בדף זה פתרון בגרות במתמטיקה 4 יחידות קיץ 2024 שאלון 481 מועד א.
בעיית תנועה
סעיף א
5 קמ”ש
סעיף ב
8:10
נתון כי אודי ורונן יוצאים באותה השעה וכל אחד במהירות קבועה,
בנוסף המהירות של אודי גדולה ב-4 קמ”ש מהמהירות של רונן.
נמלא את הנתונים בטבלה:
מהירות | זמן | דרך | |
רונן | v | 1.5 | |
אודי | v + 4 | 4.5 |
אז הזמן של רונן:
והזמן של אודי:
נתון בנוסף שאודי הגיע 12 דקות אחרי רונן לבית הספר.
12 דקות = 0.2 שעות
0.2 + t רונן = t אודי
1.5 * (v + 4) + 0.2 * v(v + 4) = 4.5 * v
1.5 v + 6 + 0.2 v2 + 0.8 v = 4.5 v
0.2 v2 – 2.2 v + 6 = 0
v1 = 6
v2 = 5
נתון כי מהירותו של רונן נמוכה מ-6 קמ”ש, לכן התשובה היא 5 קמ”ש.
מצאנו את מהירות הרכיבה של רונן, והיא 5 קמ”ש.
נתון כעת כי אודי ורונן יצאו בשעה 7:50, ושרונן הגיע לבית הספר 2 דקות לפני תחילת הלימודים.
מצאנו כבר שהזמן שלוקח לרונן להגיע לבית הספר הוא:
נציב את המהירות שלו שמצאנו בסעיף הקודם – 5 קמ”ש:
0.3 = t רונן
0.3 שעות = 18 דקות.
רונן יצא ב- 7:50 אז הוא הגיע 18 דקות לאחר מכן, בשעה 8:08.
רונן הגיע לבית הספר 2 דקות לפני תחילת הלימודים , לכן הלימודים מתחילים בשעה 8:10.
גיאומטריה אנליטית
רמזים:
במעגל החוסם משולש ישר זווית:
יתר המשולש הוא קוטר המעגל החוסם.
בנוסף, זווית בין רדיוס למשיק בנקודת ההשקה היא 90°.
פתרון:
סעיף א
C ( 5, 12 )
A ( 0, -3 )
סעיף ב
D ( – 4, 0)
סעיף ג
הוכחה
סעיף ד
BC לא משיק
סעיף ה
46.875
נתון המשולש ABC:
נמצא את הנקודה C מחיתוך הישרים:
3x – 3 = 0.5x + 9.5
2.5x = 12.5
x = 5
נציב באחת המשוואות למצוא את y:
yc = 3 * 5 – 3 = 12
מצאנו את שיעורי הנקודה C:
C ( 5, 12 )
נמצא את הנקודה A מהחיתוך של הישר AC עם ציר ה-y:
החיתוך עם y הוא b במשוואת הישר, ומהסתכלות במשוואה של AC נראה שהחיתוך הוא 3-.
מצאנו את שיעורי הנקודה A:
A ( 0, -3 )
נתון: CD = 15
נמצא את שיעורי הנקודה D.
היא נמצאת על ציר האיקס בצד השלילי שלו, לכן שיעור ה-y שלה הוא 0 ושיעור האיקס יהיה שלילי.
נציב בנוסחה למרחק בין נקודות:
BC2 = (xC – xD)2 + (yC – yD)2
152 = ( 5 – XD )2 + (12 – 0)2
225 = ( 5 – XD )2 + 144
( 5 – XD )2 = 81
5 – XD1 = – 9
XD1 = 14
אפשרות זו נפסלת כי שיעור האיקס של D יהיה שלילי-
5 – XD2 = + 9
XD2 = – 4
מצאנו את שיעורי הנקודה D:
D ( – 4, 0)
נוכיח כי המשולש ADC ישר זווית, בכך שנראה שהשיפועים AD⊥CD.
השיפוע של AD:
השיפוע של CD:
מצאנו את שני השיפועים, נכפול ביניהם כדי לבדוק אם הם מאונכים:
המכפלה ביניהם היא 1- , לכן הם מאונכים (AD⊥CD).
אז זווית CDA∠ היא ישרה והמשולש ADC ישר זווית.
נתון: הנקודה M היא מרכז המעגל החוסם את המשולש ADC .
נבדוק אם BC משיק למעגל הזה.
הוכחנו בסעיף הקודם שמשולש ADC ישר זווית, לכן היתר שלו (AC) הוא קוטר המעגל.
אז הנקודה M היא מרכז הקטע AC.
אם BC משיק למעגל, הוא משיק בנקודה C שהיא החיתוך בין הישר למעגל.
משיק למעגל מאונך לרדיוס בנקודת ההשקה.
נבדוק אם BC ו-MC מאונכים.
השיפוע של BC נתון לנו ממשוואת הישר שלו-
mBC = 0.5
נמצא את הנקודה M, אמצע הקטע AC:
מצאנו את שיעורי הנקודה M:
M ( 2.5, 4.5 )
השיפוע של MC:
נבדוק אם MC⊥BC :
mMC * mBC = 3 * 0.5 = 1.5
mMC * mBC ≠ – 1
הרדיוס לא מאונך לישר בנקודת החיתוך בין המעגל והישר, לכן BC אינה משיקה למעגל.
נתון: הקטע BM מקביל לציר האיקס-
נסיק מכך כי ל-B יש את אותו שיעור ה-y כמו לנקודה M.
נמצא את שיעור האיקס של הנקודה B, מהצבה במשוואת הישר של BC:
yB = 0.5 * xB + 9.5
4.5 = 0.5 * xB + 9.5
– 5 = 0.5 * xB
xB = – 10
אז שיעורי הנקודה B:
B ( – 10, 4.5 )
נמצא את שטח המשולש BMC.
אורך הקטע BM:
BM = 2.5 – (- 10) = 12.5
הגובה h של המשולש (מסומן בשרטוט) הוא הפרש ערכי ה-y של M ו-C:
h = yc – yM = 12 – 4.5 = 7.5
נמצא את שטח המשולש BMC:
SBMC = 0.5 * h * BM =
= 0.5 * 12.5 * 7.5 =
= 46.875
מצאנו את שטח המשולש BMC, והוא 48.875.
הסתברות
סעיף א1
0.8
סעיף א2
0.07
סעיף ב
0.9
סעיף ג
365
יש בשאלה 2 קריטריונים לדירות- פונות לפארק/ פונות לכביש, ומשופצות/ לא משופצות.
נשתמש בטבלה להצגת הנתונים.
ההסתברות שדירה פונה לכיוון הפארק היא 0.75.
יש פי 4 דירות משופצות מאשר לא משופצות-
היחס בין לא משופץ למשופץ הוא 1:4, לכן ההסתברות לבחור דירה לא משופצת היא 1/5 (0.2)
נציג את הנתונים עד כה בטבלה:
פונה לפארק | פונה לכביש | ||
משופצת | |||
לא משופצת | 0.2 | ||
0.75 | 0.25 | 1 |
אז ההסתברות לבחור דירה משופצת היא-
P = 1 – 0.2 = 0.8
מצאנו את ההסתברות לכך שדירה משופצת – 0.8.
נתון כי 28% מהדירות הפונות לכביש הן משופצות.
פונה לפארק | פונה לכביש | ||
משופצת | 0.8 | ||
לא משופצת | 0.2 | ||
0.75 | 0.25 | 1 |
נמצא את ההסתברות לדירה הפונה לכביש וגם משופצת באמצעות הסתברות מותנית:
מצאנו את ההסתברות לבחור דירה שגם משופצת וגם פונה לכביש, והיא 0.07 .
נמצא מה ההסתברות לבחור דירה מבין הלא משופצות שפונה לכיוון הכביש.
הטבלה המעודכנת שלנו:
פונה לפארק | פונה לכביש | ||
משופצת | 0.07 | 0.8 | |
לא משופצת | 0.18 | 0.2 | |
0.75 | 0.25 | 1 |
ההסתברות לדירה לא משופצת שגם פונה לכביש היא:
P = 0.25 – 0.07 = 0.18
מבקשים ממנו למצוא הסתברות מותנית- דירה הפונה לכביש בתנאי שהיא לא משופצת:
נציב את הידוע לנו:
מצאנו את ההסתברות לבחור דירה מבין הלא משופצות שפונה לכיוון הכביש, והיא 0.9 .
נתון כעת כי 35 דירות במתחם גם פונות לכיוון הכביש וגם משופצות.
נמצא את כמות הדירות במתחם:
פונה לפארק | פונה לכביש | ||
משופצת | חסר | 0.07 | 0.8 |
לא משופצת | 0.18 | 0.2 | |
0.75 | 0.25 | 1 |
X – הדירות במתחם
P( פונה לכביש ומשופצת) * X = כמות הדירות הפונות לכביש ומשופצות
0.07 * X = 35
X = 500
אז יש 500 דירות במתחם.
נמצא את ההסתברות לבחור דירה הפונה לפארק וגם משופצת מהטבלה:
P = 0.8 – 0.07 = 0.73
אז כמות הדירות האלה:
0.73 * 500 = 365
365 דירות במתחם משופצות ופונות לכיוון הפארק.
גיאומטריה
רמזים:
קטע אמצעים במשולש שווה למחצית הצלע המקבילה.
במשולשים דומים , יחס הדמיון בריבוע שווה ליחס שטחי המשולשים בהתאמה.
פתרון:
סעיף א,ב
הוכחה
סעיף ג
8 / 3
סעיף ד1
12
סעיף ד2
30.75
נתון המשולש ABD החסום במעגל שמרכזו O:
טענה | נימוק | |
1 | AB קוטר | נתון |
2 | ∠ADB = 90° | (1) ADB משולש חסום שהיתר שלו קוטר המעגל החוסר, לכן ישר זווית |
3 | CD משיק | נתון |
4 | ∠BAD= ∠BDC | (3) זווית בין משיק CD למיתר DB שווה לזווית ההיקפית הנשענת על המיתר DB |
5 | OA = OB = OD = R | רדיוסים במעגל |
6 | משולש AOD שווה שוקיים | (5) שתי צלעות שוות |
7 | ∠OAD= ∠ODA | (6) זוויות בסיס שוות במשולש שווה שוקיים AOD |
8 | BC משיק | נתון |
9 | ∠BAD= ∠CBD | (7) זווית בין משיק BC למיתר DB שווה לזווית ההיקפית הנשענת על המיתר DB |
10 | ∠OAD= ∠ODA = ∠BDC = ∠CBD | (4) ( 7) (9) כלל המעבר |
11 | ΔAOD ∼ ΔBCD | (10) דמיון משולשים לפי משפט ז”ז |
מש”ל א’
* ניתן גם להשתמש במשפט: שני משיקים היוצאים מאותה הנקודה שווים זה לזה.
טענה | נימוק | |
12 | AE = ED | נתון E אמצע הקטע AD |
13 | EO קטע אמצעים | (5) (12) מחברת בין אמצעי צלעות המשולש ADB |
14 | DB = 2EO | (13) קטע אמצעים במשולש שווה למחצית הצלע המקבילה |
מש”ל ב’
טענה | נימוק | |
15 | ![]() |
(11) במשולשים דומים , יחס הדמיון בריבוע שווה ליחס שטחי המשולשים בהתאמה |
16 | ![]() |
נתון |
17 | ![]() |
(15) (16) כלל המעבר |
18 | ![]() |
(17) חישוב, שורש |
19 | ![]() |
(14) (18) הצבה |
20 | ![]() |
(19) חישוב |
מש”ל ג’
טענה | נימוק | |
21 | EO = 3 | נתון |
22 | AD = 8 | (20) (21) מהיחס בין הצלעות |
23 | EO גובה במשולש AOD | (6) (12) במשולש שווה שוקיים התיכון לבסיס מתלכד עם הגובה |
24 | SAOD = 0.5 * AD * EO | (23) נוסחת השטח למשולש |
25 | SAOD = 12 | (21) (22) (24) חישוב |
מש”ל ד’1
טענה | נימוק | |
26 | ![]() |
(16) סידור משוואה |
27 | SCBD = 6.75 | (25) (26) חישוב |
28 | DB = 6 | (14) (21) חישוב |
29 | SABD = 0.5 * DB * AD | (2) + שטח משולש |
30 | SABD = 24 | (22) (28) (29) חישוב |
31 | SABCD = SABD +SCBD | סכום שטחים במרובע ABCD |
32 | SABCD = 30.75 | (27) (30) (31) חישוב |
מש”ל ד’2
טריגונומטריה
סעיף א
∠ACB = 22.52°
סעיף ב
BC = 8.19
סעיף ג
∠DBC = 117.45°
סעיף ד
R = 6.036
נתון: BC = 2AB,
∠BAC = 50°
נמצא את הזווית-
∠ACB = α
נשתמש במשפט הסינוסים במשולש ABC:
נגדיר AB = x:
∠ACB = α = 22.52°
מצאנו את הזווית שביקשו.
נתון כעת ששטח המשולש ABC הוא 16.
נמצא את CB באמצעות הנוסחה הטריגונומטרית לשטח משולש.
כדי להשתמש בנוסחה לשטח צריך את הזווית בין הצלעות:
∠ABC = β
β = 180° – 50° – 22.52° =
= 107.48°
כעת נשתמש בנוסחה לשטח משולש:
SABC = 16
0.5 * AB * BC * sinβ = 16
0.5 * x * 2x * sin(107.48°) = 16
x2 * 0.954 = 16
x2 = 16.77
x = 4.095
מצאנו את x, אז הצלע BC:
BC = 2x
BC = 8.19
נתון: DC = 14.
נמצא את הזווית:
∠DBC = γ
באמצעות משפט הקוסינוסים.
נתון BC = DB.
DC2 = DB2 + BC2 – 2* DB * BC * cosγ
142 = (8.19)2 + (8.19)2 – 2* (8.19)2 *cosγ
142 = 2(8.19)2 (1 – cosγ)
1.461 = 1 – cosγ
cosγ = – 0.461
γ = 117.45°
∠DBC = 117.45°
נתון: E אמצע קטע BC.
נמצא את רדיוס המעגל החוסם את משולש DBE:
את הרדיוס החוסם נמצא באמצעות משפט הסינוסים, כדי להשתמש בו נצטרך למצוא את האורך DE.
נשתמש במשפט הקוסינוסים במשולש ADE החדש:
DE2 = BE2 + DB2 – 2 * BE * DB * cosγ
DE2 = x2 + (2x)2 – 4x2 * (- 0.461)
DE2 = 114.765
DE = 10.7
מצאנו את הצלע החסרה, אז נשתמש במשפט הסינוסים במשולש ADE ונמצא את הרדיוס:
2R = 12.0575
R = 6.03
פונקציה רציונלית
סעיף א1
x ≠ ± 3
סעיף א2
y =6
x = ± 3
סעיף ב
max (0, 4)
סעיף ג
(0, 4)
(± √6, 0)
סעיף ד
סעיף ה
גרף 4
סעיף ו1
לא נכון
סעיף ו2
נכון
נתונה הפונקציה:
נמצא את תחום ההגדרה:
x2 – 9 ≠ 0
x2 ≠ 9
x ≠ ± 3
נמצא את האסימפטוטות של הפונקציה.
נקודות אי-ההגדרה שמצאנו בסעיף הקודם לא מאפסות מונה,
לכן אסימפטוטות אנכיות:
x = ± 3
נחפש אסימפטוטה אופקית:
איקס בריבוע בכל הפעמים שהוא מופיע בפונקציה, לכן הגבול באינסוף ומינוס אינסוף אותו דבר.
= 2 + 4 = 6
אז האסימפטוטה האופקית:
y =6
נמצא את נקודות הקיצון של הפונקציה:
נקודת הקיצון-
f ‘ (x) = 0
– 36x = 0
x = 0
המכנה חיובי לכל x בתחום, לכן הסימן משתנה לפי המונה.
4 | 3 | 1 | 0 | -1 | -3 | -4 | |
– | – | 0 | + | + | f ‘ (x) | ||
\ | \ | ∩ | / | / | f (x) |
f ‘ (- 4) = 0.852 = (+)
f ‘ (- 1) = 0.36 = (+)
f ‘ (1) = – 0.5625 = (-)
f ‘ (4) = – 5.76 = (-)
f (0) = 4
מצאנו את נקודת הקיצון של הפונקציה:
max (0, 4)
מצאנו את נקודת החיתוך של הפונקציה עם ציר ה-y:
(0, 4)
נמצא את החיתוך עם ציר x:
f (x) = 0
2x2 = – 4x2 + 36
6x2 = 36
x2 = 6
x = ± √6
נקודות החיתוך:
(0, 4)
(± √6, 0)
מצאנו עד כה:
ת.ה.-
x ≠ ± 3
אסימפטוטות-
y =6
x = ± 3
קיצון-
max (0, 4)
חיתוך-
(0, 4)
(± √6, 0)
תחומי עלייה וירידה נסיק מהטבלה בסעיף ב’ –
עלייה:
x < -3
-3 < x < 0
ירידה:
x > 3
0 < x < 3
נשרטט את גרף הפונקציה:
נמצא איזה גרף מתאים לנגזרת.
מצאנו נקודת חיתוך עם ציר האיקס של הנגזרת (נקודות הקיצון של הפונקציה) בנקודה x = 0.
מהתבוננות בגרפים זה פוסל את גרף 2 ו-3.
בנוסף מצאנו את תחומי החיוביות והשליליות של הנגזרת (עלייה וירידה של הפונקציה)-
חיובית:
x < -3
-3 < x < 0
שלילית:
x > 3
0 < x < 3
לכן גרף 1 נפסל גם כן.
אז הגרף המתאים לנגזרת הפונקציה הוא גרף 4.
“בכל נקודה בתחום x > 3 שיפוע המשיק לגרף הפונקצייה f (x) הוא חיובי.”
מצאנו שהפונקציה יורדת בתחום זה, לכן שיפוע המשיק בתחום זה שלילי.
ההיגד לא נכון.
“בכל נקודה בתחום x < – 3 שיפוע המשיק לגרף הפונקצייה f (x) הוא חיובי.”
מצאנו שהפונקציה עולה בתחום זה, לכן שיפוע המשיק בתחום זה חיובי.
ההיגד נכון.
פונקציית שורש
סעיף א
b = 0.5
סעיף ב
2.5 ≥ x
סעיף ג
(0 , √5)
סעיף ד
max (0.5, 2.25)
min (2.5, 1.25)
סעיף ה
סעיף ו
Xmax = – 10
נתונה הפונקציה:
b פרמטר חיובי.
נתון שהפונקציה חותכת את ציר האיקס בנקודה (0, 10-).
נציב ונמצא את b:
f (-10) = 0
√25 = 10b
5 = 10b
b = 0.5
אז הפונקציה היא:
תחום ההגדרה שלה לפי השורש:
5 – 2x ≥ 0
5 ≥ 2x
2.5 ≥ x
נקודת החיתוך של הפונקציה עם ציר ה-y:
f (0) = √5
(0 , √5)
נמצא את נקודות הקיצון של הפונקציה:
f ‘ (x) = 0
4 = 5 – 2x
2x = 1
x = 0.5
מצאנו נקודה חשודה לקיצון פנימי אחת, ובנוסף יהיה לנו קיצון בקצה תחום ההגדרה.
2.5 | 1 | 0.5 | 0 | ||
לא מוגדר | – | 0 | + | f ‘ (x) | |
\ | ∩ | / | f (x) |
f ‘ (0) = 0.052 = (+)
f ‘ (1) = -0.077 = (-)
f (0.5) = 2.25
f (2.5) = 1.25
מצאנו את נקודות הקיצון:
max (0.5, 2.25)
min (2.5, 1.25)
נסכם את מה שמצאנו על הפונקציה:
תחום הגדרה-
2.5 ≥ x
חיתוך צירים-
(-10, 0)
(0 , √5)
קיצון-
max (0.5, 2.25)
min (2.5, 1.25)
נשרטט את גרף הפונקציה:
נתונה פונקציה g(x) המקיימת:
g ‘ (x) = – f (x)
נמצא את שיעור האיקס של נקודת הקיצון הפנימית של g(x) וסוגה.
נקודת הקיצון:
שיעור האיקס של נקודת הקיצון הפנימית של g(x) הוא שיעור נקודת החיתוך של f (x) עם ציר האיקס.
g ‘ (x) = – f (x) = 0
f (x) = 0
x = -10
בנקודה זו הפונקציה f (x) מחליפה סימן משלילית לחיובית.
לכן הפונקציה ( f (x) – ) ההפוכה תחליף סימן מחיובית לשלילית.
הנגזרת g ‘ (x) מחליפה בקיצון מחיוביות לשליליות, לכן g (x) מחליפה בין עלייה לירידה.
זו נקודת מקסימום.
Xmax = – 10
בעיית קיצון
סעיף א
סעיף ב
t = 4
סעיף ג
22.42
נתונה הפונקציה:
ונקודות A, B, ו-C:
נסמן X של B ב-t,
t > 0.
אז שיעור ה-y של B:
מצאנו את הנקודה B:
נתון גם שהישר BC מקביל לציר ה-X, לכן יש ל-B ו-C את אותו שיעור ה-y.
הפונקציה זוגית:
לכן שיעור ה-x של C יהיה מינוס השיעור של B:
מצאנו את שתי הנקודות הנדרשות.
נמצא את t עבורו השטח של משולש ABC מינימלי.
ABC משולש שווה שוקיים (AB=AC), המרחק בין A לישר BC הוא הגובה והמרחק בין B ל-C הוא הבסיס.
הגובה:
והבסיס:
BC = t – (- t) = 2t
נגדיר את הפונקציה של השטח, כתלות ב-t:
נגזור כדי למצוא את ערך t המינימלי:
t2 = 16
t = – 4
נפסל כי נתון t > 0, אז-
t = 4
נוודא שאכן מינימלי:
5 | 4 | 3 | |
+ | 0 | – | S ‘ (x) |
/ | U | \ | S (x) |
S ‘ (3) = -2.33 = (-)
S ‘ (5) = 1.08 = (+)
מצאנו t עבורו השטח מינימלי, והוא 4.
נמצא את היקף המשולש עבור t = 4:
נציב את t בשיעורי הנקודות-
A (0, – 2)
B (4, 4)
C (- 4, 4)
הצלע BC:
BC = 2t = 8
נמצא את AC/AB (שווים כפי שהסברנו בסעיף ב):
AB2 = (XB – XA )2 + (YB – YA )2
AB2 = 42 + 62
AB2 = 52
AB = √52
אז היקף המשולש:
PABC = 8 + √52 + √52 = 22.42
מצאנו את היקף המשולש, והוא 22.42.