דלג לתוכן
נושאים

גאק מתמטיקה

טיפים

GAC Mathematics is four modules. GAC004 rebuilds the fundamentals in English, from arithmetic and algebra through coordinate geometry, plane and solid geometry, trigonometry and the exponential and logarithmic functions. GAC010 turns to sequences, financial mathematics, probability and statistics. GAC016 is single-variable calculus. GAC024 is discrete mathematics, from sets and counting systems to algorithms, graphs and Boolean logic.

Language is assessed alongside method. A terminology logbook, kept unit by unit and inspected during the semester, is a real component of GAC004, so being able to say what a gradient or a residual is matters as much as computing one.

GAC016 is the module universities most often credit. Several publish a calculus equivalency for it, which makes the derivative and integral work here worth treating as a first-year course rather than as school revision.

The events are a mixture. Expect a short in-class test on the early units, one or two projects built in a spreadsheet, an examination covering everything at the end, and coursework marks that accumulate quietly all semester.

Worked examples, drills and mock papers here are ours, written to the outcomes and the format of those events.

תרגול כל המילים
  • 1

    GAC004 מתמטיקה I: יסודות

    1.1

    מהו המודול הזה וכיצד הוא מצומד

    מחיר יכול לרדת ב-20% ולאחר מכן לעלות ב-20% מבלי לחזור לערכו ההתחלתי. מתמטיקה I מסייעת לכם להסביר תוצאות כאלה באמצעות שיטה, יחידות ופרשנות ברורה. השישה יחידות מקשרות בין חשבון, אלגברה, גרפים, גיאומטריה, טריגונומטריה ומודלים מעריכיים.

    הנחיית ההערכה הנוכחית של המרכז היא הרשות המקיפה לגבי משימות, משקלים, מכשירים מותרים ותאריכי אחריות. מבחן בכיתה נעשה בתנאי כיתה מצוינים. פרויקטים עשויים לכלול איסוף נתונים, חישובים ודוחות; מבחן ועבודה עשויות להכיל הנחיות שונות. אל תסיקו דוגמת הערכה רשמית מהדפיסים הללו.

    יומן terminologie יכול לתעד את המונח באנגלית, משמעות בשפתכם ובדוגמה קטנה. עקבו בהנחיות המרכז אם הוא מוגש או מוערך.

    קראו את המילה המנחה: solve (לפתור) דורש ערכים המקיימים תנאי, simplify (לפשט) ביטוי שקול, ו-justify (להסביר/לנמק) סיבה. הציגו שיטה תקפה כדי שהקורא יוכל לבדוק כיצד התוצאה נובעת. סכמת הניקוד עבור כל משימה קובעת את מספר הנקודות שלה.

    השישה דפי תרגול המצורפים הם חומר מקורי המותאם ל-GAC004, ולא מסמכים רשמיים. פתרונותיהם מעניקים נקודות עבור שלבים מתמטיים מצוינים ולא על בסיס אורך הדוח הכתוב.

    1.1

    סקירת מונחים וחשבון

    סיילבוס

    יחידה 1 מתוך 6 ב-GAC004 מתמטיקה I: יסודות (רמה I). המודול מוסד במשך כ-40 שעות לימוד פנים-בפנים ו-20 שעות לימוד עצמאי, והוא מוערך במרכז ההוראה ומווסת על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    מטרת המודול: בסיום מודול זה, הסטודנטים אמורים להיות מסוגלים להראות הבנה של המושגים הבסיסיים במתמטיקה ובשפה המשמשת אותה, לצורך הכנה ללימודים בשלב התרתי בתוך סביבה דוברת אנגלית.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרת הלמידה GAC004.1: לפתור בעיות מתמטיקה יסודיות באמצעות פעולות אריתמטיות בסיסיות.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    המונחאות של מספרים נחשבות כנתונה בכל יחידה שלאחר מכן.

    מספר שלם הוא מספר טבעי, כולל מספרים שלמים שליליים ואפס. מספר רציונלי יכול ניתן לכתוב כשבר של שני מספרים שלמים עם מכנה שאינו אפס; מספר אי-רציונלי לא יכול, ו$\pi$ ו$\sqrt{2}$ הם הדוגמאות הסטנדרטיות. מספר ראשוני הוא מספר שלם חיובי גדול מ-1 עם בדיוק שני גורמים חיוביים: עצמו ו-1.

    סדר פעולות קובע מה המשמעות של ביטוי כתוב: סוגריים, ולאחר מערכות חזקות, מכפלה וחילוק, ואחריהם חיבור וחיסור, עובדים משמאל לימין בתוך כל רמה. ימינה בתוך רמה אחת.

    $$3 + 4 \times 2^2 = 3 + 4 \times 4 = 3 + 16 = 19$$
    • גורם מחלק מספר במדויק; כפולה היא התוצאה שמתקבלת על ידי הכפלה בו. 6 הוא גורם של 24, ו-24 היא כפולה של 6.
    • הגורם המשותף הגדול (HCF) וה-כפולה המשותפת הקטנה (LCM) נובעים מגורמים ראשוניים: $24 = 2^3 \times 3$ ו$36 = 2^2 \times 3^2$, ולכן ה-HCF הוא $2^2 \times 3 = 12$ וה-LCM הוא $2^3 \times 3^2 = 72$.
    • אחוז הוא שבר שמכנתו 100. עלייה ב-15% מכפילה ב $1.15$; ירידה ב-15% מכפילה ב$0.85$. הפיכת שינוי אחוזי דורשת חלוקה, לעולם לא חיסור אותו אחוז בחזרה.
    • ספרות משמעותיות הן הספרות שנשמרות כדי לבטוח ערך ברמת דיוק מצוינת. הן לבדן אינן מבטיחות את הדיוק של מדידה. $0.004\,072$ לעשרון שלוש ספרות משמעותיות הוא $0.004\,07$.
    • כתיב מדעי כותב מספר כ$a \times 10^n$ כאשר ⟨$1 \le |a| < 10$⟩ עבור מספר שאינו אפס, עם שלם n. זוהי הדרך שהמחשבון מציג תשובה גדולה מאוד או קטנה מאוד.

    דוגמה פתורה. ירידה ועלייה משתמשות בבסיסים שונים

    המחיר בפונקציה עובר מ-80 ל-64 ל-76.8 כי כל אחוז משתמש במחיר בשלב ההוא.

    ידוע: מחיר מומצא של 80 יחידות יורד ב-20%, ואז עולה ב-20%. מדוע להשתמש במכפילים רצופים? כל שינוי מחושב מהמחיר הנוכחי.

    $$P_{new}=P_{old}(1-r/100)$$
    $$P_1=80(1-20/100)=64$$
    $$P_{new}=P_{old}(1+r/100)$$
    $$P_2=64(1+20/100)=76.8$$

    המחיר חזר ל-80. הירידה הייתה 16, בעוד שהעלייה מאוחרת הייתה 12.8, מכיוון שבסיס ההשוואה שונה.

    המשך עם דף התרגול 1.1. פתור לפני פתיחת הפתרונות, ובדוק גם את השיטה וגם יחידות המדידה הסופיות.

    1.2

    אלגברה א': מבוא לאלגברה

    סיילבוס

    יחידה 2 מתוך 6 ב-GAC004 מתמטיקה I: יסודות (רמה I). המודול מוסד במשך כ-40 שעות לימוד פנים-בפנים ו-20 שעות לימוד עצמאי, והוא מוערך במרכז ההוראה ומווסת על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרת הלמידה GAC004.2: לבצע פעולות אלגבריות בסיסיות ולפתור משוואות ואי-שוויונות באמצעות שיטות אלגבריות.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    אלגברה היא אריתמטיקה עם אותות המייצגים מספרים, ולها אוצר מילים משלה.

    ב$5x^2 - 3x + 7$, כל הביטוי הוא ביטוי; $5x^2$, $-3x$ ו$7$ הם ה-איברים שלו איברים; 5 הוא ה-מקדם של $x^2$; ו-7 הוא קבוע.

    משוואה אומרת ששני ביטויים שווים והיא נפתרת עבור ערך. זהות מתקיימת לכל ערך בתחום ההגדרה שלה. אי-שוויון משווה בין שני ביטויים עם $<$, $\le$, $>$ או $\ge$.

    לפתוח סוגריים הוא להסיר אותם; לפירוק לגורמים הוא להשיב אותם.

    $$(x + 3)(x - 5) = x^2 - 5x + 3x - 15 = x^2 - 2x - 15$$
    • פתרון משוואה ליניארית פירונו ביצוע אותה פעולה בשני האגפים עד האות מופיעה לבדה.
    • משוואה ריבועית היא מהצורה $ax^2+bx+c=0$ כאשר $a\ne0$. פקטוריזציה כשמתאים, או השתמש ב-$x = \dfrac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$.
    • מערכת משוואות מורכבת משתי משוואות בשני נעלמים, ונפתרת על ידי הצבה או על ידי ביטול. עבור שתי משוואות ליניאריות, פתרון יחיד הוא הנקודה בהן נחתכות. קווים מקבילים נפרדים אינם פתרון; קווים זהים ישנם אינסוף פתרונות.
    • ⚠ אי-שוויון מתהפך כאשר כופלים או מחלקים את שני האגפים במספר שלילי מספר: מ-$-2x > 6$ נובע כי $x < -3$.

    דוגמה פותרת. הפוך את סימן האי-שוויון כאשר מחלקים במספר שלילי

    קו מספר המראה x קטן מ-2, עם עיגול פתוח ב-2.

    נתון: פתור $7-3x>1$. חסור 7 משני האגפים, ואז מחלק במספר שלילי 3. הפעולה האחרונה הופכת את האי-שוויון.

    $$7-3x>1\quad\Longrightarrow\quad -3x>-6$$
    $$x<\frac{-6}{-3}=2$$

    העיגול הפתוח אינו כולל 2. בדוק $x=1$: $7-3(1)=4>1$; הגבול $x=2$ נותן שוויון והוא אינו כלול.

    משיכו עם דף התרגילים 1.2. פתרו לפני פתיחת הפתרונות, ובדקו גם את השיטה וגם היחידות הסופיות.

    1.3

    אלגברה: גרפים וגיאומטריה אנליטית

    סיילבוס

    יחידה 3 מתוך 6 ב-GAC004 מתמטיקה I: יסודות (רמה I). המודול מוסד במשך כ-40 שעות לימוד פנים-בפנים ו-20 שעות לימוד עצמאי, והוא מוערך במרכז ההוראה ומווסת על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרת הלמידה GAC004.3: לגרף קשרים אלגבריים ולהשתמש בגיאומטריה קואורדינטלית לפתרון בעיות.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    גרף הופך משוואה לתמונה, וגיאומטריה אנליטית מודדת תמונה זו.

    ישר ישר שאינו אנכי ניתן לכתיבה בפורמט $y = mx + c$, כאשר $m$ הוא השיפוע ו$c$ ה-חיתוך עם ציר y. חיתוך עם ציר y הוא ⟦y⟧. השיפוע הוא העלייה חלקי המעבר (הזזה אופקית).

    $$m = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}$$
    • קווים נפרדים שאינם אנכיים הם מקבילים כאשר השיפועים שלהם שווים. שני קווים שאינם אנכיים הם מאונכים כאשר מכפלת השיפועים שלהם היא $-1$. קווים אנכיים לשיפוע לא מוגדר; קו אנכי וקו אופקי הם מאונכים.
    • נקודת האמצע של קטע היא הממוצע של הקצוות, וה-מרחק בין שתי נקודות נובע מפיתגורס: $d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}$.
    • גרף של משוואה ריבועית הוא פרבולה. ה-קודקוד הוא נקודת הפנייה, וה- שורשים הם ערכי ה-x בהם הגרף חותך את ציר ה-$x$, פתרונות המשוואה $y=0$. שורש כפול נוגע בציר ללא חצייה; למספר משוואות ריבועיות אין שורשים ממשיים.
    • לפתור שתי משוואות גרפית, יש לשרטט אותן ולקרוא את הקואורדינטות של דוגמה מפורשת. ישר עולה העובר בשתי נקודות נתונות נקודות החיתוך.

    דוגמה פותרת. קו עולה העובר דרך שתי נקודות נתונות

    הקו עובר דרך A ב-(1,2) ועבור B ב-(4,8), עם מדריכי שינוי קואורדינטות מקווקעים.

    נתון: $A=(1,2)$ ו-$B=(4,8)$. השתמש בשיפוע כי הקו אינו אנכי.

    $$m=\frac{y_B-y_A}{x_B-x_A}=\frac{8-2}{4-1}=2$$

    משוואת הקו היא $y=mx+c$. הצב את A כדי למצוא את החיתוך עם ציר ה-y.

    $$c=y_A-mx_A=2-2(1)=0$$

    לכן $y=2x$. השינוי האופקי בתרשים הוא 3 והשינוי האנכי הוא 6.

    המשיכו עם דף התרגילים 1.3. פתרו לפני פתיחת הפתרונות, ובדקו גם את השיטה וגם היחידות הסופיות.

    1.4

    גיאומטריה: מישורית, מרחבית וגיאומטריה אוקלידית

    סיילבוס

    יחידה 4 מתוך 6 ב-GAC004 מתמטיקה I: יסודות (רמה I). המודול מוסד במשך כ-40 שעות לימוד פנים-בפנים ו-20 שעות לימוד עצמאי, והוא מוערך במרכז ההוראה ומווסת על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרת הלמידה GAC004.4: לנתח בעיות פשוטות הכוללות צורות חלקיות וצורות תלת-ממדיות ולפתור בעיות בגיאומטריה אוקלידית.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    גיאומטריה מישורית עוסקת בצורות שטוחות, גיאומטריה מרחבית בצורות תלת-ממדיות, ו גיאומטריה אוקלידית היא ההסקה המחברת ביניהן.

    זוויות על קו ישר סכומן $180°$, זוויות סביב נקודה סכומן $360°$, והזוויות הפנימיות של משולש אוקלידי מישורי ל-$180°$. במרובע פשוט בעל $n$ צלעות סך הזוויות הפנימיות מתכנס לעבור ל$(n - 2) \times 180°$.

    • צורות חופפות זהות בגודל ובצורה; צורות דומות בעלות אותה צורה אך כל האורכים ביחס אחד.
    • משפט פיתגורס תקף במשולש ישר-זווית: $a^2 + b^2 = c^2$, כאשר $c$ הוא ה-יפוטנوس.
    • שטח נמדד ביחידות רבועות ו-נפח ביחידות קוב. לגליל יש נפח $\pi r^2 h$; לכדור יש נפח $\tfrac{4}{3}\pi r^3$ ושטח פנים $4\pi r^2$.
    • ⚠ הקנה-מידה איננו ליניארי. אם כל אורך של גוף מוצק מכופל פי שניים, השטח שלו מכופל פי $2^2 = 4$ והנפח שלו ב-$2^3 = 8$.

    דוגמה מודגמת. לפריזמה משולשת יש חתך רוחב קבוע

    לפריזמה משולשת יש חתך רוחב משולש ישר זווית עם צלעות מאונכות 3 ו-4 ס"מ ואורך 10 ס"מ; הפרספקטיבה אינה בקנה מידות.

    נתונים: צלעות המשולש המאונכות הן 3 ו-4 ס"מ; אורך הפריזמה הוא 10 ס"מ. מצאו את שטח החתך הרוחב, ולאחר מכן כפלו באורך הפריזמה.

    $$A=\frac12 bh=\frac12(3)(4)=6\ \text{cm}^2$$
    $$V=AL=6(10)=60\ \text{cm}^3$$

    הצלע המשופעת של המשולש אינה הגובה המאונך שלה. הנפח אינו שטח הצד המשולש.

    המשיכו עם דף התרגילים 1.4. פתרו לפני פתיחת הפתרונות, ובדקו גם את השיטה וגם היחידות הסופיות.

    מילון מונחים אימון
    English עברית
    Area/ˈeərɪə/ שטח
    volume/ˈvɒljuːm/ נפח
    sine rule/saɪn ruːl/ חוק הסינוסים
    cosine rule/ˈkəʊsaɪn ruːl/ חוק הקוסינוסים
    degrees/dɪˈɡriːz/ מעלות
    radians/ˈreɪdɪənz/ רדיאנים
    unit circle/ˈjuːnɪt ˈsɜːkl/ מעגל היחידה
    periodic/ˌpɪərɪˈɒdɪk/ תורני
    bearing/ˈbeərɪŋ/ מקודד כיוון
    Angles of elevation and depression/ˈæŋɡlz ɒv ˌelɪˈveɪʃn ænd dɪˈpreʃn/ זוויות הרמה וירידה
    exponential function/ˌekspəˈnenʃl ˈfʌŋkʃn/ פונקציה מעריכית
    1.5

    טריגונומטריה

    סיילבוס

    יחידה 5 מתוך 6 ב-GAC004 מתמטיקה I: יסודות (רמה I). המודול מוסד במשך כ-40 שעות לימוד פנים-בפנים ו-20 שעות לימוד עצמאי, והוא מוערך במרכז ההוראה ומווסת על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרת הלמידה GAC004.5: לחשב פתרונות עבור מגוון בעיות באמצעות שיטות טריגונומטריות.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    טריגונומטריה מקשרת בין זוויות של משולש לבין צלעותיו.

    במשולש ישר זווית, עם $\theta$ אחד מהזוויות החדות, שלושת היחסים הם $\sin \theta = \dfrac{\text{opposite}}{\text{hypotenuse}}$, $\cos \theta = \dfrac{\text{adjacent}}{\text{hypotenuse}}$ ו $\tan \theta = \dfrac{\text{opposite}}{\text{adjacent}}$.

    למשולש אוקלידי מישורי שאינו דגורף חלים חוק הסינוס וחוק הקוסינוס:

    $$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C}, \qquad a^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos A$$
    • זווית נמדדת ב-מעלות או ב-רדיונים, כאשר $\pi$ רדיונים שווה ל $180°$. ודאו איזה מצב מחשבון שלכם פעיל לפני כל שאלה.
    • מעגל היחידה ממרח את היחסים מעבר ל$90°$ ומסביר מדוע $\sin$ ו$\cos$ חוזרים על עצמם כל $360°$: הם מחזוריים.
    • מאזן (כיוון) נמדד בכיוון השעון מתוך הצפון ותמיד נכתב בשלושה ספרות, למשל $075°$.
    • זוויות גובה ונמיכה נמדדות מהאופק, כלפי מעלה וכיוון מטה בהתאמה. הוסיפו את גובה המצפה או המכשיר אם התשובה דורשת גובה מעל פני האדמה. עם נתוני צלע-צלע-זווית, חוק הסינוס עשוי לאפשר שני משולשים; בדקו שתי הזוויות המשלימות מול סכום הזוויות הנותר.

    דוגמא פתורה. גובה מתוך מרחק אופקי וזווית

    משולש ישר זווית עם בסיס אופקי באורך 12 מטר וזווית גובה של 30 מעלות; הגובה המבוקש הוא נגד הזווית.

    נתונים: מרחק אופקי $d=12$ מטר וגובה $\theta=30^\circ$. הגובה h הוא נגד הזווית וה-met d הוא הסמוך, ולכן השתמשו בטנגנס במצב מעלות.

    $$\tan\theta=\frac{h}{d}$$
    $$h=d\tan\theta=12\tan30^\circ\approx6.93\ \text{m}$$

    זוהי הגובה מעל רמת הראייה האופקית של המצפה, ולא בהכרח הגובה מעל פני האדמה.

    משיכו עם דף התרגילים 1.5. פתרו לפני פתיחת הפתרונות, ובדקו גם את השיטה וגם את היחידות הסופיות.

    מילון מונחים אימון
    English עברית
    in-class test/ɪn klæs test/ מבחן בכיתה
    projects/ˈprɒdʒekts/ פרויקטים
    examination/eɡˌzæmɪˈneɪʃn/ מבחן
    coursework/ˈkɔːsjuːɜːk/ עבודות מסגרת
    terminology logbook/ˌtɜːmɪˈnɒlədʒi ˈlɒɡbʊk/ יומן מונחים
    command word/kəˈmænd wɜːd/ מילה מנחה
    integer/ˈɪntɪdʒə/ מספר שלם
    rational number/ˈræʃənl ˈnʌmbə/ מספר רציונלי
    irrational number/ɪˈræʃənl ˈnʌmbə/ מספר אי-רציונלי
    prime number/praɪm ˈnʌmbə/ מספר ראשוני
    order of operations/ˈɔːdə ɒv ˌɒpəˈreɪʃnz/ סדר פעולות
    factor/ˈfæktə/ גורם
    multiple/ˈmʌltɪpl/ מכפלה
    highest common factor (HCF)/ˈhaɪɪst ˈkɒmən ˈfæktə/ גורם משותף גדול (GMD)
    lowest common multiple (LCM)/ˈləʊɪst ˈkɒmən ˈmʌltɪpl/ מכפלה משותפת קטנה (MMQ)
    percentage/pəˈsentɪdʒ/ אחוזים
    Significant figures/sɪɡˈnɪfɪkənt ˈfɪɡəz/ ספרות משמעותיות
    Standard form/ˈstændəd fɔːm/ צורה סטנדרטית
    expression/ekˈspreʃn/ ביטוי
    terms/tɜːmz/ איברים
    coefficient/ˌkəʊɪˈfɪʃənt/ מקדם
    constant/ˈkɒnstənt/ קבוע
    equation/ɪˈkweɪʒn/ משוואה
    identity/aɪˈdentɪti/ זהות
    inequality/ɪniːˈkwɒlɪti/ אי-שוויון
    expand/ekˈspænd/ פתיחה
    factorise/ˈfæktəraɪz/ פירוק לגורמים
    linear equation/ˈlɪnɪə ɪˈkweɪʒn/ משוואה ליניארית
    quadratic equation/kwɒˈdrætɪk ɪˈkweɪʒn/ משוואה ריבועית
    Simultaneous equations/ˌsɪməlˈteɪnɪəs ɪˈkweɪʒnz/ מערכת משוואים
    reverses/rɪˈvɜːsɪz/ הופך
    gradient/ˈɡreɪdɪənt/ שיפוע
    y-intercept/waɪ ˌɪntəˈsept/ נקודת חיתוך עם ציר ה-y
    parallel/ˈpærəlel/ מקביל
    perpendicular/ˌpɜːpənˈdɪkjʊlə/ ניצב
    midpoint/ˈmɪdpɔɪnt/ נקודת אמצע
    distance/ˈdɪstəns/ מרחק
    parabola/pəˈræbələ/ פרבולה
    vertex/ˈvɜːteks/ קודקוד
    roots/ruːts/ שורשים
    graphically/ˈɡræfɪkli/ גרפית
    polygon/ˈpɒlɪɡən/ מצולע
    Congruent/ˈkɒŋɡruːənt/ חופף
    similar/ˈsɪmɪlə/ דומים
    Pythagoras' theorem/paɪˈθæɡərəs ˈθɪərəm/ משפט פיתגורס
    hypotenuse/haɪˈpɒtənjuːs/ יתר
    1.6

    פונקציות אקספוננציאליות ולוגריתמיות

    סיילבוס

    יחידה 6 מתוך 6 ב-GAC004 מתמטיקה I: יסודות (רמה I). המודול מוסד במשך כ-40 שעות לימוד פנים-בפנים ו-20 שעות לימוד עצמאי, והוא מוערך במרכז ההוראה ומווסת על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC004.6: פתרון וציור פונקציות ולוגריתמיות מעריכיות ומשוואות.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    שתי פונקציות אלו מתארות גדילה ודעיכה, והן מבטלות זו את זו.

    לפונקציה אקספוננציאלית יש את הצורה $y=a^x$ כאשר $a>0$ ו$a\ne1$: המשתנה נמצא במעריך. כל צעד יחיד כופל את הערך ב-a. היא גדלה כאשר $a>1$ ודועכת כאשר $0. נקודת החיתוך עם ציר ה-y היא 1 וערכיה נשארים חיוביים; ציר ה-x הוא אסימפטוטה אופקית.

    ללוגריתם יש תשובה לשאלה ההפוכה. $\log_a y = x$ פירושו בדיוק $a^x = y$, לכן $\log_{10}1000=3$. עבור לוגריתמים ממשיים, הטיעון חייב להיות חיובי, והבסיס חייב להיות חיובי ושונה מ-1. הגרף $y=\log_a x$ עובר דרך $(1,0)$ ואימו אסימפטוטה אנכית $x=0$.

    $$\log(mn) = \log m + \log n, \qquad \log\!\left(\frac{m}{n}\right) = \log m - \log n, \qquad \log(m^k) = k \log m$$
    • עבור ארגומנטים חיוביים ובסיס תקף זהה, החוקים ממירים כפל לסכום, דבר שמעניק ללוגריתם את ערכו עבור פתרון משוואה שבה המשתנה נמצא בחזקה.
    • לוגריתמים טבעיים משתמשים בבסיס $e \approx 2.718$ וכתובים $\ln$.
    • ריבית מורכבת היא מעריכית: $A = P(1 + r)^n$ לאחר $n$ תקופות.
    • דעיכה מעריכית בעלת בסיס בין 0 ל-1, ומספקת תיאור ליחס הנשמר בכל תקופה תחת הנחות נתונות. היא אינה מבטיחה שתהליך אמיתי יעקוב אחר דגם זה לנצח.

    דוגמה מפורטת. הפחתות חוזרות מכפילות במקום לחסום סכום קבוע.

    מודל שמתחיל ב-100 וכופל ב-0.8 בכל תקופה, מה שנותן 80 ואז 64.

    נתון: גודל מומצא מתחיל ב-100 יחידות ויורד ב-20% בכל תקופה שלמה. היחס הנשמר הוא 0.8, לכן יש להשתמש במודל כפולי.

    $$Q(n)=Q_0(1-r)^n$$
    $$Q(2)=100(1-0.20)^2=64$$

    ההפחתה הראשונה היא 20 יחידות והשנייה היא 16. חיסום קבוע של 20 בכל תקופה היה מהווה דגם שונה.

    המשיכו עם דף התרגילים 1.6. פתרו לפני פתיחת הפתרונות, ובדקו גם את השיטה וגם את היחידות הסופיות.

    מילון מונחים אימון
    English עברית
    exponent/ekˈspəʊnənt/ מעריך (exponent)
    logarithm/ˈlɒɡərɪθəm/ לוגריתם
    Natural logarithms/ˈnætʃərəl ˈlɒɡərɪθəmz/ לוגריתמים טבעיים
    Compound interest/ˈkɒmpaʊnd ˈɪntrest/ ריבית מורכבת
    Exponential decay/ˌekspəˈnenʃl dɪˈkeɪ/ דעיכת מעריכית
    Additional notes PDF

    Extra practice: four questions with worked answers

    This pack adds practice to three units of GAC004 Mathematics I. It covers arithmetic review (sheet 1.1), introductory algebra (sheet 1.2) and geometry (sheet 1.4). The questions practise basic arithmetic, algebraic methods and plane geometry. Use this pack beside the GAC004 handout and its practice sheets.

    It is original practice material. It does not change your centre's assessment brief, and it is not an official paper.

    Answer the questions in “Practice questions” first. Write your full method. Then compare your method with each worked answer, not only your final number. A clear, stated method shows your reasoning better than a long report.

    Each answer shows the same structure: what is known, why the rule applies, the rule in symbols, then the numbers. One calculation stage sits on each line. The check at the end is part of the answer, so run it yourself on a fresh copy.

    Question Sheet What it practises
    Q1 1.1 Two price changes in a row
    Q2 1.1 Undo one increase
    Q3 1.2 Divide by a negative number
    Q4 1.4 From lengths to areas

    Practice questions

    Answer these first. Do not look ahead.

    Q1. A price of 200 units rises by 10%, then falls by 10%.

    • Find the final price.
    • Explain why the final price is not 200 units.

    Q2. After a 20% increase, a figure is 84. Find the original figure.

    Q3. Solve $9-2x\le3$. Show your solution on a number line 数轴.

    Q4. Two similar 相似 models have a length ratio 长度比 of $3:5$. The smaller model has surface area 表面积 $36\ \text{cm}^2$. Find the larger surface area.

    Worked answers

    Answer to Q1: each change uses the current price

    Known: $P_0=200$ units, rise $r=10\%$, fall $r=10\%$. Each percentage 百分比 uses the current price. So apply a multiplier 乘数 at each stage.

    The increase equation 方程, in symbols:

    $$P_{new}=P_{old}(1+r/100)$$
    $$P_1=P_0(1+r/100)=200(1+10/100)=220$$

    The decrease, in symbols:

    $$P_{new}=P_{old}(1-r/100)$$
    $$P_2=P_1(1-r/100)=220(1-10/100)=198$$

    The final price is $\mathbf{198}$ units.

    Why is it not 200? The two multipliers form one combined multiplier:

    $$\frac{P_2}{P_0}=(1+r/100)(1-r/100)$$
    $$\frac{P_2}{P_0}=(1+r/100)(1-r/100)=(1+10/100)(1-10/100)=0.99$$

    So the final price keeps $99\%$ of the starting price. The overall loss is $1\%$, not zero.

    The rise and the fall also started from different amounts:

    $$\Delta_{rise}=P_1-P_0=220-200=20$$
    $$\Delta_{fall}=P_1-P_2=220-198=22$$

    10% of 220 is larger than 10% of 200. The fall removes more than the rise added.

    Check: the overall loss is $1\%$ of the starting price.

    $$1-0.99=0.01$$
    $$P_0\times0.01=200\times0.01=2$$
    $$P_0-P_2=200-198=2$$

    Both give 2 units, so the two checks agree.

    Answer to Q2: undo the increase by dividing

    Known: new figure $N=84$, increase $r=20\%$. The increase multiplied the original figure by $1+r/100$. To reverse a percentage change, divide by this multiplier. Never subtract the same percentage back.

    The increase equation, in symbols:

    $$N=P_0(1+r/100)$$

    Rearrange for the original figure:

    $$P_0=\frac{N}{1+r/100}$$

    Substitute:

    $$P_0=\frac{N}{1+r/100}=\frac{84}{1+20/100}$$

    Work out the multiplier:

    $$1+\frac{r}{100}=1+\frac{20}{100}=1.2$$

    Divide:

    $$P_0=\frac{N}{1+r/100}=\frac{84}{1.2}=70$$

    The original figure is $\mathbf{70}$.

    Reverse check: run the increase forward again.

    $$N=P_0(1+r/100)=70(1+20/100)=84$$

    The original 70 returns the stated 84, so the answer is correct.

    The trap: subtracting 20% of the new figure.

    $$84-84\times0.20=67.2$$

    That is wrong. The increase was calculated on 70, not on 84.

    Answer to Q3: solve, then check both sides

    Known: the inequality 不等式 $9-2x\le3$. Solve it like an equation. Dividing by a negative number reverses 反向 the inequality sign.

    Subtract 9 from both sides:

    $$9-2x\le3$$
    $$-2x\le3-9$$
    $$-2x\le-6$$

    Divide both sides by $-2$, and reverse the sign:

    $$x\ge\frac{-6}{-2}=3$$

    The solution is $x\ge3$.

    Boundary 边界 check: at $x=3$ the two sides are equal.

    $$9-2x=9-2(3)=9-6=3$$

    So 3 is included. On the number line, mark a closed circle 实心圆点 at 3 and shade to the right.

    Inside check: $x=4$.

    $$9-2x=9-2(4)=9-8=1\le3$$

    True.

    Outside check: $x=2$.

    $$9-2x=9-2(2)=9-4=5>3$$

    False. Both checks agree with $x\ge3$.

    Answer to Q4: from lengths to areas

    Known: length ratio $3:5$; smaller surface area $A_s=36\ \text{cm}^2$. Let $k$ be the scale factor 比例因子 from a smaller length $L_s$ to the matching larger length $L_L$. Each area is a product of two lengths. So areas scale as the square 平方 of $k$.

    The general relation between the two areas:

    $$\frac{A_L}{A_s}=k^2$$

    The length ratio gives the scale factor:

    $$k=\frac{L_L}{L_s}=\frac{5}{3}$$

    The area ratio:

    $$\frac{A_L}{A_s}=k^2=\left(\frac{5}{3}\right)^2=\frac{25}{9}$$

    Rearrange for the larger area:

    $$A_L=A_s k^2$$

    Substitute:

    $$A_L=A_s k^2=36\times\frac{25}{9}=100$$

    The larger surface area is $\mathbf{100}\ \text{cm}^2$.

    Ratio check:

    $$\frac{A_L}{A_s}=\frac{100}{36}=\frac{25}{9}$$
    $$k^2=\left(\frac{5}{3}\right)^2=\frac{25}{9}$$

    The area ratio $25:9$ is the square of the length ratio $5:3$. Only areas scale by $\frac{25}{9}$. A length scales by $k=\frac{5}{3}$.

    What to do next

    • Try the matching exercises on practice sheets 1.1, 1.2 and 1.4.
    • Run every check yourself on a fresh copy.
    • Record the step where your method differed, then try a new question.

    A stated method with a check shows your reasoning clearly. A bare number does not.

  • 2

    GAC010 מתמטיקה II: הסתברות, סטטיסטיקה ופיננס

    2.1

    מהו המודול הזה וכיצד הוא מצומד

    שיעור כותרת זול אינו בהכרח מייצר סך כל זול, ומדגם גדול אינו בהכרח מייצר תוצאה יותר מייצגת. מתמטיקה II משתמשת בחוקים מפורשים, בחישובים ובגבולות הוכחה כדי לבחון שאלות מסוג זה.

    GAC010 מכסה סדרות, פיננסים, הסתברות וסטטיסטיקה. התיק הנוכחי של המרכז קובע את משימות ההערכה, המשקלים, הכלים והמועדים. מבחן, פרויקטים, מבחן סופי ו-עבודות קורס עשויים להשתמש בהנחיות שונות; דפי התרגילים המקוריים הללו אינם מקימים את הדפוס הרשמי או את האישורים האקדמיים באוניברסיטה.

    הראו את הנתונים הידועים, מדוע הנוסחה חלה, את המשוואה הסמלית וההצבה. ציינו את היחידה ופרשנו את התוצאה. סיכום סטטיסטי מתאר קבוצה מוגדרת של תצפיות או דגם מצוין; הוא אינו מקיים באופן אוטומטי סיבתיות או ממצא לגבי האוכלוסייה כולה.

    כל הסכומים, השיעורים, העמלות וחוקי התשלום בדוגמאות הם תנאי הוראה מומצאים. השתמשו בהנחות הזמן והעיגול המצוינות במקום להניח חוקי מס או הלוואה אמיתיים.

    2.1

    סדרות וסדרות

    סיילבוס

    יחידה 1 מתוך 8 ב-GAC010 מתמטיקה II: הסתברות, סטטיסטיקה ופיננס (רמה II). המודול מיועד לכ-40 שעות לימוד בפני שיעורים, בנוסף ל-20 שעות לימוד עצמאי, והוא נבדק במרכז ההוראה ומווסת על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    מטרת המודול: בסיום מודול זה, תלמידים יוכלו להשתמש בידע בסיסי בעקרונות ההסתברות והסטטיסטיקה לפתרון וניתוח בעיות פיננסיות נפוצות.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC010.1: פתרון בעיות באמצעות סדרות חשוכניות וגיאומטריות וסכומיהם.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    סדרה היא רשימה מסודרת של מספרים; סכום הוא סכוםם.

    סדרה אריתמטית מוסיפה הפרש משותף קבוע $d$ בכל צעד. סדרה מעריכית כופלת ב-יחס משותף קבוע $r$.

    $$u_n = a + (n-1)d \qquad\text{and}\qquad u_n = ar^{\,n-1}$$
    • הסכומים הם $S_n = \tfrac{n}{2}\left(2a + (n-1)d\right)$ ו- $S_n = \dfrac{a(1 - r^n)}{1 - r}$ עבור $r \neq 1$.
    • סדרה גיאומטרית עם $|r| < 1$ יש לה סכום אינסופי $S_\infty = \dfrac{a}{1-r}$.
    • שמור על איבר נפרד מהסך הכל. חלק מהמודלים הפיננסיים מתבססים על ריבית מורכבת, בעוד שאחרים משתמשים בריבית פשוטה או במזומנים. התאם את המודל לכלל הספציפי.

    דוגמה מוצגת. מספר השורות שונה בכמות קבועה

    שלוש שורות מכילות 4, 7 ו-10 נקודות, וממחישות הבדל קבוע של 3.

    ידוע: מספרי השורות הם 4, 7 ו-10, וההמשך הוא באותו הפרש. לכן $a=4$ ו-$d=3$. בשורה החמישה:

    $$u_n=a+(n-1)d$$
    $$u_5=4+(5-1)(3)=16$$

    עבור חמש השורות הראשונות יחד, השתמש בסכום האריתמטי, ולא בערך של השורה החמישה.

    $$S_n=\frac n2[2a+(n-1)d]$$
    $$S_5=\frac52[2(4)+(5-1)(3)]=50$$

    דף תרגול 2.1 מספק סט הולך ומתחזק עם פתרונות מוצגים.

    מילון מונחים אימון
    English עברית
    test/test/ מבחן
    projects/ˈprɒdʒekts/ פרויקטים
    examination/eɡˌzæmɪˈneɪʃn/ מבחן
    coursework/ˈkɔːsjuːɜːk/ עבודות מסגרת
    sequence/ˈsiːkwəns/ רצף
    series/ˈsɪəriːz/ סדרתי
    arithmetic sequence/əˈrɪθmətɪk ˈsiːkwəns/ סדרה אריתמטית
    common difference/ˈkɒmən ˈdɪfrəns/ הפרש שווה
    geometric sequence/ˌdʒiːəʊˈmetrɪk ˈsiːkwəns/ סדרה גיאומטרית
    common ratio/ˈkɒmən ˈreɪʃɪəʊ/ יחס דומה
    sum to infinity/sʌm tʊ ɪnˈfɪnɪti/ סכום אינסופי
    Gross pay/ɡrəʊs peɪ/ תשלום ברוטו
    net pay/net peɪ/ תשלום נטו
    deductions/dɪˈdʌkʃnz/ הפחותות
    Simple interest/ˈsɪmpl ˈɪntrest/ ריבית פשוטה
    Depreciation/dɪˌpriːʃɪˈeɪʃn/ שעור החלפה יורד
    discount/ˈdɪskaʊnt/ הנחה
    present value/ˈprezənt ˈvæljuː/ ערך נוכחי
    annuity/əˈnjuːɪti/ אנוויטה
    loan repayment/ləʊn rɪˈpeɪmənt/ החזר הלוואה
    2.2

    פיננס: רכישת כסף ורכישת סחורות

    סיילבוס

    יחידה 2 מתוך 8 ב-GAC010 מתמטיקה II: הסתברות, סטטיסטיקה ופיננס (רמה II). המודול מיועד לכ-40 שעות לימוד בפני שיעורים, בנוסף ל-20 שעות לימוד עצמאי, והוא נבדק במרכז ההוראה ומווסת על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC010.2: שיטות אלגבריות לפתרון בעיות פיננסיות וניתוח מידע.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    יחידה זו היא אריתמטיקה של חיים רגילים, באנגלית.

    • תשלום ברוטו הוא מה שאתה מרוויח; תשלום נטו הוא מה שמגיע לאחר הפחותות כמו מיסים וביטוח.
    • ריבית פשוטה היא $I = Prt$ — ריבית על הסכום המקורי בלבד.
    • ריבית מורכבת היא $A = P(1+r)^n$ — ריבית על הריבית, ולכן היא גיאומטרית.
    • התייקרות היא ירידה בערך הרשום. מודל אחוז קבוע משתמש ב-$V_n=V_0(1-r)^n$; מקובלות התייקרות אחרות עשויות להשתמש בכללים שונים.
    • הנחה של 20% כופלת ב-0.8. שתי הנחות רצופות של 20% ו-10% כופלות ב-$0.8 \times 0.9 = 0.72$, שזהו הפחתה של 28%, ולא 30%.

    דוגמה מוצגת. חשב שעות רגילות ושעות נוספות בנפרד

    רשומת תשלום מוצגת מפרידה בין 8 שעות רגילות לבין 2 שעות נוספות, עם התנאים המתאימים להן.

    ידוע: 8 שעות ב-20 יחידות לשעה ו-2 שעות נוספות ב-1.5 פעם שיעור זה. הפרד בין שתי הקטגוריות לפני חיבור התשלום.

    $$G=h_rp+h_okp$$
    $$G=8(20)+2(1.5)(20)=220\ \text{units}$$

    אם ההפחתה הקבועה המומצעת היא 15 יחידות, נגבה אותה משכר הכולל פעם אחת.

    $$N=G-D=220-15=205\ \text{units}$$

    דף התרגול 2.2 מספק סדרת תרגילים קשה יותר בהדרגה עם פתרונות מפורטים.

    2.3

    פיננסים: השקעת כסף והלוואות

    סיילבוס

    יחידה 3 מתוך 8 ב-GAC010 מתמטיקה II: הסתברות, סטטיסטיקה ופיננס (רמה II). המודול מיועד לכ-40 שעות לימוד בפני שיעורים, בנוסף ל-20 שעות לימוד עצמאי, והוא נבדק במרכז ההוראה ומווסת על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC010.2: שיטות אלגבריות לפתרון בעיות פיננסיות וניתוח מידע.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    • תחת הנחה קבועה לשיעור הנחה ולמועד, הערך הנוכחי של סכום בעתיד הוא: $PV = \dfrac{FV}{(1+r)^n}$.
    • אנוויטה כוללת תשלומים מצוינים במרווחים קבועים. טבלת שילום הלוואה עשויה לכלול סכומים משתנים או תשלום סופי מותאם; יש לציין האם הריבית באה לפני או אחרי התשלום.
    • התווית APR היא מדד שיעו שנתי שחישובו והעמלות הכלולות בו תלויים בשיטת העבודה המוגדרת. דף זה משתמש בשיעורי תקופה מוגדרים במפורש ולא בשיטת APR לא מוגדרת.
    • ⚠ שיעור לימודי נומינלי של 12% עם שיעור חודשי של 1% יוצר צמיחה אפקטיבית שנתית $(1.01)^{12}-1\approx12.68\%$. תדירות ריבית מורכבת שונה או טבלת עמלות שונה דורשים חישוב שונה.

    דוגמה פתורה. ריבית ולאחר מכן תשלום, בסדר זה

    זרימת תקופת הלוואה מתחילה עם יתרה פתיחה של 1000, מוסיפה 2% ריבית, ומפחיתה תשלום של 300.

    נתונים ידועים: יתרת פתיחה 1000 יחידות, שיעור תקופה 2%, תשלום בסוף התקופה 300 יחידות. לפי שיטת העבודה המוגדרת זו, הריבית באה לפני התשלום.

    $$B_1=B_0(1+r)-M$$
    $$B_1=1000(1.02)-300=720$$

    הריבית בתקופה הבאה מחושבת על בסיס 720, ולא על קרן המקורי.

    $$B_2=B_1(1+r)-M=720(1.02)-300=434.40$$

    דף התרגול 2.3 מספק סדרת תרגילים קשה יותר בהדרגה עם פתרונות מפורטים.

    מילון מונחים אימון
    English עברית
    APR/ˌeɪ piː ˈɑː/ הצמד שנה (APR)
    2.4

    הסתברות: מושגים מרכזיים

    סיילבוס

    יחידה 4 מתוך 8 ב-GAC010 מתמטיקה II: הסתברות, סטטיסטיקה ופיננס (רמה II). המודול מיועד לכ-40 שעות לימוד בפני שיעורים, בנוסף ל-20 שעות לימוד עצמאי, והוא נבדק במרכז ההוראה ומווסת על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC010.3: פתרון בעיות באמצעות הסתברות וטכניקות ספירה.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    הסתברותמדדת את האפשרות להתרחשות אירוע, בקנה מידה מ-0 עד 1.

    • עבור תוצאות שוות סיכוי, $P(A) = \dfrac{\text{favourable outcomes}}{\text{total outcomes}}$.
    • אירועים הם בלתי תואמים כאשר אינם יכולים לקרות יחד: $P(A \text{ or } B) = P(A) + P(B)$.
    • אירועים הם בלתי תלויים כאשר אחד אינו משפיע על השני: $P(A \text{ and } B) = P(A) \times P(B)$.
    • כלל המשלים, $P(\text{not } A) = 1 - P(A)$, הוא לעיתים הקיצור היעיל ביותר ל תשובה המכילה "לפחות אחד".
    • טכניקות ספירה מספקות את המכנה: פרמוטציה סופרת סדרים בבחירות, שילוב סופר את אלו שאינם מסודרים.

    הסתברות תנائية היא $P(A\mid B)=P(A\cap B)/P(B)$ עבור $P(B)>0$. איחוי חוסר את החפיפה שלו: $P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)$. קשר בטבלה המסופקת אינו מקים באופן עצמאי סיבה.

    דוגמה פותרת. גרירה שנייה תלויה בראשונה

    עץ של שתי גרירות לתיק עם שני נגדים אדומים ואחד כחול, ללא החזרה, עם תוויות להסתברות תנאית לגרירה השנייה.

    ידוע: שני נגדים אדומים ואחד כחול, שתי גרירות אקראיות ללא החזרה. כדי לקבל שני אדומים, יש לעבור על מסלול האדום-אדום ולכפול את ההסתברויות התנאיות שלו.

    $$P(RR)=P(R_1)P(R_2\mid R_1)$$
    $$P(RR)=\frac23\times\frac12=\frac13$$

    גרירה כחולה ראשונה משאירה רק נגדים אדומים; מסלול הכחול-כחול בעל הסתברות אפס. הגרירות אינן בלתי תלויות.

    דף תרגילים 2.4 מספק סט הולך ומתקשה עם פתרונות מפורטים.

    מילון מונחים אימון
    English עברית
    Probability/ˌprɒbəˈbɪlɪti/ הסתברות
    mutually exclusive/ˈmjuːtʃuːəli eksˈkluːsɪv/ בלתי תלויים הדדית
    independent/ˌɪndɪˈpendənt/ בין-תלוי
    complement/ˈkɒmplɪmənt/ משלים
    Counting techniques/ˈkaʊntɪŋ tekˈniːks/ שיטות ספירה
    permutation/ˌpɜːmjuːˈteɪʃn/ פרימותציה
    combination/ˌkɒmbɪˈneɪʃn/ קבוצות (קומבינציה)
    population/ˌpɒpjʊˈleɪʃn/ אוכלוסייה
    sample/ˈsæmpl/ דוגמה
    representative/ˌreprɪˈzentətɪv/ ייצוגי
    Qualitative data/ˈkwɒlɪteɪtɪv ˈdeɪtə/ נתונים איכותניים
    quantitative data/ˈkwɒntɪteɪtɪv ˈdeɪtə/ נתונים כמותיים
    discrete/dɪˈskriːt/ דיסקרטי
    continuous/kənˈtɪnjuːəs/ רציף
    Bias/ˈbaɪəs/ שיפוע
    mean/miːn/ ממוצע
    median/ˈmiːdiːən/ חציון
    mode/məʊd/ מודוס (תדירות השכיחה ביותר)
    range/reɪndʒ/ טווח
    interquartile range (IQR)/ˌɪntəˈkwɔːtaɪl reɪndʒ/ טווח רבעוני (IQR)
    box plot/bɒks plɒt/ גרף קופסה
    standard deviation/ˈstændəd ˌdiːvɪˈeɪʃn/ סטיית תקן
    2.5

    סטטיסטיקה: איסוף והצגת נתונים

    סיילבוס

    יחידה 5 מתוך 8 ב-GAC010 מתמטיקה II: הסתברות, סטטיסטיקה ופיננס (רמה II). המודול מיועד לכ-40 שעות לימוד בפני שיעורים, בנוסף ל-20 שעות לימוד עצמאי, והוא נבדק במרכז ההוראה ומווסת על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC010.4: ניתוח נתונים שנאספו באמצעות שיטות סטטיסטיות.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    • אוכלוסייה היא כולם שאתם רוצים לתאר; דגימה הם מי שאתם למעשה מדדים.
    • הכללה לאוכלוסייה דורשת דגימה מייצגת בצורה מתאימה וחשבון כנות לבחירה ולתגובה שאינה ניתנת. סקר בכיתה יכול לתאר את הכיתה הזו מבלי לקבוע אחוז לכל בית הספר.
    • נתונים איכותניים הם קטגוריות; נתונים כמותיים מדדו כמויות, או דיסקרטיים (נמנים) או רציפים (נמדדים).
    • שיפוט נכנס דרך מי שאתם שואלים, מי עונה, וכיצד השאלה נוסחה, וחישוב אריטמטי בלבד אינו תיקון לצמצום או לבחירה שיטתית של תצפיות חסרות.

    דוגמה פותרת. גבהים שווים לעמודות יכולים להסתיר תדירויות לא שוות

    היסטוגרמה עם מחלקות 0 עד 10 ו-10 עד 30 עם צפיפויות 2 ו-1; השטחים שלהם מייצגים כל אחד תדירות 20.

    ידוע: מחלקה 0 עד 10 בעלת תדירות 20; מחלקה 10 עד 30 בעלת תדירות 20. רוחבים שונים, לכן יש לחשב צפיפות תדירות.

    $$D=\frac f w$$
    $$D_1=\frac{20}{10}=2$$
    $$D_2=\frac{20}{20}=1$$

    העמודה השנייה היא בחצי הגובה אך פעמיים רחבה יותר. שני השטחים מייצגים 20 תצפיות.

    דף תרגילים 2.5 מספק סט הולך ומתקשה עם פתרונות מפורטים.

    למחלקות היסטוגרמה בעלות רוחב לא שווה, הגובה הוא תדירות חלקי רוחב המחלקה כך שהשטח במעמודה מייצג תדירות. שמרו על קטגוריות בעמודות מופרדות ועל מחלקות רציפות מספריות בהיסטוגרמה.

    2.6

    סטטיסטיקה: מידות מיקום מרכזי

    סיילבוס

    יחידה 6 מתוך 8 ב-GAC010 מתמטיקה II: הסתברות, סטטיסטיקה ופיננס (רמה II). המודול מיועד לכ-40 שעות לימוד בפני שיעורים, בנוסף ל-20 שעות לימוד עצמאי, והוא נבדק במרכז ההוראה ומווסת על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC010.4: ניתוח נתונים שנאספו באמצעות שיטות סטטיסטיות.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    • הממוצע הוא הסכום חלוקה למספר. הוא משתמש בכל הערכים, ובכל ערך קיצוני.
    • המחצית היא הערך באמצע בסדר. שינוי של ערך קיצוני ללא שינוי במחצית המסודרת עלול להשאיר אותה ללא שינוי.
    • המודוס הוא הערך הנפוץ ביותר, והוא יכול לזהות את הקטגוריה הנפוצה ביותר מבלי להטיל סקאלה מספרית. ייתכן שמתפלג תהיה בעלת יותר ממודוס אחד או שאין לו מודוס ייחודי.
    • ⚠ בחרו את הסיכום לשאלה. ערך קיצוני גבוה יכול למשוך את הממוצע מעל המחצית. הממוצע עדיין מדד את הסך לכל צפייה; המחצית ממוקמת את האמצע המסודר. אף אחד מהם לא אומר שרוב הצפייות שוות לו.

    דוגמה פתורה. גודל הקבוצה קובע ממוצע משולב

    שתי קבוצות תורמות סכומים שונים: 10 תלמידים עם ממוצע 60, ו-20 תלמידים עם ממוצע 75.

    נתון: לקבוצה A יש 10 ציונים עם ממוצע 60; לקבוצה B יש 20 עם ממוצע 75. שחזרו את הסך של כל קבוצה לפני השילוב.

    $$\bar x=\frac{n_A\bar x_A+n_B\bar x_B}{n_A+n_B}$$
    $$\bar x=\frac{10(60)+20(75)}{10+20}=70$$

    הממוצע ללא משקלים של 60 ו-75 יהיה 67.5, דבר שמעלים על אי-השוויון במספר התלמידים.

    דף תרגול 2.6 מציע סדרה מתקשה בהדרגה עם פתרונות מפורטים.

    2.7

    סטטיסטיקה: מידות התפלגות

    סיילבוס

    יחידה 7 מתוך 8 ב-GAC010 מתמטיקה II: הסתברות, סטטיסטיקה ופיננס (רמה II). המודול מיועד לכ-40 שעות לימוד בפני שיעורים, בנוסף ל-20 שעות לימוד עצמאי, והוא נבדק במרכז ההוראה ומווסת על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC010.4: ניתוח נתונים שנאספו באמצעות שיטות סטטיסטיות.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    • הטווח הוא הגדול פחות הקטן — הטווח המלא, ולכן ערך קיצוני יכול לשנות אותו משמעותית.
    • טווח הרבעונים (IQR) הוא ההפרש $Q_3-Q_1$ המכסה את החצי המרכזי לפי המסורת הרבעונית הנדרשת. גרף קופסה מראה רבעונים ומחצית, עם כללי זנבות שחייבים להיות מצוינים.
    • סטיית התקן מסכמת את הפיזור באמצעות סטיות מרובעות. עבור אוכלוסייה מלאה, השתמשו ב: $\sigma=\sqrt{\sum(x-\mu)^2/n}$. הערכת דגימה משתמשת ב-$s=\sqrt{\sum(x-\bar x)^2/(n-1)}$ לפי המסורת הנדרשת. השונות יש לה מידות מרובעות; לסטיית התקן יש את המידות המקוריות.
    • סטיית תקן גדולה יותר משמעה פיזור רחב יותר. שני מאגרי נתונים יכולים לחלוק ממוצע זהה ולהציג מצבים שונים לחלוטין.

    דוגמה פתורה. קראו סיכום חמישה מספרים במקום כל צפייה

    גרף קופסה מינימום-מקסימום מסמן מינימום 2, רבעון ראשון 4, מחצית 6, רבעון שלישי 8 ומקסימום 12.

    סיכום חמישה מספרים נתון: מינימום 2, $Q_1=4$, מחצית 6, $Q_3=8$, מקסימום 12. הטווח הכללי וטווח החצי המרכזי שונים.

    $$R=x_{max}-x_{min}=12-2=10$$
    $$IQR=Q_3-Q_1=8-4=4$$

    התיבה אינה מזהה כל ערך מקורי, גודל הדוגמה או את הסיבה למתח.

    עמוד העבודה 2.7 מספק סדרה בעלת קושי הולך וגובר עם פתרונות מלאים.

    בעמוד 2.7, רביעיות הן חצאי התרשים הממוינים, תוך בדיקת החציון הכללי עבור ספירה אי-זוגית. הגשרים נמתחים עד למינימום ולמקסימום. אל תשלבו קבוע זה עם רביעיות ממוסנות על ידי תוכנת מחשב או גשרים המבוססים על גבולות יוצאי דופן.

    2.8

    חלוקות: החלוקה הנורמלית

    סיילבוס

    יחידה 8 מתוך 8 ב-GAC010 מתמטיקה II: הסתברות, סטטיסטיקה ופיננסים (רמה II). המודול מוסבר במשך כ-40 שעות לימוד פנים אל פנים בתוספת 20 שעות לימוד עצמאי, והוא מוערך במרכז הלימודים ומנווט על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC010.5: שימוש בהתפלגות נורמלית לניתוח נתונים.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    • החלוקה הנורמלית היא מודל רציף סימטרי בצורת פעמון, המוגדר על ידי הממוצע והסטייה התקנית החיובית שלו. שני הסיכומים הלעיליים בלבד אינם מבטיחים שהנתונים הנצפים עוקבים אחר מודל זה.
    • במודל נורמלי, הכלל האמפירי המשוער הוא: כ-68% מהערכים נמצאים בתוך סטיית תקן אחת מהממוצע, 95% בתוך שתיים, וכ-99.7% בתוך שלוש.
    • ציון z מציין כמה סטיות תקן רחוק ערך מהממוצע: $z = \dfrac{x - \mu}{\sigma}$, מה שמאפשר השוואה בין שני קיימים שונים.

    למודל נורמלי, השתמשו בשטח מצטבר $\Phi(z)=P(Z\leq z)$ ובסימטריה $\Phi(-z)=1-\Phi(z)$. מרווח מחשב את שני הגבולות המצטברים שלו. הספציפה הצפויה היא גודל הדוגמה כפול ההסתברות ואינה חובה להיות שלמה; ספציפה נצפתה היא מספר שלם.

    דוגמה מפורשת. סף הוא שטח מעבר לערך מוחדש.

    עקומה נורמלית סטנדרטית מסמנת z שווה ל-1 ומצללת את אזור הזנב הימני מעבר לו.

    ידוע: מודל מדידה מומצא יש לו $\mu=50$ ו$\sigma=10$. עבור ערכים מעל 60, חדשו את הסף.

    $$z=\frac{x-\mu}{\sigma}=\frac{60-50}{10}=1$$

    השתמשו במשלים של השטח המצטבר המסופק.

    $$P(X>60)=1-\Phi(1)=1-0.8413=0.1587$$

    זוהי הסתברות מודלית, לא הבטחה ש בדיוק 15.87% מדוגמה סופית תעבור את 60.

    עמוד העבודה 2.8 מספק סדרה בעלת קושי הולך וגובר עם פתרונות מלאים.

    מילון מונחים אימון
    English עברית
    normal distribution/ˈnɔːml ˌdɪstrɪˈbjuːʃn/ התפלגות נורמלית
    z-score/zed skɔː/ ציון תקן
  • 3

    GAC016 מתמטיקה III: חשבון אינפיניטסימלי ומערכים מתקדמים

    3.1

    מהו המודול הזה וכיצד הוא מצומד

    מהירות ממוצעת אינה מספקת פרטים על כל מהירות רגעית, והזזה עם סימן אינה שווה תמיד למרחק הכולל. הקלקולוס משקף הבדלים אלו בדיוק.

    GAC016 מפתח גזירה, אינטגרציה ויישומיהם. המשימה הנוכחית של המרכז שלכם קובעת את משימות ההערכה ואת דריgrades הדרגות; עמודי העבודה המקוריים הללו אינם מקימים החלטת זיכוי באוניברסיטה או דפוס ביקורת רשמי.

    ציינו את המשתנה הבלתי תלוי, התחום והיחידות. הסימון $dy/dx$ הוא גזירה ביחס ל-x; נקודה מעל y מסמנת לרוב גזירה ביחס לזמן. סימונים אלו מתארים את אותה פעולה רק כאשר המשתנים הבלתי תלויים שלהם תואמים.

    עבור יישומים, תארו מהו קצב או ערך מצטבר פירושו במודל המצוין. קצב שינוי נפח שלילי של 3 ס"מ מעוקבים לשנייה פירושו שהנפח יורד בקצב זה, ולא שהנפח עצמו שלילי.

    3.1

    גזירה

    סיילבוס

    יחידה 1 מתוך 3 ב-GAC016 מתמטיקה III: קלקולוס ויישומים מתקדמים (רמה III). המודול מוסבר במשך כ-40 שעות לימוד פנים אל פנים בתוספת 20 שעות לימוד עצמאי, והוא מוערך במרכז הלימודים ומנווט על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    מטרת המודול: לאחר השלמת מודול זה, הסטודנטים אמורים להוכיח הבנה בסיסית של עקרונות הקלקולוס וכיצד ניתן להשתמש בהם לניתוח כמותי של מצבים פרקטיים ופיננסיים.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC016.1: קביעת הנגזרת (אם היא קיימת) של רוב הפונקציות המתמטיות והשימוש בנגזרת לניתוח התנהגות פונקציונלית.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    נזיר הוא קצב שינוי: כמה מהר $y$ משתנה כאשר $x$ משתנה. גיאומטרית, זהו השיפוע של המשיק בנקודה.

    $$f'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}$$

    גבול זה הוא ההגדרה. גזירה מעקרונות ראשונים משתמשת במכפלת ההפרשים עבור h שאינו אפס ולאחר מכן מחשבת את הגבול שלה. גבולים חד-צדדיים שונים, כמו עבור $|x|$ באפס, מונעים קיום נזיר גם כאשר הפונקציה רציפה.

    • חוק הכוחות, בתחום שבו הכוח נגזר: אם $y = x^n$ אזי $\dfrac{dy}{dx} = nx^{\,n-1}$.
    • חוק המכפלה: $(uv)' = u'v + uv'$.
    • חוק המנה, כאשר $v\ne0$: $\left(\dfrac{u}{v}\right)' = \dfrac{u'v - uv'}{v^2}$.
    • חוק השרשרת: אם $y = f(g(x))$ אזי $\dfrac{dy}{dx} = f'(g(x)) \cdot g'(x)$.
    • נקודות עומדות מתקבלות כאשר $f'(x) = 0$. הנגזרת השנייה אזי מסווגת נקודה עומדת כשהיא אינה אפס: שלילית נותנת מקסימום מקומי וחיובית מינימום מקומי. אפס בנגזרת השנייה הוא לא מכריע; יש להשתמש בסימנים של הנגזרות או בעדויות אחרות. נקודת עיקום עומדת יכולה להיות לא אף אחד מקצוות.

    דוגמה פותרת. שיפוע המשיק שונה משיפוע המיתר

    עקומת y שווה ל-x בריבוע היא בעלת משיק בנקודה (1,1) ומיתר מקוטע המחבר בין (1,1) ל-(2,4).

    ידוע: $f(x)=x^2$. המיתר בין x שווה ל-1 ל-2 הוא בעל שיפוע 3, אך הנגזרת ב-x שווה ל-1 היא 2.

    $$m_{sec}=\frac{f(b)-f(a)}{b-a}=\frac{4-1}{2-1}=3$$
    $$f'(x)=\lim_{h\to0}\frac{(x+h)^2-x^2}{h}=\lim_{h\to0}(2x+h)=2x$$
    $$m_{tan}=f'(1)=2(1)=2$$

    השיפוע הממוצע על מרווח סופי אינו חייב להיות שווה לשיפוע הרגעי בראשית או בסוף המרווח.

    השתמשו בדף התרגול המקורי 3.1 כדי לבדוק את השיטה, התחום והפרשנות מול הפתרונות.

    מילון מונחים אימון
    English עברית
    differentiation/ˌdɪfəˌrenʃɪˈeɪʃn/ דיפרנציאציה
    integration/ˌɪntɪˈɡreɪʃn/ אינטגרציה
    derivative/dɪˈrɪvətɪv/ נגזרת
    gradient of the tangent/ˈɡreɪdɪənt ɒvðə ˈtændʒənt/ שיפוע המשיק
    differentiation from first principles/ˌdɪfəˌrenʃɪˈeɪʃn frɒm fɜːst ˈprɪnsɪplz/ גזירה מהעקרונות הראשוניים
    power rule/ˈpaʊə ruːl/ כלל החזקות
    product rule/ˈprɒdʌkt ruːl/ כלל המכפלה
    quotient rule/ˈkwəʊʃənt ruːl/ כלל המנה
    chain rule/tʃeɪn ruːl/ כלל שרשרת
    Stationary points/ˈsteɪʃənəri pɔɪnts/ נקודות יציבות
    second derivative/ˈsekənd dɪˈrɪvətɪv/ גזירה שנייה
    maximum/ˈmæksɪməm/ מקסימום
    minimum/ˈmɪnɪməm/ מינימום
    fundamental theorem of calculus/ˌfʌndəˈmentl ˈθɪərəm ɒv ˈkælkjʊləs/ המשפט היסודי של החשבנה
    indefinite integral/ɪnˈdefɪnət ˈɪntɪɡrəl/ אינטגרל לא מוגדר
    constant of integration/ˈkɒnstənt ɒv ˌɪntɪˈɡreɪʃn/ קבוע אינטגרציה
    definite integral/ˈdefɪnət ˈɪntɪɡrəl/ אינטגרל מוגדר
    Integration by substitution/ˌɪntɪˈɡreɪʃn baɪ ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ אינטגרציה בהצבה
    3.2

    אינטגרציה

    סיילבוס

    יחידה 2 מתוך 3 ב-GAC016 מתמטיקה III: קלקולוס ויישומים מתקדמים (רמה III). המודול מוסבר במשך כ-40 שעות לימוד פנים אל פנים בתוספת 20 שעות לימוד עצמאי, והוא מוערך במרכז הלימודים ומנווט על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC016.2: שימוש בטכניקות אינטגרציה כדי למצוא אינטגרלים לא מוגדרים ואינטגרלים מוגדרים.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    אינטגרציה בלתי מוגדרת מוצאת פונקציות אנטי-נגזרות. אינטגרציה מוגדרת מדדה הצטברות עם סימן, שיכולה להשתנות משטח גיאומטרי. עבור פונקציית אינטגרנד רציפה, משפט היסוד של החשבון האינפיניטסימלי מקשר אינטגרל מוגדר להפרש ערכי האנטי-נגזרה בגבולותיו.

    • אינטגרל בלתי מוגדר אין לו גבולות ודורש את קבוע האינטגרציה : $\displaystyle\int x^n\,dx = \frac{x^{\,n+1}}{n+1} + c$ עבור $n \neq -1$.
    • אינטגרל מוגדר יש לו גבולות ונותן מספר: $\displaystyle\int_a^b f(x)\,dx = F(b) - F(a)$.
    • אינטגרציה בהצבה מהפכת חוק השרשרת.
    • ⚠ לשכוח $+c$ באינטגרל בלתי מוגדר הוא הסיבה הנפוצה ביותר לאובדן נקודות מודול, והוא מאבד על שאלות שעניתם עליהן נכון אחרת.

    דוגמא פותרת. שטחים שליליים וחיוביים יכולים לבטל זה את זה

    הקו y שווה ל-x חוצה את הציר באפס, עם אזורים מצופים בשני הצדדים מעל -1 עד 1.

    ידוע: $f(x)=x$ מ-1- עד 1. האינטגרל המוחלט שלו הוא אפס משום שהתרומות השליליות והחיוביות מבטלות זו את זו.

    $$I=\int_{-1}^{1}x\,dx=\left[\frac{x^2}{2}\right]_{-1}^{1}=\frac12-\frac12=0$$

    שטח גיאומטרי במקום זאת מוסיף את הגדלים של שני האזורים המשולשים.

    $$A=-\int_{-1}^{0}x\,dx+\int_0^1x\,dx=\frac12+\frac12=1$$

    השתמשו בדף התרגילים המקורי 3.2 כדי לבדוק את השיטה, התחום והפרשנות מול הפתרונות שלו.

    3.3

    יישומים מתקדמים

    סיילבוס

    יחידה 3 מתוך 3 ב-GAC016 מתמטיקה III: קלקולוס ויישומים מתקדמים (רמה III). המודול מוסבר במשך כ-40 שעות לימוד פנים אל פנים בתוספת 20 שעות לימוד עצמאי, והוא מוערך במרכז הלימודים ומנווט על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC016.3: יישום טכניקות גזירה ואינטגרציה במגוון בעיות פרקטיות.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    • אופטימיזציה מוצאת את הערך הגדול או הקטן ביותר של כמות: כתבו את הכמות כפונקציה של משתנה אחד בתחום אפשרי הנדרש, גזרו, מצאו מועמדים והוכיחו את האופטימום הנדרש. בדקו גבולות כלולים ובעיות שלמות אם רלוונטי.
    • קצבי שינוי מקושרים בשרשרת: $\dfrac{dV}{dt} = \dfrac{dV}{dr} \times \dfrac{dr}{dt}$.
    • שטח בין שתי עקומות הוא $\displaystyle\int_a^b (f(x) - g(x))\,dx$ כאשר $f$ היא העקומה העליונה בכל תחום זה. חלקו בנקודות חצייה אם הסדר שלהן משתנה.
    • עלות שולית והכנסה שולית הן נגזרות של מודלי עלות והכנסה רציפים הנדרשים. הן קצבים רגעי, ולא בהכרח שינויים מדויקים דיסקרטיים ליחידה אחת.

    דוגמא פותרת. היקף קבוע משאיר שטח משתנה אחד

    למלבן יש רוחב x ואורך 10 פחות x תחת היקף קבוע של 20 יחידות.

    ידוע: למלבן יש היקף 20, ולכן סך האורך והרוחב הוא 10. נתון שרוחב הוא x; האורך הוא $10-x$ וה$0.

    $$A(x)=x(10-x)$$
    $$A'(x)=10-2x$$

    המועמד המקסימלי הוא $x=5$. מכיוון שה-$A''(x)=-2<0$ והשטח שואפים לאפס בשתי קצוות התחום, מועמד זה הוא המקסימום הגלובלי. מדובר במרובע בגודל 5 על 5 עם שטח 25.

    השתמשו בדף התרגילים המקורי 3.3 כדי לבדוק את השיטה, התחום והפרשנות מול הפתרונות שלו.

    מילון מונחים אימון
    English עברית
    Optimisation/ˌɒptɪmaɪˈzeɪʃn/ אופטימיזציה
    Rates of change/reɪts ɒv tʃeɪndʒ/ קצבי שינוי
    Area between two curves/ˈeərɪə bɪˈtwiːn tuː kɜːvz/ שטח בין שתי פונקציות
    Marginal cost and revenue/ˈmɑːdʒɪnl kɒst ænd ˈrevənjuː/ עלות והכנסה שוליים
  • 4

    GAC024 מתמטיקה דיסקרטית

    4.1

    מהו המודול הזה וכיצד הוא מצומד

    חבר חוזר במערך נספר פעם אחת, נשיאה בינארית עשויה לעבור רוחב קבוע, ומסלול בעל מספר הקצה המינימלי עשוי שלא להיות בעל המשקל הקטן ביותר. מתמטיקה דיסקרטית הופכת כללים אלו למפורשים.

    GAC024 מכסה קבוצות, מערכות ספירה, לוגיקה בינארית, אלגוריתמים ורשתות. ההנחיות הנוכחיות של המרכז שלך קובעות את משימות ההערכה, הכלים, המשקלים והמועדים. דפי תרגילים מקוריים אלו אינם מקימים כללי ציון רשמיים או החלטת זכות לימודים אוניברסיטאית.

    ציינו את היקום, רוחב ההצגה, הקלטים המותרים או הנחות הגרף לפני הפתרון. הראו מספיק עבודה כדי שאורא אחר יוכל לשחזר את התוצאה ולהבחין בין מודל מתמטי לבין היישום הממשי שלו.

    4.1

    קבוצות, יחסים ופונקציות

    סיילבוס

    יחידה 1 מתוך 5 ב-GAC024 מתמטיקה דיסקרטית (רמה III). המודול מוסבר במשך כ-40 שעות לימוד פנים אל פנים בתוספת 20 שעות לימוד עצמאי, והוא מוערך במרכז הלימודים ומנווט על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    מטרת המודול: לאחר השלמת מודול זה, הסטודנטים אמורים להוכיח הבנה של העקרונות הבסיסיים של מתמטיקה דיסקרטית, ובמיוחד השימוש במתמטיקה לוגית. כמו כן, עליהם להוכיח את היכולת להפעיל מיומנויות אלו במצבים פרקטיים.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC024.1: להוכיח הבנה של המושגים והתכונות המבואתיים של קבוצות, יחסים ופונקציות.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    • קבוצה היא אוסף של אובייקטים שונים. סדר וחזרה אינם רלוונטיים.
    • איחוד $A \cup B$ כולל את כל מה שמצוי באחד מהם; חיתוך $A \cap B$ הוא מה שמצוי ב שניהם; משלימה של קבוצה כוללת את כל מה שמצוי במרחב המוגדר אך מחוץ לקבוצה.
    • תת-קבוצה מכילה את כל האלמנטים שלה בתוך קבוצה אחרת.
    • יחס זוגי אלמנטים משתי קבוצות. פונקציה היא יחס שבו לכל קלט בתחום ההגדרה המוגדר יש בדיוק פלט אחד. קלטים שונים עשויים לשיתף פלט; יחס הפוך הוא פונקציה רק כאשר הפלטים מזהים בצורה חד-משמעית את הקלטים שלהם.
    • דיאגרמת ון ממירה בעיית קבוצות לתמונה, ויכול להציג אזורים נפרדים והספרייה שלהם. ודאו שהאזורים הללו מתכנסים לסך הכולל המסופק של המרחב.

    עקרון ההכללה וההוצאה החלקית חוסר את החפיפה שנמדדה פעמיים פעם אחת: $|A\cup B|=|A|+|B|-|A\cap B|$.

    דוגמה מפורטת. חסרו חפיפה רק פעם אחת

    מרחב כיתה של 30 מחולק ל-11 צרפתית בלבד, 7 בשתי השפות, 8 גרמנית בלבד ואף אחת מהן 4.

    נתון: 30 תלמידים, 18 לומדים צרפתית, 15 לומדים גרמנית, ו-7 לומדים את שתי השפות. החפיפה כלולה בסך הכולל של כל שני המקצועות.

    $$|F\cup G|=|F|+|G|-|F\cap G|=18+15-7=26$$
    $$N_{neither}=|U|-|F\cup G|=30-26=4$$

    צרפתית בלבד היא $18-7=11$ וגרמנית בלבד $15-7=8$. ארבעת האזורים הנפרדים מתכנסים ל-30.

    דף התרגולים 4.1 כולל בעיות בקושי הולך ועולה ופתרונות שנבדקו באופן עצמאי.

    מילון מונחים אימון
    English עברית
    set/set/ סט
    Union/ˈjuːnɪən/ איחוי
    intersection/ˌɪntəˈsekʃn/ חתך
    set complement/set ˈkɒmplɪmənt/ משלים של קבוצה
    subset/ˈsʌbset/ תת-קבוצה
    relation/rɪˈleɪʃn/ יחס
    function/ˈfʌŋkʃn/ פונקציה
    Venn diagram/ven ˈdaɪəɡræm/ תרשים ון
    inclusion-exclusion principle/ɪnˈkluːʒn eksˈkluːʒn ˈprɪnsɪpl/ עקרון הכללה-הכלה
    number base/ˈnʌmbə beɪs/ בסיס מספרים
    Decimal/ˈdesɪml/ מספר עשרוני
    4.2

    מערכות ספירה

    סיילבוס

    יחידה 2 מתוך 5 ב-GAC024 מתמטיקה דיסקרטית (רמה III). המודול מוסבר במשך כ-40 שעות לימוד פנים אל פנים בתוספת 20 שעות לימוד עצמאי, והוא מוערך במרכז הלימודים ומנווט על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC024.2: הבנת הקשרים בין מערכי ספירה שונים ויכולת לבצע פעולות אריתמטיות בינאריות פשוטות.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    • בסיס מספר מיקומי b משתמש בספרות מאפס עד b מינוס אחד ומשקלות מקום $b^i$. עשרוני משתמש בעשר, **בינארי שניים, הק্সדצימאלי ששteen.
    • הערך של כל ספרה הוא ערך המקום שלה: בבינארי המקומות הם 1, 2, 4, 8, 16 וכדומה.
    • הקסדצימאלי הוא קיצור לבינארי: ספרה אחת בהקסדצימאלי היא בדיוק ארבע ביטים, כך שהמרה יכולה למיין דפוס בינארי בעל רוחב נתון לקבוצות של ארבע ביטים. אפסים מובילים שומרים על הרוחב תוך השארת הערך הלא סימני ללא שינוי.

    עבור n ביטים לא סימניים, הערכים נעים מאפס ועד $2^n-1$. הבדילו בין סכום בלתי מוגבל לתוצאה מאוחסת ברוחב קבוע; אם נותן כלל היסחפות, הוא שומר על ה-n ביטים הנמוכים.

    דוגמה פתורה. מיקום משקלים קובע את הערך העשרוני

    הדיגיטים הבינאריים 1101 מיושרים עם משקלי מיקום 8, 4, 2 ו-1.

    מספר ידוע $1101_2$. השתמש במשקלים מימין לשמאל: 1, 2, 4 ו-8.

    $$V=\sum d_i2^i$$
    $$V=1(8)+1(4)+0(2)+1(1)=13$$

    אותו ערך הוא D באחזורית. אפסים מובילים לא ישנו ערך אי-שלילי זה אך יכולים לתעד רוחב רצוי.

    דף תרגול 4.2 כולל בעיות הולכות ומתקשות ופתרונות שנבדקו באופן עצמאי.

    4.3

    יישומים בינאריים

    סיילבוס

    יחידה 3 מתוך 5 ב-GAC024 מתמטיקה דיסקרטית (רמה III). המודול מיועד ללימוד במשך כ-40 שעות לימוד פנים מול פנים ו-20 שעות לימוד עצמאי, ומשועף במרכז ההוראה על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC024.2: הבנת הקשרים בין מערכי ספירה שונים ויכולת לבצע פעולות אריתמטיות בינאריות פשוטות.

    מטרות למידה GAC024.5: שימוש באותנטיות הבסיס של אלגברת בוליאן כדי לנתח מעגלים לוגיים ולהבין את העקרונות הבסיסיים של לוגיקה פרופוזיציונלית.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    • חישוב בינארי מחשב כמו בעשרוני, עם החלקה ב-2 במקום ב-10.
    • ביט הוא דיגיט בינארי אחד; בייט הוא שמונה.
    • אלגברה בוליאנית עובדת על נכון ושקר עם AND, OR ו-NOT.
    • טבלת אמת מפרטת כל צירוף כניסה בוליאני ותוצאה. התאמת כל שורה מוכיחה שוויון עבור אותם כניסות בוליאניות סופיות; היא אינה מוכיחה זמן מעגל פיזי או אבטחה במערכת אמיתית.
    • שער לוגי מממש פעולות מצוינות, ומעגל לוגי מקשר ביניהן. עקוב אחרי הלוגיקה המופשטת לפי חיבוריה וקונבנציות הכניסה.

    השתמש ב-OR כולל ובסוגריים מפורשים. דה מורגן נותן $\neg(A\land B)=(\neg A)\lor(\neg B)$. NOT ביט-לפי-ביט הופך רק את הרוחב המצויין, ולא ייצוג אינסופי לא מוגדר.

    דוגמה פתורה. תוצאת OR מופכת על ידי NOT

    כניסות A ו-B נכנסות למחסן מסומן OR, whose output enters a NOT-labelled block to give Y.

    ידוע: $Y=\neg(A\lor B)$. OR כולל הוא שקר רק כאשר שתי הכניסות הן שקר; NOT הופך תוצאה זו. בסדר השורות $(A,B)=(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)$, עמודת התוצאה היא 1, 0, 0, 0. דה מורגן נותן ביטוי שקול $(\neg A)\land(\neg B)$.

    דף תרגול 4.3 כולל בעיות הולכות ומתקשות ופתרונות שנבדקו באופן עצמאי.

    מילון מונחים אימון
    English עברית
    binary/ˈbaɪnəri/ דו-ספרתי
    hexadecimal/ˌheksəˈdesɪml/ מעריכי
    place value/pleɪs ˈvæljuː/ ערך מקום
    Binary arithmetic/ˈbaɪnəri əˈrɪθmətɪk/ חישוב בינארי
    bit/bɪt/ ביט
    byte/baɪt/ בייט
    Boolean algebra/ˈbuːlɪən ˈældʒɪbrə/ אלגברה בולית
    truth table/truːθ ˈteɪbl/ טבלת אמת
    Logic gates/ˈlɒdʒɪk ɡeɪts/ שער לוגיקי
    logic circuit/ˈlɒdʒɪk ˈsɜːkɪt/ מעגל לוגי
    4.4

    אלגוריתמים

    סיילבוס

    יחידה 4 מתוך 5 ב-GAC024 מתמטיקה דיסקרטית (רמה III). המודול מיועד ללימוד במשך כ-40 שעות לימוד פנים מול פנים ו-20 שעות לימוד עצמאי, ומשועף במרכז ההוראה על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC024.3: בנייה וניתוח של אלגוריתמים ותרשימי זרימה עבור הליכים מתמטיים כלליים פשוטים.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    • אלגוריתם מתאר שלבים חד-משמעים למשימה. הליך הפותר את המשימה הסופית המצוינת חייב להסתיים ולתת את התוצאה הנדרשת עבור הכניסות המותרות לו.
    • תרשים זרימה מצייר אותו: החלטה היא יהלום, תהליך הוא מלבן.
    • 伪代码 מייצג את שלביו ללא הצורך בשפת יישום ספציפית. הגדר הקצאה, גבולות לולאה וקונבנציות אינדקס לפני מעקב.
    • מעקב באלגוריתם — טבלה עם עמודה אחת לכל משתנה ושורה אחת לכל שלב — מקלט עדכונים בפועל. מעקב בודק את הכניסה הנבחרת; טענה לכל הכניסות המותרות דורשת גם ארגומנט נכונות.
    • יעילות היא גורם מפתח: חיפוש ליני יכול להיפסק מוקדם אך עשוי לבדוק את כל n הפריטים. חיפוש בינארי פולט שוב ושוב מחצית מטווח החיפוך הממוין; מספר ההשוואות הלוגריתמי שלו דורש נתונים מסודרים וקבועי גבול.

    דוגמה מוצגת. חזור על שלב שארית עד שהמספר השני הוא אפס

    תרשים זרימת אלגוריתם אוקלידים בודק אם b שווה לאפס, ואחר כך מחשב שארית ומעדכן את הזוג לפני חזרה לבדיקה.

    נתון: מתחילים עם מספרים שלמים חיוביים a שווה ל-10 ו-b שווה ל-6. כל עוד b אינו אפס, מחשבים r כ-a MOD b, ולאחר מכן מציבים a ב-value של b ו-b ב-value של r. הזוגות לאחר איטרציות מלא הן (6,4), (4,2), (2,0), מה שמניב תוצאה 2. ה-r הארעי שומר על השארית לפני ש-a ו-b משתנים. כל שארית אינה-אפסית קטנה יותר מה-b החיובי הקודם, תומכת בהפסקה.

    עליון תרגול 4.4 כולל בעיות הולכות ומתקשות ופתרונות שנבדקו באופן עצמאי.

    מילון מונחים אימון
    English עברית
    algorithm/ˈælɡərɪθəm/ אלגוריתם
    flowchart/ˈfləʊtʃɑːt/ תרשים זרימה
    Pseudocode/ˈsuːdəʊkəʊd/ פסאודוקוד
    Tracing/ˈtreɪsɪŋ/ מעקב
    Efficiency/ɪˈfɪʃənsi/ יעילות
    4.5

    גרפים ורשתות

    סיילבוס

    יחידה 5 מתוך 5 ב-GAC024 מתמטיקה דיסקרטית (רמה III). המודול מיועד ללימוד במשך כ-40 שעות לימוד פנים מול פנים ו-20 שעות לימוד עצמאי, ומשועף במרכז ההוראה על ידי ACT — אין מבחן חיצוני.

    תוצאות המודול שהיחידה הזו שואפת להשיג:

    מטרות למידה GAC024.4: זיהוי סוגים, תכונות ויישומים בסיסיים של גרפים ועצים.

    מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'

    • גרף הוא סט של קודקודים המחוברים על ידי קשרים. הוא מדגם כל דבר עם קשרים: כבישים, חברויות, תלות.
    • לגרף פשוט בלתי מכוון ללא לולאות או קשרים חוזרים, ה-דרגה סופרת את הקשרים הנכנסים. כל קשר תורם שניים לסך הדרגות הכולל.
    • עץ הוא גרף מקוון ללא מחלקות, ועץ סופי עם n קודקודים יש לו n פחות 1 קשרים. דגמים היררכיים מסוימים משתמשים בעצים, אך מערכות אמיתיות יכולות גם להכיל קשרים צולבים או מחלקות.
    • בעיית מסלול קצר ביותר שואלת למצוא את הדרך הזולה ביותר בין שני קודקודים, לפי משקל כולל תחת האילוצים הנקובים, ולא לפי מספר הקשרים בלבד. עץ כיסוי מינימלי במקום זאת מחבר כל קודקוד ללא מחלקות ומזעיר את משקל הקשרים הנכללים הכולל.

    דוגמה מוצגת. השוו את משקל המסלול הכולל, ולא את מספר הקשרים

    רשת בלתי מכונית מחברת A ל-B במשקל 2, B ל-C ב-3, A ל-C ב-8 ו-C ל-D ב-1.

    משקלי הקשרים הידועים הם AB = 2, BC = 3, AC = 8 ו-CD = 1. המסלול A-C-D יש לו משקל 9, בעוד ש-A-B-C-D יש לו משקל 6. לכן, המסלול בעל שלושה קשרים הוא קצר יותר במשקל למרות שהוא מכיל יותר קשרים. עץ הכיסוי המינימלי לרשת קטנה זו משתמש ב-AB, BC ו-CD עם סך של 6; התאמת הסכים כאן אינה הופכת את המשימות לאותיות.

    עליון תרגול 4.5 כולל בעיות הולכות ומתקשות ופתרונות שנבדקו באופן עצמאי.

    מילון מונחים אימון
    English עברית
    graph/ɡræf/ גרף
    vertices/ˈvɜːtɪsiːz/ קודקודים
    edges/ˈedʒɪz/ קשתות
    degree/dɪˈɡriː/ מעלה
    tree/triː/ עץ
    shortest path/ˈʃɔːtɪst pæθ/ שביל קצר ביותר

היכנס או צור חשבון

IGCSE, A-Level & AP