דילוג לתוכן המרכזי

מתכונת במתמטיקה 471 - מתכונת 2 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: ציון סף לקבלה ומצטיינים

ציונים במבחן קבלה למגמה מתפלגים נורמלית. ממוצע הציונים הוא 70 וסטיית התקן היא 10.

א.

כמה אחוזים מן הנבחנים קיבלו ציון נמוך מ-85?

20%20\% מן הנבחנים, אלה שהציונים שלהם היו הגבוהים ביותר, התקבלו למגמה.

ב.

(1) מהו הציון הנמוך ביותר שאיתו אפשר להתקבל למגמה? (2) האם נבחן שקיבל 77 התקבל למגמה? נמקו.

נבחנים שהציון שלהם גבוה מ-90 מוגדרים מצטיינים.

ג.

מצאו כמה אחוזים מן הנבחנים התקבלו למגמה, והם אינם מצטיינים.

1,772 נבחנים התקבלו למגמה, והם אינם מצטיינים.

ד.

כמה נבחנים סך הכול ניגשו למבחן הקבלה?

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

93.32%93.32\%

ציון התקן של 85:

z=85−7010=1.5z=\frac{85-70}{10}=1.5

בטבלה המצטברת Φ(1.5)=0.9332\Phi(1.5)=0.9332, כלומר 93.32%93.32\% קיבלו פחות מ-85.

טעות נפוצה: לענות 1−0.9332=6.68%1-0.9332=6.68\%. הטבלה המצטברת נותנת ישירות את האחוז שמתחת לערך.

סעיף ב

תשובה:

(1) 78.4 (2) לא

מעל ציון הסף 20%20\%, ולכן מתחתיו 80%80\%: Φ(z)=0.80\Phi(z)=0.80.

בטבלה Φ(0.84)=0.7995\Phi(0.84)=0.7995 הוא הערך הקרוב ביותר, ולכן z=0.84z=0.84.

x=70+0.84⋅10=78.4x=70+0.84\cdot10=78.4

77<78.477<78.4, ולכן הנבחן לא התקבל.

טעות נפוצה: לחפש בטבלה Φ(z)=0.20\Phi(z)=0.20, לקבל z=−0.84z=-0.84 וציון סף 61.6 - ואז לענות שגם 77 התקבל. 20%20\% הם הזנב העליון, ולכן מחפשים 0.800.80.

סעיף ג

תשובה:

17.72%17.72\%

ציון התקן של 90: z=90−7010=2z=\frac{90-70}{10}=2.

P(X>90)=1−Φ(2)=1−0.9772=0.0228P(X>90)=1-\Phi(2)=1-0.9772=0.0228

כל המצטיינים התקבלו (90 גדול מ-78.4), ולכן:

20%−2.28%=17.72%20\%-2.28\%=17.72\%

טעות נפוצה: לענות רק את אחוז המצטיינים, 2.28%2.28\%. השאלה היא על המתקבלים שאינם מצטיינים, ולכן מחסירים את המצטיינים מכל המתקבלים.

סעיף ד

תשובה:

10,000

17.72%17.72\% מן הנבחנים הם 1,772 נבחנים:

0.1772⋅N=1772 ⇒ N=10,0000.1772\cdot N=1772\ \Rightarrow\ N=10{,}000

טעות נפוצה: לחלק ב-0.200.20 ולקבל 8,860 נבחנים. 20%20\% הם כל המתקבלים, כולל המצטיינים.

שאלה 2 · שעות הכנה וציון: ישר רגרסיה

מורה בדקה אצל 5 תלמידים את הקשר בין מספר שעות ההכנה למבחן (המשתנה xx) ובין הציון במבחן (המשתנה yy).

התלמידשעות הכנה (xx)ציון (yy)
א155
ב362
ג570
ד774
ה984
א.

מצאו את ממוצע שעות ההכנה ואת ממוצע הציונים.

נתון: סטיית התקן של xx היא 2.828, סטיית התקן של yy היא 9.96, ומקדם המתאם הוא r=0.994r=0.994.

ב.

מצאו את משוואת ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx.

ג.

על פי ישר הרגרסיה, מהו הציון החזוי לתלמיד שהתכונן 6 שעות?

המורה החליטה להוסיף 5 נקודות לציון של כל אחד מהתלמידים.

ד.

כתבו את משוואת ישר הרגרסיה לניבוי הציון החדש על פי xx, ומצאו את מקדם המתאם בין xx לציון החדש.

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

xˉ=5\bar x=5, yˉ=69\bar y=69

xˉ=1+3+5+7+95=255=5,yˉ=55+62+70+74+845=3455=69\bar x=\frac{1+3+5+7+9}{5}=\frac{25}{5}=5,\qquad \bar y=\frac{55+62+70+74+84}{5}=\frac{345}{5}=69

טעות נפוצה: לחלק ב-4 במקום ב-5 (מספר התלמידים) ולקבל xˉ=6.25\bar x=6.25, yˉ=86.25\bar y=86.25 - ממוצע ציונים גבוה מכל הציונים בטבלה.

סעיף ב

תשובה:

y=3.5x+51.5y=3.5x+51.5

b=r⋅SySx=0.994⋅9.962.828≈3.5b=r\cdot\frac{S_y}{S_x}=0.994\cdot\frac{9.96}{2.828}\approx3.5

הישר עובר דרך נקודת הממוצעים (5,69)(5,69):

y−69=3.5(x−5)⇒y=3.5x+51.5y-69=3.5(x-5)\quad\Rightarrow\quad y=3.5x+51.5

טעות נפוצה: להפוך את היחס בין סטיות התקן, לקבל שיפוע 0.994⋅2.8289.96≈0.2820.994\cdot\frac{2.828}{9.96}\approx0.282 ואת הישר y=0.282x+67.59y=0.282x+67.59.

סעיף ג

תשובה:

72.5

y=3.5⋅6+51.5=72.5y=3.5\cdot6+51.5=72.5

טעות נפוצה: לנבא yˉ+r(x−xˉ)=69+0.994⋅1≈70\bar y+r(x-\bar x)=69+0.994\cdot1\approx70 - בלי היחס בין סטיות התקן.

סעיף ד

תשובה:

y=3.5x+56.5y=3.5x+56.5, r=0.994r=0.994

כל ציון גדל ב-5, ולכן yˉ\bar y גדל ב-5 וסטיית התקן של הציונים לא משתנה. גם מקדם המתאם לא משתנה בהוספת קבוע: r=0.994r=0.994.

השיפוע r⋅SySxr\cdot\frac{S_y}{S_x} לא משתנה, וכל ניבוי גדל ב-5:

y=3.5x+51.5+5=3.5x+56.5y=3.5x+51.5+5=3.5x+56.5

טעות נפוצה: לבלבל בין שינוי של yy לשינוי של xx ולהציב x−5x-5 במקום xx: y=3.5(x−5)+51.5=3.5x+34y=3.5(x-5)+51.5=3.5x+34.

שאלה 3 · טבלה דו-ממדית: מתנדבים בשכבה

בשכבת י"א בבית ספר מסוים 200 תלמידים: 120 בנות ו-80 בנים. 110 תלמידים בשכבה מתנדבים, ומהם 60 בנות.

א.

השלימו טבלה דו-ממדית של מספרי התלמידים לפי מין ולפי התנדבות.

ב.

מהי ההסתברות לבחור באקראי מן השכבה בת שמתנדבת?

ג.

בוחרים באקראי תלמיד מן השכבה. ידוע שהתלמיד שנבחר הוא בן. מהי ההסתברות שהוא מתנדב?

נועה טוענת: "אחוז המתנדבות מבין הבנות בשכבה גדול מאחוז המתנדבים מבין הבנים בשכבה".

ד.

האם הטענה של נועה נכונה? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

בנות: 60 מתנדבות, 60 לא; בנים: 50 מתנדבים, 30 לא

בנות שאינן מתנדבות: 120−60=60120-60=60. בנים מתנדבים: 110−60=50110-60=50. בנים שאינם מתנדבים: 80−50=3080-50=30.

מתנדבלא מתנדבסה"כ
בת6060120
בן503080
סה"כ11090200

טעות נפוצה: לחשב את הבנים המתנדבים כ-80−60=2080-60=20 (לחסר מסך הבנים את הבנות המתנדבות) - אז שורת הבנים והעמודה של המתנדבים לא מסתכמות (60+20 אינו 110).

סעיף ב

תשובה:

0.3

בוחרים מכל השכבה (200 תלמידים), והמאורע הוא החיתוך "בת וגם מתנדבת" (60 תלמידות):

P=60200=0.3P=\frac{60}{200}=0.3

טעות נפוצה: לחלק במספר הבנות - 60120=0.5\frac{60}{120}=0.5 - זו הסתברות מותנית (מבין הבנות), לא בחירה מכל השכבה.

סעיף ג

תשובה:

0.625

ידוע שנבחר בן, ולכן מרחב המדגם הוא 80 הבנים:

P(מתנדב∣בן)=5080=0.625P(\text{מתנדב}\mid\text{בן})=\frac{50}{80}=0.625

טעות נפוצה: לחלק במספר המתנדבים - 50110≈0.455\frac{50}{110}\approx0.455 - זו ההסתברות שמתנדב שנבחר הוא בן (כיוון ההתניה הפוך).

סעיף ד

תשובה:

לא נכונה (50% לעומת 62.5%)

P(מתנדבת∣בת)=60120=0.5,P(מתנדב∣בן)=0.625P(\text{מתנדבת}\mid\text{בת})=\frac{60}{120}=0.5,\qquad P(\text{מתנדב}\mid\text{בן})=0.625

50% מהבנות מתנדבות לעומת 62.5% מהבנים, ולכן הטענה אינה נכונה.

טעות נפוצה: להשוות מספרים - 60 בנות מתנדבות לעומת 50 בנים - ולומר שהטענה נכונה.

שאלה 4 · מעגל במערכת צירים: משיק וקוטר

נתון מעגל שמרכזו M(−12,0)M(-12,0) ורדיוסו 5. הנקודה A(−8,3)A(-8,3) נמצאת על המעגל.

MADBC
א.

הראו כי הנקודה AA נמצאת על המעגל, ומצאו את משוואת הישר MAMA.

ב.

הישר MAMA חותך את ציר ה-yy בנקודה BB. מצאו את שיעורי BB.

ג.

המשיק למעגל בנקודה AA מאונך לרדיוס MAMA. מצאו את משוואת המשיק, ואת שיעורי הנקודה DD שבה הוא חותך את ציר ה-yy.

ד.

הנקודה CC נמצאת על המעגל כך ש-ACAC קוטר. מצאו את שיעורי CC, והראו כי BD=CDBD=CD.

ה.

חשבו את גודל הזווית ABDABD.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א

תשובה:

y=34x+9y=\frac34x+9

משוואת המעגל: (x+12)2+y2=25(x+12)^2+y^2=25. מציבים את AA: (−8+12)2+32=16+9=25(-8+12)^2+3^2=16+9=25 - מתקיים, ולכן AA על המעגל.

mMA=3−0−8+12=34m_{MA}=\frac{3-0}{-8+12}=\frac34
y=34(x+12)=34x+9y=\frac34(x+12)=\frac34x+9

טעות נפוצה: לכתוב את משוואת המעגל עם (x−12)2(x-12)^2 (סימן הפוך למרכז) ולקבל ש-AA "לא על המעגל": (−20)2+9=409≠25(-20)^2+9=409\ne25.

סעיף ב

תשובה:

B(0,9)B(0,9)

מציבים x=0x=0 במשוואת הישר: y=9y=9. לכן B(0,9)B(0,9).

טעות נפוצה: להציב y=0y=0 ולקבל (−12,0)(-12,0) - זו הנקודה MM, החיתוך עם ציר ה-xx.

סעיף ג

תשובה:

y=−43x−233y=-\frac43x-\frac{23}{3}; D(0,−233)D\left(0,-\frac{23}{3}\right)

שיפוע הרדיוס 34\frac34, ולכן שיפוע המשיק −43-\frac43 (מכפלת השיפועים −1-1).

y−3=−43(x+8)⇒y=−43x−323+3=−43x−233y-3=-\frac43(x+8)\quad\Rightarrow\quad y=-\frac43x-\frac{32}{3}+3=-\frac43x-\frac{23}{3}

D(0,−233)D\left(0,-\frac{23}{3}\right).

טעות נפוצה: לכתוב y−3=−43(x−8)y-3=-\frac43(x-8) (סימן שגוי ב-xAx_A) ולקבל D(0,413)D\left(0,\frac{41}{3}\right).

סעיף ד

תשובה:

C(−16,−3)C(-16,-3); BD=CD=503BD=CD=\frac{50}{3}

MM אמצע ACAC: C=2M−A=(−24+8, 0−3)=(−16,−3)C=2M-A=(-24+8,\ 0-3)=(-16,-3).

BD=9−(−233)=503BD=9-\left(-\frac{23}{3}\right)=\frac{50}{3}
CD=162+(−233+3)2=256+1969=25009=503CD=\sqrt{16^2+\left(-\frac{23}{3}+3\right)^2}=\sqrt{256+\frac{196}{9}}=\sqrt{\frac{2500}{9}}=\frac{50}{3}

טעות נפוצה: לחשב C=A−M=(4,3)C=A-M=(4,3) (הפרש במקום שיקוף), נקודה שאינה על המעגל.

סעיף ה

תשובה:

∠ABD≈53.13∘\angle ABD\approx53.13^\circ

הזווית בין MAMA לציר ה-xx: tan⁡α=34\tan\alpha=\frac34, α≈36.87∘\alpha\approx36.87^\circ.

BDBD על ציר ה-yy, ולכן ∠ABD=90∘−36.87∘=53.13∘\angle ABD=90^\circ-36.87^\circ=53.13^\circ.

טעות נפוצה: לענות 36.87∘36.87^\circ - הזווית עם ציר ה-xx.

שאלה 5 · מעגל המשיק לציר ה-x: מהמשיק לאורך האנך

נתון מעגל שמרכזו M(4,5)M(4,5), המשיק לציר ה-xx בנקודה AA. רדיוס המעגל שווה למרחק המרכז מציר ה-xx.

ABCM
א.

מצאו את רדיוס המעגל, את משוואתו ואת שיעורי הנקודה AA.

המעגל חותך את ציר ה-yy בשתי נקודות. BB היא העליונה מביניהן.

ב.

מצאו את שיעורי הנקודה BB.

ג.

הראו ששיפוע הרדיוס MBMB הוא −34-\frac34, ומצאו את משוואת המשיק למעגל בנקודה BB.

מהנקודה AA הורידו אנך למשיק, והוא פוגש את המשיק בנקודה CC.

ד.

הוכיחו כי AC∥MBAC\parallel MB. (רמז: מה הזווית בין MBMB למשיק?)

ה.

מצאו את משוואת הישר ACAC ואת שיעורי הנקודה CC.

ו.

חשבו את אורך הקטע ACAC.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א

תשובה:

R=5R=5, (x−4)2+(y−5)2=25(x-4)^2+(y-5)^2=25, A(4,0)A(4,0)

המרחק של M(4,5)M(4,5) מציר ה-xx הוא 5, ולכן R=5R=5.

(x−4)2+(y−5)2=25(x-4)^2+(y-5)^2=25

AA היא נקודת ההשקה עם ציר ה-xx, מתחת למרכז: A(4,0)A(4,0).

טעות נפוצה: לכתוב (x−4)2+(y−5)2=5(x-4)^2+(y-5)^2=5 - בצד ימין של משוואת המעגל נמצא R2R^2, לא RR.

סעיף ב

תשובה:

B(0,8)B(0,8)

מציבים x=0x=0: 16+(y−5)2=2516+(y-5)^2=25, (y−5)2=9(y-5)^2=9, y=8y=8 או y=2y=2.

הנקודה העליונה: B(0,8)B(0,8).

טעות נפוצה: לשכוח להוציא שורש ולכתוב y−5=9y-5=9, כלומר B(0,14)B(0,14) - נקודה במרחק 9 מהמרכז, מחוץ למעגל שרדיוסו 5.

סעיף ג

תשובה:

y=43x+8y=\frac43x+8

mMB=8−50−4=−34m_{MB}=\frac{8-5}{0-4}=-\frac34

המשיק מאונך לרדיוס בנקודת ההשקה: m=−1mMB=43m=-\frac{1}{m_{MB}}=\frac43.

הוא עובר ב-B(0,8)B(0,8): y=43x+8y=\frac43x+8.

טעות נפוצה: להשתמש בשיפוע −34-\frac34 גם למשיק, ולקבל את הישר MBMB עצמו: y=−34x+8y=-\frac34x+8.

סעיף ד

תשובה:

AC⊥BCAC\perp BC ו-MB⊥BCMB\perp BC, ולכן AC∥MBAC\parallel MB.

ACAC מאונך למשיק BCBC (כך נבנה).

MBMB מאונך למשיק BCBC (רדיוס לנקודת ההשקה).

שני ישרים המאונכים לאותו ישר מקבילים, ולכן AC∥MBAC\parallel MB.

טעות נפוצה: לטעון ש-AC∥MBAC\parallel MB "כי שניהם יוצאים מנקודות על המעגל" - זה לא נימוק, ולא מתקבלת הוכחה.

סעיף ה

תשובה:

y=−34x+3y=-\frac34x+3, C(−2.4, 4.8)C(-2.4,\ 4.8)

לפי סעיף ד, שיפוע ACAC שווה לשיפוע MBMB: −34-\frac34. דרך A(4,0)A(4,0):

y=−34(x−4)=−34x+3y=-\frac34(x-4)=-\frac34x+3

חיתוך עם המשיק:

43x+8=−34x+3⇒2512x=−5⇒x=−2.4\frac43x+8=-\frac34x+3\quad\Rightarrow\quad\frac{25}{12}x=-5\quad\Rightarrow\quad x=-2.4

y=−34⋅(−2.4)+3=4.8y=-\frac34\cdot(-2.4)+3=4.8, כלומר C(−2.4, 4.8)C(-2.4,\ 4.8).

טעות נפוצה: לטעות בסימן בנוסחת הישר דרך A(4,0)A(4,0) ולכתוב y=−34(x+4)=−34x−3y=-\frac34(x+4)=-\frac34x-3. אז החיתוך עם המשיק 43x+8=−34x−3\frac43x+8=-\frac34x-3 נותן x=−5.28x=-5.28 ו-C(−5.28, 0.96)C(-5.28,\ 0.96) - נקודה שאינה על הישר דרך AA.

סעיף ו

תשובה:

8

AC=(4+2.4)2+(0−4.8)2=40.96+23.04=64=8AC=\sqrt{(4+2.4)^2+(0-4.8)^2}=\sqrt{40.96+23.04}=\sqrt{64}=8

טעות נפוצה: לשכוח שהשיעור של CC שלילי ולחשב (4−2.4)2+4.82=25.6≈5.06\sqrt{(4-2.4)^2+4.8^2}=\sqrt{25.6}\approx5.06.

שאלה 6 · פונקציה רציונלית: חקירה ומספר פתרונות

נתונה הפונקציה: f(x)=x+39x−x2f(x)=\frac{x+3}{9x-x^2}.

א.

מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה.

ב.

הראו כי f′(x)=x2+6x−27(9x−x2)2f'(x)=\frac{x^2+6x-27}{(9x-x^2)^2}.

ג.

מצאו את נקודות הקיצון של הפונקציה וקבעו את סוגן.

ד.

מצאו את האסימפטוטות של הפונקציה ואת נקודת החיתוך שלה עם ציר ה-xx.

ה.

כמה פתרונות יש למשוואה f(x)=13f(x)=\frac13? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א

תשובה:

x≠0x\neq0, x≠9x\neq9

9x−x2=x(9−x)≠0⇒x≠0, x≠99x-x^2=x(9-x)\neq0\quad\Rightarrow\quad x\neq0,\ x\neq9

טעות נפוצה: לפסול גם את x=−3x=-3, אפס המונה; שם f(−3)=0f(-3)=0, נקודה רגילה.

סעיף ב

תשובה:

לפי כלל המנה

u=x+3u=x+3, u′=1u'=1; v=9x−x2v=9x-x^2, v′=9−2xv'=9-2x:

f′(x)=(9x−x2)−(x+3)(9−2x)(9x−x2)2f'(x)=\frac{(9x-x^2)-(x+3)(9-2x)}{(9x-x^2)^2}

(x+3)(9−2x)=9x−2x2+27−6x=−2x2+3x+27(x+3)(9-2x)=9x-2x^2+27-6x=-2x^2+3x+27, ולכן המונה:

9x−x2+2x2−3x−27=x2+6x−279x-x^2+2x^2-3x-27=x^2+6x-27

טעות נפוצה: לפתוח את (x+3)(9−2x)(x+3)(9-2x) עם +6x+6x במקום −6x-6x ולקבל במונה x2−6x−27x^2-6x-27 - נגזרת שמתאפסת ב-9 וב-−3-3.

סעיף ג

תשובה:

min⁡(3,13)\min\left(3,\frac13\right), max⁡(−9,127)\max\left(-9,\frac1{27}\right)

x2+6x−27=(x+9)(x−3)=0x^2+6x-27=(x+9)(x-3)=0: x=−9x=-9 או x=3x=3.

המכנה חיובי: f′>0f'>0 עבור x<−9x<-9, f′<0f'<0 עבור −9<x<3-9<x<3 (x≠0x\neq0), f′>0f'>0 עבור x>3x>3 (x≠9x\neq9).

f(3)=627−9=13 (min⁡),f(−9)=−6−81−81=127 (max⁡)f(3)=\frac{6}{27-9}=\frac13\ (\min),\qquad f(-9)=\frac{-6}{-81-81}=\frac1{27}\ (\max)

טעות נפוצה: לקבוע את הסוג לפי הגובה ("13>127\frac13>\frac1{27} ולכן זה המקסימום") ולענות max⁡(3,13)\max\left(3,\frac13\right), min⁡(−9,127)\min\left(-9,\frac1{27}\right). ערך המינימום כאן גדול מערך המקסימום, כי הנקודות על ענפים שונים.

סעיף ד

תשובה:

x=0x=0, x=9x=9, y=0y=0; (−3,0)(-3,0)

אנכיות באפסי המכנה: x=0x=0, x=9x=9.

מעלת המונה קטנה ממעלת המכנה, ולכן y=0y=0.

ציר ה-xx: x+3=0x+3=0, (−3,0)(-3,0).

טעות נפוצה: לחלק את המקדמים המובילים של המונה והמכנה ולכתוב y=−1y=-1. זה נכון רק כשהמעלות שוות.

סעיף ה

תשובה:

פתרון אחד (x=3x=3)

בקטע (0,9)(0,9): המינימום הוא 13\frac13 ב-x=3x=3, ובשאר הקטע f(x)>13f(x)>\frac13. לכן בקטע יש פתרון אחד, x=3x=3.

עבור x<−3x<-3: f(x)>0f(x)>0 אבל לכל היותר 127<13\frac1{27}<\frac13 (המקסימום). עבור −3<x<0-3<x<0 ועבור x>9x>9: f(x)<0f(x)<0.

לכן יש פתרון אחד בלבד.

טעות נפוצה: לחשוב שישר אופקי חותך "קערה" פעמיים ולענות 2. הישר y=13y=\frac13 עובר בדיוק בנקודת המינימום ולכן רק נוגע בקערה.

שאלה 7 · פונקציה עם שורש: קיצון בקצה ושטח מתחת לגרף הנגזרת

נתונה הפונקציה f(x)=(x−3)xf(x)=(x-3)\sqrt x.

א.

מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה ואת נקודות החיתוך של הגרף שלה עם הצירים.

ב.

הראו כי f′(x)=3x−32xf'(x)=\frac{3x-3}{2\sqrt x}, ומצאו את כל נקודות הקיצון של הפונקציה (כולל קצה התחום) ואת סוגן.

ג.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה.

ד(1).

הסבירו מדוע f′(x)≥0f'(x)\ge0 בתחום 1≤x≤41\le x\le4.

ד(2).

היעזרו בכך ש-ff היא פונקציה קדומה של f′f', וחשבו את השטח המוגבל על ידי גרף f′f', ציר ה-xx והישרים x=1x=1 ו-x=4x=4.

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

תשובה:

x≥0x\ge0; (0,0)(0,0), (3,0)(3,0)

x\sqrt x מוגדר עבור x≥0x\ge0.

f(x)=0f(x)=0: x=3x=3 או x=0x=0. החיתוך עם ציר ה-yy הוא אותה נקודה (0,0)(0,0).

טעות נפוצה: לכתוב תחום x>0x>0 ולהחמיץ את הנקודה (0,0)(0,0) - ב-x=0x=0 השורש שווה 0 ומוגדר.

סעיף ב

תשובה:

(1,−2)(1,-2) מינימום, (0,0)(0,0) מקסימום (קצה)

f′(x)=1⋅x+(x−3)⋅12x=2x+x−32x=3x−32xf'(x)=1\cdot\sqrt x+(x-3)\cdot\frac{1}{2\sqrt x}=\frac{2x+x-3}{2\sqrt x}=\frac{3x-3}{2\sqrt x}

f′=0f'=0 ב-x=1x=1: שלילית עבור 0<x<10<x<1, חיובית עבור x>1x>1. מינימום: f(1)=−2⋅1=−2f(1)=-2\cdot1=-2.

בקצה x=0x=0: f(0)=0f(0)=0, והפונקציה יורדת מיד אחריו - מקסימום (0,0)(0,0).

טעות נפוצה: לענות רק (1,−2)(1,-2) - בלי לבדוק את נקודת הקצה.

סעיף ג

תשובה:

מתחיל ב-(0,0)(0,0), יורד עד (1,−2)(1,-2), עולה וחוצה את ציר ה-xx ב-(3,0)(3,0)

הגרף מתחיל בראשית, יורד עד המינימום (1,−2)(1,-2), עולה, חוצה את ציר ה-xx ב-3 וממשיך לעלות.

טעות נפוצה: לצייר חלק של הגרף משמאל לציר ה-yy - הפונקציה מוגדרת רק עבור x≥0x\ge0.

סעיף ד(1)

תשובה:

ff עולה בתחום הזה (המונה 3x−3≥03x-3\ge0)

עבור x≥1x\ge1 המונה 3x−3≥03x-3\ge0 והמכנה 2x>02\sqrt x>0, ולכן f′(x)≥0f'(x)\ge0 - בהתאם לכך ש-ff עולה מימין למינימום.

טעות נפוצה: להסיק מכך ש-f(x)<0f(x)<0 עבור 1<x<31<x<3 שגם f′(x)<0f'(x)<0 שם. הסימן של f′f' קשור לעלייה וירידה של ff, לא לסימן של ff.

סעיף ד(2)

תשובה:

4

בתחום 1≤x≤41\le x\le4 הגרף של f′f' מעל הציר (סעיף ד(1)), ולכן:

S=∫14f′(x) dx=f(4)−f(1)=(4−3)4−(−2)=2+2=4S=\int_1^4f'(x)\,dx=f(4)-f(1)=(4-3)\sqrt4-(-2)=2+2=4

טעות נפוצה: לחשב f(4)−f(0)=2f(4)-f(0)=2, כאילו התחום מתחיל ב-0.

שאלה 8 · בעיית קיצון: היקף מלבן ליד היפרבולה

לפניכם סרטוט של גרף הפונקציה f(x)=41−x+1f(x)=\frac{4}{1-x}+1, המוגדרת לכל x≠1x\neq1. מנקודה AA, הנמצאת על גרף הפונקציה ברביע השני, העבירו אנכים לאסימפטוטות של הפונקציה, כך שהאסימפטוטות והאנכים יוצרים מלבן.

A
א.

מצאו את משוואות האסימפטוטות של f(x)f(x) המאונכות לצירים.

ב.

נסמן את שיעור ה-xx של AA ב-xx (x<0x<0). הראו כי היקף המלבן הוא P(x)=2(1−x)+81−xP(x)=2(1-x)+\frac{8}{1-x}.

ג.

מצאו את שיעורי הנקודה AA שבעבורה היקף המלבן מינימלי.

ד.

חשבו את שטח המלבן בעבור הנקודה AA שמצאתם.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א

תשובה:

x=1x=1, y=1y=1

1−x=01-x=0 - x=1x=1. 41−x→0\frac{4}{1-x}\to0 - y=1y=1.

טעות נפוצה: לכתוב y=4y=4 (המונה) במקום y=1y=1.

סעיף ב

תשובה:

צלעות 1−x1-x ו-41−x\frac{4}{1-x}

המרחק של AA מהאסימפטוטה x=1x=1: 1−x1-x.

המרחק מהאסימפטוטה y=1y=1: f(x)−1=41−xf(x)-1=\frac{4}{1-x}.

P(x)=2(1−x)+2⋅41−x=2(1−x)+81−xP(x)=2(1-x)+2\cdot\frac{4}{1-x}=2(1-x)+\frac{8}{1-x}

טעות נפוצה: לקחת את f(x)f(x) עצמה כצלע (המרחק מציר ה-xx) - P=2(1−x)+2(41−x+1)P=2(1-x)+2\left(\frac{4}{1-x}+1\right), שגדול ב-2.

סעיף ג

תשובה:

A(−1,3)A(-1,3)

P′(x)=−2+8(1−x)2=0⇒(1−x)2=4P'(x)=-2+\frac{8}{(1-x)^2}=0\quad\Rightarrow\quad(1-x)^2=4

x=−1x=-1 או x=3x=3; ברביע השני x<0x<0, ולכן x=−1x=-1.

ל-x<−1x<-1 P′<0P'<0, ל-−1<x<0-1<x<0 P′>0P'>0 - מינימום. f(−1)=2+1=3f(-1)=2+1=3: A(−1,3)A(-1,3).

טעות נפוצה: לגזור את 81−x\frac{8}{1-x} כ-−8(1−x)2-\frac{8}{(1-x)^2} (לשכוח את הנגזרת הפנימית −1-1). מקבלים P′=−2−8(1−x)2P'=-2-\frac{8}{(1-x)^2}, שלעולם אינה מתאפסת, ומסיקים שאין מינימום.

סעיף ד

תשובה:

S=4S=4

צלעות: 1−(−1)=21-(-1)=2 ו-3−1=23-1=2.

S=2⋅2=4S=2\cdot2=4

טעות נפוצה: למדוד מהצירים: 1⋅3=31\cdot3=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.