Matura poprawkowa z matematyki (poziom podstawowy) - Sierpień 2024 (stara matura - formuła 2015)
Łącznie do zdobycia jest 46 punktów, a sugerowany maksymalny czas rozwiązywania to 180 minut.
Zadanie 1. (1pkt) Komputer początkowo kosztował \(2950 zł\). Po trzech miesiącach jego cenę obniżono o \(20\%\). Po kolejnym miesiącu nową cenę obniżono o kolejnych \(20\%\). Cena komputera po tych dwóch obniżkach jest równa:
Zadanie 2. (1pkt) Liczba \(\left(\frac{4}{25}\right)^{-0,5}\) jest równa:
Zadanie 3. (1pkt) Liczba \(log_{2}40-log_{2}5\) jest równa:
Zadanie 4. (1pkt) Liczba \((\sqrt{8}-\sqrt{2})(\sqrt{2}+\sqrt{8})\) jest równa:
Zadanie 5. (1pkt) Zbiorem wszystkich rozwiązań nierówności \(\dfrac{3(6-x)}{17}\le3\) jest przedział:
Zadanie 6. (1pkt) Rozwiązaniem równania \(\dfrac{x-1}{2x-6}=\dfrac{4}{7}\) jest liczba:
Zadanie 7. (1pkt) Równanie \(\dfrac{x(x+5)(2-x)}{2x+4}=0\) w zbiorze liczb rzeczywistych ma dokładnie:
Zadanie 8. (1pkt) Na rysunku, w układzie współrzędnych \((x,y)\), przedstawiono interpretację geometryczną jednego z poniższych układów równań A–D.
Układem równań, którego interpretację geometryczną przedstawiono na rysunku, jest:
Zadanie 9. (1pkt) Funkcja \(y=f(x)\) jest określona za pomocą tabeli:
Największa wartość funkcji \(f\) jest równa:
Zadanie 10. (1pkt) Funkcja \(y=f(x)\) jest określona za pomocą tabeli:
Miejsce zerowe funkcji \(f\) jest równe:
Zadanie 11. (1pkt) Pusta bańka na mleko o pojemności \(10\) litrów ma masę \(6,5 kg\). Jeden litr mleka ma masę \(1,03 kg\). Niech \(x\) oznacza liczbę litrów mleka w tej bańce, a \(g(x)\) oznacza wyrażoną w kilogramach masę bańki wraz z mlekiem, gdzie \(x\in\langle0,10\rangle\).
Największa wartość funkcji \(g\) jest równa:
Zadanie 12. (1pkt) Pusta bańka na mleko o pojemności \(10\) litrów ma masę \(6,5 kg\). Jeden litr mleka ma masę \(1,03 kg\). Niech \(x\) oznacza liczbę litrów mleka w tej bańce, a \(g(x)\) oznacza wyrażoną w kilogramach masę bańki wraz z mlekiem, gdzie \(x\in\langle0,10\rangle\).
Funkcja \(g\) jest określona wzorem:
Zadanie 13. (1pkt) W układzie współrzędnych \((x,y)\) przedstawiono fragment paraboli, która jest wykresem funkcji kwadratowej \(f\) (zobacz rysunek). Wierzchołek tej paraboli oraz punkty przecięcia paraboli z osią \(Ox\) układu współrzędnych mają obie współrzędne całkowite.
Zbiorem wartości funkcji \(f\) jest przedział:
Zadanie 14. (1pkt) W układzie współrzędnych \((x,y)\) przedstawiono fragment paraboli, która jest wykresem funkcji kwadratowej \(f\) (zobacz rysunek). Wierzchołek tej paraboli oraz punkty przecięcia paraboli z osią \(Ox\) układu współrzędnych mają obie współrzędne całkowite.
Osią symetrii wykresu funkcji \(f\) jest prosta o równaniu:
Zadanie 15. (1pkt) W układzie współrzędnych \((x,y)\) przedstawiono fragment paraboli, która jest wykresem funkcji kwadratowej \(f\) (zobacz rysunek). Wierzchołek tej paraboli oraz punkty przecięcia paraboli z osią \(Ox\) układu współrzędnych mają obie współrzędne całkowite.
Funkcja \(f\) jest określona wzorem:
Zadanie 16. (1pkt) Trzywyrazowy ciąg \((2m-5, 4, 9)\) jest arytmetyczny. Liczba \(m\) jest równa:
Zadanie 17. (1pkt) Dany jest ciąg geometryczny \((a_{n})\) określony dla każdej liczby naturalnej \(n\ge1\), w którym \(a_{2}=2\) oraz \(a_{5}=54\). Iloraz ciągu \((a_{n})\) jest równy:
Zadanie 18. (1pkt) Ciąg \((a_{n})\) jest określony dla każdej liczby naturalnej \(n\ge1\). Suma \(n\) początkowych wyrazów tego ciągu wyraża się wzorem \(S_{n}=n^2+2n\) dla każdej liczby naturalnej \(n\ge1\). Trzeci wyraz ciągu \((a_{n})\) jest równy:
Zadanie 19. (1pkt) W trójkącie prostokątnym \(ABC\) sinus kąta \(CAB\) jest równy \(\frac{3}{5}\), a przeciwprostokątna \(AB\) jest o \(8\) dłuższa od przyprostokątnej \(BC\). Długość przeciwprostokątnej \(AB\) tego trójkąta jest równa:
Zadanie 20. (1pkt) Kąt \(\alpha\) jest ostry oraz \(cos\alpha=\frac{24}{25}\). Tangens kąta \(\alpha\) jest równy:
Zadanie 21. (1pkt) Dany jest trójkąt \(ABC\), w którym \(|AB|=5\), \(|AC|=2\) oraz \(sin|\sphericalangle BAC|=\frac{3}{5}\). Pole trójkąta \(ABC\) jest równe:
Zadanie 22. (1pkt) Punkty \(K\), \(L\) oraz \(M\) leżą na okręgu o środku w punkcie \(S\). Miara kąta \(KSM\) jest równa \(160°\) (zobacz rysunek).
Miara kąta wpisanego \(KLM\) jest równa:
Zadanie 23. (1pkt) W układzie współrzędnych \((x,y)\) proste \(k\) oraz \(l\) są określone równaniami:
$$k:\quad y=(3m-2)x-2 \\
l:\quad y=(2m+4)x+2$$
Proste \(k\) oraz \(l\) są równoległe, gdy liczba \(m\) jest równa:
Zadanie 24. (1pkt) W układzie współrzędnych \((x,y)\) odcinek o końcach \(A=(-4,7)\) oraz \(B=(6,-1)\) jest średnicą okręgu \(O\). Środkiem okręgu \(O\) jest punkt o współrzędnych:
Zadanie 25. (1pkt) Liczba wszystkich ścian ostrosłupa prawidłowego jest równa \(12\). Liczba wszystkich wierzchołków tego ostrosłupa jest równa:
Zadanie 26. (1pkt) Dany jest prostopadłościan \(ABCDEFGH\), w którym podstawy \(ABCD\) i \(EFGH\) są kwadratami o boku długości \(6\). Przekątna \(BH\) tego prostopadłościanu tworzy z przekątną \(AH\) ściany bocznej \(ADHE\) kąt o mierze \(30°\) (zobacz rysunek).
Przekątna \(BH\) tego prostopadłościanu ma długość równą:
Zadanie 27. (1pkt) Długości trzech wychodzących z jednego wierzchołka krawędzi prostopadłościanu są trzema kolejnymi liczbami naturalnymi parzystymi. Najdłuższa krawędź tego prostopadłościanu ma długość \(10\). Pole powierzchni całkowitej tego prostopadłościanu jest równe:
Zadanie 28. (1pkt) Wszystkich liczb naturalnych dwucyfrowych, w których zapisie dziesiętnym cyfra dziesiątek jest o \(3\) większa od cyfry jedności, jest:
Zadanie 29. (1pkt) W tabeli zestawiono liczbę punktów uzyskanych przez \(32\) uczniów pewnej klasy za rozwiązanie jednego z zadań testu z matematyki.
Średnia arytmetyczna liczby punktów uzyskanych za rozwiązanie tego zadania przez uczniów tej klasy jest równa:
Zadanie 30. (2pkt) Rozwiąż nierówność \(x(x+2)\le3\)
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie:
Krok 1. Doprowadzenie nierówności do postaci ogólnej.
Rozwiązywanie nierówności powinniśmy zacząć od przeniesienia wszystkich wyrazów na lewą stronę, wykonując przy okazji mnożenie z lewej strony, a całość obliczeń będzie wyglądać następująco:
$$x(x+2)\le3 \\
x^2+2x-3\le0$$
Krok 2. Obliczenie miejsc zerowych wielomianu.
Współczynniki: \(a=1,\;b=2,\;c=-3\)
$$Δ=b^2-4ac=2^2-4\cdot1\cdot(-3)=4-(-12)=4+12=16 \\
\sqrt{Δ}=\sqrt{16}=4$$
$$x_{1}=\frac{-b-\sqrt{Δ}}{2a}=\frac{-2-4}{2\cdot1}=\frac{-6}{2}=-3 \\
x_{2}=\frac{-b+\sqrt{Δ}}{2a}=\frac{-2+4}{2\cdot1}=\frac{2}{2}=1$$
Krok 3. Szkicowanie wykresu paraboli.
Współczynnik kierunkowy \(a\) jest dodatni, więc parabola będzie mieć ramiona skierowane do góry. Zaznaczamy więc na osi wyznaczone miejsca zerowe \(x=-3\) oraz \(x=1\) (kropki będą zamalowane, bo w nierówności wystąpił znak \(\le\)) i rysujemy parabolę:
Krok 4. Odczytanie rozwiązania.
Interesują nas wyniki mniejsze lub równe zero, zatem interesuje nas to co znalazło się pod osią (wraz z zamalowanymi kropkami). To oznacza, że rozwiązaniem tej nierówności jest przedział:
$$x\in\langle-3;1\rangle$$
Zadanie 31. (2pkt) Wykaż, że dla każdej liczby rzeczywistej \(x\) i dla każdej liczby rzeczywistej \(y\) takich, że \(x\neq2y\), prawdziwa jest nierówność \(x^2+4y^2-4\gt4(xy-1)\).
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie:
Kluczem do sukcesu będzie umiejętne przekształcenie podanej nierówności, a następnie "zwinięcie" zapisu z wykorzystaniem wzoru skróconego mnożenia \((a-b)^2=a^2-2ab+b^2\). Całość będzie wyglądać następująco:
$$x^2+4y^2-4\gt4(xy-1) \\
x^2+4y^2-4\gt4xy-4 \\
x^2-4xy+4y^2\gt0 \\
(x-2y)^2\gt0$$
Z treści zadania wynika, że \(x\neq2y\), więc wartość którą otrzymaliśmy w nawiasie jest na pewno różna od zera. Podnosząc dowolną liczbę rzeczywistą (różną od zera) do kwadratu, otrzymamy zawsze dodatni wynik, co należało właśnie udowodnić.
Zadanie 32. (2pkt) Funkcja liniowa \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=\frac{\sqrt{3}}{3}x-3\). W układzie współrzędnych \((x,y)\) wykres funkcji \(y=f(x)\) jest prostą, która jest nachylona do osi \(Ox\) pod kątem ostrym \(\alpha\) i przecina oś \(Oy\) w punkcie \(P\). Oblicz sinus kąta \(\alpha\) oraz drugą współrzędną punktu \(P\).
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie:
Krok 1. Ustalenie miary kąta \(\alpha\).
W tym zadaniu trzeba było skorzystać z rzadko stosowanej własności wzorów funkcji liniowych. Współczynnik kierunkowy \(a\) jest równy tangensowi kąta nachylenia prostej do osi \(Ox\). Mówiąc wprost, z własności funkcji liniowych wynika, że:
$$tg\alpha=\frac{\sqrt{3}}{3}$$
Z tablic trygonometrycznych możemy odczytać, że tangens przyjmuje taką wartość dla kąta o mierze \(30°\).
Krok 2. Obliczenie wartości sinusa.
Celem zadania jest podanie sinusa naszego kąta, czyli w tym przypadku sinusa kąta \(30°\). Z tablic trygonometrycznych możemy odczytać, że \(sin30°\) jest równy \(\frac{1}{2}\) i taka też będzie nasza odpowiedź.
Krok 3. Obliczenie drugiej współrzędnej punktu \(P\).
Celem zadania jest obliczenie jeszcze drugiej współrzędnej punktu \(P\) (szukamy tylko drugiej współrzędnej, bo skoro punkt \(P\) jest miejscem przecięcia się z osią \(Oy\) to wiadomo, że pierwsza współrzędna to \(x=0\)). Aby poznać tę współrzędną, wystarczy pamiętać, że ta druga współrzędna będzie równa współczynnikowi \(b\) naszej funkcji liniowej, czyli od ręki moglibyśmy zapisać, że \(y_{B}=-3\). Jeśli nie pamiętamy o tej własności, możemy podstawić po prostu \(x=0\) do wzoru funkcji:
$$f(0)=\frac{\sqrt{3}}{3}\cdot0-3 \\
f(0)=-3$$
Zadanie 33. (2pkt) Ciąg \((a_{1}, a_{2}, a_{3}, a_{4})\) jest arytmetyczny. Suma pierwszego i drugiego wyrazu jest o \(12\) większa od sumy trzeciego i czwartego wyrazu tego ciągu. Oblicz różnicę tego ciągu.
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie:
Z treści zadania wynika, że możemy ułożyć następujące równanie:
$$a_{1}+a_{2}=a_{3}+a_{4}+12$$
Korzystając teraz z własności ciągów arytmetycznych (lub po prostu ze wzoru na \(n\)-ty wyraz ciągu), możemy rozpisać nasze wyrazy w taki sposób, by zawsze odnosić się do wybranego wyrazu np. pierwszego. Przykładowo możemy rozpisać, że \(a_{2}=a_{1}+r\) lub że \(a_{4}=a_{1}+3r\). Otrzymamy wtedy taką oto sytuację:
$$a_{1}+a_{1}+r=a_{1}+2r+a_{1}+3r+12 \\
2a_{1}+r=2a_{1}+5r+12 \\
-4r=12 \\
r=-3$$
Zadanie 34. (2pkt) Podstawy trapezu prostokątnego \(ABCD\) mają długości: \(|AB|=12\) oraz \(|CD|=6\). Wysokość \(AD\) tego trapezu ma długość \(24\). Na odcinku \(AD\) leży punkt \(E\) taki, że \(|\sphericalangle BEA|=|\sphericalangle CED|\) (zobacz rysunek).
Oblicz długość odcinka \(BE\).
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie:
Krok 1. Dostrzeżenie trójkątów podobnych i ustalenie skali podobieństwa.
Powinniśmy dostrzec, że trójkąty \(ABE\) oraz \(DCE\) są trójkątami podobnymi na podstawie cechy kąt-kąt-kąt (mają one jednakowy kąt przy wierzchołku \(E\) oraz są trójkątami prostokątnymi, więc i miara trzeciego kąta jest jednakowa). Wiemy, że analogiczne dwa boki mają długości odpowiednio: \(12\) oraz \(6\), więc jeśli przyjmiemy, że mniejszy trójkąt \(DCE\) jest trójkątem podstawowym, a większy \(ABE\) jest podobnym, to skala podobieństwa będzie równa:
$$k=\frac{12}{6} \\
k=2$$
Oczywiście moglibyśmy też przyjąć to podobieństwo na odwrót, co sprawiłoby, że \(k=\frac{1}{2}\) i wtedy konsekwentnie trzeba byłoby właśnie tę skalę brać do dalszych obliczeń.
Krok 2. Obliczenie długości boku \(AE\).
Ustaliliśmy już, że większy trójkąt ma boki \(2\) razy większe od mniejszego. Jeśli więc oznaczylibyśmy bok \(DE\) jako \(x\), to bok \(AE\) miałby długość \(2x\). Z treści zadania wynika, że suma tych boków jest równa \(24\), zatem:
$$x+2x=24 \\
3x=24 \\
x=8$$
Tym samym możemy stwierdzić, że \(|DE|=8\) oraz \(|AE|=2\cdot8=16\).
Krok 3. Obliczenie długości odcinka \(BE\).
Spójrzmy na trójkąt \(ABE\). Jest to trójkąt prostokątny, w którym znamy długości dwóch boków: \(12\) oraz \(16\). Poszukiwany bok \(BE\) jest przeciwprostokątną tego trójkąta, zatem z pomocą przyjdzie nam twierdzenie Pitagorasa:
$$12^2+16^2=|BE|^2 \\
144+256=|BE|^2 \\
400=|BE|^2 \\
|BE|=20 \quad\lor\quad |BE|=-20$$
Długość boku musi być oczywiście dodatnia, zatem zostaje nam \(|BE|=20\).
Zadanie 35. (2pkt) Dane są dwa zbiory: \(C={0, 4, 5, 7, 9}\) oraz \(D={1, 2, 3}\). Losujemy jedną liczbę ze zbioru \(C\), a następnie losujemy jedną liczbę ze zbioru \(D\). Oblicz prawdopodobieństwo zdarzenia \(A\) polegającego na tym, że suma wylosowanych liczb będzie większa od \(9\).
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie:
Krok 1. Obliczenie liczby wszystkich zdarzeń elementarnych.
Losujemy jedną z pięciu liczb z pierwszego zbioru i jedną z trzech liczb drugiego wzoru, zatem zgodnie z regułą mnożenia wszystkich zdarzeń elementarnych będziemy mieć \(|Ω|=5\cdot3=15\).
Krok 2. Obliczenie liczby zdarzeń sprzyjających.
Chcemy, by suma wylosowanych liczb była większa od \(9\). Wypiszmy zatem pasujące pary liczb, które taką sumę dadzą. Nie będzie to trudne, bo wystarczy zauważyć, że z liczbami \(0\), \(4\) oraz \(5\) nie utworzymy żadnej takiej pary.
$$(7,3); (9,1); (9,2); (9,3)$$
Są więc tylko \(4\) takie pary, a to oznacza, że \(|A|=4\).
Krok 3. Obliczenie prawdopodobieństwa.
$$P(A)=\frac{|A|}{|Ω|}=\frac{4}{15}$$
Zadanie 36. (5pkt) W układzie współrzędnych \((x,y)\) przekątne równoległoboku \(ABCD\) przecinają się w punkcie \(S=(9,11)\). Bok \(AB\) tego równoległoboku zawiera się w prostej o równaniu \(y=\frac{1}{2}x-1\), a bok \(AD\) zawiera się w prostej o równaniu \(y=2x-4\). Oblicz współrzędne wierzchołka \(B\) oraz długość odcinka \(BS\).
Przyznaj sobie samodzielnie punkty, zgodnie z proponowaną punktacją
Wyjaśnienie:
Krok 1. Sporządzenie rysunku pomocniczego.
Narysujmy sobie przynajmniej szkic tej całej sytuacji, tak aby potem mieć lepszy obraz tego co trzeba będzie za chwilę policzyć. Sytuacja z treści zadania wygląda mniej więcej w ten sposób:
Krok 2. Wyznaczenie współrzędnych punktu \(A\).
Punkt A jest miejscem przecięcia się dwóch prostych podanych w treści zadania. Z geometrycznej interpretacji układu równań wynika, że poznamy współrzędne punkt \(A\) w momencie, gdy rozwiążemy następujący układ równań:
\begin{cases}
y=\frac{1}{2}x-1 \\
y=2x-4
\end{cases}
Korzystając z metody podstawiania, otrzymamy następujące równanie:
$$\frac{1}{2}x-1=2x-4 \\
-1,5x-1=-4 \\
-1,5x=-3 \\
x=2$$
Znamy już pierwszą współrzędną punktu \(A\). Aby poznać drugą współrzędną, wystarczy podstawić obliczone przed chwilą \(x=2\) do jednego z równań z układu, np. do drugiego:
$$y=2\cdot2-4 \\
y=4-4 \\
y=0$$
To oznacza, że \(A=(2;0)\).
Krok 3. Wyznaczenie współrzędnych punktu \(C\).
Przekątne równoległoboku przecinają się w połowie swojej długości, więc punkt \(S\) jest środkiem przekątnej \(AC\). Znamy współrzędne punktu \(A\), znamy też współrzędne środka \(S\), więc z poznaniem współrzędnych punktu \(C\) pomoże nam wzór na środek odcinka:
$$S=\left(\frac{x_{A}+x_{C}}{2};\frac{y_{A}+y_{C}}{2}\right)$$
Znając współrzędne obydwu punktów wystarczy podstawić te dane do wzoru. Dla przejrzystości obliczeń dobrze jest obliczyć sobie oddzielnie współrzędną iksową i igrekową:
$$x_{S}=\frac{x_{A}+x_{C}}{2} \\
9=\frac{2+x_{C}}{2} \\
18=2+x_{C} \\
x_{C}=16 \\
\quad \\
y_{S}=\frac{y_{A}+y_{C}}{2} \\
11=\frac{0+y_{C}}{2} \\
y_{C}=22$$
To oznacza, że \(C=(16;22)\).
Krok 4. Wyznaczenie równania prostej \(BC\).
Prosta \(BC\) będzie prostą równoległą do \(AD\), która będzie przechodzić przez wyznaczony przed chwilą punkt \(C\). Dwie proste są względem siebie równoległe tylko wtedy, gdy mają jednakowy współczynnik kierunkowy \(a\). Skoro prosta \(AD\) wyraża się równaniem \(y=2x-4\) to prosta \(BC\) będzie wyrażać się równaniem \(y=2x+b\). Brakujący współczynnik \(b\) poznamy podstawiając do tego wyrażenia współrzędne punktu \(C=(16;22)\), zatem:
$$22=2\cdot16+b \\
22=32+b \\
b=-10$$
Tym samym prosta \(BC\) wyraża się równaniem \(y=2x-10\).
Krok 5. Wyznaczenie współrzędnych punktu \(B\).
Punkt B będzie miejscem przecięcia się prostej \(AB\) oraz wyznaczonej przed chwilą prostej \(BC\). Musimy więc postąpić podobnie jak przy wyznaczeniu współrzędnych punktu \(A\), czyli rozwiązać następujący układ równań:
\begin{cases}
y=\frac{1}{2}x-1 \\
y=2x-10
\end{cases}
Korzystając z metody podstawiania, otrzymamy:
$$\frac{1}{2}x-1=2x-10 \\
-1,5x-1=-10 \\
-1,5x=-9 \\
x=6$$
Aby poznać drugą współrzędną punktu \(B\), wystarczy podstawić \(x=6\) do jednego z równań z układu, np. drugiego:
$$y=2\cdot6-10 \\
y=12-10 \\
y=2$$
Tym samym możemy stwierdzić, że \(B=(6;2)\).
Krok 6. Obliczenie długości odcinka \(BS\).
Na sam koniec musimy jeszcze obliczyć długość odcinka \(BS\). Znamy współrzędne obydwu punktów \(B=(6;2)\) oraz \(S=(9;11)\), więc z pomocą przyjdzie nam wzór na długość odcinka:
$$|BS|=\sqrt{(x_{S}-x_{B})^2+(y_{S}-y_{B})^2} \\
|BS|=\sqrt{(9-6)^2+(11-2)^2} \\
|BS|=\sqrt{3^2+9^2} \\
|BS|=\sqrt{9+81} \\
|BS|=\sqrt{90} \\
|BS|=\sqrt{9\cdot10} \\
|BS|=3\sqrt{10}$$