בגאומטריה הגודל שמחפשים הוא שטח או נפח, והמשתנה הוא אורך. כשהאורך משתנה, הצורה משתנה, ואיתה השטח או הנפח. לפני כל נוסחה, הזיזו את במעבדה וחפשו את השיא.
לפי המעבדה: מהו התחום של , ובאיזה הנפח הגדול ביותר?
להציג את התשובה והפתרון
צלע הבסיס היא , והיא חייבת להיות חיובית: . השיא ב-, והנפח סמ״ק. מתאפסת גם ב-, אבל שם אין תיבה.
גדר לאורך קיר
החלקה הגדולה ביותר
חקלאי בעמק יזרעאל גודר חלקה צמודה לקיר ארוך, כמו בשרטוט. לאורך הקיר לא גודרים. לרשותו מ׳ גדר. מהו השטח הגדול ביותר של החלקה?
סימון המשתנה: שתי הצלעות הניצבות לקיר
הבעת הגודל כפונקציה: שתי צלעות ניצבות ורק אחת מקבילה לקיר
תחום ההגדרה:
גזירה והשוואה לאפס
מקסימום. השטח הגדול ביותר: מ״ר
מה הממדים של החלקה הגדולה ביותר? האם היא בצורת ריבוע?
להציג את התשובה והפתרון
מ׳ ו- מ׳. לא ריבוע: הצלע שלאורך הקיר ארוכה פי , כי את הצלע הרביעית «נותן» הקיר בחינם.
מקבילית בתוך מלבן
במלבן , ו-. על הצלעות בוחרים ארבע נקודות: ו-. המרובע הוא מקבילית. את השטח שלה לא מחשבים ישירות: מחסרים משטח המלבן את ארבעת המשולשים שבפינות. המשולשים שבפינות ו- חופפים, וגם אלה שבפינות ו-.
השטח של המקבילית כפונקציה של x
מצאו את שעבורו שטח המקבילית הגדול ביותר, ואת השטח הזה.
שטח משולש ישר זווית: חצי מכפלת הניצבים
ו-
שטח המלבן פחות ארבעת המשולשים
תחום: וגם
בטבלה שלמטה: מקסימום
למה התחום הוא ולא ?
להציג את התשובה והפתרון
הנקודה על הצלע , ולכן , כלומר . התנאי (עבור על ) חלש יותר. התחום נקבע לפי ההגבלה החזקה ביותר. ב- הנקודה מגיעה ל-, והמקבילית עדיין קיימת.
בכל בעיה גאומטרית בודקים את התחום לפי כל הצלעות שהמשתנה נוגע בהן: כל אורך בשרטוט חייב להיות חיובי, וכל נקודה צריכה להישאר על הצלע שלה.
שלוש הטעויות של בעיות הגאומטריה.
לאורך קיר יש שתי צלעות ניצבות. מי שסופר אחת בלבד בונה גדר ארוכה מ- מ׳.
מכל צלע של הגיליון גוזרים שתי פינות, ולכן הצלע מתקצרת ב-.
התחום נקבע לפי צלע הבסיס , לא לפי אורך הגיליון.
תרגילים
תרגיל 1
היקף המלבן הוא ס״מ, ו-, כמו בשרטוט. מהו השטח הגדול ביותר של המלבן (בסמ״ר)?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 81
הפתרון:
חצי היקף הוא
השטח והתחום
מקסימום: מ- ל-
המלבן הוא ריבוע
מי שכותב שכח שבהיקף כל צלע מופיעה פעמיים. חצי ההיקף הוא .
תרגיל 2
חקלאית גודרת חלקה צמודה לקיר, כמו בשרטוט. לאורך הקיר לא גודרים, ולרשותה מ׳ גדר. . מהי הפונקציה של שטח החלקה?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב
הפתרון:
שלוש צלעות גדורות
שתי צלעות ניצבות לקיר
שטח
הנכונה: . מתאים לארבע צלעות גדורות, כלומר לחלקה בלי קיר. סופר רק צלע ניצבת אחת.
תרגיל 3
חקלאית גודרת חלקה צמודה לקיר, כמו בשרטוט. לאורך הקיר לא גודרים, ולרשותה מ׳ גדר. מהו השטח הגדול ביותר של החלקה (במ״ר)?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 1250
הפתרון:
השטח והתחום
גזירה
מקסימום
השטח
הגזירה של נותנת , לא . מי שטועה כאן מקבל , ושם : אין חלקה בכלל.
תרגיל 4
במלבן , ו-. הנקודות נמצאות על הצלעות, כך ש- ו-, כמו בשרטוט. היא מקבילית. א. מצאו את שעבורו שטח המקבילית הגדול ביותר.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 4
הפתרון:
משולשים ישרי זווית בפינות ו-
בפינות ו-
המלבן פחות ארבעת המשולשים
תחום:
מ- ל-: מקסימום
את שטח המקבילית מקבלים בחיסור, לא מנוסחה של מקבילית. והתחום נקבע לפי , לא לפי .
תרגיל 5
במלבן , ו-. הנקודות נמצאות על הצלעות, כך ש- ו-, כמו בשרטוט. היא מקבילית. ב. מהו השטח הגדול ביותר של המקבילית?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 96
הפתרון:
מסעיף א
מסעיף א
מציבים ב-
בדיקה מול הקצה
מציבים ב-, לא ב-. בדיקה: , , ושטח ארבעת המשולשים ✓.
תרגיל 6
מגיליון קרטון שממדיו ס״מ על ס״מ גוזרים בכל פינה ריבוע שצלעו ס״מ, ומקפלים את הדפנות לתיבה פתוחה, כמו בשרטוט. א. מצאו את שעבורו נפח התיבה הגדול ביותר.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 3
הפתרון:
בסיס , גובה
תחום: לפי הצלע הקצרה
גזירה ופירוק
רק בתחום; מ- ל-: מקסימום
פותר את המשוואה, אבל אז . התחום נקבע לפי הצלע הקצרה של הגיליון.
תרגיל 7
מגיליון קרטון שממדיו ס״מ על ס״מ גוזרים בכל פינה ריבוע שצלעו ס״מ, ומקפלים את הדפנות לתיבה פתוחה, כמו בשרטוט. ב. מהו הנפח הגדול ביותר של התיבה (בסמ״ק)?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 486
הפתרון:
מסעיף א
מציבים
הנפח הגדול ביותר
הבסיס הוא , לא : מכל צלע יורדות שתי פינות.
תרגיל 8
הוכיחו או הפריכו: מבין כל המלבנים שהיקפם ס״מ, למלבן בעל השטח הגדול ביותר יש ארבע צלעות שוות.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
צלע אחת , והשנייה
מקסימום
שתי הצלעות שוות
הטענה נכונה. בהיקף קבוע, השטח הגדול ביותר מתקבל כשהמלבן הוא ריבוע. אבל שימו לב: לאורך קיר זה לא נכון.
תרגיל 9
גודרים חלקה צמודה לקיר, ומחלקים אותה בגדר לשתי חלקות, כמו בשרטוט. לאורך הקיר לא גודרים. לרשותנו מ׳ גדר לכל הגדרות. מהו השטח הכולל הגדול ביותר (במ״ר)?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 1200
הפתרון:
שלוש גדרות ניצבות לקיר
השטח והתחום
מ- ל-: מקסימום
השטח הכולל
הגדר המחלקת גם נלקחת מ- המטרים. מי ששוכח אותה כותב ומקבל .
תרגיל 10
גודרים חלקה צמודה לקיר, כמו בשרטוט, ולרשותנו מ׳ גדר. הפעם הקיר קצר: אורכו מ׳ בלבד, ולכן . מהו השטח הגדול ביותר של החלקה (במ״ר)?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 750
הפתרון:
הקיר מוסיף הגבלה
תחום סגור בקצה
הנקודה החשודה מחוץ לתחום
השטח יורד בכל התחום
הערך הגדול ביותר, בקצה
מי שעונה (ב-) בנה צלע , ארוכה מהקיר. הנקודה החשודה נפסלת, והמקסימום נמצא בקצה של התחום.
חזרה — שאלה 1
תרגיל 11
נתון ריבוע שאורך צלעו ס״מ. על הצלע מקצים קטע , על הצלע קטע , ועל הצלע קטע , כמו בשרטוט. המחומש מוצלל. א. איזו פונקציה מבטאת את שטח המחומש (בסמ״ר) באמצעות ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד
הפתרון:
משולש ישר-זווית בקודקוד
הניצבים של המשולש
פותחים סוגריים ומחלקים ב-
מהריבוע מחסירים את שני המשולשים הלבנים
הנכונה: . שוכח את המשולש , ו- שוכח לחלק את שטחו ב-.
תרגיל 12
נתון ריבוע שאורך צלעו ס״מ. על הצלע מקצים קטע , על הצלע קטע , ועל הצלע קטע , כמו בשרטוט. המחומש מוצלל. שטח המחומש הוא . ב. מה צריך להיות ערכו של (בס״מ) כדי ששטח המחומש יהיה מקסימלי?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 9
הפתרון:
התחום: קטן מהצלע
נקודה חשודה לקיצון
מ- ל-: מקסימום
ס״מ. זו נקודת הקיצון היחידה בתחום, ולכן היא המקסימום המוחלט.
תרגיל 13
נתון ריבוע שאורך צלעו ס״מ. על הצלע מקצים קטע , על הצלע קטע , ועל הצלע קטע , כמו בשרטוט. המחומש מוצלל. שטח המחומש הוא , והוא מקסימלי כאשר . ג. מהו השטח המקסימלי של המחומש (בסמ״ר)?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 450
הפתרון:
מציבים
בדיקה בקצות התחום: קטן מ-
השטח המקסימלי סמ״ר. בדיקה: ו-, ו- ✓.
חזרה — שאלה 2
תרגיל 14
במלבן אורכי הצלעות הם ס״מ ו- ס״מ. הנקודות , , , נמצאות על הצלעות , , , בהתאמה, כך ש-, כמו בשרטוט. א. הביעו באמצעות את סכום השטחים של ארבעת המשולשים , , , .
____ ____ ____
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 2 40 384
הפתרון:
שני משולשים ישרי-זווית שניצביהם ו-
מה שנשאר מכל צלע
שני משולשים חופפים
פותחים סוגריים
. המשולשים באים בזוגות חופפים, ולכן כל זוג תורם שטח של מלבן שלם: ו-.
תרגיל 15
במלבן אורכי הצלעות הם ס״מ ו- ס״מ. הנקודות , , , נמצאות על הצלעות , , , בהתאמה, כך ש-, כמו בשרטוט. סכום שטחי ארבעת המשולשים הוא . ב. מה צריך להיות (בס״מ) כדי ששטח המרובע יהיה מקסימלי?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 10
הפתרון:
המלבן פחות ארבעת המשולשים
התחום: קטן מ-
נקודה חשודה לקיצון
מ- ל-: מקסימום
ס״מ. שטח מקסימלי בדיוק כשסכום המשולשים מינימלי. המלכודת: לגזור את סכום המשולשים ולקרוא לתוצאה מקסימום — שם זו נקודת מינימום.
תרגיל 16
במלבן אורכי הצלעות הם ס״מ ו- ס״מ. הנקודות , , , נמצאות על הצלעות , , , בהתאמה, כך ש-, כמו בשרטוט. שטח המרובע מקסימלי כאשר . ג. מהו השטח של המרובע במקרה זה (בסמ״ר)?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 200
הפתרון:
מציבים בפונקציית השטח
בדיקה: המלבן פחות המשולשים
השטח סמ״ר. בקצה השטח רק סמ״ר, ולכן הוא אכן המקסימום.
חזרה — שאלה 3
תרגיל 17
נתון מלבן שאורכי צלעותיו ס״מ ו- ס״מ. על הצלע מקצים קטע , ועל הצלע קטע . דרך מעבירים קטע המקביל ל-, ודרך קטע המקביל ל-, והם נחתכים בנקודה . המלבנים ו- צבועים, כמו בשרטוט. א. הביעו באמצעות את סכום השטחים של שני המלבנים הצבועים.
____ ____ ____
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 4 40 192
הפתרון:
צלעות המלבן
צלעות המלבן
סכום השטחים
פותחים סוגריים
. המלכודת: לקחת את — הקטע נמדד מ-, ולכן הגובה של המלבן העליון הוא .
תרגיל 18
נתון מלבן שאורכי צלעותיו ס״מ ו- ס״מ. על הצלע מקצים קטע , ועל הצלע קטע . דרך מעבירים קטע המקביל ל-, ודרך קטע המקביל ל-, והם נחתכים בנקודה . המלבנים ו- צבועים, כמו בשרטוט. סכום שטחי המלבנים הצבועים הוא . ב. מצאו את (בס״מ) שעבורו סכום השטחים מינימלי.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 5
הפתרון:
התחום: קטן מ-
נקודה חשודה לקיצון
מ- ל-: מינימום
ס״מ, בתוך התחום.
תרגיל 19
נתון מלבן שאורכי צלעותיו ס״מ ו- ס״מ. על הצלע מקצים קטע , ועל הצלע קטע . דרך מעבירים קטע המקביל ל-, ודרך קטע המקביל ל-, והם נחתכים בנקודה . המלבנים ו- צבועים, כמו בשרטוט. סכום שטחי המלבנים הצבועים הוא , והוא מינימלי כאשר . ג. מהו הסכום המינימלי (בסמ״ר)?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 92
הפתרון:
מציבים
בדיקה: הוא , ו- הוא
הסכום המינימלי סמ״ר. בקצוות: ו-, שניהם גדולים יותר.