שאלות פתוחות: בעיות קיצון בתחום פתוח ובתחום סגור - כיתה י"א 4 יח"ל
בדף הזה 13 שאלות פתוחות במתמטיקה על בעיות קיצון בתחום פתוח ובתחום סגור, לתלמידי כיתה י"א 4 יח"ל, מתוך הנושא "חשבון דיפרנציאלי: בעיות ערך קיצון (חומר קודם)". השאלות בכמה רמות (קלה, בינונית, קשה), משאלות קצרות לתרגול מיומנות אחת ועד שאלות עם כמה סעיפים. מורים יכולים לבחור מהן שאלות, לבנות מבחן או דף עבודה, להוסיף פתרונות ולהוריד ל-Word.
שאלה 1 · בעיית קיצון: מלבן בין הצירים לפרבולהשאלה מלאה · קלה
נתונה הפונקציה . הנקודה נמצאת על גרף הפונקציה ברביע הראשון. הנקודה היא ההיטל של על ציר ה-, והנקודה היא ההיטל של על ציר ה-, כך ש- הוא מלבן ( - ראשית הצירים). נסמן ב- את שיעור ה- של .
הביעו באמצעות את אורכי הצלעות ו- ואת שטח המלבן. מהו תחום הערכים של ?
מצאו את הערך של שבעבורו שטח המלבן מקסימלי, והראו שזו אכן נקודת מקסימום.
מהו השטח המקסימלי? האם ייתכן מלבן כזה ששטחו 20? נמקו.
שאלה 2 · בעיית קיצון: מלבן מתחת לפרבולה הפוכהשאלה מלאה · בינונית
נתונה הפונקציה: ונתון הישר . הנקודה נמצאת על גרף הפונקציה ברביע הראשון. מן הנקודה מעבירים ישר המקביל לציר ה- וחותך את הישר הנתון בנקודה . הנקודות ו- נמצאות על ציר ה- כך שהמרובע הוא מלבן (ראה סרטוט). נסמן ב- את שיעור ה- של הנקודה .
מצאו את הערך של שבעבורו שטח המלבן הוא מקסימלי.
האם ייתכן מלבן שנבנה באופן המתואר ושטחו הוא 40? נמקו.
שאלה 3 · מלבן בין פרבולה לישר משתנה: מתי יש מקסימוםשאלה מלאה · קשה
נתונה הפונקציה ונתון הישר , כאשר . הנקודה נמצאת על גרף הפונקציה ברביע הראשון, משמאל לישר. מן הנקודה מעבירים ישר המקביל לציר ה- וחותך את הישר בנקודה . הנקודות ו- נמצאות על ציר ה- כך שהמרובע הוא מלבן. נסמן ב- את שיעור ה- של .
הביעו את שטח המלבן באמצעות ו-, וקבעו את תחום הערכים של .
לאילו ערכים של יש לפונקציית השטח נקודת קיצון בתחום ?
נתון כי שטח המלבן מקסימלי כאשר . מצאו את ואת השטח המקסימלי.
בעבור שמצאתם, מצאו את כל הערכים האפשריים של שטח המלבן .
שאלה 4 · שטח מקסימלי כשהתחום סגור מצד אחדשאלה קצרה · קלה
רוצים לגדר חלקה מלבנית בגדר שאורכה 24 מטרים, המקיפה את כל החלקה. אורך אחת הצלעות של החלקה הוא מטרים, ובגלל מבנה סמוך הצלע הזאת יכולה להיות לכל היותר 4 מטרים.
שטח החלקה (במ"ר) הוא , כאשר .
מצאו את הערך של שבעבורו שטח החלקה הגדול ביותר, ואת השטח הזה. שימו לב לתחום של .
שאלה 5 · האם השטח אפשרי?שאלה קצרה · בינונית
קודקוד אחד של מלבן נמצא בראשית הצירים, שתי צלעות שלו על הצירים, והקודקוד הנגדי לראשית נמצא על הישר ברביע הראשון.
האם ייתכן ששטח המלבן הוא 13? נמקו.
כמה מלבנים כאלה יש ששטחם 12? מצאו את שיעורי הקודקוד שעל הישר בכל אחד מהם.
שאלה 6 · לאילו קטעים הערך הגדול ביותר אינו משתנה?שאלה קצרה · קשה
נתונה הפונקציה . מתבוננים בפונקציה בקטע הסגור , כאשר .
מצאו את כל הערכים של שבעבורם הערך הגדול ביותר של בקטע הוא 54.
שאלה 7 · הגובה הגבוה והנמוך ביותר בפרק זמן סגורשאלה קצרה · בינונית
גובהו של רחפן מעל הקרקע (במטרים) דקות אחרי תחילת המדידה הוא , כאשר .
מצאו את הגובה הגבוה ביותר ואת הגובה הנמוך ביותר של הרחפן בפרק הזמן הזה, ומתי הם מתקבלים.
שאלה 8 · מלבן בתחום פתוח: יש מקסימום, אין מינימוםשאלת ביניים · קשה
הנקודה נמצאת על גרף הפונקציה , ושיעור ה- שלה הוא , כאשר . מהנקודה מורידים אנכים לשני הצירים, ונוצר מלבן שאחד מקודקודיו הוא ראשית הצירים והקודקוד שמולו הוא .
הביעו באמצעות את שטח המלבן, ומצאו את נקודות הקיצון המקומיות של פונקציית השטח בתחום ואת סוגן.
האם יש מלבן ששטחו הגדול ביותר מבין כל המלבנים האלה? האם יש מלבן ששטחו הקטן ביותר? נמקו.
כמה מלבנים כאלה יש ששטחם 18? כמה מלבנים כאלה יש ששטחם 20? נמקו בלי לפתור משוואה ממעלה שלישית.
שאלה 9 · גובהו של כדור פורח: קיצון בקטע סגור ובחלק ממנושאלת ביניים · בינונית
גובהו של כדור פורח (בעשרות מטרים) שעות אחרי תחילת המדידה מתואר בפונקציה , כאשר .
מצאו את תחומי העלייה והירידה של הפונקציה בקטע .
מצאו את הגובה הגבוה ביותר ואת הגובה הנמוך ביותר של הכדור בכל זמן הטיסה, ומתי הם מתקבלים.
מצאו את הגובה הגבוה ביותר ואת הגובה הנמוך ביותר של הכדור בפרק הזמן .
שאלות מבחינות הבגרות על השיעור
השאלות המלאות, עם פתרון מלא לכל סעיף, בדף של כל בחינה.
נתונה הפונקציה: ונתון הישר . הנקודה נמצאת על גרף הפונקציה ברביע הראשון משמאל לישר. מן הנקודה מעבירים ישר המקביל לציר ה-…
שאלות מתאימות מכיתות אחרות (3)
שאלות שנכתבו לכיתה אחרת ומתאימות גם לשיעור הזה. פותחים אותן במחולל המבחנים.
- משיק לפולינום בנקודה כללית: תחום הפרמטר ושטח מקסימלי של משולש (שאלה מלאה · בינונית)
נתונה הפונקציה: , המוגדרת לכל . הנקודה B נמצאת על גרף הפונקציה ברביע השני (ראו…
- משיק לפולינום בנקודה כללית: שטח משולש בשלבים (שאלה מלאה · קלה)
נתונה הפונקציה . הנקודה B נמצאת על גרף הפונקציה ברביע השני, ו- הוא שיעור ה- שלה.…
- חוט שנחתך לריבוע ולמלבן: סכום שטחים מינימלי (שאלה קצרה · קלה)
חוט שאורכו 28 ס״מ חותכים לשני חלקים. מחלק אחד יוצרים ריבוע, ומן החלק האחר יוצרים מלבן שאורכו גדול פי 3 מרוחבו.…