סימולציית בגרות 1 — שאלון 35571, 5 יח״ל. המבנה של תשפ״ז: ארבעה פרקים, 8 שאלות, 3 שעות ו-45 דקות. עליכם לענות על 5 שאלות: לפחות שאלה אחת מהפרק הראשון או מהפרק השני, ולפחות שאלה אחת מכל אחד מהפרקים השלישי והרביעי. לכל שאלה 20 נקודות. פרק ראשון — שאלות קצרות: שאלה 1, ובה ארבעה סעיפים; מי שבוחר בה עונה על 2 סעיפים מתוך 4. פרק שני — אינדוקציה, סדרות והסתברות: שאלות 2 ו-3. פרק שלישי — גאומטריה וטריגונומטריה במישור: שאלות 4 ו-5. פרק רביעי — חשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי: שאלות 6, 7 ו-8. מותר להשתמש בנוסחאון ל-5 יח״ל ובמחשבון שאינו גרפי. שאלה 1: אינדוקציה, פונקציית צבירה, משיקים ומרובע חסום, אסימפטוטות. שאלה 2: סדרה הנדסית אינסופית. שאלה 3: הסתברות מותנית, ברנולי ו«עד ההצלחה הראשונה». שאלה 4: משיק וחותך. שאלה 5: משפט הסינוסים ומעגל חסום. שאלה 6: פונקציה רציונלית עם פרמטר. שאלה 7: פונקציה טריגונומטרית. שאלה 8: בעיית קיצון בחצי מעגל.
כאן כתובות כל שמונה השאלות, כדי שתוכלו להתאמן בכולן; בבחינה עצמה בוחרים חמש. כל סעיף מזכיר את מה שנמצא לפניו, כך שאפשר להמשיך גם אם נתקעתם. לפני שמתחילים לכתוב, הקדישו חמש דקות לבחירה: עברו על כל השאלות וסמנו את חמש השאלות שאתם בטוחים בהן. בגאומטריה כתבו משפט לכל שורה; בחקירה בנו טבלת סימנים לפני שקובעים סוג קיצון; והציבו את הזוויות במחשבון במצב הנכון — מעלות או רדיאנים.
תרגילים
שאלה 1 — שאלות קצרות (סעיף א: אינדוקציה)
תרגיל 1
נתונה הטענה: לכל טבעי, ו- מספר קבוע. סעיף א (1). מצאו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 7
הפתרון:
מציבים : באגף שמאל יש מחובר אחד בלבד
פותרים
בדיקה עם
. המלכודת: לכתוב באגף שמאל — המחובר הראשון הוא מכפלה, , ולא שני מחוברים.
תרגיל 2
נתונה הטענה: לכל טבעי, ו- מספר קבוע. נמצא . סעיף א (2). בשלב המעבר מניחים שהטענה נכונה עבור , ומוסיפים לשני האגפים את המחובר . אחרי הוצאת הגורם המשותף נשאר בסוגריים הביטוי . השלימו:
____ ____
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 13 9
הפתרון:
פותחים סוגריים
פירוק הטרינום
זו בדיוק הטענה עבור
המטרה היא : כל מוחלף ב-, ולכן הופך ל-. המלכודת: להוסיף את המחובר — המחובר החדש הוא ה-, .
שאלה 1 — שאלות קצרות (סעיף ב: פונקציית צבירה)
תרגיל 3
בשרטוט הגרף של הפונקציה בתחום . הגרף חותך את ציר ה- בנקודות ו-. השטח הכלוא בין גרף לציר ה- בתחום הוא , וגם בתחום השטח הוא . מגדירים . סעיף ב (1). באיזה יש לפונקציה נקודת מקסימום מקומי, בתחום ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 1
הפתרון:
המשפט היסודי: הנגזרת של פונקציית הצבירה היא הפונקציה שמתחת לאינטגרל
לפי הגרף: חיובית ואחר כך שלילית
עולה ואז יורדת — מקסימום
המקסימום של ב-, שם עוברת מחיובית לשלילית. המלכודת: לענות , המינימום של — שם הנגזרת של מינימלית, וזו נקודת פיתול של , לא קיצון.
תרגיל 4
בשרטוט הגרף של הפונקציה בתחום . הגרף חותך את ציר ה- בנקודות ו-. השטח הכלוא בין גרף לציר ה- בתחום הוא , וגם בתחום השטח הוא . מגדירים . סעיף ב (2). חשבו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 0
הפתרון:
בתחום הזה הגרף מעל הציר: האינטגרל שווה לשטח
כאן הגרף מתחת לציר: האינטגרל שווה למינוס השטח
אדיטיביות האינטגרל
. המלכודת: לחבר את שני השטחים ולקבל — אינטגרל של קטע שבו הגרף מתחת לציר ה- הוא שלילי.
שאלה 1 — שאלות קצרות (סעיף ג: גאומטריה)
תרגיל 5
מנקודה שמחוץ למעגל שמרכזו יוצאים שני משיקים למעגל, ו- ( ו- נקודות ההשקה). הנקודה נמצאת על הקשת הגדולה . נתון . סעיף ג (1). איזה משפט מבטיח שאפשר לחסום את המרובע במעגל?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג מרובע שבו סכום זוג זוויות נגדיות הוא — אפשר לחסום אותו במעגל
הפתרון:
המשיק מאונך לרדיוס בנקודת ההשקה
שתי הזוויות נגדיות במרובע
מרובע שבו סכום זוג זוויות נגדיות — חסום במעגל
הנכונה: סכום זוג זוויות נגדיות . המלכודת: «שני משיקים שווים» — זה נכון, אבל שוויון צלעות לא אומר דבר על חסימה במעגל; ובזוויות היקפיות משתמשים אחרי שיודעים שיש מעגל.
תרגיל 6
מנקודה שמחוץ למעגל שמרכזו יוצאים שני משיקים למעגל, ו- ( ו- נקודות ההשקה). הנקודה נמצאת על הקשת הגדולה . נתון . סעיף ג (2). חשבו את (במעלות).
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 65
הפתרון:
סכום הזוויות במרובע הוא
זווית היקפית שווה למחצית הזווית המרכזית הנשענת על אותה קשת
. המלכודת: לענות ולשכוח לחלק ב-; או — להעתיק את הזווית שב-, שאינה זווית היקפית.
שאלה 1 — שאלות קצרות (סעיף ד: אסימפטוטות)
תרגיל 7
נתונה הפונקציה . סעיף ד (1). חשבו את השטח של התחום הסגור שבין שתי האסימפטוטות של לבין הצירים.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 6
הפתרון:
אסימפטוטה אנכית: המכנה מתאפס והמונה לא
אסימפטוטה אופקית: מעלת המונה שווה למעלת המכנה, היחס בין המקדמים המובילים
צלעות המלבן: המרחק של כל אסימפטוטה מהציר המקביל לה
השטח . המלכודת: לקחת את כאסימפטוטה אופקית «כי זה שבר» — כשהמעלות שוות, האסימפטוטה היא יחס המקדמים.
תרגיל 8
נתונה הפונקציה . מגדירים , ו-. סעיף ד (2). השטח של התחום הסגור שבין שתי האסימפטוטות של לבין הצירים הוא . מצאו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 3
הפתרון:
הזזה אנכית מזיזה רק את האסימפטוטה האופקית
שטח המלבן
. המלכודת: להזיז גם את האסימפטוטה האנכית — הוספת קבוע לפונקציה מזיזה את הגרף למעלה, והישר נשאר במקומו.
שאלה 2 — סדרה הנדסית אינסופית
תרגיל 9
נתונה סדרה הנדסית אינסופית שכל איבריה חיוביים, ומנתה מקיימת . מגדירים סדרה חדשה: . א. הסדרה הנדסית. מהי המנה שלה?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב
הפתרון:
מנת שני איברים עוקבים
כל איבר ב- הוא הקודם כפול
המנה היא : המנה קבועה, ולכן הנדסית. המלכודת: — זה היחס , לא היחס בין שני איברים עוקבים של .
תרגיל 10
נתונה סדרה הנדסית אינסופית שכל איבריה חיוביים, ומנתה מקיימת . מגדירים סדרה חדשה: . נתון: סכום כל איברי הוא , וסכום כל איברי הוא . ב. מצאו את ואת (את עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה).
____ , ____
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 12 , 0.67
הפתרון:
האיבר הראשון של , ומנתה
סכום סדרה הנדסית אינסופית מתכנסת,
ו-. המלכודת: לחשב את סכום עם במקום .
תרגיל 11
נתונה סדרה הנדסית אינסופית שכל איבריה חיוביים, ומנתה מקיימת . מגדירים סדרה חדשה: . נמצא ו-. ג. חשבו את סכום האיברים של שעומדים במקומות הזוגיים:
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 14.4
הפתרון:
האיבר הראשון של הסדרה החלקית
מדלגים על איבר: המנה של הסדרה החלקית היא
סכום סדרה הנדסית אינסופית
הסכום . המלכודת: להשאיר את המנה ולקבל — בין ל- יש שתי «קפיצות».
תרגיל 12
נתונה סדרה הנדסית אינסופית שכל איבריה חיוביים, ומנתה מקיימת . מגדירים סדרה חדשה: . נמצא ו-. ד. מהו המקום של האיבר הראשון בסדרה שקטן מ-?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 8
הפתרון:
האיבר הכללי
הסדרה יורדת: בודקים איברים עוקבים
האיבר השמיני. המלכודת: לעצור ב-, שנראה «כמעט » — הוא עדיין גדול מ-.
שאלה 3 — הסתברות מותנית ובינומית
תרגיל 13
בעיר מסוימת, בחלק מהימים יורד גשם. ביום גשום ההסתברות שרכבת הבוקר תאחר היא , וביום בלי גשם ההסתברות היא . א. מהי ההסתברות שרכבת הבוקר תאחר ביום אקראי, כפונקציה של ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג
הפתרון:
נוסחת ההסתברות השלמה: שני ענפים בעץ
מכנסים איברים
הנכונה: . המלכודת: — לשכוח שהענף של יום בלי גשם הוא , ולא .
תרגיל 14
בעיר מסוימת, בחלק מהימים יורד גשם. ביום גשום ההסתברות שרכבת הבוקר תאחר היא , וביום בלי גשם ההסתברות היא . ההסתברות שהרכבת תאחר ביום אקראי היא . ידוע שביום מסוים הרכבת איחרה, וההסתברות שבאותו יום ירד גשם היא . ב. מצאו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 0.2
הפתרון:
הסתברות מותנית: החיתוך חלקי התנאי
כופלים במכנה
. המלכודת: לכתוב במכנה במקום — התנאי הוא האיחור, והוא במכנה.
תרגיל 15
בעיר מסוימת, בחלק מהימים יורד גשם. ביום גשום ההסתברות שרכבת הבוקר תאחר היא , וביום בלי גשם ההסתברות היא . נמצא , ולכן ההסתברות שהרכבת תאחר ביום אקראי היא . בוחרים באקראי 5 ימים; מה שקורה ביום אחד אינו תלוי במה שקורה ביום אחר. ג. מה ההסתברות שהרכבת תאחר בדיוק ביומיים מתוך החמישה? (עגלו לשלוש ספרות אחרי הנקודה)
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 0.152
הפתרון:
נוסחת ברנולי: ,
ההסתברות . המלכודת: לשכוח את — יש עשרה סדרים שונים של שני ימי איחור.
תרגיל 16
בעיר מסוימת, בחלק מהימים יורד גשם. ביום גשום ההסתברות שרכבת הבוקר תאחר היא , וביום בלי גשם ההסתברות היא . נמצא שההסתברות שהרכבת תאחר ביום אקראי היא , והימים בלתי תלויים. נוסע חדש מתחיל לנסוע ברכבת הבוקר כל יום. ד. מה ההסתברות שהאיחור הראשון שהוא יפגוש יהיה ביום הנסיעה הרביעי שלו? (עגלו לשלוש ספרות אחרי הנקודה)
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 0.095
הפתרון:
שלושה ימים בלי איחור, ואז איחור: סדר אחד בלבד
ההסתברות . המלכודת: להכפיל ב- — כאן הסדר קבוע: האיחור חייב להיות ביום הרביעי, ולא «באחד מארבעת הימים».
שאלה 4 — משיק וחותך
תרגיל 17
מנקודה שמחוץ למעגל יוצאים משיק ( נקודת ההשקה) וחותך שפוגש את המעגל בנקודות ו- ( בין ל-). א. הוכיחו: .
להציג את התשובה והפתרון
- — זווית משותפת לשני המשולשים
- — הזווית בין משיק למיתר שווה לזווית ההיקפית הנשענת על המיתר מצדו השני
- — משפט דמיון ז.ז
הפתרון:
זווית משותפת
זווית בין משיק למיתר שווה לזווית ההיקפית שמולה
ז.ז
ההתאמה: , , . המלכודת: להתאים ל- «כי שתיהן על החותך» — הזוויות השוות הן ליד במשולש הקטן וליד בגדול.
תרגיל 18
מנקודה שמחוץ למעגל יוצאים משיק ( נקודת ההשקה) וחותך שפוגש את המעגל בנקודות ו- ( בין ל-). הוכח: . נתון ו-. ב. חשבו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 6
הפתרון:
יחס צלעות מתאימות במשולשים דומים
. המלכודת: לכפול — במכפלה משתתף כל החותך, , ולא רק החלק שבתוך המעגל.
תרגיל 19
מנקודה שמחוץ למעגל יוצאים משיק ( נקודת ההשקה) וחותך שפוגש את המעגל בנקודות ו- ( בין ל-). הוכח: , ונמצא , , . נתון גם . ג. חשבו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 7.5
הפתרון:
יחס צלעות מתאימות: ,
. המלכודת: להפוך את היחס ולקבל — במשולש הגדול, ולכן היא הארוכה מבין השתיים.
תרגיל 20
מנקודה שמחוץ למעגל יוצאים משיק ( נקודת ההשקה) וחותך שפוגש את המעגל בנקודות ו- ( בין ל-). הוכח: , ונמצא , , . ד. מהו היחס ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: א
הפתרון:
יחס השטחים של משולשים דומים שווה לריבוע יחס הדמיון
המשולש מורכב מ- ומ-
בדיקה: לשני המשולשים אותו גובה מ-
הנכונה: . המלכודת: — זה היחס בין המשולשים הדומים, ו- אינו אחד מהם.
שאלה 5 — טריגונומטריה במעגל החוסם
תרגיל 21
המשולש שווה-שוקיים () חסום במעגל שמרכזו ורדיוסו . זוויות הבסיס: . א. הביעו את באמצעות ו-.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד
הפתרון:
סכום הזוויות במשולש
משפט הסינוסים
הנכונה: . המלכודת: — זו השוק , שמולה זווית הבסיס; מול עומדת זווית הראש.
תרגיל 22
המשולש שווה-שוקיים () חסום במעגל שמרכזו ורדיוסו . זוויות הבסיס: . נמצא . נתון . ב. מצאו את (במעלות, עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה).
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 36.87
הפתרון:
משפט הסינוסים: מול הזווית
סינוס של זווית כפולה
. המלכודת: לכתוב — מצמצמים את הסינוס, לא את הזווית.
תרגיל 23
המשולש שווה-שוקיים () חסום במעגל שמרכזו ורדיוסו . זוויות הבסיס: . נמצא , ולכן . נתון ששטח המשולש הוא . ג. מצאו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 5
הפתרון:
משפט הסינוסים
זווית הראש
שטח משולש: חצי מכפלת שתי צלעות בסינוס הזווית שביניהן
. המלכודת: לקחת בנוסחת השטח את — הזווית שבין שתי השוקיים היא זווית הראש.
תרגיל 24
המשולש שווה-שוקיים () חסום במעגל שמרכזו ורדיוסו . זוויות הבסיס: . נמצא , , ושטח המשולש . ד. חשבו את רדיוס המעגל החסום במשולש .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 1.6
הפתרון:
משפט הסינוסים
חצי ההיקף
שטח משולש שווה למכפלת רדיוס המעגל החסום בחצי ההיקף
. המלכודת: לחלק בהיקף כולו, , ולקבל — בנוסחה משתתף חצי ההיקף.
שאלה 6 — פונקציה רציונלית עם פרמטר
תרגיל 25
נתונה הפונקציה , ו- פרמטר. לפונקציה יש נקודת קיצון שבה . א. מצאו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 1
הפתרון:
נגזרת של מנה
בנקודת קיצון הנגזרת מתאפסת
בדיקה: הנגזרת מחליפה סימן ב-
. המלכודת: להפוך את הסדר במונה של נגזרת המנה — «נגזרת המונה כפול המכנה פחות המונה כפול נגזרת המכנה».
תרגיל 26
נתונה הפונקציה , ו- פרמטר. לפונקציה יש נקודת קיצון שבה . נמצא , כלומר ו-. ב. מצאו את נקודות הקיצון של וקבעו את סוגן.
מקסימום: ( ____ , ____ ) מינימום: ( ____ , ____ )
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: מקסימום: ( -1 , -2 ) מינימום: ( 3 , 6 )
הפתרון:
טבלת סימנים, עם שאינו בתחום
מקסימום ומינימום . המלכודת: להחליף ביניהם כי — ערך המקסימום המקומי קטן מערך המינימום, וזה אפשרי כי אסימפטוטה מפרידה ביניהם.
תרגיל 27
נתונה הפונקציה , ו- פרמטר. לפונקציה יש נקודת קיצון שבה . נמצא , עם מקסימום ומינימום . ג. הוכיחו או הפריכו: למשוואה אין פתרון.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
כופלים במכנה
אין פתרון ממשי
ובגרף: הערכים שבין ל- אינם מתקבלים
נכון: אין פתרון. המלכודת: לחשוב שכל ערך בין המקסימום למינימום מתקבל — כאן המקסימום מתחת למינימום, והפונקציה «מדלגת» על הרצועה .
תרגיל 28
נתונה הפונקציה , ו- פרמטר. לפונקציה יש נקודת קיצון שבה . נמצא , ו- לכל . ד. חשבו את השטח הכלוא בין גרף הנגזרת , ציר ה- והישרים ו-.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 1
הפתרון:
הגרף של מעל הציר בתחום
היא פונקציה קדומה של
השטח . המלכודת: לחפש פונקציה קדומה ל- עצמה — השטח הוא מתחת ל-, והקדומה שלה היא , שכבר ידועה.
שאלה 7 — פונקציה טריגונומטרית
תרגיל 29
נתונה הפונקציה בתחום . א. הוכיחו או הפריכו: פונקציה אי-זוגית.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
אי-זוגית
והתחום סימטרי סביב
נכון: אי-זוגית, והגרף סימטרי סביב ראשית הצירים. המלכודת: לבדוק רק , לראות שלא מתקיים, ולהסיק «לא זוגית ולכן כלום».
תרגיל 30
נתונה הפונקציה בתחום . ב. מהי נקודת המקסימום של בתחום?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג
הפתרון:
פירוק
רק בקצוות,
לפני הנגזרת חיובית ואחריה שלילית
הנכונה: . המלכודת: — לחשוב שהמקסימום של הוא גם המקסימום של הסכום; ב- המחובר מתאפס.
תרגיל 31
נתונה הפונקציה בתחום . נמצא: אי-זוגית, , ונקודת המקסימום היא . ג. כמה פתרונות יש למשוואה בתחום?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 2
הפתרון:
המקסימום מעל הישר
בכל קטע מונוטוני — פתרון אחד
בחצי השלילי אין פתרון
שני פתרונות. המלכודת: לענות «בגלל הסימטריה» — פונקציה אי-זוגית משקפת את הגרף סביב הראשית, ובחצי השלילי הוא מתחת לציר.
תרגיל 32
נתונה הפונקציה בתחום . נמצא: בתחום . ד. חשבו את השטח הכלוא בין גרף לציר ה- בתחום .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 4
הפתרון:
אינטגרל של : מחלקים ב-
מציבים ו-
השטח . המלכודת: לטעות בסימן ולכתוב — יוצא , ושטח אינו שלילי. הקדומה של היא .
שאלה 8 — בעיית קיצון בחצי מעגל
תרגיל 33
הטרפז חסום בחצי מעגל שמרכזו וקוטרו : הקודקודים ו- על חצי המעגל, ו-. מסמנים , כאשר . א. מהו שטח הטרפז ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד
הפתרון:
הגובה: המרחק של מהקוטר, במשולש ישר-זווית עם יתר
הטרפז שווה-שוקיים: ו- סימטריות ביחס לאנך מ-
שטח טרפז: חצי סכום הבסיסים כפול הגובה
הנכונה: . המלכודת: — לשכוח לחלק את סכום הבסיסים ב-.
תרגיל 34
הטרפז חסום בחצי מעגל שמרכזו וקוטרו : הקודקודים ו- על חצי המעגל, ו-. מסמנים , כאשר . שטח הטרפז הוא . ב. עבור איזה (במעלות) שטח הטרפז מקסימלי?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 60
הפתרון:
נגזרת של מכפלה, ו-
בתחום
לפני הנגזרת חיובית ואחריה שלילית — מקסימום
. המלכודת: לגזור רק את ולהשאיר את קבוע — זו מכפלה של שתי פונקציות של .
תרגיל 35
הטרפז חסום בחצי מעגל שמרכזו וקוטרו : הקודקודים ו- על חצי המעגל, ו-. מסמנים , כאשר . שטח הטרפז מקסימלי כאשר . ג. חשבו את השטח המקסימלי (עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה).
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 46.77
הפתרון:
השטח המקסימלי . המלכודת: לחשב במחשבון במצב רדיאנים עם — הזווית במעלות.
תרגיל 36
הטרפז חסום בחצי מעגל שמרכזו וקוטרו : הקודקודים ו- על חצי המעגל, ו-. מסמנים , כאשר . שטח הטרפז מקסימלי כאשר . ד. הוכיחו או הפריכו: בטרפז בעל השטח המקסימלי שלוש הצלעות , ו- שוות זו לזו.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
משולש שווה-שוקיים עם זווית ראש הוא שווה-צלעות
טרפז חסום במעגל שווה-שוקיים
נכון: — חצי משושה משוכלל. המלכודת: להניח ש- שווה לרדיוס רק «כי זה נראה כך» בשרטוט — הוכיחו בחישוב.