בעיות קיצון בהקשר מספרי, כלכלי וגאומטריית המרחב | דף עבודה להדפסה | 10 שאלות | כיתה י׳, 4 יחידות
מתמטיקה | כיתה י | בעיות קיצון בהקשר מספרי, כלכלי וגאומטריית המרחב | תשפ״ז
דף עבודה להדפסה בבעיות קיצון בהקשר מספרי, כלכלי וגאומטריית המרחב לכיתה י׳, 4 יחידות: 10 שאלות לעבודה עצמית, ופתרונות מלאים בסוף הדף.
לפני שמתחילים
לפני שגוזרים: מי המשתנה, מה התחום החוקי, ומה בדיוק מבקשים למקסם או למזער? בסוף מציבים בחזרה ועונים במבוקש, עם יחידות.
תזכורת
- משתנה + יחידות, ואז תחום חוקי מההקשר.
- פונקציית מטרה אחת, נגזרת, נקודות קריטיות בתחום.
- תחום סגור: משווים גם קצוות.
- מסווגים, מציבים בחזרה ועונים במבוקש עם יחידות.
שאלות
שאלה 1
סכום של שני מספרים הוא 20. מהו הערך הגדול ביותר האפשרי של מכפלתם?
..........................................................
..........................................................
שאלה 2
ההפרש בין שני מספרים הוא 8 (הראשון גדול מהשני). מהו הערך הקטן ביותר של מכפלתם?
..........................................................
..........................................................
שאלה 3
מספר x מקיים 0 ≤ x ≤ 12. מהו הערך הגדול ביותר של הביטוי x(12 − x) + 4x?
..........................................................
..........................................................
שאלה 4
חנות מוכרת מוצר במחיר p = 40 − 2x שקלים ליחידה, כאשר x מספר היחידות. ההכנסה היא x · p. מהי ההכנסה הגדולה ביותר (בשקלים)?
..........................................................
..........................................................
שאלה 5
ההכנסה ממכירת x יחידות היא 60x − 3x² שקלים, והעלות היא 12x שקלים. הרווח הוא הכנסה פחות עלות. מהו הרווח הגדול ביותר (בשקלים)?
..........................................................
..........................................................
שאלה 6
עלות הייצור של x יחידות היא C(x) = x² − 10x + 45 שקלים. מהי העלות הקטנה ביותר (בשקלים)?
..........................................................
..........................................................
שאלה 7
מיריעה ריבועית שצלעה 12 ס״מ חותכים בכל פינה ריבוע שצלעו x ומקפלים קופסה פתוחה. הנפח הוא V(x) = x(12 − 2x)². מהו הנפח הגדול ביותר (בסמ״ק)?
..........................................................
..........................................................
שאלה 8
מיריעה ריבועית שצלעה 18 ס״מ חותכים בכל פינה ריבוע שצלעו x ומקפלים קופסה פתוחה. הנפח הוא V(x) = x(18 − 2x)². מהו הנפח הגדול ביותר (בסמ״ק)?
..........................................................
..........................................................
שאלה 9
לקופסה פתוחה מלמעלה בסיס ריבועי שצלעו x וגובה h. שטח הפנים (בסיס וארבע פאות) הוא 48 סמ״ר: x² + 4xh = 48. הנפח הוא V(x) = 12x − . מהו הנפח הגדול ביותר (בסמ״ק)?
..........................................................
..........................................................
שאלה 10
סכום כל 12 המקצועות של תיבה שבסיסה ריבוע שצלעו x הוא 48 ס״מ: 8x + 4h = 48. הנפח הוא V(x) = 12x² − 2x³. מהו הנפח הגדול ביותר (בסמ״ק)?
..........................................................
..........................................................
פתרונות מלאים
הצגת פתרון מלא
שאלה 1: 100
-
נסמן מספר אחד ב־x; השני הוא 20 − x.
-
המכפלה: P(x) = x(20 − x) = 20x − x².
-
P′(x) = 20 − 2x = 0 נותן x = 10, והפרבולה הפוכה ולכן זה מקסימום.
-
P(10) = 10 · 10 = 100.
הצגת פתרון מלא
שאלה 2: -16
-
נסמן את הגדול ב־x; הקטן הוא x − 8.
-
המכפלה: P(x) = x(x − 8) = x² − 8x.
-
P′(x) = 2x − 8 = 0 נותן x = 4, והפרבולה מחייכת ולכן זה מינימום.
-
P(4) = 16 − 32 = −16.
הצגת פתרון מלא
שאלה 3: 64
-
פישוט: f(x) = 12x − x² + 4x = 16x − x².
-
f′(x) = 16 − 2x = 0 נותן x = 8, בתוך התחום.
-
f(8) = 128 − 64 = 64, ובקצוות f(0) = 0 ו־f(12) = 48, לכן 64 הוא המקסימום.
הצגת פתרון מלא
שאלה 4: 200
-
ההכנסה: R(x) = x(40 − 2x) = 40x − 2x².
-
R′(x) = 40 − 4x = 0 נותן x = 10 יחידות.
-
R(10) = 400 − 200 = 200 שקלים.
הצגת פתרון מלא
שאלה 5: 192
-
הרווח: P(x) = (60x − 3x²) − 12x = 48x − 3x².
-
P′(x) = 48 − 6x = 0 נותן x = 8.
-
P(8) = 384 − 192 = 192 שקלים.
הצגת פתרון מלא
שאלה 6: 20
-
C′(x) = 2x − 10 = 0 נותן x = 5.
-
הפרבולה מחייכת, ולכן זה מינימום.
-
C(5) = 25 − 50 + 45 = 20 שקלים.
הצגת פתרון מלא
שאלה 7: 128
-
התחום: 0 < x < 6, כי הבסיס 12 − 2x חייב להיות חיובי.
-
V(x) = 4x³ − 48x² + 144x, ולכן V′(x) = 12x² − 96x + 144 = 12(x − 2)(x − 6).
-
בתוך התחום רק x = 2; ב־x = 6 הנפח 0.
-
V(2) = 2 · 8² = 128 סמ״ק.
הצגת פתרון מלא
שאלה 8: 432
-
התחום: 0 < x < 9.
-
V′(x) = 12(x − 3)(x − 9); בתוך התחום רק x = 3.
-
V(3) = 3 · 12² = 432 סמ״ק.
הצגת פתרון מלא
שאלה 9: 32
-
מהאילוץ: h = , והצבה ב־V = x²h נותנת V(x) = 12x − .
-
V′(x) = 12 − 3x²/4 = 0 נותן x² = 16, כלומר x = 4.
-
h = = 2, חיובי ותקין.
-
V(4) = 16 · 2 = 32 סמ״ק.
הצגת פתרון מלא
שאלה 10: 64
-
מהאילוץ: h = 12 − 2x, והתחום 0 < x < 6.
-
V′(x) = 24x − 6x² = 6x(4 − x) = 0 נותן x = 4 בתוך התחום.
-
h = 12 − 8 = 4, חיובי.
-
V(4) = 16 · 4 = 64 סמ״ק.
