פתרון בגרות 5 יחידות שאלון 581 קיץ 2017

בדף זה הצעה לפתרון בגרות במתמטיקה משאלון 581 קיץ 2017.

את החומר ניתן ללמוד בקישורים:

בעיית תנועה

רמזים

רמז לסעיף א

ניתן למצוא את המהירות של נגה בכל אחד מהשלבים על ידי הגדרת המהירות בכל אחד מהשלבים באמצעות x והשוואת השלב הרביעי ל 40.

הטיפ הבא בנושא מציאת הזמן.

רמז שני לסעיף א

זמן הנסיעה הכללי ידוע.
ניתן להגדיר את אורך המסלול כמשתנה.
ומכוון שאנו יודעים את המהירות של כל שלב ניתן גם לבנות משוואה המגדירה את הזמן בכל שלב.

סכום הזמנים הוא 3.75 שעות.

רמז לסעיף ב

בשאלות מסוג זה כאשר גוף אחד משנה את מהירותו וגוף שני מנסה להשיג אותו יש לחשב את המיקום והזמן של שני הגופים כאשר הגוף שמשנה את מהירותו מסיים לנוע במהירות מסוימת.

במקרה זה יש לחשב את המיקום והזמן של שניהם כאשר נגה מסיימת קטע ואז:

  1. לזהות את הקטע שבו נפגשו.
  2. לבנות משוואה המוצאת מתי בדיוק נפגשו בקטע זה.

רמז לבניית המשוואה:
שימו לב לנקודת היציאה השונות.

הנושא נלמד במפורט בדף בעיות תנועה 5 יחידות.

פתרון:

תשובות סופיות

סעיף א

אורך המסלול הוא 40 ק”מ.

סעיף ב

דניאל ונגה יפגשו ב 10:30 כאשר הם יהיו במקטע השני.

פתרון סעיף א

נמצא את המהירויות של נגה בשלבים השונים

x  המהירות של נוגה בקטע הראשון והאיטי בקמ”ש.
2x המהירות בקטע השני בקמ”ש.
4x המהירות בקטע השלישי בקמ”ש.
8x המהירות בקטע הרביעי בקמ”ש.

המהירות בקטע הרביעי היא 40 קמ”ש ולכן:
8x=40 / :8
x=5

10 קמ”ש בקטע השני,
20, קמ”ש בקטע השלישי.

נגדיר:
y אורכו של המסלול בקמ”ש.
כל מקטע מארבעת הקטעים אורכו 0.25y.
הזמן שלקח לנגה לעשות את המסלול כולו הוא 3.75 שעות.

אנו יודעים את המהירות בכל אחד מהקטעים.
הגדרנו את המרחק של הקטעים.

לכן ניתן נחשב את הזמן שלוקח לעבור את כל אחד מהקטעים:

0.25y : 5 = 0.05y  (קטע ראשון)

0.25y : 10 = 0.025y  (קטע שני)

0.25y : 20 = 0.0125y  (קטע שלישי)

0.25y : 40 = 0.00625y  (קטע רביעי)

 

נגה רכבה במשך 3 שעות ו 45 דקות. שהם 3.75 שעות.

לכן סכום הזמנים שווה ל 3.75

0.05y + 0.025y + 0.0125y + 0.00625 = 3.75
0.09375y = 3.75
y = 40

תשובה: אורך המסלול הוא 40 ק”מ.

פתרון סעיף ב

נחשב את המהירות של דניאל:
2 שעות הוא הזמן, 40 קילומטר הוא המרחק.
20= 40:2
20 קמ”ש.

נמצא את המיקום במסלול בו הם נפגשו

נעשה זאת על ידי חישוב המיקום והזמן של שניהם כאשר נוגה מסיימת קטע.

המיקום והזמן כאשר נגה מסיימת את הקטע הראשון
נגה יוצאת ב 8:00 ונוסעת במהירות 5 קמ”ש.
זמן נסיעה בקטע הראשון הוא 2 שעות.
בשעה 10 היא במרחק 10 קילומטר מנקודת ההתחלה.

דניאל יוצא ב 9:45 ובשעה 10:00 עבר
5 = 20 * 0.25
בשעה 10 דניאל נמצא 5 קילומטר מנקודת ההתחלה ולכן הם לא נפגשו.

המיקום והזמן כאשר נוגה מסיימת את הקטע השני.
נגה נסעה 1 שעות במהירות 10 קמ”ש.
לכן בשעה 11:00 היא במרחק 15 קילומטר מנקודת ההתחלה.

דניאל נסע 1 שעה במהירות 20 קמ”ש.
סך הכול עבר עוד 20 קילומטר.
לכן בשעה 11:00 הוא נמצא 25 קילומטר מנקודת ההתחלה.

דניאל עבר מרחק גדול מנגה ולכן הם נפגשו בשלב השני.

 

מציאת נקודת הפגישה.
כאשר נגה מתחילה את הקטע השני דניאל נמצא 5 קילומטר מאחוריה.
לכן על מנת שיפגשו על דניאל לעבור 5 קילומטר יותר.
(המצב הוא כפי שמתואר בשרטוט של השעה 10).

נניח כי הם נפגשו כעבור t שעות מהזמן שבו נגה מתחילה את הקטע השני.
10t המרחק שנגה תעבור.
20t המרחק שדניאל יעבור.

מכוון שהמרחק בניהם הוא 5 ק”מ המשוואה היא:
10t + 5 = 20t /-10t
10t = 5 /:10
t = 0.5
הזמן הוא 1/2 שעה מאז שנגה התחילה את המקטע השני ו 2.5 שעות מאז שהתחילה את המסלול.

תשובה: דניאל ונגה יפגשו ב 10:30 כאשר הם יהיו במקטע השני.

למטה, שרטוט המתאר שלב הפגישה:

 

סדרות

רמזים:

רמז לסעיף א

אם נדע שני איברים בסדרה נוכל לדעת בעזרת נוסחת האיבר הכללי כל מה שאנו רוצים על הסדרה.

רמז לסעיף ב

כאשר נמצא את ערכי c באמצעות המשוואה

c1 = b1 – a1

ועבור איברים נוספים.
ולאחר מיכן נחבר בנפרד את כל איברי C, כל איברי A, כל איברי B נגיע למשוואה המבוקשת.

רמז לסעיף ג

במהלך הפתרון נגיע  לאי שוויון. נמצא את ה n הראשון עבורו האי שוויון מתקיים ומשם נסיק לאלו ערכי n נוספים האי שווין מתקיים

רמז שני לסעיף ג

0.5n
הוא ביטוי שיורד ככל ש n עולה.

סיכום הדברים החשובים בפתרון זה

סעיף א
אם יודעים שני איברים בסדרה הנדסית / חשבונית אז ניתן לדעת הכל על הסדרה.

סעיף ב
צריך לדעת לחשב סכום של סדרה בצורה יצירתית.
למשל על ידי כתיבת איברי הסדרה וסכימה שלהם בטור.

סעיף ג
צריך לדעת לפתור אי שוויון כזה.

0.5n < 0.9

או כזה:

2n > 20

פתרון:

תשובות סופיות

סעיף א1

b1 = 2. q=2.

סעיף א2

q=0.5, c1 = 0.5.

סעיף ב

הוכחה

סעיף ג

n ≥ 4.

פתרון סעיף א1

על מנת לדעת פרטים על הסדרה bn עלינו לדעת ערכים של שני איברים שלה.

b6 = 64

נמצא את b3 על ידי מציאת a3.

נמצא את a3.

b3 = a3+c3 = 7.875 + 0.125  = 8

נמצא את q:

q=2

נמצא את האיבר הראשון
b3 = b1
8 = 4b1
b1 = 2
תשובה: b1 = 2. q=2.

פתרון סעיף א2

c1 = b1-a1
נמצא את a1.

c1 = 2-1.5=0.5

c3 / c1 = q² = 0.125 / 0.5 = 0.25

q² =  0.25
q=0.5
תשובה: q=0.5, c1 = 0.5.

פתרון סעיף ב

an = bn – cn נתון.
cn = bn– an
קיבלנו כי כל איבר בסדרה cn שווה להפרש האיברים המתאימים בסדרות bn, an  לכן סכום ההפרשים בסדרות bn, an שווה לסכום הסדרה cn.

c1 = b1 – a1
……..
cn = bn – an
כאשר נחבר את הטורים נקבל:

Cn = Bn – An

פתרון סעיף ג

0.9 < Bn – A< 1

על פי מה שמצאנו הסעיף הקודם:

0.9 < Cn  < 1

נתון כי c היא סדרה הנדסית.
נציב את הערכים q=0.5, c1 = 0.5 בנוסחה לסכום סדרה הנדסית ונקבל ביטוי המייצג את סכום סדרה C.

סכום סדרה הנדסית

0.9 < Cn  < 1
0.9 < -(0.5n – 1) < 1

נפתור עכשיו את שני האי שוויונות:
0.5n-1)<1)-
1-0.5n <1
0.5n<0-
אי שוויון זה מתקיים לכל n חיובי ושלם.

0.5n-1)>0.9)-
1-0.5>0.9
0.5n<0.1

0.5n זה ביטוי שהולך וקטן ככל ש n עולה.
לכן עלינו למצוא עבור איזה ערך n האי שוויון יתקיים בפעם הראשונה.
וזה גם יתקיים עבור כל n גדול ממנו.

נבדוק טכנית מתי זה קורה:

0.5³ = 0.125 >0.1
0.54 = 1/16 <0.1

n = 4
הוא האיבר הראשון שמקיים את האי שוויון.
האי שוויון מתקיים גם עבור n > 4.

לכן התשובה היא n ≥ 4.

הסתברות

רמזים:

רמז לסעיף א

נגדיר: p ההסתברות לבחור אדם עם קלנועית.

עכשיו באמצעות p צריך להגדיר את שתי ההסתברויות ולבנות משוואה.

רמז לסעיף ב

זו הסתברות מותנה.
צריך לחשב שתי הסתברויות ואז לחלק בניהן.

רמז לסעיף ג

איך נגרום לכך שבבחירה השישית בדיוק ל 3 תהיה קלנועית?

ב 5 הבחירות הראשונות ל 2 תהיה קלנועית ובבחירה השישית גם קלנועית.

סיכום הדברים החשובים בפתרון זה

זו שאלת ברנולי “קלאסית”.

בסעיף א: בונים משוואה בעזרת ברנולי.

בסעיף ב: הסתברות מותנית וצריך לחשב ברנולי מספר פעמים.

בסעיף ג: ניסוח מיוחד שצריך להיות מוכנים אליו.

פתרון:

תשובות סופיות

סעיף א

ההסתברות שלנבחר באקראי יש קלנועית היא 0.2.

סעיף ב

0.13844

סעיף ג

0.04096

פתרון סעיף א

על מנת לפתור סעיף זה יש להשתמש בנוסחת ברנולי.

P – זו ההסתברות לדגום אדם עם קלנועית.

נחשב את ההסתברות לבחור 4 מ 9.

בעזרת מחשבון מצאנו כי המקדם הבינומי של 4 מ 9 הוא 126.

126P4(1-P)5  זה הביטוי שנותן את ההסתברות לבחור 4 מ 9.

נחשב את ההסתברות לבחור 6 מ 9.

המקדם הבינומי עבור הסתברות זו הוא 84 (בעזרת מחשבון)

84P6(1-P)3  זה הביטוי שנותן את ההסתברות לבחור 6 מ 9.

נבנה משוואה
הביטוי הראשון גדול פי 24 מהראשון לכן המשוואה היא:

84P6(1 – P)3 *24 =  126P4(1 – P)5

2016P² = 126(1 – P)²

16P² = (1 – P)² = 1 – 2P + P²

15P² +2P-1=0

נפתור משוואה זו בעזרת מחשבון:

P = 0.2,

האפשרות השנייה המתקבלת היא שלילית ולכן לא יכולה להיות ערך של הסתברות.

תשובה: ההסתברות שלנבחר באקראי יש קלנועית היא 0.2.

פתרון סעיף ב

זו שאלה של הסתברות מותנית.
עלינו לחשב:

  1. מה ההסתברות של לפחות ל 3 יש קלנועית.
  2. ההסתברות שיש קלנועית לבדיוק 4.

ואז לחלק בניהם:

חישוב ההסתברות שלפחות ל 3 יש קלנועית

הסתברות זו מורכבת מ 4 הסתברויות שונות.

ל 3 או 4 או 5 או 6 יש קלנועית.

נחשב כל אחת מהאפשרויות.

ל 3 יש:
המקדם הבינומי של 3 מ 6 הוא 20

T3 = 20 *0.2³ * 0.8³ = 0.08192

ל 4 יש:
המקדם הבינומי של 4 מ 6 הוא 15

T4 = 15*0.24*0.8² = 0.01536

ל 5 יש:
T5 = 6*0.25*0.8 = 0.01536

ל 6 יש:
T6 = 0.26 = 0.000064

סך כל ההסתברויות במרחב המדגם הוא:

0.110944 = 0.08192+ 0.0136 + 0.01536 + 0.000064

חישוב ההסתברות שבדיוק ל 4 יש קלנועית
חישבנו את ההסתברות הזו למעלה:

T4 = 0.01536

ההסתברות המבוקשת היא:

תשובה: ההסתברות המבוקשת היא 0.13844

פתרון סעיף ג

על מנת שזה יקרה צריכים לבחור 2 אנשים על קלנועית מתוך 5 האנשים הראשונים

כמו כן בבחירה השישית האדם השישי צריך להיות עם קלנועית.

נשתמש בנוסחת ברנולי על מנת למצוא את ההסתברות לבחור 2 מ 5.

המקדם הבינומי הוא 10

נציב בנוסחת ברנולי:

10* 0.22 * 0.83

0.2048 =

נכפיל הסתברות זו בהסתברות לבחור אדם שישי עם קלנועית:

0.04096 = 0.2 * 0.2048

תשובה: ההסתברות היא 0.04096.

גיאומטריה

פתרון סעיף א
  1. נגדיר זווית FCE=a∠.
  2. DEF=∠FCE = a∠  זווית בין משיק למיתר שווה לזווית ההיקפית הנשענת עליה.
  3. OEA = 90∠    רדיוס מאונך למשיק בנקודת ההשקה.
  4. OE מקביל ל CD: אם זוויות מתאימות שוות בין ישרים אז הישרים מקבילים.
  5. OEC = ∠FCE = a∠  זוויות מתחלפות בין ישרים מקבילים שוות זו לזו
  6. OC=0E  רדיוסים שווים זה לזה.
  7. OCE = ∠OEC= a∠   במשולש OCE מול צלעות שוות נמצאות זוויות שוות.
  8. BCD = ∠OCE + ∠OEC = 2a∠
  9. BCD = 2∠DEF∠  נובע מ 2  ו 8.
פתרון סעיף ב
  1. OC=OB: שני רדיוסים.
  2. OE קטע אמצעים בטרפז ABCD: אם ישר בטרפז יוצא מאמצע צלע ומקביל לבסיס (הוכחנו ב 4 סעיף קודם) אז הוא קטע אמצעים בטרפז.
  3. AE=ED: נובע מ 2.
  4. CDA = ∠BAE=90∠ : זוויות חד צדדיות בין ישרים מקבילים בטרפז ישר זווית.
  5. BEA = ∠BCE = a∠ : זווית בין משיק למיתר שווה לזווית ההיקפית הנשענת על המיתר.
  6. ΔABE≅ΔDFE: משולשים חופפים על פי ז.צ.ז . נובע מ (3,4,5).
פתרון סעיף ג
  1. OE = (AB + DC): 2 = (DF+DC) :2: קטע אמצעים בטרפז שווה לסכום הבסיסים לחלק ב 2.
    וגם AB=DF – צלעות מתאימות בין משולשים חופפים.
  2. BC = 2R = 2OE = DF+DC

טריגונומטריה

תשובות סופיות

סעיף א

הוכחה

סעיף ב

a = 17.64

סעיף ג

OE =  1.65r

פתרון סעיף א
  1. נגדיר OD=X, OE=Y.
  2. BO = 2OD=2Y, CO = 2OD=2: תיכונים במשולש מחלקים זה את ביחס של  1:2.
  3. COD = ∠BOE∠   זוויות קודקודיות שוות.
  4. SBOE = OE * BO*SIN ∠BOE = Y*2X:2 = 2XY SIN∠BOE
    SCOD = CO*OD* SIN ∠COD = 2XY SIN ∠COD
  5. SBOE = SCOD: נובע מ 3,4.
פתרון סעיף ב

על מנת לפתור ננסה להגדיר את שטח משולש AOC בעזרת r והזווית המבוקשת בלבד.
r – רדיוס המעגל.
a = ∠ACE

  1. tan ACE = r / CD
    CD = r / tan ACE
    AC = 2CD = 2r / tan ACE
  2. OD⊥AC: משיק מאונך לרדיוס בנקודת ההשקה.
  3. SAOC = AC * OD:2 = 2r * r / 2tan ACE= r² / tan a
  4. שטח המעגל הוא: πr²
  5.  πr² = r² / tan a
    tan a = 1/π = 0.318
    a = 17.64
פתרון סעיף ג
  1. sin 17.64 = OD / OC
    OC = OD / SIN 17.64 = r / 0.303 = 3.3r
  2. OE = 0.5OC = 1.65r

חקירת פונקציית שורש

רמזים:

רמז לסעיף א4

הגזירה היא ארוכה.

רמז לסעיף ב

ההזזה g (x) = f(x + 5) אומרת שנרשום x + 5 בכל מקום בו הופיע x בפונקציה f (x).

רמז לסעיף א4

האם שני האינטגרלים נמצאים במלואם בתחום ההגדרה של הפונקציות?

אם ניקח את השטח בפונקציה אחת עבור אלו ערכים יתקבל בדיוק אותו שטח בפונקציה שנייה?

סיכום הדברים החשובים בפתרון זה

סעיף א הוא סעיף חקירה יסודי של פונקציית שורש.
צריך לדעת את האלגברה שלו, בדגש על האסימפטוטות והגזירה.

סעיף ב: הוכחה בסיסית של אי זוגיות.
שרטוט הזזה בסיסית של פונקציה.

סעיף ג: הזזה של אינטגרל.

פתרון:

תשובות סופיות

סעיף א1

x > 6 או x < 4

סעיף א2

(1.02- , 0)

סעיף א3

x = 4 , x = 6 , y = -1

סעיף א4

הפונקציה יורדת בתחום x > 6 או x < 4.

סעיף א5

סקיצה של הפונקציה (f (x) = (x-5) / √(x² -10x +24

סעיף ב1

הוכחה

סעיף ב2

שרטוט גרף הפונקציה g (x) = (x+5) -5 / √((x+5)² -10(x+5) +24)

סעיף ג

הוכחה

פתרון סעיף א1

 

על מנת שהפונקציה תהיה מוגדרת הביטוי שבתוך השורש צריך להיות גדול שווה ל 0.
וגם שונה מ 0 (כי השורש הוא המכנה).

x² – 10x + 64 >0
x-6) (x-4) >0)
ניתן לפתור את האי שוויון הריבועי בעזרת שרטוט סקיצה של הפרבולה או בעזרת פתרון של שני אי שוויונים “וגם”.
כאן אשרטט סקיצה:

שרטוט סקיצה של x² -10x +24
שרטוט סקיצה של x² -10x +24

x > 6 או x < 4 – זה תחום ההגדרה של הפונקציה.

פתרון סעיף א2

x = 0  נמצא בתחום ההגדרה.
לכן עבור נקודת החיתוך עם ציר ה Y נציב x = 0 ונקבל:

(1.02- , 0)

עבור נקודת החיתוך עם ציר ה x נציב y = 0 ונקבל:

שבר שווה 0 כאשר המונה שווה 0 ולכן:

x – 5 = 0
x = 5

x = 5 הוא מחוץ לתחום ההגדרה לכן אין נקודת חיתוך עם ציר ה x.

פתרון סעיף א3

אסימפטוטות אופקיות

כאשר x שואף לאינסוף ערכי המונה והמכנה שואפים ל x לכן y=1 הוא אסימפטוטה באינסוף.

ניתן לכתוב זאת כך:
במונה בגלל ש 5- זניח ביחס לאינסוף.
במכנה בגלל שאינסוף בחזקת 1 זניח ביחס לאינסוף בריבוע נקבל:

 

כאשר x שואף למינוס אינסוף המונה שואף ל x (מינוס אינסוף) ואילו המכנה לערך המוחלט של x לכן y = -1 הוא אסימפטוטה.

ניתן לכתוב זאת כך:

 

אסימפטוטות אנכיות
נקודות אי ההגדרה של הפונקציה הן x=4,6.
בנקודות הללו המכנה שואף ל 0 ואילו המונה למספר (1 או 1-).
לכן הפונקציה כולה שואפת לאינסוף. לכן x=4 ו x=6 הן אסימפטוטות אנכיות.

פתרון סעיף א4

נגזור את הפונקציה:

נשים לב שבשבר מימין יש 2 במכנה, נצמצם אותו עם המונה.

המונה שלילי תמיד.
המכנה מורכב משורש החיובי בכל תחום ההגדרה ומביטוי החיובי בכל תחום ההגדרה.

שלילי חלקי חיובי זה שלילי.

לכן הנגזרת שלילית בכל תחום ההגדרה.

הפונקציה יורדת בתחום x > 6 או x < 4.

פתרון סעיף א5

סקיצה של הפונקציה (f (x) = (x-5) / √(x² -10x +24

פתרון סעיף ב1

על מנת לקבל את הפונקציה g (x) = f(x + 5) נרשום x + 5 בכל מקום בו הופיע x בפונקציה f (x).

על מנת להוכיח שהפונקציה אי זוגית נציב x- בפונקציה g(x).

הוכחנו כי (g(x) = – g(-x  ולכן הפונקציה אי זוגית.

פתרון סעיף ב2

g (x) = f(x + 5)

הפונקציה g(x) היא הזזה של 5 יחידות שמאלה מ f(x).
(רמז: כאשר רשום + בתוך ההזזה זזים לכיוון השלילי (ולהפך)).

נשרטט את g(x) על פי f(x).

שרטוט גרף הפונקציה g (x) = (x+5) -5 / √((x+5)² -10(x+5) +24)
שרטוט גרף הפונקציה g (x) = (x+5) -5 / √((x+5)² -10(x+5) +24)
פתרון סעיף ג

x > 6 הוא חלק מתחום ההגדרה של f(x).
x > 1 הוא חלק מתחום ההגדרה של g(x).

ומכוון שנתון:

1 < a < b

לכן שני האינטגרלים נמצאים במלואם בתחום ההגדרה של הפונקציות.

 

חקירת פונקציה טריגונומטרית

תשובות סופיות

סעיף א1

x≠π/2 +πk.

סעיף א2

(0, πk) , (0, 0)

סעיף א3

x = 0.5π + πk

סעיף א4

הפונקציה עולה בכול תחום ההגדרה  x ≠ 0.5π +πk.

סעיף ב

סקיצה של הפונקציה f (x) = 2sin x / cos ³x בתחום ההגדרה

פתרון סעיף א1


הפונקציה מגדרת כאשר המכנה שונה מ 0.
cos ³ x= 0
cos x = 0

x=π/2 +πk (כאשר k הוא מספר טבעי שלם).
הפונקציה מוגדרת כאשר x≠π/2 +πk.

פתרון סעיף א2

חיתוך עם ציר ה x
נציב y = 0

שבר שווה 0 כאשר מונה השבר שווה 0.

2sin x =0
sin x =0
x = πk
(0, πk)

חיתוך עם ציר ה y
נציב x = 0

(0, 0)

פתרון סעיף א3

אסימפטוטה אנכית
כאשר x שואף ל x = 0.5π +πk ערך המונה שואף ל 0 ואילו המונה שואף למספר חיובי.

לכן הפונקציה שואפת לאינסוף / מינוס אינסוף בנקודות הללו והישרים x = 0.5π + πk הם אסימפטוטות אנכיות של הפונקציה.

פתרון סעיף א4

נגזרת המכנה היא cos6x והיא חיובית תמיד ולכן לא משפיעה על סימן הנגזרת.

לכן אגזור מכאן אגזור את המונה בלבד.

בבחינה כאשר אתם גוזרים את המונה בלבד עליכם לרשום ולסמן זאת בצורה בולטת.

f ‘ (x) = 2cos x *cos ³x –  3cos²x (-)sinx * 2sin x  (נגזרת מונה בלבד).
f ‘ (x) =  2cos 4x + 6cos²x sin²x
(f ‘ (x) =  2cos ²x(cos²x+ 3sin²x

כאשר cos²x=0 הפונקציה אינה מוגדרת.
הביטוי שבתוך הסוגריים מורכב משני ביטויים בחזקה זוגית שאינם מתאפסים בו זמנית ולכן הביטוי חיובי תמיד.

לכן הנגזרת חיובית בכל תחום ההגדרה והפונקציה עולה בכול תחום ההגדרה  x ≠ 0.5π +πk.

פתרון סעיף ב

גרף הפונקציה f(x).

סקיצה של הפונקציה f (x) = 2sin x / cos ³x בתחום ההגדרה
סקיצה של הפונקציה f (x) = 2sin x / cos ³x בתחום ההגדרה

בעיית קיצון

תשובות סופיות

סעיף א

t=2, c=8

סעיף ב

x=1+√3
x=1-√3

פתרון סעיף א

נתון f (-t)=0 , f(2t) =0.

נציב t- ו 2t במשוואת הפונקציה ונפתור שתי משוואות עם שני נעלמים (t,c).

f (x) = -x² + 2x + c

f (-t) =0 = -(-t)² – 2t + c

t² – 2t + c = 0-

f (2t) =0 = -(2t)² + 2*2t + c

4t²+4t+c=0-

קיבלנו את המשוואות:
4t²+4t+c=0-
t² – 2t + c=0-

נחסר את המשוואות:
3t²+6t=0-
3t (2-t)=0
t=0 או t=2

נתון t>0 ולכן t=2

נציב את הערך של t באחת המשוואות ונקבל את c.
t²-2t+c=0-

c-4-4=0

c=8

תשובה: t = 2, c = 8

פתרון סעיף ב

ערך ה x בנקודה m הוא ערך ה x של קודקוד הפרבולה.

f (x) = -x² + 2x + 8

קודקוד הפרבולה

x = -2 / -2 = 1

נניח כי הנקודה k היא: (x , -x²+2x+8)

כאשר x>1 שטח המשולש המבוקש הוא:

(Sklm = 0.5(x-1) * (-x²+2x+8

= 0.5 (-x³ + 2x² + 8x + x² – 2x – 8)

= 0.5(-x³ + 3x² + 6x – 8) = -0.5x³ + 1.5x² + 3x – 4

נגזור את הפונקציה s(x) למציאת נקודות קיצון:

s ‘ (x) = -1.5x²  + 3x + 3

נשווה את הנגזרת ל 0:

-1.5x²  + 3x + 3=0

x² – 2x – 2 = 0

נפתור על ידי מחשבון ונקבל:

x=1+√3

x=1-√3

נמצא את הנגזרת השנייה ונציב בה:

s ‘ (x) = -1.5x²  + 3x + 3

s ” (x)= -3x + 3

s ” (x)= 2x – 2

s” (1+√3) < 0 – לכן זו נקודת מקסימום (התשובה המבוקשת).
s” (1-√3) > 0  – לכן זו נקודת מינימום.

נשים לב שבשאלה כתבו “מצאו את שני הפתרונות האפשריים”.

עכשיו מצאנו רק פתרון אחד.

וזה אומר שיש עוד משהו שצריך לחשוב עליו.

בשרטוט של השאלה נתנו לנו את המשולש הזה.

אבל לא אמרו לנו שבהכרח הנקודה L נמצאת מימין ל M.

לכן יכול להתקבל משולש נוסף הנראה כך ובו האורך של ML הוא:

1- x

במקרה זה הפונקציה המתארת את השטח נראית כך:

(Sklm = 0.5(1 – x) * (-x²+2x+8

Sklm = 0.5x³ – 1.5x² – 3x + 4

s ‘ (x) = 1.5x²  – 3x – 3

זו אותה נגזרת כמו הקודמת רק הפוכה בסימן.

לכן במקרה זה היינו מקבלים x=1-√3 נקודת מקסימום.

עוד באתר:

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *