נסו בחינם — מתמטיקה 5 יח"ל

חינם

מכל נושא: שלושה תרגילי בנק עם רמז ופתרון, שאלת בגרות אחת עם הסרטון שלה, והחלק הראשון של החוברת. הפריטים האלה מסומנים בחינם, ושאר החומר פתוח.

לעמוד המקצוע

תרגילים

בעיות מילוליות (תנועה, הספק, קנייה)

בעיות מילוליות (תנועה, הספק, קנייה) T01-001חינם
שני צינורות ממלאים יחד בריכה ב־85\frac{8}{5} שעות. הצינור הראשון לבדו ממלא את הבריכה מהר יותר מהצינור השני לבדו ב־66 שעות. א. בכמה שעות ממלא כל צינור לבדו את הבריכה? ב. הצינור הראשון פעל לבדו שעה אחת, ואז הצטרף אליו הצינור השני. כמה זמן (בשעות) פעלו שני הצינורות יחד עד שהבריכה התמלאה?

רמזים

  1. הספק = חלק הבריכה שממולא בשעה, כלומר 1זמן\frac{1}{\text{זמן}}.
  2. כשעובדים יחד ההספקים מתחברים.
  3. בסעיף ב חשבו קודם איזה חלק נותר למלא.

פתרון

נסמן ב־tt את זמן המילוי של הצינור הראשון; זמן המילוי של השני: t+6t+6. הספקים: 1t\frac1t ו־1t+6\frac1{t+6} בריכה לשעה. יחד: 1t+1t+6=185=58\frac1t+\frac1{t+6}=\frac1{\frac{8}{5}}=\frac{5}{8}. לאחר כפל במכנה משותף מתקבלת משוואה ריבועית שפתרונה החיובי t=2t=2. לכן הראשון ממלא ב־22 שעות והשני ב־88 שעות. ב. בשעה הראשונה מולא 12\frac1{2} מהבריכה, נותר 12\frac{1}{2}. יחד ההספק 58\frac{5}{8} בריכה לשעה, לכן הזמן: 12:58=45\frac{1}{2}:\frac{5}{8}=\frac{4}{5} שעות.
בעיות מילוליות (תנועה, הספק, קנייה) T01-002חינם
שתי מכוניות יצאו באותו רגע זו לקראת זו משתי ערים, ונעו במהירויות קבועות. לאחר הפגישה, הגיעה המכונית הראשונה ליעדה כעבור 44 שעות, והשנייה הגיעה ליעדה כעבור 99 שעות. א. כעבור כמה שעות מרגע היציאה נפגשו המכוניות? ב. נתון כי מהירות המכונית הראשונה 5050 קמ"ש. מצאו את המרחק בין הערים.

רמזים

  1. הדרך שכל מכונית עוברת אחרי הפגישה שווה לדרך שהאחרת עברה לפניה.
  2. כתבו שתי משוואות כאלה וכפלו או חלקו ביניהן.
  3. התשובה לסעיף א אינה תלויה במהירויות.

פתרון

נסמן ב־TT את זמן הפגישה וב־v1,v2v_1,v_2 את המהירויות. הדרך שעברה השנייה עד הפגישה (v2Tv_2T) עוברת הראשונה אחרי הפגישה: v1⋅4=v2Tv_1\cdot 4=v_2T. באופן דומה v2⋅9=v1Tv_2\cdot 9=v_1T. חלוקת המשוואות: 49⋅v1v2=v2v1\frac{4}{9}\cdot\frac{v_1}{v_2}=\frac{v_2}{v_1}, ומכפלתן נותנת T2=4⋅9T^2=4\cdot9, לכן T=6T=6 שעות. מ־v1⋅4=v2⋅6v_1\cdot4=v_2\cdot6: v2=1003v_2=\frac{100}{3} קמ"ש. המרחק: (v1+v2)T=(50+1003)⋅6=500(v_1+v_2)T=(50+\frac{100}{3})\cdot6=500 ק"מ.
בעיות מילוליות (תנועה, הספק, קנייה) T01-003חינם
רוכב אופניים רכב 11 שעות במהירות קבועה, ואחר כך הגדיל את מהירותו ב־11 קמ"ש ורכב כך עוד 44 שעות. בסך הכול עבר 5454 ק"מ. מצאו את מהירותו ההתחלתית.

רמזים

  1. דרך = מהירות × זמן לכל קטע.
  2. סכום הדרכים בשני הקטעים נתון.

פתרון

נסמן את המהירות ההתחלתית ב־vv. דרך: 1v+4(v+1)=541v+4(v+1)=54. 5v=505v=50, ולכן v=10v=10 קמ"ש.

סדרות (חשבונית, הנדסית, נסיגה)

סדרות (חשבונית, הנדסית, נסיגה) T02-001חינם
בסדרה חשבונית האיבר ה־5 הוא −7-7 והאיבר ה־12 הוא −21-21. א. מצאו את האיבר הראשון ואת הפרש הסדרה. ב. חשבו את סכום 25 האיברים הראשונים.

רמזים

  1. השתמשו בנוסחה an=a1+(n−1)da_n=a_1+(n-1)d עבור שני האיברים הנתונים.
  2. חיסור שתי המשוואות מבטל את a1a_1.
  3. לסכום: Sn=n2(2a1+(n−1)d)S_n=\frac n2(2a_1+(n-1)d).

פתרון

a5=a1+4d=−7a_{5}=a_1+4d=-7, a12=a1+11d=−21a_{12}=a_1+11d=-21. חיסור: 7d=−147d=-14, לכן d=−2d=-2 ו־a1=1a_1=1. S25=252(2a1+24d)=−575S_{25}=\frac{25}{2}(2a_1+24d)=-575.
סדרות (חשבונית, הנדסית, נסיגה) T02-002חינם
בסדרה הנדסית: a1+a3=25a_1+a_3=25 ו־a2+a4=50a_2+a_4=50. א. מצאו את מנת הסדרה ואת האיבר הראשון. ב. חשבו את סכום 8 האיברים הראשונים.

רמזים

  1. כתבו כל איבר בעזרת a1a_1 ו־qq.
  2. חלקו את המשוואות זו בזו כדי לבטל את a1a_1.
  3. סכום סדרה הנדסית: Sn=a1(qn−1)q−1S_n=\frac{a_1(q^n-1)}{q-1}.

פתרון

a1(1+q2)=25a_1(1+q^2)=25 ו־a1q(1+q2)=50a_1q(1+q^2)=50. חלוקת המשוואה השנייה בראשונה: q=2q=2 (מותר כי 1+q2≠01+q^2\ne0). הצבה: a1=25:(1+4)=5a_1=25:(1+4)=5. S8=a1(q8−1)q−1=1275S_{8}=\frac{a_1(q^{8}-1)}{q-1}=1275.
סדרות (חשבונית, הנדסית, נסיגה) T02-003חינם
סכומה של סדרה הנדסית אינסופית יורדת (בערך מוחלט) הוא 2424. סכום ריבועי איבריה הוא 5765\frac{576}{5}. מצאו את האיבר הראשון ואת מנת הסדרה.

רמזים

  1. סכום סדרה הנדסית אינסופית מתכנסת: a11−q\frac{a_1}{1-q} כאשר ∣q∣<1|q|<1.
  2. גם ריבועי האיברים יוצרים סדרה הנדסית – מה המנה שלה?
  3. חלקו את המשוואות כך ש־a1a_1 יתבטל.

פתרון

a11−q=24\frac{a_1}{1-q}=24 וסדרת הריבועים הנדסית עם מנה q2q^2: a121−q2=5765\frac{a_1^2}{1-q^2}=\frac{576}{5}. נחלק את המשוואה השנייה בריבוע הראשונה: a121−q2⋅(1−q)2a12=1−q1+q=15\frac{a_1^2}{1-q^2}\cdot\frac{(1-q)^2}{a_1^2}=\frac{1-q}{1+q}=\frac{1}{5}. מכאן q=23q=\frac{2}{3} ואז a1=24(1−q)=8a_1=24(1-q)=8.

אינדוקציה מתמטית

אינדוקציה מתמטית T03-001חינם
הוכיחו באינדוקציה כי לכל nn טבעי מתקיים: 1⋅3+2⋅4+3⋅5+⋯+n(n+2)=n(n+1)(2n+7)61\cdot3+2\cdot4+3\cdot5+\dots+n(n+2)=\frac{n \left(n + 1\right) \left(2 n + 7\right)}{6}

רמזים

  1. התחילו בבדיקת n=1n=1.
  2. בצעד האינדוקציה הוסיפו לאגף שמאל את האיבר ה־(n+1)(n+1) והשתמשו בהנחה.
  3. הוציאו גורם משותף לפני פתיחת סוגריים – זה חוסך עבודה.

פתרון

בדיקה עבור n=1n=1: אגף שמאל 33, אגף ימין 33 – שווים. הנחת האינדוקציה: נניח שהטענה נכונה עבור nn. עבור n+1n+1: אגף שמאל =n(n+1)(2n+7)6+(n+1)(n+3)=\frac{n \left(n + 1\right) \left(2 n + 7\right)}{6}+\left(n + 1\right) \left(n + 3\right). לאחר פישוט מתקבל (n+1)(n+2)(2n+9)6\frac{\left(n + 1\right) \left(n + 2\right) \left(2 n + 9\right)}{6}, שהוא אגף ימין עבור n+1n+1. לכן הטענה נכונה לכל nn טבעי.
אינדוקציה מתמטית T03-002חינם
הוכיחו באינדוקציה כי לכל nn טבעי הביטוי 62n−16^{2 n} - 1 מתחלק ב־3535 ללא שארית.

רמזים

  1. בדקו את n=1n=1.
  2. כתבו את הביטוי עבור n+1n+1 כ־3636 כפול הביטוי עבור nn ועוד שארית.
  3. השתמשו בהנחת האינדוקציה ובדקו שהשארית מתחלקת.

פתרון

עבור n=1n=1: 3535 מתחלק ב־3535. נניח ש־62n−1=35m6^{2 n} - 1=35m עבור mm שלם. עבור n+1n+1: 62n+2−1=36⋅(62n−1)+35=36⋅35m+356^{2 n + 2} - 1=36\cdot(6^{2 n} - 1)+35=36\cdot35m+35. שני המחוברים מתחלקים ב־3535 (כי 35=35⋅135=35\cdot1), ולכן הטענה נכונה לכל nn.
אינדוקציה מתמטית T03-003חינם
סדרה מוגדרת: a1=2a_1=2, an+1=3an+2a_{n+1}=3a_n+2. הוכיחו באינדוקציה כי an=3n−1a_n=3^{n} - 1 לכל nn טבעי.

רמזים

  1. בדקו את n=1n=1.
  2. הציבו את הנחת האינדוקציה בכלל הנסיגה ופשטו.

פתרון

n=1n=1: 2=22=2 ✓. נניח an=3n−1a_n=3^{n} - 1. an+1=3an+2=3(3n−1)+2a_{n+1}=3a_n+2=3\left(3^{n} - 1\right)+2 =3n+1−1=3^{n + 1} - 1, שזו הנוסחה עבור n+1n+1.

הסתברות

הסתברות T04-001חינם
שחקן כדורסל קולע זריקת עונשין בהסתברות 12\frac{1}{2}, באופן בלתי תלוי. בוחנים 66 זריקות. א. מה ההסתברות לקבל בדיוק 44 קליעות? ב. מה ההסתברות לקבל לפחות אחת? ג. ידוע שהתקבלה לפחות אחת. מה ההסתברות שהתקבלו בדיוק 44?

רמזים

  1. בדקו שהניסויים בלתי תלויים ובעלי אותה הסתברות – זו נוסחת ברנולי.
  2. "לפחות אחת" – נוח לחשב דרך המאורע המשלים.
  3. בהסתברות מותנית: P(A∣B)=P(A∩B)P(B)P(A|B)=\frac{P(A\cap B)}{P(B)}.

פתרון

זו סדרת ניסויי ברנולי: n=6n=6, p=12p=\frac{1}{2}. א. P=15⋅(12)4(12)2=1564P=15\cdot\left(\frac{1}{2}\right)^4\left(\frac{1}{2}\right)^2=\frac{15}{64}. ב. משלים: 1−(12)6=63641-\left(\frac{1}{2}\right)^6=\frac{63}{64}. ג. הסתברות מותנית: 15646364=521\frac{\frac{15}{64}}{\frac{63}{64}}=\frac{5}{21} (המאורע של סעיף א מוכל במאורע של סעיף ב).
הסתברות T04-002חינם
בקופסה I יש 22 כדורים אדומים ו־44 כחולים. בקופסה II יש 33 אדומים ו־77 כחולים. בוחרים את קופסה I בהסתברות 13\frac{1}{3} ואת קופסה II בהסתברות 23\frac{2}{3}, ומוציאים ממנה כדור אחד באקראי. א. מה ההסתברות שהכדור אדום? ב. הכדור שהוצא אדום. מה ההסתברות שהוא הוצא מקופסה I?

רמזים

  1. שרטטו עץ הסתברויות עם שני שלבים.
  2. הסתברות כוללת = סכום מכפלות לאורך הענפים המתאימים.
  3. בסעיף ב השתמשו בהסתברות מותנית: הענף המבוקש חלקי כל הענפים "אדום".

פתרון

נשרטט עץ: שלב ראשון – בחירת קופסה, שלב שני – צבע הכדור. א. P(אדום)=13⋅13+23⋅310=1445P(\text{אדום})=\frac{1}{3}\cdot\frac{1}{3}+\frac{2}{3}\cdot\frac{3}{10}=\frac{14}{45}. ב. P(I∣אדום)=13⋅131445=514P(I|\text{אדום})=\frac{\frac{1}{3}\cdot\frac{1}{3}}{\frac{14}{45}}=\frac{5}{14}.
הסתברות T04-003חינם
בבית ספר 40% מהתלמידים לומדים מגמת מדעים. מבין תלמידי מגמת המדעים, 25% משתתפים בחוג רובוטיקה, ומבין התלמידים שאינם במגמת מדעים \frac{200}{3}% משתתפים בחוג. בוחרים תלמיד באקראי. א. מה ההסתברות שהתלמיד משתתף בחוג רובוטיקה? ב. ידוע שהתלמיד משתתף בחוג. מה ההסתברות שהוא לומד במגמת מדעים? ג. האם המאורעות "לומד מדעים" ו"משתתף בחוג" בלתי תלויים? נמקו.

רמזים

  1. בנו טבלה עם שורות "מדעים/לא מדעים" ועמודות "חוג/לא חוג".
  2. אחוז "מבין" הוא הסתברות מותנית – הכפילו בהסתברות השורה.
  3. אי־תלות: P(A∩B)=P(A)⋅P(B)P(A\cap B)=P(A)\cdot P(B).

פתרון

נבנה טבלה דו־ממדית (מגמה × חוג) של הסתברויות. P(מדעים וחוג)=25⋅14=110P(\text{מדעים וחוג})=\frac{2}{5}\cdot\frac{1}{4}=\frac{1}{10}, P(לא מדעים וחוג)=35⋅23=25P(\text{לא מדעים וחוג})=\frac{3}{5}\cdot\frac{2}{3}=\frac{2}{5}. א. P(חוג)=12P(\text{חוג})=\frac{1}{2}. ב. 11012=15\frac{\frac{1}{10}}{\frac{1}{2}}=\frac{1}{5}. ג. P(A)P(B)=15≠110=P(A∩B)P(A)P(B)=\frac{1}{5}\ne\frac{1}{10}=P(A\cap B), לכן המאורעות תלויים.

גאומטריה במישור - הוכחות וחישובים

גאומטריה במישור - הוכחות וחישובים T05-001חינם
במשולש ABCABC הנקודה DD נמצאת על הצלע ABAB והנקודה EE על הצלע ACAC, כך ש־DE∥BCDE\parallel BC. נתון: AD:DB=1:1AD:DB=1:1, ושטח המשולש ADEADE הוא 44 סמ"ר. א. הוכיחו כי △ADE∼△ABC\triangle ADE\sim\triangle ABC. ב. חשבו את שטח הטרפז DBCEDBCE.

רמזים

  1. חפשו זוויות מתאימות שנוצרות מהמקבילים.
  2. שימו לב: יחס הדמיון הוא AD:ABAD:AB ולא AD:DBAD:DB.
  3. יחס שטחים של משולשים דומים = ריבוע יחס הדמיון.

פתרון

א. ∠A\angle A משותפת, ו־∠ADE=∠ABC\angle ADE=\angle ABC (זוויות מתאימות בין ישרים מקבילים). לכן המשולשים דומים (ז.ז.). יחס הדמיון: ADAB=12\frac{AD}{AB}=\frac{1}{2}. יחס השטחים שווה לריבוע יחס הדמיון: SABC=4⋅(21)2=16S_{ABC}=4\cdot\left(\frac{2}{1}\right)^2=16. שטח הטרפז: 16−4=1216-4=12 סמ"ר.
גאומטריה במישור - הוכחות וחישובים T05-002חינם
מנקודה AA שמחוץ למעגל יוצאים משיק ABAB (BB נקודת ההשקה) וחותך ACDACD (CC בין AA ל־DD). נתון: AC=4AC=4 ס"מ, CD=5CD=5 ס"מ. א. הוכיחו כי △ABC∼△ADB\triangle ABC\sim\triangle ADB. ב. חשבו את אורך המשיק ABAB.

רמזים

  1. השתמשו במשפט "זווית בין משיק למיתר".
  2. מהדמיון מתקבל AB2=AC⋅ADAB^2=AC\cdot AD.
  3. זכרו: AD=AC+CDAD=AC+CD.

פתרון

א. ∠A\angle A משותפת. ∠ABC=∠ADB\angle ABC=\angle ADB (זווית בין משיק למיתר שווה לזווית ההיקפית הנשענת על אותה קשת). לכן המשולשים דומים. מהדמיון: ABAD=ACAB\frac{AB}{AD}=\frac{AC}{AB}, כלומר AB2=AC⋅ADAB^2=AC\cdot AD. AB2=4⋅9=36AB^2=4\cdot9=36, לכן AB=6AB=6 ס"מ.
גאומטריה במישור - הוכחות וחישובים T05-003חינם
במעגל נחתכים המיתרים ABAB ו־CDCD בנקודה EE. נתון: AE=5AE=5, EB=6EB=6, CE=10CE=10. א. הוכיחו כי △AEC∼△DEB\triangle AEC\sim\triangle DEB. ב. חשבו את EDED ואת אורך המיתר CDCD.

רמזים

  1. חפשו זוויות קודקודיות וזוויות היקפיות הנשענות על אותה קשת.
  2. מהדמיון נובע משפט חיתוך מיתרים.

פתרון

א. ∠AEC=∠DEB\angle AEC=\angle DEB (קודקודיות), ∠CAB=∠CDB\angle CAB=\angle CDB (זוויות היקפיות על אותה קשת). לכן המשולשים דומים. מהדמיון: AE⋅EB=CE⋅EDAE\cdot EB=CE\cdot ED. 5⋅6=10⋅ED5\cdot6=10\cdot ED, לכן ED=3ED=3 ו־CD=13CD=13.

טריגונומטריה במישור

טריגונומטריה במישור T06-001חינם
במשולש ABCABC נתון: ∠A=60∘\angle A=60^\circ, ∠B=75∘\angle B=75^\circ, BC=12BC=12 ס"מ. א. חשבו את ACAC ואת ABAB. ב. חשבו את רדיוס המעגל החוסם את המשולש. ג. חשבו את שטח המשולש. (דייקו עד שתי ספרות אחרי הנקודה.)

רמזים

  1. חשבו קודם את הזווית השלישית.
  2. משפט הסינוסים כולל גם את 2R2R.
  3. שטח = חצי מכפלת שתי צלעות בסינוס הזווית שביניהן.

פתרון

∠C=45∘\angle C=45^\circ. משפט הסינוסים: BCsin⁡A=ACsin⁡B=ABsin⁡C=2R\frac{BC}{\sin A}=\frac{AC}{\sin B}=\frac{AB}{\sin C}=2R. AC=12sin⁡75∘sin⁡60∘≈13.38AC=\frac{12\sin75^\circ}{\sin60^\circ}\approx13.38, AB=12sin⁡45∘sin⁡60∘≈9.8AB=\frac{12\sin45^\circ}{\sin60^\circ}\approx9.8. R=122sin⁡60∘≈6.93R=\frac{12}{2\sin60^\circ}\approx6.93. S=12⋅BC⋅AB⋅sin⁡B≈56.78S=\frac12\cdot BC\cdot AB\cdot\sin B\approx56.78 סמ"ר.
טריגונומטריה במישור T06-002חינם
במשולש ABCABC: BC=4BC=4, AC=6AC=6, AB=8AB=8. א. חשבו את גודל הזווית CC. ב. חשבו את שטח המשולש. ג. חשבו את רדיוס המעגל החוסם.

רמזים

  1. שלוש צלעות ידועות – משפט הקוסינוסים.
  2. לאחר שמצאתם זווית, השטח הוא 12absin⁡C\frac12ab\sin C.
  3. csin⁡C=2R\frac{c}{\sin C}=2R.

פתרון

משפט הקוסינוסים: cos⁡C=42+62−822⋅4⋅6=−14\cos C=\frac{4^2+6^2-8^2}{2\cdot4\cdot6}=- \frac{1}{4}, לכן ∠C≈104.48∘\angle C\approx104.48^\circ. S=12⋅4⋅6⋅sin⁡C=315≈11.62S=\frac12\cdot4\cdot6\cdot\sin C=3 \sqrt{15}\approx11.62. R=AB2sin⁡C≈4.13R=\frac{AB}{2\sin C}\approx4.13.
טריגונומטריה במישור T06-003חינם
במשולש ABCABC: AB=6AB=6, AC=9AC=9, ושטח המשולש הוא 2732\frac{27 \sqrt{3}}{2}. א. מצאו את גודל הזווית AA (מצאו את כל האפשרויות). ב. עבור כל אפשרות חשבו את BCBC.

רמזים

  1. השתמשו בנוסחת השטח 12bcsin⁡A\frac12 bc\sin A.
  2. זכרו: לסינוס חיובי יש שתי זוויות אפשריות בין 0∘0^\circ ל־180∘180^\circ.

פתרון

12⋅6⋅9sin⁡A=2732\frac12\cdot6\cdot9\sin A=\frac{27 \sqrt{3}}{2}, לכן sin⁡A=32\sin A=\frac{\sqrt{3}}{2}. במשולש 0<A<180∘0<A<180^\circ: A=60∘A=60^\circ או A=120∘A=120^\circ. משפט הקוסינוסים: עבור 60∘60^\circ: BC=37≈7.94BC=3 \sqrt{7}\approx7.94, עבור 120∘120^\circ: BC=319≈13.08BC=3 \sqrt{19}\approx13.08

חקירת פולינומים ופונקציות רציונליות

חקירת פולינומים ופונקציות רציונליות T07-001חינם
נתונה הפונקציה f(x)=−x3+21x22−36x−3f(x)=- x^{3} + \frac{21 x^{2}}{2} - 36 x - 3. א. מצאו את נקודות הקיצון של הפונקציה וקבעו את סוגן. ב. מצאו את תחומי העלייה והירידה. ג. מצאו את נקודת הפיתול. ד. שרטטו סקיצה של גרף הפונקציה.

רמזים

  1. גזרו והשוו את הנגזרת לאפס.
  2. קבעו את סוג הקיצון בטבלת סימנים של f′f' או בעזרת f′′f''.
  3. נקודת פיתול – היכן ש־f′′f'' מחליפה סימן.

פתרון

f′(x)=−3x2+21x−36=−3(x−4)(x−3)f'(x)=- 3 x^{2} + 21 x - 36=- 3 \left(x - 4\right) \left(x - 3\right). f′(x)=0f'(x)=0 עבור x=3x=3 ו־x=4x=4. נקודות קיצון: (3, −872)(3,\,- \frac{87}{2}) מינימום, (4, −43)(4,\,-43) מקסימום. עלייה: 3<x<43<x<4; ירידה: x<3x<3 או x>4x>4. f′′(x)=3(7−2x)=0⇒x=72f''(x)=3 \left(7 - 2 x\right)=0\Rightarrow x=\frac{7}{2}; נקודת פיתול (72,−1734)(\frac{7}{2},- \frac{173}{4}).
חקירת פולינומים ופונקציות רציונליות T07-002חינם
נתונה הפונקציה f(x)=x2+16xf(x)=\frac{x^{2} + 16}{x}. א. מצאו את תחום ההגדרה. ב. מצאו את האסימפטוטות המאונכות לצירים. ג. מצאו את נקודות הקיצון וקבעו את סוגן. ד. שרטטו סקיצה.

רמזים

  1. תחום ההגדרה: המכנה שונה מאפס.
  2. אסימפטוטה אנכית – איפוס המכנה (בלי איפוס המונה); אופקית – גבול באינסוף.
  3. נגזרת מנה: (uv)′=u′v−uv′v2\left(\frac{u}{v}\right)'=\frac{u'v-uv'}{v^2}.

פתרון

תחום: כל xx פרט ל־x=0x=0. אסימפטוטה אנכית: x=0x=0; אופקית: אין אסימפטוטה אופקית (גבול ב־±∞\pm\infty). f′(x)=(x−4)(x+4)x2f'(x)=\frac{\left(x - 4\right) \left(x + 4\right)}{x^{2}}. נקודות קיצון: (−4, −8)(-4,\,-8) מקסימום, (4, 8)(4,\,8) מינימום.
חקירת פולינומים ופונקציות רציונליות T07-003חינם
נתונה הפונקציה f(x)=x3−3ax2+2f(x)=x^{3} - 3 a x^{2} + 2, כאשר aa פרמטר. לפונקציה יש נקודת קיצון שבה x=2x=2. א. מצאו את aa. ב. הציבו את aa ומצאו את כל נקודות הקיצון של הפונקציה וקבעו את סוגן.

רמזים

  1. בנקודת קיצון של פונקציה גזירה מתקיים f′(x)=0f'(x)=0.
  2. הציבו את xx הנתון בנגזרת ופתרו עבור aa.
  3. בדקו את סוג הקיצון בטבלה.

פתרון

f′(x)=3x2−6axf'(x)=3 x^{2} - 6 a x. f′(2)=0⇒a=1f'(2)=0\Rightarrow a=1. עם a=1a=1: f′(x)=3x(x−2)f'(x)=3 x \left(x - 2\right). נקודות קיצון: (0, 2)(0,\,2) מקסימום, (2, −2)(2,\,-2) מינימום.

פונקציות שורש

פונקציות שורש T08-001חינם
נתונה הפונקציה f(x)=x8−xf(x)=x \sqrt{8 - x}. א. מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה. ב. מצאו את נקודות הקיצון הפנימיות של הפונקציה וקבעו את סוגן. ג. מצאו את נקודות החיתוך עם הצירים.

רמזים

  1. תחום: הביטוי בתוך השורש הריבועי חייב להיות אי־שלילי (ושונה מאפס אם הוא במכנה).
  2. (u)′=u′2u\left(\sqrt{u}\right)'=\frac{u'}{2\sqrt{u}}.
  3. השוו את המונה של f′f' לאפס ובדקו שהפתרון בתחום.

פתרון

תחום: x≤8x\le 8 (הביטוי שבתוך השורש אי־שלילי). f′(x)=16−3x28−xf'(x)=\frac{16 - 3 x}{2 \sqrt{8 - x}}. נקודות קיצון: (163, 3269)(\frac{16}{3},\,\frac{32 \sqrt{6}}{9}) מקסימום. (0,0)(0,0), (8,0)(8,0); עם ציר yy: (0,0)(0,0)
פונקציות שורש T08-002חינם
נתונה הפונקציה f(x)=xx−4f(x)=\frac{x}{\sqrt{x - 4}}. א. מצאו את תחום ההגדרה. ב. מצאו את נקודות הקיצון הפנימיות וקבעו את סוגן. ג. מצאו את תחומי העלייה והירידה.

רמזים

  1. תחום: ביטוי תחת שורש ריבועי אי־שלילי, ומכנה שונה מאפס.
  2. גזרו בעזרת (u)′=u′2u\left(\sqrt{u}\right)'=\frac{u'}{2\sqrt{u}} וכנסו למכנה משותף.
  3. בדקו את סימן f′f' בין הנקודות החשודות.

פתרון

תחום: x>4x>4. f′(x)=x−82(x−4)32f'(x)=\frac{x - 8}{2 \left(x - 4\right)^{\frac{3}{2}}}. נקודות קיצון: (8, 4)(8,\,4) מינימום. טבלת סימנים: יורדת ב־4<x<84<x<8; עולה ב־8<x<∞8<x<\infty.
פונקציות שורש T08-003חינם
נתונה הפונקציה f(x)=x+3x2+1f(x)=\frac{x + 3}{\sqrt{x^{2} + 1}}. א. מצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה. ב. מצאו את נקודות הקיצון הפנימיות של הפונקציה וקבעו את סוגן. ג. מצאו את האסימפטוטות האופקיות.

רמזים

  1. תחום: הביטוי בתוך השורש הריבועי חייב להיות אי־שלילי (ושונה מאפס אם הוא במכנה).
  2. (u)′=u′2u\left(\sqrt{u}\right)'=\frac{u'}{2\sqrt{u}}.
  3. השוו את המונה של f′f' לאפס ובדקו שהפתרון בתחום.

פתרון

תחום: כל xx (הביטוי שבתוך השורש אי־שלילי). f′(x)=1−3x(x2+1)32f'(x)=\frac{1 - 3 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{\frac{3}{2}}}. נקודות קיצון: (13, 10)(\frac{1}{3},\,\sqrt{10}) מקסימום. אסימפטוטות אופקיות: y=1y=1 (כאשר x→∞x\to\infty) ו־y=−1y=-1 (כאשר x→−∞x\to-\infty).

פונקציות טריגונומטריות

פונקציות טריגונומטריות T09-001חינם
נתונה הפונקציה f(x)=sin⁡2(x)+cos⁡(x)f(x)=\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)} בתחום 0≤x≤2π0\le x\le 2\pi. א. מצאו את נקודות הקיצון הפנימיות וקבעו את סוגן. ב. מצאו את הערך הגדול ביותר ואת הערך הקטן ביותר של הפונקציה בתחום.

רמזים

  1. גזרו – זכרו את כלל השרשרת עבור sin⁡2x\sin 2x.
  2. פתרו משוואה טריגונומטרית ומצאו את כל הפתרונות בתחום.
  3. ערך גדול/קטן ביותר – השוו בין נקודות הקיצון לקצוות התחום.

פתרון

f′(x)=2sin⁡(x)cos⁡(x)−sin⁡(x)f'(x)=2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} - \sin{\left(x \right)}. פתרון f′(x)=0f'(x)=0 בתחום: x=π3x=\frac{\pi}{3}, x=πx=\pi, x=5π3x=\frac{5 \pi}{3}. נקודות קיצון: (π3, 54)(\frac{\pi}{3},\,\frac{5}{4}) מקסימום, (π, −1)(\pi,\,-1) מינימום, (5π3, 54)(\frac{5 \pi}{3},\,\frac{5}{4}) מקסימום. משווים לערכי הקצוות f(0)=1f(0)=1, f(2π)=1f(2\pi)=1: מקסימום מוחלט 54\frac{5}{4}, מינימום מוחלט −1-1.
פונקציות טריגונומטריות T09-002חינם
חשבו את השטח המוגבל על ידי גרף הפונקציה f(x)=cos⁡2xf(x)=\cos 2x וציר ה־xx בין שתי נקודות האפס הסמוכות לראשית.

רמזים

  1. שרטטו וזהו איזו פונקציה עליונה.
  2. ∫sin⁡x dx=−cos⁡x\int\sin x\,dx=-\cos x, ∫cos⁡(ax) dx=sin⁡(ax)a\int\cos(ax)\,dx=\frac{\sin(ax)}{a}.

פתרון

השטח: ∫−π4π4(cos⁡(2x))dx\int_{- \frac{\pi}{4}}^{\frac{\pi}{4}}\left(\cos{\left(2 x \right)}\right)dx. פונקציה קדומה: sin⁡(2x)2\frac{\sin{\left(2 x \right)}}{2}. הצבת גבולות: 11.
פונקציות טריגונומטריות T09-003חינם
נתונה הפונקציה f(x)=−x+2sin⁡(x)f(x)=- x + 2 \sin{\left(x \right)} בתחום 0≤x≤2π0\le x\le2\pi. א. מצאו את נקודות הקיצון הפנימיות וקבעו את סוגן. ב. מצאו את תחומי העלייה והירידה בתחום.

רמזים

  1. גזרו והשוו לאפס – תתקבל משוואה מהצורה sin⁡x=c\sin x=c או cos⁡x=c\cos x=c.
  2. מצאו את כל הפתרונות בתחום [0,2π][0,2\pi] בעזרת מעגל היחידה.
  3. קבעו סימן של f′f' בכל תת־תחום.

פתרון

f′(x)=2cos⁡(x)−1=0f'(x)=2 \cos{\left(x \right)} - 1=0. פתרונות בתחום: x=π3x=\frac{\pi}{3}, x=5π3x=\frac{5 \pi}{3}. נקודות קיצון: (π3, −π3+3)(\frac{\pi}{3},\,- \frac{\pi}{3} + \sqrt{3}) מקסימום, (5π3, −5π3−3)(\frac{5 \pi}{3},\,- \frac{5 \pi}{3} - \sqrt{3}) מינימום. עולה ב־0<x<π30<x<\frac{\pi}{3}; יורדת ב־π3<x<5π3\frac{\pi}{3}<x<\frac{5 \pi}{3}; עולה ב־5π3<x<2π\frac{5 \pi}{3}<x<2 \pi.

בעיות קיצון

בעיות קיצון T10-001חינם
מלבן חסום בין גרף הפונקציה y=27−x2y=27 - x^{2} לבין ציר ה־xx, כך ששני קודקודים שלו על ציר ה־xx ושניים על הגרף (סימטרי לציר ה־yy). מה השטח המקסימלי של המלבן?

רמזים

  1. בחרו משתנה – שיעור ה־xx של הקודקוד על הגרף.
  2. בטאו את השטח כפונקציה של משתנה אחד וגזרו.
  3. בדקו שזהו מקסימום (טבלה או נגזרת שנייה).

פתרון

נסמן קודקוד על הגרף (x,27−x2)(x,27 - x^{2}), x>0x>0. שטח: S(x)=2x(27−x2)=−2x3+54xS(x)=2x(27 - x^{2})=- 2 x^{3} + 54 x. S′(x)=54−6x2=0⇒x=3S'(x)=54 - 6 x^{2}=0\Rightarrow x=3. S′′<0S''<0 – מקסימום. Smax=108S_{max}=108.
בעיות קיצון T10-002חינם
מפח מלבני שמידותיו 3030 ס"מ על 1414 ס"מ גוזרים בכל פינה ריבוע שצלעו xx, ומקפלים לקופסה פתוחה. א. הביעו את נפח הקופסה באמצעות xx. ב. עבור איזה xx נפח הקופסה מקסימלי? מהו הנפח המקסימלי?

רמזים

  1. אורך ורוחב הבסיס קטנים ב־2x2x כל אחד; הגובה הוא xx.
  2. קבעו את התחום של xx לפני הגזירה.
  3. פסלו פתרון של V′=0V'=0 שמחוץ לתחום.

פתרון

V(x)=x(30−2x)(14−2x)V(x)=x(30-2x)(14-2x), 0<x<70<x<7. V′(x)=12x2−176x+420=0V'(x)=12 x^{2} - 176 x + 420=0. הפתרון בתחום: x=3x=3 (מקסימום לפי טבלת סימנים). Vmax=576≈576V_{max}=576\approx576 סמ"ק.
בעיות קיצון T10-003חינם
מצאו את הנקודה (או הנקודות) על גרף הפונקציה y=x2y=x^2 הקרובה ביותר לנקודה (0,5)(0,5), וחשבו את המרחק המינימלי.

רמזים

  1. כתבו נקודה כללית על הגרף בעזרת משתנה אחד.
  2. במקום למזער את המרחק, מזערו את ריבועו.
  3. השוו בין כל הנקודות החשודות.

פתרון

נקודה על הגרף: (x,x2)(x,x^{2}). ריבוע המרחק: d2=x4−9x2+25d^2=x^{4} - 9 x^{2} + 25. מספיק למצוא מינימום של d2d^2 (השורש פונקציה עולה). (d2)′=4x3−18x=0(d^2)'=4 x^{3} - 18 x=0, פתרונות: x=−322x=- \frac{3 \sqrt{2}}{2}, x=0x=0, x=322x=\frac{3 \sqrt{2}}{2}. המינימום ב־x=−322x=- \frac{3 \sqrt{2}}{2}, x=322x=\frac{3 \sqrt{2}}{2}, והמרחק המינימלי d=192d=\frac{\sqrt{19}}{2}.

אינטגרלים, שטחים ונפחי סיבוב

אינטגרלים, שטחים ונפחי סיבוב T11-001חינם
חשבו את השטח המוגבל בין הגרפים של f(x)=x2−2f(x)=x^{2} - 2 ו־g(x)=xg(x)=x.

רמזים

  1. מצאו את נקודות החיתוך – הן גבולות האינטגרציה.
  2. בדקו איזו פונקציה עליונה בתחום (הציבו נקודה באמצע).
  3. שטח = אינטגרל של (עליונה פחות תחתונה).

פתרון

נקודות חיתוך: f(x)=g(x)⇒(x−2)(x+1)=0f(x)=g(x)\Rightarrow \left(x - 2\right) \left(x + 1\right)=0, x=−1x=-1, x=2x=2. השטח: ∣∫−12(x2−x−2) dx∣=92\left|\int_{-1}^{2}(x^{2} - x - 2)\,dx\right|=\frac{9}{2}.
אינטגרלים, שטחים ונפחי סיבוב T11-002חינם
נתונה הפונקציה f(x)=x(2k−x)f(x)=x(2k-x), כאשר k>0k>0. השטח המוגבל על ידי גרף הפונקציה וציר ה־xx הוא 323\frac{32}{3}. מצאו את kk.

רמזים

  1. גבולות האינטגרציה הם נקודות האפס של הפונקציה (תלויים ב־kk).
  2. חשבו את האינטגרל כביטוי ב־kk והשוו לשטח הנתון.

פתרון

נקודות חיתוך עם ציר xx: x=0x=0, x=2kx=2k. ∫02k(2kx−x2) dx=[kx2−x33]02k=4k33\int_0^{2k}(2kx-x^2)\,dx=\left[kx^2-\frac{x^3}{3}\right]_0^{2k}=\frac{4k^3}{3}. 4k33=323⇒k3=8\frac{4k^3}{3}=\frac{32}{3}\Rightarrow k^3=8, k=2k=2.
אינטגרלים, שטחים ונפחי סיבוב T11-003חינם
השטח המוגבל על ידי גרף הפונקציה y=xy=\sqrt{x}, ציר ה־xx והישרים x=0x=0, x=4x=4 מסתובב סביב ציר ה־xx. חשבו את נפח גוף הסיבוב.

רמזים

  1. נפח גוף סיבוב סביב ציר xx: V=π∫abf2(x) dxV=\pi\int_a^b f^2(x)\,dx.
  2. העלו את הפונקציה בריבוע לפני האינטגרציה.

פתרון

V=π∫04y2 dx=π∫04x dxV=\pi\int_{0}^{4}y^2\,dx=\pi\int_{0}^{4}x\,dx. =π[x22]04=8π=\pi\left[\frac{x^{2}}{2}\right]_{0}^{4}=8 \pi.

גאומטריה אנליטית

גאומטריה אנליטית T12-001חינם
מצאו את משוואת המעגל העובר דרך הנקודות A(−11,−9)A(-11,-9),B(5,−1)B(5,-1),C(−6,6)C(-6,6),ואת מרכזו ורדיוסו.

רמזים

  1. מרכז המעגל שווה מרחק משלוש הנקודות.
  2. אפשר להציב את הנקודות במשוואה הכללית ולפתור מערכת.
  3. חיתוך שני אנכים אמצעיים נותן את המרכז.

פתרון

מרכז המעגל נמצא על האנכים האמצעיים של המיתרים ABAB ו־BCBC (או: מציבים במשוואה הכללית x2+y2+Dx+Ey+F=0x^2+y^2+Dx+Ey+F=0). פתרון מערכת שלוש המשוואות: D=8D=8, E=6E=6, F=−60F=-60. מרכז (−4,−3)(-4,-3), רדיוס 85=85\sqrt{85}=\sqrt{85}; משוואה: (x+4)2+(y+3)2=85\left(x + 4\right)^{2} + \left(y + 3\right)^{2} = 85.
גאומטריה אנליטית T12-002חינם
נתון המעגל (x+3)2+(y+2)2=13\left(x + 3\right)^{2} + \left(y + 2\right)^{2} = 13 והנקודה P(−6,0)P(-6,0) שעליו. א. מצאו את משוואת המשיק למעגל בנקודה PP. ב. מצאו את נקודות החיתוך של המשיק עם הצירים (אם יש).

רמזים

  1. המשיק ניצב לרדיוס בנקודת ההשקה.
  2. שיפועים של ישרים מאונכים: m1m2=−1m_1m_2=-1.

פתרון

מרכז M(−3,−2)M(-3,-2). שיפוע הרדיוס MPMP: −23- \frac{2}{3}. המשיק ניצב לרדיוס בנקודת ההשקה. משוואת המשיק: −3x+2y−18=0- 3 x + 2 y - 18 = 0. חיתוך עם הצירים: (0,9)(0,9), (−6,0)(-6,0).
גאומטריה אנליטית T12-003חינם
מצאו את המקום הגאומטרי של כל הנקודות ששוות מרחק מהנקודות A(−1,−2)A(-1,-2) ו־B(5,−2)B(5,-2).

רמזים

  1. כתבו PA2=PB2PA^2=PB^2.
  2. האיברים x2,y2x^2,y^2 מתבטלים – מה מתקבל?

פתרון

PA=PBPA=PB, נעלה בריבוע. האיברים הריבועיים מתבטלים ונותר ישר. 12x−24=012 x - 24 = 0 – האנך האמצעי לקטע ABAB.

וקטורים וגאומטריה במרחב

וקטורים וגאומטריה במרחב T13-001חינם
נתונים המישור π:x−y+2z+1=0\pi: x - y + 2 z + 1 = 0 והישר ℓ:x‾=(4,1,−2)+t(0,2,0)\ell: \underline{x}=(4,1,-2)+t(0,2,0). א. מצאו את נקודת החיתוך של הישר עם המישור. ב. חשבו את הזווית בין הישר למישור.

רמזים

  1. הציבו נקודה כללית של הישר במשוואת המישור.
  2. זווית בין ישר למישור: sin⁡α=∣n⃗⋅u⃗∣∣n⃗∣∣u⃗∣\sin\alpha=\frac{|\vec n\cdot\vec u|}{|\vec n||\vec u|}.

פתרון

נקודה כללית על הישר: (4,2t+1,−2)(4,2 t + 1,-2). הצבה במשוואת המישור: t=0t=0, נקודת החיתוך (4,1,−2)(4,1,-2). sin⁡α=∣n⃗⋅u⃗∣∣n⃗∣∣u⃗∣=66\sin\alpha=\frac{|\vec n\cdot\vec u|}{|\vec n||\vec u|}=\frac{\sqrt{6}}{6}, לכן α≈24.09∘\alpha\approx24.09^\circ.
וקטורים וגאומטריה במרחב T13-002חינם
נתונות הנקודות A(0,−1,−3)A(0,-1,-3), B(3,−3,3)B(3,-3,3), C(1,1,2)C(1,1,2). א. מצאו את משוואת המישור ABCABC. ב. חשבו את מרחק הנקודה S(0,−2,−2)S(0,-2,-2) מהמישור.

רמזים

  1. מצאו שני וקטורים במישור.
  2. וקטור נורמל: פתרו מערכת n⃗⋅AB⃗=0, n⃗⋅AC⃗=0\vec n\cdot\vec{AB}=0,\ \vec n\cdot\vec{AC}=0.
  3. מרחק נקודה ממישור: ∣ax0+by0+cz0+d∣a2+b2+c2\frac{|ax_0+by_0+cz_0+d|}{\sqrt{a^2+b^2+c^2}}.

פתרון

AB⃗=(3,−2,6)\vec{AB}=(3,-2,6), AC⃗=(1,2,5)\vec{AC}=(1,2,5). נורמל ניצב לשניהם: n⃗=(−22,−9,8)\vec n=(-22,-9,8). משוואה: −22x−9y+8z+15=0- 22 x - 9 y + 8 z + 15 = 0. d=∣17∣629=62937d=\frac{|17|}{\sqrt{629}}=\frac{\sqrt{629}}{37}.
וקטורים וגאומטריה במרחב T13-003חינם
נתונים המישורים π1:2x+y+z=0\pi_1: 2 x + y + z = 0 ו־π2:−2x+3y+2z+5=0\pi_2: - 2 x + 3 y + 2 z + 5 = 0. א. חשבו את הזווית בין המישורים. ב. מצאו הצגה פרמטרית של ישר החיתוך שלהם.

רמזים

  1. הזווית בין מישורים = הזווית (החדה) בין הנורמלים.
  2. לישר החיתוך: מצאו וקטור הניצב לשני הנורמלים ונקודה המקיימת את שתי המשוואות.

פתרון

cos⁡α=∣n⃗1⋅n⃗2∣∣n⃗1∣∣n⃗2∣=102102\cos\alpha=\frac{|\vec n_1\cdot\vec n_2|}{|\vec n_1||\vec n_2|}=\frac{\sqrt{102}}{102}, α≈84.32∘\alpha\approx84.32^\circ. וקטור כיוון של ישר החיתוך ניצב לשני הנורמלים: (−1,−6,8)(-1,-6,8). נקודה משותפת: (58,−54,0)(\frac{5}{8},- \frac{5}{4},0).

מספרים מרוכבים

מספרים מרוכבים T14-001חינם
פתרו את המשוואה z2+(−4i)z+(−12−6i)=0z^2+(- 4 i)z+(-12 - 6 i)=0 בשדה המספרים המרוכבים.

רמזים

  1. השתמשו בנוסחת השורשים – הדיסקרימיננטה יכולה להיות מרוכבת.
  2. כדי להוציא שורש ממספר מרוכב: הציבו w=p+qiw=p+qi ופתרו מערכת.
  3. בדקו בהצבה.

פתרון

Δ=b2−4c=32+24i\Delta=b^2-4c=32 + 24 i. מחפשים w=p+qiw=p+qi כך ש־w2=32+24iw^2=32 + 24 i: p2−q2=32p^2-q^2=32, 2pq=242pq=24. w=6+2iw=6 + 2 i (או הנגדי). z1,2=−b±w2z_{1,2}=\frac{-b\pm w}{2}: z1=3+3iz_1=3 + 3 i, z2=−3+iz_2=-3 + i.
מספרים מרוכבים T14-002חינם
נתון w=1+3iw=1 + \sqrt{3} i. א. כתבו את ww בהצגה קוטבית. ב. חשבו את w10w^{10} (הציגו בצורה אלגברית).

רמזים

  1. חשבו את הערך המוחלט ואת הארגומנט (שימו לב לרביע).
  2. משפט דה־מואבר: (r cisθ)n=rncis(nθ)(r\,\mathrm{cis}\theta)^n=r^n\mathrm{cis}(n\theta).

פתרון

∣w∣=2|w|=2, arg⁡w=π3\arg w=\frac{\pi}{3}; w=2 cis(π3)w=2\,\mathrm{cis}\left(\frac{\pi}{3}\right). דה־מואבר: w10=1024 cis(10π3)w^{10}=1024\,\mathrm{cis}\left(\frac{10 \pi}{3}\right). =−512−5123i=-512 - 512 \sqrt{3} i.
מספרים מרוכבים T14-003חינם
מצאו את המקום הגאומטרי של המספרים המרוכבים zz המקיימים ∣z−(−1+2i)∣=∣z−(1)∣|z-(-1 + 2 i)|=|z-(1)|, ושרטטו אותו במישור גאוס.

רמזים

  1. ∣z−w∣|z-w| הוא המרחק בין הנקודות המייצגות את zz ואת ww.
  2. נקודות ששוות מרחק משתי נקודות – איזו צורה?

פתרון

נציב z=x+yiz=x+yi ונעלה בריבוע את שני האגפים. האיברים x2,y2x^2,y^2 מתבטלים. 4x−4y+4=04 x - 4 y + 4 = 0 – האנך האמצעי לקטע שבין הנקודות המייצגות את −1+2i-1 + 2 i ו־11.

גדילה ודעיכה

גדילה ודעיכה T15-001חינם
אוכלוסייה מונה 20002000 פרטים וגדלה ב־4% בכל שנה. א. כמה פרטים יהיו בה בעוד 12 שנים? ב. כעבור כמה שנים תוכפל האוכלוסייה?

רמזים

  1. גדילה ב־p%p\% – הכפלה ב־1+p1001+\frac{p}{100} בכל שנה.
  2. כדי לפתור משוואה מעריכית הוציאו לוגריתם משני האגפים.

פתרון

M(t)=2000⋅2625tM(t)=2000\cdot\frac{26}{25}^t (מקדם גדילה q=1+4100q=1+\frac{4}{100}). M(12)=2000⋅262512≈3202.1M(12)=2000\cdot\frac{26}{25}^{12}\approx3202.1. 2625t=2⇒t=log⁡2log⁡2625≈17.67\frac{26}{25}^t=2\Rightarrow t=\frac{\log2}{\log\frac{26}{25}}\approx17.67 שנים.
גדילה ודעיכה T15-002חינם
כמות של חומר דועכת באופן מעריכי, M(t)=M0qtM(t)=M_0q^t (tt בשעות). לאחר 1 שעות נמדדו 100100 גרם, ולאחר 3 שעות נמדדו 2525 גרם. א. מצאו את qq ואת M0M_0. ב. בכמה אחוזים קטנה הכמות בכל שעה?

רמזים

  1. חלקו את שתי המדידות זו בזו כדי לבטל את M0M_0.
  2. אחוז השינוי לשעה: ∣q−1∣⋅100%|q-1|\cdot100\%.

פתרון

M(3)M(1)=q2=14\frac{M(3)}{M(1)}=q^{2}=\frac{1}{4}, לכן q=12q=\frac{1}{2}. M0=100121=200M_0=\frac{100}{\frac{1}{2}^{1}}=200. שינוי לשעה: 50%50\%.
גדילה ודעיכה T15-003חינם
זמן מחצית החיים של חומר רדיואקטיבי הוא 8 שנים. בתחילה היו 640 גרם. א. כמה גרם יישארו לאחר 24 שנים? ב. לאחר כמה שנים יישארו 20% מהכמות ההתחלתית?

רמזים

  1. בכל זמן מחצית חיים הכמות מוכפלת ב־12\frac12.
  2. הוציאו לוגריתם כדי למצוא את הזמן.

פתרון

M(t)=640⋅(12)t/8M(t)=640\cdot\left(\frac12\right)^{t/8}. M(24)=80≈80M(24)=80\approx80 גרם. (12)t/8=0.2\left(\frac12\right)^{t/8}=0.2, t=8⋅ln⁡(5)ln⁡2≈18.58t=8\cdot\frac{\ln(5)}{\ln2}\approx18.58 שנים.

פונקציות מעריכיות ולוגריתמיות

פונקציות מעריכיות ולוגריתמיות T16-001חינם
נתונה הפונקציה f(x)=x2e−xf(x)=x^{2} e^{- x}. א. מצאו את תחום ההגדרה. ב. מצאו את נקודות הקיצון וקבעו את סוגן. ג. מצאו את נקודות החיתוך עם הצירים.

רמזים

  1. ln⁡\ln מוגדר רק לביטוי חיובי; exe^x מוגדרת לכל xx וחיובית תמיד.
  2. (eu)′=u′eu(e^{u})'=u'e^{u}, (ln⁡u)′=u′u(\ln u)'=\frac{u'}{u}; כלל המכפלה (uv)′=u′v+uv′(uv)'=u'v+uv'.
  3. ex>0e^x>0 – לכן הסימן של f′f' נקבע לפי הגורם האחר.

פתרון

תחום: כל xx. f′(x)=−x(x−2)e−xf'(x)=- x \left(x - 2\right) e^{- x}. נקודות קיצון: (0, 0)(0,\,0) מינימום, (2, 4e2)(2,\,\frac{4}{e^{2}}) מקסימום. חיתוך עם ציר xx: (0,0)(0,0); עם ציר yy: (0,0)(0,0).
פונקציות מעריכיות ולוגריתמיות T16-002חינם
פתרו את המשוואה: 5x+2=6255^{x+2}=625.

רמזים

  1. במשוואה מעריכית – נסו הצבה t=ext=e^x או השוואת בסיסים.
  2. במשוואה לוגריתמית – קבעו תחום הגדרה ובדקו את הפתרונות.
  3. חוק: log⁡a+log⁡b=log⁡(ab)\log a+\log b=\log(ab).

פתרון

625=54625=5^{4}, לכן x+2=4x+2=4, x=2x=2.
פונקציות מעריכיות ולוגריתמיות T16-003חינם
חשבו את השטח המוגבל על ידי גרף הפונקציה f(x)=1xf(x)=\frac1x, ציר ה־xx והישרים x=1x=1, x=3x=3.

רמזים

  1. ∫exdx=ex\int e^x dx=e^x, ∫1xdx=ln⁡∣x∣\int\frac1x dx=\ln|x|.
  2. עבור xex2xe^{x^2} שימו לב שהמכפיל xx הוא כמעט נגזרת המעריך.

פתרון

הפונקציה חיובית בתחום, לכן השטח ∫131x dx\int_{1}^{3}\frac{1}{x}\,dx. פונקציה קדומה: ln⁡(x)\ln{\left(x \right)}. השטח: ln⁡(3)≈1.099\ln{\left(3 \right)}\approx1.099.

שאלת בגרות

2014 · שאלה 5חינם
גדילה ודעיכהפונקציות מעריכיות ולוגריתמיות
2021 · שאלה 1חינם
גאומטריה במישור - הוכחות וחישוביםאינדוקציה מתמטית
2024 · שאלה 1חינם
בעיות מילוליות (תנועה, הספק, קנייה)
2026 · שאלה 2חינם
סדרות (חשבונית, הנדסית, נסיגה)
2026 · שאלה 8חינם
בעיות קיצוןפונקציות שורשאינטגרלים, שטחים ונפחי סיבוב
2026 · שאלה 3חינם
הסתברות
2026 · שאלה 4חינם
גאומטריה במישור - הוכחות וחישובים
2026 · שאלה 5חינם
טריגונומטריה במישור
2026 · שאלה 7חינם
פונקציות טריגונומטריותחקירת פולינומים ופונקציות רציונליות
2026 · שאלה 8חינם
בעיות קיצוןאינטגרלים, שטחים ונפחי סיבוב
2026 · שאלה 2חינם
וקטורים וגאומטריה במרחב
2026 · שאלה 3חינם
מספרים מרוכביםגאומטריה אנליטית
2026 · שאלה 4חינם
פונקציות מעריכיות ולוגריתמיותאינטגרלים, שטחים ונפחי סיבוב
2026 · שאלה 5חינם
פונקציות מעריכיות ולוגריתמיות

תחילת החוברת