Maj 2023 · Formuła 2023

Matematyka 2023 — poziom rozszerzony

W HTML jest już 28 z 28 jednostek arkusza: 0 ma rozwiązanie krok po kroku, a 28 ma odpowiedź w pierwszej redakcji i czeka na wyjaśnienie. Strona pozostaje poza indeksem do czasu ukończenia i recenzji arkusza.

Poziom
Rozszerzony
Formy arkusza
2
Dokumenty
4

Pierwsze opracowanie · komplet podpunktów

Zadania i odpowiedzi; rozwiązania uzupełniamy

Odpowiedzi porównujemy z zasadami CKE. Pełny tok rozumowania dodajemy osobno; arkusz pozostaje poza indeksem do czasu pełnej recenzji.

Wersja arkusza

MMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023

Zadanie 12 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

W chwili początkowej (𝑡 = 0) masa substancji jest równa 4 gramom. Wskutek rozpadu cząsteczek tej substancji jej masa się zmniejsza. Po każdej kolejnej dobie ubywa 19% masy, jaka była na koniec doby poprzedniej. Dla każdej liczby całkowitej 𝑡 ≥ 0 funkcja 𝑚(𝑡) określa masę substancji w gramach po 𝑡 pełnych dobach (czas liczymy od chwili początkowej). 1. Wyznacz wzór funkcji 𝒎(𝒕). Oblicz, po ilu pełnych dobach masa tej substancji będzie po raz pierwszy mniejsza od 𝟏, 𝟓 grama. Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź
Oznaczmy: 𝑡 – czas (w dobach), licząc od chwili początkowej, 𝑚(𝑡) – masa substancji po 𝑡 dobach, licząc od chwili początkowej. Liczby 𝑚(0), 𝑚(1), 𝑚(2) itd. są kolejnymi wyrazami ciągu geometrycznego o ilorazie 0,81. Zatem

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 2 pkt – zapisanie wzoru funkcji 𝑚: 𝑚(𝑡) = 4 ⋅ 0,81𝑡 oraz obliczenie liczby pełnych dni/dób, po których masa substancji będzie mniejsza od 1,5 grama: 5 dób. 1 pkt – zapisanie wzoru funkcji 𝑚: 𝑚(𝑡) = 4 ⋅ 0,81𝑡 ALBO – obliczenie liczby dób, po których masa substancji będzie mniejsza od 1,5 grama: 5 dób. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwaga: Jeżeli jedynym błędem zdającego jest ustalenie niepoprawnego wzoru funkcji w postaci 𝑚(𝑡) = 4 ⋅ 0,81𝑡−1 i zdający konsekwentnie do popełnionego błędu oblicza liczbę dób, to otrzymuje 1 punkt za całe rozwiązanie.

Zadanie 23 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Tomek i Romek postanowili rozegrać między sobą pięć partii szachów. Prawdopodobieństwo 1 wygrania pojedynczej partii przez Tomka jest równe . 4 Oblicz prawdopodobieństwo wygrania przez Tomka co najmniej czterech z pięciu 2. partii. Wynik podaj w postaci ułamka zwykłego nieskracalnego. Zapisz obliczenia. –

Pokaż odpowiedź
Sposób I 1 Określamy prawdopodobieństwo sukcesu (𝑝) i porażki (𝑞 ) w pojedynczej partii: 𝑝 = , 4 3 𝑞 =1−𝑝=4. Niech 𝑆5𝑘 oznacza zdarzenie polegające na wygraniu przez Tomka dokładnie 𝑘 partii spośród pięciu rozgrywanych (𝑘 ∈ {0, 1, 2, 3, 4, 5}). Obliczamy prawdopodobieństwo 𝑃 wygrania przez Tomka co najmniej czterech z pięciu partii: 5 1 4 3 1 5 1 5 5 ⋅ 3 + 1 16 1 𝑃 = 𝑃(𝑆54 ) + 𝑃(𝑆55 ) = ( ) ⋅ ( ) ⋅( ) +( )⋅( ) = 5 = 5= 4 4 4 5 4 4 4 64 Sposób II (poprzez drzewo) 1 Określamy prawdopodobieństwo sukcesu (𝑝) i porażki (𝑞 ) w pojedynczej partii: 𝑝 = , 4 3 𝑞 =1−𝑝=4. Rysujemy fragment drzewa doświadczenia, zawierający wszystkie gałęzie odpowiadające czterem oraz pięciu wygranym przez Tomka partiom. 1 3 4 4 𝑇 𝑅 1 3 1 4 4 4 𝑇 𝑅 𝑇 1 3 1 1 4 4 4 4 𝑇 𝑅 𝑇 𝑇 1 3 1 1 1 4 4 4 4 4 𝑇 𝑅 𝑇 𝑇 𝑇 1 3 1 1 1 1 4 4 4 4 4 4 𝑇 𝑅 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 Symbol 𝑇 odpowiada partii wygranej przez Tomka, natomiast 𝑅 – partii, której Tomek nie wygrał. Oznaczamy przez 𝐴 zdarzenie polegające na tym, że Tomek wygrał co najmniej cztery spośród pięciu partii. Prawdopodobieństwo zdarzenia 𝐴 jest równe 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 16 1 𝑃(𝐴) = ∙ ∙ ∙ ∙ + 5∙ ∙ ∙ ∙ ∙ = = 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 1024 64 Sposób III (przez zdarzenie przeciwne) 1 Określamy prawdopodobieństwo sukcesu (𝑝) i porażki (𝑞 ) w pojedynczej partii: 𝑝 = , 4 3 𝑞 =1−𝑝=4. Niech 𝑆5𝑘 oznacza zdarzenie polegające na wygraniu przez Tomka dokładnie 𝑘 partii spośród pięciu rozgrywanych (𝑘 ∈ {0, 1, 2, 3, 4, 5}). Obliczymy prawdopodobieństwo zdarzenia 𝐴′ – przeciwnego do zdarzenia 𝐴. Zdarzenie 𝐴′ odpowiada co najwyżej trzem wygranym przez Tomka partiom. Prawdopodobieństwo zdarzenia 𝐴′ jest równe 𝑃(𝐴′ ) = 𝑃(𝑆50 ) + 𝑃(𝑆51 ) + 𝑃(𝑆52 ) + 𝑃(𝑆53 ) = 5 1 0 3 5 5 1 1 3 4 5 1 2 3 3 5 1 3 3 2 =( )⋅( ) ⋅( ) +( )⋅( ) ⋅( ) +( )⋅( ) ⋅( ) +( )⋅( ) ⋅( ) = 0 4 4 1 4 4 2 4 4 3 4 4 9 ∙ 112 63 = = 45 64 Zatem prawdopodobieństwo zdarzenia 𝐴 – tj. wygrania przez Tomka co najmniej czterech z pięciu partii, jest równe 63 1 𝑃(𝐴) = 1 − 𝑃(𝐴′ ) = 1 − = 64 64

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 1 3 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: . 64 2 pkt – zapisanie poprawnego prawdopodobieństwa uzyskania co najmniej czterech 5 1 4 3 1 5 1 5 sukcesów w pięciu próbach Bernoullego, np. 𝑃 = ( ) ⋅ ( ) ⋅ ( ) + ( ) ⋅ ( ) , 4 4 4 5 4 4 5 1 3 1 𝑃 = 5 ⋅ (4) ⋅ 4 + (4) , 5 1 0 3 5 5 1 1 3 4 5 1 2 3 3 5 1 3 3 1 𝑃 = 1 − [( ) ⋅ ( ) ⋅ ( ) + ( ) ⋅ ( ) ⋅ ( ) + ( ) ⋅ ( ) ⋅ ( ) + ( ) ⋅ ( ) ⋅ ( ) ] 0 4 4 1 4 4 2 4 4 3 4 4 1 pkt – zapisanie prawdopodobieństwa odniesienia sukcesu (𝑝) i porażki (𝑞 ) w pojedynczej 1 3 partii: 𝑝 = , 𝑞 = 4 4 ALBO – zapisanie prawdopodobieństwa w postaci 𝑝5 + 5𝑝4 ⋅ 𝑞 , gdzie 𝑝 jest prawdopodobieństwem odniesienia sukcesu, 𝑞 – porażki, ALBO – przedstawienie fragmentu drzewa zawierającego wszystkie istotne gałęzie odpowiadające pięciu wygranym i czterem wygranym, ALBO – przedstawienie fragmentu drzewa zawierającego gałąź odpowiadającą czterem wygranym i jednej przegranej oraz określenie na każdym odcinku gałęzi prawdopodobieństwa sukcesu i porażki. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 5 1 4 3 1 1. Jeżeli zdający zapisze poprawne prawdopodobieństwa 𝑃(𝑆54 ) = ( ) ⋅ ( ) ⋅ ( ) oraz 4 4 4 5 5 1 𝑃(𝑆55 ) = ( ) ⋅ (4) , ale z dalszego rozwiązania nie wynika, że 𝑃 = 𝑃(𝑆54 ) + 𝑃(𝑆55 ), to 5 otrzymuje co najwyżej 1 punkt za całe rozwiązanie. 2. Jeżeli zdający określa błędnie prawdopodobieństwo porażki i konsekwentnie rozwiąże zadanie do końca, to otrzymuje 1 punkt za całe rozwiązanie.

Zadanie 33 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

3𝑥2 −2𝑥 Funkcja 𝑓 jest określona wzorem 𝑓(𝑥) = 2 dla każdej liczby rzeczywistej 𝑥 . 𝑥 +2𝑥+8 Punkt 𝑃 = (𝑥0 , 3) należy do wykresu funkcji 𝑓 . 3. Oblicz 𝒙𝟎 oraz wyznacz równanie stycznej do wykresu funkcji 𝒇 w punkcie 𝑷. – Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź
Obliczamy odciętą 𝑥0 punktu 𝑃: 3𝑥02 − 2𝑥0 3= 𝑥02 + 2𝑥0 + 8 3𝑥0 2 + 6𝑥0 + 24 = 3𝑥0 2 − 2𝑥0 𝑥0 = −3 Wyznaczamy pochodną funkcji 𝑓 : ′ (𝑥) (6𝑥 − 2)(𝑥 2 + 2𝑥 + 8) − (3𝑥 2 − 2𝑥)(2𝑥 + 2) 𝑓 = (𝑥 2 + 2𝑥 + 8)2 8𝑥 2 + 48𝑥 − 16 𝑓 ′ (𝑥) = (𝑥 2 + 2𝑥 + 8)2 Wyznaczamy równanie kierunkowe 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 stycznej do wykresu funkcji 𝑓 w punkcie 𝑃. Obliczamy współczynnik kierunkowy 𝑎 w równaniu stycznej: 8 𝑎 = 𝑓 ′ (−3) = − 11 Obliczamy współczynnik 𝑏 w równaniu stycznej: 8 3=− ∙ (−3) + 𝑏 11 9 𝑏= 11 8 9 Styczna ma równanie 𝑦 = − 𝑥 + 11 . 11

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 8 9 3 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝑥0 = −3 oraz 𝑦 = − 𝑥 + 11 11 8 (lub 𝑦 = − (𝑥 + 3) + 3). 11 2 pkt – obliczenie odciętej punktu 𝑃 i wyznaczenie pochodnej funkcji 𝑓 : 𝑥0 = −3 oraz (6𝑥−2)⋅(𝑥2 +2𝑥+8)−(3𝑥2 −2𝑥)⋅(2𝑥+2) 𝑓 ′ (𝑥) = 2 . (𝑥2 +2𝑥+8) 1 pkt – obliczenie odciętej punktu 𝑃: 𝑥0 = −3 ALBO (6𝑥−2)⋅(𝑥2 +2𝑥+8)−(3𝑥2 −2𝑥)⋅(2𝑥+2) – wyznaczenie pochodnej funkcji 𝑓 : 𝑓 ′ (𝑥) = 2 . (𝑥2 +2𝑥+8) 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwaga: Jeżeli zdający błędnie stosuje wzór na pochodną ilorazu funkcji, to może otrzymać co najwyżej 1 punkt za całe rozwiązanie.

Zadanie 43 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Liczby rzeczywiste 𝑥 oraz 𝑦 spełniają jednocześnie równanie 𝑥 + 𝑦 = 4 i nierówność 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 ≤ 𝑥𝑦 2 − 𝑦 3 . Wykaż, że 𝒙 = 𝟐 oraz 𝒚 = 𝟐. 4.

Pokaż odpowiedź
Sposób I Ponieważ 𝑥 + 𝑦 = 4, więc 𝑦 = 4 − 𝑥 . Ponieważ ponadto 𝑥 i 𝑦 spełniają nierówność 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 ≤ 𝑥𝑦 2 − 𝑦 3 , więc otrzymujemy 𝑥 3 − 𝑥 2 (4 − 𝑥) ≤ 𝑥(4 − 𝑥)2 − (4 − 𝑥)3 Stosujemy wzór na sześcian różnicy oraz kwadrat różnicy i otrzymujemy 𝑥 3 − 4𝑥 2 + 𝑥 3 ≤ 𝑥(16 − 8𝑥 + 𝑥 2 ) − (64 − 48𝑥 + 12𝑥 2 − 𝑥 3 ) Przekształcamy nierówność i otrzymujemy kolejno 𝑥 3 − 4𝑥 2 + 𝑥 3 ≤ 16𝑥 − 8𝑥 2 + 𝑥 3 − 64 + 48𝑥 − 12𝑥 2 + 𝑥 3 16𝑥 2 − 64𝑥 + 64 ≤ 0 (4𝑥 − 8)2 ≤ 0 Ponieważ kwadrat każdej liczby rzeczywistej jest liczbą nieujemną, więc jedynym rozwiązaniem tej nierówności jest 𝑥 = 2. Ponieważ 𝑦 = 4 − 𝑥 , więc 𝑦 = 2. To należało wykazać. Sposób II Przekształcamy nierówność 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 ≤ 𝑥𝑦 2 − 𝑦 3 kolejno do postaci 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 − 𝑥𝑦 2 + 𝑦 3 ≤ 0 (𝑥 − 𝑦)(𝑥 2 − 𝑦 2 ) ≤ 0 (𝑥 + 𝑦)(𝑥 − 𝑦)2 ≤ 0 Ponieważ 𝑥 + 𝑦 = 4, więc otrzymujemy 4(𝑥 − 𝑦)2 ≤ 0 Ponieważ kwadrat każdej liczby rzeczywistej jest liczbą nieujemną, więc musi zachodzić (𝑥 − 𝑦)2 = 0 Stąd 𝑥 − 𝑦 = 0, czyli 𝑥 = 𝑦. Zatem 2𝑥 = 4, czyli 𝑥 = 2. Ponieważ 𝑦 = 4 − 𝑥 , więc 𝑦 = 2. To należało wykazać.

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 3 pkt – przeprowadzenie pełnego rozumowania, tj. przekształcenie nierówności 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 ≤ 𝑥𝑦 2 − 𝑦 3 do postaci, z której można bezpośrednio wnioskować o równości liczb 𝑥 i 𝑦 (lub do postaci, z której można bezpośrednio wnioskować, że jedna z liczb: 𝑥 , 𝑦, jest równa 2) oraz obliczenie tych liczb: 𝑥 = 2 oraz 𝑦 = 2. 2 pkt – zastosowanie wzoru na sześcian różnicy oraz kwadrat różnicy, wykorzystanie założenia i zapisanie nierówności kwadratowej z jedną niewiadomą 𝑥 (lub 𝑦) w postaci 𝑎𝑥 2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≥ 0 lub 𝑎𝑥 2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≤ 0, np. 16𝑥 2 − 64𝑥 + 64 ≤ 0 ALBO – wykorzystanie założenia 𝑥 + 𝑦 = 4 i zapisanie nierówności w postaci 4(𝑥 − 𝑦)2 ≤ 0 (lub 4(4 − 2𝑦)2 ≤ 0, lub 4(2𝑥 − 4)2 ≤ 0), ALBO – przekształcenie nierówności do postaci (𝑥 − 𝑦)2 ⋅ (𝑥 + 𝑦) ≤ 0 oraz poprawne określenie znaku jednego z czynników iloczynu (𝑥 − 𝑦)2 ⋅ (𝑥 + 𝑦), ALBO – zastosowanie nierówności między średnią arytmetyczną a geometryczną, zapisanie obu przypadków i przeprowadzenie poprawnego rozumowania dla jednego z tych przypadków. 1 pkt – wykorzystanie zależności 𝑥 + 𝑦 = 4 i zapisanie nierówności z jedną niewiadomą, np. 𝑥 3 − 𝑥 2 (4 − 𝑥) ≤ 𝑥(4 − 𝑥)2 − (4 − 𝑥)3 ALBO – przekształcenie nierówności 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 ≤ 𝑥𝑦 2 − 𝑦 3 do postaci (𝑥 − 𝑦)(𝑥 2 − 𝑦 2 ) ≤ 0, ALBO – przekształcenie nierówności 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 ≤ 𝑥𝑦 2 − 𝑦 3 do postaci 𝑥 ⋅ 𝑦 ≥ 4. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwaga: Jeżeli zdający podstawia do związków 𝑥 + 𝑦 = 4 oraz 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 ≤ 𝑥𝑦 2 − 𝑦 3 konkretne wartości liczbowe i na tym opiera swoją argumentację, to otrzymuje 0 punktów za całe rozwiązanie.

Zadanie 53 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Dany jest trójkąt prostokątny 𝐴𝐵𝐶 , w którym |∡𝐴𝐵𝐶| = 90° oraz |∡𝐶𝐴𝐵| = 60°. Punkty 𝐾 i 𝐿 leżą na bokach – odpowiednio – 𝐴𝐵 i 𝐵𝐶 tak, że |𝐵𝐾| = |𝐵𝐿| = 1 (zobacz rysunek). Odcinek 𝐾𝐿 przecina wysokość 𝐵𝐷 tego trójkąta w punkcie 𝑁 , a ponadto |𝐴𝐷| = 2. 𝐴 2 60° 𝐷 𝐾 𝑁 1 𝐵 1 𝐿 𝐶 5. Wykaż, że |𝑵𝑫| = √𝟑 + 𝟏.

Pokaż odpowiedź
Sposób I (pola trójkątów) W trójkącie 𝐷𝐴𝐵 o kątach 90°, 60°, 30° mamy: |𝐴𝐷| = 2, |𝐴𝐵| = 4 i |𝐵𝐷| = 2√3. 𝐴 2 60° 𝐷 𝐾 𝑁 1 𝐵 1 𝐿 𝐶 W trójkącie 𝐵𝐿𝑁 miara kąta 𝑁𝐵𝐿 jest równa 60°. W trójkącie 𝐾𝐵𝑁 miara kąta 𝐾𝐵𝑁 1 jest równa 30°. Ponieważ pole trójkąta 𝐾𝐵𝐿 (równe ) jest sumą pól trójkątów 𝐵𝐿𝑁 oraz 2 𝐾𝐵𝑁, więc możemy zapisać równość 1 1 1 ∙ |𝐵𝐿| ∙ |𝐵𝑁| ∙ sin 60° + ∙ |𝐵𝑁| ∙ |𝐵𝐾| ∙ sin30° = 2 2 2 Stąd, po uwzględnieniu warunku |𝐵𝐾| = |𝐵𝐿| = 1, otrzymujemy dalej √3 1 |𝐵𝑁| ∙ + |𝐵𝑁| ∙ = 1 2 2 |𝐵𝑁| ∙ (√3 + 1) = 2 |𝐵𝑁| = √3 − 1 Zatem |𝑁𝐷| = |𝐵𝐷| − |𝐵𝑁| = 2√3 − (√3 − 1) = √3 + 1. To należało wykazać. Sposób II W trójkącie 𝐷𝐴𝐵 o kątach 90°, 60°, 30° mamy: |𝐴𝐷| = 2, |𝐴𝐵| = 4 i |𝐵𝐷| = 2√3. Kąty w trójkącie 𝐵𝑁𝐾 mają miary: 30°, 45°, 105°. Stosujemy twierdzenie sinusów i zapisujemy równość: |𝐵𝐾| |𝐵𝑁| = sin105° sin45° Zatem √2 1 ∙ sin45° 2 2 |𝐵𝑁| = = = = √3 − 1 sin(60° + 45°) √3 √2 1 √2 √3 + 1 2 ∙ 2 +2∙ 2 Ostatecznie |𝑁𝐷| = |𝐵𝐷| − |𝐵𝑁| = 2√3 − (√3 − 1) = √3 + 1. To należało wykazać. Sposób III (trójkąt 𝐵𝐿𝑁) Prowadzimy wysokość 𝑁𝐸 w trójkącie 𝐵𝐿𝑁 i oznaczamy 𝑥 = |𝐵𝐸|. 𝐴 2 60° 𝐷 𝐾 𝑁 1 𝑥 1−𝑥 𝐵 𝐸 𝐿 𝐶 Trójkąt prostokątny 𝐷𝐴𝐵 ma kąty ostre 60° i 30°, więc: |𝐴𝐵| = 2|𝐴𝐷| = 2 ⋅ 2 = 4 i |𝐵𝐷| = |𝐴𝐷|√3 = 2√3 Trójkąt prostokątny 𝐵𝐿𝐾 ma kąty ostre 45°, więc |𝐾𝐿| = √2. W trójkącie prostokątnym 𝑁𝐵𝐸 kąty ostre mają miary 60° i 30°, więc |𝑁𝐸| = |𝐵𝐸| ∙ √3 = 𝑥√3 i |𝐵𝑁| = 2|𝐵𝐸| = 2𝑥 Trójkąt prostokątny 𝐸𝐿𝑁 ma kąty ostre 45°, więc |𝑁𝐸| = |𝐸𝐿| = 𝑥√3 Ale |𝑁𝐸| = |𝐵𝐿| − |𝐵𝐸| = 1 − 𝑥 , więc otrzymujemy równanie 1 − 𝑥 = 𝑥√3 𝑥√3 + 𝑥 = 1 (√3 + 1)𝑥 = 1 Mnożąc obie strony równania przez √3 − 1, otrzymujemy 2𝑥 = √3 − 1 czyli |𝐵𝑁| = 2𝑥 = √3 − 1 Zatem |𝑁𝐷| = |𝐵𝐷| − |𝐵𝑁| = 2√3 − (√3 − 1) = √3 + 1. To należało wykazać. Sposób IV (twierdzenie cosinusów) W trójkącie 𝐷𝐴𝐵 o kątach 90°, 60°, 30° mamy: |𝐴𝐷| = 2, |𝐴𝐵| = 4 i |𝐵𝐷| = 2√3. W trójkącie 𝐾𝐵𝐿 kąty mają miary: 90°, 45°, 45° oraz: |𝐵𝐾| = |𝐵𝐿| = 1, |𝐾𝐿| = √2. Z twierdzenia cosinusów zastosowanego do trójkątów 𝐾𝐵𝑁 oraz 𝐵𝐿𝑁 otrzymujemy równości |𝐵𝑁|2 = |𝐵𝐾|2 + |𝐾𝑁|2 − 2 ∙ |𝐵𝐾| ∙ |𝐾𝑁| ∙ cos45° oraz |𝐵𝑁|2 = |𝐵𝐿|2 + |𝐿𝑁|2 − 2 ∙ |𝐵𝐿| ∙ |𝐿𝑁| ∙ cos45° Zatem po podstawieniu |𝐵𝐾| = |𝐵𝐿| = 1 i dodaniu stronami równań otrzymujemy równość: 2 ∙ |𝐵𝑁|2 = |𝐿𝑁|2 + |𝐾𝑁|2 Ponieważ |∡𝐾𝐵𝑁| = 30°, więc z twierdzenia cosinusów zastosowanego do trójkąta 𝐾𝐵𝑁 otrzymujemy: |𝐾𝑁|2 = |𝐵𝐾|2 + |𝐵𝑁|2 − 2 ∙ |𝐵𝐾| ∙ |𝐵𝑁| ∙ cos30° Ponieważ |∡𝑁𝐵𝐿| = 60°, więc z twierdzenia cosinusów zastosowanego do trójkąta 𝐵𝐿𝑁 otrzymujemy: |𝐿𝑁|2 = |𝐵𝐿|2 + |𝐵𝑁|2 − 2 ∙ |𝐵𝐿| ∙ |𝐵𝑁| ∙ cos60° Zatem po podstawieniu |𝐵𝐾| = |𝐵𝐿| = 1 i dodaniu stronami równań otrzymujemy równość: |𝐿𝑁|2 + |𝐾𝑁|2 = 2 + 2 ∙ |𝐵𝑁|2 − |𝐵𝑁| ∙ √3 − |𝐵𝑁| Ale 2 ∙ |𝐵𝑁|2 = |𝐿𝑁|2 + |𝐾𝑁|2 więc 2 ∙ |𝐵𝑁|2 = 2 + 2 ∙ |𝐵𝑁|2 − |𝐵𝑁| ∙ √3 − |𝐵𝑁| Zatem |𝐵𝑁| ∙ (√3 + 1) = 2, czyli |𝐵𝑁| = √3 − 1. Dlatego |𝑁𝐷| = |𝐵𝐷| − |𝐵𝑁| = 2√3 − (√3 − 1) = √3 + 1. To należało wykazać. Sposób V (trójkąt w układzie współrzędnych) Umieszczamy trójkąt 𝐴𝐵𝐶 w kartezjańskim układzie współrzędnych (𝑥, 𝑦) tak, aby: 𝐵 = (0, 0), 𝐴 był punktem leżącym na dodatniej półosi 𝑂𝑦, 𝐶 był punktem leżącym na dodatniej półosi 𝑂𝑥 . Wtedy 𝐾 = (0, 1) i 𝐿 = (1, 0), więc prosta 𝐾𝐿 ma równanie 𝑦 = −𝑥 + 1. Ponieważ |∡𝐵𝐴𝐶| = 60° i 𝐵𝐷 ⊥ 𝐴𝐶 , więc prosta 𝐵𝐷 jest nachylona do osi 𝑂𝑥 pod kątem 60°. Stąd 𝐵𝐷 ma równanie 𝑦 = √3𝑥. 𝑦 𝐴 4 2 𝑦 = √3 ⋅ 𝑥 60° 𝐷 𝐾 1 𝑁 𝐿 0 𝐵 1 𝐶 𝑥 𝑦 = −𝑥 + 1 Obliczamy współrzędne punktu 𝑁 : 𝑦 = −𝑥 + 1 { 𝑦 = √3 𝑥 √3𝑥 = −𝑥 + 1 { 𝑦 = √3 𝑥 1 𝑥= √3 + 1 √3 𝑦= { √3 + 1 1 √3 czyli 𝑁 = ( , ). √3+1 √3+1 Obliczamy współrzędne punktu 𝐴. |𝐴𝐷| |𝐴𝐷| |𝐴𝐵| = cos 60°, więc |𝐴𝐵| = cos 60° = 4 i stąd 𝐴 = (0, 4). Ponieważ |∡𝐵𝐶𝐴| = 30°, więc współczynnik kierunkowy 𝑎 w równaniu prostej 𝐴𝐶 jest √3 √3 równy 𝑎 = tg 150° = − . Zatem prosta 𝐴𝐶 ma równanie 𝑦 = − 𝑥 + 4. 3 3 Obliczamy odległość punktu 𝑁 od prostej 𝐴𝐶 : √3 1 √3 −√3 − 3√3 + 12(√3 + 1) 8√3 + 12 |− 3 ⋅ −1⋅ + 4| | | √3 + 1 √3 + 1 3(√3 + 1) 3(√3 + 1) = = = 2 2 2 √(− √3) + (−1)2 √3 √3 3 8√3 + 12 √3 4 + 2√3 2(2 + √3)(√3 − 1) = ⋅ = = = √3 + 1 3(√3 + 1) 2 √3 + 1 2 Zatem |𝑁𝐷| = √3 + 1. To należało wykazać. Sposób VI (prosta równoległa do 𝐾𝐿 przechodząca przez 𝐷 ) Prowadzimy wysokość 𝐷𝐸 trójkąta 𝐵𝐶𝐷, a przez punkt 𝐷 prostą równoległą do prostej 𝐾𝐿 i oznaczamy przez 𝐹 punkt jej przecięcia z prostą 𝐵𝐶 . 𝐴 2 60° 𝐹 𝐷 𝐾 𝑁 1 𝐵 1 𝐿 𝐸 𝐹 𝐶 W trójkącie 𝐷𝐴𝐵 o kątach 90°, 60°, 30° mamy: |𝐴𝐷| = 2, |𝐴𝐵| = 4 i |𝐵𝐷| = 2√3. |𝐵𝐷| Trójkąt prostokątny 𝐵𝐸𝐷 ma również kąty ostre 60° i 30°, więc |𝐵𝐸| = = √3 2 i |𝐷𝐸| = |𝐵𝐷|√3 = 3. Trójkąt prostokątny 𝐷𝐸𝐹 ma kąty ostre 45°, więc jest równoramienny. Zatem |𝐸𝐹| = |𝐷𝐸| = 3. Stąd |𝐿𝐹| = |𝐿𝐸| + |𝐸𝐹| = (|𝐵𝐸| − |𝐵𝐿|) + |𝐸𝐹| = √3 − 1 + 3 = 2 + √3. Z twierdzenia Talesa otrzymujemy |𝑁𝐷| |𝐵𝑁| = |𝐿𝐹| |𝐵𝐿| czyli |𝑁𝐷| 2√3 − |𝑁𝐷| = 2 + √3 1 Stąd |𝑁𝐷| = (2 + √3) ⋅ (2√3 − |𝑁𝐷|) |𝑁𝐷| + (2 + √3) ⋅ |𝑁𝐷| = 4√3 + 6 |𝑁𝐷| ⋅ (3 + √3) = 4√3 + 6 4√3 + 6 2(2√3 + 3)(3 − √3) |𝑁𝐷| = = = √3 + 1 3 + √3 9−3 To należało wykazać. Sposób VII (prosta równoległa do 𝐵𝐶 przechodząca przez 𝐷 ) Prowadzimy przez punkt 𝐷 prostą równoległą do prostej 𝐵𝐶 i oznaczamy przez 𝐸 punkt jej przecięcia z prostą 𝐾𝐿, natomiast przez 𝐹 – punkt jej przecięcia z prostą 𝐴𝐵 . 𝐴 2 60° 𝐹 𝐷 𝐸 𝐾 𝑁 1 𝐵 1 𝐿 𝐶 W trójkącie 𝐷𝐴𝐵 o kątach 90°, 60°, 30° mamy: |𝐴𝐷| = 2, |𝐴𝐵| = 4 i |𝐵𝐷| = 2√3. Trójkąt prostokątny 𝐴𝐹𝐷 ma kąty ostre 60° i 30°, więc |𝐴𝐹| = 1 oraz |𝐷𝐹| = √3. Zatem |𝐹𝐾| = 4 − 1 − 1 = 2. Trójkąt prostokątny 𝐾𝐹𝐸 ma kąty ostre 45°, więc jest równoramienny. Zatem |𝐸𝐹| = |𝐹𝐾| = 2. Stąd |𝐸𝐷| = 2 + √3. Trójkąty 𝐷𝐸𝑁 i 𝐵𝐿𝑁 są podobne (kkk), więc |𝑁𝐷| |𝐵𝑁| = |𝐸𝐷| |𝐵𝐿| czyli |𝑁𝐷| 2√3 − |𝑁𝐷| = 2 + √3 1 Stąd |𝑁𝐷| = (2 + √3) ⋅ (2√3 − |𝑁𝐷|) |𝑁𝐷| + (2 + √3) ⋅ |𝑁𝐷| = 4√3 + 6 |𝑁𝐷| ⋅ (3 + √3) = 4√3 + 6 4√3 + 6 2(2√3 + 3)(3 − √3) |𝑁𝐷| = = = √3 + 1 3 + √3 9−3 To należało wykazać.

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 3 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: |𝑁𝐷| = √3 + 1. 2 pkt – obliczenie długości odcinka 𝐵𝑁: √3 − 1 ALBO – obliczenie długości odcinka 𝐵𝐷 : |𝐵𝐷| = 2√3 i zapisanie równania z jedną niewiadomą 𝑥 (długością odcinka 𝐵𝑁), ALBO 𝑥 2+√3 – zapisanie równania = 1 z niewiadomą 𝑥 = |𝐷𝑁| (otrzymanego 2√3−𝑥 z podobieństwa trójkątów 𝐵𝐿𝑁 i 𝐷𝐸𝑁 , sposób VII), ALBO 1 √3 – obliczenie współrzędnych punktu 𝑁 : 𝑁 = ( , ) i obliczenie długości √3+1 √3+1 odcinka 𝐵𝐷 : |𝐵𝐷| = 2√3 (sposób V), ALBO 1 √3 – obliczenie współrzędnych punktów 𝑁 i 𝐷 : 𝑁 = ( , ) i 𝐷 = (√3, 3) √3+1 √3+1 (sposób V), ALBO 1 √3 – obliczenie współrzędnych punktu 𝑁 : 𝑁 = ( , ) i zapisanie długości |𝐷𝑁| √3+1 √3+1 √3 ⋅ √ 1 − 1 ⋅ √ 3 + 4| √ |− 3 3+1 3+1 w postaci (sposób V). 2 √(− √3 2 ) +(−1) 3 1 pkt – zapisanie równania z jedną niewiadomą 𝑥 = |𝐵𝑁|, np. 1 1 1 ∙ 1 ∙ 𝑥 ∙ sin60° + 2 ∙ 𝑥 ∙ 1 ∙ sin30° = 2 (z sumy pól trójkątów 𝐵𝐿𝑁 oraz 𝐾𝐵𝑁), 2 1 𝑥 = (z twierdzenia sinusów dla trójkąta 𝐵𝑁𝐾 ), sin 105° sin 45° 1 𝑥 = (z twierdzenia sinusów dla trójkąta 𝐵𝑁𝐿), sin 75° sin 45° 1 𝑥⋅√3 1 − 2 ∙ 𝑥 = 2 (ze związków miarowych w trójkątach 𝐵𝐸𝑁 i 𝐸𝐿𝑁), ALBO – obliczenie długości odcinka 𝐵𝐷 i zapisanie |𝐵𝐷| = 2√3, ALBO – zapisanie równania z jedną niewiadomą 𝑥 (pierwszą lub drugą współrzędną punktu 𝑁 ), np. −𝑥 + 1 = √3𝑥 (sposób V), ALBO – wyznaczenie równań prostych 𝐴𝐶 i 𝐵𝐷 oraz obliczenie współrzędnych punktu 𝐷 : 𝐷 = (√3, 3) (sposób V). 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano nieprawidłową metodę, albo brak rozwiązania. Uwaga: W rozwiązaniach nie są akceptowane przybliżenia dziesiętne liczb rzeczywistych.

Zadanie 63 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Rozwiąż równanie 𝟒𝐬𝐢𝐧(𝟒𝒙)𝐜𝐨𝐬(𝟔𝒙) = 𝟐𝐬𝐢𝐧(𝟏𝟎𝒙) + 𝟏 Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź
Sposób I Stosujemy wzory na sinus sumy oraz różnicy kątów i przekształcamy równanie równoważnie, otrzymując: 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) = 2 sin(10𝑥) + 1 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) = 2 sin(6𝑥 + 4𝑥) + 1 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) = 2 sin(6𝑥) cos(4𝑥) + 2 cos(6𝑥) sin(4𝑥) + 1 2 sin(4𝑥) cos(6𝑥) − 2 sin(6𝑥) cos(4𝑥) = 1 −2 sin(2𝑥) = 1 1 sin(2𝑥) = − 2 7 11 Stąd 2𝑥 = 𝜋 + 2𝑘𝜋 lub 2𝑥 = 6 𝜋 + 2𝑘𝜋, gdzie 𝑘 ∈ ℤ, czyli 6 7 11 𝑥= 𝜋 + 𝑘𝜋 lub 𝑥 = 𝜋 + 𝑘𝜋 12 12 gdzie 𝑘 ∈ ℤ. Sposób II Zauważamy, że 4𝑥 + 6𝑥 = 10𝑥 . Postać lewej strony równania sugeruje zastosowanie 𝛼−𝛽 wzoru na różnicę sinusów. Niech 𝛼 i 𝛽 będą liczbami rzeczywistymi takimi, że = 4𝑥 2 𝛼+𝛽 oraz = 6𝑥. Wtedy 2 𝛼 = 8𝑥 + 𝛽 { 8𝑥 + 𝛽 + 𝛽 = 6𝑥 2 𝛼 = 10𝑥 { 𝛽 = 2𝑥 Przekształcamy lewą stronę równania 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) = 2 sin(10𝑥) + 1: 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) = 2(sin 𝛼 − sin 𝛽) = 2(sin(10𝑥) − sin(2𝑥)) Stąd i ze wzoru na różnicę sinusów otrzymujemy: 2(sin(10𝑥) − sin(2𝑥)) = 2 sin(10𝑥) + 1 −2 sin(2𝑥) = 1 1 sin(2𝑥) = − 2 Rozwiązując to równanie, otrzymujemy: 7 11 2𝑥 = 𝜋 + 2𝑘𝜋 lub 2𝑥 = 𝜋 + 2𝑘𝜋, gdzie 𝑘 ∈ 𝑍 6 6 7 11 𝑥= 𝜋 + 𝑘𝜋 lub 𝑥 = 𝜋 + 𝑘𝜋, gdzie 𝑘 ∈ 𝑍 12 12 Sposób III Przekształcamy równoważnie wyrażenie 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥), stosując wzory na sinus różnicy i cosinus sumy kątów: 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) = 4 sin(5𝑥 − 𝑥) cos(5𝑥 + 𝑥) = = 4[sin(5𝑥) cos 𝑥 − cos(5𝑥) sin 𝑥] ⋅ [cos(5𝑥) cos 𝑥 − sin(5𝑥) sin 𝑥] = = 4 sin(5𝑥) cos(5𝑥) cos2 𝑥 − 4 sin2 (5𝑥) sin 𝑥 cos 𝑥 − 4 cos 2 (5𝑥) sin 𝑥 cos 𝑥 + +4 sin(5𝑥) cos(5𝑥) sin2 𝑥 = = 4 sin(5𝑥) cos(5𝑥) − 4 sin 𝑥 cos 𝑥 = 2 sin(10𝑥) − 2 sin(2𝑥) Stąd otrzymujemy: 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) = 2 sin(10𝑥) + 1 2(sin(10𝑥) − sin(2𝑥)) = 2 sin(10𝑥) + 1 −2 sin(2𝑥) = 1 1 sin(2𝑥) = − 2 Rozwiązując to równanie, otrzymujemy: 7 11 2𝑥 = 𝜋 + 2𝑘𝜋 lub 2𝑥 = 𝜋 + 2𝑘𝜋, gdzie 𝑘 ∈ 𝑍 6 6 7 11 𝑥= 𝜋 + 𝑘𝜋 lub 𝑥= 𝜋 + 𝑘𝜋, gdzie 𝑘 ∈ 𝑍 12 12

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 7 11 3 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝜋 + 𝑘𝜋 oraz 𝜋 + 𝑘𝜋, 12 12 gdzie 𝑘 ∈ ℤ . 1 1 2 pkt – przekształcenie równania do postaci sin(2𝑥) = − lub sin(−2𝑥) = . 2 2 1 pkt – zastosowanie wzoru na sinus sumy kątów i zapisanie sin(10𝑥) jako sin(6𝑥) cos(4𝑥) + cos(6𝑥) sin(4𝑥) ALBO – zastosowanie wzoru na sumę/różnicę sinusów i zapisanie wyrażenia 2 sin(4𝑥) cos(6𝑥) jako sin(10𝑥) − sin(2𝑥) lub sin(10𝑥) + sin(−2𝑥), ALBO – zastosowanie wzorów na sinus różnicy i cosinus sumy kątów i zapisanie 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) jako [sin(5𝑥) cos 𝑥 − cos(5𝑥) sin 𝑥] ⋅ [cos(5𝑥) cos 𝑥 − sin(5𝑥) sin 𝑥]. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeżeli zdający popełnia błąd rachunkowy, w wyniku którego otrzymuje jedną serię rozwiązań, to otrzymuje co najwyżej 1 punkt za całe rozwiązanie. 2. Jeżeli zdający popełnia jednokrotnie błąd polegający na: – niepoprawnym zastosowaniu wzorów trygonometrycznych na: sinus sumy/różnicy lub sumy/różnicy sinusów, lub iloczyn sinusa i cosinusa ALBO – błędnym zastosowaniu nieparzystości/parzystości funkcji trygonometrycznej i konsekwentnie rozwiąże zadanie do końca, i otrzyma co najmniej jedną serię rozwiązań, to może otrzymać co najwyżej 1 punkt za całe rozwiązanie.

Zadanie 74 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Dany jest sześcian 𝐴𝐵𝐶𝐷𝐸𝐹𝐺𝐻 o krawędzi długości 6. Punkt 𝑆 jest punktem przecięcia 𝐻 𝐺 przekątnych 𝐴𝐻 i 𝐷𝐸 ściany bocznej 𝐴𝐷𝐻𝐸 (zobacz rysunek). 𝐸 𝐹 𝑆 𝐷 𝐶 𝐴 6 𝐵 Oblicz wysokość trójkąta 𝑺𝑩𝑯 poprowadzoną z punktu 𝑺 na bok 𝑩𝑯 tego trójkąta. 7. Zapisz obliczenia. –

Pokaż odpowiedź
Przyjmijmy oznaczenia jak na rysunku: 𝑆 – środek odcinka 𝐴𝐻 , 𝐻 𝐺 𝑅 – środek odcinka 𝐵𝐻, 𝑃 – spodek wysokości trójkąta 𝑆𝐵𝐻 poprowadzonej 𝐸 𝐹 z punktu 𝑆 na bok 𝐵𝐻. 𝑃 𝑆 𝑅 𝐷 𝐶 𝐴 6 𝐵 Sposób I Obliczamy |𝐴𝐻| = 6√2, |𝐵𝐻| = 6√3. 𝐻 Trójkąty 𝐴𝐻𝐵 i 𝑃𝐻𝑆 są podobne (cecha kkk), więc |𝑆𝑃| |𝑆𝐻| 𝑃 = |𝐴𝐵| |𝐵𝐻| 𝑆 |𝑆𝑃| 3√2 = 6 6√3 |𝑆𝑃| = √6 𝐴 6 𝐵

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 4 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: √6. 3 pkt – zapisanie równania z jedną niewiadomą (długością odcinka 𝑆𝑃), np.: |𝑆𝑃| 3√2 = (z podobieństwa trójkątów 𝑃𝐻𝑆 i 𝐴𝐻𝐵, sposób I), 6 6√3 1 1 18√2 = 2 ⋅ 3√2 ⋅ 6 + 2 ⋅ 6√3 ⋅ |𝑆𝑃| (z równości pól 𝑃𝐻𝐴𝐵 = 𝑃𝐵𝐴𝑆 + 𝑃𝐻𝑆𝐵 ), 1 1 1 9√2 = 2 ⋅ 6√3 ⋅ |𝑆𝑃| (z równości 𝑃𝐻𝑆𝐵 = 2 ⋅ |𝐻𝑆| ⋅ |𝐴𝐵| = 2 ⋅ |𝐻𝐵| ⋅ |𝑆𝑃|, sposób II), ALBO 9√2 – obliczenie pola trójkąta 𝐻𝑆𝑅 oraz długości odcinka 𝐻𝑅: 𝑃∆𝐻𝑆𝑅 = oraz 2 |𝐻𝑅| = 3√3, ALBO – obliczenie długości odcinków 𝐻𝑃 i 𝐻𝑆: |𝐻𝑃| = 2√3 i |𝐻𝑆| = 3√2, ALBO – obliczenie długości odcinków 𝐻𝑃 oraz cosinusa/tangensa kąta 𝑆𝐻𝑃: |𝐻𝑃| = 2√3 √6 √2 i cos ∡𝑆𝐻𝑃 = (tg ∡𝑆𝐻𝑃 = ), 3 2 ALBO – obliczenie długości 𝐴𝐾 : 𝐴𝐾 = 2√6. 2 pkt – obliczenie długości boków trójkąta 𝐻𝑆𝐵: |𝐻𝑆| = 3√2, |𝐻𝐵| = 6√3, |𝑆𝐵| = 3√6 ALBO – zapisanie proporcji wynikającej z podobieństwa dwóch trójkątów prostokątnych, przy czym jednym z nich jest trójkąt 𝐻𝑆𝑃, ALBO – obliczenie/zapisanie długości odcinków 𝐵𝐻 oraz 𝑆𝑅 : |𝐵𝐻| = 6√3 oraz |𝑆𝑅| = 3, ALBO √6 – obliczenie wartości funkcji trygonometrycznej kąta 𝑆𝐻𝑅: np. cos ∡𝑆𝐻𝑅 = , 3 √3 √2 sin ∡𝑆𝐻𝑅 = 3 , tg ∡𝑆𝐻𝑅 = 2 , ALBO – obliczenie pola trójkąta 𝐻𝐴𝐵: 𝑃𝛥𝐻𝐴𝐵 = 18√2, ALBO 1 – obliczenie długości odcinka 𝑆𝐵 i sinusa kąta 𝑆𝐵𝐻: |𝑆𝐵| = 3√6 i sin ∡𝑆𝐵𝐻 = , 3 ALBO – zapisanie pola trójkąta 𝐻𝐴𝐵 jako sumy pól trójkątów 𝑆𝐴𝐵 oraz 𝐻𝑆𝐵 i zapisanie 1 1 𝑃𝐻𝑆𝐵 = 2 ⋅ |𝐻𝐵| ⋅ |𝑆𝑃| (lub 𝑃𝐻𝑆𝐵 = 2 ⋅ 𝑃𝐻𝐴𝐵 ), ALBO 1 – zapisanie pola trójkąta 𝐻𝑆𝐵 na dwa sposoby: 𝑃𝐻𝑆𝐵 = ⋅ |𝐻𝑆| ⋅ |𝐴𝐵| oraz 2 1 𝑃𝐻𝑆𝐵 = 2 ⋅ |𝐻𝐵| ⋅ |𝑆𝑃|, ALBO – obliczenie pola trójkąta 𝐻𝑆𝐵: 𝑃𝐻𝑆𝐵 = 9√2. 1 pkt – obliczenie/zapisanie długości jednego z odcinków 𝐵𝐻, 𝑆𝑅, 𝐻𝑆 albo 𝐵𝑆: |𝐵𝐻| = 6√3, |𝑆𝑅| = 3, |𝐻𝑆| = 3√2, |𝐵𝑆| = 3√6. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeżeli jedynym błędem zdającego jest: a) zastosowanie niepoprawnej definicji jednej funkcji trygonometrycznej b) błędne zastosowanie twierdzenia Pitagorasa c) zastosowanie niepoprawnej tożsamości √𝑥 2 + 𝑦 2 = 𝑥 + 𝑦 d) błędne zastosowanie twierdzenia cosinusów lub sinusów e) błędne zastosowanie wzoru Herona to zdający może otrzymać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie. 1 2. Jeżeli zdający korzysta ze związku |𝐻𝑃| = ⋅ |𝐻𝐵| (gdzie 𝑃 jest spodkiem wysokości 3 poprowadzonej z wierzchołka 𝑆 na podstawę 𝐻𝐵 trójkąta 𝐻𝑆𝐵) i nie uzasadni jego prawdziwości, to może otrzymać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie.

Zadanie 84 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Czworokąt 𝐴𝐵𝐶𝐷 , w którym |𝐵𝐶| = 4 i |𝐶𝐷| = 5, jest opisany na okręgu. Przekątna 𝐴𝐶 tego czworokąta tworzy z bokiem 𝐵𝐶 kąt o mierze 60°, natomiast z bokiem 𝐴𝐵 – kąt ostry, 1 którego sinus jest równy . 4 8. Oblicz obwód czworokąta 𝑨𝑩𝑪𝑫. Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź
5 𝐶 Sposób I 𝐷 Oznaczmy 𝛼 = |∡𝐵𝐴𝐶|. Zgodnie z warunkami zadania 60° 1 sin 𝛼 = 4 . 4 Obliczamy długość 𝑎 boku 𝐴𝐵 . Korzystamy 𝑆 z twierdzenia sinusów w trójkącie 𝐴𝐵𝐶 i otrzymujemy |𝐴𝐵| |𝐵𝐶| = 𝐵 sin 60° sin 𝛼 |𝐴𝐵| 4 = √3 1 2 4 𝛼 Stąd |𝐴𝐵| = 8√3. 𝐴 Ponieważ w czworokąt 𝐴𝐵𝐶𝐷 można wpisać okrąg, więc prawdziwa jest zależność |𝐴𝐵| + |𝐶𝐷| = |𝐵𝐶| + |𝐴𝐷| Zatem obwód 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 czworokąta jest równy 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 = 2 ⋅ (|𝐴𝐵| + |𝐶𝐷|) = 16√3 + 10 Sposób II Zauważmy, że pole 𝑃 trójkąta 𝐴𝐵𝐶 można obliczyć na dwa sposoby: 1 1 √3 𝑃= ⋅ |𝐵𝐶| ⋅ |𝐴𝐶| ⋅ sin 60° = ⋅ 4 ⋅ |𝐴𝐶| ⋅ 2 2 2 1 1 𝑃= ⋅ |𝐴𝐶| ⋅ |𝐴𝐵| ⋅ 2 4 Stąd |𝐴𝐵| = 8√3. Ponieważ w czworokąt 𝐴𝐵𝐶𝐷 można wpisać okrąg, więc prawdziwa jest zależność |𝐴𝐵| + |𝐶𝐷| = |𝐵𝐶| + |𝐴𝐷| Zatem obwód 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 czworokąta jest równy 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 = 2 ⋅ (|𝐴𝐵| + |𝐶𝐷|) = 16√3 + 10 5 𝐶 Sposób III 𝐷 Oznaczmy 𝛼 = |∡𝐵𝐴𝐶|. Zgodnie z warunkami zadania 60° 1 sin 𝛼 = 4 . Obliczamy długość 𝑎 boku 𝐴𝐵 . 𝐸 4 Prowadzimy wysokość 𝐵𝐸 trójkąta 𝐴𝐵𝐶 . 𝑆 Trójkąt prostokątny 𝐵𝐶𝐸 ma kąty ostre 30° i 60°, więc jest „połową” trójkąta równobocznego o boku długości 4. Zatem 𝐵 𝑎 𝛼 Strona 29 z 49 𝐴 4√3 |𝐸𝐵| = = 2√3 2 Z definicji sinusa w trójkącie prostokątnym 𝐴𝐵𝐸 otrzymujemy |𝐸𝐵| sin 𝛼 = |𝐴𝐵| czyli 1 2√3 = 4 |𝐴𝐵| Stąd |𝐴𝐵| = 8√3. Czworokąt 𝐴𝐵𝐶𝐷 jest opisany na okręgu, więc |𝐴𝐵| + |𝐶𝐷| = |𝐵𝐶| + |𝐴𝐷|. Zatem obwód 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 czworokąta jest równy 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 = 2 ⋅ (|𝐴𝐵| + |𝐶𝐷|) = 16√3 + 10

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 4 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 16√3 + 10. 3 pkt – obliczenie długości boku 𝐴𝐵 : |𝐴𝐵| = 8√3 i zapisanie 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 = 2 ⋅ (|𝐴𝐵| + |𝐶𝐷|) ALBO – obliczenie długości boku 𝐴𝐵 : |𝐴𝐵| = 8√3 i zapisanie równania 8√3 + 5 = 4 + |𝐴𝐷|. 2 pkt – obliczenie długości boku 𝐴𝐵 : 8√3 ALBO – zapisanie równości 1) i 3) określonych w kryterium oceniania za 1 punkt, ALBO – zapisanie równości 2) i 3) określonych w kryterium oceniania za 1 punkt, ALBO – zapisanie równości 1) i 4) określonych w kryterium oceniania za 1 punkt. 1 pkt – zapisanie jednej z poniższych równości 1)- 4): |𝐴𝐵| 4 1 2 √3 1) √ = 1 lub = , 3 4 |𝐴𝐵| 2 4 1 √3 1 1 2) ⋅ 4 ⋅ |𝐴𝐶| ⋅ 2 = 2 ⋅ |𝐴𝐶| ⋅ |𝐴𝐵| ⋅ 4 , 2 3) 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 = 2 ⋅ (|𝐴𝐵| + |𝐶𝐷|), 4) |𝐴𝐵| + 5 = 4 + |𝐴𝐷| ALBO – zapisanie równania z jedną niewiadomą 𝑥 (długością boku 𝐴𝐵 ), np. 2 𝑥√15 𝑥√15 𝑥 2 = 16 + (2 + ) − 4 (2 + ), 4 4 2 √15 √15 √15 16 = (2 + 𝑥) + 𝑥 2 − ⋅ (2 + 𝑥) 𝑥 4 2 4 (z twierdzenia cosinusów dla trójkąta 𝐴𝐵𝐶 i dwóch kątów tego trójkąta). 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania.

Zadanie 94 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Rozwiąż nierówność 𝟐𝟓 √𝒙𝟐 + 𝟒𝒙 + 𝟒 < − √𝒙𝟐 − 𝟔𝒙 + 𝟗 𝟑 Zapisz obliczenia. Wskazówka: skorzystaj z tego, że √𝑎2 = |𝑎| dla każdej liczby rzeczywistej 𝑎.

Pokaż odpowiedź
Sposób I Zauważamy, że √𝑥 2 + 4𝑥 + 4 = √(𝑥 + 2)2 = |𝑥 + 2| oraz √𝑥 2 − 6𝑥 + 9 = √(𝑥 − 3)2 = |𝑥 − 3|. 25 Zapisujemy nierówność √𝑥 2 + 4𝑥 + 4 < − √𝑥 2 − 6𝑥 + 9 w równoważnej postaci 3 25 |𝑥 + 2| < − |𝑥 − 3|. 3 Rozważamy trzy przypadki. Przypadek 1. (gdy 𝑥 ∈ (−∞, −2)) 25 11 W tym przypadku nierówność ma postać – 𝑥 − 2 < + 𝑥 − 3, czyli 𝑥 > − . 3 3 11 Stąd otrzymujemy 𝑥 ∈ (− , −2). 3 Przypadek 2. (gdy 𝑥 ∈ [−2, 3)) 25 W tym przypadku nierówność ma postać 𝑥 + 2 < + 𝑥 − 3. Otrzymujemy prawdziwą 3 25 nierówność 5 < , więc 𝑥 ∈ [−2, 3). 3 Przypadek 3. (gdy 𝑥 ∈ [3, +∞)) 25 14 W tym przypadku nierówność ma postać 𝑥 + 2 < − 𝑥 + 3, czyli 𝑥 < 3 . Stąd 3 14 otrzymujemy 𝑥 ∈ [3, ). 3 11 14 Ostatecznie rozwiązaniami danej nierówności są wszystkie liczby ze zbioru (− , ). 3 3 Sposób II (poprzez koniunkcję nierówności) Zauważamy, że √𝑥 2 + 4𝑥 + 4 = √(𝑥 + 2)2 = |𝑥 + 2| oraz √𝑥 2 − 6𝑥 + 9 = √(𝑥 − 3)2 = |𝑥 − 3|. 25 Zapisujemy nierówność √𝑥 2 + 4𝑥 + 4 < − √𝑥 2 − 6𝑥 + 9 w równoważnej postaci 3 25 |𝑥 + 2| < − |𝑥 − 3|. 3 Dla każdej liczby rzeczywistej 𝑥 i dla każdej liczby rzeczywistej 𝑎 prawdziwa jest równoważność: |𝑥| < 𝑎 wtedy i tylko wtedy, gdy 𝑥 < 𝑎 i 𝑥 > −𝑎. 25 Przekształcamy nierówność |𝑥 + 2| < − |𝑥 − 3| , korzystając z tej równoważności 3 dwukrotnie: 25 25 𝑥+2< − |𝑥 − 3| i 𝑥 + 2 > − ( − |𝑥 − 3|) 3 3 19 31 |𝑥 − 3| < − 𝑥 i |𝑥 − 3| < 𝑥 + 3 3 19 19 31 31 𝑥−3< − 𝑥 i 𝑥 − 3 > − ( − 𝑥) i 𝑥−3<𝑥+ i 𝑥 − 3 > − (𝑥 + ) 3 3 3 3 28 19 31 22 2𝑥 < i −3 >− i −3< i 2𝑥 > − 3 3 3 3 14 11 𝑥< i 𝑥∈ℝ i 𝑥∈ℝ i 𝑥>− 3 3 11 14 − <𝑥< 3 3 11 14 Ostatecznie rozwiązaniami danej nierówności są wszystkie liczby ze zbioru (− , ). 3 3

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 11 14 4 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝑥 ∈ (− , ). 3 3 3 pkt – rozwiązanie nierówności w dwóch spośród rozważanych przedziałów/przypadków (o ile rozpatruje nierówność w przedziałach/przypadkach, których suma jest równa ℝ/wyczerpujących zbiór ℝ) ALBO – zapisanie nierówności w postaci równoważnej koniunkcji dwóch nierówności: 25 25 𝑥 + 2 < 3 − |𝑥 − 3| i 𝑥 + 2 > − ( 3 − |𝑥 − 3|), a następnie w postaci równoważnej koniunkcji nierówności bez użycia symbolu wartości bezwzględnej: 19 19 31 31 𝑥 − 3 < 3 − 𝑥 i 𝑥 − 3 > − ( 3 − 𝑥) i 𝑥 − 3 < 𝑥 + 3 i 𝑥 − 3 > − (𝑥 + 3 ), ALBO – odczytanie z wykresów funkcji 𝑓 oraz 𝑔 pierwszych współrzędnych punktów ich 11 14 przecięcia: 𝑥 = − oraz 𝑥 = i sprawdzenie rachunkiem poprawności 3 3 odczytanych współrzędnych. 2 pkt – zastosowanie definicji wartości bezwzględnej lub własności wartości bezwzględnej i zapisanie danej nierówności odpowiednio w trzech przedziałach: (−∞, −2), [−2, 3), [3, +∞), lub w czterech przypadkach: 𝑥 + 2 < 0 i 𝑥 − 3 < 0, 𝑥 + 2 < 0 i 𝑥 − 3 ≥ 0, 𝑥 + 2 ≥ 0 i 𝑥 − 3 < 0, 𝑥 + 2 ≥ 0 i 𝑥 − 3 ≥ 0 (z dokładnością do domknięcia) ALBO – zapisanie nierówności w postaci równoważnej koniunkcji dwóch nierówności: 25 25 𝑥 + 2 < 3 − |𝑥 − 3| i 𝑥 + 2 > − ( 3 − |𝑥 − 3|), ALBO 25 – narysowanie wykresów funkcji 𝑓(𝑥) = |𝑥 + 2| oraz 𝑔(𝑥) = − |𝑥 − 3|. 3 25 1 pkt – przekształcenie danej nierówności do postaci |𝑥 + 2| < − |𝑥 − 3|. 3 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeśli w rozwiązaniu algebraicznym zdający popełni błąd przy zapisie nierówności tylko w jednym z rozpatrywanych przypadków, ale konsekwentnie do popełnionego błędu rozwiąże zadanie do końca, to może uzyskać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie. 2. Jeśli w rozwiązaniu graficznym zdający popełni jeden błąd przy rysowaniu wykresu funkcji 25 𝑓(𝑥) = |𝑥 + 2| albo 𝑔(𝑥) = 3 − |𝑥 − 3|, ale otrzyma dwa punkty przecięcia i dalej konsekwentnie do popełnionego błędu rozwiąże zadanie do końca, to może uzyskać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie (za zapisanie wyrażeń w postaci |𝑥 + 2| oraz |𝑥 − 3| oraz konsekwentną interpretację zbioru rozwiązań). 11 14 3. Jeżeli zdający przy rozwiązaniu graficznym poda zbiór rozwiązań 𝑥 ∈ (− , ), ale nie 3 3 sprawdzi rachunkiem pierwszych współrzędnych punktów przecięcia wykresów funkcji 𝑓 i 𝑔, to może otrzymać co najwyżej 3 punkty za całe rozwiązanie.

Zadanie 104 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Określamy kwadraty 𝐾1 , 𝐾2 , 𝐾3 , … następująco: • 𝐾1 jest kwadratem o boku długości 𝑎 • 𝐾2 jest kwadratem, którego każdy wierzchołek leży na innym boku kwadratu 𝐾1 i dzieli ten bok w stosunku 1 ∶ 3 • 𝐾3 jest kwadratem, którego każdy wierzchołek leży na innym boku kwadratu 𝐾2 i dzieli ten bok w stosunku 1 ∶ 3 i ogólnie, dla każdej liczby naturalnej 𝑛 ≥ 2, • 𝐾𝑛 jest kwadratem, którego każdy wierzchołek leży na innym boku kwadratu 𝐾𝑛−1 i dzieli ten bok w stosunku 1 ∶ 3. Obwody wszystkich kwadratów określonych powyżej tworzą nieskończony ciąg geometryczny. Na rysunku przedstawiono kwadraty utworzone w sposób opisany powyżej. 𝑎 𝑎 10. Oblicz sumę wszystkich wyrazów tego nieskończonego ciągu. Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź
Oznaczmy przez 𝑎𝑖 długość boku kwadratu 𝐾𝑖 , natomiast przez 𝐿𝑖 – obwód kwadratu 𝐾𝑖 (dla 𝑖 = 1, 2, 3, …). Niech 𝐿 oznacza sumę obwodów wszystkich rozważanych kwadratów. Obliczamy długości boków kolejnych kwadratów: 𝑎1 = 𝑎 1 2 3 2 √10 √ 𝑎2 = ( 𝑎) + ( 𝑎) = 𝑎 4 4 4 Analogicznie √10 √10 √10 5 𝑎3 = 𝑎2 = ∙ 𝑎= 𝑎 4 4 4 8 5√10 𝑎4 = 𝑎 32 i tak dalej. Stąd √10 5 √10 5 𝐿 = 𝐿1 + 𝐿2 + 𝐿3 + … = 4𝑎 + 4 ∙ 𝑎 + 4 ∙ 𝑎 + … = 4𝑎 (1 + + + …) 4 8 4 8 Zauważamy, że wyrażenie w nawiasie jest sumą szeregu geometrycznego, gdzie 𝑎1 = 1 √10 i 𝑞= . 4 √10 Ponieważ |𝑞| = < 1, zatem spełnione są założenia twierdzenia o istnieniu sumy 4 nieskończonego szeregu geometrycznego. 1 4𝑎 8⋅(4+√10)𝑎 Zatem 𝐿 = 4𝑎 ∙ = = . 1− 10 1− 10 √ √ 3 4 4

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 4𝑎 4 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝐿 = 1− 10 √ 4 8⋅(4+√10)𝑎 (lub 𝐿 = ). 3 √10 5 3 pkt – zapisanie: 𝐿 = 4𝑎 (1 + + 8 + … ). 4 √10 2 pkt – obliczenie ilorazu ciągu: 𝑞 = . 4 √10 1 pkt – obliczenie długości boku drugiego kwadratu: 𝑎2 = 𝑎. 4 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeżeli zdający obliczy tylko sumę długości boków (po jednym z każdego kwadratu), to może otrzymać co najwyżej 3 punkty za całe rozwiązanie. 2. Jeżeli zdający błędnie ustala stosunek podziału długości boku kwadratu i rozwiązuje zadanie konsekwentnie do końca, to może otrzymać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie (za obliczenie ilorazu 𝑞 ciągu, o ile 𝑞 ∈ (0, 1), oraz za konsekwentne obliczenie sumy obwodów wszystkich kwadratów). 3. Jeżeli zdający przyjmuje do obliczeń konkretną długość boku kwadratu 𝐾1 i rozwiązuje zadanie konsekwentnie do końca, to otrzymuje 2 punkty za całe rozwiązanie. 4. Jeżeli zdający popełni błąd rachunkowy i otrzyma iloraz 𝑞 ciągu, który jest liczbą spoza przedziału (0, 1), to może otrzymać co najwyżej 1 punkt za całe rozwiązanie (za poprawne obliczenie 𝑎2 ).

Zadanie 115 punktówOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Wyznacz wszystkie wartości parametru 𝒎 ≠ 𝟐, dla których równanie 𝒎−𝟑 𝒙𝟐 + 𝟒𝒙 − =𝟎 𝒎−𝟐 ma dwa różne rozwiązania rzeczywiste 𝒙𝟏 , 𝒙𝟐 spełniające warunek 𝒙𝟑𝟏 + 𝒙𝟑𝟐 > −𝟐𝟖. Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź
I etap 𝑚−3 Trójmian kwadratowy 𝑥 2 + 4𝑥 − , gdzie 𝑚 ≠ 2, ma dwa różne pierwiastki rzeczywiste 𝑚−2 wtedy i tylko wtedy, gdy wyróżnik tego trójmianu jest dodatni. Rozwiązujemy warunek ∆> 0: 𝑚−3 42 − 4 ∙ (− )>0 𝑚−2 20𝑚 − 44 >0 𝑚−2 (20𝑚 − 44) ⋅ (𝑚 − 2) > 0 11 20 (𝑚 − ) ⋅ (𝑚 − 2) > 0 5 11 𝑚 ∈ (−∞, 2) ∪ ( , +∞) 5 II etap Sposób I Wyznaczamy wszystkie wartości parametru 𝑚 ≠ 2, dla których jest spełniony warunek 𝑥13 + 𝑥23 > −28, korzystając ze wzorów Viète’a: (𝑥1 + 𝑥2 )3 − 3𝑥1 𝑥2 (𝑥1 + 𝑥2 ) > −28 𝑚−3 −64 − 3 ∙ (− ) ∙ (−4) > −28 𝑚−2 𝑚−3 < −3 𝑚−2 (4𝑚 − 9)(𝑚 − 2) < 0 9 𝑚 ∈ (2, ) 4 Sposób II 𝑚−3 Wyznaczamy pierwiastki 𝑥1 , 𝑥2 trójmianu kwadratowego 𝑥 2 + 4𝑥 − : 𝑚−2 20𝑚 − 44 −4 − √ 𝑚 − 2 5𝑚 − 11 𝑥1 = = −2 − √ 2⋅1 𝑚−2 20𝑚 − 44 −4 + √ 𝑚 − 2 5𝑚 − 11 𝑥2 = = −2 + √ 2⋅1 𝑚−2 Nierówność 𝑥13 + 𝑥23 > −28 możemy więc zapisać w postaci 3 3 5𝑚 − 11 5𝑚 − 11 (−2 − √ ) + (−2 + √ ) > −28 𝑚−2 𝑚−2 5𝑚−11 Oznaczmy √ przez 𝑝. Wtedy 𝑚−2 (−2 − 𝑝)3 + (−2 + 𝑝)3 > −28 Korzystając ze wzoru na sześcian różnicy i sześcian sumy, otrzymujemy dalej (−8 − 12𝑝 − 6𝑝2 − 𝑝3 ) + (−8 + 12𝑝 − 6𝑝2 + 𝑝3 ) > −28 −12𝑝2 − 16 > −28 12𝑝2 − 12 < 0 𝑝2 − 1 < 0 Zatem 2 5𝑚 − 11 (√ ) −1<0 𝑚−2 5𝑚 − 11 −1<0 𝑚−2 5𝑚 − 11 − 𝑚 + 2 <0 𝑚−2 4𝑚 − 9 <0 𝑚−2 (4𝑚 − 9)(𝑚 − 2) < 0 9 𝑚 ∈ (2, ) 4

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: Rozwiązanie zadania składa się z trzech etapów. Pierwszy etap polega na rozwiązaniu nierówności ∆> 0. Za poprawne wykonanie tego etapu zdający otrzymuje 1 punkt. 11 1 pkt – poprawne rozwiązanie nierówności ∆> 0: 𝑚 ∈ (−∞, 2) ∪ ( , +∞). 5 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwaga: Jeżeli zdający rozwiązuje warunek ∆≥ 0, to za tę część rozwiązania otrzymuje 0 punktów. Drugi etap polega na wyznaczeniu tych wartości parametru 𝑚, dla których jest spełniony warunek 𝑥13 + 𝑥23 > −28. Za poprawne wykonanie tego etapu zdający otrzymuje 3 punkty. Podział punktów za drugi etap rozwiązania: 3 pkt – rozwiązanie nierówności z jedną niewiadomą 𝑚, wynikającej z warunku 9 𝑥13 + 𝑥23 > −28: 𝑚 ∈ (2, 4). 2 pkt – zapisanie nierówności z jedną niewiadomą 𝑚, wynikającej z warunku 𝑚−3 𝑥13 + 𝑥23 > −28, np. −64 − 3 ∙ (− 𝑚−2) ∙ (−4) > −28 ALBO 3 3 5𝑚−11 √5𝑚−11) > −28 i poprawne – zapisanie nierówności (−2 − √ ) + (−2 + 𝑚−2 𝑚−2 zastosowanie wzoru skróconego mnożenia na sześcian sumy/różnicy do co najmniej 3 3 5𝑚−11 5𝑚−11 jednego ze składników sumy (−2 − √ ) + (−2 + √ 𝑚−2 ) . 𝑚−2 1 pkt – przekształcenie nierówności 𝑥13 + 𝑥23 > −28 do postaci pozwalającej na bezpośrednie zastosowanie wzorów Viète’a, np. (𝑥1 + 𝑥2 )3 − 3𝑥1 𝑥2 (𝑥1 + 𝑥2 ) > −28 ALBO 𝑚−3 – wyznaczenie pierwiastków trójmianu kwadratowego 𝑥 2 + 4𝑥 − w zależności 𝑚−2 −4−√20𝑚−44 𝑚−2 −4+√20𝑚−44 𝑚−2 od 𝑚: 𝑥1 = , 𝑥2 = . 2⋅1 2⋅1 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Trzeci etap polega na wyznaczeniu wszystkich wartości parametru 𝑚, które spełniają 11 9 jednocześnie dwa warunki: Δ > 0 i 𝑥13 + 𝑥23 > −28: 𝑚 ∈ ( , ). 5 4 Za poprawne wykonanie tego etapu zdający otrzymuje 1 punkt. 1 pkt – poprawne wyznaczenie wszystkich wartości parametru 𝑚, które spełniają 11 9 jednocześnie warunki Δ > 0 i 𝑥13 + 𝑥23 > −28: 𝑚 ∈ ( , ). 5 4 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeżeli zdający popełni w I i/lub II etapie jedynie błędy rachunkowe i otrzyma zbiory rozwiązań z I i II etapu, które nie są rozłączne i żaden z nich nie jest zbiorem liczb rzeczywistych, a następnie poprawnie wyznaczy część wspólną zbiorów rozwiązań z etapów I i II, to za III etap otrzymuje 1 punkt. 𝑚−3 2. Jeżeli zdający w II etapie rozwiązania popełni błąd i przyjmie, że 𝑥1 + 𝑥2 = ± lub 𝑚−2 𝑥1 ⋅ 𝑥2 = ± 4, to za II etap może otrzymać co najwyżej 1 punkt, a za III etap otrzymuje 0 punktów. 3. Jeżeli zdający w II etapie rozwiązania popełni błąd, który nie jest rachunkowy (np. pominie istotne nawiasy przy przekształcaniu nierówności 𝑥13 + 𝑥23 > −28 do postaci pozwalającej na bezpośrednie zastosowanie wzorów Viète’a, albo przyjmie, że 𝑥13 + 𝑥23 = (𝑥1 + 𝑥2 )[(𝑥1 + 𝑥2 )2 − 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ], i konsekwentnie do popełnionego błędu doprowadzi rozwiązanie II etapu zadania do końca, to może uzyskać co najwyżej 1 punkt za II etap.

Zadanie 12.12 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Wykaż, że dla każdej liczby dodatniej 𝒙 wyrażenie 𝟐 ⋅ 𝐥𝐨𝐠 𝟐 √𝟐𝟕 ⋅ 𝐥𝐨𝐠 𝟑 𝟐 𝟐 𝟖𝟏𝐥𝐨𝐠𝟑 𝒙 + ⋅ 𝒙 − 𝟔𝒙 𝟑 można równoważnie przekształcić do postaci 𝒙𝟒 + 𝒙𝟐 − 𝟔𝒙.

2 ⋅ log2 √27 ⋅ log3 2 2 Funkcja 𝑓 jest określona wzorem 𝑓(𝑥) = 81log3 𝑥 + ⋅ 𝑥 − 6𝑥 dla 3 każdej liczby dodatniej 𝑥 .

Pokaż odpowiedź
2 ⋅ log2 √27 ⋅ log3 2 2 Przekształcamy wyrażenie 81log3 𝑥 + ⋅ 𝑥 − 6𝑥 , korzystając z własności 3 logarytmów: 3 log3 𝑥 2 ⋅ log 2 √27 ∙ log 3 2 2 2 2 81 + ∙ 𝑥 − 6𝑥 = (34 )log3 𝑥 + log 2 3 ∙ log 3 2 ∙ 𝑥 2 − 6𝑥 = 3 3 2 3 4 log 2 2 2 = 34log3 𝑥 + ∙ ∙ log 2 3 ∙ log 3 2 ∙ 𝑥 2 − 6𝑥 = 3log3 𝑥 + log 2 3 ∙ ∙ 𝑥 − 6𝑥 = 3 2 log 2 3 = 𝑥 4 + 𝑥 2 − 6𝑥

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 2 ⋅ log2 √27 ⋅ log3 2 2 2 pkt – poprawne przekształcenie wyrażenia 81log3 𝑥 + ⋅ 𝑥 − 6𝑥 do 3 postaci 𝑥 4 + 𝑥 2 − 6𝑥 . 4 1 pkt – poprawne zastosowanie własności 𝑎log𝑎 𝑏 = 𝑏 , tj. przekształcenie wyrażenia 3log3 𝑥 4 (lub (3log3 𝑥 ) ) do postaci 𝑥 4 ALBO – poprawne zastosowanie wzoru na zamianę podstawy logarytmu. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania.

Zadanie 12.24 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Oblicz najmniejszą wartość funkcji 𝒇 określonej dla każdej liczby dodatniej 𝒙. 2–3–4 Zapisz obliczenia. Wskazówka: przyjmij, że wzór funkcji 𝑓 można przedstawić w postaci 𝑓(𝑥) = 𝑥 4 + 𝑥 2 − 6𝑥 .

2 ⋅ log2 √27 ⋅ log3 2 2 Funkcja 𝑓 jest określona wzorem 𝑓(𝑥) = 81log3 𝑥 + ⋅ 𝑥 − 6𝑥 dla 3 każdej liczby dodatniej 𝑥 .

Pokaż odpowiedź
2 ⋅ log2 √27 ⋅ log3 2 2 Dla każdego 𝑥 > 0 wyrażenie 81log3 𝑥 + ⋅ 𝑥 − 6𝑥 jest równe 3 wyrażeniu 𝑥 4 + 𝑥 2 − 6𝑥 . Obliczamy najmniejszą wartość funkcji 𝑓 określonej wzorem 𝑓(𝑥) = 𝑥 4 + 𝑥 2 − 6𝑥 dla 𝑥 ∈ (0, +∞). Wyznaczamy pochodną funkcji 𝑓 : 𝑓 ′ (𝑥) = 4𝑥 3 + 2𝑥 − 6 dla 𝑥 ∈ (0, +∞). Obliczamy miejsca zerowe pochodnej funkcji 𝑓 : 𝑓 ′ (𝑥) = 0 4𝑥 3 + 2𝑥 − 6 = 0 4𝑥 3 + 2𝑥 − 4 − 2 = 0 4(𝑥 3 − 1) + 2(𝑥 − 1) = 0 4(𝑥 − 1)(𝑥 2 + 𝑥 + 1) + 2(𝑥 − 1) = 0 (𝑥 − 1)(4𝑥 2 + 4𝑥 + 4 + 2) = 0 (𝑥 − 1)(4𝑥 2 + 4𝑥 + 6) = 0 𝑥 − 1 = 0 lub 4𝑥 2 + 4𝑥 + 6 = 0 𝑥=1 gdyż 4𝑥 2 + 4𝑥 + 6 > 0 dla każdego 𝑥 > 0. Badamy znak pochodnej: 𝑓 ′ (𝑥) > 0 dla 𝑥 ∈ (1, +∞), 𝑓 ′ (𝑥) < 0 dla 𝑥 ∈ (0, 1). Zatem funkcja 𝑓 jest malejąca w przedziale (0, 1] oraz jest rosnąca w przedziale [1, +∞). Stąd dla 𝑥 = 1 funkcja 𝑓 osiąga wartość najmniejszą równą 𝑓(1) = 14 + 12 − 6 ∙ 1 = −4.

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 4 pkt – uzasadnienie, że funkcja 𝑓 przyjmuje wartość najmniejszą dla 𝑥 = 1 i obliczenie wartości najmniejszej funkcji 𝑓 : (−4). 3 pkt – uzasadnienie (np. poprzez badanie monotoniczności funkcji), że funkcja 𝑓 przyjmuje wartość najmniejszą dla 𝑥 = 1. 2 pkt – poprawne rozwiązanie równania 4𝑥 3 + 2𝑥 − 6 = 0: 𝑥 = 1. 1 pkt – wyznaczenie pochodnej funkcji 𝑓 : 𝑓 ′ (𝑥) = 4𝑥 3 + 2𝑥 − 6. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeżeli zdający wyznaczy pochodną funkcji 𝑓 z błędem i wyznaczona pochodna nie jest wielomianem stopnia trzeciego, to otrzymuje 0 punktów za całe rozwiązanie. 2. Za poprawne uzasadnienie, że rozważana funkcja posiada wartość najmniejszą dla wyznaczonej wartości 𝑥 , przy której pochodna się zeruje, można uznać sytuację, gdy zdający bada znak pochodnej oraz: – opisuje (słownie lub graficznie - np. przy użyciu strzałek) monotoniczność funkcji 𝑓 LUB – zapisuje, że dla wyznaczonej wartości 𝑥 funkcja 𝑓 ma minimum lokalne i jest to jednocześnie jej najmniejsza wartość LUB – zapisuje, że dla wyznaczonej wartości 𝑥 funkcja 𝑓 ma minimum lokalne i jest to jedyne ekstremum tej funkcji. 3. Badanie znaku pochodnej zdający może opisać w inny sposób, np. szkicując wykres funkcji, która w ten sam sposób jak pochodna zmienia znak, i zaznaczając na rysunku, np. znakami „+” i „-” znak pochodnej. 4. Jeżeli zdający przedstawi niepełne uzasadnienie, że dla 𝑥 = 1 funkcja 𝑓 osiąga najmniejszą wartość i obliczy 𝑓(1) = −4, to otrzymuje 3 punkty za całe rozwiązanie. Jeśli zdający nie przedstawi żadnego uzasadnienia i obliczy 𝑓(1) = −4, to otrzymuje co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie. 5. Jeżeli zdający: – nie rozwiązuje równania 4𝑥 3 + 2𝑥 − 6 = 0, lecz stwierdza, że liczba 1 jest jego rozwiązaniem bez uzasadnienia, że jest to jedyne rozwiązanie rzeczywiste tego równania ALBO – popełnia błąd (który nie jest błędem rachunkowym) przy rozkładzie wielomianu 4𝑥 3 + 2𝑥 − 6 na czynniki, ale otrzymuje wielomian stopnia trzeciego, który przyjmuje w zbiorze (0, +∞) wartość najmniejszą i dalej konsekwentnie rozwiązuje zadanie do końca, to otrzymuje 2 punkty za całe rozwiązanie.

Zadanie 136 punktówOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-100-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

W kartezjańskim układzie współrzędnych (𝑥, 𝑦) prosta 𝑙 o równaniu 𝑥 − 𝑦 − 2 = 0 przecina parabolę o równaniu 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 w punktach 𝐴 oraz 𝐵. Odcinek 𝐴𝐵 jest średnicą okręgu 𝒪 . Punkt 𝐶 leży na okręgu 𝒪 nad prostą 𝑙 , a kąt 𝐵𝐴𝐶 jest ostry i ma 1 miarę 𝛼 taką, że tg 𝛼 = (zobacz rysunek). 3 𝑦 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 1 𝑙 𝑥−𝑦−2=0 1 𝐶 𝑥 𝐵 𝛼 okrąg 𝒪 𝐴 13. Oblicz współrzędne punktu 𝑪. Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź
Sposób I (poprzez proste 𝐴𝐶 i 𝐵𝐶 ) Obliczamy współrzędne punktów przecięcia paraboli z prostą 𝑙 : 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑥−𝑦−2=0 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑥 − (4𝑥 2 − 7𝑥 + 1) − 2 = 0 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { −4𝑥 2 + 8𝑥 − 3 = 0 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 1 3 𝑥= ∨ 𝑥= 2 2 1 3 3 1 Stąd 𝐴 = ( , − ) oraz 𝐵 = ( , − ). 2 2 2 2 Prosta 𝑙 ma równanie kierunkowe 𝑦 = 𝑥 − 2, więc jest nachylona do osi 𝑂𝑥 układu współrzędnych pod kątem 45°. Zatem prosta przechodząca przez punkty 𝐴 i 𝐶 jest nachylona do osi 𝑂𝑥 układu pod kątem 𝛼 + 45°. Obliczamy tg(𝛼 + 45°), korzystając ze wzoru na tangens sumy kątów: 1 tg 𝛼 + tg 45° +1 1+3 tg(𝛼 + 45°) = = 3 = =2 1 − tg 𝛼 ⋅ tg 45° 1 − 1 ⋅ 1 3 − 1 3 1 3 Wyznaczamy równanie prostej 𝐴𝐶 : 𝑦 = 2 (𝑥 − ) − . 2 2 Ponieważ 𝐴𝐵 jest średnicą okręgu, więc kąt 𝐴𝐶𝐵 (jako kąt wpisany oparty na średnicy 𝐴𝐵 ) jest prosty. Wobec tego współczynnik kierunkowy 𝑎𝐵𝐶 prostej 𝐵𝐶 jest równy 1 1 3 1 𝑎𝐵𝐶 = − 2 i prosta 𝐵𝐶 ma równanie 𝑦 = − 2 (𝑥 − 2) − 2 . 1 3 Punkt 𝐶 = (𝑥𝐶 , 𝑦𝐶 ) leży na prostych 𝐴𝐶 i 𝐵𝐶 , więc 𝑦𝐶 = 2 (𝑥𝐶 − ) − oraz 2 2 1 3 1 𝑦𝐶 = − (𝑥𝐶 − ) − . Stąd otrzymujemy: 2 2 2 1 3 1 3 1 2 (𝑥𝐶 − ) − = − (𝑥𝐶 − ) − 2 2 2 2 2 5 11 𝑥𝐶 = 2 4 11 𝑥𝐶 = 10 11 3 Zatem 𝐶 = ( , − ). 10 10 Sposób II (poprzez długości odcinków 𝐴𝐶 i 𝐵𝐶 ) Wyznaczamy punkty przecięcia prostej 𝑙 i paraboli 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1: 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑥−𝑦−2=0 𝑥 − 2 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑦=𝑥−2 4𝑥 2 − 8𝑥 + 3 = 0 { 𝑦 =𝑥−2 1 3 Rozwiązujemy równanie kwadratowe 4𝑥 2 − 8𝑥 + 3 = 0 i otrzymujemy 𝑥 = lub 𝑥 = . 2 2 1 1 3 1 3 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − 2 = − , więc 𝐴 = ( , − ). 2 2 2 2 2 3 3 1 3 1 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − 2 = − , więc 𝐵 = ( , − ). 2 2 2 2 2 Obliczamy długość odcinka 𝐴𝐵 : 3 1 2 1 3 2 √ |𝐴𝐵| = ( − ) + (− + ) = √2 2 2 2 2 Ponieważ 𝐴𝐵 jest średnicą okręgu 𝒪 , więc kąt wpisany 𝐴𝐶𝐵 jest prosty. Obliczamy długości boków 𝐴𝐶 i 𝐵𝐶 trójkąta prostokątnego 𝐴𝐵𝐶 . 1 |𝐵𝐶| 1 2 Wobec tg 𝛼 = i |𝐴𝐵| = √2 otrzymujemy = i |𝐴𝐶|2 + |𝐵𝐶|2 = (√2) . Stąd 3 |𝐴𝐶| 3 3√5 √5 |𝐴𝐶| = i |𝐵𝐶| = . 5 5 Niech 𝐶 = (𝑥, 𝑦). Wykorzystujemy obliczone długości przyprostokątnych trójkąta 𝐴𝐵𝐶 oraz wzór na długość odcinka i zapisujemy równania: √5 3 2 1 2 √ = |𝐵𝐶| = (𝑥 − ) + (𝑦 + ) 5 2 2 3√5 1 2 3 2 √ = |𝐴𝐶| = (𝑥 − ) + (𝑦 + ) 5 2 2 Z układu równań 1 9 1 = 𝑥 2 − 3𝑥 + + 𝑦 2 + 𝑦 + {5 4 4 9 1 9 = 𝑥 2 − 𝑥 + + 𝑦 2 + 3𝑦 + 5 4 4 otrzymujemy zależność liniową między 𝑦 a 𝑥 8 − = −2𝑥 − 2𝑦 5 4 z której wyznaczamy 𝑦: 𝑦 = −𝑥 + . 5 4 1 9 1 Z otrzymanych równań 𝑦 = −𝑥 + i = 𝑥 2 − 3𝑥 + + 𝑦 2 + 𝑦 + obliczamy 5 5 4 4 współrzędne punktu 𝐶 : 1 2 9 4 2 4 1 = 𝑥 − 3𝑥 + + (−𝑥 + ) + (−𝑥 + ) + 5 4 5 5 4 28 187 0 = 2𝑥 2 − 𝑥+ 5 50 0 = 100𝑥 2 − 280𝑥 + 187 11 17 𝑥= lub 𝑥= 10 10 17 9 17 9 Rozwiązanie 𝑥 = odrzucamy, gdyż wtedy 𝑦 = − , a punkt ( , − ) leży pod 10 10 10 10 prostą 𝑙 . 11 3 11 3 Gdy 𝑥 = , to 𝑦 = − , więc 𝐶 = ( , − ). 10 10 10 10 Sposób III (poprzez okrąg 𝒪 i prostą 𝐴𝐶 ) Obliczamy współrzędne punktów przecięcia paraboli z prostą 𝑙 : 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑥−𝑦−2=0 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑥 − (4𝑥 2 − 7𝑥 + 1) − 2 = 0 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { −4𝑥 2 + 8𝑥 − 3 = 0 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 1 3 𝑥= ∨ 𝑥= 2 2 1 3 3 1 Stąd 𝐴 = ( , − 2) oraz 𝐵 = (2 , − 2). 2 Prosta 𝑙 ma równanie kierunkowe 𝑦 = 𝑥 − 2, więc jest nachylona do osi 𝑂𝑥 układu współrzędnych pod kątem 45°. Zatem prosta przechodząca przez punkty 𝐴 i 𝐶 jest nachylona do osi 𝑂𝑥 układu pod kątem 𝛼 + 45°. Obliczamy tg(𝛼 + 45°), korzystając ze wzoru na tangens sumy kątów: 1 tg 𝛼 + tg 45° +1 1+3 tg(𝛼 + 45°) = = 3 = =2 1 − tg 𝛼 ⋅ tg 45° 1 − 1 ⋅ 1 3 − 1 3 1 3 Wyznaczamy równanie prostej 𝐴𝐶 : 𝑦 = 2 (𝑥 − ) − . 2 2 Obliczamy długość odcinka 𝐴𝐵 : 3 1 2 1 3 2 |𝐴𝐵| = √( − ) + (− + ) = √2 2 2 2 2 Obliczamy współrzędne środka 𝑆 okręgu 𝒪 : 𝑆 = (1, −1). 1 Zapisujemy równanie okręgu 𝒪 : (𝑥 − 1)2 + (𝑦 + 1)2 = . 2 Obliczamy współrzędne punktów przecięcia okręgu 𝒪 z prostą 𝐴𝐶 : 1 (𝑥 − 1)2 + (𝑦 + 1)2 = { 2 5 𝑦 = 2𝑥 − 2 Stąd 2 5 1 (𝑥 − 1)2 + (2𝑥 − + 1) = 2 2 9 1 𝑥 2 − 2𝑥 + 1 + 4𝑥 2 − 6𝑥 + = 4 2 11 5𝑥 2 − 8𝑥 + =0 4 1 11 𝑥= lub 𝑥 = 2 10 1 3 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − , czyli współrzędne punktu 𝐴. 2 2 11 3 11 3 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − , czyli 𝐶 = ( , − 10). 10 10 10 Sposób IV (poprzez okrąg 𝒪 i średnicę przechodzącą przez 𝐶 ) Wyznaczamy punkty przecięcia prostej 𝑙 i paraboli 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1: 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑥−𝑦−2=0 𝑥 − 2 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑦 =𝑥−2 4𝑥 2 − 8𝑥 + 3 = 0 { 𝑦 =𝑥−2 1 3 Rozwiązujemy równanie kwadratowe 4𝑥 2 − 8𝑥 + 3 = 0 i otrzymujemy 𝑥 = lub 𝑥 = . 2 2 1 1 3 1 3 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − 2 = − , więc 𝐴 = ( , − ). 2 2 2 2 2 3 3 1 3 1 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − 2 = − , więc 𝐵 = ( , − ). 2 2 2 2 2 Obliczamy długość odcinka 𝐴𝐵 : 3 1 2 1 3 2 |𝐴𝐵| = √( − ) + (− + ) = √2 2 2 2 2 Ponieważ 𝐴𝐵 jest średnicą okręgu 𝒪 , więc ten okrąg ma środek w punkcie 𝑆 = (1, −1) √2 i promień 𝑟 = . 2 Kąty 𝐶𝐴𝐵 oraz 𝐶𝑆𝐵 są oparte na tym samym łuku okręgu 𝒪 , więc 1 |∡𝐶𝑆𝐵| = 2 ⋅ |∡𝐶𝐴𝐵| = 2𝛼 . Ponieważ tg 𝛼 = , więc 3 2 2 tg 𝛼 3 3 tg(2𝛼) = = 2 = 1 − tg 2 𝛼 1 4 1 − (3) Obliczamy współczynnik kierunkowy 𝑎 w równaniu prostej 𝑆𝐶 : 3 tg(2𝛼) + tg 45° +1 𝑎 = tg(2𝛼 + 45°) = = 4 =7 1 − tg(2𝛼) ⋅ tg 45° 1 − 3 ⋅ 1 4 Równanie prostej 𝑆𝐶 : 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1. Obliczamy współrzędne punktu 𝐶 : 1 (𝑥 − 1)2 + (𝑦 + 1)2 = { 2 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1 1 (𝑥 − 1)2 + [7(𝑥 − 1)]2 = { 2 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1 1 50(𝑥 − 1)2 = { 2 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1 1 |𝑥 − 1| = { 10 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1 9 11 𝑥= ∨ 𝑥= { 10 10 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1 9 17 9 17 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − < 𝑦𝐴 , więc punkt ( , − ) nie spełnia warunków 10 10 10 10 zadania. 11 3 11 3 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − , więc 𝐶 = ( , − ). 10 10 10 10

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 11 3 6 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝐶 = ( , − 10). 10 5 pkt – zapisanie jednego równania stopnia pierwszego i równania stopnia drugiego z dwiema niewiadomymi, np. 1 3 𝑦 = 2 (𝑥 − 2) − 2 { (pr. 𝐴𝐶 i okrąg 𝒪), 1 (𝑥 − 1)2 + (𝑦 + 1)2 = 2 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1 { 1 (pr. 𝑆𝐶 i okrąg 𝒪), (𝑥 − 1)2 + (𝑦 + 1)2 = 2 ALBO 4 – wyznaczenie równania prostej 𝐶𝐶1 : 𝑦 = −𝑥 + , 5 ALBO – zapisanie układu równań liniowych, np. równań prostych 𝐴𝐶 i 𝐵𝐶 . 4 pkt – zapisanie jednego równania z dwiema niewiadomymi, np. 1 3 𝑦 = 2 (𝑥 − 2) − 2 (pr. 𝐴𝐶 ), 1 (𝑥 − 1)2 + (𝑦 + 1)2 = (okrąg 𝒪), 2 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1 (pr. 𝑆𝐶), 2 2 √ 2 = √(3 − 𝑥) + (− 1 − 𝑦) (okrąg o środku w punkcie 𝐵 i promieniu 𝐵𝐶 ), 10 2 2 2 2 2 1 3 3√ = √( − 𝑥) + (− − 𝑦) (okrąg o środku w punkcie 𝐴 i promieniu 𝐴𝐶 ), 10 2 2 2 2 √(3 −𝑥) +(−1 −𝑦) 2 2 1 2 2 = 3 (wykorzystanie zależności między przyprostokątnymi 𝐵𝐶 √(1 −𝑥) +(−3−𝑦) 2 2 oraz 𝐴𝐶 ). 3 pkt – obliczenie współczynnika kierunkowego prostej 𝐴𝐶 : 2 oraz obliczenie 1 3 współrzędnych punktów przecięcia paraboli z prostą 𝑙 : 𝐴 = ( , − ) oraz 2 2 3 1 𝐵 = ( ,− ) 2 2 ALBO – obliczenie współrzędnych środka 𝑆 okręgu 𝒪 lub promienia 𝑅 okręgu 𝒪: √2 𝑆 = (1, −1) lub 𝑅 = 2 , lub |𝐴𝐵| = √2, ALBO – obliczenie współczynnika kierunkowego prostej 𝑆𝐶 : 7 oraz obliczenie 1 3 współrzędnych punktów przecięcia paraboli z prostą 𝑙 : 𝐴 = ( , − ) oraz 2 2 3 1 𝐵 = ( , − ). 2 2 1 3 2 pkt – obliczenie współrzędnych punktów przecięcia paraboli z prostą 𝑙 : 𝐴 = ( , − ) 2 2 3 1 oraz 𝐵 = ( , − ) 2 2 ALBO – obliczenie współczynnika kierunkowego prostej 𝐴𝐶 : 2, ALBO – obliczenie współczynnika kierunkowego prostej 𝑆𝐶 : 7, ALBO – zapisanie równania z jedną niewiadomą (jedną ze współrzędnych punktu 𝐴 lub 𝐵), 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 które wynika z układu równań { oraz zapisanie, że 𝑥−𝑦−2=0 𝑎𝐴𝐶 = tg(𝛼 + 45°) (lub 𝑎𝑆𝐶 = tg(2𝛼 + 45°) ), ALBO – zapisanie, że pierwsza/druga współrzędna środka 𝑆 okręgu jest średnią arytmetyczną rozwiązań równania 4𝑥 2 − 8𝑥 + 3 = 0 (lub 4𝑦 2 + 8𝑦 + 3 = 0), np. 8 𝑥1 +𝑥2 𝑥𝑆 = , 𝑥𝑆 = 24 (wzory Viète’a). 2 1 pkt – zapisanie równania z jedną niewiadomą (jedną ze współrzędnych punktu 𝐴 lub 𝐵), 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 które wynika z układu równań { , np. 𝑥−𝑦−2=0 𝑥 − 2 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1, 𝑦 = 4(𝑦 + 2)2 − 7(𝑦 + 2) + 1 ALBO – zapisanie, że 𝑎𝐴𝐶 = tg(𝛼 + 45°) lub 𝑎𝑆𝐶 = tg(2𝛼 + 45°). 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 11 3 1. Jeżeli zdający obliczy 𝐶1 = ( , − 10) oraz 𝐶2 (różny od 𝐶1 ) i nie odrzuci 𝐶2 , to 10 otrzymuje 5 punktów za całe rozwiązanie. 2. Jeżeli jedynym błędem zdającego jest: a) zastosowanie niepoprawnej równości tg(𝛼 + 𝛽) = tg𝛼 + tg𝛽 , b) zastosowanie niepoprawnej definicji funkcji trygonometrycznej, c) podstawienie do równania okręgu średnicy zamiast promienia, d) błędne zastosowanie wzorów Viète’a przy obliczaniu współrzędnych środka okręgu, to zdający może otrzymać co najwyżej 4 punkty za całe rozwiązanie.

Wersja arkusza

MMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023

Zadanie 12 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

W chwili początkowej (t=0) masa substancji jest równa 4 gramom. Wskutek rozpadu cząsteczek tej substancji jej masa się zmniejsza. Po każdej kolejnej dobie ubywa 19% masy, jaka była na koniec doby poprzedniej. Dla każdej liczby całkowitej t≥0 funkcja mt określa masę substancji w gramach po t pełnych dobach (czas liczymy od chwili początkowej). Wyznacz wzór funkcji m(t). Oblicz, po ilu pełnych dobach masa tej substancji będzie po raz pierwszy mniejsza od 1,5 grama. Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź
Oznaczmy: 𝑡 – czas (w dobach), licząc od chwili początkowej, 𝑚(𝑡) – masa substancji po 𝑡 dobach, licząc od chwili początkowej. Liczby 𝑚(0), 𝑚(1), 𝑚(2) itd. są kolejnymi wyrazami ciągu geometrycznego o ilorazie 0,81. Zatem

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 2 pkt – zapisanie wzoru funkcji 𝑚: 𝑚(𝑡) = 4 ⋅ 0,81𝑡 oraz obliczenie liczby pełnych dni/dób, po których masa substancji będzie mniejsza od 1,5 grama: 5 dób. 1 pkt – zapisanie wzoru funkcji 𝑚: 𝑚(𝑡) = 4 ⋅ 0,81𝑡 ALBO – obliczenie liczby dób, po których masa substancji będzie mniejsza od 1,5 grama: 5 dób. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwaga: Jeżeli jedynym błędem zdającego jest ustalenie niepoprawnego wzoru funkcji w postaci 𝑚(𝑡) = 4 ⋅ 0,81𝑡−1 i zdający konsekwentnie do popełnionego błędu oblicza liczbę dób, to otrzymuje 1 punkt za całe rozwiązanie.

Zadanie 23 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Tomek i Romek postanowili rozegrać między sobą pięć partii szachów. Prawdopodobieństwo wygrania pojedynczej partii przez Tomka jest równe 14 . Oblicz prawdopodobieństwo wygrania przez Tomka co najmniej czterech z pięciu partii. Wynik podaj w postaci ułamka zwykłego nieskracalnego. Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź
Sposób I 1 Określamy prawdopodobieństwo sukcesu (𝑝) i porażki (𝑞 ) w pojedynczej partii: 𝑝 = , 4 3 𝑞 =1−𝑝=4. Niech 𝑆5𝑘 oznacza zdarzenie polegające na wygraniu przez Tomka dokładnie 𝑘 partii spośród pięciu rozgrywanych (𝑘 ∈ {0, 1, 2, 3, 4, 5}). Obliczamy prawdopodobieństwo 𝑃 wygrania przez Tomka co najmniej czterech z pięciu partii: 5 1 4 3 1 5 1 5 5 ⋅ 3 + 1 16 1 𝑃 = 𝑃(𝑆54 ) + 𝑃(𝑆55 ) = ( ) ⋅ ( ) ⋅( ) +( )⋅( ) = 5 = 5= 4 4 4 5 4 4 4 64 Sposób II (poprzez drzewo) 1 Określamy prawdopodobieństwo sukcesu (𝑝) i porażki (𝑞 ) w pojedynczej partii: 𝑝 = , 4 3 𝑞 =1−𝑝=4. Rysujemy fragment drzewa doświadczenia, zawierający wszystkie gałęzie odpowiadające czterem oraz pięciu wygranym przez Tomka partiom. 1 3 4 4 𝑇 𝑅 1 3 1 4 4 4 𝑇 𝑅 𝑇 1 3 1 1 4 4 4 4 𝑇 𝑅 𝑇 𝑇 1 3 1 1 1 4 4 4 4 4 𝑇 𝑅 𝑇 𝑇 𝑇 1 3 1 1 1 1 4 4 4 4 4 4 𝑇 𝑅 𝑇 𝑇 𝑇 𝑇 Symbol 𝑇 odpowiada partii wygranej przez Tomka, natomiast 𝑅 – partii, której Tomek nie wygrał. Oznaczamy przez 𝐴 zdarzenie polegające na tym, że Tomek wygrał co najmniej cztery spośród pięciu partii. Prawdopodobieństwo zdarzenia 𝐴 jest równe 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 16 1 𝑃(𝐴) = ∙ ∙ ∙ ∙ + 5∙ ∙ ∙ ∙ ∙ = = 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 1024 64 Sposób III (przez zdarzenie przeciwne) 1 Określamy prawdopodobieństwo sukcesu (𝑝) i porażki (𝑞 ) w pojedynczej partii: 𝑝 = , 4 3 𝑞 =1−𝑝=4. Niech 𝑆5𝑘 oznacza zdarzenie polegające na wygraniu przez Tomka dokładnie 𝑘 partii spośród pięciu rozgrywanych (𝑘 ∈ {0, 1, 2, 3, 4, 5}). Obliczymy prawdopodobieństwo zdarzenia 𝐴′ – przeciwnego do zdarzenia 𝐴. Zdarzenie 𝐴′ odpowiada co najwyżej trzem wygranym przez Tomka partiom. Prawdopodobieństwo zdarzenia 𝐴′ jest równe 𝑃(𝐴′ ) = 𝑃(𝑆50 ) + 𝑃(𝑆51 ) + 𝑃(𝑆52 ) + 𝑃(𝑆53 ) = 5 1 0 3 5 5 1 1 3 4 5 1 2 3 3 5 1 3 3 2 =( )⋅( ) ⋅( ) +( )⋅( ) ⋅( ) +( )⋅( ) ⋅( ) +( )⋅( ) ⋅( ) = 0 4 4 1 4 4 2 4 4 3 4 4 9 ∙ 112 63 = = 45 64 Zatem prawdopodobieństwo zdarzenia 𝐴 – tj. wygrania przez Tomka co najmniej czterech z pięciu partii, jest równe 63 1 𝑃(𝐴) = 1 − 𝑃(𝐴′ ) = 1 − = 64 64

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 1 3 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: . 64 2 pkt – zapisanie poprawnego prawdopodobieństwa uzyskania co najmniej czterech 5 1 4 3 1 5 1 5 sukcesów w pięciu próbach Bernoullego, np. 𝑃 = ( ) ⋅ ( ) ⋅ ( ) + ( ) ⋅ ( ) , 4 4 4 5 4 4 5 1 3 1 𝑃 = 5 ⋅ (4) ⋅ 4 + (4) , 5 1 0 3 5 5 1 1 3 4 5 1 2 3 3 5 1 3 3 1 𝑃 = 1 − [( ) ⋅ ( ) ⋅ ( ) + ( ) ⋅ ( ) ⋅ ( ) + ( ) ⋅ ( ) ⋅ ( ) + ( ) ⋅ ( ) ⋅ ( ) ] 0 4 4 1 4 4 2 4 4 3 4 4 1 pkt – zapisanie prawdopodobieństwa odniesienia sukcesu (𝑝) i porażki (𝑞 ) w pojedynczej 1 3 partii: 𝑝 = , 𝑞 = 4 4 ALBO – zapisanie prawdopodobieństwa w postaci 𝑝5 + 5𝑝4 ⋅ 𝑞 , gdzie 𝑝 jest prawdopodobieństwem odniesienia sukcesu, 𝑞 – porażki, ALBO – przedstawienie fragmentu drzewa zawierającego wszystkie istotne gałęzie odpowiadające pięciu wygranym i czterem wygranym, ALBO – przedstawienie fragmentu drzewa zawierającego gałąź odpowiadającą czterem wygranym i jednej przegranej oraz określenie na każdym odcinku gałęzi prawdopodobieństwa sukcesu i porażki. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 5 1 4 3 1 1. Jeżeli zdający zapisze poprawne prawdopodobieństwa 𝑃(𝑆54 ) = ( ) ⋅ ( ) ⋅ ( ) oraz 4 4 4 5 5 1 𝑃(𝑆55 ) = ( ) ⋅ (4) , ale z dalszego rozwiązania nie wynika, że 𝑃 = 𝑃(𝑆54 ) + 𝑃(𝑆55 ), to 5 otrzymuje co najwyżej 1 punkt za całe rozwiązanie. 2. Jeżeli zdający określa błędnie prawdopodobieństwo porażki i konsekwentnie rozwiąże zadanie do końca, to otrzymuje 1 punkt za całe rozwiązanie.

Zadanie 33 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Funkcja f jest określona wzorem fx=3x2-2xx2+2x+8 dla każdej liczby rzeczywistej x. Punkt P=x0, 3 należy do wykresu funkcji f. Oblicz x0 oraz wyznacz równanie stycznej do wykresu funkcji f w punkcie P. Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź
Obliczamy odciętą 𝑥0 punktu 𝑃: 3𝑥02 − 2𝑥0 3= 𝑥02 + 2𝑥0 + 8 3𝑥0 2 + 6𝑥0 + 24 = 3𝑥0 2 − 2𝑥0 𝑥0 = −3 Wyznaczamy pochodną funkcji 𝑓 : ′ (𝑥) (6𝑥 − 2)(𝑥 2 + 2𝑥 + 8) − (3𝑥 2 − 2𝑥)(2𝑥 + 2) 𝑓 = (𝑥 2 + 2𝑥 + 8)2 8𝑥 2 + 48𝑥 − 16 𝑓 ′ (𝑥) = (𝑥 2 + 2𝑥 + 8)2 Wyznaczamy równanie kierunkowe 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 stycznej do wykresu funkcji 𝑓 w punkcie 𝑃. Obliczamy współczynnik kierunkowy 𝑎 w równaniu stycznej: 8 𝑎 = 𝑓 ′ (−3) = − 11 Obliczamy współczynnik 𝑏 w równaniu stycznej: 8 3=− ∙ (−3) + 𝑏 11 9 𝑏= 11 8 9 Styczna ma równanie 𝑦 = − 𝑥 + 11 . 11

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 8 9 3 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝑥0 = −3 oraz 𝑦 = − 𝑥 + 11 11 8 (lub 𝑦 = − (𝑥 + 3) + 3). 11 2 pkt – obliczenie odciętej punktu 𝑃 i wyznaczenie pochodnej funkcji 𝑓 : 𝑥0 = −3 oraz (6𝑥−2)⋅(𝑥2 +2𝑥+8)−(3𝑥2 −2𝑥)⋅(2𝑥+2) 𝑓 ′ (𝑥) = 2 . (𝑥2 +2𝑥+8) 1 pkt – obliczenie odciętej punktu 𝑃: 𝑥0 = −3 ALBO (6𝑥−2)⋅(𝑥2 +2𝑥+8)−(3𝑥2 −2𝑥)⋅(2𝑥+2) – wyznaczenie pochodnej funkcji 𝑓 : 𝑓 ′ (𝑥) = 2 . (𝑥2 +2𝑥+8) 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwaga: Jeżeli zdający błędnie stosuje wzór na pochodną ilorazu funkcji, to może otrzymać co najwyżej 1 punkt za całe rozwiązanie.

Zadanie 43 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Liczby rzeczywiste x oraz y spełniają jednocześnie równanie x+y=4 i nierówność x3-x2y≤xy2-y3. Wykaż, że x=2 oraz y=2.

Pokaż odpowiedź
Sposób I Ponieważ 𝑥 + 𝑦 = 4, więc 𝑦 = 4 − 𝑥 . Ponieważ ponadto 𝑥 i 𝑦 spełniają nierówność 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 ≤ 𝑥𝑦 2 − 𝑦 3 , więc otrzymujemy 𝑥 3 − 𝑥 2 (4 − 𝑥) ≤ 𝑥(4 − 𝑥)2 − (4 − 𝑥)3 Stosujemy wzór na sześcian różnicy oraz kwadrat różnicy i otrzymujemy 𝑥 3 − 4𝑥 2 + 𝑥 3 ≤ 𝑥(16 − 8𝑥 + 𝑥 2 ) − (64 − 48𝑥 + 12𝑥 2 − 𝑥 3 ) Przekształcamy nierówność i otrzymujemy kolejno 𝑥 3 − 4𝑥 2 + 𝑥 3 ≤ 16𝑥 − 8𝑥 2 + 𝑥 3 − 64 + 48𝑥 − 12𝑥 2 + 𝑥 3 16𝑥 2 − 64𝑥 + 64 ≤ 0 (4𝑥 − 8)2 ≤ 0 Ponieważ kwadrat każdej liczby rzeczywistej jest liczbą nieujemną, więc jedynym rozwiązaniem tej nierówności jest 𝑥 = 2. Ponieważ 𝑦 = 4 − 𝑥 , więc 𝑦 = 2. To należało wykazać. Sposób II Przekształcamy nierówność 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 ≤ 𝑥𝑦 2 − 𝑦 3 kolejno do postaci 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 − 𝑥𝑦 2 + 𝑦 3 ≤ 0 (𝑥 − 𝑦)(𝑥 2 − 𝑦 2 ) ≤ 0 (𝑥 + 𝑦)(𝑥 − 𝑦)2 ≤ 0 Ponieważ 𝑥 + 𝑦 = 4, więc otrzymujemy 4(𝑥 − 𝑦)2 ≤ 0 Ponieważ kwadrat każdej liczby rzeczywistej jest liczbą nieujemną, więc musi zachodzić (𝑥 − 𝑦)2 = 0 Stąd 𝑥 − 𝑦 = 0, czyli 𝑥 = 𝑦. Zatem 2𝑥 = 4, czyli 𝑥 = 2. Ponieważ 𝑦 = 4 − 𝑥 , więc 𝑦 = 2. To należało wykazać.

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 3 pkt – przeprowadzenie pełnego rozumowania, tj. przekształcenie nierówności 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 ≤ 𝑥𝑦 2 − 𝑦 3 do postaci, z której można bezpośrednio wnioskować o równości liczb 𝑥 i 𝑦 (lub do postaci, z której można bezpośrednio wnioskować, że jedna z liczb: 𝑥 , 𝑦, jest równa 2) oraz obliczenie tych liczb: 𝑥 = 2 oraz 𝑦 = 2. 2 pkt – zastosowanie wzoru na sześcian różnicy oraz kwadrat różnicy, wykorzystanie założenia i zapisanie nierówności kwadratowej z jedną niewiadomą 𝑥 (lub 𝑦) w postaci 𝑎𝑥 2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≥ 0 lub 𝑎𝑥 2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≤ 0, np. 16𝑥 2 − 64𝑥 + 64 ≤ 0 ALBO – wykorzystanie założenia 𝑥 + 𝑦 = 4 i zapisanie nierówności w postaci 4(𝑥 − 𝑦)2 ≤ 0 (lub 4(4 − 2𝑦)2 ≤ 0, lub 4(2𝑥 − 4)2 ≤ 0), ALBO – przekształcenie nierówności do postaci (𝑥 − 𝑦)2 ⋅ (𝑥 + 𝑦) ≤ 0 oraz poprawne określenie znaku jednego z czynników iloczynu (𝑥 − 𝑦)2 ⋅ (𝑥 + 𝑦), ALBO – zastosowanie nierówności między średnią arytmetyczną a geometryczną, zapisanie obu przypadków i przeprowadzenie poprawnego rozumowania dla jednego z tych przypadków. 1 pkt – wykorzystanie zależności 𝑥 + 𝑦 = 4 i zapisanie nierówności z jedną niewiadomą, np. 𝑥 3 − 𝑥 2 (4 − 𝑥) ≤ 𝑥(4 − 𝑥)2 − (4 − 𝑥)3 ALBO – przekształcenie nierówności 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 ≤ 𝑥𝑦 2 − 𝑦 3 do postaci (𝑥 − 𝑦)(𝑥 2 − 𝑦 2 ) ≤ 0, ALBO – przekształcenie nierówności 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 ≤ 𝑥𝑦 2 − 𝑦 3 do postaci 𝑥 ⋅ 𝑦 ≥ 4. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwaga: Jeżeli zdający podstawia do związków 𝑥 + 𝑦 = 4 oraz 𝑥 3 − 𝑥 2 𝑦 ≤ 𝑥𝑦 2 − 𝑦 3 konkretne wartości liczbowe i na tym opiera swoją argumentację, to otrzymuje 0 punktów za całe rozwiązanie.

Zadanie 53 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Dany jest trójkąt prostokątny ABC, w którym ∡ABC=90° oraz ∡CAB=α=60°. Punkty K i L leżą na bokach – odpowiednio – AB i BC tak, że BK=BL=1 (jak na rysunku). Odcinek KL przecina wysokość BD tego trójkąta w punkcie N, a ponadto AD=2. -635112395α A K N 1 2 D B L C 1 0α A K N 1 2 D B L C 1 Wykaż, że ND=3+1.

Pokaż odpowiedź
Sposób I (pola trójkątów) W trójkącie 𝐷𝐴𝐵 o kątach 90°, 60°, 30° mamy: |𝐴𝐷| = 2, |𝐴𝐵| = 4 i |𝐵𝐷| = 2√3. 𝐴 2 60° 𝐷 𝐾 𝑁 1 𝐵 1 𝐿 𝐶 W trójkącie 𝐵𝐿𝑁 miara kąta 𝑁𝐵𝐿 jest równa 60°. W trójkącie 𝐾𝐵𝑁 miara kąta 𝐾𝐵𝑁 1 jest równa 30°. Ponieważ pole trójkąta 𝐾𝐵𝐿 (równe ) jest sumą pól trójkątów 𝐵𝐿𝑁 oraz 2 𝐾𝐵𝑁, więc możemy zapisać równość 1 1 1 ∙ |𝐵𝐿| ∙ |𝐵𝑁| ∙ sin 60° + ∙ |𝐵𝑁| ∙ |𝐵𝐾| ∙ sin30° = 2 2 2 Stąd, po uwzględnieniu warunku |𝐵𝐾| = |𝐵𝐿| = 1, otrzymujemy dalej √3 1 |𝐵𝑁| ∙ + |𝐵𝑁| ∙ = 1 2 2 |𝐵𝑁| ∙ (√3 + 1) = 2 |𝐵𝑁| = √3 − 1 Zatem |𝑁𝐷| = |𝐵𝐷| − |𝐵𝑁| = 2√3 − (√3 − 1) = √3 + 1. To należało wykazać. Sposób II W trójkącie 𝐷𝐴𝐵 o kątach 90°, 60°, 30° mamy: |𝐴𝐷| = 2, |𝐴𝐵| = 4 i |𝐵𝐷| = 2√3. Kąty w trójkącie 𝐵𝑁𝐾 mają miary: 30°, 45°, 105°. Stosujemy twierdzenie sinusów i zapisujemy równość: |𝐵𝐾| |𝐵𝑁| = sin105° sin45° Zatem √2 1 ∙ sin45° 2 2 |𝐵𝑁| = = = = √3 − 1 sin(60° + 45°) √3 √2 1 √2 √3 + 1 2 ∙ 2 +2∙ 2 Ostatecznie |𝑁𝐷| = |𝐵𝐷| − |𝐵𝑁| = 2√3 − (√3 − 1) = √3 + 1. To należało wykazać. Sposób III (trójkąt 𝐵𝐿𝑁) Prowadzimy wysokość 𝑁𝐸 w trójkącie 𝐵𝐿𝑁 i oznaczamy 𝑥 = |𝐵𝐸|. 𝐴 2 60° 𝐷 𝐾 𝑁 1 𝑥 1−𝑥 𝐵 𝐸 𝐿 𝐶 Trójkąt prostokątny 𝐷𝐴𝐵 ma kąty ostre 60° i 30°, więc: |𝐴𝐵| = 2|𝐴𝐷| = 2 ⋅ 2 = 4 i |𝐵𝐷| = |𝐴𝐷|√3 = 2√3 Trójkąt prostokątny 𝐵𝐿𝐾 ma kąty ostre 45°, więc |𝐾𝐿| = √2. W trójkącie prostokątnym 𝑁𝐵𝐸 kąty ostre mają miary 60° i 30°, więc |𝑁𝐸| = |𝐵𝐸| ∙ √3 = 𝑥√3 i |𝐵𝑁| = 2|𝐵𝐸| = 2𝑥 Trójkąt prostokątny 𝐸𝐿𝑁 ma kąty ostre 45°, więc |𝑁𝐸| = |𝐸𝐿| = 𝑥√3 Ale |𝑁𝐸| = |𝐵𝐿| − |𝐵𝐸| = 1 − 𝑥 , więc otrzymujemy równanie 1 − 𝑥 = 𝑥√3 𝑥√3 + 𝑥 = 1 (√3 + 1)𝑥 = 1 Mnożąc obie strony równania przez √3 − 1, otrzymujemy 2𝑥 = √3 − 1 czyli |𝐵𝑁| = 2𝑥 = √3 − 1 Zatem |𝑁𝐷| = |𝐵𝐷| − |𝐵𝑁| = 2√3 − (√3 − 1) = √3 + 1. To należało wykazać. Sposób IV (twierdzenie cosinusów) W trójkącie 𝐷𝐴𝐵 o kątach 90°, 60°, 30° mamy: |𝐴𝐷| = 2, |𝐴𝐵| = 4 i |𝐵𝐷| = 2√3. W trójkącie 𝐾𝐵𝐿 kąty mają miary: 90°, 45°, 45° oraz: |𝐵𝐾| = |𝐵𝐿| = 1, |𝐾𝐿| = √2. Z twierdzenia cosinusów zastosowanego do trójkątów 𝐾𝐵𝑁 oraz 𝐵𝐿𝑁 otrzymujemy równości |𝐵𝑁|2 = |𝐵𝐾|2 + |𝐾𝑁|2 − 2 ∙ |𝐵𝐾| ∙ |𝐾𝑁| ∙ cos45° oraz |𝐵𝑁|2 = |𝐵𝐿|2 + |𝐿𝑁|2 − 2 ∙ |𝐵𝐿| ∙ |𝐿𝑁| ∙ cos45° Zatem po podstawieniu |𝐵𝐾| = |𝐵𝐿| = 1 i dodaniu stronami równań otrzymujemy równość: 2 ∙ |𝐵𝑁|2 = |𝐿𝑁|2 + |𝐾𝑁|2 Ponieważ |∡𝐾𝐵𝑁| = 30°, więc z twierdzenia cosinusów zastosowanego do trójkąta 𝐾𝐵𝑁 otrzymujemy: |𝐾𝑁|2 = |𝐵𝐾|2 + |𝐵𝑁|2 − 2 ∙ |𝐵𝐾| ∙ |𝐵𝑁| ∙ cos30° Ponieważ |∡𝑁𝐵𝐿| = 60°, więc z twierdzenia cosinusów zastosowanego do trójkąta 𝐵𝐿𝑁 otrzymujemy: |𝐿𝑁|2 = |𝐵𝐿|2 + |𝐵𝑁|2 − 2 ∙ |𝐵𝐿| ∙ |𝐵𝑁| ∙ cos60° Zatem po podstawieniu |𝐵𝐾| = |𝐵𝐿| = 1 i dodaniu stronami równań otrzymujemy równość: |𝐿𝑁|2 + |𝐾𝑁|2 = 2 + 2 ∙ |𝐵𝑁|2 − |𝐵𝑁| ∙ √3 − |𝐵𝑁| Ale 2 ∙ |𝐵𝑁|2 = |𝐿𝑁|2 + |𝐾𝑁|2 więc 2 ∙ |𝐵𝑁|2 = 2 + 2 ∙ |𝐵𝑁|2 − |𝐵𝑁| ∙ √3 − |𝐵𝑁| Zatem |𝐵𝑁| ∙ (√3 + 1) = 2, czyli |𝐵𝑁| = √3 − 1. Dlatego |𝑁𝐷| = |𝐵𝐷| − |𝐵𝑁| = 2√3 − (√3 − 1) = √3 + 1. To należało wykazać. Sposób V (trójkąt w układzie współrzędnych) Umieszczamy trójkąt 𝐴𝐵𝐶 w kartezjańskim układzie współrzędnych (𝑥, 𝑦) tak, aby: 𝐵 = (0, 0), 𝐴 był punktem leżącym na dodatniej półosi 𝑂𝑦, 𝐶 był punktem leżącym na dodatniej półosi 𝑂𝑥 . Wtedy 𝐾 = (0, 1) i 𝐿 = (1, 0), więc prosta 𝐾𝐿 ma równanie 𝑦 = −𝑥 + 1. Ponieważ |∡𝐵𝐴𝐶| = 60° i 𝐵𝐷 ⊥ 𝐴𝐶 , więc prosta 𝐵𝐷 jest nachylona do osi 𝑂𝑥 pod kątem 60°. Stąd 𝐵𝐷 ma równanie 𝑦 = √3𝑥. 𝑦 𝐴 4 2 𝑦 = √3 ⋅ 𝑥 60° 𝐷 𝐾 1 𝑁 𝐿 0 𝐵 1 𝐶 𝑥 𝑦 = −𝑥 + 1 Obliczamy współrzędne punktu 𝑁 : 𝑦 = −𝑥 + 1 { 𝑦 = √3 𝑥 √3𝑥 = −𝑥 + 1 { 𝑦 = √3 𝑥 1 𝑥= √3 + 1 √3 𝑦= { √3 + 1 1 √3 czyli 𝑁 = ( , ). √3+1 √3+1 Obliczamy współrzędne punktu 𝐴. |𝐴𝐷| |𝐴𝐷| |𝐴𝐵| = cos 60°, więc |𝐴𝐵| = cos 60° = 4 i stąd 𝐴 = (0, 4). Ponieważ |∡𝐵𝐶𝐴| = 30°, więc współczynnik kierunkowy 𝑎 w równaniu prostej 𝐴𝐶 jest √3 √3 równy 𝑎 = tg 150° = − . Zatem prosta 𝐴𝐶 ma równanie 𝑦 = − 𝑥 + 4. 3 3 Obliczamy odległość punktu 𝑁 od prostej 𝐴𝐶 : √3 1 √3 −√3 − 3√3 + 12(√3 + 1) 8√3 + 12 |− 3 ⋅ −1⋅ + 4| | | √3 + 1 √3 + 1 3(√3 + 1) 3(√3 + 1) = = = 2 2 2 √(− √3) + (−1)2 √3 √3 3 8√3 + 12 √3 4 + 2√3 2(2 + √3)(√3 − 1) = ⋅ = = = √3 + 1 3(√3 + 1) 2 √3 + 1 2 Zatem |𝑁𝐷| = √3 + 1. To należało wykazać. Sposób VI (prosta równoległa do 𝐾𝐿 przechodząca przez 𝐷 ) Prowadzimy wysokość 𝐷𝐸 trójkąta 𝐵𝐶𝐷, a przez punkt 𝐷 prostą równoległą do prostej 𝐾𝐿 i oznaczamy przez 𝐹 punkt jej przecięcia z prostą 𝐵𝐶 . 𝐴 2 60° 𝐹 𝐷 𝐾 𝑁 1 𝐵 1 𝐿 𝐸 𝐹 𝐶 W trójkącie 𝐷𝐴𝐵 o kątach 90°, 60°, 30° mamy: |𝐴𝐷| = 2, |𝐴𝐵| = 4 i |𝐵𝐷| = 2√3. |𝐵𝐷| Trójkąt prostokątny 𝐵𝐸𝐷 ma również kąty ostre 60° i 30°, więc |𝐵𝐸| = = √3 2 i |𝐷𝐸| = |𝐵𝐷|√3 = 3. Trójkąt prostokątny 𝐷𝐸𝐹 ma kąty ostre 45°, więc jest równoramienny. Zatem |𝐸𝐹| = |𝐷𝐸| = 3. Stąd |𝐿𝐹| = |𝐿𝐸| + |𝐸𝐹| = (|𝐵𝐸| − |𝐵𝐿|) + |𝐸𝐹| = √3 − 1 + 3 = 2 + √3. Z twierdzenia Talesa otrzymujemy |𝑁𝐷| |𝐵𝑁| = |𝐿𝐹| |𝐵𝐿| czyli |𝑁𝐷| 2√3 − |𝑁𝐷| = 2 + √3 1 Stąd |𝑁𝐷| = (2 + √3) ⋅ (2√3 − |𝑁𝐷|) |𝑁𝐷| + (2 + √3) ⋅ |𝑁𝐷| = 4√3 + 6 |𝑁𝐷| ⋅ (3 + √3) = 4√3 + 6 4√3 + 6 2(2√3 + 3)(3 − √3) |𝑁𝐷| = = = √3 + 1 3 + √3 9−3 To należało wykazać. Sposób VII (prosta równoległa do 𝐵𝐶 przechodząca przez 𝐷 ) Prowadzimy przez punkt 𝐷 prostą równoległą do prostej 𝐵𝐶 i oznaczamy przez 𝐸 punkt jej przecięcia z prostą 𝐾𝐿, natomiast przez 𝐹 – punkt jej przecięcia z prostą 𝐴𝐵 . 𝐴 2 60° 𝐹 𝐷 𝐸 𝐾 𝑁 1 𝐵 1 𝐿 𝐶 W trójkącie 𝐷𝐴𝐵 o kątach 90°, 60°, 30° mamy: |𝐴𝐷| = 2, |𝐴𝐵| = 4 i |𝐵𝐷| = 2√3. Trójkąt prostokątny 𝐴𝐹𝐷 ma kąty ostre 60° i 30°, więc |𝐴𝐹| = 1 oraz |𝐷𝐹| = √3. Zatem |𝐹𝐾| = 4 − 1 − 1 = 2. Trójkąt prostokątny 𝐾𝐹𝐸 ma kąty ostre 45°, więc jest równoramienny. Zatem |𝐸𝐹| = |𝐹𝐾| = 2. Stąd |𝐸𝐷| = 2 + √3. Trójkąty 𝐷𝐸𝑁 i 𝐵𝐿𝑁 są podobne (kkk), więc |𝑁𝐷| |𝐵𝑁| = |𝐸𝐷| |𝐵𝐿| czyli |𝑁𝐷| 2√3 − |𝑁𝐷| = 2 + √3 1 Stąd |𝑁𝐷| = (2 + √3) ⋅ (2√3 − |𝑁𝐷|) |𝑁𝐷| + (2 + √3) ⋅ |𝑁𝐷| = 4√3 + 6 |𝑁𝐷| ⋅ (3 + √3) = 4√3 + 6 4√3 + 6 2(2√3 + 3)(3 − √3) |𝑁𝐷| = = = √3 + 1 3 + √3 9−3 To należało wykazać.

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 3 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: |𝑁𝐷| = √3 + 1. 2 pkt – obliczenie długości odcinka 𝐵𝑁: √3 − 1 ALBO – obliczenie długości odcinka 𝐵𝐷 : |𝐵𝐷| = 2√3 i zapisanie równania z jedną niewiadomą 𝑥 (długością odcinka 𝐵𝑁), ALBO 𝑥 2+√3 – zapisanie równania = 1 z niewiadomą 𝑥 = |𝐷𝑁| (otrzymanego 2√3−𝑥 z podobieństwa trójkątów 𝐵𝐿𝑁 i 𝐷𝐸𝑁 , sposób VII), ALBO 1 √3 – obliczenie współrzędnych punktu 𝑁 : 𝑁 = ( , ) i obliczenie długości √3+1 √3+1 odcinka 𝐵𝐷 : |𝐵𝐷| = 2√3 (sposób V), ALBO 1 √3 – obliczenie współrzędnych punktów 𝑁 i 𝐷 : 𝑁 = ( , ) i 𝐷 = (√3, 3) √3+1 √3+1 (sposób V), ALBO 1 √3 – obliczenie współrzędnych punktu 𝑁 : 𝑁 = ( , ) i zapisanie długości |𝐷𝑁| √3+1 √3+1 √3 ⋅ √ 1 − 1 ⋅ √ 3 + 4| √ |− 3 3+1 3+1 w postaci (sposób V). 2 √(− √3 2 ) +(−1) 3 1 pkt – zapisanie równania z jedną niewiadomą 𝑥 = |𝐵𝑁|, np. 1 1 1 ∙ 1 ∙ 𝑥 ∙ sin60° + 2 ∙ 𝑥 ∙ 1 ∙ sin30° = 2 (z sumy pól trójkątów 𝐵𝐿𝑁 oraz 𝐾𝐵𝑁), 2 1 𝑥 = (z twierdzenia sinusów dla trójkąta 𝐵𝑁𝐾 ), sin 105° sin 45° 1 𝑥 = (z twierdzenia sinusów dla trójkąta 𝐵𝑁𝐿), sin 75° sin 45° 1 𝑥⋅√3 1 − 2 ∙ 𝑥 = 2 (ze związków miarowych w trójkątach 𝐵𝐸𝑁 i 𝐸𝐿𝑁), ALBO – obliczenie długości odcinka 𝐵𝐷 i zapisanie |𝐵𝐷| = 2√3, ALBO – zapisanie równania z jedną niewiadomą 𝑥 (pierwszą lub drugą współrzędną punktu 𝑁 ), np. −𝑥 + 1 = √3𝑥 (sposób V), ALBO – wyznaczenie równań prostych 𝐴𝐶 i 𝐵𝐷 oraz obliczenie współrzędnych punktu 𝐷 : 𝐷 = (√3, 3) (sposób V). 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano nieprawidłową metodę, albo brak rozwiązania. Uwaga: W rozwiązaniach nie są akceptowane przybliżenia dziesiętne liczb rzeczywistych.

Zadanie 63 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Rozwiąż równanie 4sin4xcos6x=2sin10x+1 Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź
Sposób I Stosujemy wzory na sinus sumy oraz różnicy kątów i przekształcamy równanie równoważnie, otrzymując: 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) = 2 sin(10𝑥) + 1 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) = 2 sin(6𝑥 + 4𝑥) + 1 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) = 2 sin(6𝑥) cos(4𝑥) + 2 cos(6𝑥) sin(4𝑥) + 1 2 sin(4𝑥) cos(6𝑥) − 2 sin(6𝑥) cos(4𝑥) = 1 −2 sin(2𝑥) = 1 1 sin(2𝑥) = − 2 7 11 Stąd 2𝑥 = 𝜋 + 2𝑘𝜋 lub 2𝑥 = 6 𝜋 + 2𝑘𝜋, gdzie 𝑘 ∈ ℤ, czyli 6 7 11 𝑥= 𝜋 + 𝑘𝜋 lub 𝑥 = 𝜋 + 𝑘𝜋 12 12 gdzie 𝑘 ∈ ℤ. Sposób II Zauważamy, że 4𝑥 + 6𝑥 = 10𝑥 . Postać lewej strony równania sugeruje zastosowanie 𝛼−𝛽 wzoru na różnicę sinusów. Niech 𝛼 i 𝛽 będą liczbami rzeczywistymi takimi, że = 4𝑥 2 𝛼+𝛽 oraz = 6𝑥. Wtedy 2 𝛼 = 8𝑥 + 𝛽 { 8𝑥 + 𝛽 + 𝛽 = 6𝑥 2 𝛼 = 10𝑥 { 𝛽 = 2𝑥 Przekształcamy lewą stronę równania 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) = 2 sin(10𝑥) + 1: 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) = 2(sin 𝛼 − sin 𝛽) = 2(sin(10𝑥) − sin(2𝑥)) Stąd i ze wzoru na różnicę sinusów otrzymujemy: 2(sin(10𝑥) − sin(2𝑥)) = 2 sin(10𝑥) + 1 −2 sin(2𝑥) = 1 1 sin(2𝑥) = − 2 Rozwiązując to równanie, otrzymujemy: 7 11 2𝑥 = 𝜋 + 2𝑘𝜋 lub 2𝑥 = 𝜋 + 2𝑘𝜋, gdzie 𝑘 ∈ 𝑍 6 6 7 11 𝑥= 𝜋 + 𝑘𝜋 lub 𝑥 = 𝜋 + 𝑘𝜋, gdzie 𝑘 ∈ 𝑍 12 12 Sposób III Przekształcamy równoważnie wyrażenie 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥), stosując wzory na sinus różnicy i cosinus sumy kątów: 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) = 4 sin(5𝑥 − 𝑥) cos(5𝑥 + 𝑥) = = 4[sin(5𝑥) cos 𝑥 − cos(5𝑥) sin 𝑥] ⋅ [cos(5𝑥) cos 𝑥 − sin(5𝑥) sin 𝑥] = = 4 sin(5𝑥) cos(5𝑥) cos2 𝑥 − 4 sin2 (5𝑥) sin 𝑥 cos 𝑥 − 4 cos 2 (5𝑥) sin 𝑥 cos 𝑥 + +4 sin(5𝑥) cos(5𝑥) sin2 𝑥 = = 4 sin(5𝑥) cos(5𝑥) − 4 sin 𝑥 cos 𝑥 = 2 sin(10𝑥) − 2 sin(2𝑥) Stąd otrzymujemy: 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) = 2 sin(10𝑥) + 1 2(sin(10𝑥) − sin(2𝑥)) = 2 sin(10𝑥) + 1 −2 sin(2𝑥) = 1 1 sin(2𝑥) = − 2 Rozwiązując to równanie, otrzymujemy: 7 11 2𝑥 = 𝜋 + 2𝑘𝜋 lub 2𝑥 = 𝜋 + 2𝑘𝜋, gdzie 𝑘 ∈ 𝑍 6 6 7 11 𝑥= 𝜋 + 𝑘𝜋 lub 𝑥= 𝜋 + 𝑘𝜋, gdzie 𝑘 ∈ 𝑍 12 12

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 7 11 3 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝜋 + 𝑘𝜋 oraz 𝜋 + 𝑘𝜋, 12 12 gdzie 𝑘 ∈ ℤ . 1 1 2 pkt – przekształcenie równania do postaci sin(2𝑥) = − lub sin(−2𝑥) = . 2 2 1 pkt – zastosowanie wzoru na sinus sumy kątów i zapisanie sin(10𝑥) jako sin(6𝑥) cos(4𝑥) + cos(6𝑥) sin(4𝑥) ALBO – zastosowanie wzoru na sumę/różnicę sinusów i zapisanie wyrażenia 2 sin(4𝑥) cos(6𝑥) jako sin(10𝑥) − sin(2𝑥) lub sin(10𝑥) + sin(−2𝑥), ALBO – zastosowanie wzorów na sinus różnicy i cosinus sumy kątów i zapisanie 4 sin(4𝑥) cos(6𝑥) jako [sin(5𝑥) cos 𝑥 − cos(5𝑥) sin 𝑥] ⋅ [cos(5𝑥) cos 𝑥 − sin(5𝑥) sin 𝑥]. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeżeli zdający popełnia błąd rachunkowy, w wyniku którego otrzymuje jedną serię rozwiązań, to otrzymuje co najwyżej 1 punkt za całe rozwiązanie. 2. Jeżeli zdający popełnia jednokrotnie błąd polegający na: – niepoprawnym zastosowaniu wzorów trygonometrycznych na: sinus sumy/różnicy lub sumy/różnicy sinusów, lub iloczyn sinusa i cosinusa ALBO – błędnym zastosowaniu nieparzystości/parzystości funkcji trygonometrycznej i konsekwentnie rozwiąże zadanie do końca, i otrzyma co najmniej jedną serię rozwiązań, to może otrzymać co najwyżej 1 punkt za całe rozwiązanie.

Zadanie 74 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Dany jest sześcian ABCDEFGH o krawędzi długości 6. Punkt S jest punktem przecięcia przekątnych AH i DE ściany bocznej ADHE. Oblicz wysokość trójkąta SBH poprowadzoną z punktu S na bok BH tego trójkąta. Zapisz obliczenia. 212725200025A B H G S 6 A B H G S 6 Wskazówka: rysunek przedstawia przekrój ABGH sześcianu ABCDEFGH.

Pokaż odpowiedź
Przyjmijmy oznaczenia jak na rysunku: 𝑆 – środek odcinka 𝐴𝐻 , 𝐻 𝐺 𝑅 – środek odcinka 𝐵𝐻, 𝑃 – spodek wysokości trójkąta 𝑆𝐵𝐻 poprowadzonej 𝐸 𝐹 z punktu 𝑆 na bok 𝐵𝐻. 𝑃 𝑆 𝑅 𝐷 𝐶 𝐴 6 𝐵 Sposób I Obliczamy |𝐴𝐻| = 6√2, |𝐵𝐻| = 6√3. 𝐻 Trójkąty 𝐴𝐻𝐵 i 𝑃𝐻𝑆 są podobne (cecha kkk), więc |𝑆𝑃| |𝑆𝐻| 𝑃 = |𝐴𝐵| |𝐵𝐻| 𝑆 |𝑆𝑃| 3√2 = 6 6√3 |𝑆𝑃| = √6 𝐴 6 𝐵

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 4 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: √6. 3 pkt – zapisanie równania z jedną niewiadomą (długością odcinka 𝑆𝑃), np.: |𝑆𝑃| 3√2 = (z podobieństwa trójkątów 𝑃𝐻𝑆 i 𝐴𝐻𝐵, sposób I), 6 6√3 1 1 18√2 = 2 ⋅ 3√2 ⋅ 6 + 2 ⋅ 6√3 ⋅ |𝑆𝑃| (z równości pól 𝑃𝐻𝐴𝐵 = 𝑃𝐵𝐴𝑆 + 𝑃𝐻𝑆𝐵 ), 1 1 1 9√2 = 2 ⋅ 6√3 ⋅ |𝑆𝑃| (z równości 𝑃𝐻𝑆𝐵 = 2 ⋅ |𝐻𝑆| ⋅ |𝐴𝐵| = 2 ⋅ |𝐻𝐵| ⋅ |𝑆𝑃|, sposób II), ALBO 9√2 – obliczenie pola trójkąta 𝐻𝑆𝑅 oraz długości odcinka 𝐻𝑅: 𝑃∆𝐻𝑆𝑅 = oraz 2 |𝐻𝑅| = 3√3, ALBO – obliczenie długości odcinków 𝐻𝑃 i 𝐻𝑆: |𝐻𝑃| = 2√3 i |𝐻𝑆| = 3√2, ALBO – obliczenie długości odcinków 𝐻𝑃 oraz cosinusa/tangensa kąta 𝑆𝐻𝑃: |𝐻𝑃| = 2√3 √6 √2 i cos ∡𝑆𝐻𝑃 = (tg ∡𝑆𝐻𝑃 = ), 3 2 ALBO – obliczenie długości 𝐴𝐾 : 𝐴𝐾 = 2√6. 2 pkt – obliczenie długości boków trójkąta 𝐻𝑆𝐵: |𝐻𝑆| = 3√2, |𝐻𝐵| = 6√3, |𝑆𝐵| = 3√6 ALBO – zapisanie proporcji wynikającej z podobieństwa dwóch trójkątów prostokątnych, przy czym jednym z nich jest trójkąt 𝐻𝑆𝑃, ALBO – obliczenie/zapisanie długości odcinków 𝐵𝐻 oraz 𝑆𝑅 : |𝐵𝐻| = 6√3 oraz |𝑆𝑅| = 3, ALBO √6 – obliczenie wartości funkcji trygonometrycznej kąta 𝑆𝐻𝑅: np. cos ∡𝑆𝐻𝑅 = , 3 √3 √2 sin ∡𝑆𝐻𝑅 = 3 , tg ∡𝑆𝐻𝑅 = 2 , ALBO – obliczenie pola trójkąta 𝐻𝐴𝐵: 𝑃𝛥𝐻𝐴𝐵 = 18√2, ALBO 1 – obliczenie długości odcinka 𝑆𝐵 i sinusa kąta 𝑆𝐵𝐻: |𝑆𝐵| = 3√6 i sin ∡𝑆𝐵𝐻 = , 3 ALBO – zapisanie pola trójkąta 𝐻𝐴𝐵 jako sumy pól trójkątów 𝑆𝐴𝐵 oraz 𝐻𝑆𝐵 i zapisanie 1 1 𝑃𝐻𝑆𝐵 = 2 ⋅ |𝐻𝐵| ⋅ |𝑆𝑃| (lub 𝑃𝐻𝑆𝐵 = 2 ⋅ 𝑃𝐻𝐴𝐵 ), ALBO 1 – zapisanie pola trójkąta 𝐻𝑆𝐵 na dwa sposoby: 𝑃𝐻𝑆𝐵 = ⋅ |𝐻𝑆| ⋅ |𝐴𝐵| oraz 2 1 𝑃𝐻𝑆𝐵 = 2 ⋅ |𝐻𝐵| ⋅ |𝑆𝑃|, ALBO – obliczenie pola trójkąta 𝐻𝑆𝐵: 𝑃𝐻𝑆𝐵 = 9√2. 1 pkt – obliczenie/zapisanie długości jednego z odcinków 𝐵𝐻, 𝑆𝑅, 𝐻𝑆 albo 𝐵𝑆: |𝐵𝐻| = 6√3, |𝑆𝑅| = 3, |𝐻𝑆| = 3√2, |𝐵𝑆| = 3√6. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeżeli jedynym błędem zdającego jest: a) zastosowanie niepoprawnej definicji jednej funkcji trygonometrycznej b) błędne zastosowanie twierdzenia Pitagorasa c) zastosowanie niepoprawnej tożsamości √𝑥 2 + 𝑦 2 = 𝑥 + 𝑦 d) błędne zastosowanie twierdzenia cosinusów lub sinusów e) błędne zastosowanie wzoru Herona to zdający może otrzymać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie. 1 2. Jeżeli zdający korzysta ze związku |𝐻𝑃| = ⋅ |𝐻𝐵| (gdzie 𝑃 jest spodkiem wysokości 3 poprowadzonej z wierzchołka 𝑆 na podstawę 𝐻𝐵 trójkąta 𝐻𝑆𝐵) i nie uzasadni jego prawdziwości, to może otrzymać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie.

Zadanie 84 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Czworokąt ABCD, w którym BC=4 i CD=5, jest opisany na okręgu. Przekątna AC tego czworokąta tworzy z bokiem BC kąt o mierze 60°, natomiast z bokiem AB – kąt ostry, którego sinus jest równy 14 (jak na rysunku). Oblicz obwód czworokąta ABCD. -108487210087A B C D 4 5 0A B C D 4 5 Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź
5 𝐶 Sposób I 𝐷 Oznaczmy 𝛼 = |∡𝐵𝐴𝐶|. Zgodnie z warunkami zadania 60° 1 sin 𝛼 = 4 . 4 Obliczamy długość 𝑎 boku 𝐴𝐵 . Korzystamy 𝑆 z twierdzenia sinusów w trójkącie 𝐴𝐵𝐶 i otrzymujemy |𝐴𝐵| |𝐵𝐶| = 𝐵 sin 60° sin 𝛼 |𝐴𝐵| 4 = √3 1 2 4 𝛼 Stąd |𝐴𝐵| = 8√3. 𝐴 Ponieważ w czworokąt 𝐴𝐵𝐶𝐷 można wpisać okrąg, więc prawdziwa jest zależność |𝐴𝐵| + |𝐶𝐷| = |𝐵𝐶| + |𝐴𝐷| Zatem obwód 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 czworokąta jest równy 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 = 2 ⋅ (|𝐴𝐵| + |𝐶𝐷|) = 16√3 + 10 Sposób II Zauważmy, że pole 𝑃 trójkąta 𝐴𝐵𝐶 można obliczyć na dwa sposoby: 1 1 √3 𝑃= ⋅ |𝐵𝐶| ⋅ |𝐴𝐶| ⋅ sin 60° = ⋅ 4 ⋅ |𝐴𝐶| ⋅ 2 2 2 1 1 𝑃= ⋅ |𝐴𝐶| ⋅ |𝐴𝐵| ⋅ 2 4 Stąd |𝐴𝐵| = 8√3. Ponieważ w czworokąt 𝐴𝐵𝐶𝐷 można wpisać okrąg, więc prawdziwa jest zależność |𝐴𝐵| + |𝐶𝐷| = |𝐵𝐶| + |𝐴𝐷| Zatem obwód 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 czworokąta jest równy 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 = 2 ⋅ (|𝐴𝐵| + |𝐶𝐷|) = 16√3 + 10 5 𝐶 Sposób III 𝐷 Oznaczmy 𝛼 = |∡𝐵𝐴𝐶|. Zgodnie z warunkami zadania 60° 1 sin 𝛼 = 4 . Obliczamy długość 𝑎 boku 𝐴𝐵 . 𝐸 4 Prowadzimy wysokość 𝐵𝐸 trójkąta 𝐴𝐵𝐶 . 𝑆 Trójkąt prostokątny 𝐵𝐶𝐸 ma kąty ostre 30° i 60°, więc jest „połową” trójkąta równobocznego o boku długości 4. Zatem 𝐵 𝑎 𝛼 Strona 29 z 49 𝐴 4√3 |𝐸𝐵| = = 2√3 2 Z definicji sinusa w trójkącie prostokątnym 𝐴𝐵𝐸 otrzymujemy |𝐸𝐵| sin 𝛼 = |𝐴𝐵| czyli 1 2√3 = 4 |𝐴𝐵| Stąd |𝐴𝐵| = 8√3. Czworokąt 𝐴𝐵𝐶𝐷 jest opisany na okręgu, więc |𝐴𝐵| + |𝐶𝐷| = |𝐵𝐶| + |𝐴𝐷|. Zatem obwód 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 czworokąta jest równy 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 = 2 ⋅ (|𝐴𝐵| + |𝐶𝐷|) = 16√3 + 10

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 4 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 16√3 + 10. 3 pkt – obliczenie długości boku 𝐴𝐵 : |𝐴𝐵| = 8√3 i zapisanie 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 = 2 ⋅ (|𝐴𝐵| + |𝐶𝐷|) ALBO – obliczenie długości boku 𝐴𝐵 : |𝐴𝐵| = 8√3 i zapisanie równania 8√3 + 5 = 4 + |𝐴𝐷|. 2 pkt – obliczenie długości boku 𝐴𝐵 : 8√3 ALBO – zapisanie równości 1) i 3) określonych w kryterium oceniania za 1 punkt, ALBO – zapisanie równości 2) i 3) określonych w kryterium oceniania za 1 punkt, ALBO – zapisanie równości 1) i 4) określonych w kryterium oceniania za 1 punkt. 1 pkt – zapisanie jednej z poniższych równości 1)- 4): |𝐴𝐵| 4 1 2 √3 1) √ = 1 lub = , 3 4 |𝐴𝐵| 2 4 1 √3 1 1 2) ⋅ 4 ⋅ |𝐴𝐶| ⋅ 2 = 2 ⋅ |𝐴𝐶| ⋅ |𝐴𝐵| ⋅ 4 , 2 3) 𝑂𝑏𝐴𝐵𝐶𝐷 = 2 ⋅ (|𝐴𝐵| + |𝐶𝐷|), 4) |𝐴𝐵| + 5 = 4 + |𝐴𝐷| ALBO – zapisanie równania z jedną niewiadomą 𝑥 (długością boku 𝐴𝐵 ), np. 2 𝑥√15 𝑥√15 𝑥 2 = 16 + (2 + ) − 4 (2 + ), 4 4 2 √15 √15 √15 16 = (2 + 𝑥) + 𝑥 2 − ⋅ (2 + 𝑥) 𝑥 4 2 4 (z twierdzenia cosinusów dla trójkąta 𝐴𝐵𝐶 i dwóch kątów tego trójkąta). 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania.

Zadanie 94 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Rozwiąż nierówność x2+4x+4<253-x2-6x+9 Zapisz obliczenia. Wskazówka: skorzystaj z tego, że a2=a dla każdej liczby rzeczywistej a.

Pokaż odpowiedź
Sposób I Zauważamy, że √𝑥 2 + 4𝑥 + 4 = √(𝑥 + 2)2 = |𝑥 + 2| oraz √𝑥 2 − 6𝑥 + 9 = √(𝑥 − 3)2 = |𝑥 − 3|. 25 Zapisujemy nierówność √𝑥 2 + 4𝑥 + 4 < − √𝑥 2 − 6𝑥 + 9 w równoważnej postaci 3 25 |𝑥 + 2| < − |𝑥 − 3|. 3 Rozważamy trzy przypadki. Przypadek 1. (gdy 𝑥 ∈ (−∞, −2)) 25 11 W tym przypadku nierówność ma postać – 𝑥 − 2 < + 𝑥 − 3, czyli 𝑥 > − . 3 3 11 Stąd otrzymujemy 𝑥 ∈ (− , −2). 3 Przypadek 2. (gdy 𝑥 ∈ [−2, 3)) 25 W tym przypadku nierówność ma postać 𝑥 + 2 < + 𝑥 − 3. Otrzymujemy prawdziwą 3 25 nierówność 5 < , więc 𝑥 ∈ [−2, 3). 3 Przypadek 3. (gdy 𝑥 ∈ [3, +∞)) 25 14 W tym przypadku nierówność ma postać 𝑥 + 2 < − 𝑥 + 3, czyli 𝑥 < 3 . Stąd 3 14 otrzymujemy 𝑥 ∈ [3, ). 3 11 14 Ostatecznie rozwiązaniami danej nierówności są wszystkie liczby ze zbioru (− , ). 3 3 Sposób II (poprzez koniunkcję nierówności) Zauważamy, że √𝑥 2 + 4𝑥 + 4 = √(𝑥 + 2)2 = |𝑥 + 2| oraz √𝑥 2 − 6𝑥 + 9 = √(𝑥 − 3)2 = |𝑥 − 3|. 25 Zapisujemy nierówność √𝑥 2 + 4𝑥 + 4 < − √𝑥 2 − 6𝑥 + 9 w równoważnej postaci 3 25 |𝑥 + 2| < − |𝑥 − 3|. 3 Dla każdej liczby rzeczywistej 𝑥 i dla każdej liczby rzeczywistej 𝑎 prawdziwa jest równoważność: |𝑥| < 𝑎 wtedy i tylko wtedy, gdy 𝑥 < 𝑎 i 𝑥 > −𝑎. 25 Przekształcamy nierówność |𝑥 + 2| < − |𝑥 − 3| , korzystając z tej równoważności 3 dwukrotnie: 25 25 𝑥+2< − |𝑥 − 3| i 𝑥 + 2 > − ( − |𝑥 − 3|) 3 3 19 31 |𝑥 − 3| < − 𝑥 i |𝑥 − 3| < 𝑥 + 3 3 19 19 31 31 𝑥−3< − 𝑥 i 𝑥 − 3 > − ( − 𝑥) i 𝑥−3<𝑥+ i 𝑥 − 3 > − (𝑥 + ) 3 3 3 3 28 19 31 22 2𝑥 < i −3 >− i −3< i 2𝑥 > − 3 3 3 3 14 11 𝑥< i 𝑥∈ℝ i 𝑥∈ℝ i 𝑥>− 3 3 11 14 − <𝑥< 3 3 11 14 Ostatecznie rozwiązaniami danej nierówności są wszystkie liczby ze zbioru (− , ). 3 3

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 11 14 4 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝑥 ∈ (− , ). 3 3 3 pkt – rozwiązanie nierówności w dwóch spośród rozważanych przedziałów/przypadków (o ile rozpatruje nierówność w przedziałach/przypadkach, których suma jest równa ℝ/wyczerpujących zbiór ℝ) ALBO – zapisanie nierówności w postaci równoważnej koniunkcji dwóch nierówności: 25 25 𝑥 + 2 < 3 − |𝑥 − 3| i 𝑥 + 2 > − ( 3 − |𝑥 − 3|), a następnie w postaci równoważnej koniunkcji nierówności bez użycia symbolu wartości bezwzględnej: 19 19 31 31 𝑥 − 3 < 3 − 𝑥 i 𝑥 − 3 > − ( 3 − 𝑥) i 𝑥 − 3 < 𝑥 + 3 i 𝑥 − 3 > − (𝑥 + 3 ), ALBO – odczytanie z wykresów funkcji 𝑓 oraz 𝑔 pierwszych współrzędnych punktów ich 11 14 przecięcia: 𝑥 = − oraz 𝑥 = i sprawdzenie rachunkiem poprawności 3 3 odczytanych współrzędnych. 2 pkt – zastosowanie definicji wartości bezwzględnej lub własności wartości bezwzględnej i zapisanie danej nierówności odpowiednio w trzech przedziałach: (−∞, −2), [−2, 3), [3, +∞), lub w czterech przypadkach: 𝑥 + 2 < 0 i 𝑥 − 3 < 0, 𝑥 + 2 < 0 i 𝑥 − 3 ≥ 0, 𝑥 + 2 ≥ 0 i 𝑥 − 3 < 0, 𝑥 + 2 ≥ 0 i 𝑥 − 3 ≥ 0 (z dokładnością do domknięcia) ALBO – zapisanie nierówności w postaci równoważnej koniunkcji dwóch nierówności: 25 25 𝑥 + 2 < 3 − |𝑥 − 3| i 𝑥 + 2 > − ( 3 − |𝑥 − 3|), ALBO 25 – narysowanie wykresów funkcji 𝑓(𝑥) = |𝑥 + 2| oraz 𝑔(𝑥) = − |𝑥 − 3|. 3 25 1 pkt – przekształcenie danej nierówności do postaci |𝑥 + 2| < − |𝑥 − 3|. 3 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeśli w rozwiązaniu algebraicznym zdający popełni błąd przy zapisie nierówności tylko w jednym z rozpatrywanych przypadków, ale konsekwentnie do popełnionego błędu rozwiąże zadanie do końca, to może uzyskać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie. 2. Jeśli w rozwiązaniu graficznym zdający popełni jeden błąd przy rysowaniu wykresu funkcji 25 𝑓(𝑥) = |𝑥 + 2| albo 𝑔(𝑥) = 3 − |𝑥 − 3|, ale otrzyma dwa punkty przecięcia i dalej konsekwentnie do popełnionego błędu rozwiąże zadanie do końca, to może uzyskać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie (za zapisanie wyrażeń w postaci |𝑥 + 2| oraz |𝑥 − 3| oraz konsekwentną interpretację zbioru rozwiązań). 11 14 3. Jeżeli zdający przy rozwiązaniu graficznym poda zbiór rozwiązań 𝑥 ∈ (− , ), ale nie 3 3 sprawdzi rachunkiem pierwszych współrzędnych punktów przecięcia wykresów funkcji 𝑓 i 𝑔, to może otrzymać co najwyżej 3 punkty za całe rozwiązanie.

Zadanie 104 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Określamy kwadraty K1, K2, K3, … następująco: – K1 jest kwadratem o boku długości a – K2 jest kwadratem, którego każdy wierzchołek leży na innym boku kwadratu K1 i dzieli ten bok w stosunku 1 :3 – K3 jest kwadratem, którego każdy wierzchołek leży na innym boku kwadratu K2 i dzieli ten bok w stosunku 1 :3 i ogólnie, dla każdej liczby naturalnej n≥2, – Kn jest kwadratem, którego każdy wierzchołek leży na innym boku kwadratu Kn-1 i dzieli ten bok w stosunku 1 :3. Obwody wszystkich kwadratów określonych powyżej tworzą nieskończony ciąg geometryczny. Na rysunku przedstawiono kilka początkowych kwadratów utworzonych w sposób opisany powyżej. Oblicz sumę wszystkich wyrazów tego nieskończonego ciągu. Zapisz obliczenia. 3746571755a a 0a a

Pokaż odpowiedź
Oznaczmy przez 𝑎𝑖 długość boku kwadratu 𝐾𝑖 , natomiast przez 𝐿𝑖 – obwód kwadratu 𝐾𝑖 (dla 𝑖 = 1, 2, 3, …). Niech 𝐿 oznacza sumę obwodów wszystkich rozważanych kwadratów. Obliczamy długości boków kolejnych kwadratów: 𝑎1 = 𝑎 1 2 3 2 √10 √ 𝑎2 = ( 𝑎) + ( 𝑎) = 𝑎 4 4 4 Analogicznie √10 √10 √10 5 𝑎3 = 𝑎2 = ∙ 𝑎= 𝑎 4 4 4 8 5√10 𝑎4 = 𝑎 32 i tak dalej. Stąd √10 5 √10 5 𝐿 = 𝐿1 + 𝐿2 + 𝐿3 + … = 4𝑎 + 4 ∙ 𝑎 + 4 ∙ 𝑎 + … = 4𝑎 (1 + + + …) 4 8 4 8 Zauważamy, że wyrażenie w nawiasie jest sumą szeregu geometrycznego, gdzie 𝑎1 = 1 √10 i 𝑞= . 4 √10 Ponieważ |𝑞| = < 1, zatem spełnione są założenia twierdzenia o istnieniu sumy 4 nieskończonego szeregu geometrycznego. 1 4𝑎 8⋅(4+√10)𝑎 Zatem 𝐿 = 4𝑎 ∙ = = . 1− 10 1− 10 √ √ 3 4 4

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 4𝑎 4 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝐿 = 1− 10 √ 4 8⋅(4+√10)𝑎 (lub 𝐿 = ). 3 √10 5 3 pkt – zapisanie: 𝐿 = 4𝑎 (1 + + 8 + … ). 4 √10 2 pkt – obliczenie ilorazu ciągu: 𝑞 = . 4 √10 1 pkt – obliczenie długości boku drugiego kwadratu: 𝑎2 = 𝑎. 4 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeżeli zdający obliczy tylko sumę długości boków (po jednym z każdego kwadratu), to może otrzymać co najwyżej 3 punkty za całe rozwiązanie. 2. Jeżeli zdający błędnie ustala stosunek podziału długości boku kwadratu i rozwiązuje zadanie konsekwentnie do końca, to może otrzymać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie (za obliczenie ilorazu 𝑞 ciągu, o ile 𝑞 ∈ (0, 1), oraz za konsekwentne obliczenie sumy obwodów wszystkich kwadratów). 3. Jeżeli zdający przyjmuje do obliczeń konkretną długość boku kwadratu 𝐾1 i rozwiązuje zadanie konsekwentnie do końca, to otrzymuje 2 punkty za całe rozwiązanie. 4. Jeżeli zdający popełni błąd rachunkowy i otrzyma iloraz 𝑞 ciągu, który jest liczbą spoza przedziału (0, 1), to może otrzymać co najwyżej 1 punkt za całe rozwiązanie (za poprawne obliczenie 𝑎2 ).

Zadanie 115 punktówOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Wyznacz wszystkie wartości parametru m≠2, dla których równanie x2+4x-m-3m-2=0 ma dwa różne rozwiązania rzeczywiste x1, x2 spełniające warunek x13+x23>-28. Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź
I etap 𝑚−3 Trójmian kwadratowy 𝑥 2 + 4𝑥 − , gdzie 𝑚 ≠ 2, ma dwa różne pierwiastki rzeczywiste 𝑚−2 wtedy i tylko wtedy, gdy wyróżnik tego trójmianu jest dodatni. Rozwiązujemy warunek ∆> 0: 𝑚−3 42 − 4 ∙ (− )>0 𝑚−2 20𝑚 − 44 >0 𝑚−2 (20𝑚 − 44) ⋅ (𝑚 − 2) > 0 11 20 (𝑚 − ) ⋅ (𝑚 − 2) > 0 5 11 𝑚 ∈ (−∞, 2) ∪ ( , +∞) 5 II etap Sposób I Wyznaczamy wszystkie wartości parametru 𝑚 ≠ 2, dla których jest spełniony warunek 𝑥13 + 𝑥23 > −28, korzystając ze wzorów Viète’a: (𝑥1 + 𝑥2 )3 − 3𝑥1 𝑥2 (𝑥1 + 𝑥2 ) > −28 𝑚−3 −64 − 3 ∙ (− ) ∙ (−4) > −28 𝑚−2 𝑚−3 < −3 𝑚−2 (4𝑚 − 9)(𝑚 − 2) < 0 9 𝑚 ∈ (2, ) 4 Sposób II 𝑚−3 Wyznaczamy pierwiastki 𝑥1 , 𝑥2 trójmianu kwadratowego 𝑥 2 + 4𝑥 − : 𝑚−2 20𝑚 − 44 −4 − √ 𝑚 − 2 5𝑚 − 11 𝑥1 = = −2 − √ 2⋅1 𝑚−2 20𝑚 − 44 −4 + √ 𝑚 − 2 5𝑚 − 11 𝑥2 = = −2 + √ 2⋅1 𝑚−2 Nierówność 𝑥13 + 𝑥23 > −28 możemy więc zapisać w postaci 3 3 5𝑚 − 11 5𝑚 − 11 (−2 − √ ) + (−2 + √ ) > −28 𝑚−2 𝑚−2 5𝑚−11 Oznaczmy √ przez 𝑝. Wtedy 𝑚−2 (−2 − 𝑝)3 + (−2 + 𝑝)3 > −28 Korzystając ze wzoru na sześcian różnicy i sześcian sumy, otrzymujemy dalej (−8 − 12𝑝 − 6𝑝2 − 𝑝3 ) + (−8 + 12𝑝 − 6𝑝2 + 𝑝3 ) > −28 −12𝑝2 − 16 > −28 12𝑝2 − 12 < 0 𝑝2 − 1 < 0 Zatem 2 5𝑚 − 11 (√ ) −1<0 𝑚−2 5𝑚 − 11 −1<0 𝑚−2 5𝑚 − 11 − 𝑚 + 2 <0 𝑚−2 4𝑚 − 9 <0 𝑚−2 (4𝑚 − 9)(𝑚 − 2) < 0 9 𝑚 ∈ (2, ) 4

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: Rozwiązanie zadania składa się z trzech etapów. Pierwszy etap polega na rozwiązaniu nierówności ∆> 0. Za poprawne wykonanie tego etapu zdający otrzymuje 1 punkt. 11 1 pkt – poprawne rozwiązanie nierówności ∆> 0: 𝑚 ∈ (−∞, 2) ∪ ( , +∞). 5 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwaga: Jeżeli zdający rozwiązuje warunek ∆≥ 0, to za tę część rozwiązania otrzymuje 0 punktów. Drugi etap polega na wyznaczeniu tych wartości parametru 𝑚, dla których jest spełniony warunek 𝑥13 + 𝑥23 > −28. Za poprawne wykonanie tego etapu zdający otrzymuje 3 punkty. Podział punktów za drugi etap rozwiązania: 3 pkt – rozwiązanie nierówności z jedną niewiadomą 𝑚, wynikającej z warunku 9 𝑥13 + 𝑥23 > −28: 𝑚 ∈ (2, 4). 2 pkt – zapisanie nierówności z jedną niewiadomą 𝑚, wynikającej z warunku 𝑚−3 𝑥13 + 𝑥23 > −28, np. −64 − 3 ∙ (− 𝑚−2) ∙ (−4) > −28 ALBO 3 3 5𝑚−11 √5𝑚−11) > −28 i poprawne – zapisanie nierówności (−2 − √ ) + (−2 + 𝑚−2 𝑚−2 zastosowanie wzoru skróconego mnożenia na sześcian sumy/różnicy do co najmniej 3 3 5𝑚−11 5𝑚−11 jednego ze składników sumy (−2 − √ ) + (−2 + √ 𝑚−2 ) . 𝑚−2 1 pkt – przekształcenie nierówności 𝑥13 + 𝑥23 > −28 do postaci pozwalającej na bezpośrednie zastosowanie wzorów Viète’a, np. (𝑥1 + 𝑥2 )3 − 3𝑥1 𝑥2 (𝑥1 + 𝑥2 ) > −28 ALBO 𝑚−3 – wyznaczenie pierwiastków trójmianu kwadratowego 𝑥 2 + 4𝑥 − w zależności 𝑚−2 −4−√20𝑚−44 𝑚−2 −4+√20𝑚−44 𝑚−2 od 𝑚: 𝑥1 = , 𝑥2 = . 2⋅1 2⋅1 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Trzeci etap polega na wyznaczeniu wszystkich wartości parametru 𝑚, które spełniają 11 9 jednocześnie dwa warunki: Δ > 0 i 𝑥13 + 𝑥23 > −28: 𝑚 ∈ ( , ). 5 4 Za poprawne wykonanie tego etapu zdający otrzymuje 1 punkt. 1 pkt – poprawne wyznaczenie wszystkich wartości parametru 𝑚, które spełniają 11 9 jednocześnie warunki Δ > 0 i 𝑥13 + 𝑥23 > −28: 𝑚 ∈ ( , ). 5 4 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeżeli zdający popełni w I i/lub II etapie jedynie błędy rachunkowe i otrzyma zbiory rozwiązań z I i II etapu, które nie są rozłączne i żaden z nich nie jest zbiorem liczb rzeczywistych, a następnie poprawnie wyznaczy część wspólną zbiorów rozwiązań z etapów I i II, to za III etap otrzymuje 1 punkt. 𝑚−3 2. Jeżeli zdający w II etapie rozwiązania popełni błąd i przyjmie, że 𝑥1 + 𝑥2 = ± lub 𝑚−2 𝑥1 ⋅ 𝑥2 = ± 4, to za II etap może otrzymać co najwyżej 1 punkt, a za III etap otrzymuje 0 punktów. 3. Jeżeli zdający w II etapie rozwiązania popełni błąd, który nie jest rachunkowy (np. pominie istotne nawiasy przy przekształcaniu nierówności 𝑥13 + 𝑥23 > −28 do postaci pozwalającej na bezpośrednie zastosowanie wzorów Viète’a, albo przyjmie, że 𝑥13 + 𝑥23 = (𝑥1 + 𝑥2 )[(𝑥1 + 𝑥2 )2 − 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ], i konsekwentnie do popełnionego błędu doprowadzi rozwiązanie II etapu zadania do końca, to może uzyskać co najwyżej 1 punkt za II etap.

Zadanie 12.12 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Wykaż, że dla każdej liczby dodatniej x wyrażenie 81log3x+2 ⋅ log227 ⋅ log323⋅x2-6x można równoważnie przekształcić do postaci x4+x2-6x.

Funkcja f jest określona wzorem fx=81log3x+2 ⋅ log227 ⋅ log323⋅x2-6x dla każdej liczby dodatniej x.

Pokaż odpowiedź
2 ⋅ log2 √27 ⋅ log3 2 2 Przekształcamy wyrażenie 81log3 𝑥 + ⋅ 𝑥 − 6𝑥 , korzystając z własności 3 logarytmów: 3 log3 𝑥 2 ⋅ log 2 √27 ∙ log 3 2 2 2 2 81 + ∙ 𝑥 − 6𝑥 = (34 )log3 𝑥 + log 2 3 ∙ log 3 2 ∙ 𝑥 2 − 6𝑥 = 3 3 2 3 4 log 2 2 2 = 34log3 𝑥 + ∙ ∙ log 2 3 ∙ log 3 2 ∙ 𝑥 2 − 6𝑥 = 3log3 𝑥 + log 2 3 ∙ ∙ 𝑥 − 6𝑥 = 3 2 log 2 3 = 𝑥 4 + 𝑥 2 − 6𝑥

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 2 ⋅ log2 √27 ⋅ log3 2 2 2 pkt – poprawne przekształcenie wyrażenia 81log3 𝑥 + ⋅ 𝑥 − 6𝑥 do 3 postaci 𝑥 4 + 𝑥 2 − 6𝑥 . 4 1 pkt – poprawne zastosowanie własności 𝑎log𝑎 𝑏 = 𝑏 , tj. przekształcenie wyrażenia 3log3 𝑥 4 (lub (3log3 𝑥 ) ) do postaci 𝑥 4 ALBO – poprawne zastosowanie wzoru na zamianę podstawy logarytmu. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania.

Zadanie 12.24 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Oblicz najmniejszą wartość funkcji f określonej dla każdej liczby dodatniej x. Zapisz obliczenia. Wskazówka: przyjmij, że wzór funkcji f można przedstawić w postaci fx=x4+x2-6x. -4568475-4420235C A B x y l O C A B x y l O

Funkcja f jest określona wzorem fx=81log3x+2 ⋅ log227 ⋅ log323⋅x2-6x dla każdej liczby dodatniej x.

Pokaż odpowiedź
2 ⋅ log2 √27 ⋅ log3 2 2 Dla każdego 𝑥 > 0 wyrażenie 81log3 𝑥 + ⋅ 𝑥 − 6𝑥 jest równe 3 wyrażeniu 𝑥 4 + 𝑥 2 − 6𝑥 . Obliczamy najmniejszą wartość funkcji 𝑓 określonej wzorem 𝑓(𝑥) = 𝑥 4 + 𝑥 2 − 6𝑥 dla 𝑥 ∈ (0, +∞). Wyznaczamy pochodną funkcji 𝑓 : 𝑓 ′ (𝑥) = 4𝑥 3 + 2𝑥 − 6 dla 𝑥 ∈ (0, +∞). Obliczamy miejsca zerowe pochodnej funkcji 𝑓 : 𝑓 ′ (𝑥) = 0 4𝑥 3 + 2𝑥 − 6 = 0 4𝑥 3 + 2𝑥 − 4 − 2 = 0 4(𝑥 3 − 1) + 2(𝑥 − 1) = 0 4(𝑥 − 1)(𝑥 2 + 𝑥 + 1) + 2(𝑥 − 1) = 0 (𝑥 − 1)(4𝑥 2 + 4𝑥 + 4 + 2) = 0 (𝑥 − 1)(4𝑥 2 + 4𝑥 + 6) = 0 𝑥 − 1 = 0 lub 4𝑥 2 + 4𝑥 + 6 = 0 𝑥=1 gdyż 4𝑥 2 + 4𝑥 + 6 > 0 dla każdego 𝑥 > 0. Badamy znak pochodnej: 𝑓 ′ (𝑥) > 0 dla 𝑥 ∈ (1, +∞), 𝑓 ′ (𝑥) < 0 dla 𝑥 ∈ (0, 1). Zatem funkcja 𝑓 jest malejąca w przedziale (0, 1] oraz jest rosnąca w przedziale [1, +∞). Stąd dla 𝑥 = 1 funkcja 𝑓 osiąga wartość najmniejszą równą 𝑓(1) = 14 + 12 − 6 ∙ 1 = −4.

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 4 pkt – uzasadnienie, że funkcja 𝑓 przyjmuje wartość najmniejszą dla 𝑥 = 1 i obliczenie wartości najmniejszej funkcji 𝑓 : (−4). 3 pkt – uzasadnienie (np. poprzez badanie monotoniczności funkcji), że funkcja 𝑓 przyjmuje wartość najmniejszą dla 𝑥 = 1. 2 pkt – poprawne rozwiązanie równania 4𝑥 3 + 2𝑥 − 6 = 0: 𝑥 = 1. 1 pkt – wyznaczenie pochodnej funkcji 𝑓 : 𝑓 ′ (𝑥) = 4𝑥 3 + 2𝑥 − 6. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeżeli zdający wyznaczy pochodną funkcji 𝑓 z błędem i wyznaczona pochodna nie jest wielomianem stopnia trzeciego, to otrzymuje 0 punktów za całe rozwiązanie. 2. Za poprawne uzasadnienie, że rozważana funkcja posiada wartość najmniejszą dla wyznaczonej wartości 𝑥 , przy której pochodna się zeruje, można uznać sytuację, gdy zdający bada znak pochodnej oraz: – opisuje (słownie lub graficznie - np. przy użyciu strzałek) monotoniczność funkcji 𝑓 LUB – zapisuje, że dla wyznaczonej wartości 𝑥 funkcja 𝑓 ma minimum lokalne i jest to jednocześnie jej najmniejsza wartość LUB – zapisuje, że dla wyznaczonej wartości 𝑥 funkcja 𝑓 ma minimum lokalne i jest to jedyne ekstremum tej funkcji. 3. Badanie znaku pochodnej zdający może opisać w inny sposób, np. szkicując wykres funkcji, która w ten sam sposób jak pochodna zmienia znak, i zaznaczając na rysunku, np. znakami „+” i „-” znak pochodnej. 4. Jeżeli zdający przedstawi niepełne uzasadnienie, że dla 𝑥 = 1 funkcja 𝑓 osiąga najmniejszą wartość i obliczy 𝑓(1) = −4, to otrzymuje 3 punkty za całe rozwiązanie. Jeśli zdający nie przedstawi żadnego uzasadnienia i obliczy 𝑓(1) = −4, to otrzymuje co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie. 5. Jeżeli zdający: – nie rozwiązuje równania 4𝑥 3 + 2𝑥 − 6 = 0, lecz stwierdza, że liczba 1 jest jego rozwiązaniem bez uzasadnienia, że jest to jedyne rozwiązanie rzeczywiste tego równania ALBO – popełnia błąd (który nie jest błędem rachunkowym) przy rozkładzie wielomianu 4𝑥 3 + 2𝑥 − 6 na czynniki, ale otrzymuje wielomian stopnia trzeciego, który przyjmuje w zbiorze (0, +∞) wartość najmniejszą i dalej konsekwentnie rozwiązuje zadanie do końca, to otrzymuje 2 punkty za całe rozwiązanie.

Zadanie 136 punktówOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuMMAP-R0-660-2305 · Formuła 2023Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

W kartezjańskim układzie współrzędnych (x,y) prosta l o równaniu x-y-2=0 przecina parabolę o równaniu y=4x2-7x+1 w punktach A oraz B. Odcinek AB jest średnicą okręgu o środku O. Punkt C leży na tym okręgu nad prostą l, a kąt BAC jest ostry i ma miarę α taką, że tgα=13 (jak na rysunku). Oblicz współrzędne punktu C. Zapisz obliczenia. Koniec

Pokaż odpowiedź
Sposób I (poprzez proste 𝐴𝐶 i 𝐵𝐶 ) Obliczamy współrzędne punktów przecięcia paraboli z prostą 𝑙 : 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑥−𝑦−2=0 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑥 − (4𝑥 2 − 7𝑥 + 1) − 2 = 0 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { −4𝑥 2 + 8𝑥 − 3 = 0 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 1 3 𝑥= ∨ 𝑥= 2 2 1 3 3 1 Stąd 𝐴 = ( , − ) oraz 𝐵 = ( , − ). 2 2 2 2 Prosta 𝑙 ma równanie kierunkowe 𝑦 = 𝑥 − 2, więc jest nachylona do osi 𝑂𝑥 układu współrzędnych pod kątem 45°. Zatem prosta przechodząca przez punkty 𝐴 i 𝐶 jest nachylona do osi 𝑂𝑥 układu pod kątem 𝛼 + 45°. Obliczamy tg(𝛼 + 45°), korzystając ze wzoru na tangens sumy kątów: 1 tg 𝛼 + tg 45° +1 1+3 tg(𝛼 + 45°) = = 3 = =2 1 − tg 𝛼 ⋅ tg 45° 1 − 1 ⋅ 1 3 − 1 3 1 3 Wyznaczamy równanie prostej 𝐴𝐶 : 𝑦 = 2 (𝑥 − ) − . 2 2 Ponieważ 𝐴𝐵 jest średnicą okręgu, więc kąt 𝐴𝐶𝐵 (jako kąt wpisany oparty na średnicy 𝐴𝐵 ) jest prosty. Wobec tego współczynnik kierunkowy 𝑎𝐵𝐶 prostej 𝐵𝐶 jest równy 1 1 3 1 𝑎𝐵𝐶 = − 2 i prosta 𝐵𝐶 ma równanie 𝑦 = − 2 (𝑥 − 2) − 2 . 1 3 Punkt 𝐶 = (𝑥𝐶 , 𝑦𝐶 ) leży na prostych 𝐴𝐶 i 𝐵𝐶 , więc 𝑦𝐶 = 2 (𝑥𝐶 − ) − oraz 2 2 1 3 1 𝑦𝐶 = − (𝑥𝐶 − ) − . Stąd otrzymujemy: 2 2 2 1 3 1 3 1 2 (𝑥𝐶 − ) − = − (𝑥𝐶 − ) − 2 2 2 2 2 5 11 𝑥𝐶 = 2 4 11 𝑥𝐶 = 10 11 3 Zatem 𝐶 = ( , − ). 10 10 Sposób II (poprzez długości odcinków 𝐴𝐶 i 𝐵𝐶 ) Wyznaczamy punkty przecięcia prostej 𝑙 i paraboli 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1: 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑥−𝑦−2=0 𝑥 − 2 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑦=𝑥−2 4𝑥 2 − 8𝑥 + 3 = 0 { 𝑦 =𝑥−2 1 3 Rozwiązujemy równanie kwadratowe 4𝑥 2 − 8𝑥 + 3 = 0 i otrzymujemy 𝑥 = lub 𝑥 = . 2 2 1 1 3 1 3 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − 2 = − , więc 𝐴 = ( , − ). 2 2 2 2 2 3 3 1 3 1 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − 2 = − , więc 𝐵 = ( , − ). 2 2 2 2 2 Obliczamy długość odcinka 𝐴𝐵 : 3 1 2 1 3 2 √ |𝐴𝐵| = ( − ) + (− + ) = √2 2 2 2 2 Ponieważ 𝐴𝐵 jest średnicą okręgu 𝒪 , więc kąt wpisany 𝐴𝐶𝐵 jest prosty. Obliczamy długości boków 𝐴𝐶 i 𝐵𝐶 trójkąta prostokątnego 𝐴𝐵𝐶 . 1 |𝐵𝐶| 1 2 Wobec tg 𝛼 = i |𝐴𝐵| = √2 otrzymujemy = i |𝐴𝐶|2 + |𝐵𝐶|2 = (√2) . Stąd 3 |𝐴𝐶| 3 3√5 √5 |𝐴𝐶| = i |𝐵𝐶| = . 5 5 Niech 𝐶 = (𝑥, 𝑦). Wykorzystujemy obliczone długości przyprostokątnych trójkąta 𝐴𝐵𝐶 oraz wzór na długość odcinka i zapisujemy równania: √5 3 2 1 2 √ = |𝐵𝐶| = (𝑥 − ) + (𝑦 + ) 5 2 2 3√5 1 2 3 2 √ = |𝐴𝐶| = (𝑥 − ) + (𝑦 + ) 5 2 2 Z układu równań 1 9 1 = 𝑥 2 − 3𝑥 + + 𝑦 2 + 𝑦 + {5 4 4 9 1 9 = 𝑥 2 − 𝑥 + + 𝑦 2 + 3𝑦 + 5 4 4 otrzymujemy zależność liniową między 𝑦 a 𝑥 8 − = −2𝑥 − 2𝑦 5 4 z której wyznaczamy 𝑦: 𝑦 = −𝑥 + . 5 4 1 9 1 Z otrzymanych równań 𝑦 = −𝑥 + i = 𝑥 2 − 3𝑥 + + 𝑦 2 + 𝑦 + obliczamy 5 5 4 4 współrzędne punktu 𝐶 : 1 2 9 4 2 4 1 = 𝑥 − 3𝑥 + + (−𝑥 + ) + (−𝑥 + ) + 5 4 5 5 4 28 187 0 = 2𝑥 2 − 𝑥+ 5 50 0 = 100𝑥 2 − 280𝑥 + 187 11 17 𝑥= lub 𝑥= 10 10 17 9 17 9 Rozwiązanie 𝑥 = odrzucamy, gdyż wtedy 𝑦 = − , a punkt ( , − ) leży pod 10 10 10 10 prostą 𝑙 . 11 3 11 3 Gdy 𝑥 = , to 𝑦 = − , więc 𝐶 = ( , − ). 10 10 10 10 Sposób III (poprzez okrąg 𝒪 i prostą 𝐴𝐶 ) Obliczamy współrzędne punktów przecięcia paraboli z prostą 𝑙 : 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑥−𝑦−2=0 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑥 − (4𝑥 2 − 7𝑥 + 1) − 2 = 0 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { −4𝑥 2 + 8𝑥 − 3 = 0 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 1 3 𝑥= ∨ 𝑥= 2 2 1 3 3 1 Stąd 𝐴 = ( , − 2) oraz 𝐵 = (2 , − 2). 2 Prosta 𝑙 ma równanie kierunkowe 𝑦 = 𝑥 − 2, więc jest nachylona do osi 𝑂𝑥 układu współrzędnych pod kątem 45°. Zatem prosta przechodząca przez punkty 𝐴 i 𝐶 jest nachylona do osi 𝑂𝑥 układu pod kątem 𝛼 + 45°. Obliczamy tg(𝛼 + 45°), korzystając ze wzoru na tangens sumy kątów: 1 tg 𝛼 + tg 45° +1 1+3 tg(𝛼 + 45°) = = 3 = =2 1 − tg 𝛼 ⋅ tg 45° 1 − 1 ⋅ 1 3 − 1 3 1 3 Wyznaczamy równanie prostej 𝐴𝐶 : 𝑦 = 2 (𝑥 − ) − . 2 2 Obliczamy długość odcinka 𝐴𝐵 : 3 1 2 1 3 2 |𝐴𝐵| = √( − ) + (− + ) = √2 2 2 2 2 Obliczamy współrzędne środka 𝑆 okręgu 𝒪 : 𝑆 = (1, −1). 1 Zapisujemy równanie okręgu 𝒪 : (𝑥 − 1)2 + (𝑦 + 1)2 = . 2 Obliczamy współrzędne punktów przecięcia okręgu 𝒪 z prostą 𝐴𝐶 : 1 (𝑥 − 1)2 + (𝑦 + 1)2 = { 2 5 𝑦 = 2𝑥 − 2 Stąd 2 5 1 (𝑥 − 1)2 + (2𝑥 − + 1) = 2 2 9 1 𝑥 2 − 2𝑥 + 1 + 4𝑥 2 − 6𝑥 + = 4 2 11 5𝑥 2 − 8𝑥 + =0 4 1 11 𝑥= lub 𝑥 = 2 10 1 3 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − , czyli współrzędne punktu 𝐴. 2 2 11 3 11 3 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − , czyli 𝐶 = ( , − 10). 10 10 10 Sposób IV (poprzez okrąg 𝒪 i średnicę przechodzącą przez 𝐶 ) Wyznaczamy punkty przecięcia prostej 𝑙 i paraboli 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1: 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑥−𝑦−2=0 𝑥 − 2 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 { 𝑦 =𝑥−2 4𝑥 2 − 8𝑥 + 3 = 0 { 𝑦 =𝑥−2 1 3 Rozwiązujemy równanie kwadratowe 4𝑥 2 − 8𝑥 + 3 = 0 i otrzymujemy 𝑥 = lub 𝑥 = . 2 2 1 1 3 1 3 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − 2 = − , więc 𝐴 = ( , − ). 2 2 2 2 2 3 3 1 3 1 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − 2 = − , więc 𝐵 = ( , − ). 2 2 2 2 2 Obliczamy długość odcinka 𝐴𝐵 : 3 1 2 1 3 2 |𝐴𝐵| = √( − ) + (− + ) = √2 2 2 2 2 Ponieważ 𝐴𝐵 jest średnicą okręgu 𝒪 , więc ten okrąg ma środek w punkcie 𝑆 = (1, −1) √2 i promień 𝑟 = . 2 Kąty 𝐶𝐴𝐵 oraz 𝐶𝑆𝐵 są oparte na tym samym łuku okręgu 𝒪 , więc 1 |∡𝐶𝑆𝐵| = 2 ⋅ |∡𝐶𝐴𝐵| = 2𝛼 . Ponieważ tg 𝛼 = , więc 3 2 2 tg 𝛼 3 3 tg(2𝛼) = = 2 = 1 − tg 2 𝛼 1 4 1 − (3) Obliczamy współczynnik kierunkowy 𝑎 w równaniu prostej 𝑆𝐶 : 3 tg(2𝛼) + tg 45° +1 𝑎 = tg(2𝛼 + 45°) = = 4 =7 1 − tg(2𝛼) ⋅ tg 45° 1 − 3 ⋅ 1 4 Równanie prostej 𝑆𝐶 : 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1. Obliczamy współrzędne punktu 𝐶 : 1 (𝑥 − 1)2 + (𝑦 + 1)2 = { 2 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1 1 (𝑥 − 1)2 + [7(𝑥 − 1)]2 = { 2 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1 1 50(𝑥 − 1)2 = { 2 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1 1 |𝑥 − 1| = { 10 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1 9 11 𝑥= ∨ 𝑥= { 10 10 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1 9 17 9 17 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − < 𝑦𝐴 , więc punkt ( , − ) nie spełnia warunków 10 10 10 10 zadania. 11 3 11 3 Dla 𝑥 = otrzymujemy 𝑦 = − , więc 𝐶 = ( , − ). 10 10 10 10

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 11 3 6 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝐶 = ( , − 10). 10 5 pkt – zapisanie jednego równania stopnia pierwszego i równania stopnia drugiego z dwiema niewiadomymi, np. 1 3 𝑦 = 2 (𝑥 − 2) − 2 { (pr. 𝐴𝐶 i okrąg 𝒪), 1 (𝑥 − 1)2 + (𝑦 + 1)2 = 2 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1 { 1 (pr. 𝑆𝐶 i okrąg 𝒪), (𝑥 − 1)2 + (𝑦 + 1)2 = 2 ALBO 4 – wyznaczenie równania prostej 𝐶𝐶1 : 𝑦 = −𝑥 + , 5 ALBO – zapisanie układu równań liniowych, np. równań prostych 𝐴𝐶 i 𝐵𝐶 . 4 pkt – zapisanie jednego równania z dwiema niewiadomymi, np. 1 3 𝑦 = 2 (𝑥 − 2) − 2 (pr. 𝐴𝐶 ), 1 (𝑥 − 1)2 + (𝑦 + 1)2 = (okrąg 𝒪), 2 𝑦 = 7(𝑥 − 1) − 1 (pr. 𝑆𝐶), 2 2 √ 2 = √(3 − 𝑥) + (− 1 − 𝑦) (okrąg o środku w punkcie 𝐵 i promieniu 𝐵𝐶 ), 10 2 2 2 2 2 1 3 3√ = √( − 𝑥) + (− − 𝑦) (okrąg o środku w punkcie 𝐴 i promieniu 𝐴𝐶 ), 10 2 2 2 2 √(3 −𝑥) +(−1 −𝑦) 2 2 1 2 2 = 3 (wykorzystanie zależności między przyprostokątnymi 𝐵𝐶 √(1 −𝑥) +(−3−𝑦) 2 2 oraz 𝐴𝐶 ). 3 pkt – obliczenie współczynnika kierunkowego prostej 𝐴𝐶 : 2 oraz obliczenie 1 3 współrzędnych punktów przecięcia paraboli z prostą 𝑙 : 𝐴 = ( , − ) oraz 2 2 3 1 𝐵 = ( ,− ) 2 2 ALBO – obliczenie współrzędnych środka 𝑆 okręgu 𝒪 lub promienia 𝑅 okręgu 𝒪: √2 𝑆 = (1, −1) lub 𝑅 = 2 , lub |𝐴𝐵| = √2, ALBO – obliczenie współczynnika kierunkowego prostej 𝑆𝐶 : 7 oraz obliczenie 1 3 współrzędnych punktów przecięcia paraboli z prostą 𝑙 : 𝐴 = ( , − ) oraz 2 2 3 1 𝐵 = ( , − ). 2 2 1 3 2 pkt – obliczenie współrzędnych punktów przecięcia paraboli z prostą 𝑙 : 𝐴 = ( , − ) 2 2 3 1 oraz 𝐵 = ( , − ) 2 2 ALBO – obliczenie współczynnika kierunkowego prostej 𝐴𝐶 : 2, ALBO – obliczenie współczynnika kierunkowego prostej 𝑆𝐶 : 7, ALBO – zapisanie równania z jedną niewiadomą (jedną ze współrzędnych punktu 𝐴 lub 𝐵), 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 które wynika z układu równań { oraz zapisanie, że 𝑥−𝑦−2=0 𝑎𝐴𝐶 = tg(𝛼 + 45°) (lub 𝑎𝑆𝐶 = tg(2𝛼 + 45°) ), ALBO – zapisanie, że pierwsza/druga współrzędna środka 𝑆 okręgu jest średnią arytmetyczną rozwiązań równania 4𝑥 2 − 8𝑥 + 3 = 0 (lub 4𝑦 2 + 8𝑦 + 3 = 0), np. 8 𝑥1 +𝑥2 𝑥𝑆 = , 𝑥𝑆 = 24 (wzory Viète’a). 2 1 pkt – zapisanie równania z jedną niewiadomą (jedną ze współrzędnych punktu 𝐴 lub 𝐵), 𝑦 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1 które wynika z układu równań { , np. 𝑥−𝑦−2=0 𝑥 − 2 = 4𝑥 2 − 7𝑥 + 1, 𝑦 = 4(𝑦 + 2)2 − 7(𝑦 + 2) + 1 ALBO – zapisanie, że 𝑎𝐴𝐶 = tg(𝛼 + 45°) lub 𝑎𝑆𝐶 = tg(2𝛼 + 45°). 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 11 3 1. Jeżeli zdający obliczy 𝐶1 = ( , − 10) oraz 𝐶2 (różny od 𝐶1 ) i nie odrzuci 𝐶2 , to 10 otrzymuje 5 punktów za całe rozwiązanie. 2. Jeżeli jedynym błędem zdającego jest: a) zastosowanie niepoprawnej równości tg(𝛼 + 𝛽) = tg𝛼 + tg𝛽 , b) zastosowanie niepoprawnej definicji funkcji trygonometrycznej, c) podstawienie do równania okręgu średnicy zamiast promienia, d) błędne zastosowanie wzorów Viète’a przy obliczaniu współrzędnych środka okręgu, to zdający może otrzymać co najwyżej 4 punkty za całe rozwiązanie.

Status redakcyjny

Komplet podpunktów opracowany w HTML

  1. 1

    Ekstrakcja pytań. 28 jednostek zadaniowych zapisano w drafcie redakcyjnym.

  2. 2

    Odpowiedzi i rozwiązania. 28 z 28 jednostek zestawów źródłowych ma odpowiedź; 0 ma również pełny tok rozumowania, a dla 28 pozostaje on do opracowania.

  3. 3

    Weryfikacja. Porównamy całość z oficjalnymi zasadami CKE przed indeksacją.

28 z 28 jednostek zestawów źródłowych ma odpowiedź · 28 bez rozwiązania krok po kroku · bez indeksacji do czasu drugiej recenzji

Dokumenty źródłowe

Oficjalne materiały CKE

PDF-y nie są osadzane ani wczytywane razem ze stroną. Każdy link prowadzi bezpośrednio do dokumentu źródłowego CKE.