חדו״א — כיתה י׳ · יסודות בגרות

פתרונות

1. 3x² − 4 — (x³)' = 3x², (−4x)' = −4, (7)' = 0. סכום: 3x² − 4.
2. 12x³ − 4x — (3x⁴)' = 12x³, (−2x²)' = −4x, (5)' = 0. סה"כ: 12x³ − 4x.
3. 10x − 7 — (5x²)' = 10x; (−7x)' = −7; קבוע 2 נעלם.
4. 6 — נגזרת של c·x היא הקבוע c. (6x)' = 6.
5. −5x⁴ + 3 — (−x⁵)' = −5x⁴; (3x)' = 3.
6. 0 — נגזרת של פונקציה קבועה היא תמיד 0.
7. 8 — f'(x) = 3x² − 2x. f'(2) = 12 − 4 = 8.
8. 8x + 4 — פתח: f(x) = 4x² + 4x + 1. f'(x) = 8x + 4.
9. −10 — f'(x) = 8x³ + 2x. f'(−1) = −8 − 2 = −10.
10. 3x² − 3 — פתח: f(x) = x³ − 3x. f'(x) = 3x² − 3.
11. 20 — f(x) = x⁴ + C. f(1) = 1 + C = 5 ⇒ C = 4. f(2) = 16 + 4 = 20.
12. 32/3 — שורשים: x = ±2. f ≥ 0 בקטע. שטח = ∫[−2..2] (4 − x²)dx = 32/3.
13. x² − 3x + C — ∫2x = x²; ∫(−3) = −3x.
14. 2 — F(x) = x³ + x². F(1) − F(0) = 1 + 1 = 2.
15. 9 — f ≥ 0 בקטע. שטח = ∫[0..3] x² dx = 27/3 = 9.
16. x⁵ − x³ + C — ∫5x⁴ = x⁵; ∫(−3x²) = −x³.
17. 10 × 10 — סמן צלע x. הצלע השנייה 20 − x. A(x) = x(20−x). A'(x) = 20 − 2x = 0 ⇒ x = 10.
18. 18 — ניצבים: x, 12−x. שטח = x(12−x)/2. נגזרת: (12 − 2x)/2 = 0 ⇒ x = 6. שטח = 6·6/2 = 18.
19. 48 — x·y = 144 ⇒ y = 144/x. P(x) = 2x + 288/x. P'(x) = 2 − 288/x² = 0 ⇒ x² = 144 ⇒ x = 12. ריבוע 12×12, P = 48.
20. 2 — V(x) = x(16−2x)(10−2x). V'(x) = 12x² − 104x + 160 = 0 ⇒ x = 2 (השני 20/3 מחוץ לתחום 0 < x < 5).
21. 2x + 1 — פתח: f(x) = x² + x − 2. f'(x) = 2x + 1.
22. אין מספר חיובי (המינימום ב-x=0) — f(x) = x + x²; f'(x) = 1 + 2x > 0 לכל x > 0. הפונקציה עולה ב-(0, ∞) ⇒ אין מינ' פנימי.
23. 32√3/9 — מלבן ברוחב 2x וגובה 4−x². A(x) = 2x(4−x²) = 8x − 2x³. A'(x) = 8 − 6x² = 0 ⇒ x² = 4/3 ⇒ x = 2/√3. A_max = 32√3/9.
24. 6 — f(x) = x(12 − x) = 12x − x². f'(x) = 12 − 2x = 0 ⇒ x = 6.
25. 4 — x²·h = 32 ⇒ h = 32/x². שטח S = x² + 4xh = x² + 128/x. S'(x) = 2x − 128/x² = 0 ⇒ x³ = 64 ⇒ x = 4.
26. 2 — f'(x) = 3x² − 3 = 0 ⇒ x = 1 (בתוך התחום). f(0)=0, f(1)=−2, f(2)=2. המקס' הוא 2.
27. 36 — x + y = 12. A = x(12 − x). A'(x) = 12 − 2x = 0 ⇒ x = 6. A = 6·6 = 36 (ריבוע).
28. 5/3 — V(x) = x(10−2x)². V'(x) = (10−2x)² + x·2(10−2x)·(−2) = (10−2x)(10 − 6x). = 0 ⇒ x = 5 (חוץ) או x = 5/3.
29. (−1, −4) — f'(x) = 2x + 2 = 0 ⇒ x = −1 בתוך הקטע. f(−1) = −4, f(−3) = 0, f(0) = −3. המינ' (−1, −4).
30. 4π(t + 1)² — V(t) = (4/3)π(t+1)³. V'(t) = (4/3)π·3(t+1)² = 4π(t+1)².
31. 3 — f'(x) = 2x − 6 = 0 ⇒ x = 3.
32. 10 ו-10 — x + y = 20 ⇒ y = 20 − x. P(x) = x(20 − x). P'(x) = 20 − 2x = 0 ⇒ x = 10, y = 10.
33. −5 — f'(x) = 4x³ + 6x² − 5. f'(0) = −5.
34. 12x² − 12x — f'(x) = 4x³ − 6x², f''(x) = 12x² − 12x.
35. 2 או −2 — f'(x) = 3x² = 12 ⇒ x² = 4 ⇒ x = ±2.
36. x² − 1 — (x³/3)' = x²; (−x)' = −1.
37. 3 — פתח: x³ + 2x² − x − 2. f'(x) = 3x² + 4x − 1. f'(1) = 6.
38. 3 — f'(x) = 2ax + 4. f'(1) = 2a + 4 = 10 ⇒ a = 3.
39. 3(x + 3)² — פתח: f(x) = x³ + 9x² + 27x + 27. f'(x) = 3x² + 18x + 27 = 3(x + 3)².
40. 3x² − 4x + 1 — פתח: x³ − 2x² + x − 2. f'(x) = 3x² − 4x + 1.