שאלות פתוחות: בעיות קיצון בשטח ובהיקף: מלבן, משולש וגדר - כיתה י"א 5 יח"ל
בדף הזה 11 שאלות פתוחות במתמטיקה על בעיות קיצון בשטח ובהיקף: מלבן, משולש וגדר, לתלמידי כיתה י"א 5 יח"ל, מתוך הנושא "בעיות ערך קיצון: גאומטריה (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 · חוט באורך 12 ס״מ שנחתך למשולש שווה-צלעות ולמשושה משוכללשאלה מלאה · קלה
חוט שאורכו 12 ס״מ חותכים לשני חלקים. מחלק אחד יוצרים משולש שווה-צלעות, ומן החלק האחר יוצרים משושה משוכלל. נסמן ב- את אורך צלע המשולש (בס״מ).
מצאו את תחום ההגדרה של .
הראו כי סכום השטחים של שתי הצורות הוא . (משושה משוכלל מורכב משישה משולשים שווי-צלעות.)
מצאו את שבעבורו סכום השטחים מינימלי, ואת סכום השטחים המינימלי.
הראו כי כאשר סכום השטחים מינימלי, רדיוס המעגל החסום במשולש שווה לרדיוס המעגל החסום במשושה.
שאלה 2 · חוט שנחתך לריבוע ולמעגל: סכום שטחים מינימלישאלה מלאה · בינונית
חותכים חוט שאורכו לשני חלקים. מחלק אחד של החוט יוצרים ריבוע ומן החלק האחר יוצרים מעגל. נסמן ב- את אורך צלע הריבוע.
הביעו באמצעות את תחום ההגדרה של .
הביעו באמצעות את אורך צלע הריבוע, שעבורו סכום השטחים של שתי הצורות הוא מינימלי.
הראו כי כאשר סכום השטחים של שתי הצורות הוא מינימלי, אי אפשר לחסום את הריבוע שהתקבל במעגל שהתקבל.
שאלה 3 · חוט שנחתך למשולש שווה-צלעות ולריבוע: מעגלים חסומים שווים ומספר דרכי החיתוךשאלה מלאה · קשה
חותכים חוט שאורכו לשני חלקים. מחלק אחד יוצרים משולש שווה-צלעות, ומן החלק האחר יוצרים ריבוע (אורך כל אחד משני החלקים חיובי). נסמן ב- את אורך צלע המשולש, וב- את סכום השטחים של שתי הצורות.
הביעו באמצעות את אורך צלע המשולש שבעבורו מינימלי.
מצאו את היחס בין רדיוס המעגל החסום במשולש לבין רדיוס המעגל החסום בריבוע, כאשר מינימלי.
נתון כי כאשר מינימלי, רדיוס המעגל החסום בריבוע הוא 1 ס״מ. מצאו את ואת סכום השטחים המינימלי.
מצאו, באמצעות , את כל ערכי שבעבורם יש בדיוק שתי דרכים לחתוך את החוט כך שסכום השטחים יהיה .
שאלה 4 · חוט שנחתך לריבוע ולמלבן: סכום שטחים מינימלישאלה קצרה · קלה
חוט שאורכו 28 ס״מ חותכים לשני חלקים. מחלק אחד יוצרים ריבוע, ומן החלק האחר יוצרים מלבן שאורכו גדול פי 3 מרוחבו. נסמן ב- את אורך צלע הריבוע (בס״מ).
הביעו באמצעות את סכום השטחים של שתי הצורות, ומצאו את תחום ההגדרה של .
מצאו את שבעבורו סכום השטחים מינימלי, ואת סכום השטחים המינימלי.
שאלה 5 · מלבן שאורך אלכסונו נתון: היקף מקסימלישאלה קצרה · בינונית
אורך האלכסון של מלבן הוא ס"מ. נסמן ב- את אורך אחת מצלעות המלבן (בס"מ).
מצאו את אורכי צלעות המלבן שהיקפו הגדול ביותר, ואת ההיקף הזה.
שאלה 6 · מחיר גדר שעבורו המגרש הזול ביותר לגידור הוא ריבועשאלה קצרה · קשה
מגרש מלבני ששטחו מ"ר צמוד לקיר, ומגדרים את שלוש צלעותיו האחרות. מחיר מטר גדר בצלע המקבילה לקיר הוא ש"ח (), ומחיר מטר גדר בכל אחת משתי הצלעות הניצבות לקיר הוא ש"ח. נסמן ב- את אורך הצלע המקבילה לקיר (במטרים). עלות הגידור היא ש"ח, .
ידוע שהמגרש שעלות הגידור שלו מינימלית הוא ריבוע. מצאו את ואת העלות המינימלית.
שאלה 7 · חלקה מלבנית ליד נהר עם גדר מחיצה: שטח מקסימלישאלה קצרה · קלה
חקלאי מגדר חלקה מלבנית הצמודה לנהר ישר. לאורך הנהר אין צורך בגדר. גדר פנימית, הניצבת לנהר, מחלקת את החלקה לשתי חלקות. לרשות החקלאי מטר גדר, והוא משתמש בכולה (שתי הצלעות הניצבות לנהר, הגדר הפנימית והצלע המקבילה לנהר). נסמן ב- את אורך כל אחת משלוש הגדרות הניצבות לנהר (במטרים).
מצאו את מידות החלקה שבעבורן שטחה הגדול ביותר, ואת השטח הזה.
שאלה 8 · היקף מקסימלי של מרובע בתוך מלבןשאלה קצרה · בינונית
נתון מלבן .
הנקודה היא אמצע הצלע .
היא נקודה על הצלע , כך ש- מאונך ל-.
הנקודה נמצאת על כך ש- ס"מ (ראו סרטוט).
, ונתון כי , כאשר .
חשבו את אורך צלע המלבן שעבורו היקף המרובע יהיה מקסימלי (אפשר להשאיר שורש בתשובה).
שאלה 9 · משולש בתוך מלבן בשטח נתון: שטח מינימלישאלת ביניים · קשה
הוא מלבן ששטחו סמ"ר. הנקודה היא נקודה פנימית בצלע כך ש- ס"מ, והנקודה היא נקודה פנימית בצלע כך ש- ס"מ (ראו סרטוט). נסמן .
הביעו באמצעות את שטח המשולש , וקבעו את תחום הערכים האפשריים של .
מצאו את השטח הקטן ביותר האפשרי של המשולש .
שאלה 10 · משולש שווה-שוקיים עם שוקיים נתונות: שטח מקסימלישאלת ביניים · בינונית
במשולש שווה שוקיים אורך כל אחת מהשוקיים 10 ס"מ, ואורך הבסיס .
הביעו את שטח המשולש באמצעות .
מה צריך להיות אורך הבסיס כדי ששטח המשולש יהיה מקסימלי?
שאלות מבחינות הבגרות על השיעור
השאלות המלאות, עם פתרון מלא לכל סעיף, בדף של כל בחינה.
חותכים חוט שאורכו לשני חלקים. מחלק אחד של החוט יוצרים משולש שווה-צלעות ומן החלק האחר יוצרים מעגל. נסמן ב- את אורך צלע המשולש.