MMATHמרכז הלמידה

מרכז למידה

שאלון 581 · קיץ 2026

וידאו · חזרות

ב3. חזרות פתרון שאלה בעיית קיצון דרך טריגונומטרית

פריט מסוג וידאו עם סיכום ותרגול צמודים.

התקדמות בפריט0%
הפריט הבא
תוכן הקורס

תוכן הקורס

ניווט לפי נושאים

533 פריטים · 33 נושאים0%

סיכום שיעור

  • שיעור זה מציג גישה טריגונומטרית לפתרון בעיית קיצון באמצעות זוויות ונוסחאות טריגונומטריות, תוך שימוש בנוסחאות זוויות כפולות וייצוג פונקציות מטרה במונחי סינוס וקוסינוס.
  • להבין כיצד לייצג משתנים טריגונומטריים כשינוי של זוויות
  • לכתוב פונקציות מטרה במונחי סינוס וקוסינוס
  • לפתור משוואות טריגונומטריות עם זוויות כפולות
  • להפעיל זהויות טריגונומטריות לפישוט משוואות
  • לזהות נקודות קיצון באמצעות נגזרות וניתוח ערכי הפונקציה
  • ייצוג משתנים עם זוויות: המעבר מייצוג אלגברי של משתנים X ו-Y לייצוג באמצעות זוויות (אלפא) ונוסחאות סינוס וקוסינוס של הזווית.
  • כתיבת פונקציית מטרה: יצירת פונקציית מטרה טריגונומטרית המשלבת את הביטויים R סינוס אלפא ו-R קוסינוס אלפא לכפולות ומכפלות.
  • גזירת הפונקציה ופתרון משוואות: חישוב נגזרת של הפונקציה הטריגונומטרית והשמתה לאפס לצורך מציאת נקודות קיצון, תוך שימוש בנוסחאות נגזרים וסימוני זהויות.
  • שימוש בזהויות וזוויות כפולות: הפעלת זהויות כמו קוסינוס של זווית כפולה וסינוס של זווית משולבות לשם הפשטת המשוואות והגעה לפתרונות מדויקים.

תרגול קצר

פתור פונקציה טריגונומטרית למקסימום

רמת קושי: קל

ממתין

נתונה פונקציית מטרה תלויה בזווית אלפא: T = 2R^2 cos Alpha + R^2 sin Alpha. חשב את הזווית אלפא שגורמת לערך הקיצון של הפונקציה.

טריגונומטריהקיצוןנגזרת

רמז: השתמש בנגזרת של הפונקציה לפי אלפא, ואפס את הנגזרת למציאת נקודות קיצון.

פתרון מלא

תשובה סופית: Alpha ≈ 26.565 מעלות

נכתוב את הפונקציה T = 2R^2 cos Alpha + R^2 sin Alpha נגזור את T ביחס ל-Alpha: dT/dAlpha = -2R^2 sin Alpha + R^2 cos Alpha נחפש נקודות שבהן הנגזרת שווה לאפס: -2R^2 sin Alpha + R^2 cos Alpha = 0 נחלק ב-R^2 (שאינו אפס): -2 sin Alpha + cos Alpha = 0 נעביר ונכפיל ב-1: cos Alpha = 2 sin Alpha נחלק ב-cos Alpha (בהנחה שcos Alpha לא אפס): 1 = 2 tan Alpha tan Alpha = 1/2 Alpha = arctan(1/2) ≈ 26.565 מעלות

פתרון משוואה טריגונומטרית עם זוויות כפולות

רמת קושי: בינוני

ממתין

פתור את המשוואה: cos 2Alpha = sin Alpha עבור Alpha בין 0 ל-360 מעלות.

טריגונומטריהמשוואותזוויות כפולות

רמז: השתמש בזהות קוסינוס זווית כפולה וכתב cos 2Alpha בזהויות מתאימות.

פתרון מלא

תשובה סופית: Alpha = 30°, 150°, 270°

נציב את זהות קוסינוס הזווית הכפולה: cos 2Alpha = 1 - 2 sin^2 Alpha אז המשוואה היא: 1 - 2 sin^2 Alpha = sin Alpha נעביר את כל האיברים לצד אחד: 2 sin^2 Alpha + sin Alpha -1 = 0 נסמן t = sin Alpha ונקבל משוואה ריבועית: 2 t^2 + t -1 = 0 נפתור את המשוואה: t = [-1 ± sqrt(1^2 -4*2*(-1))]/(2*2) = [-1 ± sqrt(1+8)]/4 = [-1 ± 3]/4 פתרונות: t1 = (-1+3)/4 = 2/4=0.5 t2 = (-1-3)/4 = -4/4 = -1 עבור t=0.5: Alpha = arcsin(0.5) = 30 מעלות או 150 מעלות עבור t=-1: Alpha = arcsin(-1) = 270 מעלות בדיקת פתרונות במשוואה המקורית כדי לוודא התאמה.

דרך הפתרון

נוצר אוטומטית

פתרון משוואה טריגונומטרית עם זוויות כפולות

פתרון cos 2Alpha = sin Alpha עבור 0° ≤ Alpha ≤ 360°

8 תחנות6 שלבי פירוט4 בדיקות

מפת פתרון

  1. מטרה

    למצוא ערכי Alpha עבורם המשוואה מתקיימת

  2. נתון 1

    נתון 1

    cos 2Alpha = sin Alpha
  3. נתון 2

    Alpha בטווח 0° עד 360°

  4. רעיון

    הרעיון המרכזי

    להשתמש בזהויות טריגונומטריות כדי להמיר את cos 2Alpha ולפתור משוואה ריבועית בסינוס אלפא.

  5. נוסחה

    נעביר את כל האיברים לצד אחד: 2 sin^2 Alpha + sin Alpha - 1 = 0.

    2 sin^2 Alpha + sin Alpha - 1 = 02 ^(2) + - 1 = 0
  6. משוואה

    המשוואה cos 2Alpha = sin Alpha נתונה.

    המשוואה cos 2Alpha = sin Alpha נתונה.

  7. פישוט

    נסמן t = sin Alpha ונפתור: 2 t^2 + t - 1 = 0.

    נסמן t = sin Alpha ונפתור: 2 t^2 + t - 1 = 0.

    2 t^2 + t - 1 = 02 t^(2) + t - 1 = 0
  8. תוצאה

    מסיימים בתשובה

    t = [-1 ± sqrt(1+8)]/4 = (2/4, -4/4) = (0.5, -1).

    t = (-1 ± 3) /4t = [-1 ± 3] / 4

פתרון מפורט

השלבים המקוריים זמינים כאן למי שרוצה להעמיק בחישוב.

1

זיהוי נתונים

נתון המשוואה

מה עושים

המשוואה cos 2Alpha = sin Alpha נתונה.

למה

זו נקודת הפתיחה לפתרון.

יש להשתמש במשוואה זו כדי למצוא את הזוויות Alpha.

2

בחירת שיטה

המרת cosine עם זווית כפולה

מה עושים

נשתמש בזהות cos 2Alpha = 1 - 2 sin^2 Alpha.

למה

כדי להמיר את הביטוי לפונקציה של sin Alpha בלבד.

שימוש בזהות מפשט להמשוואה משולבת עם sin Alpha.

נוסחה / הצבה

cos 2Alpha = 1 - 2 sin^2 Alpha2 = 1 - 2 ^(2)

זהות חשובה לפישוט ביטויים.

3

בניית משוואה

כתיבת המשוואה כמשוואה ריבועית

מה עושים

נציב ונקבל: 1 - 2 sin^2 Alpha = sin Alpha.

למה

כעת ניתן לעבור למשוואה ריבועית ב-sin Alpha.

המשוואה מוכנה להעתקה בצורת ריבועית.

נוסחה / הצבה

1 - 2 sin^2 Alpha = sin Alpha1 - 2 ^(2) =
4

פתרון

פישוט המשוואה

מה עושים

נעביר את כל האיברים לצד אחד: 2 sin^2 Alpha + sin Alpha - 1 = 0.

למה

ליצירת משוואה ריבועית סטנדרטית ב-sin Alpha.

משוואה לפתרון מעל sin Alpha.

נוסחה / הצבה

2 sin^2 Alpha + sin Alpha - 1 = 02 ^(2) + - 1 = 0

הכן לפתרון משוואת ריבועים.

5

פתרון

פתרון המשוואה הריבועית

מה עושים

נסמן t = sin Alpha ונפתור: 2 t^2 + t - 1 = 0.

למה

החלפת משתנה מסייעת בפתרון פשוט.

יישום נוסחת השורשים לפתרון המשוואה.

נוסחה / הצבה

2 t^2 + t - 1 = 02 t^(2) + t - 1 = 0

שימוש בנוסחה הריבועית.

6

פתרון

חישוב שורשי המשוואה

מה עושים

t = [-1 ± sqrt(1+8)]/4 = (2/4, -4/4) = (0.5, -1).

למה

מספקים שני ערכים אפשריים עבור sin Alpha.

השורשים להמשך בחינת זוויות Alpha.

נוסחה / הצבה

t = (-1 ± 3) /4t = [-1 ± 3] / 4t = (-1 3)/(4)

פתרונות כלליים

  • פתור פונקציה טריגונומטרית למקסימום: נכתוב את הפונקציה T = 2R^2 cos Alpha + R^2 sin Alpha נגזור את T ביחס ל-Alpha: dT/dAlpha = -2R^2 sin Alpha + R^2 cos Alpha נחפש נקודות שבהן הנגזרת שווה לאפס: -2R^2 sin Alpha + R^2 cos Alpha = 0 נחלק ב-R^2 (שאינו אפס): -2 sin Alpha + cos Alpha = 0 נעביר ונכפיל ב-1: cos Alpha = 2 sin Alpha נחלק ב-cos Alpha (בהנחה שcos Alpha לא אפס): 1 = 2 tan Alpha tan Alpha = 1/2 Alpha = arctan(1/2) ≈ 26.565 מעלות
  • פתרון משוואה טריגונומטרית עם זוויות כפולות: נציב את זהות קוסינוס הזווית הכפולה: cos 2Alpha = 1 - 2 sin^2 Alpha אז המשוואה היא: 1 - 2 sin^2 Alpha = sin Alpha נעביר את כל האיברים לצד אחד: 2 sin^2 Alpha + sin Alpha -1 = 0 נסמן t = sin Alpha ונקבל משוואה ריבועית: 2 t^2 + t -1 = 0 נפתור את המשוואה: t = [-1 ± sqrt(1^2 -4*2*(-1))]/(2*2) = [-1 ± sqrt(1+8)]/4 = [-1 ± 3]/4 פתרונות: t1 = (-1+3)/4 = 2/4=0.5 t2 = (-1-3)/4 = -4/4 = -1 עבור t=0.5: Alpha = arcsin(0.5) = 30 מעלות או 150 מעלות עבור t=-1: Alpha = arcsin(-1) = 270 מעלות בדיקת פתרונות במשוואה המקורית כדי לוודא התאמה.
ניתן להזיז את הכפתור בגרירה או באמצעות Alt ומקשי החצים.