דילוג לתוכן המרכזי

מתכונת במתמטיקה 471 - מתכונת 8 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: זמני ריצה והשוואה יחסית

ביום ספורט בבית ספר נמדדו זמני הריצה של התלמידים בריצת 200 מטר. הזמנים מתפלגים נורמלית עם ממוצע 30 שניות וסטיית תקן 2 שניות.

רון רץ 200 מטר ב-27 שניות. בריצה, ככל שהזמן קטן יותר, ההישג טוב יותר.

א.

חשבו את ציון התקן של זמן הריצה של רון.

ב.

מהו אחוז התלמידים שהישגם בריצה טוב יותר מההישג של רון?

ג.

מהו אחוז התלמידים שרצו 200 מטר בזמן שבין 27 ל-33 שניות?

ד.

נתון שבקפיצה לרוחק 80%80\% מהתלמידים קפצו למרחק קטן יותר מהמרחק שקפץ רון.

באיזה מקצוע ההישג של רון טוב יותר, יחסית לתלמידי בית הספר? נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

z=−1.5z=-1.5

z=27−302=−1.5z=\frac{27-30}{2}=-1.5

רון רץ מהר מהממוצע, ולכן ציון התקן שלילי.

טעות נפוצה: להפוך את סדר החיסור במונה, 30−272\frac{30-27}{2}, ולקבל z=1.5z=1.5 - ציון תקן חיובי, כאילו רון רץ לאט מהממוצע.

סעיף ב

תשובה:

6.68%6.68\%

הישג טוב יותר פירושו זמן קצר יותר מ-27 שניות:

P(X<27)=Φ(−1.5)=0.0668P(X<27)=\Phi(-1.5)=0.0668

6.68%6.68\% מהתלמידים רצו מהר יותר מרון.

טעות נפוצה: לחשב 1−Φ(−1.5)=93.32%1-\Phi(-1.5)=93.32\% - זה אחוז התלמידים שרצו לאט יותר מרון.

סעיף ג

תשובה:

86.64%86.64\%

ציון התקן של 33: z=33−302=1.5z=\frac{33-30}{2}=1.5.

P(27<X<33)=Φ(1.5)−Φ(−1.5)=0.9332−0.0668=0.8664P(27<X<33)=\Phi(1.5)-\Phi(-1.5)=0.9332-0.0668=0.8664

86.64%86.64\% מהתלמידים.

טעות נפוצה: לחשב רק את החצי שמעל הממוצע, Φ(1.5)−0.5=0.4332\Phi(1.5)-0.5=0.4332, ולענות 43.32%43.32\%.

סעיף ד

תשובה:

בריצה

בריצה ההישג של רון טוב מזה של כל מי שרץ לאט יותר ממנו:

1−0.0668=0.93321-0.0668=0.9332

כלומר הישגו בריצה טוב מזה של 93.32%93.32\% מהתלמידים, ובקפיצה - מזה של 80%80\% בלבד. לכן ההישג בריצה טוב יותר יחסית.

טעות נפוצה: להשוות את 6.68%6.68\% מסעיף ב ל-80%80\% ולהסיק שההישג בקפיצה טוב יותר - 6.68%6.68\% הם התלמידים שטובים מרון, לא אלה שהוא טוב מהם.

שאלה 2 · ממוצע, סטיית תקן וחציון בטבלת שכיחויות: ביקורים בספרייה

בשכבה בבית ספר בדקו כמה פעמים ביקר כל תלמיד בספריית בית הספר בשבוע מסוים. כל תלמיד ביקר 0, 1, 2 או 3 פעמים. הטבלה שלפניכם מתארת את התפלגות מספר הביקורים.

מספר הביקורים0123
מספר התלמידים1020xx5

ממוצע מספר הביקורים לתלמיד הוא 1.3.

א.

מצאו את xx, ומצאו כמה תלמידים יש בשכבה.

ב.

חשבו את סטיית התקן של מספר הביקורים לתלמיד.

ג.

מצאו את השכיח ואת החציון של מספר הביקורים לתלמיד.

ד.

בשכבה אחרת יש גם כן 50 תלמידים, וגם בה כל תלמיד ביקר בספרייה 0, 1, 2 או 3 פעמים באותו שבוע. החציון של מספר הביקורים בשכבה האחרת הוא 1.5.

כמה תלמידים בשכבה האחרת ביקרו בספרייה פעם אחת לכל היותר?

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

x=15x=15, בשכבה 50 תלמידים

הממוצע הוא סכום המכפלות חלקי מספר התלמידים:

0⋅10+1⋅20+2x+3⋅510+20+x+5=1.3\frac{0\cdot10+1\cdot20+2x+3\cdot5}{10+20+x+5}=1.3
35+2x35+x=1.3\frac{35+2x}{35+x}=1.3

כופלים במכנה:

35+2x=45.5+1.3x⇒0.7x=10.5⇒x=1535+2x=45.5+1.3x\quad\Rightarrow\quad0.7x=10.5\quad\Rightarrow\quad x=15

מספר התלמידים: 10+20+15+5=5010+20+15+5=50.

טעות נפוצה: להשמיט מהמכנה את 10 התלמידים שלא ביקרו כלל: 35+2x=1.3(25+x)35+2x=1.3(25+x), ומתקבל x≈−3.6x\approx-3.6 - מספר שלילי. כל התלמידים נספרים במכנה.

סעיף ב

תשובה:

σ=0.9\sigma=0.9

השונות היא ממוצע ריבועי הסטיות מהממוצע 1.3:

σ2=10(0−1.3)2+20(1−1.3)2+15(2−1.3)2+5(3−1.3)250\sigma^2=\frac{10(0-1.3)^2+20(1-1.3)^2+15(2-1.3)^2+5(3-1.3)^2}{50}
σ2=10⋅1.69+20⋅0.09+15⋅0.49+5⋅2.8950=16.9+1.8+7.35+14.4550=40.550=0.81\sigma^2=\frac{10\cdot1.69+20\cdot0.09+15\cdot0.49+5\cdot2.89}{50}=\frac{16.9+1.8+7.35+14.45}{50}=\frac{40.5}{50}=0.81

סטיית התקן היא השורש של השונות:

σ=0.81=0.9\sigma=\sqrt{0.81}=0.9

טעות נפוצה: לעצור בשונות ולענות 0.81. סטיית התקן היא השורש הריבועי של השונות.

סעיף ג

תשובה:

השכיח: 1, החציון: 1

השכיח: לערך 1 השכיחות הגדולה ביותר (20 תלמידים), ולכן השכיח הוא 1.

החציון: 50 תלמידים, ולכן החציון הוא ממוצע הערכים במקומות 25 ו-26.

שכיחות מצטברת: 0 - מקומות 1-10; 1 - מקומות 11-30.

המקומות 25 ו-26 בתחום 11-30, שניהם 1, והחציון הוא 1.

טעות נפוצה: לענות שהשכיח הוא 20 - זו השכיחות. השכיח הוא הערך עצמו, ביקור אחד.

סעיף ד

תשובה:

25 תלמידים

יש 50 תלמידים, ולכן החציון הוא ממוצע הערכים במקומות 25 ו-26.

ממוצע של שני ערכים שלמים יוצא 1.5 רק כך:

1+22=1.5\frac{1+2}{2}=1.5

במקום 25 הערך 1 ובמקום 26 הערך 2. לכן המקומות 1-25 הם 0 או 1, ומהמקום 26 והלאה כל הערכים 2 לפחות.

מספר התלמידים שביקרו פעם אחת לכל היותר הוא 25.

טעות נפוצה: לענות 26 - כאילו גם התלמיד שבמקום 26 ביקר פעם אחת לכל היותר. במקום 26 הערך כבר 2.

שאלה 3 · הוצאה עם החזרה: עץ הסתברויות לשלושה צבעים

בתיבה יש 3 כדורים אדומים, 5 כדורים כחולים והשאר כדורים ירוקים. ההסתברות להוציא באקראי כדור אדום מן התיבה היא 0.15.

א.

כמה כדורים ירוקים בתיבה?

ב.

מוציאים באקראי כדור אחד מן התיבה, מחזירים אותו ומוציאים באקראי כדור נוסף.

סרטטו עץ הסתברויות, ומצאו את ההסתברות ששני הכדורים כחולים.

ג.

מהי ההסתברות להוציא שני כדורים באותו הצבע?

ד.

מהי ההסתברות להוציא לפחות כדור ירוק אחד?

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

12 כדורים

נסמן ב-NN את מספר הכדורים בתיבה:

3N=0.15⇒N=20\frac{3}{N}=0.15\quad\Rightarrow\quad N=20

מספר הכדורים הירוקים: 20−3−5=1220-3-5=12.

טעות נפוצה: לענות N=20N=20 - זה מספר כל הכדורים, לא מספר הירוקים.

סעיף ב

תשובה:

0.06250.0625

בכל הוצאה (עם החזרה): אדום 0.150.15, כחול 520=0.25\frac{5}{20}=0.25, ירוק 1220=0.6\frac{12}{20}=0.6. בעץ שתי קומות, ובכל קומה אותם שלושה ענפים עם אותן הסתברויות.

P(שני כחולים)=0.25⋅0.25=0.0625P(\text{שני כחולים})=0.25\cdot0.25=0.0625

טעות נפוצה: לחבר את ההסתברויות לאורך המסלול, 0.25+0.25=0.50.25+0.25=0.5. לאורך מסלול בעץ כופלים.

סעיף ג

תשובה:

0.4450.445

שלושה מסלולים בעץ: שני אדומים, שני כחולים, שני ירוקים:

P=0.152+0.252+0.62=0.0225+0.0625+0.36=0.445P=0.15^2+0.25^2+0.6^2=0.0225+0.0625+0.36=0.445

טעות נפוצה: לקחת רק את המסלול של הצבע השכיח, 0.62=0.360.6^2=0.36, ולשכוח את שני הצבעים האחרים.

סעיף ד

תשובה:

0.840.84

ההסתברות שכדור אינו ירוק: 0.40.4. המשלים של "לפחות ירוק אחד" הוא "אף ירוק":

P=1−0.42=1−0.16=0.84P=1-0.4^2=1-0.16=0.84

טעות נפוצה: לחבר 0.6+0.6=1.20.6+0.6=1.2 - תוצאה גדולה מ-1; המקרה של שני ירוקים נספר פעמיים.

שאלה 4 · טרפז ישר זווית: חוצי זוויות וזוויות הטרפז

נתון טרפז ישר זווית ABCDABCD (AB∥CDAB\parallel CD, AB⊥ADAB\perp AD). EBEB ו-ECEC הם חוצי הזוויות ABCABC ו-BCDBCD בהתאמה, הנפגשים בנקודה EE שעל השוק ADAD. נסמן: ∢DCB=2α\sphericalangle DCB=2\alpha.

ABCDE
א.

הביעו באמצעות α\alpha את הזוויות ABCABC ו-EBCEBC.

ב.

הראו כי ∢BEC=90∘\sphericalangle BEC=90^\circ.

ג.

נתון: E(−1,1)E(-1,1), B(2,3)B(2,3). משוואת הישר ECEC היא y=−1.5x−0.5y=-1.5x-0.5, ומשוואת הישר BCBC היא 11x+3y=3111x+3y=31. מצאו את שיעורי הנקודה CC, והראו כי EB⊥ECEB\perp EC.

ד.

חשבו את האורכים EBEB ו-ECEC, ואת גודל הזווית ECBECB.

ה.

חשבו את זוויות הטרפז ABCDABCD.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א

תשובה:

∢ABC=180∘−2α\sphericalangle ABC=180^\circ-2\alpha, ∢EBC=90∘−α\sphericalangle EBC=90^\circ-\alpha

AB∥CDAB\parallel CD: הזוויות ABCABC ו-BCDBCD חד-צדדיות, ולכן ∢ABC=180∘−2α\sphericalangle ABC=180^\circ-2\alpha.

BEBE חוצה אותה: ∢EBC=180∘−2α2=90∘−α\sphericalangle EBC=\frac{180^\circ-2\alpha}{2}=90^\circ-\alpha.

טעות נפוצה: לכתוב ∢ABC=2α\sphericalangle ABC=2\alpha, כאילו אלה זוויות מתחלפות.

סעיף ב

תשובה:

∢BEC=180∘−α−(90∘−α)=90∘\sphericalangle BEC=180^\circ-\alpha-(90^\circ-\alpha)=90^\circ

∢ECB=α\sphericalangle ECB=\alpha (CECE חוצה את 2α2\alpha), ו-∢EBC=90∘−α\sphericalangle EBC=90^\circ-\alpha מסעיף א.

∢BEC=180∘−α−(90∘−α)=90∘\sphericalangle BEC=180^\circ-\alpha-(90^\circ-\alpha)=90^\circ

טעות נפוצה: לשכוח לחצות את הזווית ABCABC ולהציב ∢EBC=180∘−2α\sphericalangle EBC=180^\circ-2\alpha, ומקבלים ∢BEC=180∘−(180∘−2α)−α=α\sphericalangle BEC=180^\circ-(180^\circ-2\alpha)-\alpha=\alpha.

סעיף ג

תשובה:

C(5,−8)C(5,-8); mEB⋅mEC=23⋅(−32)=−1m_{EB}\cdot m_{EC}=\frac23\cdot\left(-\frac32\right)=-1

מציבים y=−1.5x−0.5y=-1.5x-0.5 במשוואת BCBC:

11x+3(−1.5x−0.5)=31⇒6.5x=32.5⇒x=5,y=−811x+3(-1.5x-0.5)=31\quad\Rightarrow\quad6.5x=32.5\quad\Rightarrow\quad x=5,\quad y=-8

C(5,−8)C(5,-8).

mEB=3−12−(−1)=23m_{EB}=\frac{3-1}{2-(-1)}=\frac23 ו-mEC=−32m_{EC}=-\frac32; המכפלה −1-1, ולכן EB⊥ECEB\perp EC - כמו שהוכח בסעיף ב.

טעות נפוצה: להכפיל ב-3 רק את −1.5x-1.5x: 11x−4.5x−0.5=3111x-4.5x-0.5=31, ומקבלים x≈4.85x\approx4.85.

סעיף ד

תשובה:

EB=13EB=\sqrt{13}, EC=117=313EC=\sqrt{117}=3\sqrt{13}, ∢ECB≈18.43∘\sphericalangle ECB\approx18.43^\circ

EB=32+22=13,EC=62+92=117=313EB=\sqrt{3^2+2^2}=\sqrt{13},\qquad EC=\sqrt{6^2+9^2}=\sqrt{117}=3\sqrt{13}

במשולש ישר הזווית BECBEC: tan⁡∢ECB=EBEC=13\tan\sphericalangle ECB=\frac{EB}{EC}=\frac13, ולכן ∢ECB≈18.43∘\sphericalangle ECB\approx18.43^\circ.

טעות נפוצה: להפוך את היחס (tan⁡=3\tan=3) ולקבל 71.57∘71.57^\circ - זו הזווית EBCEBC.

סעיף ה

תשובה:

∢A=∢D=90∘\sphericalangle A=\sphericalangle D=90^\circ, ∢C≈36.87∘\sphericalangle C\approx36.87^\circ, ∢B≈143.13∘\sphericalangle B\approx143.13^\circ

∢A=∢D=90∘\sphericalangle A=\sphericalangle D=90^\circ. ∢BCD=2⋅18.43∘=36.87∘\sphericalangle BCD=2\cdot18.43^\circ=36.87^\circ, ו-∢ABC=180∘−36.87∘=143.13∘\sphericalangle ABC=180^\circ-36.87^\circ=143.13^\circ.

טעות נפוצה: לתת לזווית CC את 18.43∘18.43^\circ (מחצית הזווית), ולקבל ∢B≈161.57∘\sphericalangle B\approx161.57^\circ.

שאלה 5 · משולש ישר זווית במעגל: מהשיפועים למשוואת המעגל

נתון משולש ABCABC שקודקודיו A(−1,1)A(-1,1), B(1,5)B(1,5), C(9,1)C(9,1). המעגל החוסם את המשולש מתואר בסרטוט.

ABC
א.

הראו שהזווית ABCABC ישרה.

ב.

הסבירו מדוע ACAC הוא קוטר של המעגל החוסם את המשולש, ומצאו את שיעורי מרכז המעגל.

ג.

מצאו את משוואת המעגל.

ד.

חשבו את היחס בין שטח העיגול לבין שטח המשולש ABCABC.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א

תשובה:

mAB⋅mBC=2⋅(−12)=−1m_{AB}\cdot m_{BC}=2\cdot\left(-\frac12\right)=-1

mAB=5−11−(−1)=2,mBC=1−59−1=−12m_{AB}=\frac{5-1}{1-(-1)}=2,\qquad m_{BC}=\frac{1-5}{9-1}=-\frac12
mAB⋅mBC=2⋅(−12)=−1m_{AB}\cdot m_{BC}=2\cdot\left(-\frac12\right)=-1

לכן AB⊥BCAB\perp BC, והזווית ABCABC ישרה.

טעות נפוצה: לחשב את שיפוע BCBC הפוך, 9−11−5=−2\frac{9-1}{1-5}=-2, לקבל מכפלה −4-4 ולהסיק שהזווית אינה ישרה.

סעיף ב

תשובה:

O(4,1)O(4,1)

הזווית ABCABC היא זווית היקפית של 90∘90^\circ, וזווית היקפית ישרה נשענת על קוטר - לכן ACAC קוטר.

המרכז הוא אמצע הקוטר:

O(−1+92, 1+12)=O(4,1)O\left(\frac{-1+9}{2},\,\frac{1+1}{2}\right)=O(4,1)

טעות נפוצה: לחשוב שמרכז המעגל החוסם הוא מפגש התיכונים, ולקבל (−1+1+93, 1+5+13)=(3, 73)\left(\frac{-1+1+9}{3},\,\frac{1+5+1}{3}\right)=\left(3,\,\frac73\right).

סעיף ג

תשובה:

(x−4)2+(y−1)2=25(x-4)^2+(y-1)^2=25

הרדיוס הוא חצי הקוטר: AC=9−(−1)=10AC=9-(-1)=10, ולכן R=5R=5.

(x−4)2+(y−1)2=25(x-4)^2+(y-1)^2=25

בדיקה: B(1,5)B(1,5): 9+16=259+16=25.

טעות נפוצה: לקחת את אורך הקוטר כרדיוס ולכתוב (x−4)2+(y−1)2=100(x-4)^2+(y-1)^2=100.

סעיף ד

תשובה:

5π4≈3.93\frac{5\pi}{4}\approx3.93

שטח העיגול: 25π25\pi.

AB=22+42=20AB=\sqrt{2^2+4^2}=\sqrt{20}, BC=82+42=80BC=\sqrt{8^2+4^2}=\sqrt{80}, ולכן SABC=20⋅802=402=20S_{ABC}=\frac{\sqrt{20}\cdot\sqrt{80}}{2}=\frac{40}{2}=20.

25π20=5π4≈3.93\frac{25\pi}{20}=\frac{5\pi}{4}\approx3.93

טעות נפוצה: לשכוח את החצי בשטח המשולש ולקבל 25π40≈1.96\frac{25\pi}{40}\approx1.96.

שאלה 6 · פונקציה רציונלית: מהנגזרת לגרף הנגזרת ולשטח

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

א.

מצאו את תחום ההגדרה של f(x)f(x) ואת משוואות האסימפטוטות שלה המאונכות לצירים.

ב.

מצאו את נקודת החיתוך של הגרף עם ציר ה-yy, והראו שאין לגרף נקודות חיתוך עם ציר ה-xx.

ג.

הראו ש-f′(x)=−2(x−2)3f'(x)=\frac{-2}{(x-2)^3}, ומצאו את תחומי העלייה והירידה של f(x)f(x).

ד.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

ה.

אחד משלושת הגרפים שלפניכם הוא גרף פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x). היעזרו בסעיף ג, ציינו מיהו ונמקו.

גרף I
גרף II
גרף III
ו.

חשבו את השטח המוגבל על ידי גרף f′(x)f'(x), ציר ה-xx והישרים x=3x=3 ו-x=4x=4. (רמז: f(x)f(x) היא פונקציה קדומה של f′(x)f'(x).)

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א

תשובה:

x≠2x\neq2; x=2x=2, y=1y=1

המכנה מתאפס ב-x=2x=2: התחום x≠2x\neq2, ו-x=2x=2 אסימפטוטה אנכית.

השבר שואף ל-0 כש-x→±∞x\to\pm\infty, ולכן y=1y=1 אסימפטוטה אופקית.

טעות נפוצה: לכתוב y=0y=0 - שוכחים את ההזזה ב-1 למעלה.

סעיף ב

תשובה:

(0,1.25)(0,1.25); f(x)>1f(x)>1 לכל xx

f(0)=14+1=1.25f(0)=\frac{1}{4}+1=1.25, הנקודה (0,1.25)(0,1.25).

1(x−2)2>0\frac{1}{(x-2)^2}>0, ולכן f(x)>1>0f(x)>1>0 לכל xx בתחום - הגרף לא מגיע לציר ה-xx.

טעות נפוצה: לכתוב f(0)=1−4+1=0.75f(0)=\frac{1}{-4}+1=0.75 - (0−2)2=4(0-2)^2=4, חיובי.

סעיף ג

תשובה:

עלייה: x<2x<2; ירידה: x>2x>2

f(x)=(x−2)−2+1f(x)=(x-2)^{-2}+1, ולכן f′(x)=−2(x−2)−3=−2(x−2)3f'(x)=-2(x-2)^{-3}=\frac{-2}{(x-2)^3}.

ל-x<2x<2: (x−2)3<0(x-2)^3<0, ולכן f′>0f'>0 - עלייה. ל-x>2x>2: f′<0f'<0 - ירידה.

טעות נפוצה: לקבוע את הסימן לפי המונה בלבד ("−2-2 שלילי, אז ff יורדת בכל מקום") ולענות: ירידה בכל התחום.

סעיף ד

תשובה:

סקיצה: שני ענפים מעל y=1y=1 העולים ל-+∞+\infty ליד x=2x=2; הענף השמאלי עובר ב-(0,1.25)(0,1.25)

הגרף כולו מעל y=1y=1; משמאל ל-2 עולה מגובה 1 דרך (0,1.25)(0,1.25) ל-+∞+\infty, ומימין יורד מ-+∞+\infty לכיוון 1.

טעות נפוצה: לצייר את הענף הימני יורד ל-−∞-\infty ליד האסימפטוטה - המכנה בריבוע, ולכן הפונקציה גדולה מ-1 משני הצדדים.

סעיף ה

תשובה:

גרף II

לפי סעיף ג: משמאל ל-2 ff עולה, ולכן f′>0f'>0; מימין ff יורדת, ולכן f′<0f'<0.

רק בגרף II הגרף מעל ציר ה-xx משמאל לאסימפטוטה ומתחתיו מימין.

טעות נפוצה: לבחור בגרף I כי "גם ff חיובית משני הצדדים". הנגזרת חיובית רק היכן ש-ff עולה.

סעיף ו

תשובה:

0.750.75

בתחום 3≤x≤43\le x\le4 f′(x)<0f'(x)<0 (סעיף ג) - הגרף מתחת לציר.

∫34f′(x) dx=f(4)−f(3)=1.25−2=−0.75\int_3^4f'(x)\,dx=f(4)-f(3)=1.25-2=-0.75

השטח הוא הערך המוחלט: S=0.75S=0.75.

טעות נפוצה: לענות −0.75-0.75 - אינטגרל של פונקציה שלילית יוצא שלילי, אבל שטח הוא תמיד חיובי.

שאלה 7 · פולינום: משיק לפי שיפוע ושטח בין הגרף למשיק

נתונה הפונקציה: f(x)=x3+x+2f(x)=x^3+x+2.

A
א.

הראו כי f′(x)>0f'(x)>0 לכל xx, והסיקו שלפונקציה אין נקודות קיצון.

ב.

מעבירים משיק לגרף הפונקציה בנקודה AA הנמצאת ברביע הראשון, ששיפועו 4.

(1)

מצאו את שיעורי הנקודה AA.

(2)

מצאו את משוואת המשיק.

ג.

חשבו את השטח המוגבל על ידי גרף הפונקציה, המשיק וציר ה-yy (השטח המסומן בסרטוט).

ד.

נתונה הפונקציה g(x)=1f′(x)g(x)=\frac{1}{f'(x)}.

רשמו את האסימפטוטות של g(x)g(x), אם יש כאלה. נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

תשובה:

f′(x)=3x2+1≥1>0f'(x)=3x^2+1\ge1>0

f′(x)=3x2+1f'(x)=3x^2+1. לכל xx, 3x2≥03x^2\ge0, ולכן f′(x)≥1>0f'(x)\ge1>0.

הנגזרת אף פעם לא מתאפסת, ולכן אין נקודות קיצון (הפונקציה עולה תמיד).

טעות נפוצה: לגזור f′(x)=3x2+xf'(x)=3x^2+x (לשכוח שנגזרת של xx היא 1) ולקבל אפסים x=0x=0 ו-x=−13x=-\frac13 - ולהסיק שיש קיצון.

סעיף ב(1)

תשובה:

A(1,4)A(1,4)

3x2+1=43x^2+1=4, כלומר x2=1x^2=1, x=±1x=\pm1.

f(1)=4f(1)=4 ו-f(−1)=0f(-1)=0. הנקודה (−1,0)(-1,0) על ציר ה-xx, ולכן A(1,4)A(1,4).

טעות נפוצה: לבחור x=−1x=-1 ולקבל A(−1,0)A(-1,0) - נקודה על ציר ה-xx, לא ברביע הראשון.

סעיף ב(2)

תשובה:

y=4xy=4x

y−4=4(x−1)y-4=4(x-1), כלומר y=4xy=4x - המשיק עובר בראשית הצירים.

טעות נפוצה: לכתוב y−1=4(x−4)y-1=4(x-4) (החלפת השיעורים) ולקבל y=4x−15y=4x-15.

סעיף ג

תשובה:

34\frac34

בתחום 0≤x≤10\le x\le1 הגרף מעל המשיק (למשל f(0)=2>0f(0)=2>0), ולכן:

S=∫01(x3+x+2−4x)dx=[x44−3x22+2x]01=14−32+2=34S=\int_0^1\left(x^3+x+2-4x\right)dx=\left[\frac{x^4}{4}-\frac{3x^2}{2}+2x\right]_0^1=\frac14-\frac32+2=\frac34

טעות נפוצה: לחשב רק ∫01f(x) dx=2.75\int_0^1f(x)\,dx=2.75 - בלי להחסיר את השטח שמתחת למשיק.

סעיף ד

תשובה:

אסימפטוטה אופקית y=0y=0; אין אסימפטוטה אנכית

g(x)=13x2+1g(x)=\frac{1}{3x^2+1}. המכנה חיובי תמיד (סעיף א), ולכן gg מוגדרת לכל xx ואין אסימפטוטה אנכית.

כאשר x→±∞x\to\pm\infty המכנה גדל ללא הגבלה, ולכן g(x)→0g(x)\to0: אסימפטוטה אופקית y=0y=0.

טעות נפוצה: לענות שהאסימפטוטה האופקית היא y=1y=1 (הערך g(0)g(0)) - זו נקודת המקסימום של gg, לא אסימפטוטה.

שאלה 8 · בעיית קיצון מודרכת: משולש על יתר של משולש שווה שוקיים

ABCABC הוא משולש ישר זווית ושווה שוקיים (∠ABC=90∘\angle ABC=90^\circ). על הצלע ABAB בנו משולש ישר זווית AEBAEB שהיתר שלו ABAB (ראו ציור). סכום אורכי הניצבים AEAE ו-EBEB הוא 8 ס"מ. נסמן AE=xAE=x.

ABCE
א.

הביעו באמצעות xx את EBEB ואת AB2AB^2.

ב.

הראו כי שטח המשולש ABCABC הוא x2−8x+32x^2-8x+32.

ג.

הביעו באמצעות xx את שטח המרובע AEBCAEBC.

ד.

מצאו את הערך של xx שבעבורו שטח המרובע AEBCAEBC מינימלי, ואת השטח המינימלי.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א

תשובה:

EB=8−xEB=8-x, AB2=2x2−16x+64AB^2=2x^2-16x+64

EB=8−xEB=8-x. לפי משפט פיתגורס במשולש AEBAEB:

AB2=x2+(8−x)2=x2+64−16x+x2=2x2−16x+64AB^2=x^2+(8-x)^2=x^2+64-16x+x^2=2x^2-16x+64

טעות נפוצה: לפתוח (8−x)2=64−x2(8-x)^2=64-x^2 ולקבל AB2=64AB^2=64 קבוע.

סעיף ב

תשובה:

SABC=AB22=x2−8x+32S_{ABC}=\frac{AB^2}{2}=x^2-8x+32

BC=ABBC=AB (שווה שוקיים) והזווית ב-BB ישרה, ולכן

SABC=AB⋅BC2=AB22=2x2−16x+642=x2−8x+32S_{ABC}=\frac{AB\cdot BC}{2}=\frac{AB^2}{2}=\frac{2x^2-16x+64}{2}=x^2-8x+32

טעות נפוצה: לכתוב את השטח כ-AB⋅BC=AB2AB\cdot BC=AB^2 בלי החצי, ולקבל 2x2−16x+642x^2-16x+64.

סעיף ג

תשובה:

S=x22−4x+32S=\frac{x^2}{2}-4x+32

SAEB=x(8−x)2=4x−x22S_{AEB}=\frac{x(8-x)}{2}=4x-\frac{x^2}{2}.

SAEBC=x2−8x+32+4x−x22=x22−4x+32S_{AEBC}=x^2-8x+32+4x-\frac{x^2}{2}=\frac{x^2}{2}-4x+32

טעות נפוצה: לשכוח את החצי בשטח AEBAEB ולקבל x2−8x+32+8x−x2=32x^2-8x+32+8x-x^2=32.

סעיף ד

תשובה:

x=4x=4, שטח 24 סמ"ר

S′(x)=x−4=0S'(x)=x-4=0, ולכן x=4x=4 (בתחום 0<x<80<x<8). S′<0S'<0 משמאל ל-4 ו-S′>0S'>0 מימין - מינימום.

S(4)=8−16+32=24S(4)=8-16+32=24 סמ"ר.

טעות נפוצה: לגזור את x22\frac{x^2}{2} כ-2x2x (לשכוח את החצי), לקבל 2x−4=02x-4=0, x=2x=2 ושטח 26.

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.