דילוג לתוכן המרכזי

מתכונת במתמטיקה 471 - מתכונת 12 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: ציונים בבחינה בשתי שנים

2,000 תלמידים ניגשו לבחינה ארצית. הציונים בבחינה התפלגו נורמלית, עם ממוצע 70 וסטיית תקן 8.

א.

חשבו את ציון התקן של הציון 58.

ב.

מהו אחוז התלמידים שקיבלו ציון נמוך מ-58?

ג.

כמה תלמידים קיבלו ציון גבוה מ-84?

ד.

בשנה שלאחר מכן ניגשו לבחינה שוב 2,000 תלמידים, והציונים שוב התפלגו נורמלית. ממוצע הציונים עלה ל-74, ואחוז התלמידים שקיבלו ציון נמוך מ-58 נשאר כמו בשנה הקודמת.

(1)

הסבירו מדוע ציון התקן של הציון 58 לא השתנה, וחשבו את סטיית התקן של הציונים בשנה זו.

(2)

כמה תלמידים קיבלו בשנה זו ציון גבוה מ-84?

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

Z=−1.5Z=-1.5

ציון התקן מודד בכמה סטיות תקן הציון רחוק מהממוצע, ולאיזה כיוון:

Z=X−μσ=58−708=−128=−1.5Z=\frac{X-\mu}{\sigma}=\frac{58-70}{8}=\frac{-12}{8}=-1.5

הסימן שלילי כי 58 נמוך מהממוצע.

טעות נפוצה: לחסר בסדר הפוך, 70−588\frac{70-58}{8}, ולקבל Z=1.5Z=1.5 - ציון תקן חיובי שייך לציון שגבוה מהממוצע.

סעיף ב

תשובה:

6.68%

השטח משמאל ל-Z=−1.5Z=-1.5. לפי הסימטריה של העקומה הוא שווה לשטח מימין ל-1.51.5:

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

6.68% מהתלמידים קיבלו ציון נמוך מ-58.

טעות נפוצה: לענות 93.32% - זה הערך של Φ(1.5)\Phi(1.5), אחוז התלמידים שקיבלו יותר מ-58.

סעיף ג

תשובה:

כ-80 תלמידים

Z=84−708=1.75Z=\frac{84-70}{8}=1.75

"גבוה מ-84" הוא השטח מימין:

P(X>84)=1−Φ(1.75)=1−0.9599=0.0401P(X>84)=1-\Phi(1.75)=1-0.9599=0.0401
0.0401⋅2,000≈800.0401\cdot2{,}000\approx80

טעות נפוצה: לכפול את 0.95990.9599 ב-2,000 ולענות 1,920 תלמידים - אלה התלמידים שקיבלו פחות מ-84.

סעיף ד(1)

תשובה:

σ≈10.67\sigma\approx10.67

אחוז התלמידים מתחת ל-58 הוא השטח משמאל לציון התקן של 58. השטח נשאר 6.68%, ולכל שטח מתאים בטבלה ציון תקן אחד - לכן ציון התקן נשאר −1.5-1.5.

מציבים את הממוצע החדש:

−1.5=58−74σ=−16σ-1.5=\frac{58-74}{\sigma}=\frac{-16}{\sigma}
σ=161.5≈10.67\sigma=\frac{16}{1.5}\approx10.67

טעות נפוצה: להציב את הממוצע של השנה הקודמת, −1.5=58−70σ-1.5=\frac{58-70}{\sigma}, ולקבל σ=8\sigma=8.

סעיף ד(2)

תשובה:

כ-347 תלמידים

בשנה זו μ=74\mu=74, σ≈10.67\sigma\approx10.67:

Z=84−7410.67≈0.94Z=\frac{84-74}{10.67}\approx0.94
P(X>84)=1−Φ(0.94)=1−0.8264=0.1736P(X>84)=1-\Phi(0.94)=1-0.8264=0.1736
0.1736⋅2,000≈3470.1736\cdot2{,}000\approx347

טעות נפוצה: לחשב עם סטיית התקן של השנה הקודמת, Z=84−748=1.25Z=\frac{84-74}{8}=1.25, ולקבל 1−0.8944=0.10561-0.8944=0.1056, כלומר כ-211 תלמידים.

שאלה 2 · מתאם ורגרסיה: שעות לימוד וציון

מורה בדקה את הקשר בין מספר שעות הלימוד לקראת מבחן (המשתנה xx) ובין הציון במבחן (המשתנה yy) של 5 תלמידים.

מספר שעות הלימוד - xx12345
הציון במבחן - yy5560707590

הממוצע של הציונים הוא 70, וסטיית התקן שלהם היא 150\sqrt{150}.

א.

מצאו את הממוצע ואת סטיית התקן של מספר שעות הלימוד.

ב.

נתון כי ∑(x−xˉ)(y−yˉ)=85\sum(x-\bar x)(y-\bar y)=85. מצאו את מקדם המתאם rr.

ג.

מצאו את משוואת ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx.

ד.

על פי ישר הרגרסיה, מהו הציון הצפוי לתלמיד שלמד 3.5 שעות?

ה.

המורה החליטה להוסיף 5 נקודות לציון של כל אחד מהתלמידים. האם מקדם המתאם ושיפוע ישר הרגרסיה השתנו? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

xˉ=3\bar x=3, Sx=2≈1.414S_x=\sqrt2\approx1.414

xˉ=1+2+3+4+55=3\bar x=\frac{1+2+3+4+5}{5}=3

סטיות: −2,−1,0,1,2-2,-1,0,1,2; ריבועים: 4+1+0+1+4=104+1+0+1+4=10.

Sx=105=2≈1.414S_x=\sqrt{\frac{10}{5}}=\sqrt2\approx1.414

טעות נפוצה: לחלק ב-4 במקום ב-5 ולקבל 2.5≈1.581\sqrt{2.5}\approx1.581.

סעיף ב

תשובה:

r≈0.981r\approx0.981

r=1n∑(x−xˉ)(y−yˉ)Sx⋅Sy=85/52⋅150=17300≈0.981r=\frac{\frac1n\sum(x-\bar x)(y-\bar y)}{S_x\cdot S_y}=\frac{85/5}{\sqrt2\cdot\sqrt{150}}=\frac{17}{\sqrt{300}}\approx0.981

קשר לינארי חיובי חזק מאוד.

טעות נפוצה: לשכוח לחלק ב-5: 85300≈4.91\frac{85}{\sqrt{300}}\approx4.91 - ערך שאינו יכול להיות מקדם מתאם.

סעיף ג

תשובה:

y=8.5x+44.5y=8.5x+44.5

m=r⋅SySx=17300⋅1502=172=8.5m=r\cdot\frac{S_y}{S_x}=\frac{17}{\sqrt{300}}\cdot\frac{\sqrt{150}}{\sqrt2}=\frac{17}{2}=8.5

הישר עובר בנקודת הממוצעים (3, 70)(3,\,70):

y−70=8.5(x−3)⇒y=8.5x+44.5y-70=8.5(x-3)\quad\Rightarrow\quad y=8.5x+44.5

טעות נפוצה: להפוך את היחס, m=r⋅SxSy≈0.113m=r\cdot\frac{S_x}{S_y}\approx0.113, ולקבל ישר כמעט אופקי y≈0.113x+69.66y\approx0.113x+69.66.

סעיף ד

תשובה:

74.25

מציבים x=3.5x=3.5 במשוואת הישר:

y=8.5⋅3.5+44.5=29.75+44.5=74.25y=8.5\cdot3.5+44.5=29.75+44.5=74.25

טעות נפוצה: לשכוח את החותך ולענות 8.5⋅3.5=29.758.5\cdot3.5=29.75.

סעיף ה

תשובה:

שניהם לא השתנו (r≈0.981r\approx0.981, m=8.5m=8.5); רק החותך עלה ל-49.5

הוספת 5 לכל ציון מעלה גם את הממוצע ב-5, ולכן כל סטייה מהממוצע לא משתנה.

לכן SyS_y וסכום מכפלות הסטיות לא משתנים, ו-rr לא משתנה.

m=r⋅SySxm=r\cdot\frac{S_y}{S_x} - גם השיפוע לא משתנה. הישר החדש: y=8.5x+49.5y=8.5x+49.5.

טעות נפוצה: להוסיף 5 לשיפוע ולקבל m=13.5m=13.5. התוספת מעלה את הישר כולו, ולא משנה את התלילות שלו.

שאלה 3 · הסתברות: מבחן של שני תרגילים

במבחן יש תרגיל אחד באלגברה ותרגיל אחד בגאומטריה. בכל תרגיל הנבחן מקבל ציון עובר או ציון נכשל.

נבחן עובר את המבחן אם קיבל ציון עובר בתרגיל אחד לפחות.

ההסתברות לעבור את התרגיל באלגברה היא 0.7, וההסתברות לעבור את התרגיל בגאומטריה היא 0.6. ההסתברויות אינן תלויות זו בזו.

א.

מהי ההסתברות שנבחן ייכשל בשני התרגילים?

ב.

מהי ההסתברות שנבחן יעבור בדיוק תרגיל אחד?

ג.

מהי ההסתברות שנבחן יעבור את המבחן?

ד.

ידוע שנבחן עבר את המבחן. מהי ההסתברות שהוא עבר רק את התרגיל באלגברה?

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

0.12

P=0.3⋅0.4=0.12P=0.3\cdot0.4=0.12

טעות נפוצה: לחבר את הסתברויות הכישלון, 0.3+0.4=0.70.3+0.4=0.7, במקום לכפול אותן.

סעיף ב

תשובה:

0.46

שני מסלולים: עובר באלגברה ונכשל בגאומטריה, או להפך.

P=0.7⋅0.4+0.3⋅0.6=0.28+0.18=0.46P=0.7\cdot0.4+0.3\cdot0.6=0.28+0.18=0.46

טעות נפוצה: לחשב רק את המסלול הראשון ולענות 0.280.28.

סעיף ג

תשובה:

0.88

עובר את המבחן = לא נכשל בשני התרגילים:

P=1−0.12=0.88P=1-0.12=0.88

טעות נפוצה: להחסיר מ-1 את ההסתברות לעבור את שני התרגילים, 1−0.42=0.581-0.42=0.58.

סעיף ד

תשובה:

722≈0.318\frac{7}{22}\approx0.318

החיתוך: "עבר רק באלגברה" - 0.7⋅0.4=0.280.7\cdot0.4=0.28 (מי שעבר רק באלגברה עבר את המבחן).

P=0.280.88=722≈0.318P=\frac{0.28}{0.88}=\frac{7}{22}\approx0.318

טעות נפוצה: לחלק בהסתברות לעבור בדיוק תרגיל אחד (0.46) ולקבל 0.280.46≈0.609\frac{0.28}{0.46}\approx0.609.

שאלה 4 · מקבילית במערכת צירים: חוצה זווית וישר מאונך

במקבילית ABCDABCD הצלע ADAD נמצאת על ציר ה-xx, והקודקוד BB נמצא על ציר ה-yy. הנקודה EE נמצאת על הצלע ADAD, וידוע כי: AB=AEAB=AE.

ABCDExy
א.
(1)

הסבירו מדוע ∠ABE=∠AEB\angle ABE=\angle AEB.

(2)

הסבירו מדוע ∠AEB=∠EBC\angle AEB=\angle EBC, והסיקו כי BEBE חוצה את ∠ABC\angle ABC.

ב.

נתון: ∠BEC=90∘\angle BEC=90^\circ, B(0,6)B(0,6), A(−8,0)A(-8,0).

חשבו את אורך הצלע ABAB, ומצאו את שיעורי הנקודה EE.

ג.

מצאו את השיפוע של הישר BEBE, ואת משוואת הישר ECEC.

ד.

הצלע BCBC מקבילה לציר ה-xx. מצאו את שיעורי הנקודה CC.

ה.

חשבו את גודל הזווית BCEBCE.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א(1)

תשובה:

המשולש ABEABE שווה שוקיים (AB=AEAB=AE)

במשולש ABEABE הצלעות ABAB ו-AEAE שוות, ולכן הוא שווה שוקיים.

במשולש שווה שוקיים זוויות הבסיס שוות. הזווית שמול AEAE היא ∠ABE\angle ABE, והזווית שמול ABAB היא ∠AEB\angle AEB, ולכן ∠ABE=∠AEB\angle ABE=\angle AEB.

טעות נפוצה: לטעון ש-∠BAE=∠ABE\angle BAE=\angle ABE - הזווית BAEBAE היא זווית הראש, שנמצאת בין השוקיים השוות.

סעיף א(2)

תשובה:

זוויות מתחלפות (AD∥BCAD\parallel BC); לכן ∠ABE=∠EBC\angle ABE=\angle EBC

במקבילית AD∥BCAD\parallel BC, והישר BEBE חותך את שניהם. ∠AEB\angle AEB ו-∠EBC\angle EBC הן זוויות מתחלפות, ולכן הן שוות.

מסעיף א(1): ∠ABE=∠AEB=∠EBC\angle ABE=\angle AEB=\angle EBC, כלומר BEBE חוצה את ∠ABC\angle ABC.

טעות נפוצה: להסיק מהמקבילות ש-∠AEB=∠ECB\angle AEB=\angle ECB - הזווית ECBECB נמצאת ליד הקודקוד CC, ואין ביניהן קשר של מתחלפות.

סעיף ב

תשובה:

AB=10AB=10, E(2,0)E(2,0)

AB=82+62=100=10AB=\sqrt{8^2+6^2}=\sqrt{100}=10

AE=AB=10AE=AB=10, ו-EE על ציר ה-xx מימין ל-AA: xE=−8+10=2x_E=-8+10=2, E(2,0)E(2,0).

טעות נפוצה: לחבר את הניצבים, AB=8+6=14AB=8+6=14, ולקבל E(6,0)E(6,0).

סעיף ג

תשובה:

mBE=−3m_{BE}=-3; y=13x−23y=\frac13x-\frac23

mBE=0−62−0=−3m_{BE}=\frac{0-6}{2-0}=-3

EC⊥BEEC\perp BE (כי ∠BEC=90∘\angle BEC=90^\circ), ולכן mEC⋅(−3)=−1m_{EC}\cdot(-3)=-1, mEC=13m_{EC}=\frac13.

y=13(x−2)=13x−23y=\frac13(x-2)=\frac13x-\frac23

טעות נפוצה: לקחת לישר המאונך את השיפוע 33 (רק החלפת סימן) ולקבל y=3x−6y=3x-6.

סעיף ד

תשובה:

C(20,6)C(20,6)

BCBC מקביל לציר ה-xx ועובר דרך B(0,6)B(0,6), ולכן משוואתו y=6y=6.

CC על ECEC ועל y=6y=6:

6=13x−23⇒x=206=\frac13x-\frac23\quad\Rightarrow\quad x=20

טעות נפוצה: להציב x=6x=6 במשוואת ECEC ולקבל C(6,43)C\left(6,\frac43\right).

סעיף ה

תשובה:

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

CBCB אופקי, ולכן הטנגנס של הזווית BCEBCE שווה לשיפוע של ECEC:

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

טעות נפוצה: להשתמש בשיפוע של BEBE ולקבל tan⁡α=3\tan\alpha=3, α≈71.57∘\alpha\approx71.57^\circ - זו הזווית EBCEBC.

שאלה 5 · מעגל חוסם מרובע: קוטר וזווית היקפית

מרובע ABCDABCD חסום במעגל שמרכזו MM. נתון: ∠ABC=90∘\angle ABC=90^\circ, A(2,3)A(2,3), C(−2,−7)C(-2,-7). הקודקודים BB ו-DD נמצאים על ציר ה-xx (ראו ציור).

ABCDMxy
א.

הסבירו מדוע ACAC קוטר במעגל.

ב.

מצאו את שיעורי המרכז MM, את הרדיוס ואת משוואת המעגל.

ג.

חשבו את שיעורי הקודקודים BB ו-DD.

ד.
(1)

הראו כי MA⊥MDMA\perp MD.

(2)

חשבו את גודל הזווית ABDABD.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א

תשובה:

זווית היקפית ישרה (∠ABC\angle ABC) נשענת על קוטר.

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

טעות נפוצה: לחשוב שצריך לדעת גם ש-∠ADC=90∘\angle ADC=90^\circ כדי להסיק ש-ACAC קוטר - מספיקה זווית היקפית ישרה אחת.

סעיף ב

תשובה:

M(0,−2)M(0,-2), R=29R=\sqrt{29}, x2+(y+2)2=29x^2+(y+2)^2=29

המרכז הוא אמצע הקוטר ACAC: M=(2−22,3−72)=(0,−2)M=\left(\frac{2-2}{2},\frac{3-7}{2}\right)=(0,-2).

R=MA=(2−0)2+(3+2)2=29R=MA=\sqrt{(2-0)^2+(3+2)^2}=\sqrt{29}

המשוואה: x2+(y+2)2=29x^2+(y+2)^2=29.

טעות נפוצה: לחשב את המרכז כהפרש השיעורים במקום כממוצע, (2+22,3+72)=(2,5)\left(\frac{2+2}{2},\frac{3+7}{2}\right)=(2,5).

סעיף ג

תשובה:

B(5,0)B(5,0), D(−5,0)D(-5,0)

מציבים y=0y=0: x2+4=29x^2+4=29, x2=25x^2=25, x=±5x=\pm5.

לפי הסרטוט BB מימין: B(5,0)B(5,0), D(−5,0)D(-5,0).

טעות נפוצה: לשכוח את (y+2)2(y+2)^2 ולפתור x2=29x^2=29, x=±29x=\pm\sqrt{29}.

סעיף ד(1)

תשובה:

mMA⋅mMD=52⋅(−25)=−1m_{MA}\cdot m_{MD}=\frac52\cdot\left(-\frac25\right)=-1

mMA=3+22−0=52,mMD=0+2−5−0=−25m_{MA}=\frac{3+2}{2-0}=\frac52,\qquad m_{MD}=\frac{0+2}{-5-0}=-\frac25
mMA⋅mMD=52⋅(−25)=−1m_{MA}\cdot m_{MD}=\frac52\cdot\left(-\frac25\right)=-1

מכפלת השיפועים −1-1, ולכן MA⊥MDMA\perp MD.

טעות נפוצה: לטעות בסימן במונה של mMDm_{MD}, 0−2−5−0=25\frac{0-2}{-5-0}=\frac25, לקבל מכפלה 11 ולהסיק שהישרים אינם מאונכים.

סעיף ד(2)

תשובה:

45∘45^\circ

הזווית ההיקפית ABDABD והזווית המרכזית AMDAMD נשענות על אותה קשת ADAD, ולפי ד(1) ∠AMD=90∘\angle AMD=90^\circ:

∠ABD=12⋅90∘=45∘\angle ABD=\frac12\cdot90^\circ=45^\circ

טעות נפוצה: להשתמש בזווית ABCABC הנתונה ולענות 90∘90^\circ.

שאלה 6 · מגרף נגזרת ריבועית לפונקציה

f(x)f(x) היא פונקציה שמוגדרת לכל xx. בציור שלפניכם מוצג הגרף של פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x) - פרבולה העוברת דרך הנקודות (−1,0)(-1,0) ו-(3,0)(3,0).

א.
(1)

על פי הגרף מצאו את תחומי העלייה והירידה של f(x)f(x).

(2)

מצאו את שיעורי ה-xx של נקודות הקיצון של f(x)f(x) וקבעו את סוגן.

(3)

נתון f′(x)=3x2−6x−9f'(x)=3x^2-6x-9, ושיעור ה-yy של נקודת המקסימום של f(x)f(x) הוא 10. מצאו את f(x)f(x).

ב.

מצאו את שיעורי הנקודות שבהן שיפוע המשיק לגרף f(x)f(x) הוא −9-9.

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א(1)

תשובה:

עלייה: x<−1x<-1 או x>3x>3; ירידה: −1<x<3-1<x<3

f′>0f'>0 (הגרף מעל הציר) ב-x<−1x<-1 וב-x>3x>3 - שם ff עולה; f′<0f'<0 ב-−1<x<3-1<x<3 - שם ff יורדת.

טעות נפוצה: לענות לפי הכיוון של הפרבולה, "ירידה ב-x<1x<1, עלייה ב-x>1x>1" - זה מתאר את f′f' ולא את ff.

סעיף א(2)

תשובה:

מקסימום ב-x=−1x=-1; מינימום ב-x=3x=3

ב-x=−1x=-1 הנגזרת עוברת מפלוס למינוס - מקסימום. ב-x=3x=3 ממינוס לפלוס - מינימום.

טעות נפוצה: להפוך את הסוגים (מינימום ב-−1-1, מקסימום ב-3) - קודם ff עולה ואז יורדת, ולכן ב-−1-1 מקסימום.

סעיף א(3)

תשובה:

f(x)=x3−3x2−9x+5f(x)=x^3-3x^2-9x+5

f(x)=x3−3x2−9x+Cf(x)=x^3-3x^2-9x+C

המקסימום ב-x=−1x=-1: f(−1)=−1−3+9+C=5+C=10f(-1)=-1-3+9+C=5+C=10, ולכן C=5C=5.

טעות נפוצה: להציב את 10 בנקודת המינימום x=3x=3: 27−27−27+C=1027-27-27+C=10, ולקבל C=37C=37.

סעיף ב

תשובה:

(0,5)(0,5) ו-(2,−17)(2,-17)

שיפוע המשיק הוא f′(x)f'(x): 3x2−6x−9=−93x^2-6x-9=-9, כלומר 3x2−6x=03x^2-6x=0, 3x(x−2)=03x(x-2)=0.

x=0x=0: f(0)=5f(0)=5. x=2x=2: f(2)=8−12−18+5=−17f(2)=8-12-18+5=-17.

(בגרף: הישר האופקי y=−9y=-9 חותך את הפרבולה של f′f' בשתי נקודות.)

טעות נפוצה: לחלק את 3x2=6x3x^2=6x ב-xx ולאבד את x=0x=0 - ולענות רק (2,−17)(2,-17).

שאלה 7 · פולינום: חקירה, שיקוף ושטח בין ל-

נתונה הפונקציה f(x)=x3−3x2−9x+27f(x)=x^3-3x^2-9x+27.

א.

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

ב.

הראו ש-f(x)=(x−3)2(x+3)f(x)=(x-3)^2(x+3), ומצאו את נקודות החיתוך של הגרף עם הצירים.

ג.

סרטטו באותה מערכת צירים סקיצה של הגרפים של f(x)f(x) ושל −f(x)-f(x).

ד.

חשבו את השטח המוגבל על ידי הגרף של f(x)f(x) וציר ה-xx, והיעזרו בו כדי למצוא את השטח הכלוא בין הגרפים של f(x)f(x) ו-−f(x)-f(x).

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

תשובה:

max⁡(−1,32)\max(-1,32), min⁡(3,0)\min(3,0)

f′(x)=3x2−6x−9=3(x−3)(x+1)f'(x)=3x^2-6x-9=3(x-3)(x+1)
xxx<−1x<-1−1-1−1<x<3-1<x<333x>3x>3
f′(x)f'(x)++0−-0++

f(−1)=−1−3+9+27=32f(-1)=-1-3+9+27=32, f(3)=27−27−27+27=0f(3)=27-27-27+27=0.

מקסימום (−1,32)(-1,32), מינימום (3,0)(3,0).

טעות נפוצה: לטעות בסימן בהצבה, f(−1)=−1−3−9+27=14f(-1)=-1-3-9+27=14, ולכתוב מקסימום ב-(−1,14)(-1,14).

סעיף ב

תשובה:

(−3,0)(-3,0), (3,0)(3,0), (0,27)(0,27)

פותחים: (x−3)2(x+3)=(x2−6x+9)(x+3)=x3+3x2−6x2−18x+9x+27=x3−3x2−9x+27(x-3)^2(x+3)=(x^2-6x+9)(x+3)=x^3+3x^2-6x^2-18x+9x+27=x^3-3x^2-9x+27.

ציר ה-xx: (x−3)2(x+3)=0(x-3)^2(x+3)=0, ולכן x=3x=3 (שורש כפול - הגרף משיק לציר, במינימום) ו-x=−3x=-3.

ציר ה-yy: f(0)=27f(0)=27.

טעות נפוצה: לחשוב ש-x=3x=3 אינה נקודת חיתוך כי הגרף רק נוגע שם בציר, ולרשום רק את (−3,0)(-3,0).

סעיף ג

תשובה:

−f-f הוא שיקוף של ff ביחס לציר ה-xx: מינימום (−1,−32)(-1,-32), מקסימום (3,0)(3,0)

ff: עולה עד (−1,32)(-1,32), יורדת עד (3,0)(3,0) ועולה; חותכת את ציר ה-xx ב-−3-3 ואת ציר ה-yy ב-27.

−f-f: שיקוף ביחס לציר ה-xx - מינימום (−1,−32)(-1,-32), מקסימום (3,0)(3,0), אותם חיתוכים עם ציר ה-xx.

-4-2246-40-30-20-1010203040

טעות נפוצה: לשקף ביחס לציר ה-yy ולסרטט את הקיצון של −f-f ב-(1,32)(1,32).

סעיף ד

תשובה:

108; 216

בין −3-3 ל-3 f(x)≥0f(x)\ge0:

∫−33(x3−3x2−9x+27)dx=[x44−x3−9x22+27x]−33=33.75−(−74.25)=108\int_{-3}^{3}\left(x^3-3x^2-9x+27\right)dx=\left[\frac{x^4}{4}-x^3-\frac{9x^2}{2}+27x\right]_{-3}^{3}=33.75-(-74.25)=108

הגרף של −f-f הוא שיקוף, ולכן השטח בין −f-f לציר ה-xx גם הוא 108, והשטח בין שני הגרפים: 2⋅108=2162\cdot108=216.

טעות נפוצה: להתחיל את האינטגרל מ-0 במקום מ-−3-3 ולקבל 33.7533.75 - נקודת החיתוך השמאלית היא x=−3x=-3.

שאלה 8 · בעיית קיצון: היתר הקצר ביותר במשולש ישר זווית בשטח נתון

ABCABC הוא משולש ישר זווית, ∠ACB=90∘\angle ACB=90^\circ, ששטחו 8. נסמן AC=xAC=x.

CAB
א.

הביעו באמצעות xx את אורך הניצב BCBC.

ב.

הראו כי AB2=x2+256x2AB^2=x^2+\frac{256}{x^2}.

ג.

מצאו את xx שבעבורו אורך היתר ABAB מינימלי, ואת האורך המינימלי.

ד.

האם ייתכן שאורך היתר ABAB הוא 5? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א

תשובה:

BC=16xBC=\frac{16}{x}

x⋅BC2=8⇒BC=16x\frac{x\cdot BC}{2}=8\quad\Rightarrow\quad BC=\frac{16}{x}

טעות נפוצה: לשכוח את החלוקה ב-2 בנוסחת השטח ולקבל BC=8xBC=\frac8x.

סעיף ב

תשובה:

פיתגורס: AB2=AC2+BC2AB^2=AC^2+BC^2

ABAB הוא היתר:

AB2=AC2+BC2=x2+(16x)2=x2+256x2AB^2=AC^2+BC^2=x^2+\left(\frac{16}{x}\right)^2=x^2+\frac{256}{x^2}

טעות נפוצה: להעלות בריבוע רק את המונה, (16x)2=256x\left(\frac{16}{x}\right)^2=\frac{256}{x}.

סעיף ג

תשובה:

x=4x=4, ABmin=32=42AB_{min}=\sqrt{32}=4\sqrt2

ABAB מינימלי כש-AB2AB^2 מינימלי. נסמן f(x)=x2+256x2f(x)=x^2+\frac{256}{x^2}, x>0x>0:

f′(x)=2x−512x3=0⇒x4=256⇒x=4f'(x)=2x-\frac{512}{x^3}=0\quad\Rightarrow\quad x^4=256\quad\Rightarrow\quad x=4

f′<0f'<0 משמאל ל-4 ו-f′>0f'>0 מימין: מינימום. f(4)=16+16=32f(4)=16+16=32, ולכן ABmin=32=42≈5.66AB_{min}=\sqrt{32}=4\sqrt2\approx5.66.

טעות נפוצה: לענות שהאורך המינימלי הוא 32 - זה AB2AB^2, ועוד צריך להוציא שורש.

סעיף ד

תשובה:

לא, כי AB≥42≈5.66>5AB\ge4\sqrt2\approx5.66>5

האורך הקטן ביותר של ABAB הוא 42≈5.664\sqrt2\approx5.66, ו-5<5.665<5.66. לכן אין משולש כזה שבו AB=5AB=5.

טעות נפוצה: להשוות את 5 ל-32 (הערך המינימלי של AB2AB^2) ולענות "כן". צריך להשוות 52=255^2=25 ל-32, או 5 ל-32\sqrt{32}.

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.