Arkusz maturalny

Matematyka — matura 2023

Poziom podstawowyCzerwiecFormuła 2015
Zobacz zadania i rozwiązania 36 zadań z arkusza

Zadania z arkusza — rozwiązania krok po kroku

36 zadań · Rozwiń rozwiązanie pod wybranym zadaniem.

Zadanie 1
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Liczba \(6^{30}:4^{15}\) jest równa

A
\((1{,}5)^{15}\)
B
\((1{,}5)^2\)
C
\(3^{30}\)
D
\(3^0\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Sprowadzenie do jednakowych wykładników

Ponieważ \(30=2\cdot15\), zapisujemy obie potęgi z wykładnikiem 15, aby zastosować wzór na iloraz potęg.

\[\frac{6^{30}}{4^{15}}=\frac{(6^2)^{15}}{4^{15}}=\left(\frac{36}{4}\right)^{15}=9^{15}\]

2 Zapis jako potęga liczby 3

Ponieważ \(9=3^2\), mnożymy wykładniki potęg.

\[9^{15}=(3^2)^{15}=3^{30}\]

Odpowiedź

Odpowiedź C.

\[3^{30}\]

Sprawdzenie

Po zapisaniu podstaw jako iloczynów potęg liczb pierwszych otrzymujemy ten sam wynik.

\[\frac{6^{30}}{4^{15}}=\frac{(2\cdot3)^{30}}{(2^2)^{15}}=\frac{2^{30}3^{30}}{2^{30}}=3^{30}\]
Zadanie 2
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dla każdej dodatniej liczby rzeczywistej \(x\) iloczyn \(\sqrt{x}\cdot\sqrt[3]{x}\cdot\sqrt[6]{x}\) jest równy

A
\(x\)
B
\(\sqrt[10]{x}\)
C
\(\sqrt[18]{x}\)
D
\(x^2\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisz pierwiastki jako potęgi

Dla dodatniego \(x\) pierwiastek stopnia \(n\) jest równy \(x^{1/n}\).

\[\sqrt{x}\cdot\sqrt[3]{x}\cdot\sqrt[6]{x}=x^{1/2}\cdot x^{1/3}\cdot x^{1/6}\]

2 Dodaj wykładniki

Przy mnożeniu potęg o tej samej podstawie dodajemy wykładniki.

\[x^{1/2+1/3+1/6}=x^{3/6+2/6+1/6}=x\]

Odpowiedź

Wynik to x, czyli odpowiedź A.

\[\boxed{\mathrm{A}\colon\ x}\]

Sprawdzenie

Iloczyn jest dodatni. Jego szósta potęga wynosi x do szóstej potęgi, więc dla dodatniego x iloczyn rzeczywiście jest równy x.

\[\left(\sqrt{x}\sqrt[3]{x}\sqrt[6]{x}\right)^6=x^3\cdot x^2\cdot x=x^6\]
Zadanie 3
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Klient wpłacił do banku 30 000 zł na lokatę dwuletnią. Po każdym rocznym okresie oszczędzania bank dolicza odsetki w wysokości 7% od kwoty bieżącego kapitału znajdującego się na lokacie.
Po dwóch latach oszczędzania łączna wartość doliczonych odsetek na tej lokacie (bez uwzględniania podatków) jest równa

A
2100 zł
B
2247 zł
C
4200 zł
D
4347 zł

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Odsetki po pierwszym roku

Bank nalicza 7% od wpłaconych 30 000 zł, a następnie dolicza odsetki do kapitału.

\[30000\cdot 0{,}07=2100\ \text{zł},\qquad 30000+2100=32100\ \text{zł}\]

2 Odsetki po drugim roku

W drugim roku podstawą naliczenia odsetek jest powiększony kapitał, czyli 32 100 zł.

\[32100\cdot 0{,}07=2247\ \text{zł}\]

3 Suma odsetek

Łączna wartość odsetek to suma kwot doliczonych po obu latach.

\[2100+2247=4347\ \text{zł}\]

Odpowiedź

4347 zł, odpowiedź D.

\[4347\ \text{zł}\]

Sprawdzenie

Po dwóch latach na lokacie jest 34 347 zł. Różnica między tą kwotą a wpłatą wynosi 4347 zł.

\[32100+2247=34347\ \text{zł},\qquad 34347-30000=4347\ \text{zł}\]
Zadanie 4
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Liczba \(\log_2\frac{1}{8}+\log_2 4\) jest równa

A
\((-1)\)
B
\(\frac{1}{2}\)
C
\(2\)
D
\(5\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie logarytmów

Z definicji logarytmu odczytujemy wykładniki potęg liczby 2.

\[\frac{1}{8}=2^{-3},\quad 4=2^2,\quad \log_2\frac{1}{8}=-3,\quad \log_2 4=2\]

2 Dodanie wyników

Dodajemy otrzymane wartości.

\[\log_2\frac{1}{8}+\log_2 4=-3+2=-1\]

Odpowiedź

Wynik to −1, odpowiedź A.

\[-1\]

Sprawdzenie

Iloczyn argumentów logarytmów wynosi 1/2, a 2 do potęgi −1 także wynosi 1/2.

\[\frac{1}{8}\cdot 4=\frac{1}{2}=2^{-1}\]
Zadanie 5
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Liczba \((1+\sqrt{5})^2-(1-\sqrt{5})^2\) jest równa

A
\(0\)
B
\((-10)\)
C
\(4\sqrt{5}\)
D
\(2+2\sqrt{5}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zastosowanie wzoru na różnicę kwadratów

Wzór \(a^2-b^2=(a-b)(a+b)\) pozwala uprościć wyrażenie bez rozwijania obu kwadratów.

\[(1+\sqrt{5})^2-(1-\sqrt{5})^2=[(1+\sqrt{5})-(1-\sqrt{5})][(1+\sqrt{5})+(1-\sqrt{5})]\]

2 Obliczenie czynników

Po redukcji wyrazów podobnych otrzymujemy iloczyn.

\[(2\sqrt{5})\cdot 2=4\sqrt{5}\]

Odpowiedź

Liczba jest równa \(4\sqrt{5}\). Odpowiedź C.

\[4\sqrt{5}\]

Sprawdzenie

Po rozwinięciu kwadratów wyrazy \(6\) się redukują, a pozostałe dają \(4\sqrt{5}\).

\[(6+2\sqrt{5})-(6-2\sqrt{5})=4\sqrt{5}\]
Zadanie 6
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Do zbioru rozwiązań nierówności \((x-3)(x-2)(x+20)<0\) należy liczba

A
\((-20)\)
B
\((-23)\)
C
\(20\)
D
\(23\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie miejsc zerowych

Iloczyn zmienia znak tylko przy miejscach zerowych czynników.

\[(x-3)(x-2)(x+20)=0\iff x\in\{-20,2,3\}\]

2 Ustalenie znaku

Sprawdzamy znak iloczynu w przedziałach wyznaczonych przez miejsca zerowe. Jest ujemny dla liczb mniejszych od \(-20\) oraz między \(2\) a \(3\).

\[(x-3)(x-2)(x+20)<0\iff x\in(-\infty,-20)\cup(2,3)\]

Odpowiedź

Do zbioru rozwiązań należy \(-23\), czyli odpowiedź B.

\[-23\in(-\infty,-20)\]

Sprawdzenie

Po podstawieniu \(-23\) otrzymujemy liczbę ujemną, więc spełnia ona nierówność.

\[(-23-3)(-23-2)(-23+20)=(-26)(-25)(-3)=-1950<0\]
Zadanie 7
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Na rysunku przedstawiono wykres funkcji \(f\).

Dziedziną funkcji \(f\) jest zbiór

Wykres funkcji f w układzie współrzędnych

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

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Odczyt pierwszego przedziału

Lewa część wykresu istnieje dla argumentów od −5 do −1. Puste kółka oznaczają, że końce nie należą do dziedziny.

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

2 Odczyt drugiego przedziału

Prawa część wykresu istnieje dla argumentów od 1 do 5, również bez końców. Łączymy oba przedziały.

\[D_f=(-5,-1)\cup(1,5)\]

Odpowiedź

Odpowiedź C.

\[D_f=(-5,-1)\cup(1,5)\]

Sprawdzenie

Dla x = −3 i x = 3 na wykresie są punkty, a dla x = −5, −1, 1 i 5 widnieją puste kółka. Potwierdza to odczytaną dziedzinę.

\[-3,3\in D_f,\qquad -5,-1,1,5\notin D_f\]
Zadanie 8
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Na rysunku przedstawiono wykres funkcji \(f\).

Zbiorem wartości funkcji \(f\) jest zbiór

Wykres funkcji f z dwiema częściami, osiami i oznaczeniami współrzędnych

A
\((-3,-1)\cup(1,3)\)
B
\(\langle-3,-1\rangle\cup\langle1,3\rangle\)
C
\((-5,-1)\cup(1,5)\)
D
\(\langle-5,-1\rangle\cup\langle1,5\rangle\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Odczyt wartości ujemnych

Lewy fragment wykresu przyjmuje wszystkie wartości od −3 do −1. Oba końce należą do zbioru wartości, ponieważ występują na poziomych odcinkach wykresu.

\[y\in[-3,-1]\]

2 Odczyt wartości dodatnich

Prawy fragment przyjmuje wszystkie wartości od 1 do 3. Wartości 1 i 3 również występują na poziomych odcinkach.

\[y\in[1,3]\]

Odpowiedź

Zbiór wartości funkcji to suma tych przedziałów. Odpowiedź B.

\[W_f=[-3,-1]\cup[1,3]\]

Sprawdzenie

Wykres ma punkty o wartościach −3, −1, 1 i 3 oraz przyjmuje wszystkie wartości pomiędzy końcami każdego z dwóch przedziałów. Nie przyjmuje wartości między −1 a 1.

\[-3,-1,1,3\in W_f,\qquad(-1,1)\cap W_f=\varnothing\]
Zadanie 9
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Funkcja \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=\frac{x^2+4}{x-2}\) dla każdej liczby rzeczywistej \(x\neq 2\). Wartość funkcji \(f\) dla argumentu \(4\) jest równa

A
\(6\)
B
\(2\)
C
\(10\)
D
\(8\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Sprawdzenie dziedziny

Argument 4 jest dopuszczalny, ponieważ mianownik nie jest zerem.

\[4-2=2\neq 0\]

2 Obliczenie wartości

Podstawiamy 4 za x i wykonujemy działania.

\[f(4)=\frac{4^2+4}{4-2}=\frac{20}{2}=10\]

Odpowiedź

Wartość funkcji wynosi 10. Odpowiedź C.

\[f(4)=10\]

Sprawdzenie

Otrzymana wartość spełnia równość po pomnożeniu przez niezerowy mianownik: 10 razy 2 to 20, tyle samo co 4 do kwadratu plus 4.

\[10\cdot(4-2)=20=4^2+4\]
Zadanie 10
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Prosta o równaniu \(y=ax+b\) przechodzi przez punkty \(A=(-3,-1)\) oraz \(B=(4,3)\). Współczynnik \(a\) w równaniu tej prostej jest równy

A
\((-4)\)
B
\(\left(-\frac{1}{2}\right)\)
C
\(2\)
D
\(\frac{4}{7}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie współczynnika kierunkowego

Ponieważ punkty mają różne współrzędne x, współczynnik a jest ilorazem różnicy współrzędnych y i różnicy współrzędnych x.

\[a=\frac{3-(-1)}{4-(-3)}=\frac{4}{7}\]

Odpowiedź

Współczynnik a wynosi 4/7. Odpowiedź D.

\[a=\frac{4}{7}\]

Sprawdzenie

Dla punktu A otrzymujemy b=5/7. Po podstawieniu współrzędnych punktu B równanie daje y=3, więc wynik jest zgodny z oboma punktami.

\[-1=\frac{4}{7}\cdot(-3)+b\Rightarrow b=\frac{5}{7},\qquad \frac{4}{7}\cdot4+\frac{5}{7}=3\]
Zadanie 11
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Wykresy funkcji liniowych \(f(x)=(2m+3)x+5\) oraz \(g(x)=-x\) nie mają punktów wspólnych dla

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

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Warunek braku punktów wspólnych

Wykresy funkcji liniowych nie mają punktów wspólnych, gdy mają ten sam współczynnik kierunkowy i różne wyrazy wolne. Wyrazy wolne wynoszą tutaj 5 i 0, więc są różne.

\[2m+3=-1\]

2 Obliczenie parametru

Rozwiązujemy równanie współczynników kierunkowych.

\[2m=-4\quad\Rightarrow\quad m=-2\]

Odpowiedź

A, m = −2.

\[m=-2\]

Sprawdzenie

Dla m = −2 funkcje mają postać f(x) = −x + 5 oraz g(x) = −x. Równość ich wartości wymagałaby 5 = 0, więc wykresy nie mają punktów wspólnych.

\[-x+5=-x\quad\Rightarrow\quad 5=0\]
Zadanie 12
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Funkcja kwadratowa \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=ax^2+bx+1\), gdzie \(a\) oraz \(b\) są pewnymi liczbami rzeczywistymi, takimi, że \(a<0\) i \(b>0\). Na jednym z rysunków A–D przedstawiono fragment wykresu tej funkcji.

Fragment wykresu funkcji \(f\) przedstawiono na rysunku

A

Układ współrzędnych i parabola skierowana ramionami w górę, z wierzchołkiem po lewej stronie osi y.

B

Układ współrzędnych i parabola skierowana ramionami w dół, z wierzchołkiem po lewej stronie osi y.

C

Układ współrzędnych i parabola skierowana ramionami w górę, z wierzchołkiem po prawej stronie osi y.

D

Układ współrzędnych i parabola skierowana ramionami w dół, z wierzchołkiem po prawej stronie osi y.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Kierunek ramion

Ponieważ współczynnik przy kwadracie jest ujemny, parabola ma ramiona skierowane w dół.

\[a<0\]

2 Położenie wierzchołka

Współrzędna x wierzchołka jest dodatnia, bo b jest dodatnie, a 2a ujemne. Wierzchołek leży więc na prawo od osi y.

\[x_w=\frac{-b}{2a}>0\]

3 Punkt przecięcia z osią y

Wyraz wolny równy 1 oznacza, że wykres przecina oś y w punkcie o rzędnej 1.

\[f(0)=1\]

Odpowiedź

Rysunek D.

\[\boxed{D}\]

Sprawdzenie

Na rysunku D ramiona są skierowane w dół, wierzchołek leży na prawo od osi y, a wykres przechodzi przez punkt (0,1). Wszystkie trzy cechy zgadzają się z warunkami zadania.

\[a<0,\quad x_w>0,\quad f(0)=1\]
Zadanie 13
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Ciąg \((a_n)\) jest określony wzorem \(a_n=\frac{n-2}{3}\) dla każdej liczby naturalnej \(n\geq 1\).

Liczba wyrazów tego ciągu mniejszych od \(10\) jest równa

A
\(28\)
B
\(31\)
C
\(32\)
D
\(27\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie indeksów

Szukamy dodatnich liczb całkowitych \(n\), dla których wyraz ciągu jest mniejszy od \(10\). Mnożymy nierówność przez dodatnią liczbę \(3\).

\[\frac{n-2}{3}<10\iff n-2<30\iff n<32\]

2 Policzenie wyrazów

Warunek spełniają indeksy od \(1\) do \(31\), więc takich wyrazów jest \(31\).

\[n\in\{1,2,\ldots,31\}\]

Odpowiedź

31 wyrazów, odpowiedź B.

\[31\]

Sprawdzenie

Wyraz o indeksie 31 jest mniejszy od 10, a następny jest równy 10. To potwierdza granicę liczenia.

\[a_{31}=\frac{29}{3}<10,\qquad a_{32}=\frac{30}{3}=10\]
Zadanie 14
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Ciąg \((a_n)\), określony wzorem \(a_n=-2^n\) dla każdej liczby naturalnej \(n\geq 1\), jest

A
ciągiem arytmetycznym o różnicy \(2\).
B
ciągiem arytmetycznym o różnicy \((-2)\).
C
ciągiem geometrycznym o ilorazie \(2\).
D
ciągiem geometrycznym o ilorazie \((-2)\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie ilorazu

Aby ustalić, czy ciąg jest geometryczny, dzielimy kolejny wyraz przez poprzedni. Każdy wyraz jest różny od zera.

\[\frac{a_{n+1}}{a_n}=\frac{-2^{n+1}}{-2^n}=2\]

Odpowiedź

C. Jest to ciąg geometryczny o ilorazie 2.

\[q=2\]

Sprawdzenie

Pierwsze wyrazy to −2, −4, −8. W obu przypadkach iloraz kolejnych wyrazów wynosi 2.

\[\frac{-4}{-2}=\frac{-8}{-4}=2\]
Zadanie 15
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Trzywyrazowy ciąg \((1,4,a+5)\) jest arytmetyczny. Liczba \(a\) jest równa

A
\(0\)
B
\(7\)
C
\(2\)
D
\(11\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Równe różnice

W ciągu arytmetycznym różnice kolejnych wyrazów są równe, więc porównujemy je.

\[4-1=(a+5)-4\]

2 Obliczenie liczby a

Upraszczamy równanie i odejmujemy 1 od obu stron.

\[3=a+1\quad\Rightarrow\quad a=2\]

Odpowiedź

a = 2, odpowiedź C.

\[a=2\]

Sprawdzenie

Dla a = 2 ciąg ma wyrazy 1, 4, 7. Obie różnice wynoszą 3.

\[4-1=3,\qquad 7-4=3\]
Zadanie 16
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Ciąg geometryczny \((a_n)\) jest określony dla każdej liczby naturalnej \(n\geq 1\). W tym ciągu \(a_1=3{,}75\) oraz \(a_2=-7{,}5\).

Suma trzech początkowych wyrazów ciągu \((a_n)\) jest równa

A
\(11{,}25\)
B
\((-18{,}75)\)
C
\(15\)
D
\((-15)\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie ilorazu

W ciągu geometrycznym każdy kolejny wyraz otrzymujemy przez pomnożenie poprzedniego przez stały iloraz. Ponieważ pierwszy wyraz jest różny od zera, możemy obliczyć iloraz.

\[q=\frac{a_2}{a_1}=\frac{-7{,}5}{3{,}75}=-2\]

2 Obliczenie sumy

Mnożymy drugi wyraz przez iloraz, a następnie dodajemy trzy początkowe wyrazy.

\[a_3=a_2q=(-7{,}5)\cdot(-2)=15,\qquad a_1+a_2+a_3=3{,}75-7{,}5+15=11{,}25\]

Odpowiedź

Suma wynosi 11,25. Odpowiedź A.

\[S_3=11{,}25\]

Sprawdzenie

Iloraz trzeciego i drugiego wyrazu również wynosi −2, więc obliczony trzeci wyraz jest zgodny z ciągiem geometrycznym. Suma 11,25 odpowiada opcji A.

\[\frac{15}{-7{,}5}=-2,\qquad 3{,}75+(-7{,}5)+15=11{,}25\]
Zadanie 17
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dla każdego kąta ostrego \(\alpha\) wyrażenie \(\cos\alpha-\cos\alpha\cdot\sin^2\alpha\) jest równe

A
\(\cos^3\alpha\)
B
\(\sin^2\alpha\)
C
\(1-\sin^2\alpha\)
D
\(\cos\alpha\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyłącz wspólny czynnik

Oba składniki zawierają \(\cos\alpha\), więc wyłączamy go przed nawias.

\[\cos\alpha-\cos\alpha\cdot\sin^2\alpha=\cos\alpha(1-\sin^2\alpha)\]

2 Zastosuj jedynkę trygonometryczną

Z równości \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\) wynika, że wyrażenie w nawiasie jest równe \(\cos^2\alpha\).

\[\cos\alpha(1-\sin^2\alpha)=\cos\alpha\cdot\cos^2\alpha=\cos^3\alpha\]

Odpowiedź

A. Wyrażenie jest równe \(\cos^3\alpha\).

\[\cos^3\alpha\]

Sprawdzenie

Po podstawieniu \(\sin^2\alpha=1-\cos^2\alpha\) do wyrażenia z zadania otrzymujemy \(\cos^3\alpha\). Tożsamość zachodzi dla każdego kąta ostrego.

\[\cos\alpha-\cos\alpha(1-\cos^2\alpha)=\cos^3\alpha\]
Zadanie 18
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Cosinus kąta ostrego \(\alpha\) jest równy \(\frac{2}{3}\). Wtedy \(\operatorname{tg}\alpha\) jest równy

A
\(\frac{2\sqrt{5}}{5}\)
B
\(\frac{\sqrt{5}}{2}\)
C
\(2\)
D
\(\frac{1}{2}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie sinusa

Kąt jest ostry, więc jego sinus jest dodatni. Korzystamy z jedynki trygonometrycznej.

\[\sin\alpha=\sqrt{1-\cos^2\alpha}=\sqrt{1-\left(\frac{2}{3}\right)^2}=\frac{\sqrt{5}}{3}\]

2 Obliczenie tangensa

Tangens jest ilorazem sinusa i cosinusa.

\[\operatorname{tg}\alpha=\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}=\frac{\sqrt{5}/3}{2/3}=\frac{\sqrt{5}}{2}\]

Odpowiedź

Odpowiedź B.

\[\operatorname{tg}\alpha=\frac{\sqrt{5}}{2}\]

Sprawdzenie

Obliczony sinus i podany cosinus spełniają jedynkę trygonometryczną; obie wartości są dodatnie, zgodnie z warunkiem kąta ostrego.

\[\left(\frac{\sqrt{5}}{3}\right)^2+\left(\frac{2}{3}\right)^2=\frac{5}{9}+\frac{4}{9}=1\]
Zadanie 19
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Na łukach \(AB\) i \(CD\) okręgu są oparte kąty wpisane \(ADB\) i \(DBC\), takie że \(|\angle ADB|=20^\circ\) i \(|\angle DBC|=40^\circ\) (zobacz rysunek). Cięciwy \(AC\) i \(BD\) przecinają się w punkcie \(K\).

Miara kąta \(DKC\) jest równa

Okrąg z punktami A, B, C, D oraz cięciwami AC i BD przecinającymi się w punkcie K. Zaznaczono kąty 20° i 40°.

A
\(80^\circ\)
B
\(60^\circ\)
C
\(50^\circ\)
D
\(40^\circ\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie miar łuków

Kąt wpisany ma miarę równą połowie miary łuku, na którym jest oparty.

\[m(\overset{\frown}{AB})=2\cdot20^\circ=40^\circ,\qquad m(\overset{\frown}{CD})=2\cdot40^\circ=80^\circ\]

2 Obliczenie kąta DKC

Miara kąta utworzonego przez przecinające się wewnątrz okręgu cięciwy jest połową sumy miar łuków wyznaczonych przez ten kąt i kąt do niego wierzchołkowy.

\[|\angle DKC|=\frac{m(\overset{\frown}{CD})+m(\overset{\frown}{AB})}{2}=\frac{80^\circ+40^\circ}{2}=60^\circ\]

Odpowiedź

60°, odpowiedź B.

\[|\angle DKC|=60^\circ\]

Sprawdzenie

Kąt wierzchołkowy AKB ma również 60°, a dwa kąty przyległe mają po 120°. Ich suma wynosi 360°, zgodnie z pełnym kątem wokół punktu K.

\[2\cdot60^\circ+2\cdot120^\circ=360^\circ\]
Zadanie 20
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Pole równoległoboku \(ABCD\) jest równe \(40\sqrt{6}\). Bok \(AD\) tego równoległoboku ma długość \(10\), a kąt \(ABC\) równoległoboku ma miarę \(135^\circ\) (zobacz rysunek).

Długość boku \(AB\) jest równa

Równoległobok ABCD z oznaczoną długością boku AD równą 10 i kątem ABC równym 135°.

A
\(8\sqrt{3}\)
B
\(8\sqrt{2}\)
C
\(16\sqrt{2}\)
D
\(16\sqrt{3}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Ustalenie kąta między bokami

Kąty sąsiednie równoległoboku sumują się do \(180^\circ\), więc kąt między bokami \(AB\) i \(AD\) ma miarę \(45^\circ\).

\[\angle DAB=180^\circ-135^\circ=45^\circ\]

2 Obliczenie długości boku

Pole równoległoboku jest iloczynem długości sąsiednich boków i sinusa kąta między nimi. Podstawiamy dane i wyznaczamy \(AB\).

\[40\sqrt{6}=AB\cdot10\cdot\sin45^\circ=AB\cdot5\sqrt{2},\qquad AB=\frac{40\sqrt{6}}{5\sqrt{2}}=8\sqrt{3}\]

Odpowiedź

Długość boku \(AB\) wynosi \(8\sqrt{3}\). Odpowiedź A.

\[AB=8\sqrt{3}\]

Sprawdzenie

Bok ma dodatnią długość, a po podstawieniu otrzymujemy podane pole.

\[10\cdot8\sqrt{3}\cdot\sin45^\circ=80\sqrt{3}\cdot\frac{\sqrt{2}}{2}=40\sqrt{6}\]
Zadanie 21
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Odcinek \(AB\) jest średnicą okręgu o środku \(S\). Prosta \(k\) jest styczna do tego okręgu w punkcie \(A\). Prosta \(l\) przecina ten okrąg w punktach \(B\) i \(C\). Proste \(k\) i \(l\) przecinają się w punkcie \(D\), przy czym \(|BC|=4\) i \(|CD|=3\) (zobacz rysunek).

Odległość punktu \(A\) od prostej \(l\) jest równa

Okrąg o środku S i średnicy AB. Prosta k jest styczna w A, a prosta l przecina okrąg w C i B. Proste przecinają się w D. Odcinki DC i CB oznaczono odpowiednio 3 i 4.

A
\(\frac{7}{2}\)
B
\(5\)
C
\(\sqrt{12}\)
D
\(\sqrt{3}+2\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Długość odcinka DB

Punkt C leży między D i B, więc dodajemy długości odcinków.

\[DB=DC+CB=3+4=7\]

2 Długość średnicy AB

Z twierdzenia o stycznej i siecznej wyznaczamy DA. Ponieważ styczna w A jest prostopadła do średnicy AB, trójkąt DAB jest prostokątny.

\[DA^2=DC\cdot DB=3\cdot7=21,\qquad AB^2=DB^2-DA^2=49-21=28\]

3 Odległość punktu A od prostej l

Kąt ACB jest prosty, gdyż AB jest średnicą. Odcinek AC jest więc prostopadły do prostej l, a jego długość jest szukaną odległością.

\[AC^2=AB^2-BC^2=28-16=12,\qquad AC=\sqrt{12}\]

Odpowiedź

Odległość wynosi \(\sqrt{12}\). Odpowiedź C.

\[\sqrt{12}=2\sqrt{3}\]

Sprawdzenie

Wyznaczona długość spełnia twierdzenie Pitagorasa w trójkącie ABC: suma kwadratów przyprostokątnych wynosi \(28\), czyli tyle co kwadrat średnicy AB.

\[AC^2+BC^2=12+16=28=AB^2\]
Zadanie 22
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Funkcja liniowa \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=-x+1\). Funkcja \(g\) jest liniowa. W prostokątnym układzie współrzędnych wykres funkcji \(g\) przechodzi przez punkt \(P=(0,-1)\) i jest prostopadły do wykresu funkcji \(f\). Wzorem funkcji \(g\) jest

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

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie współczynnika kierunkowego

Wykresy niepionowych prostych prostopadłych mają współczynniki kierunkowe, których iloczyn wynosi −1. Dla funkcji f współczynnik ten wynosi −1, więc dla g wynosi 1.

\[(-1)\cdot a_g=-1\quad\Rightarrow\quad a_g=1\]

2 Wyznaczenie wyrazu wolnego

Ponieważ wykres g przechodzi przez punkt P=(0,−1), wartość g(0) wynosi −1. Jest ona wyrazem wolnym funkcji liniowej.

\[g(x)=x+b,\qquad g(0)=b=-1,\qquad g(x)=x-1\]

Odpowiedź

Odpowiedź D: g(x)=x−1.

\[g(x)=x-1\]

Sprawdzenie

Dla x=0 otrzymujemy g(0)=−1, więc punkt P leży na wykresie. Iloczyn współczynników kierunkowych wynosi (−1)·1=−1, więc wykresy są prostopadłe.

\[g(0)=0-1=-1,\qquad (-1)\cdot 1=-1\]
Zadanie 23
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dane są punkty \(A=(1,7)\) oraz \(P=(3,1)\). Punkt \(P\) dzieli odcinek \(AB\) tak, że \(|AP|:|PB|=1:3\).

Punkt \(B\) ma współrzędne

A
\((9,-5)\)
B
\((9,-17)\)
C
\((7,-11)\)
D
\((5,-5)\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Wyznaczenie wektora AP

Odejmujemy współrzędne punktu A od współrzędnych punktu P.

\[\overrightarrow{AP}=(3-1,1-7)=(2,-6)\]

2 Wyznaczenie punktu B

Ponieważ P leży na odcinku AB i |AP|:|PB|=1:3, wektor od P do B jest trzy razy dłuższy od wektora od A do P i ma ten sam zwrot.

\[\overrightarrow{PB}=3\overrightarrow{AP}=(6,-18),\qquad B=P+\overrightarrow{PB}=(3+6,1-18)=(9,-17)\]

Odpowiedź

B=(9,−17), odpowiedź B.

\[B=(9,-17)\]

Sprawdzenie

Dla otrzymanego punktu wektor PB jest trzykrotnością wektora AP, więc punkty leżą w odpowiedniej kolejności na jednej prostej, a wymagany stosunek długości wynosi 1:3.

\[\overrightarrow{AP}=(2,-6),\quad \overrightarrow{PB}=(6,-18)=3\overrightarrow{AP},\quad |AP|:|PB|=1:3\]
Zadanie 24
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Punkty \(A=(-1,5)\) oraz \(C=(3,-3)\) są przeciwległymi wierzchołkami kwadratu \(ABCD\).

Pole kwadratu \(ABCD\) jest równe

A
\(8\sqrt{10}\)
B
\(16\sqrt{5}\)
C
\(40\)
D
\(80\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Obliczenie długości przekątnej

Punkty A i C są przeciwległymi wierzchołkami, więc odcinek AC jest przekątną kwadratu. Jej długość obliczamy ze wzoru na odległość punktów.

\[AC^2=(3-(-1))^2+(-3-5)^2=4^2+(-8)^2=80\]

2 Obliczenie pola

Przekątna kwadratu o boku a spełnia równość AC²=2a², zatem pole a² jest połową AC².

\[P=a^2=\frac{AC^2}{2}=\frac{80}{2}=40\]

Odpowiedź

Pole kwadratu wynosi 40. Odpowiedź C.

\[P=40\]

Sprawdzenie

Dla pola 40 bok ma długość √40. Przekątna ma wtedy kwadrat długości 2·40=80, zgodnie z obliczeniem z współrzędnych.

\[AC^2=2a^2=2\cdot40=80\]
Zadanie 25
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Punkt \(S'=(3,7)\) jest obrazem punktu \(S=(3a-1,b+7)\) w symetrii osiowej względem osi \(Ox\) układu współrzędnych, gdy

A
\(a=\frac{4}{3}\) oraz \(b=0\).
B
\(a=\frac{4}{3}\) oraz \(b=-14\).
C
\(a=-\frac{2}{3}\) oraz \(b=-14\).
D
\(a=-\frac{2}{3}\) oraz \(b=0\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zastosowanie symetrii

W symetrii względem osi \(Ox\) pierwsza współrzędna pozostaje taka sama, a druga zmienia znak.

\[(3a-1,-(b+7))=(3,7)\]

2 Obliczenie parametrów

Przyrównujemy odpowiadające sobie współrzędne i rozwiązujemy równania.

\[3a-1=3\Rightarrow a=\frac{4}{3},\qquad -(b+7)=7\Rightarrow b=-14\]

Odpowiedź

Odpowiedź B: \(a=\frac{4}{3}\) oraz \(b=-14\).

\[a=\frac{4}{3},\quad b=-14\]

Sprawdzenie

Dla obliczonych wartości punkt \(S=(3,-7)\). Odbicie względem osi \(Ox\) daje \((3,7)=S'\).

\[S=\left(3\cdot\frac{4}{3}-1,-14+7\right)=(3,-7)\longmapsto(3,7)=S'\]
Zadanie 26
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Objętość ostrosłupa prawidłowego trójkątnego o wysokości \(8\) jest równa \(2\sqrt{3}\). Długość krawędzi podstawy tego ostrosłupa jest równa

A
\(3\)
B
\(\frac{\sqrt{6}}{2}\)
C
\(1\)
D
\(\sqrt{3}\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Pole podstawy

Podstawą ostrosłupa prawidłowego trójkątnego jest trójkąt równoboczny o boku \(a\), więc korzystamy ze wzoru na jego pole.

\[P_p=\frac{a^2\sqrt{3}}{4}\]

2 Obliczenie krawędzi

Podstawiamy pole podstawy i wysokość do wzoru na objętość, a następnie rozwiązujemy równanie. Przyjmujemy dodatnią długość krawędzi.

\[2\sqrt{3}=\frac{1}{3}\cdot\frac{a^2\sqrt{3}}{4}\cdot8=\frac{2a^2\sqrt{3}}{3}\quad\Rightarrow\quad a^2=3\quad\Rightarrow\quad a=\sqrt{3}\]

Odpowiedź

Długość krawędzi podstawy wynosi \(\sqrt{3}\). Odpowiedź D.

\[a=\sqrt{3}\]

Sprawdzenie

Dla \(a=\sqrt{3}\) pole podstawy wynosi \(\frac{3\sqrt{3}}{4}\), a objętość \(2\sqrt{3}\), zgodnie z treścią zadania.

\[V=\frac{1}{3}\cdot\frac{3\sqrt{3}}{4}\cdot8=2\sqrt{3}\]
Zadanie 27
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Dany jest graniastosłup prawidłowy sześciokątny \(ABCDEFA'B'C'D'E'F'\), w którym krawędź podstawy ma długość \(5\). Przekątna \(AD'\) tego graniastosłupa jest nachylona do płaszczyzny podstawy pod kątem \(45^\circ\) (zobacz rysunek).

Pole ściany bocznej tego graniastosłupa jest równe

Graniastosłup prawidłowy sześciokątny z oznaczonymi wierzchołkami, przekątną AD', kątem 45° przy wierzchołku A oraz krawędzią podstawy o długości 5.

A
\(12{,}5\)
B
\(25\)
C
\(50\)
D
\(100\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Długość przekątnej podstawy

W sześciokącie foremnym odcinek łączący przeciwległe wierzchołki ma długość dwóch boków.

\[AD=2\cdot 5=10\]

2 Wysokość graniastosłupa

Rzutem przekątnej \(AD'\) na płaszczyznę podstawy jest \(AD\). W trójkącie prostokątnym \(ADD'\) korzystamy z tangensa kąta nachylenia.

\[\tan 45^\circ=\frac{DD'}{AD}=\frac{h}{10}=1\quad\Rightarrow\quad h=10\]

3 Pole ściany bocznej

Ściana boczna jest prostokątem o bokach równych krawędzi podstawy i wysokości graniastosłupa.

\[P=5\cdot 10=50\]

Odpowiedź

Pole ściany bocznej wynosi 50. Odpowiedź C.

\[P=50\]

Sprawdzenie

Dla wysokości 10 i rzutu przekątnej długości 10 tangens kąta nachylenia wynosi 1, więc kąt ma 45°.

\[\frac{DD'}{AD}=\frac{10}{10}=1=\tan 45^\circ\]
Zadanie 28
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Średnia arytmetyczna zestawu pewnych stu liczb całkowitych dodatnich jest równa \(s\). Każdą z liczb tego zestawu zwiększamy o \(4\), w wyniku czego otrzymujemy nowy zestaw stu liczb. Średnia arytmetyczna nowego zestawu stu liczb jest równa

A
\(s+4\)
B
\(s+\frac{4}{100}\)
C
\(\frac{s+4}{100}\)
D
\(4s\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Suma początkowych liczb

Średnia to suma liczb podzielona przez ich liczbę, więc suma stu liczb wynosi 100s.

\[\frac{x_1+\cdots+x_{100}}{100}=s\quad\Rightarrow\quad x_1+\cdots+x_{100}=100s\]

2 Średnia po zwiększeniu liczb

Dodanie 4 do każdej ze stu liczb zwiększa ich sumę o 400. Dzielimy nową sumę przez 100.

\[\frac{100s+100\cdot4}{100}=s+4\]

Odpowiedź

Średnia wynosi s+4. Odpowiedź A.

\[s+4\]

Sprawdzenie

Nowa suma to 100s+400, a 100(s+4)=100s+400, więc podana średnia daje dokładnie nową sumę stu liczb.

\[100(s+4)=100s+400\]
Zadanie 29
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Zamknięte1 pkt

Wszystkich liczb naturalnych trzycyfrowych o sumie cyfr równej \(3\) jest

A
\(8\)
B
\(4\)
C
\(5\)
D
\(6\)

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisanie warunków

Cyfra setek musi być co najmniej równa 1, a suma trzech cyfr wynosi 3.

\[a+b+c=3,\quad a\ge 1,\quad b,c\ge 0\]

2 Policzenie możliwości

Dla cyfry setek 1 są trzy pary pozostałych cyfr, dla 2 są dwie, a dla 3 jest jedna.

\[a=1:\ (b,c)=(0,2),(1,1),(2,0);\quad a=2:\ (b,c)=(0,1),(1,0);\quad a=3:\ (b,c)=(0,0).\quad 3+2+1=6\]

Odpowiedź

Takich liczb jest 6. Odpowiedź D.

\[6\]

Sprawdzenie

Otrzymane liczby to 102, 111, 120, 201, 210 i 300. Każda jest trzycyfrowa i ma sumę cyfr równą 3; rozpatrzono wszystkie możliwe cyfry setek.

\[1+0+2=1+1+1=1+2+0=2+0+1=2+1+0=3+0+0=3\]
Zadanie 30
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Rozwiąż nierówność \(x(2x-1)<2x\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Przenieś wyrazy na jedną stronę

Sprowadzamy nierówność do postaci iloczynowej, aby wyznaczyć jej znak.

\[x(2x-1)<2x\iff 2x^2-3x<0\iff x(2x-3)<0\]

2 Wyznacz przedział rozwiązania

Miejsca zerowe czynników to \(0\) i \(\frac{3}{2}\). Iloczyn jest ujemny między nimi.

\[0<x<\frac{3}{2}\]

Odpowiedź

Zbiorem rozwiązań jest przedział \(\left(0,\frac{3}{2}\right)\).

\[x\in\left(0,\frac{3}{2}\right)\]

Sprawdzenie

Dla \(x=1\) otrzymujemy \(1<2\), więc nierówność jest spełniona. Na końcach przedziału zachodzi równość, dlatego nie należą one do zbioru rozwiązań.

\[x=1:\quad 1(2\cdot1-1)=1<2;\qquad x=0:\quad 0=0;\qquad x=\frac{3}{2}:\quad 3=3\]
Zadanie 31
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Rozwiąż równanie \((2x^2+3x)(x^2-7)=0\).

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.

\[2x^2+3x=0\quad\text{lub}\quad x^2-7=0\]

2 Rozwiązanie pierwszego równania

Wyłączamy x przed nawias i ponownie stosujemy zasadę iloczynu zerowego.

\[2x^2+3x=x(2x+3)=0\quad\Longrightarrow\quad x=0\ \text{lub}\ x=-\frac{3}{2}\]

3 Rozwiązanie drugiego równania

Liczby, których kwadrat wynosi 7, to \(\sqrt{7}\) i \(-\sqrt{7}\).

\[x^2=7\quad\Longrightarrow\quad x=\sqrt{7}\ \text{lub}\ x=-\sqrt{7}\]

Odpowiedź

Zbiorem rozwiązań jest \(\left\{-\sqrt{7},-\frac{3}{2},0,\sqrt{7}\right\}\).

\[x\in\left\{-\sqrt{7},-\frac{3}{2},0,\sqrt{7}\right\}\]

Sprawdzenie

Dla \(x=0\) oraz \(x=-\frac{3}{2}\) pierwszy czynnik wynosi zero. Dla \(x=\pm\sqrt{7}\) drugi czynnik wynosi zero. Każda z tych liczb spełnia więc równanie; zasada iloczynu zerowego wyklucza inne rozwiązania.

\[0(2\cdot0+3)=0,\quad -\frac32\left(2\cdot-\frac32+3\right)=0,\quad (\pm\sqrt7)^2-7=0\]
Zadanie 32
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Wykaż, że dla każdej liczby rzeczywistej \(a\) i dla każdej liczby rzeczywistej \(b\) takiej, że \(b\ne a\), prawdziwa jest nierówność

\(a^2+3b^2+4>2a+6b\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Przenieś wyrazy na jedną stronę

Aby wykazać nierówność, badamy różnicę jej stron.

\[a^2+3b^2+4-2a-6b>0\]

2 Uzupełnij do kwadratów

Suma kwadratów jest nieujemna, co pozwala ocenić różnicę.

\[a^2+3b^2+4-2a-6b=(a-1)^2+3(b-1)^2\]

3 Uzasadnij nierówność ostrą

Suma byłaby równa zeru tylko wtedy, gdyby \(a=1\) i \(b=1\). Warunek \(b\ne a\) wyklucza tę możliwość.

\[b\ne a\implies (a-1)^2+3(b-1)^2>0\]

Odpowiedź

Dla każdej liczby rzeczywistej \(a\) i każdej liczby rzeczywistej \(b\ne a\) podana nierówność jest prawdziwa.

\[a^2+3b^2+4>2a+6b\]

Sprawdzenie

Równość stron zachodziłaby wyłącznie dla \(a=b=1\), co przeczy warunkowi \(b\ne a\). Zatem nierówność jest ściśle spełniona w całej wskazanej dziedzinie.

\[(a-1)^2+3(b-1)^2=0\iff a=b=1\]
Zadanie 33
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Wykresem funkcji kwadratowej \(f\) jest parabola o wierzchołku w punkcie \(A=(0,3)\). Punkt \(B=(2,0)\) leży na wykresie funkcji \(f\). Wyznacz wzór funkcji \(f\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Zapisz postać kanoniczną

Wierzchołek paraboli to \(A=(0,3)\), więc funkcja ma postać \(f(x)=a(x-0)^2+3\), gdzie \(a\neq 0\).

\[f(x)=ax^2+3\]

2 Wyznacz współczynnik

Punkt \(B=(2,0)\) leży na wykresie, zatem \(f(2)=0\). Podstawiamy jego współrzędne i obliczamy \(a\).

\[0=a\cdot 2^2+3\quad\Longrightarrow\quad 4a=-3\quad\Longrightarrow\quad a=-\frac{3}{4}\]

Odpowiedź

Wzór funkcji to \(f(x)=-\frac{3}{4}x^2+3\).

\[f(x)=-\frac{3}{4}x^2+3\]

Sprawdzenie

Dla \(x=0\) wartość funkcji wynosi \(3\), a dla \(x=2\) wynosi \(0\). Ponieważ współczynnik przy \(x^2\) jest różny od zera, jest to funkcja kwadratowa o wymaganym wierzchołku.

\[f(0)=3,\qquad f(2)=-\frac{3}{4}\cdot 4+3=0\]
Zadanie 34
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

W trójkącie prostokątnym równoramiennym \(ABC\) o przeciwprostokątnej \(BC\) punkt \(D\) jest środkiem ramienia \(AB\). Odcinek \(CD\) ma długość \(5\) (zobacz rysunek). Oblicz obwód trójkąta \(ABC\).

Trójkąt prostokątny równoramienny ABC z punktem D na środku boku AB, odcinkiem CD oznaczonym liczbą 5 i zaznaczonym kątem prostym przy A.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Oznaczenie długości ramion

Trójkąt jest prostokątny równoramienny, więc jego przyprostokątne są równe. Ponieważ D jest środkiem AB, odcinek AD ma połowę długości AB.

\[AB=AC=x,\qquad AD=\frac{x}{2}\]

2 Obliczenie długości ramienia

Trójkąt ACD jest prostokątny w A, więc stosujemy twierdzenie Pitagorasa.

\[AC^2+AD^2=CD^2\quad\Longrightarrow\quad x^2+\left(\frac{x}{2}\right)^2=25\quad\Longrightarrow\quad \frac54x^2=25\quad\Longrightarrow\quad x=2\sqrt5\]

3 Obliczenie obwodu

Z twierdzenia Pitagorasa obliczamy przeciwprostokątną BC, a następnie dodajemy długości boków.

\[BC=\sqrt{x^2+x^2}=x\sqrt2=2\sqrt{10},\qquad P=AB+AC+BC=4\sqrt5+2\sqrt{10}\]

Odpowiedź

Obwód trójkąta ABC wynosi \(4\sqrt5+2\sqrt{10}\).

\[P=4\sqrt5+2\sqrt{10}\]

Sprawdzenie

Dla obliczonego ramienia \(AD=\sqrt5\). Wtedy \(AC^2+AD^2=20+5=25=CD^2\), więc dana długość CD jest zachowana.

\[(2\sqrt5)^2+(\sqrt5)^2=25=5^2\]
Zadanie 35
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte2 pkt

Ze zbioru ośmiu kolejnych liczb naturalnych – od 1 do 8 – losujemy kolejno bez zwracania dwa razy po jednej liczbie.

Niech \(A\) oznacza zdarzenie polegające na tym, że suma wylosowanych liczb jest dzielnikiem liczby 8.

Oblicz prawdopodobieństwo zdarzenia \(A\).

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Liczba wyników

Losowanie odbywa się kolejno i bez zwracania, więc po pierwszym wyborze pozostaje siedem możliwości.

\[|\Omega|=8\cdot7=56\]

2 Wyniki sprzyjające

Suma dwóch różnych liczb ze zbioru od 1 do 8 może być dzielnikiem 8 tylko wtedy, gdy wynosi 4 lub 8. Każdą parę można wylosować w dwóch kolejnościach.

\[4=1+3,\qquad 8=1+7=2+6=3+5,\qquad |A|=4\cdot2=8\]

3 Prawdopodobieństwo

Dzielimy liczbę wyników sprzyjających przez liczbę wszystkich jednakowo prawdopodobnych wyników.

\[P(A)=\frac{8}{56}=\frac17\]

Odpowiedź

Prawdopodobieństwo zdarzenia A wynosi 1/7.

\[P(A)=\frac17\]

Sprawdzenie

Bez uwzględniania kolejności są łącznie 28 pary, z czego cztery mają sumę 4 lub 8. Daje to ten sam wynik.

\[\frac{4}{\binom82}=\frac4{28}=\frac17\]
Zadanie 36
Matura 2023 · czerwiec · F-2015 · poziom podstawowy
Otwarte5 pkt

W trapezie równoramiennym \(ABCD\) podstawa \(CD\) ma długość \(5\). Punkt \(F=(3,11)\) jest środkiem odcinka \(CD\). Prosta o równaniu \(y=-\frac{4}{3}x+15\) jest osią symetrii tego trapezu oraz \(B=\left(\frac{23}{2},8\right)\).

Oblicz współrzędne wierzchołka \(A\) oraz pole tego trapezu.

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

1 Środek górnej podstawy

Oś symetrii przechodzi przez środek odcinka \(AB\) i jest do niego prostopadła. Prosta \(AB\) ma więc współczynnik kierunkowy \(\frac34\). Jej punkt przecięcia \(E\) z osią jest środkiem \(AB\).

\[y=\frac34x-\frac58,\quad \frac34x-\frac58=-\frac43x+15\quad\Longrightarrow\quad E=\left(\frac{15}{2},5\right)\]

2 Współrzędne wierzchołka A

Ponieważ \(E\) jest środkiem \(AB\), współrzędne \(A\) otrzymujemy z równości \(A=2E-B\).

\[A=2\left(\frac{15}{2},5\right)-\left(\frac{23}{2},8\right)=\left(\frac72,2\right)\]

3 Długość podstawy i wysokość

Długość \(AB\) jest dwukrotnością \(BE\). Odcinek \(EF\) leży na osi prostopadłej do podstaw, więc jest wysokością trapezu.

\[AB=2\sqrt{\left(\frac{23}{2}-\frac{15}{2}\right)^2+(8-5)^2}=10,\qquad h=EF=\sqrt{\left(\frac{15}{2}-3\right)^2+(5-11)^2}=\frac{15}{2}\]

4 Pole trapezu

Stosujemy wzór na pole trapezu o podstawach \(AB=10\), \(CD=5\) i wysokości \(h=\frac{15}{2}\).

\[P=\frac{AB+CD}{2}\,h=\frac{10+5}{2}\cdot\frac{15}{2}=\frac{225}{4}\]

Odpowiedź

Wierzchołek A ma współrzędne (7/2, 2), a pole trapezu wynosi 225/4 jednostek kwadratowych.

\[A=\left(\frac72,2\right),\qquad P=\frac{225}{4}\]

Sprawdzenie

Środek otrzymanego odcinka AB to E=(15/2, 5), który leży na podanej osi. Wektor AB=(8, 6) jest prostopadły do kierunku osi (3, −4), ponieważ ich iloczyn skalarny wynosi 0. Punkt F również leży na osi: −4/3·3+15=11. Zatem EF jest wysokością używaną w obliczeniu pola.

\[\frac{A+B}{2}=\left(\frac{15}{2},5\right),\qquad (8,6)\cdot(3,-4)=24-24=0\]

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