דילוג לתוכן המרכזי

בגרות במתמטיקה 471 - קיץ 2026 מועד א'

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

כאן תמצאו את בחינת הבגרות במתמטיקה בשאלון 471 (4 יח"ל), מועד קיץ 2026 מועד א' (תשפ"ו), 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: אורכי גבעולים במשתלה

במשתלת "עץ ופרח" מגדלים צמחים מסוגים שונים. בשנה מסוימת, אורכי הגבעולים של הצמחים במשתלה התפלגו נורמלית, והאורך הממוצע של הגבעולים היה 64 ס"מ. צמחים שאורך הגבעול שלהם קטן מ-55 ס"מ נמכרים לחנויות מקומיות. נתון כי בשנה זו 32.6% מן הצמחים במשתלה נמכרו לחנויות מקומיות.

א.

מצאו את סטיית התקן של אורכי הגבעולים בשנה זו.

צמחים שאורך הגבעול שלהם גדול מ-80 ס"מ נשלחים לייצוא. בשנה זו, 9,540 מן הצמחים במשתלה נשלחו לייצוא.

ב(1).

מצאו את אחוז הצמחים במשתלה שנשלחו לייצוא.

ב(2).

על פי טבלת ההתפלגות הנורמלית, כמה צמחים לא נשלחו לייצוא ולא נמכרו לחנויות מקומיות?

בשנה שלאחר מכן, אורכי הגבעולים של הצמחים במשתלה התפלגו נורמלית, וסטיית התקן הייתה 25 ס"מ. גם בשנה זו צמחים שאורך הגבעול שלהם קטן מ-55 ס"מ נמכרו לחנויות מקומיות. בשנה זו גידלו במשתלה 40,000 צמחים בסך הכול. 4,000 מן הצמחים נמכרו לחנויות מקומיות.

ג.

מצאו את האורך הממוצע של גבעולי הצמחים בשנה זו.

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

S=20S=20 ס"מ

32.6% מן הצמחים קצרים מ-55 ס"מ, ולכן Φ(z)=0.326\Phi(z)=0.326, כאשר zz הוא ציון התקן של 55.

ההסתברות קטנה מ-0.5, ולכן zz שלילי (55 קטן מהממוצע). בטבלה מחפשים את המשלים: 1−0.326=0.6741-0.326=0.674, ומוצאים Φ(0.45)=0.6736≈0.674\Phi(0.45)=0.6736\approx0.674.

לפי הסימטריה Φ(−0.45)=0.326\Phi(-0.45)=0.326, ולכן z=−0.45z=-0.45.

מציבים בהגדרת ציון התקן:

−0.45=55−64S=−9S-0.45=\frac{55-64}{S}=\frac{-9}{S}
S=90.45=20S=\frac{9}{0.45}=20

סטיית התקן היא 20 ס"מ.

טעות נפוצה: לפרש את 32.6% כשטח שבין הממוצע ל-55 ולחפש בטבלה 0.5+0.326=0.8260.5+0.326=0.826. כך מתקבל z=0.94z=0.94 ו-S=90.94≈9.57S=\frac{9}{0.94}\approx9.57 ס"מ. 32.6% הם כל הצמחים שקצרים מ-55 ס"מ, כלומר השטח משמאל ל-55.

סעיף ב(1)

תשובה:

21.2%

ציון התקן של 80:

z=80−6420=1620=0.8z=\frac{80-64}{20}=\frac{16}{20}=0.8

בטבלה: Φ(0.8)=0.7881\Phi(0.8)=0.7881 - זה החלק של הצמחים שקצרים מ-80 ס"מ.

הצמחים שנשלחו לייצוא ארוכים מ-80 ס"מ, ולכן לוקחים את המשלים:

P(X>80)=1−0.7881=0.2119P(X>80)=1-0.7881=0.2119

כ-21.2% מן הצמחים נשלחו לייצוא.

טעות נפוצה: לענות 78.8% - זה הערך שבטבלה, Φ(0.8)\Phi(0.8), כלומר אחוז הצמחים שקצרים מ-80 ס"מ. הטבלה נותנת תמיד את השטח משמאל לערך.

סעיף ב(2)

תשובה:

20,790

9,540 צמחים הם 21.2% מכל הצמחים במשתלה, ולכן מספר הצמחים הכולל הוא:

N=95400.212=45,000N=\frac{9540}{0.212}=45{,}000

הצמחים שלא נשלחו לייצוא ולא נמכרו לחנויות הם אלה שאורכם בין 55 ל-80 ס"מ. החלק שלהם הוא המשלים של שני הזנבות:

1−0.326−0.212=0.4621-0.326-0.212=0.462
0.462⋅45,000=20,7900.462\cdot45{,}000=20{,}790

20,790 צמחים לא נשלחו לייצוא ולא נמכרו לחנויות מקומיות.

טעות נפוצה: להחסיר רק את הצמחים שנשלחו לייצוא, 45,000−9,540=35,46045{,}000-9{,}540=35{,}460, ולשכוח את 32.6% שנמכרו לחנויות המקומיות.

סעיף ג

תשובה:

xˉ=87\bar x=87 ס"מ

החלק של הצמחים שנמכרו לחנויות: 400040000=0.1\frac{4000}{40000}=0.1, כלומר 10% קצרים מ-55 ס"מ.

Φ(z)=0.1\Phi(z)=0.1: ההסתברות קטנה מ-0.5 ולכן zz שלילי. בטבלה Φ(1.28)=0.8997≈0.9\Phi(1.28)=0.8997\approx0.9, ולכן z=−1.28z=-1.28.

מציבים בהגדרת ציון התקן, כשהפעם הממוצע הוא הנעלם:

−1.28=55−xˉ25-1.28=\frac{55-\bar x}{25}
55−xˉ=−32⇒xˉ=8755-\bar x=-32\quad\Rightarrow\quad\bar x=87

האורך הממוצע הוא 87 ס"מ. בדיקה: 55 קטן מהממוצע, כמו שמתאים לזנב של 10%.

טעות נפוצה: לטעות בסימן ולקבל xˉ=55−32=23\bar x=55-32=23 ס"מ. אם רק 10% מן הצמחים קצרים מ-55 ס"מ, הממוצע חייב להיות גדול מ-55.

שאלה 2 · מתאם ורגרסיה: הוצאות על פרסום והכנסות

בחברת שיווק בדקו את הקשר בין ההוצאות על פרסום (המשתנה xx) ובין ההכנסות (המשתנה yy) של 5 חברות א'-ה' בחודש מסוים. הנתונים מוצגים בטבלה שלפניכם.

החברההוצאות על פרסום (באלפי שקלים), המשתנה xxהכנסות (באלפי שקלים), המשתנה yy
א'1016
ב'1517
ג'2020
ד'2534
ה'3068
א(1).

חשבו את ממוצע ההוצאות על פרסום של 5 החברות בחודש זה.

א(2).

חשבו את סטיית התקן של ההוצאות על פרסום של 5 החברות בחודש זה.

חברת השיווק מצאה כי ממוצע ההכנסות של 5 החברות בחודש זה היה 31 אלף שקלים, וכי סטיית התקן של ההכנסות שלהן הייתה 868\sqrt6 אלף שקלים.

ב.

מצאו את מקדם המתאם rr.

ג(1).

מצאו את משוואת ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx.

ג(2).

על פי ישר הרגרסיה, מהו הניבוי להכנסות החודשיות בחברה שההוצאות החודשיות שלה על פרסום הן 24 אלף שקלים?

בחודש שלאחר מכן גדלו ההכנסות של כל אחת מן החברות ב-15% (ההוצאות על פרסום של כל אחת מן החברות לא השתנו).

ד.

לפניכם שלושה היגדים I-III. קבעו עבור כל היגד אם הוא נכון או לא נכון. נמקו את קביעתכם.

I. בחודש שבו גדלו ההכנסות הייתה סטיית התקן של ההכנסות 10610\sqrt6.

II. בחודש שבו גדלו ההכנסות, שיפוע ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx - לא השתנה.

III. הנקודה (20,35.65)(20,35.65) נמצאת על ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx בחודש שבו גדלו ההכנסות.

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א(1)

תשובה:

xˉ=20\bar x=20 אלפי שקלים

מחברים את חמשת הערכים ומחלקים במספר החברות:

xˉ=10+15+20+25+305=1005=20\bar x=\frac{10+15+20+25+30}{5}=\frac{100}{5}=20

ממוצע ההוצאות על פרסום הוא 20 אלף שקלים.

טעות נפוצה: לחלק ב-4 (מספר הרווחים בין הערכים) במקום ב-5, ולקבל 25 אלף שקלים.

סעיף א(2)

תשובה:

Sx=52≈7.071S_x=5\sqrt2\approx7.071 אלפי שקלים

הסטיות מהממוצע: −10, −5, 0, 5, 10-10,\ -5,\ 0,\ 5,\ 10.

השונות היא ממוצע ריבועי הסטיות:

Sx2=100+25+0+25+1005=2505=50S_x^2=\frac{100+25+0+25+100}{5}=\frac{250}{5}=50

סטיית התקן היא השורש של השונות:

Sx=50=52≈7.071S_x=\sqrt{50}=5\sqrt2\approx7.071

טעות נפוצה: לעצור בשונות ולענות Sx=50S_x=50. סטיית התקן היא שורש השונות, ונמדדת באותן יחידות כמו הנתונים.

סעיף ב

תשובה:

r≈0.873r\approx0.873

מקדם המתאם: r=cov(x,y)Sx⋅Syr=\frac{\text{cov}(x,y)}{S_x\cdot S_y}, כאשר cov(x,y)\text{cov}(x,y) הוא ממוצע המכפלות של הסטיות מהממוצעים.

הסטיות של xx: −10, −5, 0, 5, 10-10,\ -5,\ 0,\ 5,\ 10. הסטיות של yy מהממוצע 31: −15, −14, −11, 3, 37-15,\ -14,\ -11,\ 3,\ 37.

המכפלות: 150, 70, 0, 15, 370150,\ 70,\ 0,\ 15,\ 370, וסכומן 605.

cov(x,y)=6055=121\text{cov}(x,y)=\frac{605}{5}=121
r=12152⋅86=1214012≈0.873r=\frac{121}{5\sqrt2\cdot8\sqrt6}=\frac{121}{40\sqrt{12}}\approx0.873

זה קשר חיובי חזק.

טעות נפוצה: לשכוח לחלק את סכום המכפלות ב-5 ולחשב r=60552⋅86≈4.37r=\frac{605}{5\sqrt2\cdot8\sqrt6}\approx4.37. מקדם מתאם תמיד בין −1-1 ל-11, ולכן תוצאה כזאת מסמנת טעות בחישוב.

סעיף ג(1)

תשובה:

y=2.42x−17.4y=2.42x-17.4

שיפוע ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx:

m=r⋅SySx=12152⋅86⋅8652=12150=2.42m=r\cdot\frac{S_y}{S_x}=\frac{121}{5\sqrt2\cdot8\sqrt6}\cdot\frac{8\sqrt6}{5\sqrt2}=\frac{121}{50}=2.42

ישר הרגרסיה עובר בנקודת הממוצעים (20,31)(20,31):

y−31=2.42(x−20)⇒y=2.42x−17.4y-31=2.42(x-20)\quad\Rightarrow\quad y=2.42x-17.4

טעות נפוצה: להפוך את היחס ולחשב m=r⋅SxSy≈0.315m=r\cdot\frac{S_x}{S_y}\approx0.315, כלומר y=0.315x+24.7y=0.315x+24.7 - זה שיפוע הישר לניבוי xx על פי yy (הפוך), לא לניבוי yy.

סעיף ג(2)

תשובה:

40.68 אלפי שקלים

ההוצאות על פרסום הן המשתנה xx, ולכן מציבים x=24x=24 בישר מסעיף ג(1):

y=2.42⋅24−17.4=58.08−17.4=40.68y=2.42\cdot24-17.4=58.08-17.4=40.68

הניבוי: הכנסות של 40.68 אלף שקלים.

טעות נפוצה: להציב 24 במקום yy ולפתור 24=2.42x−17.424=2.42x-17.4, כך שמתקבל x≈17.11x\approx17.11. הנתון הוא ההוצאות על פרסום, כלומר xx.

סעיף ד

תשובה:

היגד I לא נכון, היגד II לא נכון, היגד III נכון

גידול של 15% הוא כפל כל הכנסה ב-1.15. כשכופלים כל ערך בקבוע, גם הממוצע וגם סטיית התקן מוכפלים בו.

I: סטיית התקן החדשה 1.15⋅86=9.26≠1061.15\cdot8\sqrt6=9.2\sqrt6\ne10\sqrt6. ההיגד לא נכון.

II: מקדם המתאם לא משתנה בכפל בקבוע חיובי, אבל SyS_y גדל פי 1.15, ולכן השיפוע m=r⋅SySxm=r\cdot\frac{S_y}{S_x} גדל פי 1.15: 2.42⋅1.15=2.7832.42\cdot1.15=2.783. ההיגד לא נכון.

III: הממוצע החדש של ההכנסות 31⋅1.15=35.6531\cdot1.15=35.65, וממוצע ההוצאות נשאר 20. ישר רגרסיה עובר תמיד בנקודת הממוצעים, ולכן (20,35.65)(20,35.65) על הישר החדש. ההיגד נכון.

טעות נפוצה: לקבוע שהיגד II נכון "כי מקדם המתאם לא השתנה". rr אכן לא משתנה, אבל השיפוע תלוי גם ביחס בין סטיות התקן, ו-SyS_y גדל פי 1.15.

שאלה 3 · הסתברות מותנית: פלפלים גדולים וקטנים

במשק חקלאי מסוים מגדלים שני סוגים של פלפלים: פלפלים גדולים ופלפלים קטנים. מספר הפלפלים הגדולים גדול פי 4 ממספר הפלפלים הקטנים. בוחרים באקראי פלפל אחד מבין כל הפלפלים במשק החקלאי.

א.

מהי ההסתברות שהפלפל שנבחר הוא פלפל קטן?

הפלפלים הגדולים במשק החקלאי הם אדומים או צהובים, והפלפלים הקטנים הם אדומים או ירוקים. 0.6 מן הפלפלים הגדולים הם אדומים. 0.75 מן הפלפלים הקטנים הם אדומים. בוחרים באקראי פלפל אחד מבין כל הפלפלים במשק החקלאי.

ב.

מהי ההסתברות שהפלפל שנבחר הוא פלפל גדול צהוב?

ג(1).

מהי ההסתברות שהפלפל שנבחר הוא פלפל אדום?

ג(2).

ידוע שנבחר פלפל אדום. מהי ההסתברות שפלפל זה הוא פלפל גדול?

כל הפלפלים במשק החקלאי נשלחים לשני בתי אריזה א' ו-ב'. לבית אריזה א' נשלחים כל הפלפלים האדומים, ולבית אריזה ב' נשלחים כל הפלפלים הצהובים וכל הפלפלים הירוקים.

ד.

האם אחוז הפלפלים הגדולים בבית אריזה א' גדול או קטן מאחוז הפלפלים הגדולים בבית אריזה ב'? נמקו את תשובתכם.

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

0.2

נסמן את ההסתברות לבחור פלפל קטן ב-pp. הפלפלים הגדולים רבים פי 4, ולכן ההסתברות לבחור פלפל גדול היא 4p4p.

כל פלפל הוא גדול או קטן, ולכן סכום ההסתברויות הוא 1:

4p+p=1⇒p=15=0.24p+p=1\quad\Rightarrow\quad p=\frac15=0.2

טעות נפוצה: לענות 14=0.25\frac14=0.25 - זה היחס בין מספר הקטנים למספר הגדולים, ולא החלק של הקטנים מכל הפלפלים (מתוך כל 5 פלפלים, אחד קטן).

סעיף ב

תשובה:

0.32

בונים עץ הסתברויות. בשלב הראשון: גדול (0.8) או קטן (0.2).

בשלב השני: גדול →\to אדום (0.6) או צהוב (0.4); קטן →\to אדום (0.75) או ירוק (0.25).

"גדול צהוב" הוא ענף אחד בעץ, וכופלים לאורכו:

P(גדול וצהוב)=0.8⋅0.4=0.32P(\text{גדול וצהוב})=0.8\cdot0.4=0.32

טעות נפוצה: לענות 0.4 - זה החלק של הצהובים בין הפלפלים הגדולים בלבד (הסתברות מותנית). השאלה היא על פלפל שנבחר מבין כל הפלפלים.

סעיף ג(1)

תשובה:

0.63

יש שני ענפים שמסתיימים באדום - גדול אדום וקטן אדום. מחברים אותם:

P(אדום)=0.8⋅0.6+0.2⋅0.75=0.48+0.15=0.63P(\text{אדום})=0.8\cdot0.6+0.2\cdot0.75=0.48+0.15=0.63

טעות נפוצה: לחשב ממוצע פשוט של שני האחוזים, 0.6+0.752=0.675\frac{0.6+0.75}{2}=0.675. הגדולים רבים יותר, ולכן לאחוז שלהם משקל גדול יותר.

סעיף ג(2)

תשובה:

0.480.63≈0.762\frac{0.48}{0.63}\approx0.762

זו הסתברות מותנית: מבין הפלפלים האדומים, איזה חלק גדולים.

P(גדול∣אדום)=P(גדול ואדום)P(אדום)=0.480.63≈0.762P(\text{גדול}\mid\text{אדום})=\frac{P(\text{גדול ואדום})}{P(\text{אדום})}=\frac{0.48}{0.63}\approx0.762

טעות נפוצה: להפוך את ההתניה ולענות 0.6 - זו ההסתברות שפלפל גדול הוא אדום, ולא ההסתברות שפלפל אדום הוא גדול.

סעיף ד

תשובה:

אחוז הפלפלים הגדולים בבית אריזה א' קטן מאחוז הפלפלים הגדולים בבית אריזה ב'

אחוז הגדולים בבית אריזה א' הוא החלק של הגדולים מבין האדומים - ההסתברות המותנית מסעיף ג(2): 0.7620.762.

לבית אריזה ב' מגיעים הפלפלים שאינם אדומים: 1−0.63=0.371-0.63=0.37 מכלל הפלפלים. מתוכם הגדולים הם הצהובים, 0.320.32 (סעיף ב).

P(גדול∣לא אדום)=0.320.37≈0.865P(\text{גדול}\mid\text{לא אדום})=\frac{0.32}{0.37}\approx0.865

0.762<0.8650.762<0.865, ולכן אחוז הפלפלים הגדולים בבית אריזה א' קטן מאחוזם בבית אריזה ב'.

טעות נפוצה: להשוות את ההסתברויות של "גדול ואדום" (0.480.48) ו"גדול וצהוב" (0.320.32) ולקבוע שבבית אריזה א' האחוז גדול יותר. אלה חלקים מכל הפלפלים במשק, ולא אחוזים בתוך כל בית אריזה - צריך לחלק בגודל של כל בית אריזה.

שאלה 4 · משולש שווה שוקיים במערכת צירים: ישרים, זוויות ושטח

בסרטוט שלפניכם משולש שווה שוקיים ABCABC (AB=ACAB=AC). הקודקוד BB נמצא על החלק השלילי של ציר ה-xx. הנקודה DD נמצאת על ציר ה-xx כך ש-CDCD מאונך ל-ACAC. נתון כי הנקודה E(4,15)E(4,15) היא אמצע הצלע ACAC, וכי משוואת הישר CDCD היא: y=−2x+38y=-2x+38.

ABCDExy
א(1).

מצאו את משוואת הישר ACAC.

א(2).

מצאו את שיעורי הקודקוד CC.

ב(1).

מצאו את אורך הצלע ABAB.

ב(2).

מצאו את שיעורי הקודקוד BB.

ג.

מצאו את גודל הזווית ABDABD ואת גודל הזווית CBDCBD.

ד.

חשבו את שטח המשולש ABCABC.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א(1)

תשובה:

y=12x+13y=\frac12x+13

AC⊥CDAC\perp CD, ולכן מכפלת השיפועים היא −1-1. שיפוע CDCD הוא −2-2, ולכן שיפוע ACAC הוא 12\frac12.

הנקודה E(4,15)E(4,15) נמצאת על ACAC (היא אמצע הצלע):

y−15=12(x−4)⇒y=12x+13y-15=\frac12(x-4)\quad\Rightarrow\quad y=\frac12x+13

טעות נפוצה: לקחת רק את הסימן ההפוך, שיפוע 22, ולקבל y=2x+7y=2x+7. שיפוע של ישר מאונך הוא ההופכי עם סימן הפוך: −1−2=12-\frac{1}{-2}=\frac12.

סעיף א(2)

תשובה:

C(10,18)C(10,18)

CC הוא נקודת החיתוך של ACAC ו-CDCD:

12x+13=−2x+38⇒2.5x=25⇒x=10\frac12x+13=-2x+38\quad\Rightarrow\quad2.5x=25\quad\Rightarrow\quad x=10

y=−2⋅10+38=18y=-2\cdot10+38=18, ולכן C(10,18)C(10,18).

טעות נפוצה: להעביר אגפים בלי להפוך סימן, 12x−2x=25\frac12x-2x=25, ולקבל x≈−16.67x\approx-16.67 - נקודה משמאל לציר ה-yy, בניגוד לסרטוט.

סעיף ב(1)

תשובה:

AB=180=65≈13.42AB=\sqrt{180}=6\sqrt5\approx13.42

EE אמצע ACAC, ולכן E=A+C2E=\frac{A+C}{2}, כלומר A=2E−CA=2E-C:

A=(2⋅4−10, 2⋅15−18)=(−2,12)A=(2\cdot4-10,\ 2\cdot15-18)=(-2,12)

המשולש שווה שוקיים, ולכן AB=ACAB=AC:

AC=(10−(−2))2+(18−12)2=144+36=180AC=\sqrt{(10-(-2))^2+(18-12)^2}=\sqrt{144+36}=\sqrt{180}

AB=180=65≈13.42AB=\sqrt{180}=6\sqrt5\approx13.42.

טעות נפוצה: לחשב את AA כאמצע הקטע ECEC, A=(7,16.5)A=\left(7,16.5\right), ולקבל AB=AC=11.25≈3.35AB=AC=\sqrt{11.25}\approx3.35. הנקודה EE היא האמצע, ולכן AA נמצאת מהצד השני של EE.

סעיף ב(2)

תשובה:

B(−8,0)B(-8,0)

BB על ציר ה-xx, ולכן B(b,0)B(b,0), ו-AB2=180AB^2=180:

(b+2)2+(0−12)2=180⇒(b+2)2=36(b+2)^2+(0-12)^2=180\quad\Rightarrow\quad(b+2)^2=36

b+2=6b+2=6 או b+2=−6b+2=-6, כלומר b=4b=4 או b=−8b=-8.

BB על החלק השלילי של ציר ה-xx, ולכן B(−8,0)B(-8,0).

טעות נפוצה: לקחת רק את השורש החיובי, b+2=6b+2=6, ולענות B(4,0)B(4,0) - נקודה על החלק החיובי של הציר.

סעיף ג

תשובה:

∠ABD≈63.435∘\angle ABD\approx63.435^\circ, ∠CBD=45∘\angle CBD=45^\circ

הזווית שבין ישר לכיוון החיובי של ציר ה-xx מקיימת tan⁡α=m\tan\alpha=m (השיפוע). BDBD מונח על ציר ה-xx, ו-DD מימין ל-BB.

שיפוע ABAB: 12−0−2−(−8)=126=2\frac{12-0}{-2-(-8)}=\frac{12}{6}=2, ולכן tan⁡∠ABD=2\tan\angle ABD=2, ∠ABD≈63.435∘\angle ABD\approx63.435^\circ.

שיפוע BCBC: 18−010−(−8)=1818=1\frac{18-0}{10-(-8)}=\frac{18}{18}=1, ולכן tan⁡∠CBD=1\tan\angle CBD=1, ∠CBD=45∘\angle CBD=45^\circ.

טעות נפוצה: לחשב שיפוע כהפרש ה-xx חלקי הפרש ה-yy. ל-ABAB מתקבל 612=12\frac{6}{12}=\frac12 ו-∠ABD≈26.57∘\angle ABD\approx26.57^\circ - זו הזווית שבין ABAB לציר ה-yy.

סעיף ד

תשובה:

SABC=54S_{ABC}=54

∠ABC=∠ABD−∠CBD≈63.435∘−45∘=18.435∘\angle ABC=\angle ABD-\angle CBD\approx63.435^\circ-45^\circ=18.435^\circ.

AB=180AB=\sqrt{180}, ו-BC=182+182=182BC=\sqrt{18^2+18^2}=18\sqrt2.

שטח משולש לפי שתי צלעות והזווית שביניהן:

SABC=12⋅AB⋅BC⋅sin⁡∠ABC=12⋅180⋅182⋅sin⁡18.435∘≈54S_{ABC}=\frac12\cdot AB\cdot BC\cdot\sin\angle ABC=\frac12\cdot\sqrt{180}\cdot18\sqrt2\cdot\sin18.435^\circ\approx54

בדיקה: המרחק מ-B(−8,0)B(-8,0) לישר x−2y+26=0x-2y+26=0 (הישר ACAC) הוא ∣−8+26∣5=185\frac{|-8+26|}{\sqrt5}=\frac{18}{\sqrt5}, ו-12⋅180⋅185=54\frac12\cdot\sqrt{180}\cdot\frac{18}{\sqrt5}=54.

טעות נפוצה: להציב בנוסחת השטח את ∠ABD\angle ABD במקום ∠ABC\angle ABC, ולקבל 12⋅180⋅182⋅sin⁡63.435∘≈152.7\frac12\cdot\sqrt{180}\cdot18\sqrt2\cdot\sin63.435^\circ\approx152.7. הזווית בנוסחה היא הזווית שבין שתי הצלעות שמציבים.

שאלה 5 · משולש חסום במעגל ומשיק במערכת צירים: דמיון משולשים

בסרטוט שלפניכם משולש ABCABC החסום במעגל. הצלע CBCB היא קוטר במעגל. הצלע ABAB מקבילה לציר ה-yy. המשך הצלע CBCB חותך את ציר ה-xx בנקודה DD. דרך הנקודה CC העבירו משיק למעגל, החותך את ציר ה-xx בנקודה FF.

ABCDFxy
א(1).

הסבירו מדוע הצלע ACAC מקבילה לציר ה-xx.

א(2).

הוכיחו כי △ABC∼△CFD\triangle ABC\sim\triangle CFD.

נתון כי D(8,0)D(8,0), וכי משוואת המשיק CFCF היא y=43x+31y=\frac43x+31.

ב.

מצאו את אורך הצלע FDFD.

ג(1).

מצאו את משוואת הצלע CDCD.

ג(2).

מצאו את אורך הצלע CDCD.

נתון כי יחס הדמיון בין המשולש ABCABC ובין המשולש CFDCFD הוא 825\frac{8}{25}.

ד.

חשבו את היקף המשולש ABCABC.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א(1)

תשובה:

∠CAB=90∘\angle CAB=90^\circ (זווית היקפית הנשענת על הקוטר CBCB), ו-AB∥yAB\parallel y, ולכן AC⊥yAC\perp y כלומר AC∥xAC\parallel x

הזווית CABCAB היא זווית היקפית שנשענת על הקוטר CBCB, ולכן ∠CAB=90∘\angle CAB=90^\circ.

כלומר AC⊥ABAC\perp AB.

ABAB מקבילה לציר ה-yy, ולכן ACAC מאונכת לציר ה-yy.

ישר המאונך לציר ה-yy מקביל לציר ה-xx, ולכן AC∥xAC\parallel x.

טעות נפוצה: לקבוע שהזווית הישרה היא ∠ACB\angle ACB ("הזווית שליד הקוטר") ולהסיק ש-AC⊥CBAC\perp CB. זווית היקפית הנשענת על קוטר נמצאת בקודקוד שאינו על הקוטר - כאן AA.

סעיף א(2)

תשובה:

∠BAC=∠FCD=90∘\angle BAC=\angle FCD=90^\circ, ∠ACB=∠CDF\angle ACB=\angle CDF (מתחלפות), דמיון לפי ז.ז.

∠BAC=90∘\angle BAC=90^\circ (סעיף א(1)).

CFCF משיק למעגל ב-CC, ו-CBCB קוטר שעובר בנקודת ההשקה. משיק מאונך לרדיוס (ולקוטר) בנקודת ההשקה, ולכן ∠FCD=90∘\angle FCD=90^\circ.

AC∥FDAC\parallel FD (סעיף א(1); FDFD מונח על ציר ה-xx), ו-CDCD חותך את שניהם. לכן ∠ACB=∠CDF\angle ACB=\angle CDF (זוויות מתחלפות).

שתי זוויות שוות: △ABC∼△CFD\triangle ABC\sim\triangle CFD (ז.ז.), כאשר A↔CA\leftrightarrow C, B↔FB\leftrightarrow F, C↔DC\leftrightarrow D.

טעות נפוצה: לטעון ש-∠ACB=∠CFD\angle ACB=\angle CFD "כי שתיהן זוויות חדות ליד הבסיס". הזוויות המתחלפות נוצרות על ידי החותך CDCD, ולכן הזווית השווה ל-∠ACB\angle ACB היא ∠CDF\angle CDF, ולא ∠CFD\angle CFD.

סעיף ב

תשובה:

FD=31.25FD=31.25

FF היא נקודת החיתוך של המשיק עם ציר ה-xx, ולכן מציבים y=0y=0:

0=43x+31⇒x=−31⋅34=−23.250=\frac43x+31\quad\Rightarrow\quad x=-31\cdot\frac34=-23.25

F(−23.25,0)F(-23.25,0) ו-D(8,0)D(8,0) על ציר ה-xx, ולכן:

FD=8−(−23.25)=31.25FD=8-(-23.25)=31.25

טעות נפוצה: לכפול ב-43\frac43 במקום לחלק בו, x=−31⋅43≈−41.33x=-31\cdot\frac43\approx-41.33, ולקבל FD≈49.33FD\approx49.33.

סעיף ג(1)

תשובה:

y=−34x+6y=-\frac34x+6

CDCD מכיל את הקוטר CBCB, ולכן CD⊥CFCD\perp CF (סעיף א(2)).

שיפוע המשיק 43\frac43, ולכן שיפוע CDCD הוא −34-\frac34.

CDCD עובר דרך D(8,0)D(8,0):

y−0=−34(x−8)⇒y=−34x+6y-0=-\frac34(x-8)\quad\Rightarrow\quad y=-\frac34x+6

טעות נפוצה: להפוך את השבר בלי להפוך את הסימן, שיפוע 34\frac34, ולקבל y=34x−6y=\frac34x-6 - ישר שאינו מאונך למשיק.

סעיף ג(2)

תשובה:

CD=25CD=25

CC היא נקודת החיתוך של המשיק עם CDCD:

43x+31=−34x+6⇒2512x=−25⇒x=−12\frac43x+31=-\frac34x+6\quad\Rightarrow\quad\frac{25}{12}x=-25\quad\Rightarrow\quad x=-12

y=−34⋅(−12)+6=15y=-\frac34\cdot(-12)+6=15, ולכן C(−12,15)C(-12,15).

CD=(8−(−12))2+(0−15)2=400+225=625=25CD=\sqrt{(8-(-12))^2+(0-15)^2}=\sqrt{400+225}=\sqrt{625}=25

טעות נפוצה: לטעות בסימן בפתרון המשוואה (x=12x=12), לקבל C(12,−3)C(12,-3) ו-CD=5CD=5 - נקודה מתחת לציר ה-xx, בניגוד לסרטוט.

סעיף ד

תשובה:

PABC=24P_{ABC}=24

היקף המשולש CFDCFD: FD=31.25FD=31.25, CD=25CD=25, ו-CFCF לפי מרחק בין C(−12,15)C(-12,15) ל-F(−23.25,0)F(-23.25,0):

CF=11.252+152=126.5625+225=351.5625=18.75CF=\sqrt{11.25^2+15^2}=\sqrt{126.5625+225}=\sqrt{351.5625}=18.75
PCFD=31.25+25+18.75=75P_{CFD}=31.25+25+18.75=75

יחס ההיקפים של משולשים דומים שווה ליחס הדמיון:

PABC=825⋅75=24P_{ABC}=\frac{8}{25}\cdot75=24

טעות נפוצה: להשתמש בריבוע יחס הדמיון (כמו ביחס שטחים): 75⋅64625=7.6875\cdot\frac{64}{625}=7.68. היקף הוא אורך, ולכן הוא מוכפל ביחס הדמיון עצמו.

שאלה 6 · חקירת פונקציה רציונלית המוגדרת לכל x, והגרף של |f(x)|

נתונה הפונקציה: f(x)=72−18xx2+9−1f(x)=\frac{72-18x}{x^2+9}-1, המוגדרת לכל xx.

א.

מצאו את משוואת האסימפטוטה המקבילה לציר ה-xx של הפונקציה f(x)f(x).

ב.

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

ג(1).

מצאו את שיעורי 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).

נתונה הפונקציה g(x)=∣f(x)∣g(x)=|f(x)|, המוגדרת לכל xx.

ה(1).

מצאו את משוואת האסימפטוטה המקבילה לציר ה-xx של הפונקציה g(x)g(x).

ה(2).

קבעו איזה מן הגרפים I-IV שלפניכם מתאר את הפונקציה g(x)g(x). נמקו את קביעתכם.

גרף I
גרף II
גרף III
גרף IV
◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א

תשובה:

y=−1y=-1

בשבר 72−18xx2+9\frac{72-18x}{x^2+9} מעלת המונה (1) קטנה ממעלת המכנה (2), ולכן כאשר x→±∞x\to\pm\infty השבר שואף ל-0.

לכן f(x)→0−1=−1f(x)\to0-1=-1, והאסימפטוטה האופקית היא y=−1y=-1.

טעות נפוצה: לענות y=0y=0 ("מעלת המונה קטנה ממעלת המכנה") ולשכוח את ה-−1-1 שמחוץ לשבר.

סעיף ב

תשובה:

(0,7)(0,7), (−21,0)(-21,0), (3,0)(3,0)

חיתוך עם ציר ה-yy: f(0)=729−1=8−1=7f(0)=\frac{72}{9}-1=8-1=7, הנקודה (0,7)(0,7).

חיתוך עם ציר ה-xx: f(x)=0f(x)=0, כלומר 72−18xx2+9=1\frac{72-18x}{x^2+9}=1. המכנה חיובי תמיד, ולכן כופלים בו:

72−18x=x2+9⇒x2+18x−63=0⇒(x+21)(x−3)=072-18x=x^2+9\quad\Rightarrow\quad x^2+18x-63=0\quad\Rightarrow\quad(x+21)(x-3)=0

x=−21x=-21 או x=3x=3: הנקודות (−21,0)(-21,0) ו-(3,0)(3,0).

טעות נפוצה: להשוות רק את המונה של השבר לאפס, 72−18x=072-18x=0, ולקבל נקודה אחת (4,0)(4,0) - בלי ה-−1-1 זו לא אותה פונקציה.

סעיף ג(1)

תשובה:

max⁡(−1,8)\max(-1,8), min⁡(9,−2)\min(9,-2)

גוזרים לפי כלל המנה (uv)′=u′v−uv′v2\left(\frac uv\right)'=\frac{u'v-uv'}{v^2} עם u=72−18xu=72-18x, v=x2+9v=x^2+9 (נגזרת הקבוע −1-1 היא 0):

f′(x)=−18(x2+9)−2x(72−18x)(x2+9)2=18x2−144x−162(x2+9)2=18(x2−8x−9)(x2+9)2f'(x)=\frac{-18(x^2+9)-2x(72-18x)}{(x^2+9)^2}=\frac{18x^2-144x-162}{(x^2+9)^2}=\frac{18(x^2-8x-9)}{(x^2+9)^2}

f′(x)=0f'(x)=0: x2−8x−9=0x^2-8x-9=0, (x−9)(x+1)=0(x-9)(x+1)=0, כלומר x=−1x=-1 או x=9x=9.

המכנה חיובי, ולכן הסימן של f′f' הוא הסימן של 18(x−9)(x+1)18(x-9)(x+1): חיובי עבור x<−1x<-1, שלילי עבור −1<x<9-1<x<9, חיובי עבור x>9x>9.

f(−1)=9010−1=8f(-1)=\frac{90}{10}-1=8, f(9)=72−16290−1=−2f(9)=\frac{72-162}{90}-1=-2.

x=−1x=-1: עלייה ואחריה ירידה - מקסימום (−1,8)(-1,8). x=9x=9: ירידה ואחריה עלייה - מינימום (9,−2)(9,-2).

טעות נפוצה: לטעות בסימן של האיבר השני במונה ולכתוב −18(x2+9)+2x(72−18x)=−54x2+144x−162=−18(3x2−8x+9)-18(x^2+9)+2x(72-18x)=-54x^2+144x-162=-18(3x^2-8x+9). לביטוי הזה אין אפסים, ומסיקים בטעות שאין לפונקציה נקודות קיצון.

סעיף ג(2)

תשובה:

עלייה: x<−1x<-1 או x>9x>9; ירידה: −1<x<9-1<x<9

מטבלת הסימנים של f′(x)f'(x) בסעיף ג(1):

עלייה (f′>0f'>0): x<−1x<-1 או x>9x>9. ירידה (f′<0f'<0): −1<x<9-1<x<9.

טעות נפוצה: לקבוע עלייה וירידה לפי הסימן של f(x)f(x) עצמה - f>0f>0 בין −21-21 ל-33 - ולענות "עלייה: −21<x<3-21<x<3".

סעיף ד

תשובה:

מתקרבת ל-y=−1y=-1 מלמעלה משמאל, חותכת ב-(−21,0)(-21,0), עולה עד max⁡(−1,8)\max(-1,8) דרך (0,7)(0,7), יורדת דרך (3,0)(3,0) עד min⁡(9,−2)\min(9,-2), ועולה לעבר y=−1y=-1 מלמטה

מסכמים: אסימפטוטה y=−1y=-1; חיתוכים (−21,0)(-21,0), (0,7)(0,7), (3,0)(3,0); מקסימום (−1,8)(-1,8); מינימום (9,−2)(9,-2); עלייה עד x=−1x=-1, ירידה עד x=9x=9, ועלייה אחר כך.

משמאל: עבור x<−21x<-21 השבר חיובי וקטן מ-1, ולכן −1<f(x)<0-1<f(x)<0 - הגרף מתקרב לאסימפטוטה y=−1y=-1 מלמעלה, ועולה לעבר (−21,0)(-21,0).

באמצע: ממשיך לעלות עד (−1,8)(-1,8), יורד דרך (0,7)(0,7) ו-(3,0)(3,0) עד (9,−2)(9,-2) - מתחת לאסימפטוטה.

מימין: עולה מ-(9,−2)(9,-2) לעבר y=−1y=-1, ומתקרב אליה מלמטה (בלי לחצות אותה, כי אין עוד נקודות קיצון).

טעות נפוצה: לצייר את הזנב השמאלי מתחת ל-y=−1y=-1. כדי להגיע משם לנקודה (−21,0)(-21,0) הגרף היה צריך לרדת ואז לעלות - כלומר מינימום נוסף, שאינו קיים.

סעיף ה(1)

תשובה:

y=1y=1

כאשר x→±∞x\to\pm\infty, f(x)→−1f(x)\to-1, ולכן g(x)=∣f(x)∣→∣−1∣=1g(x)=|f(x)|\to|-1|=1.

האסימפטוטה האופקית של gg היא y=1y=1.

טעות נפוצה: לחשוב שערך מוחלט "מבטל" את האסימפטוטה, כי הגרף "מתהפך", ולענות שאין ל-gg אסימפטוטה אופקית. השיקוף ביחס לציר ה-xx מעביר גם את הישר y=−1y=-1 אל y=1y=1.

סעיף ה(2)

תשובה:

גרף IV

הגרף של g=∣f∣g=|f|: החלקים שבהם f≥0f\ge0 נשארים, והחלקים שבהם f<0f<0 משתקפים מעל ציר ה-xx.

לפי סעיף ה(1) ל-gg אסימפטוטה y=1y=1 - גרפים I ו-II מתקרבים לציר ה-xx בקצוות, ולכן נפסלים.

gg נוגעת בציר ה-xx באפסים של ff: x=−21x=-21 (רחוק משמאל) ו-x=3x=3 (קרוב לציר ה-yy, מימין לו). הנקודה הגבוהה (−1,8)(-1,8) משמאל לציר ה-yy.

הצד שממנו gg מתקרבת לאסימפטוטה: משמאל −1<f<0-1<f<0, ולכן 0<g<10<g<1 - מתחת לקו המקווקו; מימין f<−1f<-1, ולכן g>1g>1 - מעל הקו המקווקו.

בגרף IV: משמאל מתחת לקו המקווקו ונוגע בציר רחוק משמאל, השיא משמאל לציר ה-yy, ומימין מעל הקו המקווקו. בגרף III הכול הפוך (מעל משמאל, מתחת מימין, השיא מימין לציר ה-yy). לכן גרף IV.

טעות נפוצה: לבחור בגרף III - גם בו אסימפטוטה y=1y=1 ושתי נקודות השקה בציר - בלי לבדוק מאיזה צד הגרף מתקרב לאסימפטוטה ובאיזה צד של ציר ה-yy נמצא השיא.

שאלה 7 · פונקציית שורש עם פרמטר: חקירה, גרף הנגזרת ושטח

נתונה הפונקציה: f(x)=(a−x)⋅3x−6f(x)=(a-x)\cdot\sqrt{3x-6}. aa הוא פרמטר.

א.

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

נתון כי הנקודה (5,9)(5,9) נמצאת על גרף הפונקציה f(x)f(x).

ב.

מצאו את הערך של aa.

הציבו a=8a=8 בפונקציה f(x)f(x), וענו על הסעיפים ג-ו.

ג.

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

ד.

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

ה.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x) מוגדרת בתחום x>2x>2.

ו(1).

קבעו איזה מן הגרפים I-IV שלפניכם מתאר את פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x). נמקו את קביעתכם.

גרף I
גרף II
גרף III
גרף IV
ו(2).

חשבו את השטח המוגבל על ידי גרף פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x), על ידי ציר ה-xx ועל ידי הישר x=20x=20.

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

תשובה:

x≥2x\ge2

ביטוי בתוך שורש ריבועי חייב להיות אי-שלילי:

3x−6≥0⇒x≥23x-6\ge0\quad\Rightarrow\quad x\ge2

הגורם (a−x)(a-x) מוגדר לכל xx, ולכן תחום ההגדרה הוא x≥2x\ge2.

טעות נפוצה: לדרוש 3x−6>03x-6>0 ולענות x>2x>2. השורש של 0 מוגדר (שווה 0), ולכן x=2x=2 בתחום.

סעיף ב

תשובה:

a=8a=8

מציבים x=5x=5, f(5)=9f(5)=9:

(a−5)⋅3⋅5−6=9⇒(a−5)⋅9=9⇒3(a−5)=9(a-5)\cdot\sqrt{3\cdot5-6}=9\quad\Rightarrow\quad(a-5)\cdot\sqrt9=9\quad\Rightarrow\quad3(a-5)=9
a−5=3⇒a=8a-5=3\quad\Rightarrow\quad a=8

טעות נפוצה: לשכוח את השורש ולכתוב (a−5)⋅9=9(a-5)\cdot9=9, ולקבל a=6a=6.

סעיף ג

תשובה:

(2,0)(2,0), (8,0)(8,0)

f(x)=(8−x)3x−6=0f(x)=(8-x)\sqrt{3x-6}=0. מכפלה שווה 0 כאשר אחד הגורמים שווה 0:

8−x=0⇒x=88-x=0\Rightarrow x=8, או 3x−6=0⇒x=2\sqrt{3x-6}=0\Rightarrow x=2.

שני הערכים בתחום ההגדרה: הנקודות (2,0)(2,0) ו-(8,0)(8,0).

טעות נפוצה: לבדוק רק את הגורם 8−x8-x ולענות נקודה אחת, (8,0)(8,0). גם השורש מתאפס - בקצה התחום.

סעיף ד

תשובה:

min⁡(2,0)\min(2,0), max⁡(4,46)\max(4,4\sqrt6)

גוזרים לפי כלל המכפלה. נגזרת השורש לפי כלל השרשרת: (3x−6)′=323x−6\left(\sqrt{3x-6}\right)'=\frac{3}{2\sqrt{3x-6}}.

f′(x)=−1⋅3x−6+(8−x)⋅323x−6=−2(3x−6)+3(8−x)23x−6=36−9x23x−6f'(x)=-1\cdot\sqrt{3x-6}+(8-x)\cdot\frac{3}{2\sqrt{3x-6}}=\frac{-2(3x-6)+3(8-x)}{2\sqrt{3x-6}}=\frac{36-9x}{2\sqrt{3x-6}}

f′(x)=0f'(x)=0: 36−9x=036-9x=0, x=4x=4. המכנה חיובי עבור x>2x>2, ולכן: f′>0f'>0 עבור 2<x<42<x<4, ו-f′<0f'<0 עבור x>4x>4.

f(4)=46≈9.8f(4)=4\sqrt6\approx9.8: עלייה ואחריה ירידה - מקסימום (4,46)(4,4\sqrt6).

בקצה התחום x=2x=2: f(2)=0f(2)=0, ומיד אחריו הפונקציה עולה. לכן (2,0)(2,0) היא נקודת מינימום (קיצון בקצה).

טעות נפוצה: לשכוח את הגורם 3 של כלל השרשרת ולכתוב (3x−6)′=123x−6\left(\sqrt{3x-6}\right)'=\frac{1}{2\sqrt{3x-6}}. מתקבל f′=20−7x23x−6f'=\frac{20-7x}{2\sqrt{3x-6}} ומקסימום שגוי ב-x=207≈2.86x=\frac{20}{7}\approx2.86, y≈8.25y\approx8.25.

סעיף ה

תשובה:

מתחילה ב-(2,0)(2,0), עולה עד (4,46)(4,4\sqrt6), יורדת וחותכת את ציר ה-xx ב-(8,0)(8,0), וממשיכה לרדת

מסכמים: תחום x≥2x\ge2; מינימום בקצה (2,0)(2,0); מקסימום (4,46)≈(4,9.8)(4,4\sqrt6)\approx(4,9.8); חיתוך ב-(8,0)(8,0).

הגרף מתחיל בנקודה (2,0)(2,0), עולה עד (4,9.8)(4,9.8), יורד, חוצה את ציר ה-xx ב-(8,0)(8,0), ועבור x>8x>8 הוא שלילי וממשיך לרדת (הגורם 8−x8-x שלילי והשורש גדל).

טעות נפוצה: לצייר את הגרף גם משמאל ל-x=2x=2. שם הפונקציה אינה מוגדרת, והסקיצה מתחילה בנקודה (2,0)(2,0).

סעיף ו(1)

תשובה:

גרף I

לפי סעיף ד: ff עולה עבור 2<x<42<x<4 ויורדת עבור x>4x>4, ולכן f′>0f'>0 ואחר כך f′<0f'<0, עם אפס אחד (ב-x=4x=4).

כאשר x→2+x\to2^+ המונה 36−9x→18>036-9x\to18>0 והמכנה 23x−6→0+2\sqrt{3x-6}\to0^+, ולכן f′(x)→+∞f'(x)\to+\infty: לגרף הנגזרת אסימפטוטה אנכית x=2x=2.

גרף II שלילי ליד x=2x=2 - נפסל. גרף III מתחיל בערך סופי - נפסל. גרף IV מתחיל ב-0, עולה ויורד - זה הגרף של ff עצמה, לא של הנגזרת.

גרף I: יורד מ-+∞+\infty, חותך את ציר ה-xx פעם אחת ונשאר שלילי. לכן גרף I.

טעות נפוצה: לבחור בגרף IV, שמתאים לסקיצה מסעיף ה - הוא מתאר את f(x)f(x), ולא את f′(x)f'(x).

סעיף ו(2)

תשובה:

406≈97.9840\sqrt6\approx97.98

גרף הנגזרת חותך את ציר ה-xx ב-x=4x=4. התחום שמוגבל גם על ידי הישר x=20x=20 הוא 4≤x≤204\le x\le20, ושם f′<0f'<0 - השטח מתחת לציר.

הפונקציה הקדומה של f′f' היא ff, ולכן:

∫420f′(x) dx=f(20)−f(4)=(8−20)54−46=−12⋅36−46=−406\int_4^{20}f'(x)\,dx=f(20)-f(4)=(8-20)\sqrt{54}-4\sqrt6=-12\cdot3\sqrt6-4\sqrt6=-40\sqrt6

השטח הוא הערך המוחלט: 406≈97.9840\sqrt6\approx97.98.

טעות נפוצה: לחשב את האינטגרל מ-2 עד 20, f(20)−f(2)=−366f(20)-f(2)=-36\sqrt6, ולענות 366≈88.1836\sqrt6\approx88.18. החלק שבין 2 ל-4 נמצא מעל הציר ומקזז חלק מהשטח - והוא בכלל אינו מוגבל על ידי הישר x=20x=20.

שאלה 8 · בעיית קיצון: יחס בין שטחים של שני מתחמים בגינה

בסרטוט שלפניכם מתוארת גינה ציבורית המחולקת לשני מתחמים. מתחם ABCDABCD ובו דשא, ומתחם BFGHBFGH ובו מתקנים לילדים. כל אחד מן המתחמים הוא בצורת מלבן. נסמן ב-xx את אורך הצלע ABAB. נתון כי אורך הצלע GFGF הוא 7 מטרים, וכי אורך הצלע BFBF גדול ב-2 מטרים מאורך הצלע ABAB. את המתחם ABCDABCD הקיפו בגדר שאורכה 32 מטרים.

x7ABCDFGH
א(1).

הביעו באמצעות xx את אורך הצלע ADAD.

א(2).

הביעו באמצעות xx את שטח המתחם ABCDABCD.

ב.

הביעו באמצעות xx את היחס בין שטח המתחם ABCDABCD ובין שטח המתחם BFGHBFGH.

ג.

מצאו את הערך של xx שבעבורו היחס בין שטח המתחם ABCDABCD ובין שטח המתחם BFGHBFGH הוא מקסימלי.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א(1)

תשובה:

AD=16−xAD=16-x

היקף המלבן ABCDABCD הוא 32: 2⋅AB+2⋅AD=322\cdot AB+2\cdot AD=32.

2x+2AD=32⇒AD=16−x2x+2AD=32\quad\Rightarrow\quad AD=16-x

טעות נפוצה: לשכוח לחלק ב-2 ולכתוב AD=32−2xAD=32-2x - כך ההיקף יוצא 2x+2(32−2x)=64−2x2x+2(32-2x)=64-2x, ולא 32.

סעיף א(2)

תשובה:

SABCD=16x−x2S_{ABCD}=16x-x^2

SABCD=AB⋅AD=x(16−x)=16x−x2S_{ABCD}=AB\cdot AD=x(16-x)=16x-x^2

טעות נפוצה: לכתוב x⋅16−x=15xx\cdot16-x=15x - בלי סוגריים הכפל חל רק על 16.

סעיף ב

תשובה:

16x−x27x+14\frac{16x-x^2}{7x+14}

BF=x+2BF=x+2 ו-GF=7GF=7, ולכן SBFGH=7(x+2)=7x+14S_{BFGH}=7(x+2)=7x+14.

SABCDSBFGH=16x−x27x+14\frac{S_{ABCD}}{S_{BFGH}}=\frac{16x-x^2}{7x+14}

טעות נפוצה: לקרוא "גדול ב-2" כ"גדול פי 2", BF=2xBF=2x, ולקבל 16x−x214x=16−x14\frac{16x-x^2}{14x}=\frac{16-x}{14}.

סעיף ג

תשובה:

x=4x=4

נסמן R(x)=16x−x27x+14R(x)=\frac{16x-x^2}{7x+14}. התחום: AB>0AB>0 ו-AD=16−x>0AD=16-x>0, כלומר 0<x<160<x<16.

כלל המנה:

R′(x)=(16−2x)(7x+14)−7(16x−x2)(7x+14)2R'(x)=\frac{(16-2x)(7x+14)-7(16x-x^2)}{(7x+14)^2}

פותחים את המונה:

112x+224−14x2−28x−112x+7x2=−7x2−28x+224=−7(x2+4x−32)=−7(x+8)(x−4)112x+224-14x^2-28x-112x+7x^2=-7x^2-28x+224=-7(x^2+4x-32)=-7(x+8)(x-4)

R′(x)=0R'(x)=0: x=4x=4 או x=−8x=-8; רק x=4x=4 בתחום.

עבור 0<x<40<x<4: −7(x+8)(x−4)>0-7(x+8)(x-4)>0, RR עולה. עבור 4<x<164<x<16: שלילי, RR יורדת. לכן ב-x=4x=4 יש מקסימום.

(היחס המקסימלי: R(4)=4842=87R(4)=\frac{48}{42}=\frac87.)

טעות נפוצה: לכתוב במונה של כלל המנה uv′−u′vuv'-u'v. מתקבל 7(x+8)(x−4)7(x+8)(x-4) עם סימנים הפוכים, ו-x=4x=4 נראית כנקודת מינימום - ומסיקים בטעות שאין מקסימום בתחום.

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.