הרבה דברים במתמטיקה בנויים לפי חוקיות: כלל שחוזר על עצמו שוב ושוב.
כאן בונים צורות מגפרורים. המטרה: לדעת כמה גפרורים יש במבנה 50 — בלי לצייר אותו.
מבנים מגפרורים
מסתכלים על מבנה 1, 2 ו-3. שואלים: מה נוסף בכל פעם? ומה היה שם כבר בהתחלה?
כמה גפרורים יש במבנה 7 של הריבועים?
להציג את התשובה והפתרון
22. לפי החוק: . לא צריך לצייר שבעה ריבועים — מספיק לכפול את מספר המבנה ב-3 ולהוסיף 1.
מה זה משתנה
בחוק , האות היא מספר המבנה: 1, 2, 7 או 50.
אות שעומדת במקום מספר שמשתנה נקראת משתנה. כך כותבים חוק אחד לכל המבנים.
מצאתם חוק? בדקו אותו על מבנה 1 ועל מבנה 2 לפני שקופצים רחוק. אם החוק לא נותן את מה שסופרים בציור — החוק שגוי.
לפי החוק : כמה גפרורים יש במבנה 50?
להציג את התשובה והפתרון
151. מציבים : . בלי לצייר אף ריבוע.
לא תמיד «ועוד 1»
עכשיו בונים שתי קומות של ריבועים. בכל מבנה נוספים 5 גפרורים.
אבל בהתחלה יש 2 גפרורים, לא 1. המספר שמוסיפים בסוף החוק תלוי בציור.
האם יכול להיות מבנה של שתי קומות עם 60 גפרורים בדיוק?
להציג את התשובה והפתרון
לא. מורידים את ההתחלה: . מחלקים ב-5: . מספר מבנה חייב להיות מספר שלם. מבנה 11 יש בו 57 גפרורים, ומבנה 12 יש בו 62 — ו-60 נמצא ביניהם.
עכשיו אתם מוצאים את החוק
בונים שורה של בתים צמודים. סופרים: במבנה 1 יש 6 גפרורים, במבנה 2 יש 11, ובמבנה 3 יש 16.
לפי החוק , איזה מבנה של בתים יש בו 76 גפרורים?
להציג את התשובה והפתרון
מבנה 15. הולכים אחורה: קודם מורידים את ה-1, , ואחר כך מחלקים ב-5, .
סדרות של מספרים
אותה שיטה עובדת גם בלי גפרורים. בסדרה כל איבר גדול מהקודם ב-3.
בציור הבא: התחלה כחולה של 2, ועוד חבילה של 3 לכל מקום.
ועכשיו שאלה הפוכה: האם מספר נמצא בסדרה, ובאיזה מקום?
האם 47 נמצא בסדרה ?
להציג את התשובה והפתרון
כן, במקום 15. הולכים אחורה: , ו- — מספר שלם. בדיקה: .
לא כל סדרה עולה בקפיצות שוות
שתי טעויות שחוזרות הרבה
שכחו את ההתחלה. החוק הוא , ולא רק .
בלבלו בין מקום לבין מספר צעדים. מהאיבר הראשון עד האיבר ה-50 יש רק 49 צעדים.
תרגילים
סדרה א — קל: לספור ולהמשיך
תרגיל 1
לפניכם סדרה. מהו האיבר הבא?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 17
הפתרון:
קודם בודקים את ההפרש בין איברים עוקבים
ומוסיפים אותו לאיבר האחרון
ההפרש קבוע בכל הסדרה — זה מה שהופך אותה לסדרה חשבונית.
תרגיל 2
בציור: מבנים 1, 2 ו-3 של ריבועים מגפרורים. כמה גפרורים יש במבנה 4?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 13
הפתרון:
סופרים את הגפרורים במבנים שבציור
בכל מבנה נוספים 3
בכל מבנה נוסף ריבוע אחד, אבל הוא צריך רק 3 גפרורים — הצלע הרביעית כבר קיימת. מי שמוסיף 4 מקבל 14.
תרגיל 3
בציור: מבנים 1, 2 ו-3 של משולשים מגפרורים. כמה גפרורים יש במבנה 5?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 11
הפתרון:
סופרים בציור: בכל מבנה נוספים 2
שני מבנים נוספים: מבנה 4 ומבנה 5
ממבנה 3 למבנה 5 יש שני צעדים, לכן מוסיפים 2 פעמיים.
תרגיל 4
בציור: ריבועים מגפרורים. השלימו את מספר הגפרורים במבנים 4 ו-5.
מבנה 1: · מבנה 2: · מבנה 3: · מבנה 4: ____ · מבנה 5: ____
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: מבנה 1: · מבנה 2: · מבנה 3: · מבנה 4: 13 · מבנה 5: 16
הפתרון:
מבנה 4
מבנה 5
בשורה רואים את הקפיצה הקבועה: 3 בכל פעם.
תרגיל 5
בציור: בתים צמודים מגפרורים. איזה משפט מתאר את החוקיות?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: א בכל מבנה נוספים 5 גפרורים
הפתרון:
סופרים בציור
ההפרש קבוע
לבית הראשון יש 6 גפרורים, אבל כל בית נוסף צריך רק 5, כי הקיר שלו משותף עם הבית הקודם.
תרגיל 6
בציור: מבנים 1, 2 ו-3 של שתי קומות של ריבועים. כמה גפרורים יש במבנה 4?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 22
הפתרון:
סופרים בציור: בכל מבנה נוספים 5
מבנה 4
טור חדש של שתי קומות צריך 5 גפרורים: 3 אופקיים ו-2 אנכיים.
תרגיל 7
בציור: בתים מגפרורים. בכל מבנה נוספים 6 גפרורים, כי לכל בית יש 6 גפרורים.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
ממבנה 1 למבנה 2 נוספו 5 בלבד
רק הבית הראשון צריך 6. הבית הבא משתמש בקיר של הבית שלפניו.
תרגיל 8
סדרו את השלבים למציאת חוק של מבנים מגפרורים.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: סופרים את הגפרורים במבנים 1, 2 ו-3 · בודקים כמה גפרורים נוספים בכל פעם · כותבים: המספר שנוסף כפול · בודקים כמה חסר במבנה 1, ומוסיפים אותו · בודקים את החוק על מבנה 2
הפתרון:
סופרים: בתים מגפרורים
מה נוסף בכל פעם
מה חסר במבנה 1
בדיקה על מבנה 2
קודם סופרים ומוצאים מה נוסף. הבדיקה באה בסוף — היא תופסת חוק שגוי לפני שמשתמשים בו.
תרגיל 9
לפניכם סדרה. מהו האיבר הבא?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 31
הפתרון:
ההפרש בין איברים עוקבים
מוסיפים אותו לאיבר האחרון
בודקים את ההפרש בין כל זוג, לא רק בין הראשונים.
תרגיל 10
בציור: ריבועים מגפרורים. כמה גפרורים יש במבנה 6?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 19
הפתרון:
לפי החוק
אפשר גם להמשיך: 13, 16, 19. אבל החוק מהיר יותר, ולא צריך לספור.
תרגיל 11
החוק של הסדרה הוא . השלימו.
האיבר ה-4: ____ · האיבר ה-10: ____
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: האיבר ה-4: 14 · האיבר ה-10: 32
הפתרון:
מציבים
מציבים
האיבר ה-4 הוא 14 — בדקו שהוא באמת ברשימה. כך יודעים שהחוק עובד.
תרגיל 12
מיינו את הסדרות.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: — הפרש קבוע · — ההפרש לא קבוע · — הפרש קבוע · — ההפרש לא קבוע · — הפרש קבוע · — ההפרש לא קבוע
הפתרון:
גם סדרה יורדת יכולה להיות עם הפרש קבוע
כאן ההפרש גדל
נראית «מסודרת», אבל ההפרשים 2, 4, 8 משתנים: כאן כופלים, לא מוסיפים.
תרגיל 13
בסדרה האיבר ה-6 הוא 20.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
לפי החוק
וגם בהמשך הסדרה
האיבר ה-4 הוא 14. ממנו עד האיבר ה-6 יש שני צעדים.
תרגיל 14
לפניכם סדרה. מהי החוקיות?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ב כופלים ב-3 בכל צעד
הפתרון:
המנה קבועה, לא ההפרש
כשההפרשים אינם קבועים — בודקים את המנה. כאן היא 3 בכל צעד.
סדרה ב — בינוני: לקפוץ בעזרת החוק
תרגיל 15
בסדרה שבציור — מהו האיבר ה-50?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 152
הפתרון:
ההפרש כפול , ועוד התיקון הקבוע
ומציבים 50
בדיקת הכלל על האיבר הראשון: 3 כפול 1 ועוד 2 נותן 5 — נכון. תמיד לבדוק לפני שקופצים ל-50.
תרגיל 16
בונים משולשים בשורה מגפרורים. המשולש הראשון דורש 3 גפרורים, וכל משולש נוסף שנצמד אליו דורש עוד 2 בלבד. כמה גפרורים יש במבנה העשירי?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 21
הפתרון:
המשולש הראשון, ועוד תשעה משולשים של 2
החוקיות היא : כל משולש נוסף מוסיף 2, והגפרור הפותח נשאר אחד.
תרגיל 17
בציור: מבנים 1, 2 ו-3 של ריבועים מגפרורים. כמה גפרורים יש במבנה 10?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 31
הפתרון:
בכל מבנה נוספים 3, ובמבנה 1 חסר 1
מציבים
הטעות הנפוצה: . רק הריבוע הראשון צריך 4 גפרורים.
תרגיל 18
בציור: בתים מגפרורים. איזה ביטוי נותן את מספר הגפרורים במבנה מספר ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ג
הפתרון:
בודקים על מבנה 1 ועל מבנה 2
נכון רק במבנה 1
גם וגם נותנים 6 במבנה 1. רק בדיקה על מבנה שני פוסלת אותם.
תרגיל 19
בציור: שתי קומות של ריבועים מגפרורים. איזה ביטוי נותן את מספר הגפרורים במבנה מספר ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד
הפתרון:
בכל מבנה נוספים 5
במבנה 1 חסרים 2
נותן 7 במבנה 1, אבל 9 במבנה 2 — ובציור יש 12. המספר שנוסף בכל פעם כופל את , לא ההתחלה.
תרגיל 20
בציור: ריבועים מגפרורים. במבנה 20 יש 61 גפרורים. כמה גפרורים יש במבנה 21?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 64
הפתרון:
מבנה אחד קדימה: נוספים 3
לא צריך את החוק כולו: המבנה הבא גדול ב-3 בדיוק.
תרגיל 21
בציור: ריבועים מגפרורים. במבנה 20 יש 61 גפרורים. כמה גפרורים יש במבנה 19?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 58
הפתרון:
מבנה אחד אחורה: מורידים 3
הולכים אחורה — לכן מורידים, לא מוסיפים.
תרגיל 22
בציור: ריבועים מגפרורים. במבנה 10 יש פי 2 גפרורים ממבנה 5.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
מבנה 5
מבנה 10
מספר המבנה גדל פי 2, אבל הגפרור של ההתחלה לא מוכפל. לכן אי אפשר פשוט להכפיל.
תרגיל 23
בסדרה (החוק ) האיבר ה-50 הוא 150.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
מציבים
150 הוא רק . שכחו להוסיף את ה-2.
תרגיל 24
התאימו כל מקרה למה שהוא אומר
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: — מוסיפים 3 בכל צעד — הפרש קבוע · — כופלים ב-3 בכל צעד — מנה קבועה · — מוסיפים 2, אחר כך 3, אחר כך 4 — ההפרש גדל
הפתרון:
הפרש קבוע
מנה קבועה
ההפרש גדל
כל זוג כאן הופיע בשיעור — ההתאמה היא בדיוק מה שהכרטיסים בשיעור הראו.
תרגיל 25
התאימו כל סדרה של מספרי גפרורים לחוק שלה.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: — · — · — · —
הפתרון:
שתי סדרות מוסיפות 5 — מבדילים ביניהן לפי האיבר הראשון
ההפרש קובע במה כופלים את . המספר שמוסיפים נקבע לפי האיבר הראשון.
תרגיל 26
בציור: שתי קומות של ריבועים (). חישבו כמה גפרורים יש במבנה 8 ובמבנה 9. שורה אחת שגויה — מצאו אותה.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: →
הפתרון:
בדיקה לפי החוק
ממבנה 8 למבנה 9 נוספים 5 גפרורים, ובשורה השלישית באמת מוסיפים 5 — אבל החיבור שגוי: , ולא .
תרגיל 27
לפניכם סדרה. מהו האיבר ה-25?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 102
הפתרון:
ההפרש כופל את
מה חסר באיבר הראשון
מציבים
בדיקה: — האיבר השני. החוק נכון.
תרגיל 28
בציור: ריבועים מגפרורים. השלימו את החישוב של מבנה 7.
____ ____ ____
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 7 1 22
הפתרון:
את 3 כופלים במספר המבנה, ולא במספר הגפרורים של מבנה 1.
סדרה ג — מאתגר: שאלות הפוכות ושאלות «האם אפשר?»
תרגיל 29
בציור: ריבועים מגפרורים (). באיזה מבנה יש 88 גפרורים?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 29
הפתרון:
קודם מורידים את ההתחלה
אחר כך מחלקים ב-3
בדיקה
מי שמחלק קודם () לא מקבל מספר שלם. הולכים אחורה בסדר ההפוך: קודם חיסור, אחר כך חילוק.
תרגיל 30
בציור: בתים מגפרורים. באיזה מבנה יש 126 גפרורים?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 25
הפתרון:
החוק: 5 בכל מבנה, ועוד 1
מורידים את ההתחלה
מחלקים ב-5
הטעות: . רק הבית הראשון צריך 6 גפרורים.
תרגיל 31
בציור: שתי קומות של ריבועים (). באיזה מבנה יש 60 גפרורים? אם אין מבנה כזה, רשמו 0.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 0
הפתרון:
מורידים את ההתחלה
לא מספר שלם
60 נמצא בין מבנה 11 למבנה 12
אין מבנה 11.6. לכן אין מבנה עם 60 גפרורים.
תרגיל 32
בציור: ריבועים מגפרורים (). באיזה מבנה יש 100 גפרורים? אם אין מבנה כזה, רשמו 0.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 33
הפתרון:
מורידים את ההתחלה
מספר שלם
בדיקה
100 לא מתחלק ב-3, ובכל זאת יש מבנה כזה. מחלקים את 99, אחרי שמורידים את ההתחלה.
תרגיל 33
בציור: משולשים מגפרורים (). אפשר לבנות מבנה עם 50 גפרורים בדיוק.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: לא נכון
הפתרון:
מורידים את ההתחלה
לא מספר שלם
בכל מבנה של משולשים מספר הגפרורים אי-זוגי: מספר זוגי ועוד 1. לכן 50 לא יכול להופיע.
תרגיל 34
בסדרה עם הפרש קבוע, האיבר ה-8 הוא 35, וכל איבר גדול מהקודם ב-4. מהו האיבר ה-12?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 51
הפתרון:
כמה צעדים מהאיבר ה-8 לאיבר ה-12
ארבעה צעדים של 4
הטעות: . החוק אינו — בדקו: , ולא 35.
תרגיל 35
דנה בונה מבנה של ריבועים () וגם מבנה של משולשים (), עם אותו . בציור: מבני הריבועים. איזה ביטוי נותן את מספר הגפרורים של שני המבנים יחד?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: ד
הפתרון:
מחברים את החבילות
מחברים את שתי ההתחלות
בדיקה
לכל מבנה יש התחלה משלו. מי שכותב שכח אחת מהן.
תרגיל 36
אותה דנה: מבנה של ריבועים ומבנה של משולשים, עם אותו , צריכים יחד 57 גפרורים. מהו ?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 11
הפתרון:
שני המבנים יחד
מורידים את ההתחלות
מחלקים ב-5
בדיקה
בציור רואים רק את מבני הריבועים. צריך לחבר קודם את שני החוקים, ורק אז ללכת אחורה.
תרגיל 37
בציור: שתי קומות של ריבועים מגפרורים. באיזה מבנה יש 102 גפרורים?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 20
הפתרון:
החוק מהציור
מורידים 2
מחלקים ב-5
מי שמוריד 1 (כמו בריבועים) מקבל , שאינו שלם. כל ציור וההתחלה שלו.
תרגיל 38
בציור: בתים מגפרורים (). בכל מבנה, מספר הגפרורים מסתיים בספרה 1 או בספרה 6.
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: נכון
הפתרון:
כפולה של 5 מסתיימת ב-0 או ב-5
ועוד 1
אין צורך לבדוק מבנה אחרי מבנה. החוק עצמו מסביר למה זה נכון תמיד.
תרגיל 39
לפניכם הסדרה 9, 11, 14, 18. לפי אותה חוקיות — מהו האיבר הבא?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 23
הפתרון:
ההפרשים עצמם עולים באחד
ולכן ההפרש הבא הוא 5
כשההפרש אינו קבוע — בודקים את ההפרשים של ההפרשים. גם הם סדרה.
תרגיל 40
סדרה שהאיבר הראשון בה הוא 12, וכל איבר גדול מקודמו ב-2.5. האם 29.5 הוא איבר בסדרה? אם כן — באיזה מקום? (אם לא, רשמו 0)
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 8
הפתרון:
כמה גדל מהאיבר הראשון
כמה צעדים זה
ומוסיפים 1, כי סופרים מהאיבר הראשון
שבעה צעדים אחרי האיבר הראשון — כלומר האיבר השמיני. שוב הבלבול בין צעדים למקומות: שבעה צעדים הם המקום השמיני.
תרגיל 41
בסדרה מבצעים לסירוגין שתי פעולות: פעם מכפילים ב-2, ופעם מוסיפים 1. מהו האיבר הבא?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: 62
הפתרון:
אחרי «מוסיפים 1» בא תמיד «כופלים ב-2»
כאן הקפיצות אינן שוות — מה שחוזר הוא סדר הפעולות, לא ההפרש.
תרגיל 42
בטבלה, לכל מספר ראשון מתאים מספר שני: ל-1 מתאים 2, ל-2 מתאים 8, ל-3 מתאים 18, ול-4 מתאים 32. איזה ביטוי מתאר את הקשר?
להציג את התשובה והפתרון
התשובה: א
הפתרון:
בדיקה על
ועל
היה נותן 36 עבור — לכן הוא נפסל. תמיד לבדוק ביטוי על שתי שורות לפחות.