Egzamin gimnazjalny 2012 - matematyka
Zadanie 1. (1pkt) Na diagramie przedstawiono wyniki pracy klasowej z matematyki w pewnej klasie.
Z informacji podanych na diagramie wynika, że:
A. Pracę klasową pisało \(30\) uczniów
B. Najczęściej powtarzającą się oceną jest \(4\)
C. Mediana wyników z pracy klasowej wynosi \(2\)
D. Średnia wyników z pracy klasowej jest równa \(3,6\)
Wyjaśnienie:
Sprawdźmy poprawność każdej z odpowiedzi:
Odp. A. Pracę klasową pisało \(30\) uczniów
Komentarz: To nieprawda, bo pracę klasową napisało \(2+2+8+7+4+2=25\) uczniów.
Odp. B. Najczęściej powtarzającą się oceną jest \(4\)
Komentarz: To nieprawda, bo najczęściej powtarzającą się oceną jest \(3\).
Odp. C. Mediana wyników z pracy klasowej wynosi \(2\)
Komentarz: To nieprawda. Aby obliczyć medianę powinniśmy ułożyć zdobywane oceny od najmniejszej do największej, a mediana byłaby środkową wartością w tym ciągu. Tutaj jednak nie musimy tego ciągu wypisywać, wystarczy przyjrzeć się danym w treści zadania. Mamy \(25\) ocen, więc medianą byłaby \(13\)-sta ocena w takim ciągu. Skoro mamy tylko dwie jedynki oraz dwie dwójki, to początek tego ciągu wyglądałby w ten sposób: \(1,1,2,2,3,3...\). Piąta i każda kolejna ocena w tym ciągu jest już większa od dwójki. To właśnie sugeruje nam, że mediana wyników z pracy klasowej nie może być równa \(2\).
Odp. D. Średnia wyników z pracy klasowej jest równa \(3,6\)
Komentarz: To prawda. Suma wszystkich ocen jest równa:
$$2\cdot1+2\cdot2+8\cdot3+7\cdot4+4\cdot5+2\cdot6=2+4+24+28+20+12=90$$
Sprawdzian pisało \(25\) uczniów, więc średnia arytmetyczna będzie równa \(\frac{90}{25}=3,6\).
Zadanie 5. (1pkt) Oceń prawdziwość podanych zdań.
Liczba \(1725\) jest liczbą podzielną przez \(15\).
Liczba \(1725\) jest wielokrotnością \(125\).
Odpowiedź
1) PRAWDA
2) FAŁSZ
Wyjaśnienie:
Krok 1. Ocena prawdziwości pierwszego zdania.
Pierwsze zdanie jest prawdą, bo \(1725\) dzieli się bez reszty przez \(15\) dając wynik równy \(115\) (możemy to obliczyć chociażby pisemnie).
Tak na marginesie warto wspomnieć, że liczba jest podzielna przez \(15\) jeżeli dzieli się jednocześnie przez \(3\) oraz \(5\).
Liczba \(1725\) dzieli się przez \(3\) (bo suma cyfr \(1+7+2+5=15\) jest liczbą podzielną przez \(3\)) oraz dzieli się przez \(5\), bo ostatnią cyfrą jest piątka. Udowodniliśmy wiec, że \(1725\) jest podzielne przez \(3\) oraz \(5\), zatem jest też podzielne przez \(15\).
Krok 2. Ocena prawdziwości drugiego zdania.
Drugie zdanie jest nieprawdą, bo po podzieleniu \(1725\) przez \(125\) otrzymamy ułamek \(13,8\).
Zadanie 10. (1pkt) Organizatorzy konkursu matematycznego przygotowali zestaw, w którym było \(10\) pytań z algebry i \(8\) pytań z geometrii. Uczestnicy konkursu losowali kolejno po jednym pytaniu, które po wylosowaniu było usuwane z zestawu. Pierwszy uczestnik wylosował pytanie z algebry.
Oceń prawdziwość podanych zdań.
Prawdopodobieństwo wyciągnięcia przez drugą osobę pytania z algebry jest równe \(\frac{9}{17}\).
Prawdopodobieństwo wyciągnięcia przez drugą osobę pytania z geometrii się nie zmieniło.
Odpowiedź
1) PRAWDA
2) FAŁSZ
Wyjaśnienie:
Krok 1. Ocena prawdziwości pierwszego zdania.
Pierwsze zdanie jest prawdą. Na początku mieliśmy \(18\) pytań w tym \(10\) z algebry. Jeżeli ktoś wylosował jedno pytanie z algebry, to tych pytań zostało \(17\) z czego z algebry jest \(9\). To oznacza, że faktycznie szanse na wylosowanie pytania z algebry wynoszą \(\frac{9}{17}\).
Krok 2. Ocena prawdziwości drugiego zdania.
Drugie zdanie jest nieprawdą. Na początku mieliśmy \(18\) pytań z czego \(8\) było z geometrii. Na początku szanse na wylosowanie zadania z geometrii wynosiły zatem \(\frac{8}{18}\). Po wylosowaniu pytania z algebry mamy w puli nadal \(8\) zadań z geometrii, ale wszystkich zadań jest już tylko \(17\), co sprawia że szanse na wylosowanie pytania z geometrii wynoszą teraz \(\frac{8}{17}\).
Zadanie 13. (1pkt) Małgosia narysowała równoległobok położony w układzie współrzędnych tak jak na pierwszym rysunku. Kolejne przystające do niego równoległoboki rysowała w taki sposób, że dolny lewy wierzchołek rysowanego równoległoboku był środkiem górnego boku poprzedniego równoległoboku (rysunek 2.).
Współrzędne prawego górnego wierzchołka ostatniego narysowanego równoległoboku są równe \((a,b)\). Współrzędne takiego wierzchołka w następnym równoległoboku będą równe:
A. \((a+4, b+2)\)
B. \((a+2, b+3)\)
C. \((a+3, b+2)\)
D. \((a+3, b+1)\)
Wyjaśnienie:
Z rysunku wynika, że każdy kolejny równoległobok powiększa współrzędną iksową o \(3\) jednostki, a każdą współrzędną igrekową o \(2\) jednostki. W związku z tym jeżeli współrzędne prawego górnego wierzchołka są równe \((a,b)\), to po dorysowaniu kolejnego równoległoboku będziemy mieć współrzędne \((a+3, b+2)\).
Zadanie 16. (1pkt) Trzy kutry rybackie \(A\), \(B\) i \(C\) są jednakowo oddalone od platformy wiertniczej. Wzajemne położenie kutrów przedstawiono na rysunku. Platforma wiertnicza znajduje się w punkcie \(O\) (niezaznaczonym na rysunku).
Oceń prawdziwość podanych zdań.
Punkt \(O\) jest punktem przecięcia dwusiecznych kątów trójkąta \(ABC\).
Punkt \(O\) jest środkiem okręgu opisanego na trójkącie \(ABC\).
Odpowiedź
1) FAŁSZ
2) PRAWDA
Wyjaśnienie:
Krok 1. Ocena prawdziwości pierwszego zdania.
Pierwsze zdanie jest nieprawdą. Aby punkty były jednakowo oddalone od platformy wiertniczej, to punkt \(O\) musi być środkiem okręgu opisanego na trójkącie \(ABC\).
Krok 2. Ocena prawdziwości drugiego zdania.
Drugie zdanie jest prawdą. Rzeczywiście ten punkt \(O\) będzie środkiem okręgu opisanego na trójkącie \(ABC\). Tylko wtedy odległość od punktu \(O\) do kutrów będzie jednakowa.
Zadanie 17. (1pkt) Na rysunku przedstawiono dwa trójkąty prostokątne. Czy te trójkąty są trójkątami podobnymi?
A. Tak, ponieważ każde dwa trójkąty prostokątne są podobne
B. Tak, ponieważ miary kątów ostrych jednego trójkąta są takie same jak miary kątów ostrych drugiego trójkąta
C. Nie, ponieważ miary kątów ostrych jednego trójkąta są różne od miar kątów ostrych drugiego trójkąta
D. Nie, ponieważ miary kątów ostrych jednego trójkąta są takie same jak miary kątów ostrych drugiego trójkąta
Wyjaśnienie:
Krok 1. Obliczenie miary trzeciego kąta pierwszego trójkąta.
Suma kątów w trójkącie jest równa \(180°\). W pierwszym trójkącie znamy miary dwóch kątów, czyli \(90°\) oraz \(57°\), zatem trzeci kąt ma miarę:
$$180°-90°-57°=33°$$
Krok 2. Obliczenie miary trzeciego kąta drugiego trójkąta.
W drugim trójkącie znamy miary \(90°\) oraz \(33°\), zatem trzeci kąt ma miarę:
$$180°-90°-33°=57°$$
Krok 3. Analiza otrzymanych wyników.
Z naszych obliczeń wynika jasno, że obydwa trójkąty mają identyczne miary kątów. To oznacza, że są to trójkąty podobne, ponieważ miary kątów ostrych jednego trójkąta są takie same jak miary kątów ostrych drugiego trójkąta.
Zadanie 18. (1pkt) Kształt i wymiary deski do krojenia przedstawiono na rysunku.
Powierzchnia tej deski (w \(cm^2\)) jest równa:
A. \(400+50π\)
B. \(40+50π\)
C. \(400+100π\)
D. \(40+100π\)
Wyjaśnienie:
Krok 1. Sporządzenie rysunku pomocniczego.
Deska sama w sobie ma dość nietypowy kształt, zatem jej powierzchni nie obliczymy ot tak podstawiając coś do wzoru na powierzchnię. Możemy jednak dostrzec, że dałoby się podzielić tę deskę na dwie różne figury, których pola będą możliwe do policzenia - kwadrat oraz połowa koła.
Krok 2. Obliczenie pola kwadratu.
Pierwszą figurą jest kwadrat o boku \(20cm\), zatem jego pole powierzchni będzie równe:
$$P=20cm\cdot20cm=400cm^2$$
Krok 3. Obliczenie pola połowy koła.
Drugą częścią naszej deski jest połowa koła. Jednak najpierw policzymy pole całego koła, a dopiero potem podzielimy sobie otrzymany wynik przez dwa. Wzór na pole koła jest następujący:
$$P=πr^2$$
Do obliczenia pola koła potrzebujemy znać długość promienia okręgu. Z rysunku widać, że każda kratka ma długość \(5cm\), zatem skoro promień okręgu ma długość dwóch kratek, to \(r=10cm\). To oznacza, że pole okręgu jest równe:
$$P=π\cdot(10cm)^2 \\
P=100πcm^2$$
Zgodnie z naszą analizą potrzebujemy połowy pola naszego koła. Zatem interesująca nas część będzie miała pole
$$P=100πcm^2:2=50πcm^2$$
Krok 4. Obliczenie pola powierzchni deski.
Pole deski jest sumą pola kwadratu oraz połówki koła, zatem:
$$P=400cm^2+50πcm^2$$
Zadanie 21. (4pkt) Asia, Kasia i Wojtek przesadzają kwiatki do doniczek. Każde z nich ma \(6\)-litrowy worek ziemi ogrodniczej i doniczki dwóch wielkości. Asia wykorzystała całą ziemię, którą dysponowała, i napełniła \(2\) duże doniczki i \(9\) małych. Kasia całą swoją ziemię zużyła do wypełnienia \(4\) dużych i \(6\) małych doniczek. Wojtek chciałby wypełnić ziemią \(5\) dużych i \(4\) małe doniczki. Czy wystarczy mu ziemi, którą ma w worku? Uzasadnij odpowiedź.
Odpowiedź
Wojtkowi wystarczy ziemi do zapełnienia doniczek.
Wyjaśnienie:
Jest bardzo wiele sposobów by dojść do odpowiedzi na postawione pytanie, ale najprostszą metodą będzie po prostu ułożenie i rozwiązanie odpowiedniego układu równań.
Krok 1. Ułożenie układu równań.
Wprowadźmy sobie następujące oznaczenia:
\(x\) - pojemność dużej doniczki
\(y\) - pojemność małej doniczki
Wiemy, że Asia użyła \(2\) doniczek dużych i \(9\) małych, wypełniając je sześcioma litrami ziemi, zatem:
$$2x+9y=6$$
W przypadku Wojtka wiemy, że użył on \(4\) duże doniczki i \(6\) małych, zatem:
$$4x+6y=6$$
Mamy dwa równania, więc powstał nam następujący układ równań:
$$\begin{cases}
2x+9y=6 \\
4x+6y=6
\end{cases}$$
Krok 2. Rozwiązanie powstałego układu równań.
Musimy rozwiązać powstały układ równań. Najprościej będzie chyba wymnożyć pierwsze równanie przez \(2\) i zastosować metodę podstawiania:
\begin{cases}
2x+9y=6 \quad\bigg/\cdot2\\
4x+6y=6
\end{cases}
\begin{cases}
4x+18y=12 \\
4x+6y=6
\end{cases}
\begin{cases}
4x=12-18y \\
4x+6y=6
\end{cases}
Podstawiając pierwsze równanie do drugiego otrzymamy:
$$12-18y+6y=6 \\
-12y=-6 \\
y=0,5[litra]$$
Znając wartość igreka możemy go podstawić do dowolnego równania i wyznaczyć w ten sposób wartość iksa. Podstawiając \(y=0,5\) do pierwszego równania otrzymamy:
$$2x+9\cdot0,5=6 \\
2x+4,5=6 \\
2x=1,5 \\
x=0,75[litra]$$
To oznacza, że rozwiązaniem naszego układu równań jest para liczb:
$$\begin{cases}
x=0,75 \\
y=0,5
\end{cases}$$
Krok 3. Analiza otrzymanych wyników.
Przedmiotem naszego zadania nie jest jednak tylko wyznaczenie pojemności doniczek, ale odpowiedź na pytanie czy Wojtek jest w stanie zapełnić ziemią swoje doniczki. Skoro Wojtek ma \(5\) duży doniczek i \(4\) małe, to pojemność jego doniczek jest równa:
$$5\cdot0,75+4\cdot0,5=3,75+2=5,75[litra]$$
Wniosek z tego jest taki, że skoro Wojtek ma \(6\) litrów ziemi, a jego doniczki mają objętość równą \(5,75\) litra, to znaczy że chłopcu jak najbardziej wystarczy ziemi i jeszcze zostanie mu w worku \(6-5,75=0,25\) litra ziemi.
Wyjaśnienie punktacji:
Przyznaj sobie:
0 pkt
• Gdy brakuje jakiegokolwiek postępu prowadzącego do rozwiązania zadania.
1 pkt
• Gdy zapiszesz poprawny układ równań (Krok 1.).
2 pkt
• Gdy obliczysz objętość małej i dużej doniczki (Krok 2.).
ALBO
• Gdy ustalisz, że objętość małej doniczki stanowi \(\frac{2}{3}\) pojemności dużej doniczki lub też że pojemność dużej doniczki jest \(1,5\) razy większa od małej.
3 pkt
• Gdy obliczysz wszystkie elementy zadania, ale otrzymany wynik będzie błędny jedynie ze względu na błąd rachunkowy.
ALBO
• Gdy wykonasz wszystkie obliczenia poprawnie, ale wyciągniesz błędny wniosek związany z tym czy Wojtkowi wystarczy ziemi.
4 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik.
Zadanie 22. (2pkt) Trzy proste przecinające się w sposób przedstawiony na rysunku tworzą trójkąt \(ABC\). Uzasadnij, że trójkąt \(ABC\) jest równoboczny.
Odpowiedź
Udowodniono obliczając miary poszczególnych kątów.
Wyjaśnienie:
Krok 1. Wyznaczenie miary kąta \(CAB\).
Kąt \(CAB\) jest kątem przyległym do kąta o mierze \(120°\), a z własności kątów podobnych wiemy, że suma ich miar wynosi \(180°\). To oznacza, że:
$$|\sphericalangle CAB|=180°-120°=60°$$
Krok 2. Obliczenie miary kąta \(ABC\) oraz \(ACB\).
Zacznijmy od kąta \(ABC\). Jest on kątem wierzchołkowym do kąta \(α\) znajdującego się przy wierzchołku \(B\), zatem możemy zapisać, że:
$$|\sphericalangle ABC|=α$$
Mamy więc następującą sytuację:
O naszym trójkącie wiemy, że ma w sobie kąt \(60°\) oraz jakieś dwa kąty o jednakowej mierze \(α\). Spróbujmy zatem wyznaczyć wartość tej \(α\). Wiemy, że suma kątów w trójkącie jest równa \(180°\), zatem prawdziwą będzie równość:
$$2α+60°=180° \\
2α=120° \\
α=60°$$
Czyli:
$$|\sphericalangle ABC|=60° \\
|\sphericalangle ACB|=60°$$
Krok 3. Zakończenie dowodzenia.
Z naszej analizy wynika, że wszystkie kąty trójkąta \(ABC\) mają miarę \(60°\). Jest to charakterystyczna cecha trójkąta równobocznego, zatem udowadniając miary tych poszczególnych kątów możemy stwierdzić, że trójkąt \(ABC\) jest jak najbardziej trójkątem równobocznym.
Wyjaśnienie punktacji:
Przyznaj sobie:
0 pkt
• Gdy brakuje jakiegokolwiek postępu prowadzącego do rozwiązania zadania.
1 pkt
• Gdy obliczysz miarę kąta \(\sphericalangle ABC|=60°\) (Krok 1.) oraz zapiszesz, że \(|\sphericalangle ABC|=α\) (Krok 2.).
2 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik.
Zadanie 23. (4pkt) Obwód trapezu równoramiennego jest równy \(72cm\), ramię ma długość \(20cm\), a różnica długości podstaw wynosi \(24cm\). Oblicz pole tego trapezu.
Odpowiedź
Pole trapezu jest równe \(256cm^2\).
Wyjaśnienie:
Krok 1. Sporządzenie rysunku pomocniczego.
Aby rozpocząć rozwiązywanie zadania spróbujmy sobie naszkicować nasz trapez, tak aby dostrzec wszelkie zależności z których potem będziemy mogli skorzystać:
Krok 2. Obliczenie długości podstawy dolnej i górnej.
Skoro obwód naszego trapezu jest równy \(72cm\), a ramiona mają długość po \(20cm\) każde, to na obydwie podstawy zostaje nam:
$$72cm-20cm-20cm=32cm$$
Zapiszmy teraz to co wiemy o naszych podstawach w formie wyrażeń algebraicznych:
\(x\) - długość dłuższej podstawy (dolnej)
\(x-24\) - długość krótszej podstawy (górnej)
Skoro suma tych dwóch podstaw ma mieć długość \(32cm\), to prawdziwym będzie równanie:
$$x+(x-24)=32 \\
2x-24=32 \\
2x=56 \\
x=28[cm]$$
To oznacza, że dłuższa podstawa ma \(28cm\), a krótsza ma \(28cm-24cm=4cm\).
Krok 3. Obliczenie długości odcinka \(AE\).
Z własności trapezów równoramiennych wiemy, że \(|AE|=|FB|\). Możemy też wywnioskować, że suma tych dwóch odcinków jest równa dokładnie \(24cm\), czyli tyle ile wynosi różnica między podstawami trapezu. Skoro tak, to odcinek \(AE\) ma długość równą połowie tej różnicy, czyli \(24cm:2=12cm\).
Krok 4. Obliczenie wysokości trapezu.
Skorzystamy tutaj z trójkąta \(AED\) i Twierdzenia Pitagorasa. Szukamy wysokości \(DE\), a znamy już miary \(AE\) oraz \(AD\), zatem:
$$12^2+h^2=20^2 \\
144+h^2=400 \\
h^2=256 \\
h=16[cm]$$
Krok 5. Obliczenie pola trapezu.
Znamy już wszystkie potrzebne miary, zatem możemy przystąpić do obliczenia pola trapezu:
$$P=\frac{1}{2}(a+b)\cdot h \\
P=\frac{1}{2}(28+4)\cdot16 \\
P=\frac{1}{2}\cdot32\cdot16 \\
P=16\cdot16 \\
P=256[cm^2]$$
Wyjaśnienie punktacji:
Przyznaj sobie:
0 pkt
• Gdy brakuje jakiegokolwiek postępu prowadzącego do rozwiązania zadania.
1 pkt
• Gdy obliczysz długość krótszej lub dłuższej podstawy (Krok 2.) lub zapiszesz, że suma długości podstaw wynosi \(32cm\).
ALBO
• Gdy obliczysz długość odcinka \(AE\) (Krok 3.).
2 pkt
• Gdy obliczysz wysokość trapezu (Krok 4.).
3 pkt
• Gdy obliczysz wszystkie elementy zadania, ale otrzymany wynik będzie zły ze względu na błąd rachunkowy.
4 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik.