דילוג לתוכן המרכזי

מתכונת במתמטיקה 471 - מתכונת 9 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: גובה שתילים במשתלה

במשתלה מסוימת הגבהים של השתילים מתפלגים נורמלית. הגובה הממוצע של שתיל הוא 40 ס"מ, וסטיית התקן היא 5 ס"מ.

א.

מצאו מהו אחוז השתילים שגובהם נמוך מ-46 ס"מ.

ב.

מצאו מהו אחוז השתילים שגובהם גבוה מ-33 ס"מ.

ג.

במשתלה יש 500 שתילים. כמה שתילים גובהם בין 33 ס"מ ל-46 ס"מ?

ד.

10% מהשתילים, הגבוהים ביותר, נבחרים לשתילה בגינה ציבורית. מהו הגובה המינימלי של שתיל שנבחר?

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

88.49%

ציון התקן של 46 ס"מ:

z=46−405=1.2z=\frac{46-40}{5}=1.2

הטבלה נותנת ישירות את השטח משמאל: Φ(1.2)=0.8849\Phi(1.2)=0.8849.

כלומר 88.49% מהשתילים נמוכים מ-46 ס"מ.

טעות נפוצה: להפחית מ-1 ולענות 11.51% - זה אחוז השתילים הגבוהים מ-46 ס"מ. כאן מבקשים "נמוך מ-", וזה בדיוק מה שהטבלה נותנת.

סעיף ב

תשובה:

91.92%

ציון התקן של 33 ס"מ:

z=33−405=−1.4z=\frac{33-40}{5}=-1.4

בטבלה: Φ(−1.4)=1−Φ(1.4)=1−0.9192=0.0808\Phi(-1.4)=1-\Phi(1.4)=1-0.9192=0.0808 - זה השטח משמאל ל-33.

השטח מימין:

P(X>33)=1−0.0808=0.9192P(X>33)=1-0.0808=0.9192

כלומר 91.92% מהשתילים גבוהים מ-33 ס"מ.

טעות נפוצה: לעצור ב-Φ(−1.4)=0.0808\Phi(-1.4)=0.0808 ולענות 8.08% - זה אחוז השתילים הנמוכים מ-33 ס"מ.

סעיף ג

תשובה:

כ-402 שתילים

השטח בין שני הערכים הוא השטח משמאל ל-46 פחות השטח משמאל ל-33 (סעיפים א ו-ב):

P(33<X<46)=0.8849−0.0808=0.8041P(33<X<46)=0.8849-0.0808=0.8041

מספר השתילים:

500⋅0.8041=402.05≈402500\cdot0.8041=402.05\approx402

טעות נפוצה: להפחית את התשובות של סעיפים א ו-ב זו מזו (0.9192−0.8849=0.03430.9192-0.8849=0.0343) ולקבל כ-17 שתילים. מפחיתים שני שטחים משמאל - לא שטח משמאל ושטח מימין.

סעיף ד

תשובה:

כ-46.4 ס"מ

מעל הגובה המבוקש נמצאים 10% מהשתילים, ולכן משמאלו נמצאים 90%: מחפשים zz שעבורו Φ(z)=0.9\Phi(z)=0.9.

בטבלה: Φ(1.28)=0.8997\Phi(1.28)=0.8997, הערך הקרוב ביותר, ולכן z≈1.28z\approx1.28.

מחזירים לגובה:

X=μ+zσ=40+1.28⋅5=46.4X=\mu+z\sigma=40+1.28\cdot5=46.4

טעות נפוצה: לחפש בטבלה את 0.1, לקבל z=−1.28z=-1.28 ומשם גובה של 33.6 ס"מ - זה הגובה שמתחתיו נמצאים 10% הנמוכים ביותר.

שאלה 2 · מתאם ורגרסיה: שעות אימון וקליעות לסל

מאמן כדורסל בדק את הקשר בין מספר שעות האימון של שחקן בשבוע (המשתנה xx) ובין מספר הקליעות שלו מתוך 10 זריקות בסוף השבוע (המשתנה yy). הנתונים של 5 שחקנים א'-ה' מוצגים בטבלה שלפניכם.

השחקןשעות אימון, המשתנה xxמספר קליעות, המשתנה yy
א'13
ב'25
ג'34
ד'48
ה'510
א.
(1)

חשבו את הממוצע של מספר שעות האימון.

(2)

חשבו את סטיית התקן של מספר שעות האימון.

ב.

נתון כי הממוצע של מספר הקליעות הוא 6, וכי סטיית התקן של מספר הקליעות היא 6.8≈2.608\sqrt{6.8}\approx2.608.

(1)

חשבו את הממוצע של המכפלות (x−xˉ)(y−yˉ)(x-\bar x)(y-\bar y) (השונות המשותפת).

(2)

מצאו את מקדם המתאם rr.

ג.
(1)

מצאו את משוואת ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx.

(2)

על פי ישר הרגרסיה, מהו הניבוי למספר הקליעות של שחקן שמתאמן 3.5 שעות בשבוע?

ד.

בשבוע שלאחר מכן, כל אחד מן השחקנים קלע 2 קליעות יותר מאשר בשבוע הנבדק (מספר שעות האימון של כל שחקן לא השתנה).

מצאו את משוואת ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx בשבוע זה, ואת מקדם המתאם בשבוע זה. נמקו.

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א(1)

תשובה:

xˉ=3\bar x=3

xˉ=1+2+3+4+55=155=3\bar x=\frac{1+2+3+4+5}{5}=\frac{15}{5}=3

טעות נפוצה: לחלק ב-4 ולקבל 3.75.

סעיף א(2)

תשובה:

Sx=2≈1.414S_x=\sqrt2\approx1.414

הסטיות: −2, −1, 0, 1, 2-2,\ -1,\ 0,\ 1,\ 2.

Sx2=4+1+0+1+45=105=2⇒Sx=2≈1.414S_x^2=\frac{4+1+0+1+4}{5}=\frac{10}{5}=2\quad\Rightarrow\quad S_x=\sqrt2\approx1.414

טעות נפוצה: לענות Sx=2S_x=2 - זו השונות, בלי השורש.

סעיף ב(1)

תשובה:

3.4

הסטיות של xx: −2, −1, 0, 1, 2-2,\ -1,\ 0,\ 1,\ 2. הסטיות של yy מהממוצע 6: −3, −1, −2, 2, 4-3,\ -1,\ -2,\ 2,\ 4.

המכפלות: 6, 1, 0, 2, 86,\ 1,\ 0,\ 2,\ 8, וסכומן 17.

cov(x,y)=175=3.4\text{cov}(x,y)=\frac{17}{5}=3.4

טעות נפוצה: לעצור בסכום ולענות 17 - השונות המשותפת היא הממוצע של המכפלות.

סעיף ב(2)

תשובה:

r≈0.922r\approx0.922

r=cov(x,y)Sx⋅Sy=3.42⋅6.8=3.413.6≈0.922r=\frac{\text{cov}(x,y)}{S_x\cdot S_y}=\frac{3.4}{\sqrt2\cdot\sqrt{6.8}}=\frac{3.4}{\sqrt{13.6}}\approx0.922

זה קשר חיובי חזק: שחקן שמתאמן יותר קולע בדרך כלל יותר.

טעות נפוצה: לחלק בשונויות במקום בסטיות התקן: 3.42⋅6.8=0.25\frac{3.4}{2\cdot6.8}=0.25, ולהסיק בטעות שהקשר חלש.

סעיף ג(1)

תשובה:

y=1.7x+0.9y=1.7x+0.9

m=r⋅SySx=cov(x,y)Sx2=3.42=1.7m=r\cdot\frac{S_y}{S_x}=\frac{\text{cov}(x,y)}{S_x^2}=\frac{3.4}{2}=1.7

הישר עובר בנקודת הממוצעים (3,6)(3,6):

6=1.7⋅3+b⇒b=6−5.1=0.96=1.7\cdot3+b\quad\Rightarrow\quad b=6-5.1=0.9
y=1.7x+0.9y=1.7x+0.9

טעות נפוצה: להעביר אגף עם סימן שגוי, b=6+5.1=11.1b=6+5.1=11.1, ולקבל y=1.7x+11.1y=1.7x+11.1 - ישר שאינו עובר בנקודת הממוצעים.

סעיף ג(2)

תשובה:

6.85

y=1.7⋅3.5+0.9=5.95+0.9=6.85y=1.7\cdot3.5+0.9=5.95+0.9=6.85

הניבוי: כ-6.85 קליעות מתוך 10.

טעות נפוצה: להציב 3.5 במקום yy ולקבל x=3.5−0.91.7≈1.53x=\frac{3.5-0.9}{1.7}\approx1.53.

סעיף ד

תשובה:

y=1.7x+2.9y=1.7x+2.9, r≈0.922r\approx0.922 (לא השתנה)

הוספת 2 לכל ערך של yy מגדילה את הממוצע ב-2 (yˉ=8\bar y=8) ולא משנה את הסטיות מהממוצע.

לכן לא משתנים SyS_y, השונות המשותפת ומקדם המתאם: r≈0.922r\approx0.922, והשיפוע נשאר 1.7.

הישר החדש עובר בנקודת הממוצעים (3,8)(3,8):

8=1.7⋅3+b⇒b=2.98=1.7\cdot3+b\quad\Rightarrow\quad b=2.9
y=1.7x+2.9y=1.7x+2.9

טעות נפוצה: להוסיף 2 גם לשיפוע ולכתוב y=3.7x+0.9y=3.7x+0.9. הוספת קבוע לכל ערכי yy מזיזה את הישר כלפי מעלה בלבד.

שאלה 3 · הסתברות: טבלה דו-ממדית של עיסוק בספורט

בסקר שנערך בקרב תלמידי תיכון נבדק מי עוסק בספורט. 60% מהמשתתפים בסקר היו בנות. 20% מכלל המשתתפים הן בנות שאינן עוסקות בספורט. מספר הבנים שעוסקים בספורט גדול פי 3 ממספר הבנים שאינם עוסקים בספורט.

א.

מהי ההסתברות לבחור באקראי מבין כל המשתתפים בן שאינו עוסק בספורט?

ב.

מהי ההסתברות לבחור באקראי בת שעוסקת בספורט?

ג.

מהי ההסתברות לבחור באקראי תלמיד/ה שאינו/ה עוסק/ת בספורט?

ד.

בוחרים באקראי בת. מהי ההסתברות שהיא אינה עוסקת בספורט?

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

0.10.1

הבנים הם 1−0.6=0.41-0.6=0.4 מהמשתתפים. נסמן ב-yy את ההסתברות לבחור בן שאינו עוסק בספורט; ההסתברות לבחור בן שעוסק בספורט היא 3y3y.

y+3y=0.4⇒y=0.1y+3y=0.4\quad\Rightarrow\quad y=0.1

טעות נפוצה: לחלק את 0.4 ב-3 ולקבל 0.1330.133 - אבל הבנים מתחלקים ל-4 חלקים: חלק אחד לא עוסקים ושלושה עוסקים.

סעיף ב

תשובה:

0.40.4

הבנות הן 0.6 מהמשתתפים, ו-0.2 מכלל המשתתפים הן בנות שאינן עוסקות:

P(בת עוסקת)=0.6−0.2=0.4P(\text{בת עוסקת})=0.6-0.2=0.4

טעות נפוצה: לפרש את ה-20% כאחוז מתוך הבנות (0.6⋅0.2=0.120.6\cdot0.2=0.12) ולקבל 0.6−0.12=0.480.6-0.12=0.48.

סעיף ג

תשובה:

0.30.3

מחברים את שני התאים הזרים - בנים שאינם עוסקים ובנות שאינן עוסקות:

0.1+0.2=0.30.1+0.2=0.3

טעות נפוצה: לענות 0.2 - לספור רק את הבנות שאינן עוסקות בספורט.

סעיף ד

תשובה:

13\frac13

הבחירה היא מבין הבנות בלבד - הסתברות מותנית:

P(לא עוסקת∣בת)=0.20.6=13P(\text{לא עוסקת}\mid\text{בת})=\frac{0.2}{0.6}=\frac13

טעות נפוצה: להפוך את ההתניה ולחשב P(בת∣לא עוסק)=0.20.3=23P(\text{בת}\mid\text{לא עוסק})=\frac{0.2}{0.3}=\frac23.

שאלה 4 · ישרים מאונכים במערכת צירים: דמיון ויחס שטחים

נתונות הנקודות A(0,6)A(0,6), B(4,−2)B(4,-2), C(8,0)C(8,0). הישר ABAB חותך את ציר ה-xx בנקודה EE, ו-OO היא ראשית הצירים.

ABCEO
א.

הראו כי ∠ABC=90∘\angle ABC=90^\circ.

ב.

מצאו את משוואת הישר ABAB ואת שיעורי הנקודה EE.

ג.

הוכיחו כי המשולשים AOEAOE ו-CBECBE דומים.

ד.

מצאו את יחס הדמיון בין המשולשים AOEAOE ו-CBECBE, ופי כמה גדול שטח המשולש AOEAOE משטח המשולש CBECBE.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א

תשובה:

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

mAB=−2−64−0=−2,mBC=0−(−2)8−4=12m_{AB}=\frac{-2-6}{4-0}=-2,\qquad m_{BC}=\frac{0-(-2)}{8-4}=\frac12
mAB⋅mBC=−2⋅12=−1m_{AB}\cdot m_{BC}=-2\cdot\frac12=-1

לכן AB⊥BCAB\perp BC ו-∠ABC=90∘\angle ABC=90^\circ.

טעות נפוצה: לחשב את השיפוע של BCBC כ-ΔxΔy=42=2\frac{\Delta x}{\Delta y}=\frac{4}{2}=2, לקבל מכפלה −4-4 ולהסיק שהצלעות אינן מאונכות.

סעיף ב

תשובה:

y=−2x+6y=-2x+6, E(3,0)E(3,0)

הישר עובר דרך A(0,6)A(0,6) בשיפוע −2-2:

y=−2x+6y=-2x+6

מציבים y=0y=0: 2x=62x=6, x=3x=3, ולכן E(3,0)E(3,0).

טעות נפוצה: שגיאת סימן בהעברת אגף, −2x=6-2x=6, ולקבל E(−3,0)E(-3,0) - משמאל לראשית, בניגוד לאיור.

סעיף ג

תשובה:

∠AOE=∠CBE=90∘\angle AOE=\angle CBE=90^\circ ו-∠AEO=∠CEB\angle AEO=\angle CEB, ולכן △AOE∼△CBE\triangle AOE\sim\triangle CBE (ז.ז.)

∠AOE=90∘\angle AOE=90^\circ (זווית בין הצירים), ∠CBE=∠ABC=90∘\angle CBE=\angle ABC=90^\circ (סעיף א), ∠AEO=∠CEB\angle AEO=\angle CEB (קודקודיות).

לכן △AOE∼△CBE\triangle AOE\sim\triangle CBE לפי ז.ז., בהתאמה A↔CA\leftrightarrow C, O↔BO\leftrightarrow B, E↔EE\leftrightarrow E.

טעות נפוצה: לכתוב △AOE∼△BCE\triangle AOE\sim\triangle BCE (להתאים את AA ל-BB); אז בסעיף ד מתאימים את AEAE ל-BE=5BE=\sqrt5 ומקבלים יחס 355=3\frac{3\sqrt5}{\sqrt5}=3 במקום 355\frac{3\sqrt5}{5}.

סעיף ד

תשובה:

יחס הדמיון 355≈1.342\frac{3\sqrt5}{5}\approx1.342; השטח פי 1.8

היתרים מתאימים:

AE=32+62=45=35,CE=8−3=5,AECE=355≈1.342AE=\sqrt{3^2+6^2}=\sqrt{45}=3\sqrt5,\qquad CE=8-3=5,\qquad\frac{AE}{CE}=\frac{3\sqrt5}{5}\approx1.342

יחס השטחים הוא ריבוע יחס הדמיון:

SAOESCBE=4525=1.8\frac{S_{AOE}}{S_{CBE}}=\frac{45}{25}=1.8

(בדיקה: SAOE=12⋅3⋅6=9S_{AOE}=\frac12\cdot3\cdot6=9 ו-SCBE=12⋅BE⋅BC=12⋅5⋅20=5S_{CBE}=\frac12\cdot BE\cdot BC=\frac12\cdot\sqrt5\cdot\sqrt{20}=5.)

טעות נפוצה: להפוך את היחס ולחשב (CEAE)2=2545=59≈0.556\left(\frac{CE}{AE}\right)^2=\frac{25}{45}=\frac59\approx0.556 - זה פי כמה קטן שטח CBECBE, ולא פי כמה גדול שטח AOEAOE.

שאלה 5 · מיתרים שווים במעגל: זווית היקפית ויחס שטחים בהדרכה

הנקודות AA, BB ו-CC נמצאות על המעגל (x+1)2+(y−2)2=25(x+1)^2+(y-2)^2=25 שמרכזו MM, כך ש-AB=BCAB=BC. הנקודות BB ו-CC נמצאות על הישר y=−2y=-2 (BB משמאל ל-CC).

MABCxy
א.

מצאו את שיעורי הנקודות BB ו-CC, ואת אורך המיתר BCBC.

ב.

הוכיחו: MBMB חוצה זווית AMCAMC.

ג.

הראו כי cos⁡∠MBC=0.6\cos\angle MBC=0.6, וחשבו את הזוויות BMCBMC ו-BACBAC.

ד.

NN היא נקודת המפגש של MBMB ו-ACAC. הסבירו מדוע MB⊥ACMB\perp AC, וחשבו את BNBN ואת MNMN.

ה.

חשבו את היחס בין שטח המשולש AMCAMC לשטח המשולש ABCABC.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א

תשובה:

B(−4,−2)B(-4,-2), C(2,−2)C(2,-2), BC=6BC=6

מציבים y=−2y=-2: (x+1)2+16=25(x+1)^2+16=25, (x+1)2=9(x+1)^2=9, x+1=±3x+1=\pm3.

x=−4x=-4 או x=2x=2. BB משמאל, ולכן B(−4,−2)B(-4,-2) ו-C(2,−2)C(2,-2), ו-BC=6BC=6.

טעות נפוצה: לפתור את (x+1)2=9(x+1)^2=9 כ-x=1±3x=1\pm3 (סימן הפוך) ולקבל B(−2,−2)B(-2,-2), C(4,−2)C(4,-2) - נקודות שאינן על המעגל.

סעיף ב

תשובה:

הוכחה: △AMB≅△CMB\triangle AMB\cong\triangle CMB (צ.צ.צ.)

MA=MB=MCMA=MB=MC (רדיוסים), AB=CBAB=CB (נתון), ולכן △AMB≅△CMB\triangle AMB\cong\triangle CMB (צ.צ.צ.).

לכן ∠AMB=∠CMB\angle AMB=\angle CMB, ו-MBMB חוצה את הזווית AMCAMC.

טעות נפוצה: לכתוב חפיפה לפי צ.ז.צ. עם הזוויות ∠AMB\angle AMB ו-∠CMB\angle CMB - אבל השוויון שלהן הוא בדיוק מה שצריך להוכיח.

סעיף ג

תשובה:

∠BMC≈73.74∘\angle BMC\approx73.74^\circ, ∠BAC≈36.87∘\angle BAC\approx36.87^\circ

במשולש שווה השוקיים MBCMBC (MB=MC=5MB=MC=5) האנך מ-MM חוצה את BCBC, ולכן במשולש ישר הזווית שנוצר: cos⁡∠MBC=35=0.6\cos\angle MBC=\frac{3}{5}=0.6.

∠MBC≈53.13∘\angle MBC\approx53.13^\circ, וזוויות הבסיס שוות, ולכן ∠BMC=180∘−2⋅53.13∘=73.74∘\angle BMC=180^\circ-2\cdot53.13^\circ=73.74^\circ.

∠BAC\angle BAC זווית היקפית הנשענת על הקשת BCBC: ∠BAC=73.74∘2=36.87∘\angle BAC=\frac{73.74^\circ}{2}=36.87^\circ.

טעות נפוצה: לענות ש-∠BAC=∠BMC=73.74∘\angle BAC=\angle BMC=73.74^\circ - הזווית ההיקפית היא מחצית המרכזית.

סעיף ד

תשובה:

BN=3.6BN=3.6, MN=1.4MN=1.4

המשולש AMCAMC שווה שוקיים (MA=MCMA=MC), ו-MBMB חוצה את זווית הראש שלו (סעיף ב). חוצה זווית הראש במשולש שווה שוקיים הוא גם גובה, ולכן MB⊥ACMB\perp AC.

במשולש BNCBNC (∠N=90∘\angle N=90^\circ): BN=BC⋅cos⁡∠MBC=6⋅0.6=3.6BN=BC\cdot\cos\angle MBC=6\cdot0.6=3.6.

MN=MB−BN=5−3.6=1.4MN=MB-BN=5-3.6=1.4.

טעות נפוצה: לחשב BNBN כאילו NN אמצע BCBC: BN=3BN=3 - אבל NN על ACAC, לא על BCBC.

סעיף ה

תשובה:

SAMCSABC=718≈0.39\frac{S_{AMC}}{S_{ABC}}=\frac{7}{18}\approx0.39

לשני המשולשים בסיס משותף ACAC, והגבהים אליו הם MNMN ו-BNBN (שניהם על הישר MB⊥ACMB\perp AC):

SAMCSABC=MNBN=1.43.6=718\frac{S_{AMC}}{S_{ABC}}=\frac{MN}{BN}=\frac{1.4}{3.6}=\frac{7}{18}

טעות נפוצה: לקחת כגובה של AMCAMC את הרדיוס MB=5MB=5 ולקבל 53.6≈1.39\frac{5}{3.6}\approx1.39.

שאלה 6 · פונקציה רציונלית זוגית וגרף הנגזרת שלה

נתונה הפונקציה: f(x)=x2x2−1f(x)=\frac{x^2}{x^2-1}.

א.
(1)

מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה f(x)f(x).

(2)

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

ב.

הראו כי f′(x)=−2x(x2−1)2f'(x)=\frac{-2x}{(x^2-1)^2}, ומצאו את נקודת הקיצון של הפונקציה וקבעו את סוגה.

ג.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

ד.

לפניכם גרפים 1-3.

גרף 1
גרף 2
גרף 3
(1)

איזה מן הגרפים 1-3 הוא גרף הנגזרת f′(x)f'(x)? נמקו.

(2)

חשבו את השטח המוגבל על ידי גרף הנגזרת f′(x)f'(x), על ידי ציר ה-xx ועל ידי הישר x=−12x=-\frac12.

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א(1)

תשובה:

x≠1x\ne1, x≠−1x\ne-1

x2−1=0x^2-1=0 כש-x=1x=1 או x=−1x=-1. תחום ההגדרה: x≠±1x\ne\pm1.

טעות נפוצה: לפסול רק את x=1x=1 (לשכוח את הפתרון השלילי של x2=1x^2=1).

סעיף א(2)

תשובה:

x=1x=1, x=−1x=-1, y=1y=1

ב-x=±1x=\pm1 המכנה מתאפס והמונה (1) לא - אסימפטוטות אנכיות.

מעלות המונה והמכנה שוות, ויחס המקדמים המובילים הוא 11\frac11: y=1y=1.

טעות נפוצה: לכתוב y=0y=0 - זו האסימפטוטה כשמעלת המונה קטנה ממעלת המכנה, וכאן הן שוות.

סעיף ב

תשובה:

max⁡(0,0)\max(0,0)

f′(x)=2x(x2−1)−x2⋅2x(x2−1)2=2x3−2x−2x3(x2−1)2=−2x(x2−1)2f'(x)=\frac{2x(x^2-1)-x^2\cdot2x}{(x^2-1)^2}=\frac{2x^3-2x-2x^3}{(x^2-1)^2}=\frac{-2x}{(x^2-1)^2}

f′=0f'=0 רק ב-x=0x=0. המכנה חיובי: x<0x<0 (חוץ מ-−1-1) f′>0f'>0, x>0x>0 (חוץ מ-1) f′<0f'<0.

מעלייה לירידה - מקסימום: (0,0)(0,0).

טעות נפוצה: לקבוע את הסוג רק לפי הסימן של −2x-2x בלי טבלה, ולטעות בכיוון - לכתוב min⁡(0,0)\min(0,0).

סעיף ג

תשובה:

שלושה ענפים סימטריים לציר ה-yy: באמצע (בין −1-1 ל-1) "כיפה" הפוכה עם מקסימום (0,0)(0,0) ושני קצוות ב-−∞-\infty; בצדדים - ענפים מעל y=1y=1 שעולים ל-+∞+\infty ליד x=±1x=\pm1

f(−x)=f(x)f(-x)=f(x) - הגרף סימטרי לציר ה-yy.

כש-∣x∣>1|x|>1: המונה והמכנה חיוביים ו-x2>x2−1x^2>x^2-1, ולכן f(x)>1f(x)>1: הענפים בצדדים מעל האסימפטוטה y=1y=1 ועולים ל-+∞+\infty ליד x=±1x=\pm1.

בין −1-1 ל-1: המכנה שלילי, f≤0f\le0, מקסימום (0,0)(0,0) וירידה ל-−∞-\infty ליד x=±1x=\pm1.

טעות נפוצה: לצייר את הענפים החיצוניים מתחת ל-y=1y=1 - אבל x2x2−1>1\frac{x^2}{x^2-1}>1 כשהמכנה חיובי.

סעיף ד(1)

תשובה:

גרף 1

ff עולה כש-x<0x<0 ויורדת כש-x>0x>0, ולכן f′>0f'>0 משמאל ל-0 ו-f′<0f'<0 מימין ל-0 - גם ליד האסימפטוטות.

ליד x=−1x=-1 הנגזרת חיובית משני הצדדים (+∞+\infty), וליד x=1x=1 שלילית משני הצדדים (−∞-\infty). זה גרף 1.

טעות נפוצה: לבחור בגרף 2, שבו הסימנים הפוכים - כאילו ff יורדת משמאל ל-0.

סעיף ד(2)

תשובה:

13\frac13

f′f' מתאפסת ב-0 וחיובית בין −12-\frac12 ל-0, ולכן:

S=∫−120f′(x) dx=f(0)−f(−12)=0−1414−1=0−(−13)=13S=\int_{-\frac12}^{0}f'(x)\,dx=f(0)-f\left(-\tfrac12\right)=0-\frac{\frac14}{\frac14-1}=0-\left(-\frac13\right)=\frac13

טעות נפוצה: להציב בנגזרת: f′(0)−f′(−12)=0−169f'(0)-f'\left(-\frac12\right)=0-\frac{16}9, ולענות 169\frac{16}9.

שאלה 7 · פונקציית שורש של פרבולה סימטרית

נתונה הפונקציה f(x)=x2−9f(x)=x^2-9.

א.

מצאו את שיעורי נקודות החיתוך של גרף הפונקציה f(x)f(x) עם הצירים, ואת שיעורי הקודקוד שלה.

ב.

מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה g(x)=f(x)g(x)=\sqrt{f(x)}.

ג.

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

ד.

הראו כי g′(x)=xx2−9g'(x)=\frac{x}{\sqrt{x^2-9}}, ומצאו את תחומי העלייה והירידה ואת נקודות הקיצון של g(x)g(x).

ה.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה g(x)g(x).

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

תשובה:

(−3,0)(-3,0), (3,0)(3,0), (0,−9)(0,-9); קודקוד (0,−9)(0,-9)

x2−9=0x^2-9=0: x=±3x=\pm3. f(0)=−9f(0)=-9. הפרבולה סימטרית לציר ה-yy, והקודקוד (0,−9)(0,-9).

טעות נפוצה: לכתוב רק x=3x=3 ולשכוח את הפתרון השלילי x=−3x=-3.

סעיף ב

תשובה:

x≤−3x\le-3 או x≥3x\ge3

x2−9≥0x^2-9\ge0: מחוץ לשורשים, כולל השורשים. x≤−3x\le-3 או x≥3x\ge3.

טעות נפוצה: להוציא שורש משני האגפים, x≥3x\ge3, ולאבד את הענף x≤−3x\le-3.

סעיף ג

תשובה:

(−3,0)(-3,0), (3,0)(3,0); אין חיתוך עם ציר ה-yy

g=0g=0 כש-x=±3x=\pm3. x=0x=0 אינו בתחום (f(0)=−9f(0)=-9), ולכן אין חיתוך עם ציר ה-yy.

טעות נפוצה: לכתוב g(0)=9=3g(0)=\sqrt9=3 ולהוסיף נקודה (0,3)(0,3) - הסימן של −9-9 נשכח.

סעיף ד

תשובה:

ירידה: x<−3x<-3; עלייה: x>3x>3; מינימום (קצה): (−3,0)(-3,0), (3,0)(3,0)

g′(x)=2x2x2−9=xx2−9g'(x)=\frac{2x}{2\sqrt{x^2-9}}=\frac{x}{\sqrt{x^2-9}}

g′(x)=0g'(x)=0 רק ב-x=0x=0, שאינו בתחום. הסימן של g′g' הוא הסימן של xx: שלילי ב-x<−3x<-3 (יורדת), חיובי ב-x>3x>3 (עולה).

בקצוות g=0g=0 ושאר הערכים חיוביים - מינימום בקצה: (−3,0)(-3,0) ו-(3,0)(3,0).

טעות נפוצה: לכתוב מקסימום ב-x=0x=0 כי g′(0)=0g'(0)=0 - x=0x=0 אינו בתחום ההגדרה.

סעיף ה

תשובה:

שני ענפים סימטריים לציר ה-yy: יורד אל (−3,0)(-3,0) ועולה מ-(3,0)(3,0)

התחום x≤−3x\le-3 או x≥3x\ge3, הגרף לא שלילי, ו-g(−x)=g(x)g(-x)=g(x) - סימטרי לציר ה-yy.

ענף שמאלי יורד ונעצר ב-(−3,0)(-3,0); ענף ימני מתחיל ב-(3,0)(3,0) ועולה. בין −3-3 ל-3 אין גרף.

טעות נפוצה: לסרטט גם קשת בין −3-3 ל-3 - שם gg אינה מוגדרת.

שאלה 8 · היפרבולה ומשיק: קטע אנכי מינימלי

בסרטוט שלפניכם מתואר גרף הפונקציה f(x)=8x−2f(x)=\frac{8}{x-2}, המוגדרת בתחום x≠2x\neq2. הנקודה AA היא נקודת החיתוך של גרף הפונקציה עם ציר ה-yy.

ABC
א.

מצאו את שיעורי הנקודה AA ואת f′(x)f'(x).

ב.

הראו כי משוואת המשיק לגרף בנקודה AA היא y=−2x−4y=-2x-4.

ג.

הנקודה BB נמצאת על גרף הפונקציה בתחום x>2x>2, והנקודה CC על המשיק, כך ש-BCBC מקביל לציר ה-yy. נסמן ב-tt את שיעור ה-xx של BB.

(1)

הראו כי BC=8t−2+2t+4BC=\frac{8}{t-2}+2t+4.

(2)

מצאו את הערך של tt שבעבורו אורך הקטע BCBC מינימלי, ואת האורך המינימלי.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א

תשובה:

A(0,−4)A(0,-4), f′(x)=−8(x−2)2f'(x)=\frac{-8}{(x-2)^2}

f(0)=8−2=−4f(0)=\frac{8}{-2}=-4: A(0,−4)A(0,-4).

f′(x)=−8(x−2)2f'(x)=\frac{-8}{(x-2)^2}

טעות נפוצה: לכתוב f′(x)=8(x−2)2f'(x)=\frac{8}{(x-2)^2} בלי המינוס - הפונקציה יורדת בכל ענף, ולכן הנגזרת שלילית.

סעיף ב

תשובה:

f′(0)=−2f'(0)=-2, והמשיק עובר ב-(0,−4)(0,-4)

f′(0)=−8(0−2)2=−2f'(0)=\frac{-8}{(0-2)^2}=-2

המשיק עובר ב-A(0,−4)A(0,-4) על ציר ה-yy, ולכן y=−2x−4y=-2x-4.

טעות נפוצה: לשכוח את הריבוע במכנה - f′(0)=−8−2=4f'(0)=\frac{-8}{-2}=4 - ולקבל y=4x−4y=4x-4.

סעיף ג(1)

תשובה:

BC=yB−yCBC=y_B-y_C

B(t,8t−2)B\left(t,\frac{8}{t-2}\right), C(t,−2t−4)C(t,-2t-4). BB מעל ציר ה-xx ו-CC מתחתיו, ולכן

BC=8t−2−(−2t−4)=8t−2+2t+4BC=\frac{8}{t-2}-(-2t-4)=\frac{8}{t-2}+2t+4

טעות נפוצה: לחסר yC−yBy_C-y_B ולקבל ביטוי שלילי, −8t−2−2t−4-\frac{8}{t-2}-2t-4.

סעיף ג(2)

תשובה:

t=4t=4, BC=16BC=16

BC′(t)=−8(t−2)2+2=0⇒(t−2)2=4⇒t=4 או t=0BC'(t)=\frac{-8}{(t-2)^2}+2=0\quad\Rightarrow\quad(t-2)^2=4\quad\Rightarrow\quad t=4\ \text{או}\ t=0

בתחום t>2t>2: t=4t=4. BC′(3)=−6<0BC'(3)=-6<0, BC′(6)=1.5>0BC'(6)=1.5>0 - מינימום.

BC(4)=82+8+4=16BC(4)=\frac82+8+4=16

טעות נפוצה: לבחור את t=0t=0, שנמצא בענף השמאלי ולא בתחום t>2t>2.

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.