Arkusz maturalny

Matematyka — matura 2017

Poziom podstawowyCzerwiecFormuła 2015
Zobacz zadania i rozwiązania 34 zadań z arkusza

Zadania z arkusza — rozwiązania krok po kroku

34 zadań · Rozwiń rozwiązanie pod wybranym zadaniem.

Zadanie 1
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Liczba \(|9-2|-|4-7|\) jest równa

A
\(4\)
B
\(10\)
C
\(-10\)
D
\(-4\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie wartości bezwzględnych

Wartość bezwzględna liczby to jej odległość od zera, więc jest nieujemna.

\[|9-2|=|7|=7,\qquad |4-7|=|-3|=3\]

2 Obliczenie różnicy

Podstawiamy otrzymane wartości do wyrażenia.

\[|9-2|-|4-7|=7-3=4\]

Odpowiedź

Wynik to 4, odpowiedź A.

\[4\]

Sprawdzenie

Ponieważ 9−2 jest dodatnie, a 4−7 ujemne, otrzymujemy 7−3=4, co odpowiada odpowiedzi A.

\[|7|-|-3|=7-3=4\]
Zadanie 2
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Iloczyn dodatnich liczb \(a\) i \(b\) jest równy 1350. Ponadto 15% liczby \(a\) jest równe 10% liczby \(b\). Stąd wynika, że \(b\) jest równe

A
\(9\)
B
\(18\)
C
\(45\)
D
\(50\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie zależności między liczbami

Zamieniamy procenty na ułamki i przekształcamy równość, aby wyrazić \(a\) przez \(b\).

\[\frac{15}{100}a=\frac{10}{100}b\quad\Longrightarrow\quad a=\frac{2}{3}b\]

2 Obliczenie liczby b

Podstawiamy otrzymaną zależność do równania \(ab=1350\). Wybieramy dodatni pierwiastek, ponieważ \(b>0\).

\[\frac{2}{3}b^2=1350\quad\Longrightarrow\quad b^2=2025\quad\Longrightarrow\quad b=45\]

Odpowiedź

Liczba b jest równa 45. Odpowiedź C.

\[b=45\]

Sprawdzenie

Z zależności procentowej otrzymujemy a = 30. Obie liczby są dodatnie, ich iloczyn wynosi 1350, a 15% z 30 i 10% z 45 to po 4,5.

\[30\cdot45=1350,\qquad 0{,}15\cdot30=4{,}5=0{,}10\cdot45\]
Zadanie 3
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Suma \(16^{24}+16^{24}+16^{24}+16^{24}\) jest równa

A
\(4^{24}\)
B
\(4^{25}\)
C
\(4^{48}\)
D
\(4^{49}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisanie sumy jako iloczynu

Cztery jednakowe składniki zastępujemy iloczynem.

\[16^{24}+16^{24}+16^{24}+16^{24}=4\cdot16^{24}\]

2 Sprowadzenie do jednej podstawy

Ponieważ \(16=4^2\), stosujemy reguły potęgowania.

\[4\cdot16^{24}=4\cdot(4^2)^{24}=4^1\cdot4^{48}=4^{49}\]

Odpowiedź

Odpowiedź D.

\[4^{49}\]

Sprawdzenie

Otrzymany wynik jest czterokrotnością jednego składnika sumy.

\[\frac{4^{49}}{16^{24}}=\frac{4^{49}}{4^{48}}=4\]
Zadanie 4
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Liczba \(\log_{3}27-\log_{3}1\) jest równa

A
\(0\)
B
\(1\)
C
\(2\)
D
\(3\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie logarytmów

Z definicji logarytmu wyznaczamy wykładniki, do których trzeba podnieść 3, aby otrzymać 27 i 1.

\[3^3=27,\quad 3^0=1\quad\Rightarrow\quad \log_{3}27=3,\quad \log_{3}1=0\]

2 Obliczenie różnicy

Podstawiamy obliczone wartości i odejmujemy.

\[\log_{3}27-\log_{3}1=3-0=3\]

Odpowiedź

Wynik to 3, czyli odpowiedź D.

\[3\]

Sprawdzenie

Równości 3³ = 27 i 3⁰ = 1 potwierdzają wartości obu logarytmów; podstawa 3 jest dodatnia i różna od 1, a argumenty są dodatnie.

\[3^3=27,\quad 3^0=1\]
Zadanie 5
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dla każdej liczby rzeczywistej \(x\) wyrażenie \(x^{6}-2x^{3}-3\) jest równe

A
\((x^{3}+1)(x^{2}-3)\)
B
\((x^{3}-3)(x^{3}+1)\)
C
\((x^{2}+3)(x^{4}-1)\)
D
\((x^{4}+1)(x^{2}-3)\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Podstawienie

Traktujemy wyrażenie jako trójmian kwadratowy względem \(x^3\), aby je rozłożyć na czynniki.

\[t=x^3,\qquad x^6-2x^3-3=t^2-2t-3\]

2 Rozkład na czynniki

Szukamy liczb o iloczynie \(-3\) i sumie \(-2\). Są to \(-3\) i \(1\).

\[t^2-2t-3=(t-3)(t+1)=(x^3-3)(x^3+1)\]

Odpowiedź

Odpowiedź B: \((x^3-3)(x^3+1)\).

\[(x^3-3)(x^3+1)\]

Sprawdzenie

Po wymnożeniu czynników otrzymujemy wyrażenie z treści zadania dla każdego rzeczywistego \(x\).

\[(x^3-3)(x^3+1)=x^6+x^3-3x^3-3=x^6-2x^3-3\]
Zadanie 6
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Wartość wyrażenia \((b-a)^{2}\) dla \(a=2\sqrt{3}\) i \(b=\sqrt{75}\) jest równa

A
\(9\)
B
\(27\)
C
\(63\)
D
\(147\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Uproszczenie pierwiastka

Wyłączamy kwadrat liczby 5 spod pierwiastka, aby zapisać obie liczby jako wielokrotności \(\sqrt{3}\).

\[b=\sqrt{75}=\sqrt{25\cdot3}=5\sqrt{3}\]

2 Obliczenie wartości wyrażenia

Podstawiamy dane, odejmujemy współczynniki przy \(\sqrt{3}\) i podnosimy wynik do kwadratu.

\[(b-a)^2=(5\sqrt{3}-2\sqrt{3})^2=(3\sqrt{3})^2=9\cdot3=27\]

Odpowiedź

Wartość wyrażenia wynosi 27. Odpowiedź B.

\[27\]

Sprawdzenie

Po rozwinięciu kwadratu różnicy otrzymujemy tę samą wartość.

\[b^2-2ab+a^2=75-2\cdot(5\sqrt{3})(2\sqrt{3})+12=75-60+12=27\]
Zadanie 7
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Funkcja liniowa \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=21-\frac{7}{3}x\). Miejscem zerowym funkcji \(f\) jest

A
\(-9\)
B
\(-\frac{7}{3}\)
C
\(9\)
D
\(21\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Ułożenie równania

Miejsce zerowe to taka wartość \(x\), dla której \(f(x)=0\).

\[21-\frac{7}{3}x=0\]

2 Rozwiązanie równania

Przenosimy wyraz z \(x\) na prawą stronę, a następnie mnożymy obie strony przez \(\frac{3}{7}\).

\[21=\frac{7}{3}x\quad\Longrightarrow\quad x=21\cdot\frac{3}{7}=9\]

Odpowiedź

Miejscem zerowym jest 9, czyli odpowiedź C.

\[x_0=9\]

Sprawdzenie

Po podstawieniu 9 do wzoru funkcji otrzymujemy zero.

\[f(9)=21-\frac{7}{3}\cdot 9=21-21=0\]
Zadanie 8
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Rozwiązaniem układu równań \(\begin{cases}x+y=1\\x-y=b\end{cases}\) z niewiadomymi \(x\) i \(y\) jest para liczb dodatnich. Wynika stąd, że

A
\(b<-1\)
B
\(b=-1\)
C
\(-1<b<1\)
D
\(b\geq 1\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie niewiadomych

Dodajemy równania, aby wyznaczyć x, a następnie odejmujemy drugie równanie od pierwszego, aby wyznaczyć y.

\[2x=1+b\quad\Rightarrow\quad x=\frac{1+b}{2},\qquad 2y=1-b\quad\Rightarrow\quad y=\frac{1-b}{2}\]

2 Warunek dodatniości

Obie liczby mają być dodatnie, więc ich liczniki muszą być większe od zera.

\[x>0\iff 1+b>0\iff b>-1,\qquad y>0\iff 1-b>0\iff b<1\]

Odpowiedź

Odpowiedź C: \(-1<b<1\).

\[-1<b<1\]

Sprawdzenie

Dla \(-1<b<1\) obie wyznaczone liczby są dodatnie. Na krańcach przedziału jedna z nich jest równa zeru, więc krańce są wykluczone.

\[b=-1\Rightarrow x=0,\qquad b=1\Rightarrow y=0\]
Zadanie 9
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Funkcja kwadratowa \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=x^{2}+bx+c\) oraz \(f(-1)=f(3)=1\). Współczynnik \(b\) jest równy

A
\(-2\)
B
\(-1\)
C
\(0\)
D
\(3\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Podstawienie pierwszego argumentu

Z warunku \(f(-1)=1\) wyznaczamy zależność między współczynnikami.

\[1-b+c=1\quad\Rightarrow\quad c=b\]

2 Podstawienie drugiego argumentu

Wstawiamy \(c=b\) do równania wynikającego z \(f(3)=1\), aby obliczyć \(b\).

\[9+3b+c=1\quad\Rightarrow\quad 9+4b=1\quad\Rightarrow\quad b=-2\]

Odpowiedź

Współczynnik \(b\) jest równy \(-2\). Odpowiedź A.

\[b=-2\]

Sprawdzenie

Dla \(b=c=-2\) oba warunki są spełnione: \(f(-1)=1\) i \(f(3)=1\).

\[f(-1)=1+2-2=1,\qquad f(3)=9-6-2=1\]
Zadanie 10
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Równanie \(x(x-3)(x^{2}+25)=0\) ma dokładnie

A
cztery rozwiązania: \(x=0\), \(x=3\), \(x=5\), \(x=-5\)
B
trzy rozwiązania: \(x=3\), \(x=5\), \(x=-5\)
C
dwa rozwiązania: \(x=0\), \(x=3\)
D
jedno rozwiązanie: \(x=3\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zastosowanie zasady iloczynu zerowego

Iloczyn jest równy zeru, gdy co najmniej jeden z jego czynników jest równy zeru.

\[x=0\quad\text{lub}\quad x-3=0\quad\text{lub}\quad x^{2}+25=0\]

2 Wyznaczenie rozwiązań rzeczywistych

Pierwsze dwa czynniki dają 0 i 3. Trzeci nie może być zerem, ponieważ kwadrat liczby rzeczywistej jest nieujemny.

\[x=0\quad\text{lub}\quad x=3;\qquad x^{2}+25\geq 25>0\]

Odpowiedź

Równanie ma dokładnie dwa rozwiązania rzeczywiste: 0 i 3. Odpowiedź C.

\[x\in\{0,3\}\]

Sprawdzenie

Dla 0 zeruje się czynnik x, a dla 3 czynnik x−3. Dla każdej innej liczby rzeczywistej oba te czynniki są niezerowe, a x²+25 jest dodatnie, więc innych rozwiązań nie ma.

\[0(0-3)(0^{2}+25)=0,\qquad 3(3-3)(3^{2}+25)=0\]
Zadanie 11
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Funkcja kwadratowa \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=(x-3)(7-x)\). Wierzchołek paraboli będącej wykresem funkcji \(f\) należy do prostej o równaniu

A
\(y=-5\)
B
\(y=5\)
C
\(y=-4\)
D
\(y=4\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie osi symetrii

Miejsca zerowe funkcji to 3 i 7, więc oś symetrii paraboli leży w połowie między nimi.

\[x_w=\frac{3+7}{2}=5\]

2 Obliczenie wysokości wierzchołka

Podstawiamy współrzędną osi symetrii do wzoru funkcji.

\[y_w=f(5)=(5-3)(7-5)=2\cdot2=4\]

Odpowiedź

Wierzchołek ma współrzędne (5, 4), więc należy do prostej y = 4. Odpowiedź D.

\[W=(5,4),\quad y=4\]

Sprawdzenie

Po przekształceniu wzoru otrzymujemy postać wierzchołkową, która potwierdza obie współrzędne.

\[f(x)=(x-3)(7-x)=4-(x-5)^2\]
Zadanie 12
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Punkt \(A=(2017,0)\) należy do wykresu funkcji \(f\) określonej wzorem

A
\(f(x)=(x+2017)^2\)
B
\(f(x)=x^2-2017\)
C
\(f(x)=(x+2017)(x-2017)\)
D
\(f(x)=x^2+2017\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Warunek przynależności

Punkt \(A=(2017,0)\) należy do wykresu wtedy i tylko wtedy, gdy \(f(2017)=0\).

\[f(2017)=0\]

2 Sprawdzenie odpowiedzi

W odpowiedzi C jeden z czynników przyjmuje wartość zero. W pozostałych odpowiedziach wartości są dodatnie.

\[\begin{aligned}f_A(2017)&=4034^2>0,\\ f_B(2017)&=2017\cdot2016>0,\\ f_C(2017)&=(2017+2017)(2017-2017)=0,\\ f_D(2017)&=2017^2+2017>0.\end{aligned}\]

Odpowiedź

Odpowiedź C.

\[f(x)=(x+2017)(x-2017)\]

Sprawdzenie

Po podstawieniu współrzędnej x punktu A do wzoru z odpowiedzi C otrzymujemy jego współrzędną y, czyli 0.

\[f(2017)=4034\cdot0=0\]
Zadanie 13
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

W ciągu arytmetycznym \((a_n)\), określonym dla \(n\geq 1\), spełniony jest warunek \(2a_3=a_2+a_1+1\). Różnica \(r\) tego ciągu jest równa

A
\(0\)
B
\(\frac{1}{3}\)
C
\(\frac{1}{2}\)
D
\(1\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisanie wyrazów ciągu

W ciągu arytmetycznym każdy kolejny wyraz jest większy od poprzedniego o różnicę \(r\).

\[a_2=a_1+r,\qquad a_3=a_1+2r\]

2 Wyznaczenie różnicy

Podstawiamy te wyrażenia do podanego warunku i rozwiązujemy równanie.

\[2(a_1+2r)=(a_1+r)+a_1+1\;\Longrightarrow\;4r=r+1\;\Longrightarrow\;r=\frac{1}{3}\]

Odpowiedź

Różnica ciągu wynosi \(\frac{1}{3}\). Odpowiedź B.

\[r=\frac{1}{3}\]

Sprawdzenie

Dla \(r=\frac{1}{3}\) obie strony podanego warunku są równe \(2a_1+\frac{4}{3}\).

\[2a_3=2\left(a_1+\frac{2}{3}\right)=2a_1+\frac{4}{3}=\left(a_1+\frac{1}{3}\right)+a_1+1=a_2+a_1+1\]
Zadanie 14
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dany jest ciąg geometryczny \((x,2x^2,4x^3,8)\) o wyrazach nieujemnych. Wtedy

A
\(x=0\)
B
\(x=1\)
C
\(x=2\)
D
\(x=4\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wykluczenie zera

Gdyby x=0, trzy pierwsze wyrazy byłyby zerowe. W ciągu geometrycznym następny wyraz też musiałby być zerem, a wynosi 8. Ponieważ wyrazy są nieujemne, mamy x>0.

\[x>0\]

2 Wyznaczenie x

W ciągu geometrycznym ilorazy kolejnych wyrazów są równe. Korzystamy z x>0, aby podzielić przez wyrazy zawierające x.

\[\frac{2x^2}{x}=\frac{8}{4x^3}\quad\Longrightarrow\quad 2x=\frac{2}{x^3}\quad\Longrightarrow\quad x^4=1\quad\Longrightarrow\quad x=1\]

Odpowiedź

x=1, odpowiedź B.

\[x=1\]

Sprawdzenie

Dla x=1 otrzymujemy ciąg (1,2,4,8). Wszystkie wyrazy są nieujemne, a każdy kolejny jest dwa razy większy od poprzedniego.

\[\frac{2}{1}=\frac{4}{2}=\frac{8}{4}=2\]
Zadanie 15
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Kąt \(\alpha\) jest ostry i \(\operatorname{tg}\alpha=\frac{12}{5}\). Wówczas \(\sin\alpha\) jest równy

A
\(\frac{5}{17}\)
B
\(\frac{12}{17}\)
C
\(\frac{5}{13}\)
D
\(\frac{12}{13}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie przeciwprostokątnej

Tangens kąta ostrego to stosunek przyprostokątnej naprzeciw kąta do przyprostokątnej przy kącie. Możemy przyjąć, że mają one długości 12 i 5; z twierdzenia Pitagorasa obliczamy przeciwprostokątną.

\[c=\sqrt{12^2+5^2}=\sqrt{169}=13\]

2 Obliczenie sinusa

Sinus to stosunek przyprostokątnej naprzeciw kąta do przeciwprostokątnej.

\[\sin\alpha=\frac{12}{13}\]

Odpowiedź

Odpowiedź D.

\[\sin\alpha=\frac{12}{13}\]

Sprawdzenie

Dla tych boków tangens wynosi 12/5, zgodnie z treścią zadania; sinus 12/13 jest dodatni i mniejszy od 1, jak dla kąta ostrego.

\[\operatorname{tg}\alpha=\frac{12}{5},\qquad 0<\frac{12}{13}<1\]
Zadanie 16
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

W okręgu o środku \(O\) dany jest kąt wpisany \(ABC\) o mierze \(20^\circ\) (patrz rysunek).

Miara kąta \(CAO\) jest równa

Okrąg o środku O z punktami A, B i C na okręgu oraz odcinkami AB, BC, AO i CO.

A
\(85^\circ\)
B
\(70^\circ\)
C
\(80^\circ\)
D
\(75^\circ\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie kąta środkowego

Kąt środkowy COA i kąt wpisany CBA są oparte na tym samym łuku CA, więc kąt środkowy ma dwa razy większą miarę.

\[\angle COA=2\angle CBA=2\cdot20^\circ=40^\circ\]

2 Obliczenie kąta CAO

Odcinki OA i OC są promieniami, więc trójkąt AOC jest równoramienny. Jego kąty przy podstawie są równe.

\[\angle CAO=\frac{180^\circ-40^\circ}{2}=70^\circ\]

Odpowiedź

Kąt CAO ma miarę 70°. Odpowiedź B.

\[\angle CAO=70^\circ\]

Sprawdzenie

Kąty trójkąta AOC sumują się do 180°, a kąt środkowy 40° jest dwa razy większy od danego kąta wpisanego 20°.

\[70^\circ+70^\circ+40^\circ=180^\circ\]
Zadanie 17
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Odcinek \(BD\) jest zawarty w dwusiecznej kąta ostrego \(ABC\) trójkąta prostokątnego, w którym przyprostokątne \(AC\) i \(BC\) mają długości odpowiednio \(5\) i \(3\).

Wówczas miara \(\varphi\) kąta \(DBC\) spełnia warunek

Trójkąt prostokątny ABC z kątem prostym przy C, odcinkiem BD, punktem D na AC, oznaczeniami długości 3 i 5 oraz kątem φ przy B.

A
\(20^\circ<\varphi<25^\circ\)
B
\(25^\circ<\varphi<30^\circ\)
C
\(30^\circ<\varphi<35^\circ\)
D
\(35^\circ<\varphi<40^\circ\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie kąta ABC

W trójkącie prostokątnym tangens kąta przy B jest ilorazem długości przeciwległej i przyległej przyprostokątnej.

\[\tan\angle ABC=\frac{AC}{BC}=\frac{5}{3},\qquad \angle ABC=\arctan\frac{5}{3}\approx59{,}04^\circ\]

2 Obliczenie kąta φ

Odcinek BD leży na dwusiecznej kąta ABC, więc dzieli ten kąt na połowy.

\[\varphi=\frac{1}{2}\angle ABC\approx\frac{59{,}04^\circ}{2}=29{,}52^\circ\]

Odpowiedź

Zachodzi 25° < φ < 30°, zatem poprawna odpowiedź to B.

\[25^\circ<\varphi<30^\circ\quad\text{— B}\]

Sprawdzenie

Podwojenie otrzymanej miary daje około 59,04°, czyli obliczony kąt ABC. Ponadto 29,52° należy do przedziału (25°, 30°).

\[2\cdot29{,}52^\circ=59{,}04^\circ,\qquad 25^\circ<29{,}52^\circ<30^\circ\]
Zadanie 18
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Prosta przechodząca przez punkt \(A=(-10,5)\) i początek układu współrzędnych jest prostopadła do prostej o równaniu

A
\(y=-2x+4\)
B
\(y=\frac{1}{2}x\)
C
\(y=-\frac{1}{2}x+1\)
D
\(y=2x-4\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie współczynnika kierunkowego

Prosta przechodzi przez punkty \(A=(-10,5)\) i \(O=(0,0)\), więc jej współczynnik kierunkowy obliczamy z różnicy współrzędnych.

\[a=\frac{5-0}{-10-0}=-\frac{1}{2}\]

2 Wyznaczenie prostej prostopadłej

Iloczyn współczynników kierunkowych prostych prostopadłych wynosi \(-1\). Szukany współczynnik to \(2\), który występuje w odpowiedzi D.

\[-\frac{1}{2}\cdot b=-1\quad\Rightarrow\quad b=2\]

Odpowiedź

D. Prosta o równaniu \(y=2x-4\).

\[y=2x-4\]

Sprawdzenie

Współczynniki kierunkowe obu prostych mają iloczyn \(-1\), więc proste są prostopadłe.

\[-\frac{1}{2}\cdot 2=-1\]
Zadanie 19
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Punkty \(A=(-21,11)\) i \(B=(3,17)\) są końcami odcinka \(AB\). Obrazem tego odcinka w symetrii względem osi \(Ox\) układu współrzędnych jest odcinek \(A'B'\). Środkiem odcinka \(A'B'\) jest punkt o współrzędnych

A
\((-9,-14)\)
B
\((-9,14)\)
C
\((9,-14)\)
D
\((9,14)\)
Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Odbicie punktów

W symetrii względem osi Ox współrzędna x pozostaje bez zmian, a y zmienia znak.

\[A'=(-21,-11),\quad B'=(3,-17)\]

2 Środek odcinka

Każda współrzędna środka jest średnią odpowiednich współrzędnych końców odcinka.

\[S=\left(\frac{-21+3}{2},\frac{-11-17}{2}\right)=(-9,-14)\]

Odpowiedź

Odpowiedź A: środek odcinka A′B′ ma współrzędne (−9, −14).

\[S=(-9,-14)\]

Sprawdzenie

Środek odcinka AB to (−9, 14). Odbicie tego punktu względem osi Ox daje (−9, −14), zgodnie z wynikiem.

\[\left(\frac{-21+3}{2},\frac{11+17}{2}\right)=(-9,14)\longmapsto(-9,-14)\]
Zadanie 20
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Trójkąt \(ABC\) jest podobny do trójkąta \(A'B'C'\) w skali \(\frac{5}{2}\), przy czym \(|AB|=\frac{5}{2}|A'B'|\). Stosunek pola trójkąta \(ABC\) do pola trójkąta \(A'B'C'\) jest równy

A
\(\frac{4}{25}\)
B
\(\frac{2}{5}\)
C
\(\frac{5}{2}\)
D
\(\frac{25}{4}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zastosowanie skali podobieństwa

Pola figur podobnych są w stosunku równym kwadratowi skali, ponieważ w tej samej skali zmieniają się podstawa i wysokość trójkąta.

\[\frac{P_{ABC}}{P_{A'B'C'}}=\left(\frac{5}{2}\right)^2=\frac{25}{4}\]

Odpowiedź

Stosunek pól wynosi 25:4. Odpowiedź D.

\[\frac{P_{ABC}}{P_{A'B'C'}}=\frac{25}{4}\]

Sprawdzenie

Bok AB jest 5/2 razy dłuższy od odpowiadającego mu boku A′B′, a odpowiadająca mu wysokość także jest 5/2 razy większa. Ich iloczyn daje stosunek pól 25/4.

\[\frac{\frac12\cdot\frac52 a\cdot\frac52 h}{\frac12 ah}=\frac{25}{4}\]
Zadanie 21
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Pole koła opisanego na trójkącie równobocznym jest równe \(\frac{1}{3}\pi^3\). Długość boku tego trójkąta jest równa

A
\(\frac{\pi}{3}\)
B
\(\pi\)
C
\(\sqrt{3}\pi\)
D
\(3\pi\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie promienia

Korzystamy ze wzoru na pole koła i z tego, że promień jest dodatni.

\[\pi R^2=\frac{1}{3}\pi^3\quad\Rightarrow\quad R^2=\frac{\pi^2}{3}\quad\Rightarrow\quad R=\frac{\pi}{\sqrt{3}}\]

2 Wyznaczenie boku

W trójkącie równobocznym promień koła opisanego spełnia zależność \(R=\frac{a}{\sqrt{3}}\).

\[a=R\sqrt{3}=\frac{\pi}{\sqrt{3}}\cdot\sqrt{3}=\pi\]

Odpowiedź

Długość boku wynosi \(\pi\). Odpowiedź B.

\[a=\pi\]

Sprawdzenie

Dla boku \(a=\pi\) promień wynosi \(\frac{\pi}{\sqrt{3}}\), a pole koła jest zgodne z treścią zadania.

\[\pi\left(\frac{\pi}{\sqrt{3}}\right)^2=\frac{1}{3}\pi^3\]
Zadanie 22
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Pole trójkąta prostokątnego \(ABC\), przedstawionego na rysunku, jest równe

Trójkąt prostokątny ABC z kątem 30° przy A i bokiem AC o długości 4.

Uwaga redakcyjna: W oryginalnym arkuszu warianty B i C są równoważne. Zachowano oryginalne odpowiedzi; w tym zbiorze wskaż wszystkie poprawne warianty.

A
\(\frac{32\sqrt{3}}{6}\)
B
\(\frac{16\sqrt{3}}{6}\)
C
\(\frac{8\sqrt{3}}{3}\)
D
\(\frac{4\sqrt{3}}{3}\)
Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie drugiej przyprostokątnej

Kąt przy C jest prosty, więc AC i BC są przyprostokątnymi. Dla kąta 30° przy A stosujemy tangens.

\[\tan 30^\circ=\frac{BC}{AC}=\frac{BC}{4},\qquad BC=4\cdot\frac{\sqrt{3}}{3}=\frac{4\sqrt{3}}{3}\]

2 Obliczenie pola

Pole trójkąta prostokątnego jest połową iloczynu długości przyprostokątnych.

\[P=\frac{AC\cdot BC}{2}=\frac{4\cdot\frac{4\sqrt{3}}{3}}{2}=\frac{8\sqrt{3}}{3}\]

Odpowiedź

Pole wynosi \(\frac{8\sqrt{3}}{3}\). Poprawne są odpowiedzi B i C.

\[P=\frac{8\sqrt{3}}{3}=\frac{16\sqrt{3}}{6}\]

Sprawdzenie

Obliczona długość BC daje wymagany tangens kąta przy A, a wartości w odpowiedziach B i C są równe.

\[\frac{BC}{AC}=\frac{\frac{4\sqrt{3}}{3}}{4}=\frac{\sqrt{3}}{3}=\tan 30^\circ,\qquad \frac{16\sqrt{3}}{6}=\frac{8\sqrt{3}}{3}\]
Zadanie 23
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Długość przekątnej sześcianu jest równa \(6\). Stąd wynika, że pole powierzchni całkowitej tego sześcianu jest równe

A
\(72\)
B
\(48\)
C
\(152\)
D
\(108\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie krawędzi

Przekątna sześcianu o krawędzi \(a\) ma długość \(a\sqrt{3}\), więc obliczamy \(a\) z podanej długości.

\[a\sqrt{3}=6\quad\Rightarrow\quad a=\frac{6}{\sqrt{3}}=2\sqrt{3}\]

2 Obliczenie pola

Sześcian ma sześć ścian o polu \(a^2\).

\[P_c=6a^2=6(2\sqrt{3})^2=72\]

Odpowiedź

Pole powierzchni całkowitej wynosi 72. Odpowiedź A.

\[P_c=72\]

Sprawdzenie

Dla otrzymanej krawędzi przekątna ma długość 6, zgodnie z treścią zadania.

\[2\sqrt{3}\cdot\sqrt{3}=6\]
Zadanie 24
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Pole powierzchni bocznej walca jest równe \(16\pi\), a promień jego podstawy ma długość \(2\). Wysokość tego walca jest równa

A
\(4\)
B
\(8\)
C
\(4\pi\)
D
\(8\pi\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wzór na pole boczne

Pole powierzchni bocznej walca jest iloczynem obwodu podstawy i wysokości.

\[P_b=2\pi rh\]

2 Obliczenie wysokości

Podstawiamy dane i dzielimy obie strony równania przez \(4\pi\).

\[16\pi=2\pi\cdot2\cdot h=4\pi h\quad\Rightarrow\quad h=4\]

Odpowiedź

Wysokość walca wynosi 4. Odpowiedź A.

\[h=4\]

Sprawdzenie

Dla promienia 2 i wysokości 4 pole boczne wynosi \(16\pi\), zgodnie z treścią zadania.

\[2\pi\cdot2\cdot4=16\pi\]
Zadanie 25
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Rzucamy dwa razy symetryczną sześcienną kostką do gry. Prawdopodobieństwo otrzymania pary liczb, których iloczyn jest większy od \(20\), jest równe

A
\(\frac{1}{6}\)
B
\(\frac{5}{36}\)
C
\(\frac{1}{9}\)
D
\(\frac{2}{9}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Liczba możliwych wyników

Każdy rzut ma 6 wyników, więc dwóch rzutów daje 36 jednakowo prawdopodobnych par uporządkowanych.

\[|\Omega|=6\cdot 6=36\]

2 Pary sprzyjające

Wypisujemy pary, których iloczyn przekracza 20. Kolejność ma znaczenie, ponieważ rzuty są kolejne.

\[(4,6),(5,5),(5,6),(6,4),(6,5),(6,6)\]

3 Prawdopodobieństwo

Dzielimy liczbę 6 par sprzyjających przez liczbę 36 wszystkich wyników.

\[P=\frac{6}{36}=\frac{1}{6}\]

Odpowiedź

Odpowiedź A.

\[\frac{1}{6}\]

Sprawdzenie

Wypisane iloczyny to 24, 25, 30, 24, 30 i 36, więc wszystkie przekraczają 20. Dla pierwszego wyniku co najwyżej 3 iloczyn nie przekracza 18; pozostałe przypadki są uwzględnione.

\[3\cdot 6=18<20\]
Zadanie 26
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Rozwiąż nierówność \(\left(x-\frac{1}{2}\right)x>3\left(x-\frac{1}{2}\right)\left(x+\frac{1}{3}\right)\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Przeniesienie na jedną stronę

Aby zbadać znak wyrażenia, przenosimy prawą stronę nierówności na lewą i wyłączamy wspólny czynnik.

\[x\left(x-\frac12\right)-3\left(x-\frac12\right)\left(x+\frac13\right)>0\iff\left(x-\frac12\right)(-2x-1)>0\]

2 Wyznaczenie przedziału

Po zmianie znaku nierówności szukamy liczb, dla których iloczyn dwóch czynników jest ujemny. Dzieje się tak między ich miejscami zerowymi.

\[\left(x-\frac12\right)(2x+1)<0\iff-\frac12<x<\frac12\]

Odpowiedź

Zbiorem rozwiązań jest przedział otwarty od \(-\frac12\) do \(\frac12\).

\[x\in\left(-\frac12,\frac12\right)\]

Sprawdzenie

Dla \(x=0\), leżącego w otrzymanym przedziale, pierwotna nierówność daje \(0>-\frac12\). Poza przedziałem oba czynniki \(x-\frac12\) i \(2x+1\) mają ten sam znak, więc ich iloczyn nie jest ujemny. Na końcach przedziału wynosi zero, dlatego końce nie należą do rozwiązania.

\[x=0:\quad 0>3\left(-\frac12\right)\left(\frac13\right)=-\frac12\]
Zadanie 27
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Kąt \(\alpha\) jest ostry i spełniona jest równość \(\sin\alpha+\cos\alpha=\frac{\sqrt{7}}{2}\). Oblicz wartość wyrażenia \((\sin\alpha-\cos\alpha)^2\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Podnieś równość do kwadratu

Pozwala to wykorzystać podaną sumę bez wyznaczania osobno sinusa i cosinusa.

\[(\sin\alpha+\cos\alpha)^2=\left(\frac{\sqrt7}{2}\right)^2=\frac74\]

2 Oblicz szukany kwadrat

Korzystamy z tożsamości \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\). Suma kwadratów sumy i różnicy wynosi więc \(2\).

\[(\sin\alpha-\cos\alpha)^2=2(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha)-(\sin\alpha+\cos\alpha)^2=2-\frac74=\frac14\]

Odpowiedź

Wartość wyrażenia wynosi \(\frac14\).

\[(\sin\alpha-\cos\alpha)^2=\frac14\]

Sprawdzenie

Z podanej sumy wynika \(\sin\alpha\cos\alpha=\frac38\). Dla kąta ostrego taki iloczyn jest możliwy, bo leży między \(0\) a \(\frac12\). Ponowne obliczenie różnicy daje \(1-2\cdot\frac38=\frac14\).

\[\sin\alpha\cos\alpha=\frac{7/4-1}{2}=\frac38,\qquad(\sin\alpha-\cos\alpha)^2=1-2\cdot\frac38=\frac14\]
Zadanie 28
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Dwusieczna kąta ostrego \(ABC\) przecina przyprostokątną \(AC\) trójkąta prostokątnego \(ABC\) w punkcie \(D\).

Udowodnij, że jeżeli \(|AD|=|BD|\), to \(|CD|=\frac{1}{2}\cdot|BD|\).

Trójkąt prostokątny ABC z kątem prostym przy C. Punkt D leży na odcinku AC, a odcinek BD łączy B z D.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie kąta przy A

W trójkącie ABD boki AD i BD są równe, więc kąty leżące naprzeciw nich też są równe. Ponieważ BD jest dwusieczną kąta ABC, kąt przy A ma połowę miary kąta ABC.

\[\angle BAC=\angle BAD=\angle ABD=\frac{1}{2}\angle ABC\]

2 Wyznaczenie kąta przy B

Kąty ostre trójkąta prostokątnego ABC sumują się do 90°, zatem kąt ABC ma 60°, a jego połowa ma 30°.

\[\frac{1}{2}\angle ABC+\angle ABC=90^\circ\quad\Rightarrow\quad\angle ABC=60^\circ,\qquad\angle DBC=30^\circ\]

3 Zastosowanie własności trójkąta prostokątnego

W trójkącie prostokątnym BCD bok CD leży naprzeciw kąta 30°, więc ma połowę długości przeciwprostokątnej BD.

\[|CD|=\frac{1}{2}|BD|\]

Odpowiedź

Teza została udowodniona.

\[|CD|=\frac{1}{2}|BD|\]

Sprawdzenie

W trójkącie BCD pozostały kąt ostry ma 60°, więc stosunek boków CD do przeciwprostokątnej BD równy 1:2 jest zgodny z własnością trójkąta o kątach 30°, 60° i 90°.

\[\angle BDC=180^\circ-90^\circ-30^\circ=60^\circ\]
Zadanie 29
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Wykaż, że prawdziwa jest nierówność \[(1{,}5)^{100}<6^{25}.\]

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Sprowadzenie do tej samej potęgi

Ponieważ \(100=4\cdot25\), możemy porównać podstawy potęg o wykładniku 25.

\[(1{,}5)^{100}=\left(\left(\frac32\right)^4\right)^{25}=\left(\frac{81}{16}\right)^{25}\]

2 Porównanie podstaw

Mianownik jest dodatni, więc porównujemy liczniki. Podnoszenie dodatnich liczb do potęgi 25 zachowuje nierówność.

\[\frac{81}{16}<\frac{96}{16}=6\quad\Longrightarrow\quad\left(\frac{81}{16}\right)^{25}<6^{25}\]

Odpowiedź

Nierówność jest prawdziwa.

\[(1{,}5)^{100}<6^{25}\]

Sprawdzenie

Iloraz lewej i prawej strony wynosi \(\left(\frac{27}{32}\right)^{25}<1\), co potwierdza nierówność.

\[\frac{(1{,}5)^{100}}{6^{25}}=\left(\frac{81}{96}\right)^{25}=\left(\frac{27}{32}\right)^{25}<1\]
Zadanie 30
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Suma trzydziestu początkowych wyrazów ciągu arytmetycznego \((a_n)\), określonego dla \(n\geq 1\), jest równa 30. Ponadto \(a_{30}=30\). Oblicz różnicę tego ciągu.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie pierwszego wyrazu

Korzystamy ze wzoru na sumę ciągu arytmetycznego, ponieważ znamy sumę 30 wyrazów i ostatni z nich.

\[S_{30}=\frac{30(a_1+a_{30})}{2}=30\quad\Rightarrow\quad 15(a_1+30)=30\quad\Rightarrow\quad a_1=-28\]

2 Obliczenie różnicy

Trzydziesty wyraz powstaje z pierwszego po dodaniu różnicy 29 razy.

\[a_{30}=a_1+29r\quad\Rightarrow\quad 30=-28+29r\quad\Rightarrow\quad r=2\]

Odpowiedź

Różnica ciągu wynosi 2.

\[r=2\]

Sprawdzenie

Dla pierwszego wyrazu −28 i różnicy 2 trzydziesty wyraz wynosi 30, a suma trzydziestu wyrazów wynosi 30.

\[a_{30}=-28+29\cdot2=30,\qquad S_{30}=\frac{30(-28+30)}{2}=30\]
Zadanie 31
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Ze zbioru liczb \(\{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15\}\) losujemy bez zwracania dwa razy po jednej liczbie. Wylosowane liczby tworzą parę \((a,b)\), gdzie \(a\) jest wynikiem pierwszego losowania, \(b\) jest wynikiem drugiego losowania. Oblicz, ile jest wszystkich par \((a,b)\) takich, że iloczyn \(a\cdot b\) jest liczbą parzystą.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Liczymy wszystkie pary

Kolejność losowań ma znaczenie. Pierwszą liczbę wybieramy na 15 sposobów, a drugą na 14, ponieważ losujemy bez zwracania.

\[15\cdot14=210\]

2 Odejmujemy pary o nieparzystym iloczynie

Iloczyn jest nieparzysty tylko wtedy, gdy obie liczby są nieparzyste. W zbiorze jest 8 takich liczb, więc po wylosowaniu pierwszej pozostaje 7.

\[8\cdot7=56\]

3 Obliczamy liczbę szukanych par

Każda pozostała para ma parzysty iloczyn.

\[210-56=154\]

Odpowiedź

Są 154 takie pary.

\[154\]

Sprawdzenie

W zbiorze jest 7 liczb parzystych. Pary z parzystą pierwszą liczbą można utworzyć na 7·14 sposobów, a pary z nieparzystą pierwszą i parzystą drugą na 8·7 sposobów. Suma wynosi 154.

\[7\cdot14+8\cdot7=98+56=154\]
Zadanie 32
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte4 pkt

Ramię trapezu równoramiennego \(ABCD\) ma długość \(\sqrt{26}\). Przekątne w tym trapezie są prostopadłe, a punkt ich przecięcia dzieli je w stosunku \(2:3\). Oblicz pole tego trapezu.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie stosunku podstaw

Trójkąty utworzone przez podstawy i punkt przecięcia przekątnych są podobne, więc stosunek długości podstaw jest równy stosunkowi odpowiednich odcinków przekątnych. Oznaczamy krótszą podstawę przez 2x, a dłuższą przez 3x, bez przypisywania ich do AB lub CD.

\[a:b=2:3,\qquad a=2x,\quad b=3x,\quad x>0\]

2 Wyznaczenie wysokości

W trapezie równoramiennym przekątne mają jednakowe przesunięcia poziome równe połowie sumy podstaw. Są symetryczne, więc ich prostopadłość oznacza, że wysokość jest równa temu przesunięciu.

\[h=\frac{a+b}{2}=\frac{5x}{2}\]

3 Obliczenie skali

Poziome przesunięcie końców ramienia to połowa różnicy podstaw. Stosujemy twierdzenie Pitagorasa do trójkąta złożonego z ramienia, wysokości i tego przesunięcia.

\[26=h^2+\left(\frac{b-a}{2}\right)^2=\left(\frac{5x}{2}\right)^2+\left(\frac{x}{2}\right)^2=\frac{13x^2}{2},\qquad x^2=4,\quad x=2\]

4 Obliczenie pola

Podstawy mają długości 4 i 6, a wysokość 5. Podstawiamy je do wzoru na pole trapezu.

\[P=\frac{a+b}{2}\cdot h=\frac{4+6}{2}\cdot5=25\]

Odpowiedź

Pole trapezu wynosi 25 jednostek kwadratowych.

\[P=25\]

Sprawdzenie

Dla podstaw 4 i 6 wysokość wynosi 5. Poziome przesunięcie końców ramienia wynosi 1, zatem jego długość to √26. Przekątne mają przesunięcia poziome równe 5 i pionowe równe 5, więc są prostopadłe. Z podobieństwa trójkątów odcinki każdej przekątnej są w stosunku 4:6 = 2:3.

\[\sqrt{5^2+1^2}=\sqrt{26},\qquad 5\cdot5-5\cdot5=0,\qquad 4:6=2:3\]
Zadanie 33
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte4 pkt

Punkty \(A=(-2,-8)\) i \(B=(14,-8)\) są wierzchołkami trójkąta równoramiennego \(ABC\), w którym \(|AB|=|AC|\). Wysokość \(AD\) tego trójkąta jest zawarta w prostej o równaniu \(y=\frac{1}{2}x-7\). Oblicz współrzędne wierzchołka \(C\) tego trójkąta.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie prostej BC

Wysokość AD jest prostopadła do boku BC. Prosta zawierająca AD ma współczynnik kierunkowy \(\frac12\), więc prosta BC ma współczynnik \(-2\) i przechodzi przez B.

\[y+8=-2(x-14),\qquad y=-2x+20\]

2 Wykorzystanie równości boków

Ponieważ \(|AB|=16\), punkt C leży na okręgu o środku A i promieniu 16. Podstawiamy równanie prostej BC.

\[(x+2)^2+(y+8)^2=16^2\quad\Longrightarrow\quad(x+2)^2+4(x-14)^2=256\]

3 Obliczenie współrzędnych C

Rozwiązujemy równanie. Pierwiastek \(x=14\) odpowiada punktowi B, więc nie może wyznaczać drugiego wierzchołka trójkąta.

\[5x^2-108x+532=(x-14)(5x-38)=0,\qquad x_C=\frac{38}{5},\qquad y_C=-2\cdot\frac{38}{5}+20=\frac{24}{5}\]

Odpowiedź

Wierzchołek C ma współrzędne \(\left(\frac{38}{5},\frac{24}{5}\right)\).

\[C=\left(\frac{38}{5},\frac{24}{5}\right)\]

Sprawdzenie

Obliczony punkt leży na prostej BC, a jego odległość od A wynosi 16. Współczynniki kierunkowe prostych BC i AD mają iloczyn \(-1\), więc AD jest wysokością.

\[-2\cdot\frac{38}{5}+20=\frac{24}{5},\qquad |AC|=\sqrt{\left(\frac{48}{5}\right)^2+\left(\frac{64}{5}\right)^2}=16=|AB|,\qquad (-2)\cdot\frac12=-1\]
Zadanie 34
Matura 2017 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte5 pkt

Podstawą graniastosłupa prostego \(ABCDA'B'C'D'\) jest romb \(ABCD\). Przekątna \(AC'\) tego graniastosłupa ma długość \(8\) i jest nachylona do płaszczyzny podstawy pod kątem \(30^\circ\), a przekątna \(BD'\) jest nachylona do tej płaszczyzny pod kątem \(45^\circ\). Oblicz pole powierzchni całkowitej tego graniastosłupa.

Rysunek graniastosłupa prostego o podstawie ABCD z zaznaczonymi przekątnymi AC' i BD'.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wysokość i pierwsza przekątna podstawy

Rzutem odcinka \(AC'\) na płaszczyznę podstawy jest \(AC\). W trójkącie prostokątnym \(ACC'\) obliczamy wysokość graniastosłupa i długość \(AC\).

\[h=CC'=8\sin 30^\circ=4,\qquad AC=8\cos 30^\circ=4\sqrt3\]

2 Druga przekątna podstawy

Rzutem odcinka \(BD'\) na podstawę jest \(BD\). Kąt nachylenia wynosi \(45^\circ\), więc wysokość i \(BD\) mają tę samą długość.

\[\tan 45^\circ=\frac{h}{BD}=1,\qquad BD=4\]

3 Pole podstawy i powierzchni bocznej

Przekątne rombu są prostopadłe i dzielą się na połowy. Obliczamy pole podstawy oraz bok rombu, a następnie pole czterech ścian bocznych.

\[P_p=\frac{AC\cdot BD}{2}=8\sqrt3,\qquad a=\sqrt{\left(\frac{AC}{2}\right)^2+\left(\frac{BD}{2}\right)^2}=\sqrt{12+4}=4,\qquad P_b=4ah=64\]

4 Pole całkowite

Dodajemy pola dwóch podstaw i powierzchni bocznej.

\[P_c=2P_p+P_b=2\cdot8\sqrt3+64=64+16\sqrt3\]

Odpowiedź

Pole powierzchni całkowitej wynosi \(64+16\sqrt3\).

\[P_c=64+16\sqrt3\]

Sprawdzenie

Dla otrzymanych wymiarów \(AC'=\sqrt{AC^2+h^2}=8\), a \(\tan\angle(BD',BD)=h/BD=1\), więc oba podane kąty i długość przekątnej się zgadzają.

\[\sqrt{(4\sqrt3)^2+4^2}=8,\qquad \frac{h}{BD}=\frac44=\tan45^\circ\]

Ebook PDF Rozwiązane? 395 kolejnych zadań z arkuszy CKE z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)

Mamy rozwiązania krok po kroku do tego arkusza

Mamy już zadania z tego arkusza na stronie. Możesz przejść do nich i sprawdzić dostępne rozwiązania krok po kroku albo pobrać PDF.

Zobacz zadania z rozwiązaniami → Pobierz PDF