נדב כץ
נדב כץ · בית הספר לשיעורים פרטיים ולקורסים
לדף הבחינה

התשובות הסופיות · נדב כץ

מתמטיקה א׳

שאלון 35571 · חורף · תשפ״ד · 2024

שאלה, סעיף והתשובה. בלי דרך ובלי הסבר, כדי לבדוק מהר אם צדקתם. מי שרוצה לראות איך מגיעים לתשובה ימצא את הדרך בפתרון המלא.

פרק ראשון: שאלות קצרות

שאלה 1 25 נקודות

ארבעה סעיפים קצרים: הוכחה באינדוקציה, מרובע חסום ודמיון, זיהוי פונקציה לפי גרף, גרף פונקציה וגרף הנגזרת

סעיףהתשובה
א
הוכחה באינדוקציה על n זוגי. בסיס: n = 2 נותן 48 = 2 · 4 · 6. מעבר מ-n ל-n + 2: n(n + 2)(n + 4) + 6(n + 2)(n + 4) = (n + 2)(n + 4)(n + 6), וזה בדיוק אגף ימין עבור n + 2
ב(1)
הוכחה: ∢A משותפת. במרובע החסום BCED ∢DEC + ∢DBC = 180°, ו-∢AED = 180° − ∢DEC, ולכן ∢AED = ∢ABC. מכאן △AED ∼ △ABC לפי ז.ז. (A↔A, E↔B, D↔C)
ב(2)
ABAC = 2
ב(3)
כן. ∢ABC = 180° − 150° = 30°, ובמשולש ABC AC = 3x, AB = 6x, ולכן לפי משפט הסינוסים sin∢ACB = 1, כלומר ∢BCE = 90°. זווית היקפית של 90° נשענת על קוטר, ולכן BE קוטר
ג(1)
ביטוי II: f(x) = x√x² − 16. תחום ההגדרה x < −4 או x > 4, אסימפטוטות אנכיות x = 4 ו-x = −4, ואסימפטוטות אופקיות y = 1 (כש-x שואף לאינסוף) ו-y = −1 (כש-x שואף למינוס אינסוף)
ג(2)
g עולה בתחום x < −5 ובתחום x > 4, ויורדת בתחום −5 < x < −4
ד(1)
גרף II מתאר את f(x). נקודות החיתוך של גרף I עם ציר ה-x נמצאות בדיוק מתחת לנקודות הקיצון A, B, C של גרף II, ובכל תחום שבו גרף II עולה גרף I חיובי, ובכל תחום שבו הוא יורד גרף I שלילי
ד(2)
3 נקודות פיתול, כי לגרף הנגזרת (גרף I) יש שלוש נקודות קיצון: מינימום, מקסימום ומינימום
ד(3)
yC = 5

פרק שני: סדרות והסתברות

שאלה 2 25 נקודות

סדרה חשבונית עם פרמטר, סדרה חדשה וסכום של הפרשי ריבועים

סעיףהתשובה
א(1)
k > 2 (ההפרש d = 3k − 6 חיובי)
א(2)
k < 2
א(3)
k = 2
ב
k = −3
ג
bₙ = 9n + 40, ולכן bₙ₊₁ − bₙ = 9 לכל n טבעי. ההפרש קבוע, והסדרה B חשבונית
ד
−48,465

שאלה 3 25 נקודות

הסתברות מותנית בסקר, והתפלגות בינומית

סעיףהתשובה
א
p + k − 1
ב
p = 0.6, k = 0.7
ג
3132 = 0.96875
ד
0.20736

פרק שלישי: גאומטרייה וטריגונומטרייה במישור

שאלה 4 25 נקודות

שני מעגלים נחתכים, מרובע בר חסימה, חוצה זווית ומשולש ישר זווית

סעיףהתשובה
א
הוכחה: המרובע ABED חסום במעגל השמאלי, ולכן ∢ADE + ∢ABE = 180°. הנקודות E, B, C על ישר אחד, ולכן ∢CBA = 180° − ∢ABE. מכאן ∢EDA = ∢CBA
ב
הוכחה: ∢AFC = ∢ABC (זוויות היקפיות במעגל הימני הנשענות על אותה קשת AC), ולפי סעיף א ∢ABC = ∢EDA = ∢GDA. לכן ∢GDA + ∢AFG = ∢AFC + (180° − ∢AFC) = 180°, וזוג זוויות נגדיות משלימות פירושו שהמרובע GDAF בר חסימה
ג
הוכחה: ∢GEC זווית חיצונית למשולש DEC, ולכן ∢GEC = ∢EDC + ∢ECD = ∢AFC + ∢BCA. ∢CHA זווית חיצונית למשולש HFC, ולכן ∢CHA = ∢AFC + ∢FCB. מן הנתון ∢GEC = ∢CHA נובע ∢BCA = ∢FCB, כלומר CE חוצה את הזווית DCG, ולפי משפט חוצה הזווית במשולש DCG: CGCD = GEDE
ד
EG = 30, CG = 60

שאלה 5 25 נקודות

משיק, מיתר ומרובע בר חסימה: זוויות, משפט הסינוסים ורדיוס מעגל חוסם

סעיףהתשובה
א
∢ODE = 90°, ∢OCE = 90°, ∢DOC = 60° + 2α, ∢DEC = 120° − 2α
ב
DE = 2R · sin α · sin(60° + α) / sin(120° − 2α)
ג
cos α = 78, ולכן α ≈ 28.96°
ד
היחס בקירוב 0.55 (בערך 1 : 1.82). הערך המדויק 2884 − 1260√5121

פרק רביעי: חשבון דיפרנציאלי ואינטגרלי

שאלה 6 25 נקודות

חקירת פונקציה עם שורש, פונקציה קדומה, משיק, נקודת פיתול ואינטגרל

סעיףהתשובה
א(1)
x ≥ 0, x ≠ 4
א(2)
x = 4 (אנכית), y = 0 (אופקית)
א(3)
(0 , −1) ו-(16 , 0)
א(4)
(36 , 18) נקודת מקסימום. בקצה התחום, (0 , −1) נקודת מקסימום קצה
ב
הגרף מתחיל ב-(0 , −1), יורד לכיוון מינוס אינסוף כש-x מתקרב ל-4 משמאל, עולה מימין לאסימפטוטה ממינוס אינסוף, חותך את ציר ה-x ב-(16 , 0), מגיע למקסימום (36 , 18), ויורד לאט לכיוון y = 0 מלמעלה
ג
g′(x) = [2(√x − 2) − 2x · 12√x] / (√x − 2)² = √x − 4(√x − 2)² = f(x)
ד(I)
לא נכונה. שיפוע המשיק לגרף g הוא g′(x) = f(x), ו-f(x) ≤ 18 בכל התחום (בקטע 0 ≤ x < 4 אפילו f(x) ≤ −1), ולכן f(x) = 2 אין לה פתרון
ד(II)
נכונה. g″(x) = f′(x), ו-f′ מחליפה סימן בתחום רק ב-x = 36. לכן ל-g נקודת פיתול אחת בלבד, (36 , 18)
ה
3518 ≈ 1.94

שאלה 7 25 נקודות

חקירת פונקציה טריגונומטרית עם פרמטר, מספר פתרונות ואינטגרל ופונקציה קעורה

סעיףהתשובה
א
a = 1
ב(1)
−2π ≤ x ≤ 2π, x ≠ −π2, x ≠ 3π2
ב(2)
(0 , −1), (π2 , 0), (−3π2 , 0)
ב(3)
(π2 , 0) ו-(−3π2 , 0) נקודות מקסימום. בקצוות התחום: (−2π , −1) מינימום קצה, (2π , −1) מקסימום קצה
ג
אסימפטוטות אנכיות x = −π2 ו-x = 3π2. הגרף כולו מתחת לציר ה-x או עליו: מ-(−2π , −1) עולה למקסימום (−3π2 , 0), יורד למינוס אינסוף ליד x = −π2, עולה דרך (0 , −1) למקסימום (π2 , 0), יורד למינוס אינסוף ליד x = 3π2, ועולה עד (2π , −1)
ד
5 פתרונות: f(x) = −1 שקולה ל-sin x = 0, ובתחום x = −2π, −π, 0, π, 2π
ה
נכונה. בקטע 0 ≤ x ≤ π הפונקציה f(x) + 1 מוגדרת וקעורה כלפי מטה, ערכיה 0, 1, 0 ב-x = 0, π2, π, ולכן גרפה מעל שני המיתרים שמחברים נקודות אלה. השטח שמתחתיו גדול משטח המשולש, π · 1 / 2 = π2

שאלה 8 25 נקודות

בעיית קיצון: יחס בין שטחים של שתי גינות

סעיףהתשובה
א
SA = t(k − t − 1)
ב
t = √k − 1
ג
t = √k − 1. היחס SASB הוא ההופכי של SBSA, ושני היחסים חיוביים, ולכן הוא מקסימלי בדיוק במקום שבו SBSA מינימלי