דילוג לתוכן המרכזי

בגרות במתמטיקה 471 - קיץ 2026 מועד ב'

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 ב' (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: צעדים יומיים ושעות שינה

במדינה מסוימת נערך מחקר ארצי בתחום הבריאות. במחקר נבדק מספר הצעדים היומי שהולך כל אחד מן המשתתפים. נמצא כי מספר הצעדים היומי מתפלג נורמלית, וסטיית התקן היא 800. נמצא כי 37.5% מן המשתתפים במחקר הולכים פחות מ-6,944 צעדים ביום.

א.

מצאו את ממוצע מספר הצעדים היומי של המשתתפים במחקר.

משרד הבריאות ממליץ ללכת יותר מ-8,400 צעדים ביום.

ב.

מצאו את אחוז המשתתפים במחקר שמקיימים את ההמלצה הזאת.

נמצא כי 14,722 מן המשתתפים במחקר הולכים יותר מ-7,200 צעדים ביום ופחות מ-8,400 צעדים ביום.

ג.

על פי טבלת ההתפלגות הנורמלית, כמה אנשים סך הכול השתתפו במחקר?

במחקר נבדק גם מספר שעות השינה ביממה של כל אחד מן המשתתפים במחקר. נמצא כי גם מספר שעות השינה ביממה מתפלג נורמלית. ממוצע שעות השינה ביממה של המשתתפים במחקר הוא 7 שעות. שרית השתתפה במחקר. מספר שעות השינה ביממה של שרית הוא 9.28, ומספר הצעדים היומי שלה הוא 8,416. ציון התקן של מספר הצעדים היומי של שרית זהה לציון התקן של מספר שעות השינה שלה ביממה.

ד.

מצאו את סטיית התקן של מספר שעות השינה ביממה של המשתתפים במחקר.

◂ פתרון מלא לשאלה 1

סעיף א

תשובה:

μ=7200\mu=7200

נסמן ב-μ\mu את הממוצע. נתון: σ=800\sigma=800 ו-P(X<6944)=0.375P(X<6944)=0.375.

ההסתברות קטנה מ-0.50.5, ולכן 6,944 נמצא משמאל לממוצע וציון התקן שלו שלילי.

בטבלה מחפשים Φ(z)=1−0.375=0.625\Phi(z)=1-0.375=0.625: הערך הקרוב ביותר הוא Φ(0.32)=0.6255\Phi(0.32)=0.6255, ולכן z=−0.32z=-0.32.

מציבים בהגדרת ציון התקן:

−0.32=6944−μ800⇒6944−μ=−256⇒μ=7200-0.32=\frac{6944-\mu}{800}\quad\Rightarrow\quad 6944-\mu=-256\quad\Rightarrow\quad\mu=7200

ממוצע מספר הצעדים היומי: 7,200.

טעות נפוצה: לקחת z=+0.32z=+0.32 (בלי לשים לב שהאחוז קטן מ-50%) ולקבל μ=6944−256=6688\mu=6944-256=6688 - ממוצע קטן מ-6,944, אף על פי שרק 37.5% נמצאים מתחת ל-6,944.

סעיף ב

תשובה:

6.68%≈6.7%6.68\%\approx6.7\%

מחשבים את ציון התקן של 8,400:

z=8400−7200800=1200800=1.5z=\frac{8400-7200}{800}=\frac{1200}{800}=1.5

הטבלה נותנת את השטח משמאל: Φ(1.5)=0.9332\Phi(1.5)=0.9332. מבקשים את מי שהולכים יותר מ-8,400, כלומר את השטח מימין:

P(X>8400)=1−Φ(1.5)=1−0.9332=0.0668P(X>8400)=1-\Phi(1.5)=1-0.9332=0.0668

כ-6.7% מן המשתתפים מקיימים את ההמלצה.

טעות נפוצה: לענות 93.32%93.32\% - זה אחוז ההולכים פחות מ-8,400 צעדים, כי הטבלה נותנת את השטח משמאל לערך.

סעיף ג

תשובה:

כ-34,000 משתתפים

7,200 הוא הממוצע (סעיף א), ולכן Φ(0)=0.5\Phi(0)=0.5. ל-8,400 ציון התקן 1.51.5 (סעיף ב).

P(7200<X<8400)=Φ(1.5)−Φ(0)=0.9332−0.5=0.4332P(7200<X<8400)=\Phi(1.5)-\Phi(0)=0.9332-0.5=0.4332

כלומר 14,722 משתתפים הם 43.32%43.32\% מכלל המשתתפים. נסמן ב-NN את מספר המשתתפים:

0.4332⋅N=14722⇒N=147220.4332≈33,9840.4332\cdot N=14722\quad\Rightarrow\quad N=\frac{14722}{0.4332}\approx33{,}984

ההפרש מ-34,000 נובע מעיגול ערכי הטבלה (עם 0.4330.433 מתקבל 34,000 בדיוק), ולכן במחקר השתתפו כ-34,000 איש.

טעות נפוצה: לחלק ב-Φ(1.5)=0.9332\Phi(1.5)=0.9332 במקום ב-0.43320.4332, כלומר לשכוח להחסיר את מי שהולכים פחות מ-7,200, ולקבל N≈15,776N\approx15{,}776.

סעיף ד

תשובה:

σ=1.5\sigma=1.5 שעות

ציון התקן של מספר הצעדים של שרית (ממוצע 7,200, סטיית תקן 800):

z=8416−7200800=1216800=1.52z=\frac{8416-7200}{800}=\frac{1216}{800}=1.52

לפי הנתון, גם ציון התקן של שעות השינה שלה הוא 1.521.52. נסמן ב-σ\sigma את סטיית התקן של שעות השינה:

1.52=9.28−7σ=2.28σ⇒σ=2.281.52=1.51.52=\frac{9.28-7}{\sigma}=\frac{2.28}{\sigma}\quad\Rightarrow\quad\sigma=\frac{2.28}{1.52}=1.5

סטיית התקן של שעות השינה: 1.5 שעות.

טעות נפוצה: לכפול במקום לחלק בפתרון המשוואה, σ=1.52⋅2.28≈3.47\sigma=1.52\cdot2.28\approx3.47. בדיקה: עם σ=3.47\sigma=3.47 ציון התקן של 9.28 הוא 0.660.66, לא 1.521.52.

שאלה 2 · מתאם ורגרסיה: שטח ירוק וזיהום אוויר

חוקר סביבה בדק ב-6 ערים שונות את הקשר בין גודל השטח הירוק (פארקים וגינות) לנפש בעיר (המשתנה xx) ובין רמת זיהום האוויר בעיר (המשתנה yy). החוקר קבע את רמת זיהום האוויר בכל עיר על פי מדד איכות האוויר AQI (מדד מספרי של כמות המזהמים באוויר). הנתונים מוצגים בדיאגרמת הפיזור שלפניכם (ציר ה-xx: גודל השטח הירוק במ"ר לנפש; ציר ה-yy: רמת זיהום האוויר).

0510152025300102030405060

נסמן ב-rr את מקדם המתאם בין xx ל-yy.

א.

לפניכם ארבעה היגדים I-IV. קבעו איזה היגד נכון. נמקו את קביעתכם.

I. 0<r<10<r<1

II. r=−1r=-1

III. −1<r<0-1<r<0

IV. אי אפשר לקבוע את טווח הערכים של rr.

ב(1).

חשבו את ממוצע גודל השטח הירוק לנפש ב-6 הערים.

ב(2).

חשבו את ממוצע רמת זיהום האוויר ב-6 הערים.

נתון כי משוואת ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx היא: y=−1.8x+by=-1.8x+b.

ג(1).

מצאו את הערך של bb.

ג(2).

על פי ישר הרגרסיה, מהו הניבוי לרמת זיהום האוויר בעיר שגודל השטח הירוק שלה הוא 18 מ"ר לנפש?

ד.

חשבו את סטיית התקן של גודל השטח הירוק ב-6 הערים.

החוקר מצא כי סטיית התקן של רמת זיהום האוויר היא Sy=5003S_y=\sqrt{\frac{500}{3}}.

ה.

היעזרו במשוואת ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx ומצאו את מקדם המתאם rr.

החוקר גילה שהייתה תקלה במכשיר המדידה, וכי למעשה רמת זיהום האוויר בכל אחת מ-6 הערים הייתה גבוהה ב-4 מרמת הזיהום שנמדדה. החוקר תיקן את הנתונים בהתאם לכך.

ו(1).

האם שיפוע ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx לאחר תיקון הנתונים גדל, קטן או לא השתנה? נמקו את תשובתכם.

ו(2).

כתבו את משוואת ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx לאחר תיקון הנתונים של רמת זיהום האוויר.

◂ פתרון מלא לשאלה 2

סעיף א

תשובה:

היגד III נכון: −1<r<0-1<r<0

בדיאגרמה, ככל שהשטח הירוק גדל, רמת הזיהום נוטה לרדת - מגמה יורדת, ולכן הקשר שלילי: r<0r<0. זה פוסל את היגד I.

הנקודות אינן נמצאות על ישר אחד (למשל, ב-x=15x=15 יש שתי נקודות עם ערכי yy שונים, ולכן אין ישר שעובר דרך שתיהן), ולכן הקשר אינו מושלם: r≠−1r\ne-1. זה פוסל את היגד II.

מהדיאגרמה אפשר לקבוע את הסימן ואת העובדה שהקשר אינו מושלם, ולכן היגד IV אינו נכון.

היגד III נכון: −1<r<0-1<r<0.

טעות נפוצה: לבחור בהיגד II (r=−1r=-1) כי "כל הנקודות יורדות". r=−1r=-1 רק כשכל הנקודות נמצאות בדיוק על ישר יורד.

סעיף ב(1)

תשובה:

xˉ=15\bar x=15 מ"ר לנפש

קוראים מהדיאגרמה את ערכי xx של 6 הנקודות. ב-x=15x=15 יש שתי נקודות (ערים שונות), ולכן 15 נספר פעמיים:

xˉ=5+10+15+15+20+256=906=15\bar x=\frac{5+10+15+15+20+25}{6}=\frac{90}{6}=15

טעות נפוצה: לספור את x=15x=15 פעם אחת בלבד ובכל זאת לחלק ב-6: 5+10+15+20+256=756=12.5\frac{5+10+15+20+25}{6}=\frac{75}{6}=12.5. יש 6 ערים, ולכן 6 ערכים בסכום.

סעיף ב(2)

תשובה:

yˉ=30\bar y=30

ערכי yy של 6 הנקודות: 50,40,30,20,30,1050,40,30,20,30,10.

yˉ=50+40+30+20+30+106=1806=30\bar y=\frac{50+40+30+20+30+10}{6}=\frac{180}{6}=30

טעות נפוצה: להשמיט את אחת משתי הנקודות שב-x=15x=15 ולקבל 1606≈26.7\frac{160}{6}\approx26.7 (או 1506=25\frac{150}{6}=25).

סעיף ג(1)

תשובה:

b=57b=57

ישר הרגרסיה עובר תמיד בנקודת הממוצעים (xˉ,yˉ)=(15,30)(\bar x,\bar y)=(15,30) (סעיף ב).

30=−1.8⋅15+b=−27+b⇒b=5730=-1.8\cdot15+b=-27+b\quad\Rightarrow\quad b=57

טעות נפוצה: לטעות בסימן ולכתוב 30=−27+b⇒b=330=-27+b\Rightarrow b=3.

סעיף ג(2)

תשובה:

24.624.6

מציבים x=18x=18 במשוואת ישר הרגרסיה y=−1.8x+57y=-1.8x+57:

y=−1.8⋅18+57=−32.4+57=24.6y=-1.8\cdot18+57=-32.4+57=24.6

טעות נפוצה: להציב 18 במקום yy ולפתור עבור xx: 18=−1.8x+57⇒x≈21.718=-1.8x+57\Rightarrow x\approx21.7. מנבאים את yy על פי xx - מציבים את הערך הנתון של xx.

סעיף ד

תשובה:

Sx=2506=5153≈6.455S_x=\sqrt{\frac{250}{6}}=\frac{5\sqrt{15}}{3}\approx6.455

הסטיות מהממוצע xˉ=15\bar x=15: −10,−5,0,0,5,10-10,-5,0,0,5,10.

סכום ריבועי הסטיות: 100+25+0+0+25+100=250100+25+0+0+25+100=250.

Sx2=2506,Sx=2506=5153≈6.455S_x^2=\frac{250}{6},\qquad S_x=\sqrt{\frac{250}{6}}=\frac{5\sqrt{15}}{3}\approx6.455

טעות נפוצה: לשכוח להוציא שורש ולענות Sx=2506≈41.67S_x=\frac{250}{6}\approx41.67 - זו השונות, לא סטיית התקן.

סעיף ה

תשובה:

r=−0.9r=-0.9

שיפוע ישר הרגרסיה לניבוי yy על פי xx הוא r⋅SySxr\cdot\frac{S_y}{S_x}. השיפוע הנתון הוא −1.8-1.8:

−1.8=r⋅SySx⇒r=−1.8⋅SxSy-1.8=r\cdot\frac{S_y}{S_x}\quad\Rightarrow\quad r=-1.8\cdot\frac{S_x}{S_y}
SxSy=250/6500/3=2501000=12\frac{S_x}{S_y}=\sqrt{\frac{250/6}{500/3}}=\sqrt{\frac{250}{1000}}=\frac12
r=−1.8⋅12=−0.9r=-1.8\cdot\frac12=-0.9

טעות נפוצה: להפוך את היחס ולכתוב r=−1.8⋅SySx=−3.6r=-1.8\cdot\frac{S_y}{S_x}=-3.6 - ערך מחוץ לתחום −1≤r≤1-1\le r\le1, סימן שהנוסחה הופעלה הפוך.

סעיף ו(1)

תשובה:

לא השתנה

הוספת אותו מספר (4) לכל ערכי yy מזיזה את כל הנקודות 4 יחידות למעלה.

הפיזור סביב הממוצע לא משתנה, ולכן SyS_y לא משתנה; הסידור היחסי של הנקודות לא משתנה, ולכן rr לא משתנה. SxS_x ודאי לא משתנה.

השיפוע r⋅SySxr\cdot\frac{S_y}{S_x} נשאר −1.8-1.8 - לא השתנה.

טעות נפוצה: לחשוב שהשיפוע "גדל ב-4" (שיפוע 2.22.2), כי הערכים גדלו. הזזה אנכית של כל הנקודות משנה רק את מיקום הישר, לא את השיפוע שלו.

סעיף ו(2)

תשובה:

y=−1.8x+61y=-1.8x+61

השיפוע לא השתנה: −1.8-1.8 (סעיף ו(1)).

הממוצע החדש של yy: 30+4=3430+4=34, ו-xˉ=15\bar x=15 לא השתנה. הישר החדש עובר ב-(15,34)(15,34):

34=−1.8⋅15+b′⇒b′=34+27=6134=-1.8\cdot15+b'\quad\Rightarrow\quad b'=34+27=61

משוואת הישר: y=−1.8x+61y=-1.8x+61.

טעות נפוצה: להוסיף 4 גם לשיפוע ולכתוב y=2.2x+61y=2.2x+61, או להשאיר את החותך 57. כל הישר זז 4 למעלה: השיפוע זהה והחותך גדל ב-4.

שאלה 3 · עץ הסתברויות: שתי בדיקות איכות של מחשבים

במפעל מסוים מייצרים מחשבים. כל המחשבים שיוצרו במחזור ייצור מסוים נבדקו בשתי בדיקות איכות כדי לוודא שהם תקינים. בבדיקה הראשונה נמצא ש-80% מן המחשבים הם תקינים. אם מחשב נמצא תקין בבדיקה הראשונה, ההסתברות שבבדיקה השנייה הוא יימצא תקין היא 0.9. אם מחשב לא נמצא תקין בבדיקה הראשונה, ההסתברות שבבדיקה השנייה הוא יימצא תקין היא 0.35. בחרו באקראי מחשב שיוצר במחזור הייצור.

א.

מהי ההסתברות שבדיוק באחת הבדיקות המחשב נמצא תקין?

ב.

מהי ההסתברות שלפחות באחת הבדיקות המחשב נמצא תקין?

רק מחשב שנמצא תקין בשתי הבדיקות מועבר למכירה. בחרו באקראי מחשב שיוצר במחזור הייצור.

ג.

ידוע שהמחשב שנבחר נמצא תקין לפחות באחת הבדיקות. מהי ההסתברות שמחשב זה הועבר למכירה?

נתון כי במחזור ייצור זה ייצרו 250 מחשבים.

ד.

מצאו את מספר המחשבים שהועברו למכירה במחזור ייצור זה.

מבין המחשבים שייצרו במחזור ייצור זה, בוחרים באקראי שני מחשבים זה אחר זה (הוצאה ללא החזרה).

ה.

מהי ההסתברות שבדיוק מחשב אחד הועבר למכירה?

◂ פתרון מלא לשאלה 3

סעיף א

תשובה:

0.150.15

בונים עץ דו-שלבי. שלב ראשון: תקין (0.80.8) או לא תקין (0.20.2). שלב שני (הסתברויות מותנות):

אחרי "תקין": תקין 0.90.9, לא תקין 0.10.1. אחרי "לא תקין": תקין 0.350.35, לא תקין 0.650.65.

"בדיוק באחת הבדיקות" = שני מסלולים זרים: תקין ואז לא תקין, או לא תקין ואז תקין.

P=0.8⋅0.1+0.2⋅0.35=0.08+0.07=0.15P=0.8\cdot0.1+0.2\cdot0.35=0.08+0.07=0.15

טעות נפוצה: לחבר את ההסתברויות המותנות 0.1+0.35=0.450.1+0.35=0.45 בלי לכפול בהסתברויות של השלב הראשון.

סעיף ב

תשובה:

0.870.87

המאורע המשלים ל"לפחות באחת תקין" הוא "לא תקין בשתי הבדיקות" - מסלול אחד בעץ:

ההסתברות שהמחשב לא תקין בשתי הבדיקות: 0.2⋅0.65=0.130.2\cdot0.65=0.13.

ההסתברות שהמחשב תקין לפחות באחת הבדיקות: 1−0.13=0.871-0.13=0.87.

טעות נפוצה: להשתמש ב-0.350.35 כאילו הוא "לא תקין בשנייה" ולחשב 1−0.2⋅0.35=0.931-0.2\cdot0.35=0.93. אחרי "לא תקין" בראשונה, ההסתברות ל"לא תקין" בשנייה היא 1−0.35=0.651-0.35=0.65.

סעיף ג

תשובה:

7287=2429≈0.828\frac{72}{87}=\frac{24}{29}\approx0.828

נסמן: AA - המחשב הועבר למכירה, BB - המחשב נמצא תקין לפחות באחת הבדיקות. מחפשים P(A∣B)=P(A∩B)P(B)P(A\mid B)=\frac{P(A\cap B)}{P(B)}, ו-P(B)=0.87P(B)=0.87 (סעיף ב).

מחשב שהועבר למכירה תקין בשתי הבדיקות, ולכן הוא בוודאי תקין לפחות באחת. החיתוך הוא המאורע "מכירה" עצמו:

P(A∩B)=P(A)=0.8⋅0.9=0.72P(A\cap B)=P(A)=0.8\cdot0.9=0.72
P(A∣B)=0.720.87=7287=2429≈0.828P(A\mid B)=\frac{0.72}{0.87}=\frac{72}{87}=\frac{24}{29}\approx0.828

טעות נפוצה: לענות 0.720.72 - ההסתברות שמחשב כלשהו הועבר למכירה, בלי להתחשב במידע שהמחשב תקין לפחות באחת הבדיקות.

סעיף ד

תשובה:

180

ההסתברות שמחשב הועבר למכירה היא 0.720.72 (סעיף ג), כלומר 72% מן המחשבים.

0.72⋅250=1800.72\cdot250=180

טעות נפוצה: להשתמש בהסתברות "לפחות באחת תקין" (0.870.87) ולקבל 217.5217.5. למכירה עוברים רק מחשבים שתקינים בשתי הבדיקות.

סעיף ה

תשובה:

168415≈0.4048\frac{168}{415}\approx0.4048

יש 180 מחשבים שהועברו למכירה ו-250−180=70250-180=70 שלא הועברו.

"בדיוק אחד" - שני סדרים: הראשון למכירה והשני לא, או להפך. בבחירה ללא החזרה המכנה בשלב השני הוא 249:

P=180250⋅70249+70250⋅180249=2⋅180⋅70250⋅249=2520062250=168415≈0.4048P=\frac{180}{250}\cdot\frac{70}{249}+\frac{70}{250}\cdot\frac{180}{249}=2\cdot\frac{180\cdot70}{250\cdot249}=\frac{25200}{62250}=\frac{168}{415}\approx0.4048

טעות נפוצה: לחשב רק סדר אחד (180250⋅70249≈0.2024\frac{180}{250}\cdot\frac{70}{249}\approx0.2024) ולשכוח את המקרה שבו המחשב שהועבר למכירה נבחר שני.

שאלה 4 · מעגל במערכת צירים: משיק, קוטר ושטח משולש

בסרטוט שלפניכם מעגל. מרכז המעגל MM נמצא על ציר ה-xx. הנקודה AA נמצאת על המעגל. המשך הקטע MAMA חותך את ציר ה-yy בנקודה BB. נתון: A(−16,6)A(-16,6), B(0,18)B(0,18).

MADBC
א(1).

מצאו את משוואת הישר ABAB.

א(2).

מצאו את משוואת המעגל.

דרך הנקודה AA מעבירים משיק למעגל החותך את ציר ה-yy בנקודה DD.

ב.

מצאו את שיעורי הנקודה DD.

הנקודה CC נמצאת על המעגל כך ש-ACAC הוא קוטר במעגל.

ג.

הראו כי BD=CDBD=CD.

ד.

חשבו את גודל הזווית ABDABD.

הנקודה KK נמצאת על הקטע CDCD. נתון כי שטח המשולש MCKMCK הוא 90.

ה.

מצאו את אורך הקטע CKCK.

◂ פתרון מלא לשאלה 4

סעיף א(1)

תשובה:

y=34x+18y=\frac34x+18

שיפוע הישר דרך A(−16,6)A(-16,6) ו-B(0,18)B(0,18):

m=18−60−(−16)=1216=34m=\frac{18-6}{0-(-16)}=\frac{12}{16}=\frac34

BB נמצאת על ציר ה-yy, ולכן נקודת החיתוך עם ציר ה-yy היא 18:

y=34x+18y=\frac34x+18

טעות נפוצה: לחשב שיפוע כ-ΔxΔy=1612=43\frac{\Delta x}{\Delta y}=\frac{16}{12}=\frac43 ולקבל y=43x+18y=\frac43x+18. בדיקה: AA לא נמצאת על הישר הזה.

סעיף א(2)

תשובה:

(x+24)2+y2=100(x+24)^2+y^2=100

המרכז MM נמצא על המשך הקטע ABAB ועל ציר ה-xx. מציבים y=0y=0 במשוואת הישר:

0=34x+18⇒x=−24,M(−24,0)0=\frac34x+18\quad\Rightarrow\quad x=-24,\qquad M(-24,0)

הרדיוס הוא המרחק מהמרכז לנקודה AA שעל המעגל:

R2=MA2=(−16+24)2+(6−0)2=64+36=100R^2=MA^2=(-16+24)^2+(6-0)^2=64+36=100

משוואת המעגל: (x+24)2+y2=100(x+24)^2+y^2=100.

טעות נפוצה: לקחת את MBMB כרדיוס (MB2=242+182=900MB^2=24^2+18^2=900) ולכתוב (x+24)2+y2=900(x+24)^2+y^2=900. הנקודה BB אינה על המעגל - רק AA עליו.

סעיף ב

תשובה:

D(0,−463)D\left(0,-\frac{46}{3}\right)

משיק מאונך לרדיוס בנקודת ההשקה. שיפוע הרדיוס MAMA הוא שיפוע הישר ABAB, 34\frac34, ולכן שיפוע המשיק הוא −43-\frac43.

משוואת המשיק דרך A(−16,6)A(-16,6):

y−6=−43(x+16)⇒y=−43x−643+6=−43x−463y-6=-\frac43(x+16)\quad\Rightarrow\quad y=-\frac43x-\frac{64}{3}+6=-\frac43x-\frac{46}{3}

חיתוך עם ציר ה-yy (x=0x=0): D(0,−463)D\left(0,-\frac{46}{3}\right).

טעות נפוצה: לקחת שיפוע מאונך בלי היפוך הסימן, +43+\frac43, ולקבל y=43x+823y=\frac43x+\frac{82}{3}, כלומר D(0,823)D\left(0,\frac{82}{3}\right) - מעל BB, בסתירה לסרטוט.

סעיף ג

תשובה:

BD=CD=1003BD=CD=\frac{100}{3}

MM היא אמצע הקוטר ACAC, ולכן C=2M−AC=2M-A:

C=(2⋅(−24)+16, 0−6)=(−32,−6)C=(2\cdot(-24)+16,\ 0-6)=(-32,-6)

BB ו-DD שתיהן על ציר ה-yy:

BD=18−(−463)=1003BD=18-\left(-\frac{46}{3}\right)=\frac{100}{3}
CD=(0+32)2+(−463+6)2=1024+7849=100009=1003CD=\sqrt{(0+32)^2+\left(-\frac{46}{3}+6\right)^2}=\sqrt{1024+\frac{784}{9}}=\sqrt{\frac{10000}{9}}=\frac{100}{3}

לכן BD=CDBD=CD.

דרך נוספת: BA=162+122=20=ACBA=\sqrt{16^2+12^2}=20=AC, כלומר AA אמצע BCBC, ו-DA⊥BCDA\perp BC (משיק מאונך לרדיוס). לכן DADA הוא אנך אמצעי ל-BCBC, וכל נקודה עליו שווה מרחק מ-BB ומ-CC.

טעות נפוצה: לקחת את CC כשיקוף של AA ביחס לציר ה-xx, (−16,−6)(-16,-6), ולקבל CD≈18.5CD\approx18.5 - ואז השוויון "לא מתקיים". הקצה השני של קוטר הוא השיקוף של AA ביחס למרכז MM.

סעיף ד

תשובה:

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

BDBD מונח על ציר ה-yy. שיפוע ABAB הוא 34\frac34, ולכן הזווית בין ABAB לציר ה-xx היא α\alpha עם tan⁡α=34\tan\alpha=\frac34, כלומר α≈36.87∘\alpha\approx36.87^\circ.

ציר ה-yy מאונך לציר ה-xx, ולכן במשולש ישר הזווית שנוצר עם הצירים:

∠ABD=90∘−36.87∘=53.13∘\angle ABD=90^\circ-36.87^\circ=53.13^\circ

בדיקה: tan⁡∠ABD=1612=43\tan\angle ABD=\frac{16}{12}=\frac43 (מ-BB יורדים 12 לאורך ציר ה-yy וזזים 16 אופקית אל AA).

טעות נפוצה: לענות 36.87∘36.87^\circ - הזווית בין ABAB לציר ה-xx, לא לציר ה-yy.

סעיף ה

תשובה:

CK=22.5CK=22.5

לפי סעיף ג, BD=CDBD=CD, ולכן המשולש BCDBCD שווה שוקיים וזוויות הבסיס שלו שוות: ∠BCD=∠CBD\angle BCD=\angle CBD.

MM על הקטע CBCB ו-KK על הקטע CDCD, ולכן ∠MCK=∠BCD=∠CBD=∠ABD≈53.13∘\angle MCK=\angle BCD=\angle CBD=\angle ABD\approx53.13^\circ (סעיף ד).

sin⁡53.13∘=0.8\sin53.13^\circ=0.8 (כי tan⁡=43\tan=\frac43, משולש 3-4-5). CM=R=10CM=R=10.

SMCK=12⋅CM⋅CK⋅sin⁡∠MCK=12⋅10⋅CK⋅0.8=4⋅CKS_{MCK}=\frac12\cdot CM\cdot CK\cdot\sin\angle MCK=\frac12\cdot10\cdot CK\cdot0.8=4\cdot CK
4⋅CK=90⇒CK=22.54\cdot CK=90\quad\Rightarrow\quad CK=22.5

בדיקה: CD=1003≈33.3>22.5CD=\frac{100}{3}\approx33.3>22.5, ולכן KK אכן על הקטע.

טעות נפוצה: להשתמש ב-sin⁡36.87∘=0.6\sin36.87^\circ=0.6 (הזווית עם ציר ה-xx) ולקבל 3⋅CK=903\cdot CK=90, כלומר CK=30CK=30.

שאלה 5 · טרפז ישר זווית במערכת צירים: אורכים ודמיון

בסרטוט שלפניכם טרפז ישר זווית ABCDABCD (∠ABC=90∘\angle ABC=90^\circ, AD∥BCAD\parallel BC). הקודקוד BB נמצא על החלק השלילי של ציר ה-xx. נתון: A(0,4)A(0,4), אורך הצלע ABAB הוא 5.

ABCDM
א.

מצאו את שיעורי הקודקוד BB.

ב.

מצאו את משוואת הצלע BCBC.

נתון כי משוואת האלכסון ACAC היא y=−13x+4y=-\frac13x+4.

ג.

מצאו את אורך הצלע BCBC.

הנקודה MM היא נקודת החיתוך של אלכסוני הטרפז.

ד.

הוכיחו: △DMA∼△BMC\triangle DMA\sim\triangle BMC.

נתון כי אורך הקטע ADAD הוא 3.

ה.

מצאו פי כמה גדול שטח המשולש BMCBMC משטח המשולש DMADMA.

◂ פתרון מלא לשאלה 5

סעיף א

תשובה:

B(−3,0)B(-3,0)

BB על ציר ה-xx, ולכן B(b,0)B(b,0). לפי נוסחת המרחק:

AB2=(b−0)2+(0−4)2=b2+16=25⇒b2=9⇒b=±3AB^2=(b-0)^2+(0-4)^2=b^2+16=25\quad\Rightarrow\quad b^2=9\quad\Rightarrow\quad b=\pm3

BB על החלק השלילי של ציר ה-xx, ולכן B(−3,0)B(-3,0).

טעות נפוצה: לבחור b=3b=3 ולקבל B(3,0)B(3,0) - על החלק החיובי של הציר, בניגוד לנתון.

סעיף ב

תשובה:

y=−34x−94y=-\frac34x-\frac94

∠ABC=90∘\angle ABC=90^\circ, ולכן BC⊥ABBC\perp AB.

mAB=4−00−(−3)=43⇒mBC=−34m_{AB}=\frac{4-0}{0-(-3)}=\frac43\quad\Rightarrow\quad m_{BC}=-\frac34

הישר דרך B(−3,0)B(-3,0):

y=−34(x+3)=−34x−94y=-\frac34(x+3)=-\frac34x-\frac94

טעות נפוצה: לכתוב ישר דרך BB עם שיפוע ABAB עצמו, y=43x+4y=\frac43x+4 - זה הישר ABAB, לא BCBC.

סעיף ג

תשובה:

BC=15BC=15

CC היא נקודת החיתוך של BCBC ושל ACAC:

−13x+4=−34x−94⇒512x=−254⇒x=−15-\frac13x+4=-\frac34x-\frac94\quad\Rightarrow\quad\frac{5}{12}x=-\frac{25}{4}\quad\Rightarrow\quad x=-15

y=−13⋅(−15)+4=9y=-\frac13\cdot(-15)+4=9, ולכן C(−15,9)C(-15,9).

BC=(−15+3)2+(9−0)2=144+81=225=15BC=\sqrt{(-15+3)^2+(9-0)^2}=\sqrt{144+81}=\sqrt{225}=15

טעות נפוצה: לחבר את ההפרשים במקום להשתמש בפיתגורס: BC=12+9=21BC=12+9=21.

סעיף ד

תשובה:

הוכחה (ז.ז.)

AD∥BCAD\parallel BC, והאלכסון ACAC חותך את שניהם: ∠DAM=∠BCM\angle DAM=\angle BCM (זוויות מתחלפות).

באותו אופן, האלכסון BDBD: ∠ADM=∠CBM\angle ADM=\angle CBM (זוויות מתחלפות).

(אפשר גם: ∠AMD=∠CMB\angle AMD=\angle CMB - זוויות קודקודיות.)

לפי משפט הדמיון ז.ז.: △DMA∼△BMC\triangle DMA\sim\triangle BMC, בהתאמה D↔BD\leftrightarrow B, M↔MM\leftrightarrow M, A↔CA\leftrightarrow C.

טעות נפוצה: להתאים D↔CD\leftrightarrow C ו-A↔BA\leftrightarrow B (לפי מיקום הקודקודים בשם הטרפז) ולכתוב DMCM=ADBC\frac{DM}{CM}=\frac{AD}{BC} - יחס שאינו נכון בטרפז הזה, שבו DMBM=AMCM=ADBC\frac{DM}{BM}=\frac{AM}{CM}=\frac{AD}{BC}.

סעיף ה

תשובה:

פי 25

לפי ההתאמה בסעיף ד, ADAD ו-CBCB צלעות מתאימות. יחס הדמיון:

k=BCAD=153=5k=\frac{BC}{AD}=\frac{15}{3}=5

יחס השטחים של משולשים דומים שווה לריבוע יחס הדמיון:

SBMCSDMA=52=25\frac{S_{BMC}}{S_{DMA}}=5^2=25

טעות נפוצה: לענות "פי 5" - יחס הדמיון עצמו, בלי להעלות בריבוע.

שאלה 6 · פונקציה רציונלית זוגית עם פרמטר: חקירה והזזה

נתונה הפונקציה: f(x)=4x2x2−9+af(x)=\frac{4x^2}{x^2-9}+a. aa הוא פרמטר.

א.

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

ב.

הוכיחו כי הפונקציה f(x)f(x) היא זוגית.

נתון כי גרף הפונקציה f(x)f(x) חותך את ציר ה-xx בנקודה שבה x=3x=\sqrt3.

ג.

מצאו את הערך של aa.

הציבו a=2a=2 בפונקציה f(x)f(x) וענו על הסעיפים ד-ו.

ד(1).

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

ד(2).

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

ד(3).

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

ד(4).

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

ה.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

נתונה הפונקציה: g(x)=f(x−7)g(x)=f(x-7).

ו(1).

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

ו(2).

האם הפונקציה g(x)g(x) היא זוגית? נמקו את תשובתכם.

◂ פתרון מלא לשאלה 6

סעיף א

תשובה:

x≠3x\ne3, x≠−3x\ne-3

פונקציה רציונלית מוגדרת כשהמכנה שונה מאפס:

x2−9≠0⇒x2≠9⇒x≠±3x^2-9\ne0\quad\Rightarrow\quad x^2\ne9\quad\Rightarrow\quad x\ne\pm3

תחום ההגדרה: x≠3x\ne3, x≠−3x\ne-3.

טעות נפוצה: לכתוב רק x≠3x\ne3 (לשכוח את השורש השלילי של x2=9x^2=9).

סעיף ב

תשובה:

f(−x)=f(x)f(-x)=f(x) לכל xx בתחום

תחום ההגדרה סימטרי ביחס ל-0: אם x≠±3x\ne\pm3 אז גם −x≠±3-x\ne\pm3.

מציבים −x-x:

f(−x)=4(−x)2(−x)2−9+a=4x2x2−9+a=f(x)f(-x)=\frac{4(-x)^2}{(-x)^2-9}+a=\frac{4x^2}{x^2-9}+a=f(x)

לכן ff זוגית.

טעות נפוצה: לכתוב (−x)2=−x2(-x)^2=-x^2 ולקבל f(−x)=−4x2−x2−9+af(-x)=\frac{-4x^2}{-x^2-9}+a, ולהסיק שהפונקציה "אינה זוגית".

סעיף ג

תשובה:

a=2a=2

הנקודה (3,0)(\sqrt3,0) על הגרף, ולכן f(3)=0f(\sqrt3)=0:

4⋅33−9+a=0⇒−2+a=0⇒a=2\frac{4\cdot3}{3-9}+a=0\quad\Rightarrow\quad-2+a=0\quad\Rightarrow\quad a=2

טעות נפוצה: לאבד את הסימן של המכנה, 123−9=2\frac{12}{3-9}=2, ולקבל a=−2a=-2.

סעיף ד(1)

תשובה:

(0,2)(0,2), (−3,0)(-\sqrt3,0), (3,0)(\sqrt3,0)

f(x)=4x2x2−9+2f(x)=\frac{4x^2}{x^2-9}+2.

ציר ה-yy: f(0)=0−9+2=2f(0)=\frac{0}{-9}+2=2, הנקודה (0,2)(0,2).

ציר ה-xx: 4x2x2−9=−2\frac{4x^2}{x^2-9}=-2, ולכן 4x2=−2x2+184x^2=-2x^2+18, 6x2=186x^2=18, x=±3x=\pm\sqrt3.

(גם בלי חישוב: (3,0)(\sqrt3,0) נתונה, והפונקציה זוגית, ולכן גם (−3,0)(-\sqrt3,0) על הגרף.)

הנקודות: (0,2)(0,2), (−3,0)(-\sqrt3,0), (3,0)(\sqrt3,0).

טעות נפוצה: לשכוח את +2+2 בחיתוך עם ציר ה-yy ולקבל (0,0)(0,0).

סעיף ד(2)

תשובה:

max⁡(0,2)\max(0,2)

גוזרים לפי כלל המנה (הנגזרת של הקבוע 22 היא 00):

f′(x)=8x(x2−9)−4x2⋅2x(x2−9)2=8x3−72x−8x3(x2−9)2=−72x(x2−9)2f'(x)=\frac{8x(x^2-9)-4x^2\cdot2x}{(x^2-9)^2}=\frac{8x^3-72x-8x^3}{(x^2-9)^2}=\frac{-72x}{(x^2-9)^2}

f′(x)=0f'(x)=0 רק כש-x=0x=0. המכנה חיובי, ולכן הסימן של f′f' הפוך לסימן של xx:

משמאל ל-0 (בסביבה) f′>0f'>0, ומימין f′<0f'<0 - מקסימום. f(0)=2f(0)=2.

נקודת הקיצון: max⁡(0,2)\max(0,2).

טעות נפוצה: להפוך את סדר המונה בכלל המנה (4x2⋅2x−8x(x2−9)4x^2\cdot2x-8x(x^2-9)) ולקבל f′=72x(x2−9)2f'=\frac{72x}{(x^2-9)^2}, ומכאן "מינימום" ב-(0,2)(0,2).

סעיף ד(3)

תשובה:

עלייה: x<−3x<-3 או −3<x<0-3<x<0; ירידה: 0<x<30<x<3 או x>3x>3

f′(x)=−72x(x2−9)2f'(x)=\frac{-72x}{(x^2-9)^2}: המכנה חיובי בכל התחום, ולכן f′>0f'>0 כש-x<0x<0 ו-f′<0f'<0 כש-x>0x>0.

בטבלת הסימנים מסמנים גם את x=±3x=\pm3, שבהן הפונקציה אינה מוגדרת:

xxx<−3x<-3−3<x<0-3<x<0000<x<30<x<3x>3x>3
f′(x)f'(x)++0−−
f(x)f(x)↗↗מקסימום↘↘

עלייה: x<−3x<-3 או −3<x<0-3<x<0. ירידה: 0<x<30<x<3 או x>3x>3.

טעות נפוצה: לכתוב "עלייה: x<0x<0, ירידה: x>0x>0", כאילו התחום רציף - ולכלול את x=±3x=\pm3 שבהן הפונקציה אינה מוגדרת.

סעיף ד(4)

תשובה:

x=3x=3, x=−3x=-3, y=6y=6

אנכיות: המכנה מתאפס ב-x=±3x=\pm3 והמונה שם 36≠036\ne0, ולכן x=3x=3 ו-x=−3x=-3 אסימפטוטות אנכיות.

אופקית: כש-x→±∞x\to\pm\infty, 4x2x2−9→41=4\frac{4x^2}{x^2-9}\to\frac41=4 (מעלות שוות - יחס המקדמים המובילים), ולכן f(x)→4+2=6f(x)\to4+2=6.

האסימפטוטות: x=3x=3, x=−3x=-3, y=6y=6.

טעות נפוצה: לשכוח את התוספת +2+2 ולכתוב y=4y=4.

סעיף ה

תשובה:

שלושה ענפים: באמצע "כיפה" עם מקסימום (0,2)(0,2) החותכת את ציר ה-xx ב-±3\pm\sqrt3 ויורדת ל-−∞-\infty ליד x=±3x=\pm3; משמאל ל-−3-3 ומימין ל-33 ענפים מעל y=6y=6, היורדים מ-+∞+\infty אל האסימפטוטה (מימין) ועולים אליה (משמאל, בשיקוף)

מרכזים: תחום x≠±3x\ne\pm3; אסימפטוטות x=±3x=\pm3, y=6y=6; מקסימום (0,2)(0,2); חיתוכים (±3,0)(\pm\sqrt3,0); עלייה ב-x<−3x<-3 וב-−3<x<0-3<x<0, ירידה ב-0<x<30<x<3 וב-x>3x>3.

הענף האמצעי: עולה מ-−∞-\infty (ליד x=−3x=-3) עד (0,2)(0,2) ויורד ל-−∞-\infty (ליד x=3x=3).

הענף הימני (x>3x>3): יורד, ולכן מגיע מ-+∞+\infty ליד x=3x=3 ומתקרב ל-y=6y=6 מלמעלה. הענף השמאלי הוא תמונת ראי שלו (זוגיות).

-10-5510-10-551015

טעות נפוצה: לצייר את הענפים החיצוניים מתחת ל-y=6y=6 (עולים אל האסימפטוטה מלמטה). בענף הימני הפונקציה יורדת, ולכן היא מעל הערך שאליו היא שואפת.

סעיף ו(1)

תשובה:

x=10x=10, x=4x=4, y=6y=6

g(x)=f(x−7)g(x)=f(x-7) היא הזזה של גרף ff ב-7 יחידות ימינה.

האסימפטוטות האנכיות זזות 7 ימינה: x=3+7=10x=3+7=10 ו-x=−3+7=4x=-3+7=4.

האסימפטוטה האופקית לא משתנה בהזזה אופקית: y=6y=6.

טעות נפוצה: להזיז שמאלה ולקבל x=−4x=-4 ו-x=−10x=-10. ב-f(x−7)f(x-7) הגרף זז ימינה: g(10)g(10) "מתנהג" כמו f(3)f(3).

סעיף ו(2)

תשובה:

לא

גרף של פונקציה זוגית סימטרי ביחס לציר ה-yy, ותחום ההגדרה שלה סימטרי ביחס ל-0.

גרף gg סימטרי ביחס לישר x=7x=7 (ציר הסימטריה של ff זז 7 ימינה), ותחום ההגדרה שלו, x≠4x\ne4, x≠10x\ne10, אינו סימטרי ביחס ל-0: למשל g(−4)g(-4) מוגדר אבל g(4)g(4) לא.

לכן gg אינה זוגית.

טעות נפוצה: לענות "כן, כי ff זוגית". הזזה אופקית מזיזה גם את ציר הסימטריה.

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

נתונה הפונקציה: f(x)=2x−45x−16f(x)=2x-4\sqrt{5x-16}.

א.

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

ב.

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

ג.

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

ד.

סרטטו סקיצה של גרף הפונקציה f(x)f(x).

פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x) מוגדרת בתחום x>3.2x>3.2.

גרף I
גרף II
גרף III
גרף IV
ה(1).

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

ה(2).

חשבו את השטח המוגבל על ידי גרף פונקציית הנגזרת f′(x)f'(x), על ידי ציר ה-xx ועל ידי הישרים x=4x=4 ו-x=13x=13.

◂ פתרון מלא לשאלה 7

סעיף א

תשובה:

x≥3.2x\ge3.2

הביטוי שבתוך השורש חייב להיות אי-שלילי:

5x−16≥0⇒x≥165=3.25x-16\ge0\quad\Rightarrow\quad x\ge\frac{16}{5}=3.2

טעות נפוצה: לכתוב x>3.2x>3.2 ולהוציא את x=3.2x=3.2 מהתחום. ב-x=3.2x=3.2 השורש הוא 0=0\sqrt0=0 - מוגדר, ושם נמצאת נקודת קצה של הגרף.

סעיף ב

תשובה:

(4,0)(4,0), (16,0)(16,0)

f(x)=0f(x)=0: מבודדים את השורש: 2x=45x−162x=4\sqrt{5x-16}, כלומר x=25x−16x=2\sqrt{5x-16} (צריך x≥0x\ge0).

מעלים בריבוע:

x2=4(5x−16)⇒x2−20x+64=0⇒(x−4)(x−16)=0x^2=4(5x-16)\quad\Rightarrow\quad x^2-20x+64=0\quad\Rightarrow\quad(x-4)(x-16)=0

בדיקה במשוואה המקורית: f(4)=8−44=0f(4)=8-4\sqrt4=0 ✓, f(16)=32−464=0f(16)=32-4\sqrt{64}=0 ✓. שני הפתרונות בתחום.

הנקודות: (4,0)(4,0), (16,0)(16,0).

טעות נפוצה: להעלות בריבוע בלי לרבע את המקדם שלפני השורש: x2=2(5x−16)x^2=2(5x-16), כלומר x2−10x+32=0x^2-10x+32=0 - בלי פתרון, ומכאן "אין חיתוך עם ציר ה-xx".

סעיף ג

תשובה:

max⁡(3.2,6.4)\max(3.2,6.4), min⁡(8.2,−3.6)\min(8.2,-3.6)

גוזרים (כלל השרשרת: הנגזרת של 5x−16\sqrt{5x-16} היא 525x−16\frac{5}{2\sqrt{5x-16}}):

f′(x)=2−4⋅525x−16=2−105x−16,x>3.2f'(x)=2-4\cdot\frac{5}{2\sqrt{5x-16}}=2-\frac{10}{\sqrt{5x-16}},\qquad x>3.2

f′(x)=0f'(x)=0: 5x−16=5\sqrt{5x-16}=5, 5x−16=255x-16=25, x=8.2x=8.2. f(8.2)=16.4−4⋅5=−3.6f(8.2)=16.4-4\cdot5=-3.6.

סימן הנגזרת: ב-3.2<x<8.23.2<x<8.2 השורש קטן מ-5, ולכן f′<0f'<0 (יורדת); ב-x>8.2x>8.2, f′>0f'>0 (עולה). לכן (8.2,−3.6)(8.2,-3.6) מינימום.

נקודת הקצה x=3.2x=3.2: f(3.2)=6.4−0=6.4f(3.2)=6.4-0=6.4. מימינה הפונקציה יורדת, ולכן (3.2,6.4)(3.2,6.4) מקסימום (קיצון בקצה התחום).

נקודות הקיצון: max⁡(3.2,6.4)\max(3.2,6.4), min⁡(8.2,−3.6)\min(8.2,-3.6).

טעות נפוצה: לשכוח את גורם השרשרת 5 ולגזור f′(x)=2−25x−16f'(x)=2-\frac{2}{\sqrt{5x-16}}; אז 5x−16=1\sqrt{5x-16}=1 ומקבלים "מינימום" שגוי ב-(3.4,2.8)(3.4,2.8).

סעיף ד

תשובה:

הגרף מתחיל בנקודה (3.2,6.4)(3.2,6.4), יורד דרך (4,0)(4,0) עד המינימום (8.2,−3.6)(8.2,-3.6), ועולה דרך (16,0)(16,0)

מרכזים: הגרף מתחיל בנקודת הקצה (3.2,6.4)(3.2,6.4) (מקסימום), יורד, חותך את ציר ה-xx ב-(4,0)(4,0), מגיע למינימום (8.2,−3.6)(8.2,-3.6), עולה וחותך שוב ב-(16,0)(16,0).

משמאל ל-x=3.2x=3.2 אין גרף.

5101520-55

טעות נפוצה: לצייר את הגרף ממשיך שמאלה מ-(3.2,6.4)(3.2,6.4), או מתחיל בראשית. הפונקציה מוגדרת רק ב-x≥3.2x\ge3.2.

סעיף ה(1)

תשובה:

גרף I

לפי סעיף ג: ff יורדת ב-3.2<x<8.23.2<x<8.2 ועולה ב-x>8.2x>8.2, ולכן f′<0f'<0 משמאל ל-8.2, f′=0f'=0 ב-8.2, ו-f′>0f'>0 מימין: גרף הנגזרת חותך את ציר ה-xx מלמטה למעלה.

ליד x=3.2x=3.2: 105x−16→∞\frac{10}{\sqrt{5x-16}}\to\infty, ולכן f′→−∞f'\to-\infty. כש-x→∞x\to\infty: f′→2f'\to2, ערך חיובי.

הגרף היחיד שעולה מ-−∞-\infty, חותך את ציר ה-xx ומתקרב לערך חיובי הוא גרף I.

טעות נפוצה: לבחור בגרף II (יורד מ-+∞+\infty וחותך את הציר כלפי מטה), מתוך מחשבה שהנגזרת "מתחילה גבוה" כמו הפונקציה בנקודת המקסימום שלה. הפונקציה יורדת מימין לקצה, ולכן שם הנגזרת שלילית.

סעיף ה(2)

תשובה:

5.25.2

f′f' מחליפה סימן ב-x=8.2x=8.2: בין 4 ל-8.2 הגרף מתחת לציר, ובין 8.2 ל-13 מעליו. מפצלים את השטח.

הפונקציה הקדומה של f′f' היא ff עצמה. ערכים: f(4)=0f(4)=0, f(8.2)=−3.6f(8.2)=-3.6, f(13)=26−449=−2f(13)=26-4\sqrt{49}=-2.

S1=−∫48.2f′(x) dx=−[f(8.2)−f(4)]=3.6S_1=-\int_4^{8.2}f'(x)\,dx=-\left[f(8.2)-f(4)\right]=3.6
S2=∫8.213f′(x) dx=f(13)−f(8.2)=−2+3.6=1.6S_2=\int_{8.2}^{13}f'(x)\,dx=f(13)-f(8.2)=-2+3.6=1.6
S=3.6+1.6=5.2S=3.6+1.6=5.2

טעות נפוצה: לחשב אינטגרל אחד מ-4 עד 13 בלי לפצל: f(13)−f(4)=−2f(13)-f(4)=-2, ולענות שהשטח 2. החלק שמתחת לציר מקזז את החלק שמעליו.

שאלה 8 · בעיית קיצון: שטח מתחם משלושה חלקים

אדריכלית נוף תכננה מתחם ציבורי. המתחם מורכב משלושה חלקים המחוברים זה לזה: מבואה - המלבן ABCDABCD; שביל גישה - המלבן BEFCBEFC; גן פסלים - הריבוע EGHKEGHK. הנקודות A,B,E,GA, B, E, G נמצאות על ישר אחד, כמתואר בסרטוט.

ABEGDCFKH

אורך הקטע AGAG הוא 8 מטרים. אורך הצלע EGEG גדול פי 2 מאורך הצלע ABAB. נסמן ב-xx את אורך הצלע ABAB.

א.

הביעו באמצעות xx את אורך הצלע BEBE.

נתון כי שטח המבואה הוא 1 מ"ר.

ב(1).

הביעו באמצעות xx את אורך הצלע ADAD.

ב(2).

הביעו באמצעות xx את השטח הכולל של המתחם.

ג.

מצאו את הערך של xx שבעבורו השטח הכולל של המתחם הוא מינימלי.

ד.

האם ייתכן שהשטח הכולל של המתחם הוא 9 מ"ר? נמקו את תשובתכם.

◂ פתרון מלא לשאלה 8

סעיף א

תשובה:

BE=8−3xBE=8-3x

AG=AB+BE+EGAG=AB+BE+EG. נתון AB=xAB=x ו-EG=2xEG=2x:

x+BE+2x=8⇒BE=8−3xx+BE+2x=8\quad\Rightarrow\quad BE=8-3x

טעות נפוצה: להחסיר רק את EGEG ולכתוב BE=8−2xBE=8-2x - לשכוח שגם ABAB הוא חלק מ-AGAG.

סעיף ב(1)

תשובה:

AD=1xAD=\frac1x

שטח המלבן ABCDABCD: AB⋅AD=1AB\cdot AD=1, כלומר x⋅AD=1x\cdot AD=1:

AD=1xAD=\frac1x

טעות נפוצה: לכתוב AD=1−xAD=1-x (להחסיר במקום לחלק), כאילו נתון היקף ולא שטח.

סעיף ב(2)

תשובה:

S(x)=4x2+1+8−3xx=4x2+8x−2S(x)=4x^2+1+\frac{8-3x}{x}=4x^2+\frac8x-2

מבואה: 1. שביל הגישה BEFCBEFC: הרוחב שלו BC=AD=1xBC=AD=\frac1x (צלע משותפת עם המבואה), והאורך BE=8−3xBE=8-3x, ולכן שטחו 8−3xx\frac{8-3x}{x}.

גן הפסלים: ריבוע שצלעו EG=2xEG=2x, שטחו (2x)2=4x2(2x)^2=4x^2.

S(x)=1+8−3xx+4x2=4x2+8x−3+1=4x2+8x−2S(x)=1+\frac{8-3x}{x}+4x^2=4x^2+\frac8x-3+1=4x^2+\frac8x-2

טעות נפוצה: לחשב את שטח הריבוע כ-2x22x^2 (לשכוח לרבע את 2), ולקבל S=2x2+8x−2S=2x^2+\frac8x-2.

סעיף ג

תשובה:

x=1x=1

תחום: כל האורכים חיוביים - x>0x>0 ו-8−3x>08-3x>0, כלומר 0<x<830<x<\frac83.

S′(x)=8x−8x2S'(x)=8x-\frac{8}{x^2}

S′(x)=0S'(x)=0: 8x=8x28x=\frac8{x^2}, x3=1x^3=1, x=1x=1 (בתחום).

סימן: ב-0<x<10<x<1, S′<0S'<0 (למשל S′(0.5)=4−32<0S'(0.5)=4-32<0); ב-1<x<831<x<\frac83, S′>0S'>0 (למשל S′(2)=16−2>0S'(2)=16-2>0). לכן x=1x=1 מינימום.

טעות נפוצה: לגזור 8x\frac8x כ-+8x2+\frac8{x^2} (לשכוח את המינוס). אז 8x+8x2=08x+\frac8{x^2}=0 נותן x=−1x=-1 - מחוץ לתחום.

סעיף ד

תשובה:

לא

לפי סעיף ג, ל-S(x)S(x) יש בתחום נקודת מינימום אחת, x=1x=1, והיא המינימום המוחלט (הפונקציה יורדת לפניה ועולה אחריה).

S(1)=4+8−2=10S(1)=4+8-2=10

השטח הכולל תמיד לפחות 10 מ"ר, ולכן הוא לא יכול להיות 9 מ"ר.

טעות נפוצה: לענות "כן" בנימוק ש"השטח משתנה ברציפות ויכול לקבל כל ערך". הפונקציה רציפה, אבל טווח הערכים שלה בתחום הוא S≥10S\ge10.

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.