Matura próbna z matematyki (poziom podstawowy) - Wrzesień 2022
Łącznie do zdobycia jest 46 punktów, a sugerowany maksymalny czas rozwiązywania to 180 minut.
Zadanie 1. (1pkt) Wartość wyrażenia \((1+3\cdot2^{-1})^{-2}\) jest równa:
Zadanie 2. (1pkt) Wartość wyrażenia \(2log_{5}5+1-\frac{1}{2}log_{5}625\) jest równa:
Zadanie 3. (1pkt) Wszystkich różnych liczb naturalnych czterocyfrowych, które są nieparzyste i podzielne przez \(25\), jest:
Zadanie 4. (1pkt) Dla każdej liczby rzeczywistej \(x\neq1\) wyrażenie \(\frac{2}{x-1}-5\) jest równe:
Zadanie 5. (2pkt) Dokończ zdanie. Wybierz dwie właściwe odpowiedzi spośród podanych.
Dla każdej liczby rzeczywistej \(x\) i dla każdej liczby rzeczywistej \(y\) wyrażenie \(9-(x^2-2xy+y^2)\) jest równe:
Zadanie 6. (3pkt) Rozwiąż równanie
$$3x^3-6x^2-27x+54=0$$
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 przekształcisz równanie do postaci iloczynu, w którym wystąpi co najwyżej drugi stopień potęgi.
2 pkt
• Gdy poprawnie rozwiążesz jedno z powstałych równań \(x^2-9=0\) lub \(3x-6=0\).
3 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik.
Wyjaśnienie:
Aby rozwiązać to równanie, najprościej będzie skorzystać z metody grupowania:
$$3x^3-6x^2-27x+54=0 \\
x^2(3x-6)-9(3x-6)=0 \\
(x^2-9)\cdot(3x-6)=0$$
Aby powyższe równanie było równe \(0\), to wartość któregoś z tych nawiasów musi być równa \(0\), zatem:
$$x^2-9=0 \quad\lor\quad 3x-6=0 \\
x^2=9 \quad\lor\quad 3x=6 \\
x=3 \quad\lor\quad x=-3 \quad\lor\quad x=2$$
Zadanie 7. (1pkt) Równanie \(\dfrac{(x^2+x)(x+3)(x-1)}{x^2-1}=0\) ma w zbiorze liczb rzeczywistych dokładnie:
Zadanie 8. (1pkt) Spośród nierówności A–D wybierz tę, której zbiór wszystkich rozwiązań zaznaczono na osi liczbowej.
Zadanie 9. (1pkt) Klient banku wypłacił z bankomatu kwotę \(1040 zł\). Bankomat wydał kwotę w banknotach o nominałach \(20 zł\), \(50 zł\) oraz \(100 zł\). Banknotów \(100\)-złotowych było dwa razy więcej niż \(50\)-złotowych, a banknotów \(20\)-złotowych było o \(2\) mniej niż \(50\)-złotowych.
Niech \(x\) oznacza liczbę banknotów \(50\)-złotowych, a \(y\) – liczbę banknotów \(20\)-złotowych, które otrzymał ten klient. Poprawny układ równań prowadzący do obliczenia liczb \(x\) i \(y\) to:
Zadanie 10. (3pkt) Na rysunku, w kartezjańskim układzie współrzędnych \((x,y)\), przedstawiono wykres funkcji \(f\) określonej dla każdego \(x\in\langle-5, 4)\). Na tym wykresie zaznaczono punkty o współrzędnych całkowitych.
Zadanie 10.1. Zapisz w wykropkowanym miejscu zbiór wartości funkcji \(f\).
$$.....................$$
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Zadanie 10.2. Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
Dla każdego argumentu z przedziału \((-4, -2)\) funkcja \(f\) przyjmuje wartości ujemne.
Funkcja \(f\) ma trzy miejsca zerowe.
Zadanie 10.3. Najmniejsza wartość funkcji \(f\) w przedziale \(\langle-4, 0\rangle\) jest równa:
Zadanie 11. (1pkt) W kartezjańskim układzie współrzędnych \((x,y)\) dane są: punkt \(A=(8, 11)\) oraz okrąg o równaniu \((x-3)^2+(y+1)^2=25\).
Odległość punktu \(A\) od środka tego okręgu jest równa:
Zadanie 12. (3pkt) Basen ma długość \(25 m\). W najpłytszym miejscu jego głębokość jest równa \(1,2 m\). Przekrój podłużny tego basenu przedstawiono poglądowo na rysunku.
Głębokość \(y\) basenu zmienia się wraz z odległością \(x\) od brzegu w sposób opisany funkcją:
$$y=\begin{cases} ax+b\quad \text{ dla }\quad 0\le x\le15 m \\
0,18x-0,9\quad \text{ dla }\quad 15 m\le x\le25 m \end{cases}$$
Odległość \(x\) jest mierzona od płytszego brzegu w poziomie na powierzchni wody (zobacz rysunek). Wielkości \(x\) i \(y\) są wyrażone w metrach.
Zadanie 12.1. Największa głębokość basenu jest równa:
Zadanie 12.2. Oblicz wartość współczynnika \(a\) oraz wartość współczynnika \(b\).
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 poprawnie obliczysz współczynnik \(b\).
2 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik.
Wyjaśnienie:
Z treści zadania wynika, że w najpłytszym miejscu głębokość basenu jest równa \(1,2m\). Czyli moglibyśmy powiedzieć, że dla \(x=0\) ta funkcja przyjmuje wartość \(y=1,2\). Skoro tak, to podstawiając te dane do wzoru \(y=ax+b\), otrzymamy:
$$1,2=a\cdot0+b \\
b=1,2$$
To oznacza, że pierwszy wzór z funkcji przybiera postać \(y=ax+1,2\).
Musimy jeszcze ustalić wartość współczynnika \(a\). Z całego wzoru wynika, że dla \(x=15\) funkcja może być opisana jednym i drugim wzorem (czyli z jednego i drugiego wzoru wyjdzie nam wtedy ta sama wartość) i to będzie właśnie nasz punkt zaczepienia. Korzystając ze wzoru \(y=0,18x-0,9\), spróbujmy obliczyć głębokość basenu dla \(x=15\):
$$y=0,18\cdot15-0,9 \\
y=2,7-0,9 \\
y=1,8$$
Otrzymaną głębokość musimy także otrzymać gdy podstawimy \(x=15\) do wyznaczonej postaci \(y=ax+1,2\), zatem:
$$1,8=a\cdot15+1,2 \\
0,6=15a \\
a=0,04=\frac{1}{25}$$
To oznacza, że \(a=\frac{1}{25}\) oraz \(b=1,2\).
Zadanie 13. (2pkt) Funkcja kwadratowa \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=-(x-1)^2+2\).
Zadanie 13.1. Wykresem funkcji \(f\) jest parabola, której wierzchołek ma współrzędne:
Zadanie 13.2. Zbiorem wartości funkcji \(f\) jest przedział:
Zadanie 14. (2pkt) Dany jest ciąg \((a_{n})\) określony wzorem \(a_{n}=\dfrac{7^n}{21}\) dla każdej liczby naturalnej \(n\ge1\).
Zadanie 14.1. Pięćdziesiątym wyrazem ciągu \((a_{n})\) jest:
Zadanie 14.2. Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
Ciąg \((a_{n})\) jest geometryczny.
Suma trzech początkowych wyrazów ciągu \((a_{n})\) jest równa \(20\).
Zadanie 15. (1pkt) Na płaszczyźnie, w kartezjańskim układzie współrzędnych \((x,y)\), dana jest prosta \(k\) o równaniu \(y=3x+b\), przechodząca przez punkt \(A=(-1, 3)\). Współczynnik \(b\) w równaniu tej prostej jest równy:
Zadanie 16. (3pkt) Dany jest ciąg \((a_{n})\) określony wzorem \(a_{n}=3n-1\) dla każdej liczby naturalnej \(n\ge1\).
Zadanie 16.1. Dokończ zdanie tak, aby było prawdziwe. Wybierz odpowiedź A, B albo C oraz jej uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Ciąg \((a_{n})\) jest:
ponieważ dla każdej liczby naturalnej \(n\ge1\)
Zadanie 16.2. Najmniejszą wartością \(n\), dla której wyraz \((a_{n})\) jest większy od \(25\), jest:
Zadanie 16.3. Suma \(n\) początkowych wyrazów ciągu \(a_{n}\) jest równa \(57\) dla \(n\) równego:
Zadanie 17. (1pkt) Na płaszczyźnie, w kartezjańskim układzie współrzędnych \((x,y)\), dane są:
• prosta \(k\) o równaniu \(y=\frac{1}{2}x+5\)
• prosta \(l\) o równaniu \(y-1=-2x\)
Proste \(k\) i \(l\):
Zadanie 18. (1pkt) Wartość wyrażenia \((1-cos20°)\cdot(1+cos20°)-sin^2 20°\) jest równa:
Zadanie 19. (1pkt) W pojemniku są wyłącznie kule białe i czerwone. Stosunek liczby kul białych do liczby kul czerwonych jest równy \(4:5\). Z pojemnika losujemy jedną kulę. Prawdopodobieństwo wylosowania kuli białej jest równe:
Zadanie 20. (1pkt) Punkty \(A\), \(B\) oraz \(C\) leżą na okręgu o środku w punkcie \(O\). Kąt \(ABO\) ma miarę \(40°\), a kąt \(OBC\) ma miarę \(10°\) (zobacz rysunek).
Miara kąta \(ACO\) jest równa:
Zadanie 21. (2pkt) Dany jest trójkąt \(ABC\) o bokach długości \(6\), \(7\) oraz \(8\). Oblicz cosinus największego kąta 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 poprawne równanie wynikające z twierdzenia cosinusów.
2 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik.
Wyjaśnienie:
Kąt o największej mierze będą tworzyć dwa najkrótsze boki, które możemy oznaczyć jako \(a=6\) oraz \(b=7\). Najdłuższy bok będzie leżał naprzeciwko tego kąta, czyli \(c=8\). Mając te dane, możemy teraz skorzystać z twierdzenia cosinusów, zatem:
$$8^2=6^2+7^2-2\cdot6\cdot7\cdot cos\gamma \\
64=36+49-84cos\gamma \\
64=85-84cos\gamma \\
-21=-84cos\gamma \\
cos\gamma=\frac{1}{4}$$
Zadanie 22. (1pkt) W trójkącie \(ABC\) bok \(AB\) ma długość \(4\), a bok \(BC\) ma długość \(4,6\). Dwusieczna kąta \(ABC\) przecina bok \(AC\) w punkcie \(D\) takim, że \(|AD|=3,2\) (zobacz rysunek).
Odcinek \(CD\) ma długość:
Zadanie 23. (4pkt) Rodzinna firma stolarska produkuje małe wiatraki ogrodowe. Na podstawie analizy rzeczywistych wpływów i wydatków stwierdzono, że:
• przychód \(P\) (w złotych) z tygodniowej sprzedaży \(x\) wiatraków można opisać funkcją \(P(x)=251x\)
• koszt \(K\) (w złotych) produkcji \(x\) wiatraków w ciągu jednego tygodnia można określić funkcją \(K(x)=x^2+21x+170\).
Tygodniowo w zakładzie można wyprodukować co najwyżej \(150\) wiatraków. Oblicz, ile tygodniowo wiatraków należy sprzedać, aby zysk zakładu w ciągu jednego tygodnia był największy. Oblicz ten największy zysk.
Wskazówka: przyjmij, że zysk jest różnicą przychodu i kosztów.
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, że \(Z(x)=P(x)-K(x)\).
2 pkt
• Gdy zapiszesz poprawny wzór funkcji z której obliczymy zysk (patrz: Krok 1.).
3 pkt
• Gdy obliczysz współrzędną \(p\) wierzchołka paraboli i dostrzeżesz, że mieści się ona w dziedzinie funkcji (patrz: Krok 2.).
4 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik.
Wyjaśnienie:
Krok 1. Zapisanie wzoru na zysk.
Zysk to różnica między przychodami i kosztami. Wiemy, że przychód możemy opisać jako \(251x\), a koszty to \(x^2+21x+170\). To oznacza, że zysk jest równy:
$$251x-(x^2+21x+170)=251x-x^2-21x-170=-x^2+230x-170$$
To oznacza, że zysk możemy zapisać w postaci funkcji \(Z(x)=-x^2+230x-170\).
Krok 2. Wyznaczenie współrzędnej \(p\) wierzchołka paraboli (czyli liczby sprzedanych wiatraków, aby zysk był największy).
Otrzymana funkcja \(Z(x)=-x^2+230x-170\) jest funkcją kwadratową, której ramiona będą skierowane do dołu (bo współczynnik \(a\) jest ujemny). Chcemy, by zysk był jak największy, czyli tak naprawdę szukamy największej wartości naszej funkcji \(Z(x)\). Z własności funkcji kwadratowych wiemy, że w takim przypadku ta największa wartość przyjmowana będzie w wierzchołku. Obliczmy zatem współrzędną \(p\) wierzchołka paraboli. Korzystając ze wzoru \(p=\frac{-b}{2a}\) i wiedząc, że \(a=-1\) oraz \(b=230\), możemy zapisać, że:
$$p=\frac{-b}{2a} \\
p=\frac{-230}{2\cdot(-1)} \\
p=\frac{-230}{-2} \\
p=115$$
To oznacza, że nasza funkcja przyjmuje największą wartość dla argumentu \(x=115\). Ta wartość mieści się w przedziale \(x\in\langle0;150\rangle\), więc ta odpowiedź jest dla nas ostateczna. Mówiąc wprost, największe zyski osiągniemy przy produkcji \(115\) wiatraków.
Krok 3. Obliczenie największego zysku.
Wiemy już, że największy zysk osiągniemy, gdy liczba wiatraków będzie równa \(x=115\). To, ile wyniesie ten zysk możemy obliczyć na dwa sposoby - możemy obliczyć współrzędną \(q\) wierzchołka paraboli ze wzoru \(q=\frac{-Δ}{4a}\) lub też podstawiając po prostu \(x=115\) do wzoru naszej funkcji opisującej zysk, czyli \(Z(x)=-x^2+230x-170\). Prostsza jest chyba ta druga metoda (uważajmy tylko na znaki!), zatem:
$$Z(115)=-115^2+230\cdot115-170 \\
Z(115)=-13225+26450-170 \\
Z(115)=13055$$
To oznacza, że największy zysk wynosi \(13055\) złotych.
Zadanie 24. (3pkt) Firma \(F\) zatrudnia \(160\) osób. Rozkład płac brutto pracowników tej firmy przedstawia poniższy diagram. Na osi poziomej podano – wyrażoną w złotych – miesięczną płacę brutto, a na osi pionowej podano liczbę pracowników firmy \(F\), którzy otrzymują płacę miesięczną w danej wysokości.
Zadanie 24.1. Średnia miesięczna płaca brutto w firmie \(F\) jest równa:
Zadanie 24.2. Mediana miesięcznej płacy pracowników firmy \(F\) jest równa:
Zadanie 24.3. Liczba pracowników firmy \(F\), których miesięczna płaca brutto nie przewyższa \(5 000 zł\), stanowi (w zaokrągleniu do \(1\%\)):
Zadanie 25. (3pkt) Każda z krawędzi podstawy trójkątnej ostrosłupa ma długość \(10\sqrt{3}\), a każda jego krawędź boczna ma długość \(15\). Oblicz wysokość 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 obliczysz, że \(\frac{2}{3}h_{p}=10\) (patrz: Krok 2.).
2 pkt
• Gdy obliczysz, że \(\frac{2}{3}h_{p}=10\) (patrz: Krok 2.) oraz wyznaczysz wysokość ostrosłupa (patrz: Krok 3.).
3 pkt
• Gdy otrzymasz oczekiwany wynik.
Wyjaśnienie:
Krok 1. Sporządzenie rysunku pomocniczego.
Z treści zadania wynika, że w podstawie mamy trójkąt równoboczny, a ostrosłup wygląda mniej więcej w ten oto sposób:
Krok 2. Obliczenie wysokości trójkąta znajdującego się w podstawie.
Skoro w podstawie mamy trójkąt równoboczny, to jego wysokość obliczymy korzystając ze wzoru:
$$h=\frac{a\sqrt{3}}{2}$$
Podstawiając do tego wzoru \(a=10\sqrt{3}\), otrzymamy:
$$h_{p}=\frac{10\sqrt{3}\cdot\sqrt{3}}{2} \\
h_{p}=\frac{10\cdot3}{2} \\
h_{p}=\frac{30}{2} \\
h_{p}=15$$
Tym samym odcinek o długości \(\frac{2}{3}h_{p}\) będzie miał długość \(\frac{2}{3}\cdot15=10\).
Krok 3. Obliczenie wysokości ostrosłupa.
Spójrzmy na nasz kluczowy trójkąt prostokątny, który tworzą odcinek o długości \(\frac{2}{3}h\), wysokość ostrosłupa oraz krawędź boczna. Znamy dwie długości boków tego trójkąta, zatem możemy skorzystać z Twierdzenia Pitagorasa:
$$10^2+H^2=15^2 \\
100+H^2=225 \\
H^2=125 \\
H=\sqrt{125} \quad\lor\quad H=-\sqrt{125}$$
Ujemny wynik oczywiście odrzucamy, ponieważ wysokość ostrosłupa musi być dodatnia. Stąd też zostaje nam jedynie \(H=\sqrt{125}\), co możemy jeszcze rozpisać jako \(H=\sqrt{25\cdot5}=5\sqrt{5}\).
Zadanie 26. (2pkt) Wykaż, że dla każdej liczby naturalnej \(n\) liczba \(10n^2+30n+8\) przy dzieleniu przez \(5\) daje resztę \(3\).
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 przekształcisz podane wyrażenie do postaci typu \(5\cdot(2n^2+6n+1)+3\) lub innej podobnej, ale nie uzasadnisz dlaczego ta liczba przy dzieleniu przez \(5\) daje resztę \(3\).
2 pkt
• Gdy przeprowadzisz pełne dowodzenie.
Wyjaśnienie:
Kluczem do sukcesu będzie rozbicie liczby \(8\) na sumę \(5+3\). To pozwoli nam wyłączyć wspólny czynnik równy \(5\) z podanego wyrażenia. Całość obliczeń będzie wyglądać następująco:
$$10n^2+30n+8= \\
=10n^2+30n+5+3= \\
=5\cdot(2n^2+6n+1)+3$$
Wartość \(2n^2+6n+1\) jest na pewno dodatnią liczbą całkowitą, ponieważ mamy tutaj same liczby naturalne, które są do siebie dodawane. To oznacza, że dzieląc liczbę \(10n^2+30n+8\) przez \(5\) otrzymamy właśnie \(2n^2+6n+1\), a stojąca na końcu liczba \(3\) to reszta z tego dzielenia, co należało udowodnić.
Poprzednie
Zakończ
Następne