מבחן לדוגמא 5 — סוף שנה. 3 שאלות עם סעיפים, 15 סעיפים בסך הכול, 90 דקות. שאלה מכל פרק של השאלון: הסתברות (ברנולי, הסתברות מותנית וזכייה ראשונה), גאומטריה וטריגונומטריה במישור (מרובע חסום ומשפט הסינוסים), וחשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי (פונקציה טריגונומטרית עם פרמטר, זוגיות ושטח).
כמו בבגרות, כל סעיף מזכיר את מה שנמצא לפניו, כך שאפשר להמשיך גם אם נתקעתם. «לפחות פעם אחת» — עברו למשלים; במשוואה חפשו שני פתרונות; ובשטח — חלקו את הקטע בנקודות החיתוך עם הציר לפני שמחשבים.
תרגילים
שאלה 1 — הסתברות: ברנולי וזכייה ראשונה
תרגיל 1
בדוכן בפסטיבל מסובבים גלגל מזל. בכל סיבוב יש זכייה בהסתברות , ללא תלות בסיבובים האחרים. ההסתברות לזכות לפחות פעם אחת בשני סיבובים היא . א. מצאו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 0.4
הפתרון:
המשלים של «לפחות פעם אחת»: אף זכייה בשני הסיבובים
הפתרון נפסל:
. המלכודת: לכתוב — חיבור ההסתברויות סופר פעמיים את המקרה של שתי זכיות.
תרגיל 2
בדוכן בפסטיבל מסובבים גלגל מזל. בכל סיבוב יש זכייה בהסתברות , ללא תלות בסיבובים האחרים. דנה מסובבת את הגלגל עד שהיא זוכה בפעם הראשונה. ב. מה ההסתברות שהזכייה הראשונה שלה תהיה בסיבוב השלישי? (עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה.)
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 0.14
הפתרון:
הסדר מחייב: שני הפסדים ואז זכייה ( — זכייה)
כופלים לאורך המסלול
. המלכודת: להשתמש בנוסחת ברנולי, — ברנולי סופרת כל סדר, וכאן הסדר קבוע: הזכייה חייבת להיות האחרונה.
תרגיל 3
בדוכן בפסטיבל מסובבים גלגל מזל. בכל סיבוב יש זכייה בהסתברות , ללא תלות בסיבובים האחרים. יוסי מסובב את הגלגל פעמים. ג. מה ההסתברות שיזכה בדיוק פעמיים? (עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה.)
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 0.31
הפתרון:
נוסחת ברנולי: ,
. המלכודת: להעלות את בחזקת במקום — מספר ההפסדים הוא .
תרגיל 4
בדוכן בפסטיבל מסובבים גלגל מזל. בכל סיבוב יש זכייה בהסתברות , ללא תלות בסיבובים האחרים. יוסי מסובב את הגלגל פעמים, וההסתברות שיזכה בדיוק פעמיים היא . ד. ידוע שיוסי זכה לפחות פעם אחת. מה ההסתברות שזכה בדיוק פעמיים? (עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה.)
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 0.33
הפתרון:
המאורע הידוע, דרך המשלים
המאורע כלול במאורע , ולכן החיתוך הוא
. המלכודת: לכפול כאילו המאורעות בלתי תלויים — בהסתברות מותנית מחלקים בהסתברות של מה שידוע.
תרגיל 5
בדוכן בפסטיבל מסובבים גלגל מזל. בכל סיבוב יש זכייה בהסתברות , ללא תלות בסיבובים האחרים. ה. מהו מספר הסיבובים הקטן ביותר שעבורו ההסתברות לזכות לפחות פעם אחת גדולה מ-?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 10
הפתרון:
דרך המשלים
מנסים ערכים: קטן כש- גדל
. המלכודת: לעצור ב- כי — הערך עדיין גדול מ-, והאי-שוויון חזק.
שאלה 2 — מרובע חסום וטריגונומטריה
תרגיל 6
במשולש החד-זוויות העבירו את הגובה לצלע ואת הגובה לצלע . נסמן . א. הוכיחו שאפשר לחסום את המרובע במעגל.
אפשר לחסום את המרובע במעגל
להציג את התשובה והפתרון
- — נתון
- — נתון
- ו- נמצאות על המעגל שקוטרו — זווית היקפית של נשענת על קוטר
- אפשר לחסום את המרובע במעגל — ארבעת הקודקודים נמצאים על מעגל אחד
הפתרון:
נתון: גובה
נתון: גובה
זווית היקפית ישרה נשענת על קוטר: ו- על המעגל שקוטרו
ארבעת הקודקודים על מעגל אחד
, , , על המעגל שקוטרו . המלכודת: לחפש זוג זוויות נגדיות שסכומן — הזוויות הישרות ב- וב- אינן נגדיות במרובע , הן נשענות שתיהן על הצלע .
תרגיל 7
במשולש החד-זוויות העבירו את הגובה לצלע ואת הגובה לצלע . נסמן . הוכח שאפשר לחסום את המרובע במעגל. ב. מדוע ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב במרובע החסום סכום זוויות נגדיות , ולכן הזווית החיצונית שווה לזווית הנגדית
הפתרון:
במרובע חסום סכום זוויות נגדיות הוא
זוויות צמודות
שתי זוויות שמשלימות את אותה זווית ל-
כי הזווית החיצונית של מרובע חסום שווה לזווית הפנימית שמולה. המלכודת: לטעון ש- — הקטעים אינם מקבילים (אחרת המשולש שווה-שוקיים); הדמיון כאן הוא «הפוך».
תרגיל 8
במשולש החד-זוויות העבירו את הגובה לצלע ואת הגובה לצלע . נסמן . הוכח שאפשר לחסום את המרובע במעגל. לכן , ו- (זווית משותפת). ג. הביעו את באמצעות ו-.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד
הפתרון:
במשולשים דומים צלעות מתאימות פרופורציוניות
במשולש ישר הזווית :
. המלכודת: לבחור — במשולש הצלע ליד הזווית , ולכן זה קוסינוס.
תרגיל 9
במשולש החד-זוויות העבירו את הגובה לצלע ואת הגובה לצלע . נסמן . הוכח שאפשר לחסום את המרובע במעגל. לכן , ו- (זווית משותפת). לכן . נתון ו-. ד. חשבו את . (עגלו לשתי ספרות אחרי הנקודה.)
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 7.71
הפתרון:
מציבים בביטוי מסעיף ג
. המלכודת: מחשבון במצב רדיאנים נותן — ערך שגדול כמעט כמו צריך להדליק נורה.
תרגיל 10
במשולש החד-זוויות העבירו את הגובה לצלע ואת הגובה לצלע . נסמן . הוכח שאפשר לחסום את המרובע במעגל. לכן , ו- (זווית משותפת). לכן . המשולש חסום במעגל שרדיוסו , ונתון . ה. מהו ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג או
הפתרון:
משפט הסינוסים במשולש
מציבים ב-; סינוס של זווית כפולה
שתי הזוויות חדות, ושתיהן אפשריות
או . המלכודת: לקחת רק את התשובה של המחשבון — ל- יש שני פתרונות בין ל-, ולכן ל- שניים בין ל-.
שאלה 3 — פונקציה טריגונומטרית עם פרמטר ושטח
תרגיל 11
נתונה הפונקציה לכל , כאשר פרמטר. לפונקציה יש נקודת קיצון שבה . א. מצאו את .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 2
הפתרון:
נגזרת, עם הנגזרת הפנימית של
. המלכודת: להציב גם ב- — שם הזווית היא .
תרגיל 12
נתונה הפונקציה לכל . ב. הוכיחו או הפריכו: היא פונקציה אי-זוגית.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
מציבים
אי-זוגית:
נכון: , והגרף סימטרי ביחס לראשית. המלכודת: לבדוק נקודה אחת, כמו , ולהסתפק — צריך להראות את השוויון לכל .
תרגיל 13
נתונה הפונקציה לכל . הפונקציה אי-זוגית. ג. מהן נקודות הקיצון של בתחום ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד מקסימום ב-, מינימום ב-
הפתרון:
משוואה ריבועית ב-
נותן רק את הקצוות ו-
, ולכן הסימן של הוא הסימן של
מקסימום ב- ומינימום ב-. המלכודת: להפוך את הסוגים — בדקו סימן של בנקודה בין השורשים, למשל .
תרגיל 14
נתונה הפונקציה לכל . הפונקציה אי-זוגית. לפונקציה מקסימום ב- ומינימום ב-, והיא מתאפסת ב-, ו-. ד. חשבו את השטח המוגבל בין הגרף של לבין ציר ה- בתחום .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 4
הפתרון:
בתחום הגרף מעל הציר
פונקציה קדומה
. המלכודת: לכתוב את הקדומה של כ- — הסימן מתהפך: , ולכן .
תרגיל 15
נתונה הפונקציה לכל . הפונקציה אי-זוגית. לפונקציה מקסימום ב- ומינימום ב-, והיא מתאפסת ב-, ו-. השטח בין הגרף לציר ה- בתחום הוא . ה. חשבו את השטח הכולל המוגבל בין הגרף של לבין ציר ה- בתחום .
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 8
הפתרון:
מחזוריות ואי-זוגיות: החלק שבין ל- הוא תמונת ראי של החלק הראשון, מתחת לציר
השטח שם שווה, והאינטגרל שלילי
. המלכודת: לחשב ולענות — שטח שמתחת לציר נספר בערך מוחלט, ולכן מחלקים את הקטע בנקודת החיתוך .