Arkusz maturalny

Matematyka — matura 2019

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 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Rozwiązaniem równania \(\frac{(x^{2}-2x-3)\cdot(x^{2}-9)}{x-1}=0\) nie jest liczba

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

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie dziedziny

Mianownik nie może być równy zeru, więc wykluczamy liczbę 1.

\[x-1\neq 0\quad\Longrightarrow\quad x\neq 1\]

2 Rozłożenie licznika na czynniki

Ułamek jest równy zeru wtedy, gdy jego licznik jest zerem, a mianownik jest różny od zera.

\[(x^{2}-2x-3)(x^{2}-9)=(x-3)(x+1)(x-3)(x+3)=0\]

3 Odczytanie rozwiązań

Iloczyn jest zerem, gdy co najmniej jeden z jego czynników jest zerem. Wszystkie otrzymane liczby należą do dziedziny.

\[x\in\{-3,-1,3\}\]

Odpowiedź

Rozwiązaniem równania nie jest liczba 1 — odpowiedź C.

\[\boxed{\mathrm{C}:\ 1}\]

Sprawdzenie

Dla liczb −3, −1 i 3 licznik jest zerem, a mianownik odpowiednio wynosi −4, −2 i 2. Dla liczby 1 mianownik jest zerem, więc wyrażenie nie jest określone.

\[(-3)-1=-4\neq 0,\quad(-1)-1=-2\neq 0,\quad 3-1=2\neq 0,\quad 1-1=0\]
Zadanie 2
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Liczba \(\frac{\log_{3}27}{\log_{3}\sqrt{27}}\) jest równa

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

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisanie liczb jako potęg trójki

Dzięki temu można zastosować wzór na logarytm potęgi.

\[27=3^3,\qquad \sqrt{27}=3^{\frac32}\]

2 Obliczenie ilorazu

Ponieważ \(\log_3 3^a=a\), licznik wynosi \(3\), a mianownik \(\frac32\).

\[\frac{\log_3 27}{\log_3\sqrt{27}}=\frac{3}{\frac32}=2\]

Odpowiedź

Odpowiedź B: 2.

\[2\]

Sprawdzenie

Mianownik jest różny od zera, bo logarytm z \(3^{3/2}\) wynosi \(3/2\). Otrzymany wynik odpowiada opcji B.

\[\log_3\sqrt{27}=\frac32\ne 0\]
Zadanie 3
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Jedną z liczb spełniających nierówność \((x-6)\cdot(x-2)^{2}\cdot(x+4)\cdot(x+10)>0\) jest

A
\(-5\)
B
\(0\)
C
\(3\)
D
\(5\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Sprawdzenie odpowiedzi A

Podstawiamy \(-5\), aby ustalić znak iloczynu. Dwa czynniki są ujemne, a pozostałe dodatnie, więc iloczyn jest dodatni.

\[(-5-6)(-5-2)^2(-5+4)(-5+10)=(-11)\cdot49\cdot(-1)\cdot5=2695>0\]

Odpowiedź

Liczba \(-5\), czyli odpowiedź A.

\[x=-5\]

Sprawdzenie

Dla pozostałych odpowiedzi iloczyn jest ujemny: przy \(x=0,3,5\) czynnik \(x-6\) jest ujemny, a wszystkie pozostałe czynniki są dodatnie. Żadna z tych liczb nie spełnia nierówności.

\[x\in\{0,3,5\}\implies (x-6)(x-2)^2(x+4)(x+10)<0\]
Zadanie 4
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Liczba dodatnia \(a\) jest zapisana w postaci ułamka zwykłego. Jeżeli licznik tego ułamka zmniejszymy o 50%, a jego mianownik zwiększymy o 50%, to otrzymamy liczbę \(b\) taką, że

A
\(b=\frac{1}{4}a\)
B
\(b=\frac{1}{3}a\)
C
\(b=\frac{1}{2}a\)
D
\(b=\frac{2}{3}a\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisanie liczby jako ułamka

Oznaczamy licznik przez \(m\), a niezerowy mianownik przez \(n\), aby obliczyć wpływ zmian procentowych.

\[a=\frac{m}{n},\quad n\ne 0\]

2 Obliczenie nowej wartości

Zmniejszenie licznika o 50% daje \(\frac{m}{2}\), a zwiększenie mianownika o 50% daje \(\frac{3n}{2}\).

\[b=\frac{\frac{m}{2}}{\frac{3n}{2}}=\frac{m}{3n}=\frac{1}{3}a\]

Odpowiedź

Odpowiedź B.

\[b=\frac{1}{3}a\]

Sprawdzenie

Nowy licznik stanowi połowę poprzedniego, a nowy mianownik jest półtora raza większy. Ich iloraz stanowi więc jedną trzecią pierwotnej liczby. Ponieważ \(n\ne 0\), przekształcenie jest poprawne.

\[\frac{b}{a}=\frac{\frac{1}{2}}{\frac{3}{2}}=\frac{1}{3}\]
Zadanie 5
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Funkcja liniowa \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=(a+1)x+11\), gdzie \(a\) to pewna liczba rzeczywista, ma miejsce zerowe równe \(x=\frac{3}{4}\). Stąd wynika, że

A
\(a=-\frac{41}{3}\)
B
\(a=\frac{41}{3}\)
C
\(a=-\frac{47}{3}\)
D
\(a=\frac{47}{3}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Podstawienie miejsca zerowego

W miejscu zerowym wartość funkcji wynosi zero, więc podstawiamy \(x=\frac{3}{4}\).

\[f\left(\frac{3}{4}\right)=0\quad\Longrightarrow\quad (a+1)\cdot\frac{3}{4}+11=0\]

2 Wyznaczenie parametru

Odejmujemy 11, mnożymy obie strony przez \(\frac{4}{3}\), a następnie odejmujemy 1.

\[a+1=-11\cdot\frac{4}{3}=-\frac{44}{3},\qquad a=-\frac{44}{3}-1=-\frac{47}{3}\]

Odpowiedź

Odpowiedź C.

\[a=-\frac{47}{3}\]

Sprawdzenie

Dla otrzymanej wartości parametru funkcja ma miejsce zerowe równe \(\frac{3}{4}\).

\[f\left(\frac{3}{4}\right)=\left(-\frac{47}{3}+1\right)\cdot\frac{3}{4}+11=-11+11=0\]
Zadanie 6
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Funkcja \(f\) jest określona dla każdej liczby rzeczywistej \(x\) wzorem \(f(x)=(m\sqrt{5}-1)x+3\). Ta funkcja jest rosnąca dla każdej liczby \(m\) spełniającej warunek

A
\(m>\frac{1}{\sqrt{5}}\)
B
\(m>1-\sqrt{5}\)
C
\(m<\sqrt{5}-1\)
D
\(m<\frac{1}{\sqrt{5}}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Warunek rosnącej funkcji liniowej

Funkcja liniowa jest rosnąca wtedy i tylko wtedy, gdy współczynnik przy x jest dodatni.

\[m\sqrt{5}-1>0\]

2 Wyznaczenie m

Dodajemy 1 do obu stron i dzielimy przez dodatnią liczbę \(\sqrt{5}\), więc znak nierówności się nie zmienia.

\[m\sqrt{5}>1\quad\Longleftrightarrow\quad m>\frac{1}{\sqrt{5}}\]

Odpowiedź

Odpowiedź A: \(m>\frac{1}{\sqrt{5}}\).

\[m>\frac{1}{\sqrt{5}}\]

Sprawdzenie

Na granicy \(m=\frac{1}{\sqrt{5}}\) współczynnik przy x wynosi 0, więc funkcja jest stała. Dla większych m współczynnik jest dodatni, a funkcja rosnąca.

\[\frac{1}{\sqrt{5}}\cdot\sqrt{5}-1=0\]
Zadanie 7
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Układ równań \(\begin{cases}2x-y=2\\x+my=1\end{cases}\) ma nieskończenie wiele rozwiązań dla

A
\(m=-1\)
B
\(m=1\)
C
\(m=\frac{1}{2}\)
D
\(m=-\frac{1}{2}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Warunek nieskończenie wielu rozwiązań

Oba równania muszą opisywać tę samą prostą. Dzielimy pierwsze równanie przez 2, aby porównać je z drugim.

\[2x-y=2\quad\Longleftrightarrow\quad x-\frac{1}{2}y=1\]

2 Porównanie współczynników

Współczynnik przy y w drugim równaniu musi wynosić tyle samo co w przekształconym pierwszym równaniu.

\[m=-\frac{1}{2}\]

Odpowiedź

Odpowiedź D: \(m=-\frac{1}{2}\).

\[m=-\frac{1}{2}\]

Sprawdzenie

Po podstawieniu tej wartości oba równania są równoważne. Dla każdego \(y=t\) otrzymujemy \(x=1+\frac{t}{2}\), więc rozwiązań jest nieskończenie wiele.

\[(x,y)=\left(1+\frac{t}{2},t\right),\quad t\in\mathbb{R}\]
Zadanie 8
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Rysunek przedstawia wykres funkcji \(f\) zbudowany z 6 odcinków, przy czym punkty \(B=(2,-1)\) i \(C=(4,-1)\) należą do wykresu funkcji.

Równanie \(f(x)=-1\) ma

Wykres funkcji w układzie współrzędnych, z osiami, grotami, oznaczeniami, punktami B i C oraz niezamalowanym punktem na osi y.

A
dokładnie jedno rozwiązanie.
B
dokładnie dwa rozwiązania.
C
dokładnie trzy rozwiązania.
D
nieskończenie wiele rozwiązań.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Odczyt poziomu

Rozwiązaniami równania są argumenty punktów wykresu leżących na wysokości −1.

\[f(x)=-1\]

2 Wskazanie odcinka

Odcinek łączący punkty B i C jest poziomy, więc dla każdego argumentu od 2 do 4 funkcja ma wartość −1.

\[x\in[2,4]\implies f(x)=-1\]

Odpowiedź

Równanie ma nieskończenie wiele rozwiązań. Odpowiedź D.

\[\boxed{\text{D — nieskończenie wiele rozwiązań}}\]

Sprawdzenie

Na przykład punkty o argumentach 2, 3 i 4 leżą na tym odcinku i mają rzędną −1; tak samo jest dla każdego argumentu pomiędzy 2 a 4.

\[f(2)=f(3)=f(4)=-1\]
Zadanie 9
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dany jest rosnący ciąg arytmetyczny \((a_n)\), określony dla liczb naturalnych \(n\geq 1\), o wyrazach dodatnich. Jeśli \(a_2+a_9=a_4+a_k\), to \(k\) jest równe

A
\(8\)
B
\(7\)
C
\(6\)
D
\(5\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisanie wyrazów ciągu

Ciąg arytmetyczny jest rosnący, więc jego różnica \(r\) jest dodatnia. Każdy wyraz zapisujemy za pomocą \(a_1\) i \(r\).

\[a_n=a_1+(n-1)r,\quad r>0\]

2 Wyznaczenie indeksu

Podstawiamy wzór do podanej równości. Ponieważ \(r>0\), możemy podzielić obie strony przez \(r\).

\[(a_1+r)+(a_1+8r)=(a_1+3r)+(a_1+(k-1)r)\quad\Longrightarrow\quad 9r=(k+2)r\quad\Longrightarrow\quad k=7\]

Odpowiedź

B. \(k=7\).

\[k=7\]

Sprawdzenie

Dla \(k=7\) obie strony równości wynoszą \(2a_1+9r\), a indeks \(7\) jest liczbą naturalną.

\[a_2+a_9=2a_1+9r=a_4+a_7\]
Zadanie 10
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

W ciągu \((a_n)\) określonym dla każdej liczby \(n\geq 1\) jest spełniony warunek \(a_{n+3}=-2\cdot 3^{n+1}\). Wtedy

A
\(a_5=-54\)
B
\(a_5=-27\)
C
\(a_5=27\)
D
\(a_5=54\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie indeksu

Aby obliczyć piąty wyraz, podstawiamy do warunku n=2, ponieważ n+3=5. Wartość ta spełnia warunek n≥1.

\[n+3=5\quad\Rightarrow\quad n=2\]

2 Obliczenie wyrazu

Podstawiamy n=2 i obliczamy potęgę.

\[a_5=-2\cdot 3^{2+1}=-2\cdot 27=-54\]

Odpowiedź

Odpowiedź A: a₅ = −54.

\[a_5=-54\]

Sprawdzenie

Dla n=2 lewa strona warunku to a₅, a prawa to −2·3³=−54, więc wynik spełnia podany warunek.

\[a_{2+3}=-2\cdot 3^{2+1}=-54\]
Zadanie 11
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dla każdej liczby rzeczywistej \(x\) wyrażenie \((3x-2)^2-(2x-3)(2x+3)\) jest po uproszczeniu równe

A
\(5x^2-12x-5\)
B
\(5x^2-13\)
C
\(5x^2-12x+13\)
D
\(5x^2+5\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Rozwiń kwadrat

Korzystamy ze wzoru na kwadrat różnicy, aby usunąć pierwszy nawias.

\[(3x-2)^2=9x^2-12x+4\]

2 Oblicz iloczyn

Nawiasy tworzą różnicę kwadratów.

\[(2x-3)(2x+3)=4x^2-9\]

3 Uprość wyrażenie

Odejmujemy cały iloczyn, więc zmieniamy znaki jego wyrazów, a następnie łączymy wyrazy podobne.

\[9x^2-12x+4-(4x^2-9)=5x^2-12x+13\]

Odpowiedź

Odpowiedź C.

\[5x^2-12x+13\]

Sprawdzenie

Dla x = 1 wyrażenie z zadania i otrzymany wzór dają tę samą wartość 6.

\[(3-2)^2-(2-3)(2+3)=6,\qquad 5-12+13=6\]
Zadanie 12
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Kąt \(\alpha\in(0^\circ,180^\circ)\) oraz wiadomo, że \(\sin\alpha\cdot\cos\alpha=-\frac{3}{8}\). Wartość wyrażenia \((\cos\alpha-\sin\alpha)^2+2\) jest równa

A
\(\frac{15}{4}\)
B
\(\frac{9}{4}\)
C
\(\frac{27}{8}\)
D
\(\frac{21}{8}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Rozwiń kwadrat

Korzystamy ze wzoru na kwadrat różnicy i z tożsamości \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\).

\[(\cos\alpha-\sin\alpha)^2+2=\cos^2\alpha-2\sin\alpha\cos\alpha+\sin^2\alpha+2=3-2\sin\alpha\cos\alpha\]

2 Podstaw daną wartość

Podstawiamy iloczyn podany w treści zadania.

\[3-2\left(-\frac{3}{8}\right)=3+\frac{3}{4}=\frac{15}{4}\]

Odpowiedź

Wartość wyrażenia wynosi \(\frac{15}{4}\). Odpowiedź A.

\[\frac{15}{4}\]

Sprawdzenie

Ponieważ \(\sin\alpha\cos\alpha=-\frac{3}{8}<0\) i \(\alpha\in(0^\circ,180^\circ)\), kąt leży w II ćwiartce, gdzie taki znak iloczynu jest możliwy. Ponowne podstawienie do postaci \(3-2\sin\alpha\cos\alpha\) daje \(\frac{15}{4}\).

\[3-2\left(-\frac{3}{8}\right)=\frac{15}{4}\]
Zadanie 13
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Wartość wyrażenia \(2\sin^2 18^\circ+\sin^2 72^\circ+\cos^2 18^\circ\) jest równa

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

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zamiana funkcji kąta dopełniającego

Ponieważ kąty 72° i 18° sumują się do 90°, możemy zapisać sinus 72° jako cosinus 18°.

\[\sin 72^\circ=\cos 18^\circ\]

2 Obliczenie wartości

Grupujemy równe składniki i korzystamy z tożsamości \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\).

\[2\sin^2 18^\circ+\sin^2 72^\circ+\cos^2 18^\circ=2\sin^2 18^\circ+2\cos^2 18^\circ=2\]

Odpowiedź

Wartość wyrażenia wynosi 2. Odpowiedź C.

\[2\]

Sprawdzenie

Po odjęciu jednej pary składników \(\sin^2 18^\circ+\cos^2 18^\circ\) pozostaje druga taka sama para. Każda para ma wartość 1, więc suma wynosi 2.

\[(\sin^2 18^\circ+\cos^2 18^\circ)+(\sin^2 18^\circ+\cos^2 18^\circ)=1+1=2\]
Zadanie 14
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Punkty \(B\), \(C\) i \(D\) leżą na okręgu o środku \(S\) i promieniu \(r\). Punkt \(A\) jest punktem wspólnym prostych \(BC\) i \(SD\), a odcinki \(AB\) i \(SC\) są równej długości. Miara kąta \(BCS\) jest równa \(34^\circ\) (zobacz rysunek). Wtedy

Okrąg o środku S z punktami B, C i D na okręgu oraz punktem A poza nim. Zaznaczono odcinki, promienie r, kąt 34° przy C i kąt α przy A.

A
\(\alpha=12^\circ\)
B
\(\alpha=17^\circ\)
C
\(\alpha=22^\circ\)
D
\(\alpha=34^\circ\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Kąty w trójkącie BCS

Ponieważ SB i SC są promieniami okręgu, trójkąt BCS jest równoramienny. Jego kąty przy podstawie BC są równe.

\[\angle SBC=\angle BCS=34^\circ\]

2 Kąt przy punkcie B

Punkty A, B i C leżą na jednej prostej, więc kąty ABS i SBC są przyległe.

\[\angle ABS=180^\circ-34^\circ=146^\circ\]

3 Obliczenie kąta α

Z warunku AB=SC oraz równości promieni SC=SB wynika AB=SB. Trójkąt ABS jest więc równoramienny, a jego kąty przy podstawie AS są równe.

\[\alpha=\angle BAS=\frac{180^\circ-146^\circ}{2}=17^\circ\]

Odpowiedź

α = 17°, odpowiedź B.

\[\boxed{\alpha=17^\circ}\]

Sprawdzenie

Kąty trójkąta ABS sumują się do 180°, a oba kąty przy podstawie mają po 17°, zgodnie z równością AB=SB.

\[17^\circ+17^\circ+146^\circ=180^\circ\]
Zadanie 15
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Pole trójkąta \(ABC\) o wierzchołkach \(A=(0,0)\), \(B=(4,2)\), \(C=(2,6)\) jest równe

A
\(5\)
B
\(10\)
C
\(15\)
D
\(20\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie pola

Ponieważ A jest początkiem układu współrzędnych, pole trójkąta jest połową wartości bezwzględnej wyznacznika wektorów AB i AC.

\[P=\frac12\left|4\cdot6-2\cdot2\right|=\frac12\cdot20=10\]

Odpowiedź

Pole wynosi 10 jednostek kwadratowych. Odpowiedź B.

\[P=10\]

Sprawdzenie

Podstawa AB ma długość 2√5, a wysokość opuszczona z C na prostą AB ma długość 2√5. Ich iloczyn podzielony przez 2 daje 10.

\[|AB|=\sqrt{4^2+2^2}=2\sqrt5,\quad h=\frac{|2-2\cdot6|}{\sqrt{1^2+(-2)^2}}=2\sqrt5,\quad P=\frac12\cdot2\sqrt5\cdot2\sqrt5=10\]
Zadanie 16
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Na okręgu o środku w punkcie \(O\) wybrano trzy punkty \(A\), \(B\), \(C\) tak, że \(|\angle AOB|=70^\circ\), \(|\angle OAC|=25^\circ\). Cięciwa \(AC\) przecina promień \(OB\) (zobacz rysunek). Wtedy miara \(\angle OBC\) jest równa

Okrąg o środku O z punktami A, B, C; odcinki OA, OB, AC i BC, kąty 70° i 25° oraz szukany kąt przy B.

A
\(\alpha=25^\circ\)
B
\(\alpha=60^\circ\)
C
\(\alpha=70^\circ\)
D
\(\alpha=85^\circ\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Kąt przy środku

Ponieważ OA i OC są promieniami, trójkąt AOC jest równoramienny. Jego kąty przy podstawie mają po 25°.

\[\angle AOC=180^\circ-25^\circ-25^\circ=130^\circ\]

2 Kąt BOC

Cięciwa AC przecina promień OB, więc promień OB leży wewnątrz kąta AOC. Odejmujemy kąt AOB.

\[\angle BOC=130^\circ-70^\circ=60^\circ\]

3 Szukany kąt

OB i OC są promieniami, zatem trójkąt BOC jest równoramienny. Jego kąty przy podstawie są równe.

\[\angle OBC=\frac{180^\circ-60^\circ}{2}=60^\circ\]

Odpowiedź

Kąt OBC ma miarę 60°. Odpowiedź B.

\[\alpha=60^\circ\]

Sprawdzenie

W trójkącie BOC otrzymujemy trzy kąty po 60°, więc ich suma wynosi 180°.

\[60^\circ+60^\circ+60^\circ=180^\circ\]
Zadanie 17
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

W układzie współrzędnych na płaszczyźnie dany jest odcinek \(AB\) o końcach w punktach \(A=(7,4)\), \(B=(11,12)\). Punkt \(S\) leży wewnątrz odcinka \(AB\) oraz \(|AS|=3\cdot|BS|\). Wówczas

A
\(S=(8,6)\)
B
\(S=(9,8)\)
C
\(S=(10,10)\)
D
\(S=(13,16)\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie położenia punktu S

Ponieważ S leży wewnątrz odcinka i |AS|=3|BS|, odcinek AS stanowi trzy czwarte odcinka AB.

\[\frac{|AS|}{|AB|}=\frac{3}{3+1}=\frac34\]

2 Obliczenie współrzędnych

Przesuwamy się od A o trzy czwarte wektora AB.

\[S=A+\frac34(B-A)=(7,4)+\frac34(4,8)=(10,10)\]

Odpowiedź

Punkt S ma współrzędne (10,10). Odpowiedź C.

\[S=(10,10)\]

Sprawdzenie

Punkt S leży wewnątrz odcinka, bo użyty ułamek jest między 0 a 1. Długości AS i BS są w wymaganym stosunku 3:1.

\[|AS|=\sqrt{3^2+6^2}=3\sqrt5,\quad |BS|=\sqrt{1^2+2^2}=\sqrt5\]
Zadanie 18
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Suma odległości punktu \(A=(-4,2)\) od prostych o równaniach \(x=4\) i \(y=-4\) jest równa

A
\(14\)
B
\(12\)
C
\(10\)
D
\(8\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Odległość od prostej pionowej

Odległość punktu od prostej \(x=4\) jest różnicą ich współrzędnych \(x\) w wartości bezwzględnej.

\[d_1=|-4-4|=8\]

2 Odległość od prostej poziomej

Odległość punktu od prostej \(y=-4\) jest różnicą ich współrzędnych \(y\) w wartości bezwzględnej.

\[d_2=|2-(-4)|=6\]

3 Obliczenie sumy

Dodajemy obie odległości.

\[d_1+d_2=8+6=14\]

Odpowiedź

Suma odległości wynosi 14. Odpowiedź A.

\[14\]

Sprawdzenie

Punkty (4, 2) i (-4, -4) leżą na wskazanych prostych. Odcinki łączące je z punktem A są prostopadłe do tych prostych i mają długości odpowiednio 8 oraz 6, więc ich suma wynosi 14.

\[|4-(-4)|+|2-(-4)|=8+6=14\]
Zadanie 19
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Suma długości wszystkich krawędzi sześcianu jest równa 96 cm. Pole powierzchni całkowitej tego sześcianu jest równe

A
\(48\text{ cm}^2\)
B
\(64\text{ cm}^2\)
C
\(384\text{ cm}^2\)
D
\(512\text{ cm}^2\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Długość krawędzi

Sześcian ma 12 krawędzi jednakowej długości, więc sumę ich długości dzielimy przez 12.

\[a=\frac{96\text{ cm}}{12}=8\text{ cm}\]

2 Pole powierzchni całkowitej

Sześcian ma 6 kwadratowych ścian, każda o polu \(a^2\).

\[P_c=6a^2=6\cdot(8\text{ cm})^2=384\text{ cm}^2\]

Odpowiedź

C. Pole powierzchni całkowitej wynosi 384 cm².

\[P_c=384\text{ cm}^2\]

Sprawdzenie

Dwanaście krawędzi po 8 cm ma łącznie 96 cm, zgodnie z treścią zadania.

\[12\cdot8\text{ cm}=96\text{ cm}\]
Zadanie 20
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dany jest trójkąt równoramienny \(ABC\), w którym \(|AC|=|BC|\). Kąt między ramionami tego trójkąta ma miarę \(44^\circ\). Dwusieczna kąta poprowadzona z wierzchołka \(A\) przecina bok \(BC\) tego trójkąta w punkcie \(D\). Kąt \(ADC\) ma miarę

A
\(78^\circ\)
B
\(34^\circ\)
C
\(68^\circ\)
D
\(102^\circ\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie kąta przy podstawie

Ponieważ \(AC=BC\), kąty przy podstawie są równe. Kąt między ramionami leży przy wierzchołku \(C\).

\[\angle BAC=\angle ABC=\frac{180^\circ-44^\circ}{2}=68^\circ\]

2 Zastosowanie dwusiecznej

Dwusieczna \(AD\) dzieli kąt przy wierzchołku \(A\) na dwie równe części.

\[\angle CAD=\frac{68^\circ}{2}=34^\circ\]

3 Obliczenie szukanego kąta

Punkt \(D\) leży na boku \(BC\), więc \(\angle ACD=44^\circ\). Korzystamy z sumy kątów trójkąta \(ACD\).

\[\angle ADC=180^\circ-34^\circ-44^\circ=102^\circ\]

Odpowiedź

Kąt ADC ma miarę 102°. Odpowiedź D.

\[\angle ADC=102^\circ\]

Sprawdzenie

Kąty trójkąta ACD sumują się do 180°.

\[34^\circ+44^\circ+102^\circ=180^\circ\]
Zadanie 21
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Liczb naturalnych dwucyfrowych podzielnych przez 6 jest

A
\(60\)
B
\(45\)
C
\(30\)
D
\(15\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie skrajnych liczb

Liczby dwucyfrowe należą do przedziału od 10 do 99. Pierwszą i ostatnią wielokrotnością 6 w tym przedziale są 12 i 96.

\[12=2\cdot 6,\qquad 96=16\cdot 6\]

2 Policzenie wielokrotności

Każdej szukanej liczbie odpowiada jedna liczba całkowita od 2 do 16, więc liczymy te liczby wraz z końcami.

\[16-2+1=15\]

Odpowiedź

Takich liczb jest 15. Odpowiedź D.

\[15\]

Sprawdzenie

Poprzednia wielokrotność 6 to 6, czyli liczba jednocyfrowa, a następna po 96 to 102, czyli liczba trzycyfrowa. Uwzględniono więc wszystkie dwucyfrowe wielokrotności 6.

\[6<10\leq 12,\qquad 96\leq 99<102\]
Zadanie 22
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Podstawą ostrosłupa jest kwadrat \(ABCD\) o boku długości 4. Krawędź boczna \(DS\) jest prostopadła do podstawy i ma długość 3 (zobacz rysunek).

Pole ściany \(BCS\) tego ostrosłupa jest równe

Ostrosłup o podstawie kwadratowej ABCD i wierzchołku S. Krawędź DS jest oznaczona długością 3, a krawędź AB długością 4. Krawędzie niewidoczne zaznaczono linią przerywaną.

A
\(20\)
B
\(10\)
C
\(16\)
D
\(12\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie wysokości ściany BCS

W kwadracie \(DC\perp BC\), a ponieważ \(DS\perp ABCD\), także \(DS\perp BC\). Zatem \(SC\perp BC\) i jest wysokością trójkąta \(BCS\). Trójkąt \(DCS\) jest prostokątny, więc z twierdzenia Pitagorasa obliczamy \(SC\).

\[SC=\sqrt{DC^2+DS^2}=\sqrt{4^2+3^2}=5\]

2 Obliczenie pola

Bok \(BC\) ma długość 4. Korzystamy ze wzoru na pole trójkąta.

\[P_{BCS}=\frac12\cdot BC\cdot SC=\frac12\cdot4\cdot5=10\]

Odpowiedź

Pole ściany BCS wynosi 10. Pasuje odpowiedź B.

\[P_{BCS}=10\quad\text{(B)}\]

Sprawdzenie

Otrzymana wysokość 5 spełnia twierdzenie Pitagorasa: \(3^2+4^2=5^2\). Podstawienie jej do wzoru na pole daje \(\frac12\cdot4\cdot5=10\).

\[3^2+4^2=5^2,\qquad \frac12\cdot4\cdot5=10\]
Zadanie 23
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dany jest sześcian \(ABCDEFGH\). Przekątne \(AC\) i \(BD\) ściany \(ABCD\) sześcianu przecinają się w punkcie \(P\) (zobacz rysunek).

Tangens kąta, jaki odcinek \(PH\) tworzy z płaszczyzną \(ABCD\), jest równy

Sześcian ABCDEFGH z przekątnymi AC i BD dolnej ściany, punktem ich przecięcia P oraz odcinkiem PH. Niewidoczne krawędzie są zaznaczone linią przerywaną.

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

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie rzutu odcinka

Punkt H leży pionowo nad D, więc rzutem odcinka PH na płaszczyznę ABCD jest PD. Szukany kąt to kąt HPD.

\[HD\perp(ABCD),\qquad \tan\angle HPD=\frac{HD}{PD}\]

2 Obliczenie tangensa

Jeśli krawędź sześcianu ma długość a>0, to HD=a. Przekątna kwadratu ABCD ma długość a√2, a P jest jej środkiem.

\[PD=\frac{a\sqrt{2}}{2},\qquad \tan\angle HPD=\frac{a}{a\sqrt{2}/2}=\sqrt{2}\]

Odpowiedź

Odpowiedź D.

\[\sqrt{2}\]

Sprawdzenie

Ponieważ PD jest krótsze od HD, tangens musi być większy od 1; otrzymana wartość √2 spełnia ten warunek. Obliczenie obowiązuje dla każdej krawędzi a>0.

\[\frac{HD}{PD}=\frac{a}{a/\sqrt{2}}=\sqrt{2}>1\]
Zadanie 24
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Przekrojem osiowym walca jest kwadrat o przekątnej długości 12. Objętość tego walca jest zatem równa

A
\(36\pi\sqrt{2}\)
B
\(108\pi\sqrt{2}\)
C
\(54\pi\)
D
\(108\pi\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Bok przekroju

Przekrój osiowy jest kwadratem, więc z twierdzenia Pitagorasa wyznaczamy jego bok z przekątnej.

\[a^2+a^2=12^2,\quad 2a^2=144,\quad a=6\sqrt{2}\]

2 Wymiary walca

Boki przekroju osiowego są wysokością walca i średnicą jego podstawy.

\[h=a=6\sqrt{2},\quad 2r=a,\quad r=3\sqrt{2}\]

3 Objętość

Podstawiamy promień i wysokość do wzoru na objętość walca.

\[V=\pi r^2h=\pi(3\sqrt{2})^2\cdot6\sqrt{2}=108\pi\sqrt{2}\]

Odpowiedź

Odpowiedź B.

\[V=108\pi\sqrt{2}\]

Sprawdzenie

Przekrój o bokach równych wysokości i średnicy ma przekątną 12, zgodną z treścią zadania.

\[\sqrt{h^2+(2r)^2}=\sqrt{(6\sqrt{2})^2+(6\sqrt{2})^2}=12\]
Zadanie 25
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Ze zbioru kolejnych liczb naturalnych \(\{20,21,22,\ldots,39,40\}\) losujemy jedną liczbę. Prawdopodobieństwo wylosowania liczby podzielnej przez 4 jest równe

A
\(\frac{1}{4}\)
B
\(\frac{2}{7}\)
C
\(\frac{6}{19}\)
D
\(\frac{3}{10}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Liczba możliwych wyników

Liczymy wszystkie liczby naturalne od 20 do 40 włącznie.

\[40-20+1=21\]

2 Liczby podzielne przez 4

Wypisujemy wielokrotności 4 należące do podanego zbioru.

\[20,24,28,32,36,40\quad\Rightarrow\quad 6\text{ liczb}\]

3 Prawdopodobieństwo

Przy losowaniu jednej liczby każda z 21 liczb ma jednakową szansę, więc dzielimy liczbę wyników sprzyjających przez liczbę wszystkich wyników.

\[P=\frac{6}{21}=\frac{2}{7}\]

Odpowiedź

Prawdopodobieństwo wynosi 2/7. Odpowiedź B.

\[\boxed{\frac{2}{7}}\]

Sprawdzenie

Kolejne liczby podzielne przez 4 od 20 do 40 różnią się o 4, więc jest ich (40−20)/4+1=6. Razem z pozostałymi 15 liczbami daje to 21 możliwych wyników.

\[\frac{40-20}{4}+1=6,\qquad 6+15=21\]
Zadanie 26
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Rozwiąż nierówność \(x(7x+2)>7x+2\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Przenieś wyrazy na jedną stronę

Aby porównać iloczyn z zerem, odejmujemy \(7x+2\) od obu stron.

\[x(7x+2)-(7x+2)>0\]

2 Wyłącz wspólny czynnik

Iloczyn jest dodatni, gdy oba czynniki mają ten sam znak.

\[(x-1)(7x+2)>0\]

3 Wyznacz przedziały rozwiązań

Czynniki zerują się dla \(x=1\) i \(x=-\frac{2}{7}\). Oba są ujemne dla \(x<-\frac{2}{7}\), a oba dodatnie dla \(x>1\).

\[x\in\left(-\infty,-\frac{2}{7}\right)\cup(1,\infty)\]

Odpowiedź

Rozwiązaniem jest suma wskazanych przedziałów.

\[x\in\left(-\infty,-\frac{2}{7}\right)\cup(1,\infty)\]

Sprawdzenie

Dla \(x=0\), leżącego między miejscami zerowymi, iloczyn wynosi \(-2<0\). Na obu wyznaczonych przedziałach czynniki mają ten sam znak, więc iloczyn jest dodatni. Miejsca zerowe są wykluczone, ponieważ nierówność jest ostra.

\[(0-1)(7\cdot0+2)=-2<0\]
Zadanie 27
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Wyznacz wszystkie liczby rzeczywiste \(x\), które spełniają warunek: \(\frac{3x^{2}-8x-3}{x-3}=x-3\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Dziedzina

Mianownik nie może być zerem, więc wykluczamy tę wartość.

\[x-3\neq 0\quad\Longrightarrow\quad x\neq 3\]

2 Uproszczenie równania

Rozkładamy licznik na czynniki i skracamy przez niezerowe \(x-3\).

\[\frac{3x^{2}-8x-3}{x-3}=\frac{(3x+1)(x-3)}{x-3}=3x+1\]

3 Wyznaczenie liczby

Rozwiązujemy otrzymane równanie liniowe.

\[3x+1=x-3\quad\Longrightarrow\quad 2x=-4\quad\Longrightarrow\quad x=-2\]

Odpowiedź

Jedynym rozwiązaniem jest \(x=-2\).

\[x=-2\]

Sprawdzenie

Liczba \(-2\) należy do dziedziny. Po podstawieniu obie strony równania są równe \(-5\).

\[\frac{3(-2)^2-8(-2)-3}{-2-3}=\frac{25}{-5}=-5=-2-3\]
Zadanie 28
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Dany jest trójkąt \(ABC\). Punkt \(S\) jest środkiem boku \(AB\) tego trójkąta (zobacz rysunek). Wykaż, że odległości punktów \(A\) i \(B\) od prostej \(CS\) są równe.

Trójkąt ABC z punktem S na boku AB.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Porównanie pól

Trójkąty ACS i BCS mają podstawy AS i SB na tej samej prostej oraz wspólną wysokość opuszczoną z C. Ponieważ S jest środkiem AB, ich pola są równe.

\[AS=SB\quad\Longrightarrow\quad P_{ACS}=P_{BCS}\]

2 Porównanie odległości

Oznaczmy odległości punktów A i B od prostej CS przez d_A i d_B. Obliczamy oba pola, przyjmując CS za podstawę. Równość pól i wspólna długość CS dają tezę.

\[\frac12 CS\cdot d_A=\frac12 CS\cdot d_B\quad\Longrightarrow\quad d_A=d_B\]

Odpowiedź

Odległości punktów A i B od prostej CS są równe.

\[d(A,CS)=d(B,CS)\]

Sprawdzenie

Oba trójkąty mają po połowie pola ABC, a ich wspólna podstawa CS ma dodatnią długość. Zatem równość pól rzeczywiście oznacza równość wysokości, czyli szukanych odległości.

\[P_{ACS}=P_{BCS}=\frac12P_{ABC},\qquad CS>0\]
Zadanie 29
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Wykaż, że dla każdej liczby \(a>0\) i dla każdej liczby \(b>0\) prawdziwa jest nierówność \[\frac{1}{a}+\frac{1}{b}\geq\frac{4}{a+b}.\]

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Sprowadzenie do wspólnego mianownika

Ponieważ \(a>0\) i \(b>0\), mianownik \(ab(a+b)\) jest dodatni. Obliczamy różnicę stron nierówności, aby ustalić jej znak.

\[\frac{1}{a}+\frac{1}{b}-\frac{4}{a+b}=\frac{(a+b)^2-4ab}{ab(a+b)}=\frac{(a-b)^2}{ab(a+b)}\]

2 Ocena znaku

Kwadrat liczby rzeczywistej jest nieujemny, a mianownik jest dodatni, więc obliczona różnica jest nieujemna.

\[(a-b)^2\geq 0\quad\Longrightarrow\quad\frac{1}{a}+\frac{1}{b}\geq\frac{4}{a+b}\]

Odpowiedź

Nierówność zachodzi dla wszystkich \(a>0\) i \(b>0\). Równość występuje wtedy i tylko wtedy, gdy \(a=b\).

\[\frac{1}{a}+\frac{1}{b}\geq\frac{4}{a+b}\]

Sprawdzenie

Dla \(a=b>0\) obie strony są równe \(2/a\). Gdy \(a\ne b\), licznik \((a-b)^2\) jest dodatni, więc nierówność jest ostra.

\[a=b\quad\Longrightarrow\quad\frac{1}{a}+\frac{1}{b}=\frac{2}{a}=\frac{4}{a+b}\]
Zadanie 30
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

W ciągu geometrycznym przez \(S_n\) oznaczamy sumę \(n\) początkowych wyrazów tego ciągu, dla liczb naturalnych \(n\geq 1\). Wiadomo, że dla pewnego ciągu geometrycznego: \(S_1=2\) i \(S_2=12\). Wyznacz iloraz i piąty wyraz tego ciągu.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie drugiego wyrazu

Suma dwóch początkowych wyrazów to suma pierwszego i drugiego, więc odejmujemy pierwszy wyraz od tej sumy.

\[a_1=S_1=2,\qquad a_2=S_2-S_1=12-2=10\]

2 Obliczenie ilorazu

W ciągu geometrycznym drugi wyraz jest iloczynem pierwszego wyrazu i ilorazu. Ponieważ pierwszy wyraz jest różny od zera, możemy przez niego podzielić.

\[q=\frac{a_2}{a_1}=\frac{10}{2}=5\]

3 Obliczenie piątego wyrazu

Korzystamy ze wzoru na wyraz ciągu geometrycznego.

\[a_5=a_1q^{5-1}=2\cdot5^4=1250\]

Odpowiedź

Iloraz ciągu wynosi 5, a piąty wyraz wynosi 1250.

\[q=5,\qquad a_5=1250\]

Sprawdzenie

Dla obliczonego ilorazu drugi wyraz wynosi 10, zatem suma dwóch początkowych wyrazów jest równa podanemu 12.

\[a_1+a_2=2+2\cdot5=12=S_2\]
Zadanie 31
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Doświadczenie losowe polega na trzykrotnym rzucie symetryczną sześcienną kostką do gry. Oblicz prawdopodobieństwo zdarzenia polegającego na tym, że otrzymamy sumę oczek równą 16.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Liczba wszystkich wyników

Każdy z trzech rzutów ma 6 jednakowo prawdopodobnych wyników, więc liczymy uporządkowane trójki.

\[|\Omega|=6^3=216\]

2 Liczba wyników sprzyjających

Suma 16 jest o 2 mniejsza od największej możliwej sumy 18. Możemy więc obniżyć wynik jednego rzutu o 2 albo wyniki dwóch rzutów po 1. Każdy przypadek daje 3 ustawienia.

\[(4,6,6):\ 3\ \text{ustawienia},\qquad (5,5,6):\ 3\ \text{ustawienia},\qquad |A|=3+3=6\]

3 Obliczenie prawdopodobieństwa

Dzielimy liczbę wyników sprzyjających przez liczbę wszystkich jednakowo prawdopodobnych wyników.

\[P(A)=\frac{6}{216}=\frac{1}{36}\]

Odpowiedź

Prawdopodobieństwo otrzymania sumy 16 wynosi 1/36.

\[P(A)=\frac{1}{36}\]

Sprawdzenie

Wskazane trójki mają sumę 16, a ich liczba stanowi 6 spośród 216 możliwych wyników. Zatem wynik jest zgodny z obliczeniem.

\[4+6+6=16,\qquad 5+5+6=16,\qquad 216\cdot\frac{1}{36}=6\]
Zadanie 32
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte5 pkt

Podstawą ostrosłupa \(ABCDS\) jest prostokąt o polu równym 432, a stosunek długości boków tego prostokąta jest równy \(3:4\). Przekątne podstawy \(ABCD\) przecinają się w punkcie \(O\). Odcinek \(SO\) jest wysokością ostrosłupa (zobacz rysunek). Kąt \(SAO\) ma miarę \(60^\circ\). Oblicz objętość tego ostrosłupa.

Ostrosłup o podstawie prostokątnej ABCD i wierzchołku S. Punkt O jest przecięciem przekątnych podstawy, odcinek SO jest wysokością, a kąt SAO ma miarę 60°.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Boki podstawy

Oznaczamy boki prostokąta jako 3x i 4x. Z jego pola wyznaczamy dodatnie x.

\[3x\cdot4x=432\Rightarrow12x^2=432\Rightarrow x=6,\quad AB=18,\quad BC=24\]

2 Odległość punktu A od O

Przekątną prostokąta obliczamy z twierdzenia Pitagorasa. Punkt O jest jej środkiem.

\[AC=\sqrt{18^2+24^2}=30,\quad AO=\frac{AC}{2}=15\]

3 Wysokość ostrosłupa

Trójkąt SAO jest prostokątny w O, ponieważ SO jest wysokością. Korzystamy z tangensa kąta 60°.

\[\tan60^\circ=\frac{SO}{AO}\Rightarrow SO=15\sqrt3\]

4 Objętość

Objętość ostrosłupa to jedna trzecia iloczynu pola podstawy i wysokości.

\[V=\frac13\cdot432\cdot15\sqrt3=2160\sqrt3\]

Odpowiedź

Objętość ostrosłupa wynosi \(2160\sqrt3\) jednostek sześciennych.

\[V=2160\sqrt3\]

Sprawdzenie

Boki 18 i 24 dają pole 432 oraz stosunek 3:4. Dla otrzymanej wysokości tangens kąta SAO wynosi √3, więc kąt ma 60°.

\[18\cdot24=432,\quad18:24=3:4,\quad\frac{SO}{AO}=\frac{15\sqrt3}{15}=\sqrt3=\tan60^\circ\]
Zadanie 33
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte4 pkt

Liczby rzeczywiste \(x\) i \(z\) spełniają warunek \(2x+z=1\). Wyznacz takie wartości \(x\) i \(z\), dla których wyrażenie \(x^2+z^2+7xz\) przyjmuje największą wartość. Podaj tę największą wartość.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie jednej zmiennej

Z warunku zadania wyrażamy \(z\) przez \(x\), aby otrzymać funkcję jednej zmiennej.

\[z=1-2x\]

2 Obliczenie maksimum

Po podstawieniu i uzupełnieniu kwadratu widzimy, że odejmowany kwadrat jest najmniejszy, gdy wynosi zero.

\[x^2+(1-2x)^2+7x(1-2x)=1+3x-9x^2=\frac54-9\left(x-\frac16\right)^2\leq\frac54\]

3 Wyznaczenie wartości zmiennych

Równość zachodzi dla \(x=\frac16\). Obliczamy wtedy \(z\) z podanego warunku.

\[x=\frac16,\qquad z=1-2\cdot\frac16=\frac23\]

Odpowiedź

Największa wartość wyrażenia to \(\frac54\); jest osiągana dla \(x=\frac16\) i \(z=\frac23\).

\[x=\frac16,\quad z=\frac23,\quad \max(x^2+z^2+7xz)=\frac54\]

Sprawdzenie

Otrzymane liczby spełniają warunek, a podstawienie ich do wyrażenia daje \(\frac54\). Dla każdej innej dopuszczalnej wartości \(x\) odejmowany kwadrat jest dodatni, więc wynik jest mniejszy.

\[2\cdot\frac16+\frac23=1,\qquad \left(\frac16\right)^2+\left(\frac23\right)^2+7\cdot\frac16\cdot\frac23=\frac54\]
Zadanie 34
Matura 2019 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte4 pkt

Dany jest trójkąt rozwartokątny \(ABC\), w którym \(\angle ACB\) ma miarę \(120^\circ\). Ponadto wiadomo, że \(|BC|=10\) i \(|AB|=10\sqrt{7}\) (zobacz rysunek). Oblicz długość trzeciego boku trójkąta \(ABC\).

Trójkąt ABC z kątem ACB równym 120°, bokiem BC oznaczonym 10 i bokiem AB oznaczonym 10√7.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zastosowanie twierdzenia cosinusów

Bok AB leży naprzeciw kąta 120°, więc oznaczamy szukaną długość AC przez x i stosujemy twierdzenie cosinusów. Ponieważ cosinus 120° wynosi −1/2, otrzymujemy równanie:

\[(10\sqrt{7})^2=x^2+10^2-2\cdot x\cdot10\cdot\cos120^\circ=x^2+100+10x\]

2 Rozwiązanie równania

Przenosimy wyrazy na jedną stronę i rozkładamy trójmian na czynniki. Odrzucamy ujemny pierwiastek, ponieważ długość boku musi być dodatnia.

\[700=x^2+10x+100\quad\Longleftrightarrow\quad x^2+10x-600=0\quad\Longleftrightarrow\quad(x+30)(x-20)=0,\qquad x=20\]

Odpowiedź

Długość boku AC wynosi 20.

\[|AC|=20\]

Sprawdzenie

Dla AC = 20 prawa strona twierdzenia cosinusów wynosi 700, czyli tyle samo co kwadrat podanej długości AB. Wszystkie długości boków są dodatnie.

\[20^2+10^2-2\cdot20\cdot10\cdot\cos120^\circ=400+100+200=700=(10\sqrt7)^2\]

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