בעיות קיצון לכיתה י׳ · 4 יח״ל
בנושא בעיות קיצון בכיתה י׳ · 4 יח״ל לומדים קיצון במספרים, קיצון בגאומטריה, קיצון על גרפים, קיצון בכלכלה וקיצון בתחום סגור. בעיית קיצון פותרים בחמישה צעדים: בוחרים משתנה, כותבים את הגודל שרוצים להגדיל או להקטין כפונקציה שלו, קובעים את התחום, גוזרים ומשווים לאפס, ובודקים גם את קצות התחום. התשובה היא הגודל שהשאלה שואלת עליו, לא תמיד המשתנה.
לדוגמה: מלבן שהיקפו 20. אם צלע אחת היא איקס, הצלע השנייה היא עשר פחות איקס, והשטח הוא איקס כפול עשר פחות איקס. הנגזרת היא עשר פחות פעמיים איקס, והיא מתאפסת באיקס שווה חמש. משמאל לחמש הנגזרת חיובית ומימין שלילית, ולכן זה מקסימום: השטח הגדול ביותר הוא 25.
טיפ: כתבו במילים מה רוצים להגדיל או להקטין, לפני שכותבים פונקציה.
מה לומדים בנושא
קיצון במספרים
לדוגמה: סכומם של שני מספרים חיוביים הוא 14 . מהי המכפלה הגדולה ביותר שלהם?
תשובה ופתרון
התשובה: 49
המספר האחד הוא x , והשני 14 − x . המכפלה: f(x) = x(14 − x) = −x² + 14x התחום: 0 < x < 14 f′(x) = −2x + 14 = 0 x = 7 כאשר x < 7 הנגזרת חיובית, וכאשר x > 7 היא שלילית. זו נקודת מקסימום. המכפלה הגדולה ביותר: f(7) = 7 · 7 = 49
קיצון בגאומטריה
לדוגמה: היקפו של מלבן הוא 16 . מהו השטח הגדול ביותר של המלבן?
תשובה ופתרון
התשובה: 16
צלע אחת היא x , והצלע השנייה 8 − x . השטח: S(x) = x(8 − x) = −x² + 8x התחום: 0 < x < 8 S′(x) = −2x + 8 = 0 x = 4 כאשר x < 4 הנגזרת חיובית, וכאשר x > 4 היא שלילית. זו נקודת מקסימום. המלבן הוא ריבוע, והשטח הגדול ביותר: S(4) = 4 · 4 = 16
קיצון על גרפים
לדוגמה: איזו נקודה על הישר y = x + 6 הכי קרובה לראשית הצירים?
תשובה ופתרון
התשובה: (−3, 3)
המרחק הוא הקטן ביותר כאשר הריבוע שלו הוא הקטן ביותר, ולכן מחפשים מינימום של ריבוע המרחק: f(x) = x² + (x + 6)² = 2x² + 12x + 36 התחום: כל מספר. f′(x) = 4x + 12 = 0 x = −3 כאשר x < −3 הנגזרת שלילית, וכאשר x > −3 היא חיובית. זו נקודת מינימום. y = 3 . הנקודה: (−3, 3)
קיצון בכלכלה
לדוגמה: הרווח של מפעל מייצור ומכירה של x מוצרים הוא P(x) = −x² + 40x − 30 . כמה מוצרים צריך לייצר כדי שהרווח יהיה הגדול ביותר?
תשובה ופתרון
התשובה: 20
התחום: x > 0 P′(x) = −2x + 40 = 0 x = 20 כאשר x < 20 הנגזרת חיובית, וכאשר x > 20 היא שלילית. זו נקודת מקסימום. הרווח הגדול ביותר מתקבל כאשר מייצרים 20 מוצרים.
קיצון בתחום סגור
לדוגמה: מצאו את הערך הגדול ביותר של הפונקציה f(x) = −x² + 2x + 4 בקטע −5 ≤ x ≤ −3 .
תשובה ופתרון
התשובה: −11
f′(x) = −2x + 2 = 0 x = 1 . הנקודה הזאת מחוץ לקטע, ולכן הפונקציה עולה או יורדת בכל הקטע, והערך הגדול ביותר באחד הקצוות: f(−5) = −31 f(−3) = −11 . הערך הגדול ביותר הוא −11 .
עוד לא באתר
חלקים מהנושא שעדיין לא נבנו: ניסוח הפונקציה מתוך סיפור פתוח · בעיות קיצון עם משולשים במעגל · בעיות קיצון בטריגונומטריה.
התרגילים נוצרים לפי כללים, והתשובות מחושבות בקוד, ולכן בכל פעם יש תרגילים חדשים. הנושא בנוי לפי תוכנית הלימודים במתמטיקה לחטיבה העליונה של משרד החינוך, 4 יח״ל (תשפ״ד).