דילוג לתוכן המרכזי

שאלות פתוחות: הוכחת זהויות - כיתה י"א 5 יח"ל

שאלות על הוכחת זהויות טריגונומטריות לכיתה י"א, 5 יחידות. בשאלות מוכיחים שביטויים כמו (sin 3x-sin x)/(cos 3x+cos x) או sin x/(1+cos x)+(1+cos x)/sin x שווים לביטוי פשוט יותר, מפשטים את sin⁴x+cos⁴x, ומוצאים את הטעות בטענה של תלמיד שהעלה בריבוע את שני האגפים. רוב השאלות בינוניות. מתאים לשיעור על כתיבת הוכחה מסודרת; המורה בוחר שאלות לבוחן או לדף עבודה ומקבל פתרון מלא וייצוא ל-Word.

16 שאלותקלה: 3בינונית: 11קשה: 2

שאלה 1 · הוכחת זהויותשאלה קצרה · קלה

נתון הביטוי sin⁡3x−sin⁡xcos⁡3x+cos⁡x\frac{\sin3x-\sin x}{\cos3x+\cos x}, המוגדר לכל xx שעבורו המכנה שונה מאפס.

הוכיחו כי לכל xx בתחום ההגדרה מתקיים: sin⁡3x−sin⁡xcos⁡3x+cos⁡x=tan⁡x\frac{\sin3x-\sin x}{\cos3x+\cos x}=\tan x.

שאלה 2 · הוכחת זהויותשאלת ביניים · בינונית

נתונה הפונקציה f(x)=sin⁡4x+cos⁡4xf(x)=\sin^4x+\cos^4x, המוגדרת לכל xx.

א.

הוכיחו כי לכל xx מתקיים: f(x)=34+14cos⁡4xf(x)=\frac{3}{4}+\frac{1}{4}\cos4x.

ב.

מצאו את הערך המקסימלי ואת הערך המינימלי של f(x)f(x), ואת ערך xx הקטן ביותר בתחום x≥0x\ge0 שבו מתקבל המינימום.

שאלה 3 · הוכחת זהות בעזרת חצאי זוויותשאלה קצרה · קשה

נתון הביטוי cos⁡x1−sin⁡x\frac{\cos x}{1-\sin x}, המוגדר לכל xx שעבורו sin⁡x≠1\sin x\ne1.

הוכיחו כי לכל xx בתחום ההגדרה של שני האגפים מתקיים: cos⁡x1−sin⁡x=tan⁡(π4+x2)\frac{\cos x}{1-\sin x}=\tan\left(\frac{\pi}{4}+\frac{x}{2}\right).

שאלה 4 · הוכחת זהויותשאלה קצרה · קלה

נתון הביטוי sin⁡x1+cos⁡x+1+cos⁡xsin⁡x\frac{\sin x}{1+\cos x}+\frac{1+\cos x}{\sin x}, המוגדר לכל xx שעבורו sin⁡x≠0\sin x\ne0.

הוכיחו כי לכל xx בתחום ההגדרה מתקיים: sin⁡x1+cos⁡x+1+cos⁡xsin⁡x=2sin⁡x\frac{\sin x}{1+\cos x}+\frac{1+\cos x}{\sin x}=\frac{2}{\sin x}.

שאלה 5 · הוכחת זהויותשאלה קצרה · בינונית

תלמיד טען שהשוויון sin⁡x+cos⁡x=1+sin⁡2x\sin x+\cos x=\sqrt{1+\sin2x} הוא זהות, כי בהעלאת שני האגפים בריבוע מתקבל שוויון שנכון לכל xx.

א.

האם טענת התלמיד נכונה? אם כן - הוכיחו אותה; אם לא - הביאו דוגמה נגדית והסבירו היכן הטעות בנימוק שלו.

ב.

מצאו את כל ערכי xx בתחום 0≤x≤2π0\le x\le2\pi שעבורם השוויון sin⁡x+cos⁡x=1+sin⁡2x\sin x+\cos x=\sqrt{1+\sin2x} מתקיים.

שאלה 6 · שרשרת זהויות עם טנגנס של זוויות כפולותשאלת ביניים · קשה

בשאלה זו xx היא זווית שעבורה כל הטנגנסים המופיעים מוגדרים ושונים מאפס.

א.

הוכיחו כי 1tan⁡x−tan⁡x=2tan⁡2x\frac{1}{\tan x}-\tan x=\frac{2}{\tan2x}.

ב.

הוכיחו כי tan⁡x+2tan⁡2x=1tan⁡x−4tan⁡4x\tan x+2\tan2x=\frac{1}{\tan x}-\frac{4}{\tan4x}.

ג.

הוכיחו כי tan⁡x+2tan⁡2x+4tan⁡4x+8tan⁡8x=1tan⁡x\tan x+2\tan2x+4\tan4x+\frac{8}{\tan8x}=\frac{1}{\tan x}.

שאלה 7 · שאלות קצרות מודרכות: אינדוקציה, זוויות במשולש, הסתברות גאומטרית ואסימפטוטותשאלה מלאה · קלה

שאלה זו בנויה מארבעה סעיפים א-ד שאינם תלויים זה בזה.

א.

בסדרה מתקיים: an+1=an+2n+1a_{n+1}=a_n+2n+1.

(1)

הוכיחו: אם עבור kk טבעי מסוים ak=k2+1a_k=k^2+1, אז ak+1=(k+1)2+1a_{k+1}=(k+1)^2+1.

(2)

נתון גם a1=3a_1=3. האם לכל nn טבעי מתקיים an=n2+1a_n=n^2+1? נמקו.

ב.

בדקו נכונות / אי נכונות הטענה הבאה. אם היא נכונה - הוכיחו אותה, אם לא - הציגו דוגמה נגדית.

אם זוויות α\alpha ו-β\beta של משולש מקיימות sin⁡α=sin⁡β\sin\alpha=\sin\beta, אז המשולש שווה-שוקיים.

ג.

במשחק מחשב מופיעה בכל שלב דמות במקום אקראי על גבי משטח שצורתו מקבילית ABCDABCD. אלכסוני המקבילית נפגשים בנקודה OO, כמתואר בסרטוט.

ABCDO

מהי ההסתברות שהדמות מופיעה בתוך המשולש AOBAOB?

ד.

לפניכם שלוש פונקציות:

f(x)=2x2+1x2−1;g(x)=2x+1x2−1;h(x)=2x3x2+1f(x)=\frac{2x^2+1}{x^2-1}\quad;\quad g(x)=\frac{2x+1}{x^2-1}\quad;\quad h(x)=\frac{2x^3}{x^2+1}

לאיזו מהן יש אסימפטוטה אופקית y=2y=2? נמקו את בחירתכם ופסלו את האחרות.

שאלה 8 · הוכחת זהויותשאלה קצרה · בינונית

נתון הביטוי cos⁡x1−sin⁡x\frac{\cos x}{1-\sin x}, המוגדר לכל xx שעבורו sin⁡x≠1\sin x\ne1.

א.

הוכיחו כי לכל xx בתחום ההגדרה של שני האגפים מתקיים: cos⁡x1−sin⁡x=tan⁡(π4+x2)\frac{\cos x}{1-\sin x}=\tan\left(\frac{\pi}{4}+\frac{x}{2}\right).

ב.

פתרו את המשוואה cos⁡x1−sin⁡x=3\frac{\cos x}{1-\sin x}=\sqrt3 בתחום 0≤x<2π0\le x<2\pi.

שאלה 9 · משיק וחותך מנקודה חיצונית: הזווית שבנקודה A ויחס בין החותך למשיקשאלה מלאה · בינונית

נתון מעגל שמרכזו בנקודה O ורדיוסו RR. מנקודה A, שמחוץ למעגל, העבירו ישר שמשיק למעגל בנקודה D וישר אחר, שחותך את המעגל בשתי נקודות: C (הקרובה ל-A) ו-B, כמתואר בסרטוט. נסמן: ∠OAD=α\angle OAD=\alpha, ∠AOB=β\angle AOB=\beta.

OABCD
א.
(1)

הביעו באמצעות α\alpha, β\beta ו-RR, אם יש צורך, את: אורך הקטע AO.

(2)

אורך הקטע AB.

ב.

נתון: AB=2⋅ADAB=\sqrt2\cdot AD.

הוכיחו כי: cos⁡β=3sin⁡2α−12sin⁡α\cos\beta=\frac{3\sin^2\alpha-1}{2\sin\alpha}.

ג.

משולש ADO חסום במעגל אחר, שרדיוסו rr. נתון: Rr=43\frac{R}{r}=\frac43.

מצאו את גודלי הזוויות α\alpha ו-β\beta.

שאלה 10 · שאלות קצרות: יחס שטחים בטרפז, מכפלה טלסקופית באינדוקציה, זהויות של ושיקוף והזזה של גרףשאלה מלאה · בינונית

ענו על שניים מארבעת הסעיפים א–ד שלפניכם. אם תענו על יותר משני סעיפים, ייבדקו רק שתי התשובות הראשונות שבמחברתכם.

א.

לפניכם טרפז ABCDABCD, (AB∥CD)(AB\parallel CD).

ABCD

נתון: שטח המשולש BDCBDC הוא 45 ושטח המשולש ABCABC הוא 18.

(1)

חשבו את היחס בין אורך הבסיס הגדול ובין אורך הבסיס הקטן של הטרפז ABCDABCD.

(2)

חשבו את שטח הטרפז ABCDABCD.

ב.
(1)

בעבור כל nn טבעי, הוכיחו באינדוקציה או בדרך אחרת את הטענה:

(1−122)⋅(1−132)⋅(1−142)⋅…⋅(1−1(n+1)2)=n+22(n+1)\left(1-\frac{1}{2^2}\right)\cdot\left(1-\frac{1}{3^2}\right)\cdot\left(1-\frac{1}{4^2}\right)\cdot\ldots\cdot\left(1-\frac{1}{(n+1)^2}\right)=\frac{n+2}{2(n+1)}
(2)

חשבו את המכפלה:

(1−132)⋅(1−142)⋅(1−152)⋅…⋅(1−11002)\left(1-\frac{1}{3^2}\right)\cdot\left(1-\frac{1}{4^2}\right)\cdot\left(1-\frac{1}{5^2}\right)\cdot\ldots\cdot\left(1-\frac{1}{100^2}\right)
ג.

בעבור כל אחת מן הטענות (1)-(2) שלפניכם, קבעו אם היא נכונה לכל xx. נמקו.

(1)

cos⁡(π−x)=cos⁡(π+x)\cos(\pi-x)=\cos(\pi+x)

(2)

cos⁡(π2+x)=cos⁡(x−π2)\cos\left(\frac{\pi}{2}+x\right)=\cos\left(x-\frac{\pi}{2}\right)

ד.

לפניכם הגרף של פונקציה f(x)f(x), המוגדרת לכל xx. לפונקציה f(x)f(x) אסימפטוטה אופקית שמשוואתה היא: y=2y=2 (ראו סרטוט), ו-2 נקודות קיצון בדיוק: נקודת מקסימום (1,6)(1,6) ונקודת מינימום (−3,−2)(-3,-2).

נגדיר את הפונקציה: g(x)=3−f(x)g(x)=3-f(x). גם הפונקציה g(x)g(x) מוגדרת לכל xx.

(1)

מצאו את משוואת האסימפטוטה האופקית של הפונקציה g(x)g(x). נמקו.

(2)

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

עוד 3 שאלות על הוכחת זהויות

השאלות המלאות במחולל המבחנים.

  1. שאלות קצרות: אינדוקציה, זהות טריגונומטרית, הסתברות גאומטרית ואסימפטוטות (שאלה מלאה · בינונית)

    שאלה זו בנויה מארבעה סעיפים א-ד שאינם תלויים זה בזה.

  2. הוכחת זהויות (שאלה קצרה · בינונית)

    זוויות α\alpha ו-β\beta של משולש מקיימות tan⁡2α=tan⁡2β\tan2\alpha=\tan2\beta (שני האגפים מוגדרים).

  3. בדיקת טענה: קוסינוסים שווים של זוויות כפולות במשולש (שאלה קצרה · בינונית)

    לפניכם טענה על שתי זוויות של משולש.

שאלות מבחינות הבגרות על השיעור

השאלות המלאות, עם פתרון מלא לכל סעיף, בדף של כל בחינה.

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.