frac{3x+9}{2\sqrt{x+4}}

טעות נפוצה: במכנה המשותף להכפיל את x+4\sqrt{x+4} רק ב-2 (בלי x+4\sqrt{x+4}) ולקבל במונה 2+x+1=x+32+x+1=x+3.

סעיף ג(2)

תשובה:

מקסימום (−4,0)(-4,0) (קיצון בקצה התחום), מינימום (−3,−2)(-3,-2)

f′(x)=0f'(x)=0 כש-3x+9=03x+9=0, כלומר x=−3x=-3.

ב-−4<x<−3-4<x<-3: f′<0f'<0; ב-x>−3x>-3: f′>0f'>0. לכן ב-x=−3x=-3 מינימום: f(−3)=−2⋅1=−2f(-3)=-2\cdot1=-2.

בקצה התחום f(−4)=0f(-4)=0 והפונקציה יורדת אחריו, ולכן (−4,0)(-4,0) מקסימום.

טעות נפוצה: לא לבדוק את קצה התחום ולענות שיש רק מינימום (−3,−2)(-3,-2).

סעיף ד

תשובה:

הגרף מתחיל ב-(−4,0)(-4,0), יורד למינימום (−3,−2)(-3,-2), עולה דרך (−1,0)(-1,0) ו-(0,2)(0,2) וממשיך לעלות

מסמנים: התחלה ב-(−4,0)(-4,0), מינימום (−3,−2)(-3,-2), חיתוכים (−1,0)(-1,0) ו-(0,2)(0,2), ועלייה מתמדת אחרי x=−3x=-3.

טעות נפוצה: לצייר את הגרף גם משמאל ל-x=−4x=-4.

סעיף ה

תשובה:

מקסימום (−4,3)(-4,3), מינימום (−3,1)(-3,1); הערך הקטן ביותר של gg הוא 1, ולכן g>0g>0 לכל xx בתחום

g=f+3g=f+3 - הזזה למעלה ב-3: שיעורי ה-xx והסוג נשארים, ושיעורי ה-yy גדלים ב-3.

מקסימום (−4,3)(-4,3), מינימום (−3,1)(-3,1).

הערך הקטן ביותר של gg הוא ערך המינימום, 1 (בקצה g(−4)=3g(-4)=3, ואחרי המינימום gg עולה). לכן g(x)≥1>0g(x)\ge1>0, והגרף לא מגיע לציר ה-xx.

טעות נפוצה: להזיז את נקודות הקיצון ימינה ב-3 ולקבל (−1,0)(-1,0) ו-(0,−2)(0,-2).

שאלה 8 · בעיית קיצון: היקף מרבי של משולש ישר זווית בתוך מלבן

נתון מלבן ABCDABCD. הנקודה FF היא אמצע הצלע BCBC, ו-EE נקודה על ADAD כך ש-EF⊥ADEF\perp AD.

הנקודה KK נמצאת על EFEF כך ש-EK=KC=5EK=KC=5 ס"מ. FC=xFC=x.

ADCBFEK
א.

הראו כי FK=25−x2FK=\sqrt{25-x^2}.

ב.

הביעו באמצעות xx את היקף המשולש KFCKFC.

ג.

מצאו את אורך הצלע BCBC שעבורו היקף המשולש KFCKFC מקסימלי.

ד.

חשבו את היקף המלבן ABCDABCD עבור האורך של BCBC שמצאתם.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א

תשובה:

פיתגורס במשולש KFCKFC

EF⊥BCEF\perp BC, ולכן במשולש KFCKFC הזווית ב-FF ישרה והיתר KC=5KC=5:

FK2=KC2−FC2=25−x2⇒FK=25−x2FK^2=KC^2-FC^2=25-x^2\quad\Rightarrow\quad FK=\sqrt{25-x^2}

טעות נפוצה: לכתוב FK2=FC2+KC2FK^2=FC^2+KC^2 - כאילו FKFK הוא היתר - ולקבל FK=25+x2FK=\sqrt{25+x^2}.

סעיף ב

תשובה:

P(x)=5+x+25−x2P(x)=5+x+\sqrt{25-x^2}

P(x)=KC+FC+FK=5+x+25−x2,0<x<5P(x)=KC+FC+FK=5+x+\sqrt{25-x^2},\qquad0<x<5

טעות נפוצה: לשכוח את הצלע KCKC ולכתוב P(x)=x+25−x2P(x)=x+\sqrt{25-x^2}.

סעיף ג

תשובה:

BC=52≈7.07BC=5\sqrt2\approx7.07 ס"מ

P′(x)=1−x25−x2=0⇒x=25−x2⇒x2=12.5, x=52P'(x)=1-\frac{x}{\sqrt{25-x^2}}=0\quad\Rightarrow\quad x=\sqrt{25-x^2}\quad\Rightarrow\quad x^2=12.5,\ x=\frac{5}{\sqrt2}

P′(1)>0P'(1)>0, P′(4)=1−43<0P'(4)=1-\frac43<0 - מקסימום.

BC=2x=102=52≈7.07BC=2x=\frac{10}{\sqrt2}=5\sqrt2\approx7.07 ס"מ.

טעות נפוצה: לענות x=52≈3.54x=\frac{5}{\sqrt2}\approx3.54 - זה FCFC, לא BCBC.

סעיף ד

תשובה:

10+152≈31.2110+15\sqrt2\approx31.21 ס"מ

FK=25−12.5=52FK=\sqrt{25-12.5}=\frac{5}{\sqrt2}, ולכן AB=EF=5+52AB=EF=5+\frac{5}{\sqrt2}.

PABCD=2⋅52+2(5+52)=102+10+52=10+152≈31.21P_{ABCD}=2\cdot5\sqrt2+2\left(5+\frac{5}{\sqrt2}\right)=10\sqrt2+10+5\sqrt2=10+15\sqrt2\approx31.21

טעות נפוצה: לקחת AB=FKAB=FK (לשכוח את EK=5EK=5) ולקבל 102+52=152≈21.2110\sqrt2+5\sqrt2=15\sqrt2\approx21.21.

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.