Matura z matematyki (poziom podstawowy) - Maj 2017
Arkusz maturalny zawiera 25 zadań zamkniętych oraz 9 zadań otwartych. Łącznie do zdobycia jest 50 punktów, a sugerowany maksymalny czas rozwiązywania to 170 minut.
W przypadku zadań zamkniętych musisz wybrać jedną z czterech odpowiedzi ABCD. Zadania otwarte rozwiąż na kartce papieru, a następnie przydziel sobie za nie odpowiednią liczbę punktów zgodnie z punktacją, która wyświetli się na ekranie. Zadania otwarte mają dodatkowo możliwość podejrzenia proponowanego rozwiązania, tak abyś mógł/a jak najrzetelniej przyznać sobie punkty za zadanie.
Jeżeli nie masz pewności jak rozwiązać dane zadanie, to możesz je opuścić i wrócić niego w dowolnej chwili. Kiedy uzupełnisz wszystkie zadania kliknij w przycisk zakończ. Na ekranie pojawi Ci się wtedy liczba zdobytych punktów oraz będziesz mieć możliwość przejrzenia swoich odpowiedzi wraz z pełnymi rozwiązaniami krok po kroku. Jeżeli jesteś gotowy/a to możesz przejść do pierwszego zadania.
Zadanie 1. (1pkt) Liczba \(5^8\cdot16^{-2}\) jest równa:
Zadanie 2. (1pkt) Liczba \(\sqrt[3]{54}-\sqrt[3]{2}\) jest równa:
Zadanie 3. (1pkt) Liczba \(2\log_{2}3-2\log_{2}5\) jest równa:
Zadanie 4. (1pkt) Liczba osobników pewnego zagrożonego wyginięciem gatunku zwierząt wzrosła w stosunku do liczby tych zwierząt z 31 grudnia 2011r. o \(120\%\) i obecnie jest równa \(8910\). Ile zwierząt liczyła populacja tego gatunku w ostatnim dniu 2011 roku?
Zadanie 5. (1pkt) Równość \((x\sqrt{2}-2)^2=(2+\sqrt{2})^2\) jest:
Zadanie 6. (1pkt) Do zbioru rozwiązań nierówności \((x^4+1)(2-x)\gt0\) nie należy liczba:
Zadanie 7. (1pkt) Wskaż rysunek, na którym jest przedstawiony zbiór wszystkich rozwiązań nierówności \(2-3x\ge4\).
Zadanie 8. (1pkt) Równanie \(x(x^2-4)(x^2+4)=0\) z niewiadomą \(x\):
Zadanie 9. (1pkt) Miejscem zerowym funkcji liniowej \(f(x)=\sqrt{3}(x+1)-12\) jest liczba:
Zadanie 10. (1pkt) Na rysunku przedstawiono fragment wykresu funkcji kwadratowej \(f(x)=ax^2+bx+c\), o miejscach zerowych: \(-3\) i \(1\).
Współczynnik \(c\) we wzorze funkcji \(f\) jest równy:
Zadanie 11. (1pkt) Na rysunku przedstawiono fragment wykresu funkcji wykładniczej \(f\) określonej wzorem \(f(x)=a^x\). Punkt \(A=(1,2)\) należy do wykresu funkcji.
Podstawa \(a\) potęgi jest równa:
Zadanie 12. (1pkt) W ciągu arytmetycznym \((a_{n})\), określonym dla \(n\ge1\), dane są: \(a_{1}=5\), \(a_{2}=11\). Wtedy:
Zadanie 13. (1pkt) Dany jest trójwyrazowy ciąg geometryczny \((24,\;6,\;a-1)\). Stąd wynika, że:
Zadanie 14. (1pkt) Jeżeli \(m=sin50°\), to:
Zadanie 15. (1pkt) Na okręgu o środku w punkcie \(O\) leży punkt \(C\) (zobacz rysunek). Odcinek \(AB\) jest średnicą tego okręgu. Zaznaczony na rysunku kąt środkowy \(α\) ma miarę:
Zadanie 16. (1pkt) W trójkącie \(ABC\) punkt \(D\) leży na boku \(BC\), a punkt \(E\) leży na boku \(AB\). Odcinek \(DE\) jest równoległy do boku \(AC\), a ponadto \(|BD|=10\), \(|BC|=12\) i \(|AC|=24\) (zobacz rysunek).
Długość odcinka \(DE\) jest równa:
Zadanie 17. (1pkt) Obwód trójkąta przedstawionego na rysunku jest równy:
Zadanie 18. (1pkt) Na rysunku przedstawiona jest prosta \(k\) o równaniu \(y=ax\), przechodząca przez punkt \(A=(2,-3)\) i przez początek układu współrzędnych, oraz zaznaczony jest kąt \(α\) nachylenia tej prostej od osi \(Ox\). Zatem:
Zadanie 19. (1pkt) Na płaszczyźnie z układem współrzędnych proste \(k\) i \(l\) przecinają się pod kątem prostym w punkcie \(A=(-2,4)\). Prosta \(k\) jest określona równaniem \(y=-\frac{1}{4}x+\frac{7}{2}\). Zatem prostą \(l\) opisuje równanie:
Zadanie 20. (1pkt) Dany jest okrąg o środku \(S=(2,3)\) i promieniu \(r=5\). Który z podanych punktów leży na tym okręgu?
Zadanie 21. (1pkt) Pole powierzchni całkowitej graniastosłupa prawidłowego czworokątnego, w którym wysokość jest \(3\) razy dłuższa od krawędzi podstawy, jest równe \(140\). Zatem krawędź podstawy tego graniastosłupa jest równa:
Zadanie 22. (1pkt) Promień \(AS\) podstawy walca jest równy wysokości \(OS\) tego walca. Sinus kąta \(OAS\) (zobacz rysunek) jest równy:
Zadanie 23. (1pkt) Dany jest stożek o wysokości \(4\) i średnicy podstawy \(12\). Objętość tego stożka jest równa:
Zadanie 24. (1pkt) Średnia arytmetyczna ośmiu liczb: \(3,5,7,9,x,15,17,19\) jest równa \(11\). Wtedy:
Zadanie 25. (1pkt) Ze zbioru dwudziestu czterech kolejnych liczb naturalnych od \(1\) do \(24\) losujemy jedną liczbę. Niech \(A\) oznacza zdarzenie, że wylosowana liczba będzie dzielnikiem \(24\). Wtedy prawdopodobieństwo zdarzenia \(A\) jest równe:
Zadanie 26. (2pkt) Rozwiąż nierówność \(8x^2-72x\le0\).
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie punktacji:
Przyznaj sobie:
0 pkt
• Gdy brakuje jakiegokolwiek postępu prowadzącego do rozwiązania zadania.
1 pkt
• Gdy wyznaczysz miejsca zerowe, a w dalszej części zadania popełnisz błędy (patrz: Krok 1.).
ALBO
• Gdy błędnie wyznaczysz miejsca zerowe funkcji (np. w wyniku błędu rachunkowego przy liczeniu delty), ale dalszy tok rozwiązywania będzie poprawny.
2 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik (w postaci zapisanego przedziału lub w formie graficznej).
Wyjaśnienie:
Krok 1. Obliczenie miejsc zerowych wielomianu.
Oczywiście tę nierówność można obliczyć metodą delty, pamiętając tylko o tym, że w tym przypadku \(c=0\). Istnieje jednak znacznie prostsza metoda na wyznaczenie miejsc zerowych. Przyrównujemy wielomian do zera i zapisujemy go w postaci iloczynowej:
$$8x^2-72x=0 \\
8x(x-9)=0 \\
8x=0 \quad\lor\quad x-9=0 \\
x=0 \quad\lor\quad x=9$$
Krok 2. Szkicowanie wykresu paraboli.
Ramiona paraboli będą skierowane do góry, bo współczynnik \(a=8\) (czyli jest dodatni). Zaznaczamy na osi wyznaczone przed chwilą miejsca zerowe, pamiętając o tym że kropki będą zamalowane (bo w nierówności wystąpił znak \(\le\)).
Krok 3. Odczytanie rozwiązania.
Interesują nas wartości mniejsze lub równe zero, zatem poprawnym rozwiązaniem tej nierówności będzie przedział \(x\in\langle0;9\rangle\).
Zadanie 27. (2pkt) Wykaż, że liczba \(4^{2017}+4^{2018}+4^{2019}+4^{2020}\) jest podzielna przez \(17\).
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie punktacji:
Przyznaj sobie:
0 pkt
• Gdy brakuje jakiegokolwiek postępu prowadzącego do rozwiązania zadania.
1 pkt
• Gdy wyłączysz odpowiedni czynnik przed nawias i zapiszesz liczbę np. w postaci \(4^{2017}\cdot(1+4^1+4^2+4^3)\).
2 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik (w postaci zapisanego przedziału lub w formie graficznej).
Wyjaśnienie:
Aby wykazać, że dana liczba jest podzielna przez \(17\) to dobrze byłoby zamienić to dodawanie na iloczyn liczb (wyłączając przed nawias odpowiednie wartości) i to w taki sposób by jednym z czynników była albo liczba \(17\) albo jej wielokrotność. Na początku warto wyciągnąć przed nawias wartość \(4^{2017}\):
$$4^{2017}+4^{2018}+4^{2019}+4^{2020}= \\
=4^{2017}\cdot(1+4^1+4^2+4^3)= \\
=4^{2017}\cdot(1+4+16+64)= \\
=4^{2017}\cdot85= \\
=4^{2017}\cdot17\cdot5$$
Doprowadzenie równania do tej postaci kończy nasz dowód, bo skoro jednym z czynników równania jest liczba \(17\), to całe działanie jest także podzielne przez \(17\).
Zadanie 28. (2pkt) Dane są dwa okręgi o środkach w punktach \(P\) i \(R\), styczne zewnętrznie w punkcie \(C\). Prosta \(AB\) jest styczna do obu okręgów odpowiednio w punktach \(A\) i \(B\) oraz \(|\sphericalangle APC|=α\) i \(|\sphericalangle ABC|=β\) (zobacz rysunek). Wykaż, że \(α=180°-2β\).
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie punktacji:
Przyznaj sobie:
0 pkt
• Gdy brakuje jakiegokolwiek postępu prowadzącego do rozwiązania zadania.
1 pkt
• Gdy wykorzystasz własności trójkątów równoramiennych i/lub stycznych do okręgu, zapiszesz (lub zaznaczysz na rysunku) poszczególne miary kątów powiązując je z kątami \(α\) oraz \(β\) (patrz: Krok 1 oraz 2.).
Uwaga: W zadaniu jest bardzo dużo dróg dojścia do uzasadnienia, możesz więc przyznać sobie 1 punkt także za zapisanie zupełnie innych relacji, byleby były one powiązane z kątami \(α\) oraz \(β\) i by prowadziły do ostatecznego rozwiązania.
2 pkt
• Gdy przeprowadzisz pełne dowodzenie.
Wyjaśnienie:
Krok 1. Sporządzenie rysunku poglądowego.
Musimy dostrzec dwie bardzo ważne rzeczy.
Po pierwsze \(|\sphericalangle CBR|=|\sphericalangle BCR|\), bo trójkąt \(CRB\) jest równoramienny (ramiona mają długość promienia okręgu).
Po drugie \(|\sphericalangle PAB|=90°\) oraz \(|\sphericalangle ABR|=90°\), bo promienie okręgów poprowadzone do stycznej są do niej prostopadłe.
Spróbujmy więc nanieść na nasz rysunek te oznaczenia i jeszcze może dodatkowo zapiszmy, że \(|\sphericalangle PCB|=δ\) (przyda nam się to w kolejnym kroku):
Krok 2. Wyznaczenie miar kątów \(γ\) oraz \(δ\).
Skoro \(|\sphericalangle ABR|=90°\), to możemy napisać, że:
$$β+γ=90° \\
γ=90°-β$$
Kąt \(δ\) wyznaczymy z własności kątów przyległych:
$$|\sphericalangle PCB|+|\sphericalangle BCR|=180° \\
δ+γ=180°$$
Podstawiając wyznaczoną przed chwilą wartość \(γ=90°-β\) otrzymamy:
$$δ+90°-β=180° \\
δ=90°+β$$
Krok 3. Wyznaczenie miary kąta \(α\).
Patrzymy na czworokąt \(ABCP\). Suma miar tego czworokąta musi być równa \(360°\), zatem:
$$90°+β+δ+α=360° \\
90°+β+(90°+β)+α=360° \\
180°+2β+α=360° \\
α=180°-2β$$
Udało nam się wyznaczyć dokładnie taką samą wartość kąta \(α\) jak w treści zadania, więc dowód możemy uznać za skończony.
Zadanie 29. (4pkt) Funkcja kwadratowa \(f\) jest określona dla wszystkich liczb rzeczywistych \(x\) wzorem \(f(x)=ax^2+bx+c\). Największa wartość funkcji \(f\) jest równa \(6\) oraz \(f(-6)=f(0)=\frac{3}{2}\). Oblicz wartość współczynnika \(a\).
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie punktacji:
Przyznaj sobie:
0 pkt
• Gdy brakuje jakiegokolwiek postępu prowadzącego do rozwiązania zadania.
1 pkt
• Gdy obliczysz pierwszą współrzędną wierzchołka \(x_{W}=-3\) (patrz: Krok 2.).
ALBO
• Gdy zapiszesz wzór w postaci kanonicznej \(y=a(x-p)^2+q\) i zapiszesz, że \(q=6\).
ALBO
• Gdy zapiszesz równanie \(-\frac{Δ}{4a}=6\).
2 pkt
• Gdy zapiszesz wzór w postaci kanonicznej z podstawionymi współrzędnymi wierzchołka: \(y=a(x+3)^2+6\) (patrz: Krok 3.).
ALBO
• Gdy zapiszesz układ trzech równań z trzema niewiadomymi: \(a(-6)^2+b(-6)+c=\frac{3}{2}\) oraz \(a\cdot0-b\cdot0+c=\frac{3}{2}\) oraz \(-\frac{b^2-4ac}{4a}=6\),
3 pkt
• Gdy doprowadzisz zadanie do równania z jedną niewiadomą np. \(\frac{3}{2}=a(0+3)^2+6\) (patrz: Krok 4.).
ALBO
• Gdy obliczysz, że współczynnik \(b=3\) oraz \(c=\frac{3}{2}\).
4 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik.
Wyjaśnienie:
Krok 1. Sporządzenie rysunku poglądowego.
Na podstawie danych z treści zadania możemy naszkicować parabolę i spróbujmy zrobić to dość dokładnie, czyli tak aby przecięła nam oś igreków w punkcie \(y=\frac{3}{2}\) (bo \(f(0)=\frac{3}{2}\)) no i tak, żeby miała najwyższą wartość równą \(6\). I tu też ważna uwaga - skąd mamy wiedzieć, czy ramiona tej paraboli są skierowane do dołu czy do góry? Skoro funkcja kwadratowa przyjmuje jakąś największą wartość, no to jej wierzchołek musi być na samej górze paraboli, więc ramiona będą skierowane do dołu.
Dodatkowo zaznaczyłem na rysunku punkt \(S\). Jest to środek odcinka \(AB\). Przyda nam się on do zrozumienia tego jak obliczyć brakującą współrzędną wierzchołka.
Krok 2. Wyznaczenie współrzędnej \(x_{W}\) wierzchołka paraboli.
Wiemy, że nasz wierzchołek ma współrzędne \(W=(p;6)\). Brakuje nam pierwszej współrzędnej, ale wiemy że będzie ona jednakowa jak współrzędna iksowa punktu \(S\), bo wierzchołek leży dokładnie nad punktem \(S\). Zatem współrzędna iksowa wierzchołka może zostać wyliczona ze wzoru na środek odcinka \(AB\):
$$p=\frac{x_{A}+x_{B}}{2} \\
p=\frac{-6+0}{2} \\
p=-3$$
To oznacza, że znamy już pełne współrzędne wierzchołka paraboli \(P=(-3;6)\).
Krok 3. Zapisanie wzoru w postaci kanonicznej.
Znając współrzędne wierzchołka możemy skorzystać z postaci kanonicznej funkcji kwadratowej:
$$f(x)=a(x-p)^2+q \\
f(x)=a(x-(-3))^2+6 \\
f(x)=a(x+3)^2+6$$
Krok 4. Wyznaczenie wartości współczynnika \(a\).
Do powyższego wzoru funkcji wystarczy już tylko podstawić współrzędne jednego ze znanych nam punktów (musi to być inny punkt niż wierzchołek). Podstawmy więc współrzędne punktu przecięcia się paraboli z osią igreków, czyli \((0;\frac{3}{2})\) i tym samym wyznaczymy poszukiwaną wartość współczynnika \(a\):
$$f(x)=a(x+3)^2+6 \\
\frac{3}{2}=a(0+3)^2+6 \\
\frac{3}{2}=9a+6 \\
\frac{3}{2}=9a+\frac{12}{2} \\
9a=-\frac{9}{2} \\
a=-\frac{1}{2}$$
Zadanie 30. (2pkt) Przeciwprostokątna trójkąta prostokątnego ma długość \(26cm\), a jedna z przyprostokątnych jest o \(14cm\) dłuższa od drugiej. Oblicz obwód tego trójkąta.
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie punktacji:
Przyznaj sobie:
0 pkt
• Gdy brakuje jakiegokolwiek postępu prowadzącego do rozwiązania zadania.
1 pkt
• Gdy zapiszesz równanie kwadratowe z jedną niewiadomą np. \(x^2+(x+14)^2=26^2\) (patrz: Krok 1.).
ALBO
• Gdy zapiszesz układ równań: \(a^2+b^2=26^2\) oraz \(x^2+(x+14)^2=26^2\).
ALBO
• Gdy odgadniesz wszystkie długości boków trójkąta: \(10, 24, 26\) oraz podasz obwód \(Obw=60\), ale nie uzasadnisz (np. Twierdzeniem Pitagorasa), że jest to trójkąt prostokątny.
2 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik.
ALBO
• Gdy odgadniesz wszystkie długości boków trójkąta: \(10, 24, 26\) oraz podasz obwód \(Obw=60\) i uzasadnisz (np. Twierdzeniem Pitagorasa), że jest to trójkąt prostokątny.
Wyjaśnienie:
Krok 1. Wypisanie danych i wykorzystanie ich w Twierdzeniu Pitagorasa.
Zgodnie z treścią zadania:
\(x\) - długość pierwszej przyprostokątnej (w cm)
\(x+14\) - długość drugiej przyprostokątnej (w cm)
\(26\) - długość przeciwprostokątnej (w cm)
Możemy zatem ułożyć i rozwiązać następujące równanie:
$$x^2+(x+14)^2=26^2 \\
x^2+x^2+28x+196=676 \\
2x^2+28x+196=676 \\
2x^2+28x-480=0 \quad\bigg/:2 \\
x^2+14x-240=0$$
Ostatni krok z podzieleniem obu stron przez \(2\) nie jest konieczny, ale dzięki temu będziemy bazować na nieco mniejszych liczbach.
Krok 2. Rozwiązanie powstałego równania kwadratowego.
Współczynniki: \(a=1,\;b=14,\;c=-240\)
$$Δ=b^2-4ac=14^2-4\cdot1\cdot(-240)=196-(-960)=1156 \\
\sqrt{Δ}=\sqrt{1156}=34$$
$$x_{1}=\frac{-b-\sqrt{Δ}}{2a}=\frac{-14-34}{2\cdot1}=\frac{-48}{2}=-24 \\
x_{2}=\frac{-b+\sqrt{Δ}}{2a}=\frac{-14+34}{2\cdot1}=\frac{20}{2}=10$$
Ujemne rozwiązanie oczywiście odrzucamy, dlatego zostaje nam jedynie \(x=10\).
Krok 3. Obliczenie obwodu trójkąta.
Zgodnie z naszymi oznaczeniami z kroku pierwszego, boki trójkąta mają długość \(10\), \(24\) oraz \(26\), zatem obwód tej figury jest równy:
$$Obw=10+24+26=60[cm]$$
Zadanie 31. (2pkt) W ciągu arytmetycznym \((a_{n})\), określonym dla \(n\ge1\), dane są: wyraz \(a_{1}=8\) i suma trzech początkowych wyrazów tego ciągu \(S_{3}=33\). Oblicz różnicę: \(a_{16}-a_{13}\).
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie punktacji:
Przyznaj sobie:
0 pkt
• Gdy brakuje jakiegokolwiek postępu prowadzącego do rozwiązania zadania.
1 pkt
• Gdy obliczysz różnicę ciągu \(r=3\) (patrz: Krok 1.).
ALBO
• Gdy zapiszesz, że \(a_{1}+r=11\) lub \(a_{2}=11\) lub \(a_{16}-a_{13}=3r\).
2 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik.
Wyjaśnienie:
Krok 1. Wyznaczenie różnicy ciągu arytmetycznego.
Ze wzoru na \(n\)-ty wyraz ciąg arytmetycznego \(a_{n}=a_{1}+(n-1)r\) możemy zapisać, że:
$$a_{2}=a_{1}+r \\
a_{3}=a_{1}+2r$$
Skoro \(a_{1}=8\) oraz suma trzech początkowych wyrazów jest równa \(S_{3}=33\), to:
$$S_{3}=33 \\
a_{1}+a_{2}+a_{3}=33 \\
a_{1}+a_{1}+r+a_{1}+2r=33 \\
3\cdot8+3r=33 \\
24+3r=33 \\
3r=9 \\
r=3$$
Krok 2. Obliczenie wartości różnicy \(a_{16}-a_{13}\).
$$a_{16}=a_{1}+15r \\
a_{13}=a_{1}+12r$$
Zatem:
$$a_{16}-a_{13}=a_{1}+15r-(a_{1}+12r)=3r=3\cdot3=9$$
Zadanie 32. (5pkt) Dane są punkty \(A=(-4,0)\) i \(M=(2,9)\) oraz prosta \(k\) o równaniu \(y=-2x+10\). Wierzchołek \(B\) trójkąta \(ABC\) to punkt przecięcia prostej \(k\) z osią \(Ox\) układu współrzędnych, a wierzchołek \(C\) jest punktem przecięcia prostej \(k\) z prostą \(AM\). Oblicz pole trójkąta \(ABC\).
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie punktacji:
Przyznaj sobie:
0 pkt
• Gdy brakuje jakiegokolwiek postępu prowadzącego do rozwiązania zadania.
1 pkt
• Gdy wyznaczysz współrzędne \(B=(5;0)\) (patrz: Krok 2.).
ALBO
• Gdy wyznaczysz współczynnik kierunkowy prostej \(AB\): \(a=-\frac{3}{2}\).
2 pkt
• Gdy wyznaczysz równanie prostej \(AM\), czyli \(y=\frac{3}{2}x+6\) (patrz: Krok 3.).
ALBO
• Gdy zapiszesz zależność między długościami odcinków \(CD\) oraz \(DA\) (gdzie punkt \(D\) jest miejscem przecięcia się wysokości trójkąta z osią iksów): \(\frac{|CD|}{|AD|}=\frac{3}{2}\).
3 pkt
• Gdy wyznaczysz współrzędne \(C=\left(\frac{8}{7};\frac{54}{7}\right)\) (patrz: Krok 4.), ale nie obliczysz współrzędnych punktu \(B\).
ALBO
• Gdy obliczysz długość podstawy \(|AB|=9\) (patrz: Krok 5.) i zapiszesz równanie lub układ równań z którego można obliczyć współrzędne punktu \(C\) (patrz: Krok 4.).
ALBO
• Gdy zapiszesz równanie z jedną niewiadomą, z którego można wyznaczyć wysokość trójkąta \(ABC\) np. \(\frac{h}{9-\frac{1}{2}h}=\frac{3}{2}\).
4 pkt
• Gdy obliczysz zarówno współrzędne punktu \(B\) jak i \(C\) (patrz: Krok 2. oraz 4.)
ALBO
• Gdy obliczysz przynajmniej drugą współrzędną punktu \(C\), czyli \(y_{c}=\frac{54}{7}\) (patrz: Krok 4.) oraz wyznaczysz długość podstawy \(|AB|=9\) (patrz: Krok 5.).
ALBO
• Gdy zapiszesz, że wysokość trójkąta \(ABC\) to \(h=\frac{54}{7}\).
5 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik.
Wyjaśnienie:
Krok 1. Sporządzenie rysunku poglądowego.
Zróbmy sobie prosty szkic tej całej sytuacji i zaznaczmy w układzie współrzędnych dane z treści zadania:
Musimy wyznaczyć współrzędne punktu \(B\) (potrzebne będą do wyznaczenia długości podstawy) oraz współrzędne punktu \(C\) (potrzebne do wyznaczenia wysokości trójkąta).
Krok 2. Wyznaczenie współrzędnych punktu \(B\).
Wyznaczenie współrzędnych tego punktu jest stosunkowo dość proste, bo jest to tak naprawdę miejsce zerowe prostej \(k\) (tak wynika z treści zadania). Można więc powiedzieć, że \(B=(x;0)\) zatem podstawiając te współrzędne do prostej o równaniu \(y=-2x+10\) otrzymamy:
$$-2x+10=0 \\
-2x=-10 \\
x=5$$
To oznacza, że \(B=(5;0)\).
Krok 3. Wyznaczenie równania prostej przechodzącej przez punkty \(A\) oraz \(M\).
Skoro znamy współrzędne obydwu tych punktów to możemy skorzystać ze wzoru na równanie prostej albo też zbudować prosty układ równań. Szybciej będzie chyba skorzystać ze wzoru:
$$(y-y_{A})(x_{M}-x_{A})-(y_{M}-y_{A})(x-x_{A})=0 \\
(y-0)(2-(-4))-(9-0)(x-(-4))=0 \\
(y-0)(2+4)-9\cdot(x+4)=0 \\
(y-0)\cdot6-9\cdot(x+4)=0 \\
6y-9x-36=0 \\
6y=9x+36 \quad\bigg/:6 \\
y=\frac{3}{2}x+6$$
Krok 4. Wyznaczenie współrzędnych punktu \(C\).
Stworzymy układ równań składających się z dwóch prostych, których miejscem przecięcia się są właśnie współrzędne punktu \(C\).
\begin{cases}
y=-2x+10 \\
y=\frac{3}{2}x+6
\end{cases}
Korzystając z metody podstawiania otrzymujemy:
$$-2x+10=\frac{3}{2}x+6 \quad\bigg/\cdot2 \\
-4x+20=3x+12 \\
-7x=-8 \\
x=\frac{8}{7}$$
Współrzędną \(y\) obliczmy podstawiając wartość \(x=\frac{8}{7}\) do jednego z równań:
$$y=-2\cdot\frac{8}{7}+10 \\
y=\frac{-16}{7}+10 \\
y=\frac{-16}{7}+\frac{70}{7} \\
y=\frac{54}{7}$$
Mamy zatem: \(C=\left(\frac{8}{7};\frac{54}{7}\right)\).
Krok 5. Obliczenie pola trójkąta.
Do obliczenia pola trójkąta potrzebujemy jeszcze poznać długości podstawy trójkąta i wysokości.
• Długość podstawy trójkąta: \(|AB|=5+4=9\) (wynika to bezpośrednio z rysunku - pięć jednostek z punktu \(A\) do środka układu współrzędnych plus cztery jednostki ze środka układu współrzędnych do punktu \(B\)).
• Wysokość trójkąta to tak naprawdę współrzędna igrekowa punktu \(C\), czyli \(H=\frac{54}{7}\).
Pole trójkąta jest więc równe:
$$P=\frac{1}{2}\cdot|AB|\cdot H \\
P=\frac{1}{2}\cdot9\cdot\frac{54}{7} \\
P=\frac{1}{2}\cdot\frac{486}{7} \\
P=\frac{243}{7}=34\frac{5}{7}$$
Zadanie 33. (2pkt) Ze zbioru wszystkich liczb naturalnych dwucyfrowych losujemy jedną liczbę. Oblicz prawdopodobieństwo zdarzenia, że wylosujemy liczbę, która jest równocześnie mniejsza od \(40\) i podzielna przez \(3\). Wynik podaj w postaci ułamka zwykłego nieskracalnego.
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie punktacji:
Przyznaj sobie:
0 pkt
• Gdy brakuje jakiegokolwiek postępu prowadzącego do rozwiązania zadania.
ALBO
• Gdy wykonasz wszystkie kroki, ale otrzymasz wynik większy od \(1\).
1 pkt
• Gdy obliczysz liczbę wszystkich zdarzeń elementarnych (patrz: Krok 1.)
ALBO
• Gdy obliczysz liczbę wszystkich zdarzeń sprzyjających (patrz: Krok 2.)
2 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik.
Wyjaśnienie:
Krok 1. Ustalenie liczby wszystkich zdarzeń elementarnych.
Zbiorem zdarzeń elementarnych są wszystkie liczby dwucyfrowe, a tych mamy łącznie \(90\), zatem: \(|Ω|=90\).
Krok 2. Obliczenie liczby zdarzeń sprzyjających.
Zdarzeniem sprzyjającym będą w tym przypadku wszystkie liczby dwucyfrowe podzielne przez \(3\), które są jednocześnie mniejsze od \(40\). Tymi liczbami będą:
$$\{12,15,18,21,24,27,30,33,36,39\}$$
Łącznie jest to \(10\) liczb, zatem: \(|A|=10\).
Krok 3. Obliczenie prawdopodobieństwa.
$$P(A)=\frac{|A|}{|Ω|}=\frac{10}{90}=\frac{1}{9}$$
Zadanie 34. (4pkt) W ostrosłupie prawidłowym trójkątnym wysokość ściany bocznej prostopadła do krawędzi podstawy ostrosłupa jest równa \(\frac{5\sqrt{3}}{4}\), a pole powierzchni bocznej tego ostrosłupa jest równe \(\frac{15\sqrt{3}}{4}\). Oblicz objętość tego ostrosłupa.
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie punktacji:
Przyznaj sobie:
0 pkt
• Gdy brakuje jakiegokolwiek postępu prowadzącego do rozwiązania zadania.
1 pkt
• Gdy zapiszesz równanie z którego da się wyliczy długość krawędzi podstawy np. \(\frac{5\sqrt{3}}{4}=\frac{1}{2}a\cdot\frac{5\sqrt{3}}{4}\) (patrz: Krok 3.)
ALBO
• Gdy zapiszesz, że \(|DE|=\frac{1}{3}a\cdot\frac{\sqrt{3}}{2}\) lub \(|EB|=\frac{2}{3}a\cdot\frac{\sqrt{3}}{2}\)
2 pkt
• Gdy obliczysz długość krawędzi podstawy: \(a=2\) (patrz: Krok 3.) oraz zapiszesz równanie prowadzące do obliczenia wysokości ostrosłupa np. wykorzystując układ równań albo Twierdzenie Pitagorasa (patrz: Krok 4.)
3 pkt
• Gdy obliczysz wysokość ostrosłupa \(H=\frac{\sqrt{627}}{12}\) lub \(H=\frac{\sqrt{209}}{4\sqrt{3}}\).
ALBO
• Gdy rozwiążesz całe zadania, ale otrzymasz niepoprawny wynik w wyniku błędu rachunkowego.
4 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik.
Wyjaśnienie:
Krok 1. Sporządzenie rysunku poglądowego.
Krok 2. Obliczenie pola pojedynczej ściany bocznej.
Wiemy, że wszystkie ściany boczne mają łączną powierzchnię równą \(\frac{15\sqrt{3}}{4}\). Skoro są trzy takie ściany, to każda z nich ma pole powierzchni równe:
$$P_{śb}=\frac{15\sqrt{3}}{4}:3=\frac{5\sqrt{3}}{4}$$
Krok 3. Obliczenie długości krawędzi podstawy \(a\).
W podstawie ostrosłupa mamy trójkąt równoboczny, bo jest to ostrosłup prawidłowy trójkątny. To oznacza, że każda ściana boczna jest trójkątem o podstawie \(a\) oraz wysokości \(h=\frac{5\sqrt{3}}{4}\) (wysokość jest podana w treści zadania). Skoro tak, to z pola trójkąta możemy wyznaczyć długość krawędzi \(a\):
$$P_{śb}=\frac{1}{2}a\cdot h \\
\frac{5\sqrt{3}}{4}=\frac{1}{2}a\cdot\frac{5\sqrt{3}}{4} \quad\bigg/:\frac{5\sqrt{3}}{4} \\
1=\frac{1}{2}a \\
a=2$$
Krok 4. Obliczenie długości odcinka \(DE\).
Odcinek \(DE\) stanowi \(\frac{1}{3}\) długości wysokości trójkąta równobocznego (czyli odcinka \(DB\)) znajdującego się w podstawie. Ze wzorów na wysokość trójkąta równobocznego wiemy, że:
$$|DB|=\frac{a\sqrt{3}}{2} \\
|DB|=\frac{2\sqrt{3}}{2} \\
|DB|=\sqrt{3}$$
Skoro odcinek \(DE\) ma stanowić \(\frac{1}{3}\) długości odcinka \(DB\), to:
$$|DE|=\frac{1}{3}\cdot\sqrt{3}=\frac{\sqrt{3}}{3}$$
Krok 5. Obliczenie wysokości ostrosłupa.
Skorzystamy tutaj z Twierdzenia Pitagorasa w trójkącie \(DES\):
$$|DE|^2+|SE|^2=|DS|^2 \\
\left(\frac{\sqrt{3}}{3}\right)^2+|SE|^2=\left(\frac{5\sqrt{3}}{4}\right)^2 \\
\frac{3}{9}+|SE|^2=\frac{25\cdot3}{16} \\
\frac{1}{3}+|SE|^2=\frac{75}{16} \\
\frac{16}{48}+|SE|^2=\frac{225}{48} \\
|SE|^2=\frac{225}{48}-\frac{16}{48} \\
|SE|^2=\frac{209}{48} \\
|SE|=\sqrt{\frac{209}{48}}=\frac{\sqrt{209}}{4\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{209}\cdot\sqrt{3}}{4\sqrt{3}\cdot\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{627}}{12}$$
Krok 6. Obliczenie pola podstawy ostrosłupa.
Pole trójkąta równobocznego znajdującego się w podstawie obliczymy według wzoru:
$$P_{p}=\frac{a^2\sqrt{3}}{4} \\
P_{p}=\frac{2^2\sqrt{3}}{4} \\
P_{p}=\frac{4\sqrt{3}}{4} \\
P_{p}=\sqrt{3}$$
Krok 7. Obliczenie objętości ostrosłupa.
Skoro \(P_{p}=\sqrt{3}\) oraz \(H=\frac{\sqrt{627}}{12}\), to objętość ostrosłupa będzie równa:
$$V=\frac{1}{3}P_{p}\cdot H \\
V=\frac{1}{3}\sqrt{3}\cdot\frac{\sqrt{627}}{12} \\
V=\frac{1}{3}\sqrt{3}\cdot\frac{\sqrt{209}\cdot\sqrt{3}}{12} \\
V=\frac{1}{3}\cdot\frac{\sqrt{209}\cdot3}{12} \\
V=\frac{\sqrt{209}}{12}$$
Poprzednie
Zakończ
Następne
Świetna robota, bardzo fajnie że można sobie zrobić taką maturę na komputerze ;) Pozdrawiam wszystkich maturzystów
Wielkie dzięki za pozytywny komentarz i trzymam kciuki na prawdziwej maturze! :)
daję okejkę :D dziękuję :)
mam pytanie do zadania 30 skąd w Pitagorasie bierze się liczba 28
Wzory skróconego mnożenia! :)
(a+b)^2=a^2+2ab+b^2
(x+14)=x^2+2*x*14+14^2=x^2+28x+196
Mam pytanie do zadania 30. Skąd tam się wzięło 28x?
Wzory skróconego mnożenia! A konkretnie chodzi tu o wzór (a+b)^2=a^2+2ab+b^2. Za pomocą tego wzoru możemy zapisać, że (x+14)^2 to x^2+28x+196 :)