קיץ 2024 · מועד ב
בגרות במתמטיקה, שאלון 572: 5 שאלות, עם פתרון מלא לכל סעיף.
שאלה 4: פונקציה מעריכית
נתונות שתי פונקציות, המוגדרות לכל : וגם . נתון כי גרפי ו- נחתכים בשתי נקודות בדיוק — אחת שבה ואחת שבה (כאשר ). בסעיפים ג–ו תיבדק גם הפונקצייה , המוגדרת לכל .
מצאו את משוואות האסימפטוטות המקבילות לציר ה- (המאונכות לציר ) של כל אחת מן הפונקציות ו-.
עבור ב-: (אין אסימפטוטה מאוזנת בכיוון זה).
ב- המעריכית שואפת ל- מהר יותר מ-: .
לכן ל- יש אסימפטוטה מאוזנת (כאשר ).
עבור ב-: (אין אסימפטוטה).
ב-: .
לכן ל- יש אסימפטוטה מאוזנת (כאשר ).
מצאו את תחומי העלייה והירידה של כל אחת מן הפונקציות ו- (אם יש כאלה).
גוזרים את בכלל המכפלה: .
מכיוון ש- תמיד, הסימן של נקבע ע"י ; מאפסים: .
עבור : — הפונקצייה יורדת.
עבור : — הפונקצייה עולה.
ב- יש מינימום: .
גוזרים את : .
מכיוון ש- לכל , הפונקצייה עולה תמיד (אין תחום ירידה).
מצאו את שיעורי נקודת החיתוך של כל אחד מן הגרפים של ו- עם ציר ה-.
חיתוך עם ציר — מציבים .
עבור : , כלומר הנקודה .
עבור : , כלומר הנקודה .
סרטטו באותה מערכת צירים סקיצה של גרף ושל גרף .
יורדת עד המינימום ואז עולה; מתקרבת ל- מלמטה כאשר , ועוברת דרך .
עולה תמיד; מתקרבת ל- כאשר , ועוברת דרך .
שני הגרפים נחתכים בשתי נקודות: (ב-) ו- (ב-).
מצאו את משוואות האסימפטוטות המאונכות לצירים של הפונקצייה .
אסימפטוטה אנכית: המכנה מתאפס ב-, כלומר .
שם המונה , ולכן היא אסימפטוטה אנכית.
ב-: (המעריכית גוברת) — אין אסימפטוטה מאוזנת בכיוון זה.
ב-: המונה והמכנה , ולכן .
לכן היא אסימפטוטה מאוזנת (כאשר ).
מצאו את שיעורי נקודת החיתוך של גרף עם ציר ה-.
חיתוך עם ציר : מאפסים את הפונקצייה, .
שבר מתאפס כאשר המונה מתאפס: .
פותרים: (והמכנה שם ).
לכן נקודת החיתוך היא .
הסבירו מדוע למשוואה יש בדיוק שני פתרונות.
גוזרים את בכלל המנה: .
מפתחים את המונה: .
מזהים ש- וש-, ולכן המונה הוא .
מכאן .
שבר מתאפס כאשר המונה מתאפס (והמכנה אינו): כלומר .
נתון שגרפי ו- נחתכים בדיוק בשתי נקודות, ו-.
בשתי הנקודות (כי ), ולכן המכנה שם.
לכן למשוואה יש בדיוק שני פתרונות: ו-.
הסבירו מדוע .
נציב : .
וגם .
מכאן — כלומר ב- הגרף של נמצא מעל הגרף של .
עבור ערכי גדולים גדל מהר יותר מ-, ולכן בסופו של דבר עוקף את .
נקודת החיתוך (הגדולה מבין השתיים) היא המקום שבו עוקף את ; מכיוון שב- עדיין , ההצטלבות מתרחשת רק ב-.
לכן .
הביעו באמצעות ו- את תחומי העלייה והירידה של הפונקצייה .
מסעיף ד: .
המכנה לכל , ולכן הסימן של זהה לסימן של .
מן הסקיצה: (כלומר ) עבור ועבור .
ו- (כלומר ) עבור .
אך אינה מוגדרת ב-, וכיוון ש-, תחום הירידה מתפצל לשניים.
לכן עולה ב- וב-, ויורדת ב- וב-.
סרטטו סקיצה של גרף הפונקצייה .
אסימפטוטות: אנכית ומאוזנת (ב-).
ענף שמאלי (): מתקרב ל- מלמעלה ב-, עולה עד מקסימום ב-, יורד דרך , ושואף ל- כאשר .
ענף ימני (): יורד מ- (כאשר ) עד מינימום ב-, ואז עולה ל-.
