דילוג לתוכן המרכזי

בגרות במתמטיקה 471 - קיץ 2025 מועד ב'

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

כאן תמצאו את בחינת הבגרות במתמטיקה בשאלון 471 (4 יח"ל), מועד קיץ 2025 מועד ב' (תשפ"ה), כל 8 השאלות. לכל סעיף יש תשובה סופית ופתרון מלא, מוסבר צעד אחרי צעד. נסו לפתור לבד, ואז פתחו את הפתרון של השאלה.

שאלה 1 · התפלגות נורמלית: מבחן כניסה, ציון סף ומבחן נוסף

ציונים במבחן כניסה לאוניברסיטה מתפלגים נורמלית וסטיית התקן היא 8. 93.3%93.3\% מן הנבחנים קיבלו ציון נמוך מ-92.

א.

מצאו את ממוצע הציונים במבחן.

44%44\% מן הנבחנים, אלה שהציונים שלהם היו הגבוהים ביותר, התקבלו לאוניברסיטה.

ב.

האם נבחן שהציון שלו 82 התקבל לאוניברסיטה? נמקו את תשובתכם.

חלק מן הנבחנים מוגדרים מצטיינים, והשאר אינם מוגדרים מצטיינים. נבחנים שהציון שלהם גבוה מ-90 מוגדרים מצטיינים.

ג.

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

2,338 נבחנים התקבלו לאוניברסיטה, והם אינם מצטיינים.

ד.

על פי טבלת ההתפלגות הנורמלית, כמה נבחנים סך הכול ניגשו למבחן הכניסה?

לנבחנים שלא התקבלו לאוניברסיטה הייתה אפשרות לגשת למבחן נוסף. גם הציונים במבחן הנוסף מתפלגים נורמלית והממוצע שלהם הוא 81. נדב ניגש לשני המבחנים והציון שלו בכל אחד מהם הוא 72. ציון התקן של נדב בשני המבחנים זהה.

ה.

מצאו את סטיית התקן במבחן הנוסף.

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

80

93.3%93.3\% מן הנבחנים קיבלו פחות מ-92, כלומר P(X<92)=0.933P(X<92)=0.933.

בטבלה המצטברת Φ(1.5)=0.9332\Phi(1.5)=0.9332, ולכן ציון התקן של 92 הוא z=1.5z=1.5.

מציבים בנוסחת ציון התקן ומבודדים את הממוצע:

1.5=92−μ8 ⇒ 92−μ=12 ⇒ μ=801.5=\frac{92-\mu}{8}\ \Rightarrow\ 92-\mu=12\ \Rightarrow\ \mu=80

טעות נפוצה: להוסיף במקום להחסיר, μ=92+1.5⋅8=104\mu=92+1.5\cdot8=104. ממוצע גדול מ-92 פירושו שרוב הנבחנים קיבלו יותר מ-92 - בסתירה לנתון.

סעיף ב

תשובה:

כן

מוצאים את ציון הסף: מעליו 44%44\%, ולכן מתחתיו 56%56\%, כלומר Φ(z)=0.56\Phi(z)=0.56.

בטבלה Φ(0.15)=0.5596\Phi(0.15)=0.5596, ולכן z=0.15z=0.15.

x=μ+zσ=80+0.15⋅8=81.2x=\mu+z\sigma=80+0.15\cdot8=81.2

כל מי שקיבל יותר מ-81.2 נמצא ב-44%44\% העליונים. 82>81.282>81.2, ולכן הנבחן התקבל.

(דרך אחרת: ל-82 יש z=82−808=0.25z=\frac{82-80}{8}=0.25, ומעליו 1−0.5987=40.1%1-0.5987=40.1\% בלבד - הוא בתוך ה-44%44\% העליונים.)

טעות נפוצה: לחשב שמעל 82 יש 40.1%40.1\%, ולהסיק "40.1%<44%40.1\%<44\% ולכן לא התקבל". דווקא משום שרק 40.1%40.1\% קיבלו יותר ממנו, הוא בין ה-44%44\% הטובים ביותר.

סעיף ג

תשובה:

33.4%33.4\%

המצטיינים: ציון התקן של 90 הוא z=90−808=1.25z=\frac{90-80}{8}=1.25.

P(X>90)=1−Φ(1.25)=1−0.8944=0.1056P(X>90)=1-\Phi(1.25)=1-0.8944=0.1056

כל מצטיין התקבל (90 גדול מציון הסף 81.2). לכן "התקבלו ואינם מצטיינים" הם הנבחנים שציונם בין 81.2 ל-90:

44%−10.56%=33.44%≈33.4%44\%-10.56\%=33.44\%\approx33.4\%

טעות נפוצה: לענות רק את אחוז המצטיינים, 10.56%10.56\%, או להוסיף אותו ל-44%44\% (54.56%54.56\%). המצטיינים כלולים בתוך ה-44%44\%, ולכן מחסירים אותם.

סעיף ד

תשובה:

7000

לפי סעיף ג, 33.4%33.4\% מכלל הנבחנים התקבלו ואינם מצטיינים. נסמן ב-NN את מספר הנבחנים:

0.334⋅N=2338 ⇒ N=23380.334=70000.334\cdot N=2338\ \Rightarrow\ N=\frac{2338}{0.334}=7000

טעות נפוצה: לחלק ב-0.440.44 (כל המתקבלים) ולקבל כ-5,314 נבחנים. 2,338 הם רק המתקבלים שאינם מצטיינים.

סעיף ה

תשובה:

σ=9\sigma=9

ציון התקן של נדב במבחן הכניסה:

z=72−808=−1z=\frac{72-80}{8}=-1

במבחן הנוסף ציון התקן שלו זהה, ולכן:

72−81σ=−1 ⇒ σ=9\frac{72-81}{\sigma}=-1\ \Rightarrow\ \sigma=9

טעות נפוצה: לחשוב ש"אותו ציון ואותו ציון תקן" פירושו אותה סטיית תקן, ולענות σ=8\sigma=8. הממוצעים שונים, ולכן גם סטיות התקן שונות.

שאלה 2 · ממוצע, סטיית תקן, מקדם מתאם וישר רגרסיה: מרחק ומהירות ריצה

יואב בדק את הקשר הליניארי בין מרחק הריצה שלו (המשתנה xx) לבין מהירות הריצה שלו (המשתנה yy) ב-6 מסלולים שונים א'-ו'. הנתונים מוצגים בטבלה שלפניכם.

המסלולמרחק הריצה (ק"מ) - המשתנה xxמהירות הריצה (קמ"ש) - המשתנה yy
א'221313
ב'4.54.51212
ג'6612.512.5
ד'77?
ה'889.59.5
ו'8.58.588
א.

חשבו את מרחק הריצה הממוצע של יואב ב-6 המסלולים.

ב.

הראו כי סטיית התקן של מרחק הריצה של יואב ב-6 המסלולים היא Sx=5912S_x=\sqrt{\frac{59}{12}}.

יואב מצא כי ממוצע מהירות הריצה שלו ב-6 המסלולים שווה למהירות הריצה שלו במסלול ד'.

ג.

חשבו את מהירות הריצה של יואב במסלול ד'.

נתונים המספרים: 0.950.95, 0.240.24, −1-1, −0.86-0.86. אחד מהם הוא מקדם המתאם rr.

ד.

קבעו איזה מן המספרים הוא מקדם המתאם rr, נמקו את קביעתכם.

יואב חישב את סטיית התקן של מהירות הריצה שלו ב-6 המסלולים ומצא כי Sy=3712S_y=\sqrt{\frac{37}{12}}.

ה(1).

מצאו את משוואת ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx.

ה(2).

על פי ישר הרגרסיה, מהו הניבוי למהירות הריצה של יואב למרחק של 4 ק"מ?

לפניכם שלוש דיאגרמות פיזור I-III. הנקודות בכל אחת מן הדיאגרמות מתארות את נתוני הריצה של יואב ב-6 המסלולים.

דיאגרמה I
דיאגרמה II
דיאגרמה III
ו.

קבעו באיזו מן הדיאגרמות I-III מסורטט ישר הרגרסיה שמצאתם בסעיף ה'. נמקו את קביעתכם.

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

6 ק"מ

ממוצע = סכום הערכים חלקי מספרם:

xˉ=2+4.5+6+7+8+8.56=366=6\bar x=\frac{2+4.5+6+7+8+8.5}{6}=\frac{36}{6}=6

טעות נפוצה: לחלק ב-5 כי במסלול ד' חסר נתון. הנתון החסר הוא המהירות, לא המרחק - יש 6 מרחקים, והממוצע 7.2 שגוי.

סעיף ב

תשובה:

Sx2=29.56=5912S_x^2=\frac{29.5}{6}=\frac{59}{12}

הסטיות מהממוצע 6: −4, −1.5, 0, 1, 2, 2.5-4,\ -1.5,\ 0,\ 1,\ 2,\ 2.5.

ריבועי הסטיות: 16, 2.25, 0, 1, 4, 6.2516,\ 2.25,\ 0,\ 1,\ 4,\ 6.25, וסכומם 29.529.5.

Sx2=29.56=5912 ⇒ Sx=5912S_x^2=\frac{29.5}{6}=\frac{59}{12}\ \Rightarrow\ S_x=\sqrt{\frac{59}{12}}

טעות נפוצה: לחלק ב-n−1=5n-1=5 ולקבל Sx2=5.9S_x^2=5.9. בתכנית סטיית התקן מחושבת בחלוקה במספר הנתונים, 6.

סעיף ג

תשובה:

11 קמ"ש

נסמן את המהירות במסלול ד' ב-aa. גם הממוצע שווה ל-aa:

13+12+12.5+a+9.5+86=a ⇒ 55+a=6a ⇒ a=11\frac{13+12+12.5+a+9.5+8}{6}=a\ \Rightarrow\ 55+a=6a\ \Rightarrow\ a=11

טעות נפוצה: לכתוב 556=a\frac{55}{6}=a - לשכוח שגם aa עצמו נכנס לסכום - ולקבל מהירות של כ-9.17 קמ"ש.

סעיף ד

תשובה:

r=−0.86r=-0.86

ככל שהמרחק גדל, המהירות נוטה לקטון - הקשר שלילי, ולכן r<0r<0. זה פוסל את 0.950.95 ואת 0.240.24.

r=−1r=-1 פירושו שכל הנקודות על ישר אחד. הנקודות (2,13)(2,13), (4.5,12)(4.5,12), (6,12.5)(6,12.5) אינן על ישר אחד (המהירות עולה ואז יורדת), ולכן r≠−1r\neq-1.

נשאר r=−0.86r=-0.86: קשר שלילי חזק אך לא מושלם.

טעות נפוצה: לבחור 0.950.95 "כי הוא הכי קרוב ל-1, כלומר הקשר הכי חזק". הסימן של rr קובע את כיוון הקשר, וכאן הוא יורד.

סעיף ה(1)

תשובה:

y=−0.681x+15.09y=-0.681x+15.09

שיפוע ישר הרגרסיה:

b=r⋅SySx=−0.86⋅37/1259/12=−0.86⋅3759≈−0.681b=r\cdot\frac{S_y}{S_x}=-0.86\cdot\frac{\sqrt{37/12}}{\sqrt{59/12}}=-0.86\cdot\sqrt{\frac{37}{59}}\approx-0.681

הישר עובר בנקודת הממוצעים (xˉ,yˉ)=(6,11)(\bar x,\bar y)=(6,11):

y−11=−0.681(x−6) ⇒ y=−0.681x+15.09y-11=-0.681(x-6)\ \Rightarrow\ y=-0.681x+15.09

טעות נפוצה: להפוך את היחס, b=r⋅SxSyb=r\cdot\frac{S_x}{S_y}, ולקבל שיפוע −1.086-1.086 וישר y=−1.086x+17.52y=-1.086x+17.52. בניבוי yy על פי xx, SyS_y במונה.

סעיף ה(2)

תשובה:

12.37 קמ"ש

מציבים x=4x=4 בישר הרגרסיה:

y=−0.681⋅4+15.09=12.366≈12.37y=-0.681\cdot4+15.09=12.366\approx12.37

טעות נפוצה: להציב y=4y=4 ולפתור עבור xx (מקבלים 16.3). המרחק הוא xx, ומנבאים את yy.

סעיף ו

תשובה:

דיאגרמה II

בשלוש הדיאגרמות לישר אותו שיפוע שלילי, ולכן השיפוע אינו מכריע.

ישר הרגרסיה עובר תמיד בנקודת הממוצעים (6,11)(6,11), ולכן הוא עובר בין הנקודות: חלק מהן מעליו וחלק מתחתיו.

בדיאגרמה I כל הנקודות מעל הישר, ובדיאגרמה III כל הנקודות מתחתיו - הישר לא יכול לעבור שם בנקודת הממוצעים.

לכן הישר מסורטט בדיאגרמה II.

טעות נפוצה: לבחור דיאגרמה III כי "חותך הישר עם ציר ה-yy הוא 15.09, גבוה מכל המהירויות". החיתוך עם ציר ה-yy נמצא ב-x=0x=0, רחוק מהנקודות; מה שקובע הוא שהישר עובר ב-(6,11)(6,11).

שאלה 3 · הסתברות: שתי מגירות, לפחות תפוח אחד והוצאה ללא החזרה

בשתי מגירות א' ו-ב' יש שני סוגי פירות: תפוחים ואגסים. במגירה א' יש 7 תפוחים ו-11 אגסים. במגירה ב' יש 4 תפוחים ו-6 אגסים. מוציאים באקראי פרי אחד ממגירה א' ואחר כך מוציאים באקראי פרי אחד ממגירה ב'.

א.

מהי ההסתברות להוציא שני פירות מסוגים שונים?

ב(1).

מהי ההסתברות להוציא לפחות תפוח אחד?

ב(2).

ידוע שהוציאו לפחות תפוח אחד. מהי ההסתברות שהוציאו שני תפוחים?

החזירו כל פרי למגירה שממנה הוציאו אותו. העבירו משתי המגירות את כל הפירות למגירה ג', שהייתה ריקה. לאחר מכן הוסיפו xx תפוחים למגירה ג'. מוציאים באקראי שני פירות בזה אחר זה (ללא החזרה) ממגירה ג'. נתון כי ההסתברות להוציא שני אגסים היא 835\frac{8}{35}.

ג.

מצאו את הערך של xx.

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

4390\frac{43}{90}

ממגירה א': P(תפוח)=718P(\text{תפוח})=\frac{7}{18}, P(אגס)=1118P(\text{אגס})=\frac{11}{18}. ממגירה ב': P(תפוח)=410P(\text{תפוח})=\frac{4}{10}, P(אגס)=610P(\text{אגס})=\frac{6}{10}.

ההוצאות מהמגירות בלתי תלויות, ו"סוגים שונים" הם שני מסלולים: תפוח ואז אגס, או אגס ואז תפוח:

718⋅610+1118⋅410=42+44180=86180=4390\frac{7}{18}\cdot\frac{6}{10}+\frac{11}{18}\cdot\frac{4}{10}=\frac{42+44}{180}=\frac{86}{180}=\frac{43}{90}

טעות נפוצה: לחשב רק את המסלול "תפוח ממגירה א' ואגס ממגירה ב'" ולקבל 42180=730\frac{42}{180}=\frac{7}{30}. הסדר ההפוך הוא מסלול נוסף.

סעיף ב(1)

תשובה:

1930\frac{19}{30}

המשלים של "לפחות תפוח אחד" הוא "שני אגסים":

1−1118⋅610=1−66180=114180=19301-\frac{11}{18}\cdot\frac{6}{10}=1-\frac{66}{180}=\frac{114}{180}=\frac{19}{30}

טעות נפוצה: לחסר מ-1 את ההסתברות לשני תפוחים, 1−28180=38451-\frac{28}{180}=\frac{38}{45}. המשלים של "לפחות תפוח אחד" הוא "אף תפוח", כלומר שני אגסים.

סעיף ב(2)

תשובה:

1457\frac{14}{57}

P(שני תפוחים)=718⋅410=28180P(\text{שני תפוחים})=\frac{7}{18}\cdot\frac{4}{10}=\frac{28}{180}.

המאורע "שני תפוחים" מוכל במאורע "לפחות תפוח אחד", ולכן החיתוך הוא "שני תפוחים":

P(שני תפוחים∣לפחות אחד)=28/180114/180=28114=1457P(\text{שני תפוחים}\mid\text{לפחות אחד})=\frac{28/180}{114/180}=\frac{28}{114}=\frac{14}{57}

טעות נפוצה: לענות את ההסתברות הלא מותנית, 28180=745\frac{28}{180}=\frac{7}{45}. הידיעה שהוצא לפחות תפוח אחד מצמצמת את המרחב, ולכן מחלקים ב-114180\frac{114}{180}.

סעיף ג

תשובה:

x=7x=7

במגירה ג': 7+4+x=11+x7+4+x=11+x תפוחים ו-11+6=1711+6=17 אגסים, בסך הכול 28+x28+x פירות.

ללא החזרה: אחרי שהוצא אגס נשארים 16 אגסים מתוך 27+x27+x פירות:

1728+x⋅1627+x=835\frac{17}{28+x}\cdot\frac{16}{27+x}=\frac{8}{35}
(28+x)(27+x)=272⋅358=1190(28+x)(27+x)=\frac{272\cdot35}{8}=1190
x2+55x+756=1190 ⇒ x2+55x−434=0 ⇒ (x−7)(x+62)=0x^2+55x+756=1190\ \Rightarrow\ x^2+55x-434=0\ \Rightarrow\ (x-7)(x+62)=0

x=−62x=-62 נפסל (מספר תפוחים אינו שלילי), ולכן x=7x=7.

טעות נפוצה: לחשב כאילו מחזירים את הפרי, (1728+x)2=835\left(\frac{17}{28+x}\right)^2=\frac{8}{35}, ולקבל x≈7.6x\approx7.6 - מספר לא שלם של תפוחים.

שאלה 4 · מעוין במערכת צירים: אלכסונים מאונכים, זווית ומשפט הסינוסים

בסרטוט שלפניכם מעוין ABCDABCD. אלכסוני המעוין נפגשים בנקודה EE. נתון כי משוואת הצלע ABAB היא y=−1.75x+12.75y=-1.75x+12.75, שיעור ה-xx של הקודקוד AA הוא −3-3, ושיעורי הקודקוד CC הם (−11,2)(-11,2).

ABCDE
א(1).

מצאו את שיעורי הנקודה EE.

א(2).

מצאו את שיפוע האלכסון ACAC.

ב(1).

מצאו את משוואת האלכסון BDBD.

ב(2).

מצאו את שיעורי הקודקוד BB.

ג.

מצאו את גודל הזווית ABEABE.

הנקודה GG נמצאת על הקטע DEDE כך שגודל הזווית GABGAB הוא 97∘97^\circ.

ד.

מצאו את אורך הקטע GEGE.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א(1)

תשובה:

E(−7,10)E(-7,10)

AA נמצאת על הצלע ABAB. מציבים x=−3x=-3: y=−1.75⋅(−3)+12.75=5.25+12.75=18y=-1.75\cdot(-3)+12.75=5.25+12.75=18, ולכן A(−3,18)A(-3,18).

במעוין האלכסונים חוצים זה את זה, ולכן EE אמצע ACAC:

E=(−3+(−11)2, 18+22)=(−7,10)E=\left(\frac{-3+(-11)}{2},\ \frac{18+2}{2}\right)=(-7,10)

טעות נפוצה: לטעות בסימן בהצבה, −1.75⋅(−3)=−5.25-1.75\cdot(-3)=-5.25, ולקבל A(−3,7.5)A(-3,7.5) ו-E(−7,4.75)E(-7,4.75).

סעיף א(2)

תשובה:

2

mAC=18−2−3−(−11)=168=2m_{AC}=\frac{18-2}{-3-(-11)}=\frac{16}{8}=2

טעות נפוצה: לחלק את הפרש ה-xx בהפרש ה-yy ולקבל 816=12\frac{8}{16}=\frac12. שיפוע הוא שינוי ב-yy חלקי שינוי ב-xx.

סעיף ב(1)

תשובה:

y=−12x+6.5y=-\frac12x+6.5

במעוין האלכסונים מאונכים, ולכן mBD⋅2=−1m_{BD}\cdot2=-1, כלומר mBD=−12m_{BD}=-\frac12.

BDBD עובר ב-E(−7,10)E(-7,10):

y−10=−12(x+7) ⇒ y=−12x+6.5y-10=-\frac12(x+7)\ \Rightarrow\ y=-\frac12x+6.5

טעות נפוצה: לקחת שיפוע שווה לשיפוע ACAC (מקביל במקום מאונך), ולקבל y=2x+24y=2x+24.

סעיף ב(2)

תשובה:

B(5,4)B(5,4)

BB היא נקודת החיתוך של הצלע ABAB והאלכסון BDBD:

−1.75x+12.75=−0.5x+6.5 ⇒ −1.25x=−6.25 ⇒ x=5-1.75x+12.75=-0.5x+6.5\ \Rightarrow\ -1.25x=-6.25\ \Rightarrow\ x=5

y=−0.5⋅5+6.5=4y=-0.5\cdot5+6.5=4, ולכן B(5,4)B(5,4).

טעות נפוצה: להעביר אגפים ולחבר את המקדמים במקום לחסר, −2.25x=−6.25-2.25x=-6.25, ולקבל B(2.78, 5.11)B(2.78,\,5.11) - נקודה שאינה על הישר ABAB (בדיקת הצבה חושפת זאת).

סעיף ג

תשובה:

33.69∘33.69^\circ

במשולש ABEABE הזווית EE ישרה (האלכסונים מאונכים).

AE=(−3+7)2+(18−10)2=80,BE=(5+7)2+(4−10)2=180AE=\sqrt{(-3+7)^2+(18-10)^2}=\sqrt{80},\qquad BE=\sqrt{(5+7)^2+(4-10)^2}=\sqrt{180}
tan⁡∠ABE=AEBE=80180=23 ⇒ ∠ABE=33.69∘\tan\angle ABE=\frac{AE}{BE}=\sqrt{\frac{80}{180}}=\frac23\ \Rightarrow\ \angle ABE=33.69^\circ

טעות נפוצה: לקחת את הניצב הצמוד במונה, tan⁡=BEAE=1.5\tan=\frac{BE}{AE}=1.5, ולקבל 56.31∘56.31^\circ - זו הזווית BAEBAE.

סעיף ד

תשובה:

7.697.69 יח"א

GG על הישר BDBD, ולכן ∠ABG=∠ABE=33.69∘\angle ABG=\angle ABE=33.69^\circ.

במשולש GABGAB: ∠AGB=180∘−97∘−33.69∘=49.31∘\angle AGB=180^\circ-97^\circ-33.69^\circ=49.31^\circ, ו-AB=82+142=260AB=\sqrt{8^2+14^2}=\sqrt{260}.

משפט הסינוסים:

GBsin⁡97∘=ABsin⁡49.31∘ ⇒ GB=260⋅sin⁡97∘sin⁡49.31∘≈21.11\frac{GB}{\sin97^\circ}=\frac{AB}{\sin49.31^\circ}\ \Rightarrow\ GB=\frac{\sqrt{260}\cdot\sin97^\circ}{\sin49.31^\circ}\approx21.11
GE=GB−BE=21.11−180≈21.11−13.42=7.69GE=GB-BE=21.11-\sqrt{180}\approx21.11-13.42=7.69

(דרך אחרת: ∠GAE=97∘−56.31∘=40.69∘\angle GAE=97^\circ-56.31^\circ=40.69^\circ, ובמשולש ישר הזווית AEGAEG: GE=AE⋅tan⁡40.69∘≈7.69GE=AE\cdot\tan40.69^\circ\approx7.69.)

טעות נפוצה: לעצור ב-GBGB ולענות 21.1121.11. GG על הקטע DEDE, ו-GEGE הוא מה שנשאר אחרי שמחסירים את BEBE.

שאלה 5 · מעגל במערכת צירים: קוטר, זוויות היקפיות, חפיפה ומשוואת המעגל

נתון מעגל החותך את החלק החיובי של ציר ה-yy בנקודות AA ו-DD, כמתואר בסרטוט. ACAC ו-BDBD הם מיתרים במעגל הנחתכים בנקודה EE. נתון כי המיתר BDBD מקביל לציר ה-xx.

ABCDE
א(1).

הסבירו מדוע ABAB הוא קוטר במעגל.

א(2).

הוכיחו כי: ∠CBD=∠DAC\angle CBD=\angle DAC.

נתון: BE=AEBE=AE.

ב.

הוכיחו כי: △CBE≅△DAE\triangle CBE\cong\triangle DAE.

נתון: AE=12.5AE=12.5, E(−7.5,10)E(-7.5,10).

ג.

מצאו את שיעורי הנקודות BB ו-AA.

הנקודה MM היא מרכז המעגל.

ד.

מצאו את משוואת המעגל.

ה(1).

מהו אורך הצלע BCBC? נמקו את תשובתכם.

ה(2).

חשבו את היקף המרובע BCEMBCEM.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א(1)

תשובה:

∠ADB=90∘\angle ADB=90^\circ היא זווית היקפית, ולכן היא נשענת על קוטר

ADAD מונח על ציר ה-yy, ו-BDBD מקביל לציר ה-xx. הצירים מאונכים, ולכן ∠ADB=90∘\angle ADB=90^\circ.

∠ADB\angle ADB היא זווית היקפית (קודקודה DD על המעגל), והיא נשענת על המיתר ABAB.

זווית היקפית בת 90∘90^\circ נשענת על קוטר, ולכן ABAB קוטר.

טעות נפוצה: לנמק "∠ACB=90∘\angle ACB=90^\circ ולכן ABAB קוטר". את הזווית ACBACB לא ידוע שהיא ישרה - זו מסקנה מכך ש-ABAB קוטר, ולא נימוק לו.

סעיף א(2)

תשובה:

שתיהן זוויות היקפיות הנשענות על הקשת CDCD

∠CBD\angle CBD - קודקוד BB על המעגל, והיא נשענת על הקשת CDCD.

∠DAC\angle DAC - קודקוד AA על המעגל, והיא נשענת על אותה קשת CDCD.

זוויות היקפיות הנשענות על אותה קשת שוות, ולכן ∠CBD=∠DAC\angle CBD=\angle DAC.

טעות נפוצה: לטעון שהזוויות שוות כ"זוויות קודקודיות ב-EE". הקודקודים שלהן הם BB ו-AA, לא EE; הזוויות הקודקודיות ב-EE הן ∠BEC\angle BEC ו-∠AED\angle AED.

סעיף ב

תשובה:

ז.צ.ז.: ∠CBE=∠DAE\angle CBE=\angle DAE, BE=AEBE=AE, ∠BEC=∠AED\angle BEC=\angle AED

∠CBE=∠DAE\angle CBE=\angle DAE (סעיף א(2)).

BE=AEBE=AE (נתון).

∠BEC=∠AED\angle BEC=\angle AED (זוויות קודקודיות).

לכן △CBE≅△DAE\triangle CBE\cong\triangle DAE לפי ז.צ.ז. (הצלע BEBE כלואה בין ∠CBE\angle CBE ל-∠BEC\angle BEC, וכך גם AEAE בין ∠DAE\angle DAE ל-∠AED\angle AED).

טעות נפוצה: להתאים את הקודקודים בסדר אחר, △CBE≅△ADE\triangle CBE\cong\triangle ADE. אז בסעיף ה מתקבל BC=DE=7.5BC=DE=7.5 במקום BC=ADBC=AD.

סעיף ג

תשובה:

A(0,20)A(0,20), B(−20,10)B(-20,10)

DD על ציר ה-yy ועל הישר BDBD האופקי שעובר ב-EE, ולכן D(0,10)D(0,10) ו-DE=7.5DE=7.5.

במשולש ישר הזווית ADEADE (הזווית DD ישרה):

AD=AE2−DE2=12.52−7.52=100=10AD=\sqrt{AE^2-DE^2}=\sqrt{12.5^2-7.5^2}=\sqrt{100}=10

AA מעל DD על ציר ה-yy: A(0,20)A(0,20).

BE=AE=12.5BE=AE=12.5, ו-BB משמאל ל-EE על הישר y=10y=10: B(−7.5−12.5, 10)=(−20,10)B(-7.5-12.5,\ 10)=(-20,10).

טעות נפוצה: לחבר במקום לחסר בפיתגורס, AD=12.52+7.52≈14.58AD=\sqrt{12.5^2+7.5^2}\approx14.58, ולקבל A(0,24.58)A(0,24.58).

סעיף ד

תשובה:

(x+10)2+(y−15)2=125(x+10)^2+(y-15)^2=125

ABAB קוטר, ולכן המרכז MM באמצע ABAB:

M=(0−202, 20+102)=(−10,15)M=\left(\frac{0-20}{2},\ \frac{20+10}{2}\right)=(-10,15)
R2=MA2=(0+10)2+(20−15)2=125R^2=MA^2=(0+10)^2+(20-15)^2=125
(x+10)2+(y−15)2=125(x+10)^2+(y-15)^2=125

טעות נפוצה: לקחת את כל הקוטר כרדיוס, R2=AB2=500R^2=AB^2=500, ולקבל (x+10)2+(y−15)2=500(x+10)^2+(y-15)^2=500.

סעיף ה(1)

תשובה:

BC=10BC=10 יח"א

מהחפיפה △CBE≅△DAE\triangle CBE\cong\triangle DAE (סעיף ב), BCBC מתאימה ל-ADAD (מול הזוויות הקודקודיות השוות ב-EE).

לכן BC=AD=10BC=AD=10.

טעות נפוצה: להתאים את BCBC ל-DEDE ולענות 7.5. הצלע המתאימה נקבעת לפי סדר הקודקודים: C↔DC\leftrightarrow D, B↔AB\leftrightarrow A.

סעיף ה(2)

תשובה:

34.2734.27 יח"א

BC=10BC=10; CE=DE=7.5CE=DE=7.5 (צלעות מתאימות בחפיפה); MB=R=125≈11.18MB=R=\sqrt{125}\approx11.18.

EM=(−7.5+10)2+(10−15)2=6.25+25≈5.59EM=\sqrt{(-7.5+10)^2+(10-15)^2}=\sqrt{6.25+25}\approx5.59
P=10+7.5+5.59+11.18≈34.27P=10+7.5+5.59+11.18\approx34.27

טעות נפוצה: לחשב את EMEM רק לפי ההפרש ב-xx, 2.52.5, ולקבל היקף 31.1831.18.

שאלה 6 · חקירת פונקציה רציונלית: קיצון, סקיצה, ישר אופקי והזזה

נתונה הפונקציה: f(x)=12x(x+4)2f(x)=\frac{12x}{(x+4)^2}.

א(1).

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

א(2).

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

א(3).

מצאו את שיעורי נקודת החיתוך של גרף הפונקציה f(x)f(x) עם ציר ה-xx.

א(4).

מצאו את שיעורי נקודת הקיצון של הפונקציה f(x)f(x), וקבעו את סוגה.

ב.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

הישר y=ky=k וגרף הפונקציה f(x)f(x) נפגשים בנקודה אחת בדיוק (נתון k>0k>0).

ג.

מצאו את הערך של kk.

נתונה הפונקציה: g(x)=f(x)+1g(x)=f(x)+1.

ד(1).

מצאו את משוואות האסימפטוטות המאונכות לצירים של הפונקציה g(x)g(x).

ד(2).

בעבור הערך של kk שמצאתם, כמה נקודות משותפות יש לישר y=ky=k ולגרף הפונקציה g(x)g(x)? נמקו את תשובתכם.

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א(1)

תשובה:

x≠−4x\neq-4

המכנה מתאפס כאשר (x+4)2=0(x+4)^2=0, כלומר x=−4x=-4.

תחום ההגדרה: x≠−4x\neq-4.

טעות נפוצה: לפתור x+4=0x+4=0 עם סימן הפוך ולכתוב x≠4x\neq4.

סעיף א(2)

תשובה:

x=−4x=-4, y=0y=0

אנכית: ב-x=−4x=-4 המכנה מתאפס והמונה −48≠0-48\neq0, ולכן x=−4x=-4 אסימפטוטה אנכית.

אופקית: מעלת המונה (1) קטנה ממעלת המכנה (2), ולכן y=0y=0.

טעות נפוצה: לחלק את המקדמים של xx במונה ובמכנה ולכתוב y=12y=12. היחס בין המקדמים המובילים נותן את האסימפטוטה רק כשהמעלות שוות.

סעיף א(3)

תשובה:

(0,0)(0,0)

f(x)=0f(x)=0 כאשר המונה מתאפס: 12x=012x=0, x=0x=0 (והוא בתחום).

נקודת החיתוך: (0,0)(0,0).

טעות נפוצה: לאפס את המכנה ולהוסיף את (−4,0)(-4,0). ב-x=−4x=-4 הפונקציה אינה מוגדרת - שם יש אסימפטוטה, לא חיתוך.

סעיף א(4)

תשובה:

max⁡(4,34)\max\left(4,\frac34\right)

גוזרים לפי כלל המנה:

f′(x)=12(x+4)2−12x⋅2(x+4)(x+4)4=12(x+4)(x+4−2x)(x+4)4=12(4−x)(x+4)3f'(x)=\frac{12(x+4)^2-12x\cdot2(x+4)}{(x+4)^4}=\frac{12(x+4)(x+4-2x)}{(x+4)^4}=\frac{12(4-x)}{(x+4)^3}

f′(x)=0f'(x)=0 כאשר x=4x=4. טבלת סימנים: ל-−4<x<4-4<x<4 המונה והמכנה חיוביים (f′>0f'>0), ול-x>4x>4 המונה שלילי (f′<0f'<0).

עלייה ואחריה ירידה: מקסימום. f(4)=4864=34f(4)=\frac{48}{64}=\frac34.

טעות נפוצה: לחשב f(4)f(4) הפוך, 6448=43\frac{64}{48}=\frac43, ולענות max⁡(4,43)\max\left(4,\frac43\right).

סעיף ב

תשובה:

סקיצה: משמאל ל-x=−4x=-4 הגרף מתחת לציר ה-xx, יורד מ-0 ל-−∞-\infty; מימין ל-x=−4x=-4 עולה מ-−∞-\infty דרך (0,0)(0,0) למקסימום (4,34)\left(4,\frac34\right) ויורד ושואף ל-0 מלמעלה

מחברים את נתוני החקירה: אסימפטוטות x=−4x=-4 ו-y=0y=0, חיתוך (0,0)(0,0), מקסימום (4,34)\left(4,\frac34\right).

ל-x<−4x<-4: f′<0f'<0 (המונה חיובי, המכנה שלילי) והמונה 12x<012x<0 - הענף השמאלי מתחת לציר, יורד מ-0 (ב-−∞-\infty) ל-−∞-\infty (ליד x=−4x=-4).

ל-x>−4x>-4: עולה מ-−∞-\infty (ליד x=−4x=-4), עובר ב-(0,0)(0,0), מגיע למקסימום (4,34)\left(4,\frac34\right) ויורד, ושואף ל-0 מעל הציר.

טעות נפוצה: לצייר את הענף השמאלי מעל ציר ה-xx (עולה ל-+∞+\infty ליד x=−4x=-4). בדיקה ב-x=−5x=-5: f(−5)=−60<0f(-5)=-60<0.

סעיף ג

תשובה:

k=34k=\frac34

ערכים חיוביים מתקבלים רק בענף הימני, ל-x>0x>0: הפונקציה עולה מ-0 עד 34\frac34 ואז יורדת חזרה ושואפת ל-0.

לכן ישר y=ky=k עם 0<k<340<k<\frac34 חותך את הגרף פעמיים, ועם k>34k>\frac34 אינו חותך.

רק בגובה המקסימום יש נקודה משותפת אחת: k=34k=\frac34.

טעות נפוצה: לראות רק את העלייה מ-(0,0)(0,0) למקסימום ולהסיק שכל 0<k<340<k<\frac34 נותן נקודה אחת. אחרי המקסימום הגרף יורד ועובר שוב בכל גובה כזה.

סעיף ד(1)

תשובה:

x=−4x=-4, y=1y=1

gg היא הזזה של ff ביחידה אחת כלפי מעלה.

ההזזה האנכית לא משנה את האסימפטוטה האנכית, x=−4x=-4, ומעלה את האופקית ל-y=0+1=1y=0+1=1.

טעות נפוצה: להזיז גם את האסימפטוטה האנכית ולכתוב x=−3x=-3. הזזה כלפי מעלה לא משנה שיעורי xx.

סעיף ד(2)

תשובה:

2 נקודות

g(x)=34g(x)=\frac34 פירושו f(x)+1=34f(x)+1=\frac34, כלומר f(x)=−14f(x)=-\frac14.

בענף השמאלי ff יורדת מ-0 ל-−∞-\infty, ולכן מקבלת את −14-\frac14 פעם אחת.

בענף הימני, ל-−4<x<0-4<x<0, ff עולה מ-−∞-\infty ל-0, ולכן מקבלת את −14-\frac14 פעם אחת. ל-x>0x>0 הערכים חיוביים.

בסך הכול 2 נקודות משותפות.

טעות נפוצה: לחשוב ש"y=34y=\frac34 משיק במקסימום, ולכן גם ל-gg יש נקודה אחת". גרף gg הוזז, והמקסימום שלו כעת בגובה 74\frac74.

שאלה 7 · פונקציית שורש: זיהוי גרף הנגזרת, קיצון בקצה ושטח מתחת לגרף הנגזרת

הפונקציה f(x)f(x) מוגדרת בתחום x≤1.5x\le1.5, ופונקציית הנגזרת f′(x)f'(x) מוגדרת בתחום x<1.5x<1.5. לפונקציה f(x)f(x) יש בדיוק שתי נקודות קיצון פנימיות. לפניכם שלושה גרפים (1)-(3). אחד מהם מתאר את פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x).

גרף (1)
גרף (2)
גרף (3)
א.

קבעו איזה מן הגרפים (1)-(3) מתאר את פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x). נמקו את קביעתכם.

נתון: f(x)=(x2+1)⋅3−2xf(x)=(x^2+1)\cdot\sqrt{3-2x}.

ב.

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

ג(1).

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

ג(2).

מצאו את תחומי העלייה והירידה של הפונקציה f(x)f(x).

ד.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

ה.

מצאו את השטח המוגבל על ידי גרף פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x) ועל ידי ציר ה-xx.

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

תשובה:

גרף (3)

בנקודת קיצון פנימית הנגזרת מתאפסת ומחליפה סימן. לכן לגרף f′f' יש בדיוק שתי נקודות חיתוך עם ציר ה-xx שבהן הוא חוצה את הציר.

גרף (1) חותך את ציר ה-xx פעם אחת - מתאים לקיצון פנימי אחד בלבד.

גרף (2) חותך את הציר שלוש פעמים - שלוש נקודות קיצון.

גרף (3) חותך את הציר פעמיים, ולכן הוא f′(x)f'(x).

טעות נפוצה: לבחור את גרף (2) כי יש לו "שתי נקודות קיצון" (שקע ופסגה). נקודות הקיצון של ff מתאימות לאפסים של f′f', לא לנקודות הקיצון שלה.

סעיף ב

תשובה:

(0,3)(0,\sqrt3), (1.5,0)(1.5,0)

ציר ה-xx: מכפלה מתאפסת כשאחד הגורמים מתאפס. x2+1>0x^2+1>0 תמיד, ו-3−2x=0\sqrt{3-2x}=0 ב-x=1.5x=1.5: הנקודה (1.5,0)(1.5,0).

ציר ה-yy: f(0)=1⋅3f(0)=1\cdot\sqrt3: הנקודה (0,3)(0,\sqrt3).

טעות נפוצה: לפתור x2+1=0x^2+1=0 כ-x=±1x=\pm1 ולהוסיף את (1,0)(1,0) ו-(−1,0)(-1,0). ל-x2=−1x^2=-1 אין פתרון.

סעיף ג(1)

תשובה:

מינימום קצה (1.5,0)(1.5,0), מקסימום (1,2)(1,2), מינימום (0.2, 1.68)(0.2,\,1.68)

נגזרת מכפלה, ונגזרת 3−2x\sqrt{3-2x} היא −223−2x=−13−2x\frac{-2}{2\sqrt{3-2x}}=\frac{-1}{\sqrt{3-2x}}:

f′(x)=2x3−2x−x2+13−2x=2x(3−2x)−(x2+1)3−2x=−5x2+6x−13−2xf'(x)=2x\sqrt{3-2x}-\frac{x^2+1}{\sqrt{3-2x}}=\frac{2x(3-2x)-(x^2+1)}{\sqrt{3-2x}}=\frac{-5x^2+6x-1}{\sqrt{3-2x}}

−5x2+6x−1=0-5x^2+6x-1=0: x=0.2x=0.2 או x=1x=1.

סימני f′f': שלילית ל-x<0.2x<0.2, חיובית ל-0.2<x<10.2<x<1, שלילית ל-1<x<1.51<x<1.5.

x=0.2x=0.2: מינימום, f(0.2)=1.042.6≈1.68f(0.2)=1.04\sqrt{2.6}\approx1.68. x=1x=1: מקסימום, f(1)=2⋅1=2f(1)=2\cdot1=2.

בקצה x=1.5x=1.5: הפונקציה יורדת אליו, ולכן (1.5,0)(1.5,0) מינימום קצה.

טעות נפוצה: לשכוח את קצה התחום ולענות רק max⁡(1,2)\max(1,2) ו-min⁡(0.2,1.68)\min(0.2,1.68). בקצה תחום סגור יש קיצון.

סעיף ג(2)

תשובה:

עלייה: 0.2<x<10.2<x<1; ירידה: x<0.2x<0.2, 1<x<1.51<x<1.5

מטבלת הסימנים של סעיף ג(1): f′>0f'>0 ב-0.2<x<10.2<x<1 ו-f′<0f'<0 ב-x<0.2x<0.2 וב-1<x<1.51<x<1.5.

עלייה: 0.2<x<10.2<x<1. ירידה: x<0.2x<0.2, 1<x<1.51<x<1.5.

טעות נפוצה: לקבוע את הסימן לפי מקדם x2x^2 במונה בלי טבלה, ולכתוב "עלייה: x<0.2x<0.2 ו-x>1x>1". המקדם −5-5 שלילי, ולכן המונה חיובי דווקא בין השורשים.

סעיף ד

תשובה:

סקיצה: יורד מ-+∞+\infty (משמאל) דרך (0,3)(0,\sqrt3) למינימום (0.2,1.68)(0.2,1.68), עולה למקסימום (1,2)(1,2) ויורד לנקודת הקצה (1.5,0)(1.5,0)

ל-x→−∞x\to-\infty f(x)→+∞f(x)\to+\infty. הגרף יורד, חותך את ציר ה-yy ב-3≈1.73\sqrt3\approx1.73, מגיע למינימום (0.2,1.68)(0.2,1.68) - קצת מתחת לחיתוך עם ציר ה-yy.

עולה למקסימום (1,2)(1,2), ויורד עד נקודת הקצה (1.5,0)(1.5,0), שם הגרף נגמר.

טעות נפוצה: להמשיך את הגרף מימין ל-x=1.5x=1.5. הפונקציה אינה מוגדרת שם, והסקיצה נעצרת בנקודה (1.5,0)(1.5,0).

סעיף ה

תשובה:

≈0.323\approx0.323

f′f' חיובית בין האפסים x=0.2x=0.2 ל-x=1x=1, ושם הגרף שלה וציר ה-xx סוגרים תחום. (ל-x<0.2x<0.2 ול-x>1x>1 הגרף לא חוזר לציר - אין שם תחום סגור.)

ff היא פונקציה קדומה של f′f', ולכן:

S=∫0.21f′(x) dx=f(1)−f(0.2)=2−1.042.6≈2−1.677=0.323S=\int_{0.2}^{1}f'(x)\,dx=f(1)-f(0.2)=2-1.04\sqrt{2.6}\approx2-1.677=0.323

טעות נפוצה: לקחת את קצה התחום כגבול עליון, f(1.5)−f(0.2)≈−1.677f(1.5)-f(0.2)\approx-1.677, ולענות 1.677. בין 1 ל-1.5 הנגזרת שלילית, והחלקים מתקזזים.

שאלה 8 · בעיית קיצון: משולש שקודקודו על גרף פונקציה רציונלית

בסרטוט שלפניכם מתואר גרף הפונקציה f(x)=x−6x−8f(x)=\frac{x-6}{x-8} בתחום x>8x>8. הנקודה OO היא ראשית הצירים. הנקודה AA נמצאת על גרף הפונקציה f(x)f(x) בתחום x>8x>8. מן הנקודה AA העבירו אנך לציר ה-xx, החותך אותו בנקודה BB. הנקודה CC נמצאת על ציר ה-xx מימין לנקודה BB. נתון: OB=2⋅BCOB=2\cdot BC. נסמן ב-tt את שיעור ה-xx של הנקודה AA.

OABC
א(1).

הביעו באמצעות tt את אורך הקטע OCOC.

א(2).

הביעו באמצעות tt את שטח המשולש AOCAOC.

ב.

מצאו את הערך של tt שבעבורו שטח המשולש AOCAOC הוא מינימלי.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א(1)

תשובה:

OC=1.5tOC=1.5t

BB מתחת ל-AA, ולכן OB=tOB=t.

OB=2⋅BCOB=2\cdot BC, ולכן BC=t2BC=\frac t2.

OC=OB+BC=t+t2=1.5tOC=OB+BC=t+\frac t2=1.5t

טעות נפוצה: להפוך את היחס (BC=2⋅OB=2tBC=2\cdot OB=2t) ולקבל OC=3tOC=3t.

סעיף א(2)

תשובה:

S(t)=3t2−18t4t−32S(t)=\frac{3t^2-18t}{4t-32}

הבסיס OCOC על ציר ה-xx, והגובה אליו הוא AB=f(t)=t−6t−8AB=f(t)=\frac{t-6}{t-8} (חיובי ל-t>8t>8).

S=12⋅1.5t⋅t−6t−8=1.5t(t−6)2(t−8)=3t2−18t4t−32S=\frac12\cdot1.5t\cdot\frac{t-6}{t-8}=\frac{1.5t(t-6)}{2(t-8)}=\frac{3t^2-18t}{4t-32}

טעות נפוצה: לשכוח את ה-12\frac12 בנוסחת שטח המשולש ולקבל 3t2−18t2t−16\frac{3t^2-18t}{2t-16}.

סעיף ב

תשובה:

t=12t=12

נגזרת מנה:

S′(t)=(6t−18)(4t−32)−4(3t2−18t)(4t−32)2=12t2−192t+576(4t−32)2=12(t−4)(t−12)(4t−32)2S'(t)=\frac{(6t-18)(4t-32)-4(3t^2-18t)}{(4t-32)^2}=\frac{12t^2-192t+576}{(4t-32)^2}=\frac{12(t-4)(t-12)}{(4t-32)^2}

S′=0S'=0 ב-t=4t=4 או t=12t=12; רק t=12t=12 בתחום t>8t>8.

ל-8<t<128<t<12: S′<0S'<0; ל-t>12t>12: S′>0S'>0. ירידה ואחריה עלייה - מינימום ב-t=12t=12 (השטח המינימלי S(12)=13.5S(12)=13.5).

טעות נפוצה: לענות t=4t=4 - שורש של הנגזרת שמחוץ לתחום t>8t>8 (שם AA אינה על הענף הנתון).

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.