Arkusz maturalny

Matematyka — matura 2021

Poziom podstawowySierpieńFormuła 2015
Zobacz zadania i rozwiązania 35 zadań z arkusza

Zadania z arkusza — rozwiązania krok po kroku

35 zadań · Rozwiń rozwiązanie pod wybranym zadaniem.

Zadanie 1
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Liczba \(9^{-10}\cdot 3^{19}\) jest równa

A
\(27^9\)
B
\(9^{-2}\)
C
\(3^{10}\)
D
\(3^{-1}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Sprowadzenie do tej samej podstawy

Ponieważ \(9=3^2\), zapisujemy obie potęgi przy podstawie \(3\).

\[9^{-10}\cdot 3^{19}=(3^2)^{-10}\cdot 3^{19}=3^{-20}\cdot 3^{19}\]

2 Dodanie wykładników

Przy mnożeniu potęg o tej samej podstawie dodajemy wykładniki.

\[3^{-20}\cdot 3^{19}=3^{-20+19}=3^{-1}\]

Odpowiedź

Wynik to \(3^{-1}\), czyli odpowiedź D.

\[3^{-1}=\frac{1}{3}\]

Sprawdzenie

Dzieląc potęgi, otrzymujemy \(3^{19}/3^{20}=1/3\), co zgadza się z odpowiedzią D.

\[9^{-10}\cdot 3^{19}=\frac{3^{19}}{9^{10}}=\frac{3^{19}}{3^{20}}=\frac{1}{3}\]
Zadanie 2
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Liczba \(\log_6 9 + 2\log_6 2\) jest równa

A
\(\log_6\frac{9}{4}\)
B
\(1\)
C
\(2\)
D
\(\log_6\frac{81}{2}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zastosowanie własności logarytmu

Współczynnik przed logarytmem przenosimy do wykładnika.

\[2\log_6 2=\log_6 2^2=\log_6 4\]

2 Dodanie logarytmów

Logarytmy o tej samej podstawie dodajemy, mnożąc ich argumenty.

\[\log_6 9+\log_6 4=\log_6(9\cdot4)=\log_6 36=2\]

Odpowiedź

Wynik to 2, odpowiedź C.

\[\boxed{2}\]

Sprawdzenie

Ponieważ 6 do potęgi 2 daje 36, otrzymana wartość jest poprawna. Podstawa logarytmu i oba argumenty spełniają wymagane warunki.

\[6^2=36,\quad 6>0,\quad 6\ne1,\quad 9>0,\quad 2>0\]
Zadanie 3
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Liczba \(x\) stanowi \(80\%\) liczby dodatniej \(y\). Wynika stąd, że liczba \(y\) to

A
\(125\%\) liczby \(x\).
B
\(120\%\) liczby \(x\).
C
\(25\%\) liczby \(x\).
D
\(20\%\) liczby \(x\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisz zależność

80% liczby y to 0,8y, więc zapisujemy dane w postaci równania.

\[x=0{,}8y=\frac{4}{5}y\]

2 Wyznacz y

Dzielimy obie strony przez dodatnią liczbę 0,8, aby wyrazić y za pomocą x.

\[y=\frac{x}{0{,}8}=\frac{5}{4}x=1{,}25x\]

Odpowiedź

Liczba y to 125% liczby x. Odpowiedź A.

\[y=125\%x\]

Sprawdzenie

80% ze 125% liczby x daje 100% liczby x, zgodnie z treścią zadania.

\[0{,}8\cdot1{,}25x=x\]
Zadanie 4
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dla każdej liczby rzeczywistej \(x\) i każdej liczby rzeczywistej \(y\) wyrażenie \((3x+8y)^2\) jest równe

A
\(9x^2+48xy+64y^2\)
B
\(9x^2+64y^2\)
C
\(3x^2+48xy+8y^2\)
D
\(3x^2+8y^2\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zastosowanie wzoru

Korzystamy ze wzoru na kwadrat sumy: \((a+b)^2=a^2+2ab+b^2\).

\[(3x+8y)^2=(3x)^2+2\cdot3x\cdot8y+(8y)^2\]

2 Obliczenie składników

Podnosimy składniki do kwadratu i obliczamy iloczyn mieszany.

\[(3x+8y)^2=9x^2+48xy+64y^2\]

Odpowiedź

Poprawna odpowiedź: A.

\[9x^2+48xy+64y^2\]

Sprawdzenie

Po wymnożeniu nawiasów otrzymujemy te same trzy składniki, więc równość zachodzi dla wszystkich liczb rzeczywistych \(x\) i \(y\).

\[(3x+8y)(3x+8y)=9x^2+24xy+24xy+64y^2=9x^2+48xy+64y^2\]
Zadanie 5
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Liczba \((-2)\) jest rozwiązaniem równania

A
\(x^2+4=0\)
B
\(\frac{x+2}{2}=1\)
C
\(\frac{x}{x+2}=0\)
D
\(x^2(x+2)+2(x+2)=0\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Sprawdzenie warunku

W równaniu C mianownik musi być różny od zera. Dla podanej liczby warunek ten nie jest spełniony.

\[x+2\neq 0,\qquad -2+2=0\]

2 Podstawienie do pozostałych równań

Liczba jest rozwiązaniem równania, gdy po podstawieniu obie strony są równe. Zachodzi to tylko w odpowiedzi D.

\[\begin{aligned}\mathrm{A:}&\quad (-2)^2+4=8\neq 0,\\\mathrm{B:}&\quad \frac{-2+2}{2}=0\neq 1,\\\mathrm{D:}&\quad (-2)^2(-2+2)+2(-2+2)=0.\end{aligned}\]

Odpowiedź

Odpowiedź D.

\[x^2(x+2)+2(x+2)=0\]

Sprawdzenie

Po wyłączeniu wspólnego czynnika w równaniu D otrzymujemy iloczyn równy zeru dla x = −2; w tym równaniu nie ma ograniczeń dziedziny.

\[x^2(x+2)+2(x+2)=(x+2)(x^2+2),\qquad (-2+2)((-2)^2+2)=0\]
Zadanie 6
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Zbiorem wszystkich rozwiązań nierówności \(5-\frac{2-6x}{4}\geq 2x+1\) jest przedział

A
\((-\infty,1\rangle\)
B
\(\langle 1,+\infty)\)
C
\((-\infty,7\rangle\)
D
\(\langle 7,+\infty)\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Usuń mianownik

Mnożymy obie strony nierówności przez dodatnią liczbę 4, więc znak nierówności się nie zmienia.

\[20-(2-6x)\geq 8x+4\]

2 Wyznacz x

Porządkujemy wyrazy i przenosimy je na odpowiednie strony nierówności.

\[18+6x\geq 8x+4\iff 14\geq 2x\iff x\leq 7\]

Odpowiedź

Zbiorem rozwiązań jest przedział od minus nieskończoności do 7 włącznie. Odpowiedź C.

\[x\in(-\infty,7\rangle\]

Sprawdzenie

Po przeniesieniu prawej strony na lewą otrzymujemy (7−x)/2, które jest nieujemne dokładnie wtedy, gdy x≤7. Dla x=7 zachodzi równość, więc 7 należy do przedziału.

\[5-\frac{2-6x}{4}-(2x+1)=\frac{7-x}{2}\geq 0\iff x\leq 7\]
Zadanie 7
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Funkcja liniowa \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=-2x+4\). Wykres funkcji \(f\) przesunięto wzdłuż osi \(Ox\) o \(2\) jednostki w lewo (tzn. przeciwnie do zwrotu osi), w wyniku czego otrzymano wykres funkcji \(g\). Funkcja \(g\) jest określona wzorem

A
\(g(x)=-2x+2\)
B
\(g(x)=-2x\)
C
\(g(x)=-2x+6\)
D
\(g(x)=-2x+8\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisz przesunięcie

Przesunięcie wykresu o 2 jednostki w lewo oznacza zastąpienie argumentu x przez x+2.

\[g(x)=f(x+2)\]

2 Oblicz wzór funkcji g

Podstawiamy x+2 do wzoru funkcji f i redukujemy wyrazy podobne.

\[g(x)=-2(x+2)+4=-2x-4+4=-2x\]

Odpowiedź

Odpowiedź B.

\[g(x)=-2x\]

Sprawdzenie

Punkt (0,4) wykresu f po przesunięciu w lewo ma współrzędne (-2,4). Otrzymany wzór daje g(-2)=4.

\[f(0)=4,\qquad g(-2)=-2\cdot(-2)=4\]
Zadanie 8
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Funkcja \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=ax+4\) dla każdej liczby rzeczywistej \(x\). Miejscem zerowym tej funkcji jest liczba \((-1)\). Wtedy

A
\(a=-4\)
B
\(a=1\)
C
\(a=4\)
D
\(a=5\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Podstawienie miejsca zerowego

Miejsce zerowe to argument, dla którego wartość funkcji wynosi zero. Podstawiamy więc \(-1\) do wzoru funkcji.

\[f(-1)=a\cdot(-1)+4=0\]

2 Obliczenie współczynnika

Rozwiązujemy otrzymane równanie względem \(a\).

\[-a+4=0\quad\Longrightarrow\quad a=4\]

Odpowiedź

Poprawna odpowiedź: C, \(a=4\).

\[a=4\]

Sprawdzenie

Dla \(a=4\) wartość funkcji w punkcie \(-1\) wynosi zero.

\[f(-1)=4\cdot(-1)+4=0\]
Zadanie 9
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Prosta \(k\) przechodzi przez punkt \(A=(2,-3)\) i jest nachylona do osi \(Ox\) pod kątem \(45^\circ\) (zobacz rysunek). Prosta \(k\) ma równanie

Układ współrzędnych z prostą k nachyloną do dodatniego zwrotu osi Ox pod kątem 45°.

A
\(y=x-5\)
B
\(y=-x-1\)
C
\(y=-x+5\)
D
\(y=x+5\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie współczynnika kierunkowego

Współczynnik kierunkowy prostej jest tangensem kąta jej nachylenia do dodatniego zwrotu osi \(Ox\).

\[a=\tan 45^\circ=1\]

2 Wyznaczenie wyrazu wolnego

Podstawiamy współrzędne punktu \(A=(2,-3)\) do równania \(y=ax+b\).

\[-3=1\cdot2+b\quad\Rightarrow\quad b=-5\]

Odpowiedź

Prosta ma równanie \(y=x-5\). Poprawna odpowiedź: A.

\[y=x-5\]

Sprawdzenie

Dla \(x=2\) otrzymujemy \(y=2-5=-3\), więc prosta przechodzi przez punkt \(A\). Jej współczynnik kierunkowy wynosi \(1=\tan45^\circ\), zatem ma wymagane nachylenie.

\[2-5=-3,\qquad a=1=\tan45^\circ\]
Zadanie 10
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Funkcja kwadratowa \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=-2(x+3)(x-5)\). Wierzchołek paraboli, która jest wykresem funkcji \(f\), ma współrzędną \(x\) równą

A
\((-3)\)
B
\((-1)\)
C
\(1\)
D
\(5\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie miejsc zerowych

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

\[-2(x+3)(x-5)=0\quad\Longrightarrow\quad x_1=-3,\;x_2=5\]

2 Wyznaczenie współrzędnej wierzchołka

Oś symetrii paraboli leży w połowie odległości między miejscami zerowymi, więc jej współrzędna jest współrzędną wierzchołka.

\[x_w=\frac{x_1+x_2}{2}=\frac{-3+5}{2}=1\]

Odpowiedź

Współrzędna x wierzchołka wynosi 1. Odpowiedź C.

\[x_w=1\quad(\mathrm{C})\]

Sprawdzenie

Liczba 1 leży pośrodku miejsc zerowych: od −3 i od 5 dzielą ją po 4 jednostki.

\[1-(-3)=5-1=4\]
Zadanie 11
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Funkcja \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=-x^2+4\) dla każdej liczby rzeczywistej \(x\). Zbiorem wartości funkcji \(f\) jest przedział

A
\(( -\infty,-2\rangle\)
B
\(\langle 2,+\infty)\)
C
\(\langle -4,+\infty)\)
D
\(( -\infty,4\rangle\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie największej wartości

Kwadrat liczby rzeczywistej jest nieujemny, więc wartość funkcji nie przekracza 4. Dla x=0 funkcja przyjmuje wartość 4.

\[x^2\ge 0\;\Rightarrow\;f(x)=4-x^2\le 4,\qquad f(0)=4\]

2 Wyznaczenie zbioru wartości

Każdą liczbę mniejszą od 4 funkcja również przyjmuje: dla takiej liczby y możemy wybrać rzeczywiste x.

\[y<4\;\Rightarrow\;x=\sqrt{4-y},\qquad f(x)=4-(4-y)=y\]

Odpowiedź

Zbiorem wartości jest przedział od minus nieskończoności do 4 włącznie. Odpowiedź D.

\[(-\infty,4]\]

Sprawdzenie

Wartość 4 należy do zbioru, bo f(0)=4. Wartość większa od 4 jest niemożliwa, bo x² jest nieujemne; każda mniejsza została uzyskana w drugim kroku.

\[f(0)=4,\qquad \forall x\in\mathbb{R}\quad f(x)\le 4\]
Zadanie 12
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Na rysunku przedstawiono fragment wykresu funkcji kwadratowej \(f\).

Jeden spośród podanych poniżej wzorów jest wzorem tej funkcji. Wskaż wzór funkcji \(f\).

Układ współrzędnych z osiami x i y, oznaczeniami 0 i 1 oraz fragmentem paraboli skierowanej ramionami w dół.

A
\(f(x)=x^2-6x+11\)
B
\(f(x)=-x^2+x+2\)
C
\(f(x)=x^2-6x-7\)
D
\(f(x)=-x^2+6x-7\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Ustal znak współczynnika

Ramiona paraboli są skierowane w dół, więc współczynnik przy \(x^2\) jest ujemny. Pozostają odpowiedzi B i D.

\[a<0\]

2 Porównaj przecięcie z osią \(y\)

Wykres przecina oś \(y\) poniżej zera, zatem \(f(0)<0\). Spośród pozostałych wzorów spełnia to tylko D.

\[f_B(0)=2>0,\qquad f_D(0)=-7<0\]

Odpowiedź

Odpowiedź D.

\[f(x)=-x^2+6x-7\]

Sprawdzenie

Dla wskazanego wzoru wierzchołek ma współrzędne \((3,2)\), więc leży nad osią \(x\), tak jak na rysunku.

\[-x^2+6x-7=-(x-3)^2+2\]
Zadanie 13
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Ciąg arytmetyczny \((a_n)\) jest określony dla każdej liczby naturalnej \(n\geqslant 1\). Różnica tego ciągu jest równa \(2\). Wtedy

A
\(a_{24}-a_6=18\)
B
\(a_{24}-a_6=20\)
C
\(a_{24}-a_6=36\)
D
\(a_{24}-a_6=38\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie różnicy wyrazów

Od szóstego do dwudziestego czwartego wyrazu wykonujemy 18 kroków, a w każdym wyraz rośnie o 2.

\[a_{24}-a_6=(24-6)\cdot 2=36\]

Odpowiedź

Odpowiedź C.

\[a_{24}-a_6=36\]

Sprawdzenie

Ze wzoru na wyraz ciągu arytmetycznego otrzymujemy ten sam wynik; wartość pierwszego wyrazu się skraca.

\[a_{24}=a_1+23\cdot2=a_1+46,\quad a_6=a_1+5\cdot2=a_1+10,\quad a_{24}-a_6=36\]
Zadanie 14
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Suma wszystkich liczb całkowitych dodatnich parzystych i jednocześnie mniejszych od \(1001\) jest równa

A
\(\frac{2+998}{2}\cdot 499\)
B
\(\frac{2+1000}{2}\cdot 500\)
C
\(\frac{2+1001}{2}\cdot 500\)
D
\(\frac{1+1001}{2}\cdot 1001\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie składników

Dodatnie liczby parzyste mniejsze od 1001 tworzą ciąg od 2 do 1000 o różnicy 2. Obliczamy liczbę jego wyrazów.

\[n=\frac{1000-2}{2}+1=500\]

2 Obliczenie sumy

Sumę ciągu arytmetycznego otrzymujemy, mnożąc średnią pierwszego i ostatniego wyrazu przez liczbę wyrazów.

\[S=\frac{2+1000}{2}\cdot 500=250500\]

Odpowiedź

Suma wynosi 250500. Pasuje odpowiedź B.

\[\boxed{B:\ \frac{2+1000}{2}\cdot 500=250500}\]

Sprawdzenie

Parując pierwszy wyraz z ostatnim, otrzymujemy 250 par o sumie 1002, więc wynik się zgadza.

\[2+1000=4+998=1002,\qquad 250\cdot1002=250500\]
Zadanie 15
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Trójwyrazowy ciąg \((2, x, 18)\) jest rosnącym ciągiem geometrycznym. Wtedy

A
\(x=16\)
B
\(x=10\)
C
\(x=6\)
D
\(x=9\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Własność ciągu geometrycznego

W ciągu geometrycznym kwadrat środkowego wyrazu jest iloczynem wyrazów sąsiednich, więc wyznaczamy możliwe wartości x.

\[x^2=2\cdot18=36\quad\Longrightarrow\quad x=6\ \text{lub}\ x=-6\]

2 Warunek rosnącego ciągu

Wyrazy muszą spełniać nierówność 2<x<18. Spełnia ją tylko x=6.

\[2<6<18\]

Odpowiedź

C, x=6.

\[x=6\]

Sprawdzenie

Dla wybranej wartości oba ilorazy kolejnych wyrazów są równe 3, a ciąg (2, 6, 18) jest rosnący.

\[\frac{6}{2}=3=\frac{18}{6},\qquad 2<6<18\]
Zadanie 16
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Kąt \(\alpha\) jest ostry i \(\sin\alpha=\frac{7}{25}\). Wynika stąd, że

A
\(\cos\alpha=\frac{576}{625}\)
B
\(\cos\alpha=\frac{24}{25}\)
C
\(\cos\alpha=-\sqrt{\frac{24}{25}}\)
D
\(\cos\alpha=\frac{18}{25}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zastosowanie tożsamości trygonometrycznej

Korzystamy z zależności między sinusem a cosinusem, aby obliczyć kwadrat cosinusa.

\[\cos^2\alpha=1-\sin^2\alpha=1-\left(\frac{7}{25}\right)^2=\frac{576}{625}\]

2 Wybór znaku

Kąt jest ostry, więc jego cosinus jest dodatni.

\[\cos\alpha=\sqrt{\frac{576}{625}}=\frac{24}{25}\]

Odpowiedź

Odpowiedź B.

\[\cos\alpha=\frac{24}{25}\]

Sprawdzenie

Otrzymany cosinus jest dodatni, a suma kwadratów podanego sinusa i obliczonego cosinusa wynosi 1.

\[\left(\frac{7}{25}\right)^2+\left(\frac{24}{25}\right)^2=\frac{49+576}{625}=1\]
Zadanie 17
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Czworokąt \(ABCD\) jest wpisany w okrąg o środku \(S\). Bok \(AD\) jest średnicą tego okręgu, a miara kąta \(BDC\) jest równa \(20^\circ\) (zobacz rysunek).

Wtedy miara kąta \(BSC\) jest równa

Okrąg o środku S z wpisanym czworokątem ABCD. Odcinek AD przechodzi przez S. Narysowano odcinki AB, BC, CD i BD oraz zaznaczono kąt BDC o mierze 20°.

A
\(10^\circ\)
B
\(20^\circ\)
C
\(30^\circ\)
D
\(40^\circ\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zastosowanie twierdzenia o kącie środkowym

Kąt wpisany BDC i kąt środkowy BSC są oparte na tym samym łuku BC. Kąt środkowy ma miarę dwa razy większą od wpisanego.

\[\angle BSC=2\angle BDC=2\cdot20^\circ=40^\circ\]

Odpowiedź

Kąt BSC ma miarę 40°. Odpowiedź D.

\[\angle BSC=40^\circ\]

Sprawdzenie

Połowa otrzymanego kąta środkowego to 20°, czyli podana miara kąta BDC.

\[\frac{40^\circ}{2}=20^\circ\]
Zadanie 18
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Okrąg o środku w punkcie \(O\) jest wpisany w trójkąt \(ABC\). Wiadomo, że \(|AB|=|AC|\) i \(|\angle BOC|=100^\circ\) (zobacz rysunek).

Miara kąta \(BAC\) jest równa

Trójkąt ABC z okręgiem wpisanym o środku O. Zaznaczono kąt BOC o mierze 100°.

A
\(20^\circ\)
B
\(30^\circ\)
C
\(40^\circ\)
D
\(50^\circ\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Dwusieczne kątów

Środek okręgu wpisanego leży na dwusiecznych kątów trójkąta, więc w trójkącie BOC kąty przy B i C są połowami odpowiednich kątów trójkąta ABC.

\[\angle OBC=\frac12\angle ABC,\qquad \angle OCB=\frac12\angle ACB\]

2 Obliczenie kąta BAC

Z sumy kątów w trójkącie BOC oraz z sumy kątów w trójkącie ABC otrzymujemy równanie.

\[100^\circ=180^\circ-\frac{\angle ABC+\angle ACB}{2}=180^\circ-\frac{180^\circ-\angle BAC}{2}=90^\circ+\frac{\angle BAC}{2}\quad\Rightarrow\quad\angle BAC=20^\circ\]

Odpowiedź

Kąt BAC ma miarę 20°, więc poprawna jest odpowiedź A.

\[\angle BAC=20^\circ\]

Sprawdzenie

Ponieważ AB = AC, kąty przy podstawie mają po 80°. Ich połowy mają po 40°, zatem kąt BOC ma 180° − 40° − 40° = 100°, zgodnie z treścią.

\[\angle ABC=\angle ACB=\frac{180^\circ-20^\circ}{2}=80^\circ,\qquad \angle BOC=180^\circ-40^\circ-40^\circ=100^\circ\]
Zadanie 19
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Punkty \(A\), \(B\), \(C\) i \(D\) leżą na okręgu o środku w punkcie \(O\). Cięciwy \(DB\) i \(AC\) przecinają się w punkcie \(E\), \(|\angle ACB|=55^\circ\) oraz \(|\angle AEB|=140^\circ\) (zobacz rysunek).

Miara kąta \(DAC\) jest równa

Okrąg o środku O z punktami A, B, C, D na obwodzie. Cięciwy DB i AC przecinają się w E. Zaznaczono kąty ACB o mierze 55° i AEB o mierze 140°.

A
\(45^\circ\)
B
\(55^\circ\)
C
\(70^\circ\)
D
\(85^\circ\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Kąt przy punkcie E

Punkty A, E i C leżą na jednej prostej, więc kąty AEB i CEB są przyległe.

\[|\angle CEB|=180^\circ-140^\circ=40^\circ\]

2 Kąt przy punkcie B

W trójkącie CEB suma kątów wynosi 180°. Ponieważ E leży na AC i DB, otrzymany kąt EBC jest kątem DBC.

\[|\angle DBC|=|\angle EBC|=180^\circ-55^\circ-40^\circ=85^\circ\]

3 Kąt DAC

Kąty DAC i DBC są kątami wpisanymi opartymi na tym samym łuku DC, więc mają równe miary.

\[|\angle DAC|=|\angle DBC|=85^\circ\]

Odpowiedź

85°, odpowiedź D.

\[|\angle DAC|=85^\circ\]

Sprawdzenie

W trójkącie CEB obliczone kąty mają miary 55°, 40° i 85°; ich suma wynosi 180°.

\[55^\circ+40^\circ+85^\circ=180^\circ\]
Zadanie 20
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Przekątna \(AC\) prostokąta \(ABCD\) ma długość \(70\). Na boku \(AB\) obrano punkt \(E\), na przekątnej \(AC\) obrano punkt \(F\), a na boku \(AD\) obrano punkt \(G\) – tak, że czworokąt \(AEFG\) jest prostokątem (zobacz rysunek). Ponadto \(|EF|=30\) i \(|GF|=40\).

Obwód prostokąta \(ABCD\) jest równy

Prostokąt ABCD z przekątną AC oraz prostokątem AEFG; punkty E, F i G leżą odpowiednio na AB, AC i AD.

A
\(158\)
B
\(196\)
C
\(336\)
D
\(490\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Boki mniejszego prostokąta

Przeciwległe boki prostokąta są równe, więc AE=GF=40. Z twierdzenia Pitagorasa obliczamy przekątną AF.

\[AF=\sqrt{AE^2+EF^2}=\sqrt{40^2+30^2}=50\]

2 Podobieństwo trójkątów

Trójkąty AEF i ABC są prostokątne oraz mają wspólny kąt przy A, ponieważ F leży na AC. Skala większego trójkąta wynosi AC/AF=70/50=7/5.

\[AB=40\cdot\frac{7}{5}=56,\qquad BC=30\cdot\frac{7}{5}=42\]

3 Obwód

Obwód prostokąta jest równy podwojonej sumie długości sąsiednich boków.

\[P=2(AB+BC)=2(56+42)=196\]

Odpowiedź

Obwód wynosi 196. Odpowiedź B.

\[P=196\quad\text{(B)}\]

Sprawdzenie

Boki 56 i 42 dają przekątną długości 70, zgodną z treścią zadania.

\[\sqrt{56^2+42^2}=\sqrt{4900}=70\]
Zadanie 21
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

W układzie współrzędnych dane są dwa punkty \(A=(1,-2)\) oraz \(B=(3,1)\). Współczynnik kierunkowy prostej \(AB\) jest równy

A
\(\left(-\frac{3}{2}\right)\)
B
\(\left(-\frac{2}{3}\right)\)
C
\(\frac{2}{3}\)
D
\(\frac{3}{2}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie współczynnika kierunkowego

Ponieważ współrzędne x punktów są różne, dzielimy różnicę współrzędnych y przez różnicę współrzędnych x.

\[a=\frac{y_B-y_A}{x_B-x_A}=\frac{1-(-2)}{3-1}=\frac{3}{2}\]

Odpowiedź

Współczynnik kierunkowy wynosi \(\frac{3}{2}\). Odpowiedź D.

\[a=\frac{3}{2}\]

Sprawdzenie

Przesunięcie z A do B wynosi 2 jednostki w prawo i 3 jednostki w górę, więc iloraz zmiany y i zmiany x to \(\frac{3}{2}\).

\[\frac{\Delta y}{\Delta x}=\frac{3}{2}\]
Zadanie 22
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Prosta \(k\) ma równanie \(y=-\frac{4}{7}x+24\). Współczynnik kierunkowy prostej prostopadłej do prostej \(k\) jest równy

A
\(\frac{7}{4}\)
B
\(\left(-\frac{7}{4}\right)\)
C
\(\left(-\frac{4}{7}\right)\)
D
\(\frac{4}{7}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Odczytanie współczynnika

W równaniu \(y=ax+b\) współczynnik kierunkowy jest równy \(a\).

\[a_k=-\frac{4}{7}\]

2 Wyznaczenie współczynnika prostej prostopadłej

Iloczyn współczynników kierunkowych prostych prostopadłych jest równy \(-1\), więc szukany współczynnik jest odwrotnością o przeciwnym znaku.

\[a_\perp=-\frac{1}{a_k}=-\frac{1}{-\frac{4}{7}}=\frac{7}{4}\]

Odpowiedź

Współczynnik kierunkowy wynosi \(\frac{7}{4}\). Odpowiedź A.

\[a_\perp=\frac{7}{4}\]

Sprawdzenie

Iloczyn współczynników wynosi \(-1\), więc proste są prostopadłe.

\[-\frac{4}{7}\cdot\frac{7}{4}=-1\]
Zadanie 23
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Punkty \(A=(3,7)\) i \(C=(-4,6)\) są końcami przekątnej kwadratu \(ABCD\). Promień okręgu opisanego na tym kwadracie jest równy

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

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie długości przekątnej

Korzystamy ze wzoru na odległość punktów w układzie współrzędnych.

\[|AC|=\sqrt{(-4-3)^2+(6-7)^2}=\sqrt{50}=5\sqrt{2}\]

2 Wyznaczenie promienia

Środek okręgu opisanego na kwadracie jest środkiem przekątnej, więc promień stanowi połowę jej długości.

\[R=\frac{|AC|}{2}=\frac{5\sqrt{2}}{2}\]

Odpowiedź

Odpowiedź C.

\[R=\frac{5\sqrt{2}}{2}\]

Sprawdzenie

Podwojenie otrzymanego promienia daje długość przekątnej AC.

\[2R=2\cdot\frac{5\sqrt{2}}{2}=5\sqrt{2}=|AC|\]
Zadanie 24
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Każda krawędź graniastosłupa prawidłowego sześciokątnego ma długość równą \(2\) (zobacz rysunek).

Pole powierzchni całkowitej tego graniastosłupa jest równe

Graniastosłup prawidłowy sześciokątny z trzema krawędziami oznaczonymi liczbą 2.

A
\(24+2\sqrt{3}\)
B
\(24+6\sqrt{3}\)
C
\(24+12\sqrt{3}\)
D
\(24+24\sqrt{3}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Pole powierzchni bocznej

Sześć ścian bocznych to prostokąty o bokach 2 i 2, więc sumujemy ich pola.

\[P_b=6\cdot 2\cdot 2=24\]

2 Pole podstaw

Każda podstawa składa się z sześciu trójkątów równobocznych o boku 2. Liczymy pola obu podstaw.

\[P_p=6\cdot\frac{2^2\sqrt{3}}{4}=6\sqrt{3},\qquad 2P_p=12\sqrt{3}\]

3 Pole całkowite

Dodajemy pole powierzchni bocznej i pola dwóch podstaw.

\[P_c=P_b+2P_p=24+12\sqrt{3}\]

Odpowiedź

Odpowiedź C.

\[P_c=24+12\sqrt{3}\]

Sprawdzenie

Sześć ścian bocznych daje 24, a dwie podstawy dają 12√3; ich suma zgadza się z odpowiedzią C.

\[6\cdot 4+2\cdot 6\cdot\sqrt{3}=24+12\sqrt{3}\]
Zadanie 25
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Przekątna sześcianu jest równa \(6\). Wynika stąd, że objętość tego sześcianu jest równa

A
\(24\sqrt{3}\)
B
\(72\)
C
\(54\sqrt{2}\)
D
\(648\sqrt{3}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie krawędzi

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

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

2 Obliczenie objętości

Objętość sześcianu jest równa sześcianowi długości jego krawędzi.

\[V=a^3=(2\sqrt{3})^3=24\sqrt{3}\]

Odpowiedź

Objętość wynosi \(24\sqrt{3}\). Odpowiedź A.

\[V=24\sqrt{3}\]

Sprawdzenie

Krawędź \(2\sqrt{3}\) daje przekątną długości \(6\), zgodną z treścią zadania.

\[2\sqrt{3}\cdot\sqrt{3}=6\]
Zadanie 26
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Wszystkich liczb naturalnych pięciocyfrowych parzystych jest

A
\(9\cdot 2\cdot 10^3\)
B
\(9\cdot 5\cdot 10^3\)
C
\(5\cdot 10^4\)
D
\(4\cdot 10^5\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wybór cyfr

Pierwsza cyfra ma 9 możliwości, bo nie może być zerem. Każda z trzech środkowych cyfr ma 10 możliwości. Ostatnia cyfra ma 5 możliwości, bo liczba parzysta kończy się cyfrą 0, 2, 4, 6 lub 8.

\[9\cdot 10\cdot 10\cdot 10\cdot 5=9\cdot 5\cdot 10^3=45000\]

Odpowiedź

Jest 45 000 takich liczb. Odpowiedź B.

\[9\cdot 5\cdot 10^3=45000\]

Sprawdzenie

Liczb pięciocyfrowych jest 90 000. Dokładnie połowa z nich jest parzysta, więc wynik to 45 000.

\[\frac{99999-10000+1}{2}=45000\]
Zadanie 27
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

W pudełku znajdują się tylko kule białe i kule czerwone. Stosunek liczby kul białych do liczby kul czerwonych jest równy \(3 : 4\). Wylosowanie każdej kuli z tego pudełka jest jednakowo prawdopodobne. Losujemy jedną kulę. Niech \(A\) oznacza zdarzenie polegające na tym, że wylosowana z pudełka kula będzie biała. Prawdopodobieństwo zdarzenia \(A\) jest równe

A
\(\frac{1}{4}\)
B
\(\frac{1}{3}\)
C
\(\frac{3}{7}\)
D
\(\frac{3}{4}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisanie liczby kul

Stosunek 3:4 oznacza, że liczby kul białych i czerwonych są odpowiednio równe 3k i 4k dla pewnego dodatniego k. Wszystkich kul jest 7k.

\[3k+4k=7k\]

2 Obliczenie prawdopodobieństwa

Każda kula ma taką samą szansę wylosowania, więc dzielimy liczbę kul białych przez liczbę wszystkich kul.

\[P(A)=\frac{3k}{7k}=\frac{3}{7}\]

Odpowiedź

Prawdopodobieństwo wynosi 3/7. Odpowiedź C.

\[P(A)=\frac{3}{7}\]

Sprawdzenie

Udziały kul białych i czerwonych sumują się do 1.

\[\frac{3}{7}+\frac{4}{7}=1\]
Zadanie 28
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Średnia arytmetyczna pięciu liczb: \(5x+6\), \(6x+7\), \(7x+8\), \(8x+9\), \(9x+10\), jest równa \(8\). Wtedy \(x\) jest równe

A
\((-35)\)
B
\(0\)
C
\(0{,}35\)
D
\(35\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisanie średniej

Średnia arytmetyczna to suma pięciu liczb podzielona przez 5, więc przyrównujemy ją do 8.

\[\frac{(5x+6)+(6x+7)+(7x+8)+(8x+9)+(9x+10)}{5}=8\]

2 Obliczenie x

Dodajemy wyrazy podobne i rozwiązujemy równanie.

\[\frac{35x+40}{5}=8\quad\Longrightarrow\quad 7x+8=8\quad\Longrightarrow\quad x=0\]

Odpowiedź

x = 0, odpowiedź B.

\[x=0\]

Sprawdzenie

Dla x = 0 otrzymujemy liczby 6, 7, 8, 9, 10. Ich średnia wynosi 8.

\[\frac{6+7+8+9+10}{5}=\frac{40}{5}=8\]
Zadanie 29
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Rozwiąż nierówność: \(x^2-5\geq 4x\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Przenieś wyrazy na jedną stronę

Odejmujemy 4x od obu stron, aby porównać trójmian z zerem.

\[x^2-5\geq 4x\iff x^2-4x-5\geq 0\]

2 Rozłóż trójmian na czynniki

Szukamy liczb o iloczynie −5 i sumie −4; są to −5 i 1.

\[x^2-4x-5=(x-5)(x+1)\]

3 Wyznacz przedziały

Iloczyn jest nieujemny, gdy oba czynniki mają ten sam znak lub któryś jest zerem.

\[(x-5)(x+1)\geq 0\iff x\leq -1\ \text{lub}\ x\geq 5\]

Odpowiedź

Zbiorem rozwiązań jest suma przedziałów od minus nieskończoności do −1 włącznie oraz od 5 włącznie do plus nieskończoności.

\[x\in(-\infty,-1]\cup[5,\infty)\]

Sprawdzenie

Dla x = −1 i x = 5 iloczyn wynosi 0, więc końce należą do rozwiązania. Między nimi, np. dla x = 0, iloczyn wynosi −5 < 0. Poza nimi oba czynniki mają ten sam znak.

\[(-1-5)(-1+1)=0,\quad(5-5)(5+1)=0,\quad(0-5)(0+1)=-5<0\]
Zadanie 30
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Rozwiąż równanie: \(\frac{x+8}{x-7}=2x\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Dziedzina

Mianownik nie może być zerem, więc wykluczamy tę wartość przed przekształceniem równania.

\[x-7\neq 0,\quad x\neq 7\]

2 Usunięcie mianownika

Mnożymy obie strony przez niezerowe \(x-7\) i przenosimy wyrazy na jedną stronę.

\[x+8=2x(x-7)\iff 2x^2-15x-8=0\]

3 Rozwiązanie równania kwadratowego

Obliczamy wyróżnik i stosujemy wzór na pierwiastki równania kwadratowego.

\[\Delta=(-15)^2-4\cdot2\cdot(-8)=289=17^2,\quad x=\frac{15\pm17}{4},\quad x_1=8,\quad x_2=-\frac12\]

Odpowiedź

Rozwiązaniami są 8 i −1/2.

\[x\in\left\{8,-\frac12\right\}\]

Sprawdzenie

Obie liczby należą do dziedziny. Po podstawieniu każdej z nich lewa strona równa się prawej.

\[x=8:\ \frac{8+8}{8-7}=16=2\cdot8;\qquad x=-\frac12:\ \frac{-\frac12+8}{-\frac12-7}=-1=2\cdot\left(-\frac12\right)\]
Zadanie 31
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Wykaż, że dla każdej liczby rzeczywistej \(a\) i każdej liczby rzeczywistej \(b\) spełniona jest nierówność \(b(5b-4a)+a^2\geq 0\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Przekształcenie wyrażenia

Rozwijamy nawias i uzupełniamy kwadrat, aby zapisać wyrażenie jako sumę kwadratów.

\[b(5b-4a)+a^2=a^2-4ab+5b^2=(a-2b)^2+b^2\]

2 Uzasadnienie nierówności

Kwadrat każdej liczby rzeczywistej jest nieujemny, więc suma tych kwadratów również jest nieujemna.

\[(a-2b)^2\geq 0,\quad b^2\geq 0\quad\Longrightarrow\quad b(5b-4a)+a^2\geq 0\]

Odpowiedź

Nierówność zachodzi dla wszystkich liczb rzeczywistych a i b. Równość zachodzi dokładnie wtedy, gdy a=0 i b=0.

\[b(5b-4a)+a^2=(a-2b)^2+b^2\geq 0\]

Sprawdzenie

Po rozwinięciu sumy kwadratów otrzymujemy wyjściowe wyrażenie. Suma jest równa zeru tylko wtedy, gdy oba kwadraty są zerowe: b=0 oraz a−2b=0, czyli a=b=0.

\[(a-2b)^2+b^2=a^2-4ab+4b^2+b^2=a^2-4ab+5b^2\]
Zadanie 32
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

W trójkącie \(ABC\) kąt przy wierzchołku \(A\) jest prosty, a kąt przy wierzchołku \(B\) ma miarę \(30^\circ\). Na boku \(AB\) tego trójkąta obrano punkt \(D\) tak, że miara kąta \(CDA\) jest równa \(60^\circ\) oraz \(|AD|=6\) (zobacz rysunek). Oblicz \(|BD|\).

Trójkąt ABC z kątem prostym przy A. Punkt D leży na boku AB; zaznaczono kąty 60° przy D i 30° przy B oraz długość AD równą 6.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie boku AC

Trójkąt ACD jest prostokątny przy A, więc korzystamy z tangensa kąta 60°.

\[\tan 60^\circ=\frac{|AC|}{|AD|},\qquad |AC|=6\sqrt{3}\]

2 Obliczenie boku AB

W trójkącie prostokątnym ABC tangens kąta 30° pozwala wyznaczyć AB z długości AC.

\[\tan 30^\circ=\frac{|AC|}{|AB|},\qquad |AB|=\frac{6\sqrt{3}}{\sqrt{3}/3}=18\]

3 Obliczenie odcinka BD

Punkt D leży na boku AB, więc odejmujemy długość AD od długości AB.

\[|BD|=|AB|-|AD|=18-6=12\]

Odpowiedź

Długość odcinka BD wynosi 12.

\[|BD|=12\]

Sprawdzenie

Otrzymane AB jest dłuższe od AD, więc D leży między A i B. Ponadto stosunki boków dają wymagane kąty.

\[\frac{|AC|}{|AD|}=\frac{6\sqrt{3}}{6}=\sqrt{3}=\tan 60^\circ,\qquad \frac{|AC|}{|AB|}=\frac{6\sqrt{3}}{18}=\frac{\sqrt{3}}{3}=\tan 30^\circ\]
Zadanie 33
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Dany jest trapez \(ABCD\) o podstawach \(AB\) i \(CD\). Przekątne \(AC\) i \(BD\) tego trapezu przecinają się w punkcie \(S\) (zobacz rysunek) tak, że \(\frac{|AS|}{|SC|}=\frac{3}{2}\). Pole trójkąta \(ABS\) jest równe \(12\). Oblicz pole trójkąta \(CDS\).

Trapez ABCD o podstawach AB i CD; przekątne AC i BD przecinają się w punkcie S.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Podobieństwo trójkątów

Ponieważ podstawy trapezu są równoległe, trójkąty \(ABS\) i \(CDS\) są podobne. Odpowiadające sobie boki \(AS\) i \(CS\) mają stosunek \(3:2\).

\[\frac{|AS|}{|CS|}=\frac{3}{2}\]

2 Obliczenie pola

Pola figur podobnych są proporcjonalne do kwadratów długości odpowiadających sobie boków.

\[\frac{P_{ABS}}{P_{CDS}}=\left(\frac{3}{2}\right)^2=\frac{9}{4},\qquad P_{CDS}=12\cdot\frac{4}{9}=\frac{16}{3}\]

Odpowiedź

Pole trójkąta \(CDS\) wynosi \(\frac{16}{3}\).

\[P_{CDS}=\frac{16}{3}\]

Sprawdzenie

Stosunek otrzymanych pól wynosi \(12:\frac{16}{3}=9:4\), czyli kwadrat stosunku odpowiadających sobie boków \(3:2\).

\[\frac{12}{16/3}=\frac{9}{4}=\left(\frac{3}{2}\right)^2\]
Zadanie 34
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Doświadczenie losowe polega na dwukrotnym rzucie symetryczną sześcienną kostką do gry, która na każdej ściance ma inną liczbę oczek – od jednego do sześciu oczek. Niech \(A\) oznacza zdarzenie polegające na tym, że iloczyn liczb oczek wyrzuconych w dwóch rzutach jest równy \(12\). Oblicz prawdopodobieństwo zdarzenia \(A\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Liczba możliwych wyników

Wynik zapisujemy jako uporządkowaną parę liczb oczek. Każdy z 6 wyników pierwszego rzutu można połączyć z każdym z 6 wyników drugiego rzutu.

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

2 Wyniki sprzyjające

Szukamy par liczb od 1 do 6, których iloczyn wynosi 12. Kolejność rzutów ma znaczenie.

\[A=\{(2,6),(6,2),(3,4),(4,3)\},\quad |A|=4\]

3 Prawdopodobieństwo

Wszystkie wyniki są jednakowo prawdopodobne, więc dzielimy liczbę wyników sprzyjających przez liczbę wszystkich wyników.

\[P(A)=\frac{4}{36}=\frac{1}{9}\]

Odpowiedź

Prawdopodobieństwo zdarzenia A wynosi 1/9.

\[P(A)=\frac{1}{9}\]

Sprawdzenie

Iloczyn każdej z czterech wypisanych par wynosi 12. Pozostała para dzielników, 1 i 12, nie jest możliwa na tej kostce, więc lista jest kompletna.

\[2\cdot6=3\cdot4=12,\qquad 12>6\]
Zadanie 35
Matura 2021 · sierpień · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte5 pkt

Dany jest ciąg \((a_n)\) określony wzorem \(a_n=\frac{5-3n}{7}\) dla każdej liczby naturalnej \(n\geq 1\). Trójwyrazowy ciąg \((a_4,x^2+2,a_{11})\), gdzie \(x\) jest liczbą rzeczywistą, jest geometryczny. Oblicz \(x\) oraz iloraz tego ciągu geometrycznego.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie skrajnych wyrazów

Podstawiamy numery wyrazów do wzoru ciągu, aby poznać pierwszy i trzeci wyraz ciągu geometrycznego.

\[a_4=\frac{5-3\cdot4}{7}=-1,\qquad a_{11}=\frac{5-3\cdot11}{7}=-4\]

2 Wyznaczenie środkowego wyrazu i x

W trójwyrazowym ciągu geometrycznym kwadrat środkowego wyrazu jest iloczynem skrajnych. Ponieważ x jest rzeczywiste, mamy x^2+2\geq2, więc wybieramy dodatni pierwiastek.

\[(x^2+2)^2=a_4a_{11}=4,\qquad x^2+2=2,\qquad x=0\]

3 Obliczenie ilorazu

Iloraz jest ilorazem drugiego wyrazu przez pierwszy, który jest różny od zera.

\[q=\frac{x^2+2}{a_4}=\frac{2}{-1}=-2\]

Odpowiedź

x = 0, a iloraz ciągu geometrycznego wynosi −2.

\[x=0,\qquad q=-2\]

Sprawdzenie

Dla x = 0 wyrazy wynoszą −1, 2, −4. Oba kolejne ilorazy są równe −2.

\[\frac{2}{-1}=-2,\qquad\frac{-4}{2}=-2\]

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