Maj 2024 · Formuła 2015

Matematyka 2024 — poziom rozszerzony — Formuła 2015

W HTML jest już 16 z 16 jednostek arkusza: 0 ma rozwiązanie krok po kroku, a 16 ma odpowiedź w pierwszej redakcji i czeka na wyjaśnienie. Strona pozostaje poza indeksem do czasu ukończenia i recenzji arkusza.

Poziom
Rozszerzony
Kod arkusza
EMAP-R0-100-A-2405
Dokumenty
3

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.

Zadanie 11 punktOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Odległość punktu 𝐴 = (6, 2) od prostej o równaniu 5𝑥 − 12𝑦 + 1 = 0 jest równa 7 7 5 12 A. B. C. D. 13 12 12 13

Pokaż odpowiedź
A

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 1 pkt – odpowiedź poprawna. 0 pkt – odpowiedź niepoprawna albo brak odpowiedzi.

Zadanie 21 punktOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Równanie |2𝑥 − 4| = 3𝑥 + 1 w zbiorze liczb rzeczywistych A. nie ma rozwiązań. B. ma dokładnie jedno rozwiązanie. C. ma dokładnie dwa rozwiązania. D. ma dokładnie cztery rozwiązania.

Pokaż odpowiedź
B

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 1 pkt – odpowiedź poprawna. 0 pkt – odpowiedź niepoprawna albo brak odpowiedzi.

Zadanie 31 punktOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Funkcja 𝑓 jest określona wzorem 𝑓(𝑥) = |−(𝑥 + 2)3 + 5| dla każdej liczby rzeczywistej 𝑥 . Zbiorem wartości funkcji 𝑓 jest przedział A. ⟨−2, +∞) B. ⟨0, +∞) C. ⟨3, +∞) D. ⟨5, +∞)

Pokaż odpowiedź
B

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 1 pkt – odpowiedź poprawna. 0 pkt – odpowiedź niepoprawna albo brak odpowiedzi.

Zadanie 41 punktOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

1 + 3𝑎 + 2𝑎𝑥 + 𝑎𝑥3 Granica lim jest równa 3. Wtedy 𝑥→+∞ 3 + 4𝑥 + 5𝑥2 + 5𝑥3 A. 𝑎 = 3 B. 𝑎 = 9 C. 𝑎 = 15 D. 𝑎 = 21 EMAP-R0_100 EMAP-R0_100

Pokaż odpowiedź
C ZADANIE OTWARTE (KODOWANE)

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 1 pkt – odpowiedź poprawna. 0 pkt – odpowiedź niepoprawna albo brak odpowiedzi.

Zadanie 52 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Wielomian 𝑊(𝑥) = 8𝑥 3 + 14𝑥 2 + 5𝑥 + 3 jest iloczynem wielomianów 𝑃(𝑥) = 2𝑥 + 3 oraz 𝑄(𝑥) = 𝑎𝑥 2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 . W poniższe kratki wpisz kolejno – od lewej do prawej – wartości współczynników: 𝑎, 𝑏 oraz 𝑐 . EMAP-R0_100

Pokaż odpowiedź
4 1 1 ZADANIA OTWARTE (NIEKODOWANE) Uwagi ogólne: 1. Akceptowane są wszystkie rozwiązania merytorycznie poprawne i spełniające warunki zadania. 2. Jeżeli zdający popełni błędy rachunkowe, które na żadnym etapie rozwiązania nie upraszczają i nie zmieniają danego zagadnienia, lecz stosuje poprawną metodę i konsekwentnie do popełnionych błędów rachunkowych rozwiązuje zadanie, to może otrzymać co najwyżej (𝑛 − 1) punktów (gdzie 𝑛 jest maksymalną możliwą do uzyskania liczbą punktów za dane zadanie).

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 2 pkt – odpowiedź całkowicie poprawna. 0 pkt – odpowiedź niepełna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.

Zadanie 63 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

2𝑎 + 1 Wykaż, że jeżeli log 5 4 = 𝑎 oraz log 4 3 = 𝑏, to log12 80 = . 𝑎 ⋅ (1 + 𝑏) Nr zadania 5. 6. Wypełnia Maks. liczba pkt 2 3 egzaminator Uzyskana liczba pkt EMAP-R0_100

Pokaż odpowiedź
Sposób I Przekształcamy wyrażenie log12 80, stosując wzór na zamianę podstawy logarytmu, a następnie wzór na logarytm iloczynu: log 4 (16 ⋅ 5) log 4 16 + log 4 5 2 + log 4 5 log12 80 = = = log 4 (4 ⋅ 3) log 4 4 + log 4 3 1 + log 4 3 Korzystamy ze wzoru na zamianę podstawy logarytmu oraz z założenia i otrzymujemy log 5 5 1 1 log 4 5 = = = log 5 4 log 5 4 𝑎 Zatem 1 2 + log 4 5 2 + 𝑎 2𝑎 + 1 log12 80 = = = 1 + log 4 3 1 + 𝑏 𝑎 ⋅ (1 + 𝑏) To należało wykazać. Sposób II 2𝑎 + 1 Przekształcamy wyrażenie , korzystając z założenia oraz ze wzoru na logarytm 𝑎 ⋅ (1 + 𝑏 ) sumy: 2𝑎 + 1 2 ⋅ log 5 4 + 1 log 5 (4 ⋅ 4 ⋅ 5) log 5 80 = = = 𝑎 ⋅ (1 + 𝑏) log 5 4 ⋅ (1 + log 4 3) log 5 4 ⋅ log 4 (4 ⋅ 3) log 5 4 ⋅ log 4 12 Korzystamy dwukrotnie ze wzoru na zamianę podstawy logarytmu i otrzymujemy dalej log 5 80 log 4 80 = = log12 80 log 5 4 ⋅ log 4 12 log 4 12 2𝑎 + 1 Zatem log12 80 = . 𝑎 ⋅ (1 + 𝑏 ) To należało wykazać. Sposób III 1 𝑎 Korzystamy z definicji logarytmu oraz z założenia i otrzymujemy 5 = 4 oraz 3 = 4𝑏 . Oznaczmy przez 𝑥 liczbę rzeczywistą taką, że 12𝑥 = 80. Wtedy 3𝑥 ⋅ 4𝑥 = 80 1 𝑎 (4𝑏 )𝑥 ⋅ 4 = 4 ⋅ 42 𝑥 1 +2 𝑏𝑥+𝑥 𝑎 4 =4 Stąd 1 𝑏𝑥 + 𝑥 = +2 𝑎 2𝑎 + 1 𝑥(1 + 𝑏) = 𝑎 2𝑎 + 1 𝑥= 𝑎 ⋅ (1 + 𝑏) 2𝑎 + 1 Zatem log12 80 = 𝑥 = . 𝑎 ⋅ (1 + 𝑏 ) To należało wykazać. Sposób IV 1 𝑎 Korzystamy z definicji logarytmu oraz z założenia i otrzymujemy 5 = 4 oraz 3 = 4𝑏 . Stąd 1 𝑏+1 1+𝑏 12 = 4 , czyli 4 = 12 .Zatem 1 1 1 1 +2 2𝑎+1 +2 𝑎 2 𝑎 2 𝑎 1+𝑏 𝑎⋅(1+𝑏) 80 = 5 ⋅ 4 = 4 ⋅ 4 = 4 = (12 ) = 12 2𝑎 + 1 czyli log12 80 = . 𝑎 ⋅ (1 + 𝑏 ) To należało wykazać.

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 3 pkt – przeprowadzenie pełnego rozumowania. 2 log5 4 + log4 3 2 pkt – przekształcenie wyrażenia lub log12 80, lub obydwu tych log5 4 ⋅(1 + log4 3) wyrażeń do takiej postaci, z której poprzez jednokrotne zastosowanie wzoru na logarytm iloczynu lub wzoru na zamianę podstawy logarytmu, lub logarytmu potęgi oraz ewentualne kilkukrotne przekształcenie wyrażenia wymiernego można otrzymać tezę ALBO – zapisanie jednego równania wymiernego z 𝑎, 𝑏 oraz niewiadomą 𝑥 , np. 1 𝑏𝑥 + 𝑥 = 𝑎 + 2 (dla sposobu III), ALBO 1 1 𝑎 1+𝑏 – zapisanie liczby 5 w postaci 4 oraz liczby 4 w postaci 12 (dla sposobu IV). 1 pkt – zastosowanie wzoru na zamianę podstawy logarytmu lub na logarytm iloczynu, np. log 80 log 80 log12 80 = log4 12 , log12 80 = log5 12 , 2 ⋅ log 5 4 + 1 = log 5 (4 ⋅ 4 ⋅ 5), 4 5 1 + log 4 3 = log 4 (4 ⋅ 3) ALBO – zapisanie dwóch spośród liczb 3, 4, 5 jako potęgi, której podstawą jest trzecia 1 𝑎 z nich, a wykładnik jest zależny od 𝑎 lub 𝑏, np.: 5 = 4 i 3 = 4𝑏 oraz zapisanie równania 12𝑥 = 80 (dla sposobu III), ALBO 1 1+𝑏 – zapisanie liczby 4 w postaci 12 (dla sposobu IV). 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania.

Zadanie 73 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Dany jest czworokąt wypukły 𝐴𝐵𝐶𝐷 . Przekątne 𝐴𝐶 oraz 𝐵𝐷 tego czworokąta przecinają się w punkcie 𝑆. |𝐴𝑆| |𝐵𝑆| Wykaż, że jeżeli = |𝐶𝑆| , to na czworokącie 𝐴𝐵𝐶𝐷 można opisać okrąg. |𝐷𝑆| EMAP-R0_100 Nr zadania 7. Wypełnia Maks. liczba pkt 3 egzaminator Uzyskana liczba pkt EMAP-R0_100

Pokaż odpowiedź
Kąty 𝐴𝑆𝐷 oraz 𝐵𝑆𝐶 są wierzchołkowe, więc |∡𝐴𝑆𝐷| = |∡𝐵𝑆𝐶|. Stąd i z założenia |𝐴𝑆| |𝐵𝑆| |𝐷𝑆| = |𝐶𝑆| wnioskujemy, że trójkąty 𝐴𝑆𝐷 i 𝐵𝑆𝐶 są podobne na mocy cechy bkb. 𝐵 𝐶 𝑆 𝐷 𝐴 Zatem (1) |∡𝐷𝐴𝑆| = |∡𝐶𝐵𝑆| oraz |∡𝐴𝐷𝑆| = |∡𝐵𝐶𝑆|. Kąty 𝐴𝑆𝐵 oraz 𝐷𝑆𝐶 są wierzchołkowe, więc |∡𝐴𝑆𝐵| = |∡𝐷𝑆𝐶|. Stąd i z założenia |𝐴𝑆| |𝐵𝑆| = wnioskujemy, że trójkąty 𝐴𝑆𝐵 i 𝐷𝑆𝐶 są podobne na mocy cechy bkb. Zatem |𝐷𝑆| |𝐶𝑆| (2) |∡𝑆𝐴𝐵| = |∡𝑆𝐷𝐶| oraz |∡𝐴𝐵𝑆| = |∡𝐷𝐶𝑆|. Ze związków (1) oraz (2) otrzymujemy |∡𝐷𝐴𝐵| + |∡𝐵𝐶𝐷| = |∡𝐷𝐴𝑆| + |∡𝑆𝐴𝐵| + |∡𝐵𝐶𝑆| + |∡𝐷𝐶𝑆| = = |∡𝐶𝐵𝑆| + |∡𝑆𝐷𝐶| + |∡𝐴𝐷𝑆| + |∡𝐴𝐵𝑆| = = |∡𝐴𝐵𝑆| + |∡𝐶𝐵𝑆| + |∡𝑆𝐷𝐶| + |∡𝐴𝐷𝑆| = = |∡𝐴𝐵𝐶| + |∡𝐶𝐷𝐴| Stąd i z twierdzenia o okręgu opisanym na czworokącie wnioskujemy, że na czworokącie 𝐴𝐵𝐶𝐷 można opisać okrąg. To należało wykazać.

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 3 pkt – przeprowadzenie pełnego rozumowania, tj. zapisanie, że trójkąty 𝐴𝑆𝐷 i 𝐵𝑆𝐶 są podobne, zapisanie, że trójkąty 𝐴𝑆𝐵 i 𝐷𝑆𝐶 są podobne, zapisanie równości miar odpowiednich kątów tych trójkątów, zapisanie równości |∡𝐷𝐴𝐵| + |∡𝐵𝐶𝐷| = |∡𝐴𝐵𝐶| + |∡𝐶𝐷𝐴| i sformułowanie wniosku, że na czworokącie 𝐴𝐵𝐶𝐷 można opisać okrąg. 2 pkt – zapisanie, że trójkąty 𝐴𝑆𝐷 i 𝐵𝑆𝐶 są podobne oraz |∡𝑆𝐴𝐷| = |∡𝑆𝐵𝐶| i |∡𝑆𝐷𝐴| = |∡𝑆𝐶𝐵| ALBO – zapisanie, że trójkąty 𝐴𝑆𝐵 i 𝐷𝑆𝐶 są podobne oraz |∡𝑆𝐴𝐵| = |∡𝑆𝐷𝐶| i |∡𝑆𝐵𝐴| = |∡𝑆𝐶𝐷|. 1 pkt – zapisanie, że trójkąty 𝐴𝑆𝐷 i 𝐵𝑆𝐶 są podobne na mocy cechy bkb ALBO – zapisanie, że trójkąty 𝐴𝑆𝐵 i 𝐷𝑆𝐶 są podobne na mocy cechy bkb. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Zdający, przeprowadzając pełne rozumowanie, może także zapisać, że dowolne dwa kolejne wierzchołki czworokąta leżą po tej samej stronie prostej wyznaczonej przez dwa pozostałe wierzchołki, np. 𝐶 i 𝐷 leżą po tej samej stronie prostej 𝐴𝐵 , gdyż czworokąt 𝐴𝐵𝐶𝐷 jest wypukły. Stąd i z równości kątów 𝐴𝐶𝐵 i 𝐴𝐷𝐵 (wynikającej z podobieństwa trójkątów 𝐴𝑆𝐷 i 𝐵𝑆𝐶 ) zapisze wniosek, że punkty 𝐴, 𝐵, 𝐶 , 𝐷 leżą na jednym okręgu. 2. Nie akceptujemy rozumowania, w którym zdający powołuje się na twierdzenie odwrotne do twierdzenia o siecznych, gdyż zadanie to w istocie wymaga przeprowadzenia dowodu tego twierdzenia w przypadku, gdy punkt przecięcia siecznych leży wewnątrz okręgu.

Zadanie 83 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Rozważamy wszystkie liczby naturalne, w których zapisie dziesiętnym nie powtarza się jakakolwiek cyfra oraz dokładnie trzy cyfry są nieparzyste i dokładnie dwie cyfry są parzyste. Oblicz, ile jest wszystkich takich liczb. EMAP-R0_100

Pokaż odpowiedź
Sposób I Niech 𝐿1 będzie liczbą wszystkich ciągów pięcioelementowych, których: • wyrazy są cyframi, parami różnymi • trzy wyrazy są liczbami nieparzystymi, a dwa są liczbami parzystymi. Aby wygenerować taki ciąg należy wybrać trzy cyfry spośród pięciu nieparzystych, dwie cyfry spośród dwóch parzystych i wybrane pięć cyfr ustawić w ciąg. Zatem 5 5 𝐿1 = ( ) ⋅ ( ) ⋅ 5! 3 2 Niech 𝐿2 będzie liczbą wszystkich ciągów pięcioelementowych, których: • wyrazy są cyframi, parami różnymi • pierwszy wyraz jest zerem, a wśród pozostałych wyrazów są trzy cyfry nieparzyste i jedna cyfra parzysta. Aby wygenerować taki ciąg należy wybrać trzy cyfry spośród pięciu nieparzystych oraz jedną cyfrę spośród cyfr: 2, 4, 6, 8, i wybrane cztery cyfry ustawić w ciąg. Następnie na początku ciągu ustawić cyfrę 0. Zatem 5 4 𝐿2 = ( ) ⋅ ( ) ⋅ 4! 3 1 Wszystkich liczb naturalnych pięciocyfrowych, o różnych cyfrach, w których dokładnie trzy cyfry są nieparzyste, a pozostałe są parzyste, jest 5 5 5 4 𝐿1 − 𝐿2 = ( ) ⋅ ( ) ⋅ 5! − ( ) ⋅ ( ) ⋅ 4! = 10 ⋅ 10 ⋅ 120 − 10 ⋅ 4 ⋅ 24 = 11 040 3 2 3 1 Sposób II Niech 𝑃 będzie liczbą wszystkich ciągów pięcioelementowych, których: • wyrazy są cyframi, parami różnymi • pierwszy wyraz jest cyfrą parzystą różną od zera, a wśród pozostałych wyrazów są trzy cyfry nieparzyste i jedna cyfra parzysta. Pierwszy wyraz takiego ciągu można ustalić na cztery sposoby (wybieramy jedną cyfrę parzystą spośród 2, 4, 6, 8). Pozostałe wyrazy można ustalić poprzez wybór jednej cyfry parzystej spośród czterech, trzech cyfr nieparzystych spośród pięciu, a następnie ustawienie wybranych czterech cyfr na ostatnich czterech pozycjach w ciągu. Zatem 4 5 𝑃 = 4 ⋅ ( ) ⋅ ( ) ⋅ 4! 1 3 Niech 𝑁 będzie liczbą wszystkich ciągów pięcioelementowych, których: • wyrazy są cyframi, parami różnymi • pierwszy wyraz jest cyfrą nieparzystą, a wśród pozostałych wyrazów są dwie cyfry nieparzyste i dwie cyfry parzyste. Pierwszy wyraz takiego ciągu można ustalić na pięć sposobów (wybieramy jedną cyfrę nieparzystą spośród pięciu). Pozostałe wyrazy można ustalić poprzez wybór dwóch cyfr parzystych spośród pięciu, dwóch cyfr nieparzystych spośród czterech, a następnie ustawienie wybranych czterech cyfr na ostatnich czterech pozycjach w ciągu. Zatem 5 4 𝑁 = 5 ⋅ ( ) ⋅ ( ) ⋅ 4! 2 2 Wszystkich liczb naturalnych pięciocyfrowych, o różnych cyfrach, w których dokładnie trzy cyfry są nieparzyste, a pozostałe są parzyste, jest 4 5 5 4 𝑃 + 𝑁 = 4 ⋅ ( ) ⋅ ( ) ⋅ 4! + 5 ⋅ ( ) ⋅ ( ) ⋅ 4! = 4 ⋅ 4 ⋅ 10 ⋅ 24 + 5 ⋅ 10 ⋅ 6 ⋅ 24 = 11 040 1 3 2 2 Sposób III Rozważmy dwa przypadki: 1. Gdy w zapisie liczby występuje cyfra zero. Cyfrę tę możemy wstawić na jedno z 4 miejsc. Miejsce dla drugiej, różnej od zera cyfry parzystej możemy wybrać na 4 sposoby, a na wybranym miejscu możemy wstawić jedną z pozostałych 4 cyfr parzystych. Na pierwsze z pozostałych trzech wolnych miejsc możemy wstawić jedną z 5 cyfr nieparzystych, na drugie z pozostałych dwóch wolnych miejsc możemy wstawić jedną z pozostałych 4 cyfr nieparzystych, a na ostatnim wolnym miejscu – jedną z pozostałych 3 cyfr nieparzystych. Zatem liczba 𝑍 + wszystkich rozpatrywanych liczb w tym przypadku jest równa 𝑍 + = 4 ⋅ 4 ⋅ 4 ⋅ 5 ⋅ 4 ⋅ 3 = 3 840 2. Gdy w zapisie liczby nie występuje cyfra zero. Dwa miejsca dla cyfr parzystych możemy wybrać na (52) = 10 sposobów. Na pierwsze z wybranych dwóch miejsc możemy wstawić jedną z 4 cyfr parzystych, a na drugie – jedną z 3. Na pierwsze z pozostałych trzech wolnych miejsc możemy wstawić jedną z 5 cyfr nieparzystych, na drugie z pozostałych dwóch wolnych miejsc możemy wstawić jedną z pozostałych 4 cyfr nieparzystych, a na ostatnim wolnym miejscu – jedną z pozostałych 3 cyfr nieparzystych. Zatem liczba 𝑍 − wszystkich rozpatrywanych liczb w tym przypadku jest równa 𝑍 − = 10 ⋅ 4 ⋅ 3 ⋅ 5 ⋅ 4 ⋅ 3 = 7 200 Stąd wszystkich rozważanych liczb jest 𝑍 + + 𝑍 − = 3 840 + 7 200 = 11 040.

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 3 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 11 040. 2 pkt – zapisanie 𝐿1 : (53) ⋅ (52) ⋅ 5! oraz zapisanie liczby zbiorów czteroelementowych złożonych z trzech cyfr nieparzystych i jednej cyfry parzystej różnej od zera: (53) ⋅ (41) ALBO – zapisanie 𝐿2 : (53) ⋅ (41) ⋅ 4! oraz zapisanie liczby zbiorów pięcioelementowych złożonych z trzech cyfr nieparzystych i dwóch cyfr parzystych: (53) ⋅ (52), ALBO – zapisanie 𝑃 : 4 ⋅ (41) ⋅ (53) ⋅ 4! oraz zapisanie liczby ciągów pięciowyrazowych w jednym z przypadków, w których pierwszy wyraz jest cyfrą nieparzystą, np. liczba ciągów postaci (𝑛, 𝑝, 𝑛, 𝑝, 𝑛) jest równa 5 ⋅ 5 ⋅ 4 ⋅ 4 ⋅ 3, ALBO – zapisanie 𝑁: 5 ⋅ (52) ⋅ (42) ⋅ 4! oraz zapisanie liczby ciągów pięciowyrazowych w jednym z przypadków, w których pierwszy wyraz jest cyfrą parzystą różną od zera, np. liczba ciągów postaci (𝑝, 𝑛, 𝑛, 𝑝, 𝑛) jest równa 4 ⋅ 5 ⋅ 4 ⋅ 4 ⋅ 3, ALBO – zapisanie 𝑍 + : 4 ⋅ 4 ⋅ 4 ⋅ 5 ⋅ 4 ⋅ 3 oraz zapisanie liczby ciągów pięciowyrazowych w jednym z przypadków, w których żaden wyraz nie jest równy zero, np. liczba ciągów postaci (𝑛, 𝑛, 𝑛, 𝑝, 𝑝), gdzie 𝑝 ∈ {2, 4, 6, 8}, jest równa 5 ⋅ 4 ⋅ 3 ⋅ 4 ⋅ 3, ALBO – zapisanie 𝑍 − : 10 ⋅ 4 ⋅ 3 ⋅ 5 ⋅ 4 ⋅ 3 oraz zapisanie liczby ciągów pięciowyrazowych w jednym z przypadków, w których jeden z wyrazów jest równy zero, np. liczba ciągów postaci (𝑝, 𝑛, 𝑛, 𝑛, 0), gdzie 𝑝 ∈ {2, 4, 6, 8}, jest równa 4 ⋅ 5 ⋅ 4 ⋅ 3 ⋅ 1. 1 pkt – zapisanie 𝐿1 (lub 𝐿2 ), np. 𝐿1 = (53) ⋅ (52) ⋅ 5!, 𝐿2 = (53) ⋅ (41) ⋅ 4! ALBO – zapisanie 𝑃 (lub 𝑁 ), np. 𝑃 = 4 ⋅ (41) ⋅ (53) ⋅ 4!, 𝑁 = 5 ⋅ (52) ⋅ (42) ⋅ 4!, ALBO – zapisanie 𝑍 + (lub 𝑍 − ), np. 𝑍 + = 4 ⋅ 4 ⋅ 4 ⋅ 5 ⋅ 4 ⋅ 3 = 3 840, 𝑍 − = 10 ⋅ 4 ⋅ 3 ⋅ 5 ⋅ 4 ⋅ 3 = 7 200, ALBO – zapisanie liczby zbiorów pięcioelementowych złożonych z trzech cyfr nieparzystych i dwóch cyfr parzystych: (53) ⋅ (52) oraz zapisanie liczby zbiorów czteroelementowych złożonych z trzech cyfr nieparzystych i jednej cyfry parzystej różnej od zera: (53) ⋅ (41), ALBO – zapisanie liczby ciągów pięciowyrazowych w jednym z przypadków, w których pierwszy wyraz jest cyfrą nieparzystą (np. liczba ciągów postaci (𝑛, 𝑝, 𝑛, 𝑝, 𝑛) jest równa 5 ⋅ 5 ⋅ 4 ⋅ 4 ⋅ 3) oraz zapisanie liczby ciągów pięciowyrazowych w jednym z przypadków, w których pierwszy wyraz jest cyfrą parzystą różną od zera (np. liczba ciągów postaci (𝑝, 𝑛, 𝑛, 𝑝, 𝑛) jest równa 4 ⋅ 5 ⋅ 4 ⋅ 4 ⋅ 3). 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwaga: Jeżeli zdający rozpatruje liczby inne niż pięciocyfrowe, to otrzymuje 0 punktów.

Zadanie 93 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Funkcja 𝑓 jest określona wzorem 𝑥 3 − 3𝑥 + 2 𝑓(𝑥) = 𝑥 dla każdej liczby rzeczywistej 𝑥 różnej od zera. Punkt 𝑃, o pierwszej współrzędnej równej 2, należy do wykresu funkcji 𝑓 . Prosta o równaniu 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 jest styczna do wykresu funkcji 𝑓 w punkcie 𝑃. Oblicz współczynniki 𝑎 oraz 𝑏 w równaniu tej stycznej. Nr zadania 8. 9. Wypełnia Maks. liczba pkt 3 3 egzaminator Uzyskana liczba pkt EMAP-R0_100

Pokaż odpowiedź
Wyznaczamy pochodną funkcji 𝑓 : ′ (𝑥) (3𝑥 2 − 3) ⋅ 𝑥 − (𝑥 3 − 3𝑥 + 2) ⋅ 1 𝑓 = 𝑥2 2𝑥 3 − 2 𝑓 ′ (𝑥) = 𝑥2 Obliczamy współczynnik kierunkowy 𝑎 w równaniu stycznej: 7 𝑎 = 𝑓 ′ (2) = 2 Obliczamy współczynnik 𝑏 w równaniu stycznej: 7 𝑓(2) = ∙2+𝑏 2 2= 7+𝑏 𝑏 = −5 7 Współczynniki w równaniu stycznej są równe: 𝑎 = oraz 𝑏 = −5. 2

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 7 3 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝑎 = oraz 𝑏 = −5. 2 2 pkt – obliczenie współczynnika kierunkowego stycznej do wykresu funkcji 𝑓 w punkcie 𝑃: 7 𝑎 = 𝑓 ′ (2) = 2 . (3𝑥2 −3)⋅𝑥−(𝑥3 −3𝑥+2)⋅1 1 pkt – wyznaczenie pochodnej funkcji 𝑓 , np. 𝑓 ′ (𝑥) = , 𝑥2 1 𝑓 ′ (𝑥) = 2𝑥 + 2 ⋅ (− 2 ). 𝑥 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwaga: Jeżeli zdający błędnie zastosuje wzór na pochodną ilorazu funkcji lub błędnie obliczy pochodną funkcji 𝑦 = 𝑥 3 − 3𝑥 + 2, lub 𝑦 = 𝑥 , to może otrzymać 1 punkt za całe rozwiązanie, o ile nie popełni błędu w obliczaniu współczynnika 𝑎 oraz 𝑏.

Zadanie 103 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Spośród wszystkich liczb naturalnych sześciocyfrowych, których wszystkie cyfry należą do zbioru {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}, losujemy jedną. Wylosowanie każdej z tych liczb jest jednakowo prawdopodobne. Oblicz prawdopodobieństwo zdarzenia polegającego na tym, że wylosujemy liczbę, która ma następującą własność: kolejne cyfry tej liczby (licząc od lewej strony) tworzą – w podanej kolejności – sześciowyrazowy ciąg malejący. EMAP-R0_100 Nr zadania 10. Wypełnia Maks. liczba pkt 3 egzaminator Uzyskana liczba pkt EMAP-R0_100

Pokaż odpowiedź
Zdarzeniem elementarnym jest sześciowyrazowy ciąg o wyrazach ze zbioru {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}, więc liczba |Ω| wszystkich zdarzeń elementarnych jest równa |Ω| = 86 . Niech 𝐴 oznacza zdarzenie polegające na tym, że wylosowano liczbę, której druga cyfra (licząc od lewej strony) jest mniejsza od pierwszej, a każda następna cyfra tej liczby jest mniejsza od poprzedniej. Wtedy zdarzeniem elementarnym sprzyjającym zdarzeniu 𝐴 jest sześciowyrazowy ciąg malejący. Liczba wszystkich takich ciągów jest równa (86), więc |𝐴| = (86). Obliczamy prawdopodobieństwo zdarzenia 𝐴: |𝐴| (86) 28 7 𝑃(𝐴) = = 6 = = |Ω| 8 262 144 65536

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 28 7 3 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝑃(𝐴) = 6 = . 8 65536 2 pkt – zapisanie liczby |Ω| wszystkich zdarzeń elementarnych oraz zapisanie liczby |𝐴| wszystkich zdarzeń elementarnych sprzyjających zdarzeniu 𝐴, np. |Ω| = 86 oraz |𝐴| = (86) ALBO – zapisanie liczby |Ω| wszystkich zdarzeń elementarnych oraz wypisanie wszystkich zdarzeń elementarnych sprzyjających zdarzeniu 𝐴 i niewypisanie żadnego zdarzenia niewłaściwego, np. |Ω| = 86 oraz 𝐴 = {876543, 876542, 876541, 876532, 876531, 876521, 876432, 876431, 876421, 876321, 875432, 875431, 875421, 875321, 874321, 865432, 865431, 865421, 865321, 864321, 854321, 765432, 765431, 765421, 765321, 764321, 754321, 654321}. 1 pkt – zapisanie liczby |Ω| wszystkich zdarzeń elementarnych: np. |Ω| = 86 ALBO – zapisanie liczby |𝐴| wszystkich zdarzeń elementarnych sprzyjających zdarzeniu 𝐴: np. |𝐴| = (86), ALBO – wypisanie wszystkich zdarzeń elementarnych sprzyjających zdarzeniu 𝐴 i niewypisanie żadnego zdarzenia niewłaściwego: 654321, 765432, 765321, 876543, 875432, 865432, 864321, 854321, 765431, 764321, 876542, 875431, 865431, 765421, 754321, 876541, 875421, 865421, 876532, 875321, 865321, 876531, 874321, 876521, 876432, 876431, 876421, 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania.

Zadanie 114 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Trzywyrazowy ciąg (𝑥, 𝑦, 𝑧) jest geometryczny i rosnący. Suma wyrazów tego ciągu jest równa 105. Liczby 𝑥 , 𝑦 oraz 𝑧 są – odpowiednio – pierwszym, drugim oraz szóstym wyrazem ciągu arytmetycznego (𝑎𝑛 ), określonego dla każdej liczby naturalnej 𝑛 ≥ 1. Oblicz 𝑥 , 𝑦 oraz 𝑧. EMAP-R0_100 Nr zadania 11. Wypełnia Maks. liczba pkt 4 egzaminator Uzyskana liczba pkt EMAP-R0_100

Pokaż odpowiedź
Sposób I Niech 𝑟 będzie różnicą ciągu arytmetycznego (𝑎𝑛 ). Wtedy 𝑦 = 𝑥 + 𝑟 oraz 𝑧 = 𝑥 + 5𝑟. Ponieważ 𝑥 + 𝑦 + 𝑧 = 105, więc 𝑥 + (𝑥 + 𝑟) + (𝑥 + 5𝑟) = 105 𝑥 + 2𝑟 = 35 𝑥 = 35 − 2𝑟 Zatem 𝑦 = 35 − 2𝑟 + 𝑟 = 35 − 𝑟 oraz 𝑧 = 35 − 2𝑟 + 5𝑟 = 35 + 3𝑟 . Z własności ciągu geometrycznego otrzymujemy 𝑦2 = 𝑥 ⋅ 𝑧 (35 − 𝑟)2 = (35 − 2𝑟) ⋅ (35 + 3𝑟) 352 − 70𝑟 + 𝑟 2 = 352 + 35𝑟 − 6𝑟 2 7𝑟 2 − 105𝑟 = 0 𝑟 = 0 ∨ 𝑟 = 15 Dla 𝑟 = 0 otrzymujemy 𝑥 = 𝑦 = 𝑧, więc warunki zadania nie są spełnione. Dla 𝑟 = 15 otrzymujemy 𝑥 = 5, 𝑦 = 20, 𝑧 = 80. Ciąg (5, 20, 80) jest geometryczny i rosnący. Suma wyrazów tego ciągu jest równa 105. Ponadto wyrazy tego ciągu są – odpowiednio – pierwszym, drugim i szóstym wyrazem ciągu arytmetycznego określonego wzorem 𝑎𝑛 = 5 + 15𝑛, gdzie 𝑛 ∈ ℕ+ . Zatem ostatecznie 𝑥 = 5, 𝑦 = 20, 𝑧 = 80. Sposób II Niech 𝑟 będzie różnicą ciągu arytmetycznego (𝑎𝑛 ). Wtedy 𝑦 = 𝑥 + 𝑟 oraz 𝑧 = 𝑥 + 5𝑟. Ponieważ 𝑥 + 𝑦 + 𝑧 = 105, więc 𝑥 + (𝑥 + 𝑟) + (𝑥 + 5𝑟) = 105 Z własności ciągu geometrycznego otrzymujemy 𝑦2 = 𝑥 ⋅ 𝑧 Ponieważ 𝑦 = 𝑥 + 𝑟 oraz 𝑧 = 𝑥 + 5𝑟 , więc (𝑥 + 𝑟)2 = 𝑥 ⋅ (𝑥 + 5𝑟) Zatem otrzymujemy układ dwóch równań z niewiadomymi 𝑥 oraz 𝑟: 𝑥 + 𝑥 + 𝑟 + 𝑥 + 5𝑟 = 105 { (𝑥 + 𝑟)2 = 𝑥(𝑥 + 5𝑟) Ze związku (𝑥 + 𝑟)2 = 𝑥 ⋅ (𝑥 + 5𝑟) otrzymujemy kolejno: 𝑥 2 + 2𝑥𝑟 + 𝑟 2 = 𝑥 2 + 5𝑥𝑟 𝑟 2 − 3𝑟𝑥 = 0 𝑟 = 0 ∨ 𝑟 = 3𝑥 Dla 𝑟 = 0 otrzymujemy 𝑥 = 𝑦 = 𝑧, więc warunki zadania nie są spełnione. Dla 𝑟 = 3𝑥 otrzymujemy 3𝑥 + 6𝑟 = 105 { 𝑟 = 3𝑥 𝑥=5 Rozwiązaniem tego układu równań jest para liczb { 𝑟 = 15 Stąd 𝑦 = 𝑥 + 𝑟 = 5 + 15 = 20 oraz 𝑧 = 𝑥 + 5𝑟 = 5 + 75 = 80. Ciąg (5, 20, 80) jest geometryczny i rosnący. Suma wyrazów tego ciągu jest równa 105. Ponadto wyrazy tego ciągu są – odpowiednio – pierwszym, drugim i szóstym wyrazem ciągu arytmetycznego określonego wzorem 𝑎𝑛 = 5 + 15𝑛, gdzie 𝑛 ∈ ℕ+ . Zatem ostatecznie 𝑥 = 5, 𝑦 = 20, 𝑧 = 80. Sposób III Z warunków zadania oraz z własności ciągów geometrycznego i arytmetycznego otrzymujemy zależności między 𝑥 , 𝑦 oraz 𝑧: 𝑥 + 𝑦 + 𝑧 = 105 𝑦 2 = 𝑥𝑧 4 ⋅ (𝑦 − 𝑥) = 𝑧 − 𝑦 Rozwiązujemy układ tych trzech równań: 𝑧 = 105 − 𝑥 − 𝑦 { 𝑦 2 = 𝑥 ⋅ (105 − 𝑥 − 𝑦) 4 ⋅ (𝑦 − 𝑥) = 105 − 𝑥 − 𝑦 − 𝑦 𝑧 = 105 − 𝑥 − 𝑦 { 𝑦 2 = 𝑥 ⋅ (105 − 𝑥 − 𝑦) 𝑥 = 2𝑦 − 35 𝑧 = 140 − 3𝑦 { 𝑦 2 = (2𝑦 − 35) ⋅ (140 − 3𝑦) 𝑥 = 2𝑦 − 35 𝑧 = 140 − 3𝑦 { 7𝑦 2 − 385𝑦 + 4900 = 0 𝑥 = 2𝑦 − 35 𝑧 = 80 𝑧 = 35 { 𝑦 = 20 ∨ { 𝑦 = 35 𝑥=5 𝑥 = 35 Dla 𝑥 = 𝑦 = 𝑧 = 35 warunki zadania nie są spełnione. Ciąg (5, 20, 80) jest geometryczny i rosnący. Suma wyrazów tego ciągu jest równa 105. Ponadto wyrazy tego ciągu są – odpowiednio – pierwszym, drugim i szóstym wyrazem ciągu arytmetycznego określonego wzorem 𝑎𝑛 = 5 + 15𝑛, gdzie 𝑛 ∈ ℕ+ . Zatem 𝑥 = 5, 𝑦 = 20, 𝑧 = 80. Sposób IV Niech 𝑞 będzie ilorazem ciągu geometrycznego (𝑥, 𝑦, 𝑧). Wtedy 𝑦 = 𝑥 ⋅ 𝑞 oraz 𝑧 = 𝑥 ⋅ 𝑞 2 . Z warunków zadania oraz własności ciągu arytmetycznego otrzymujemy 4 ⋅ (𝑦 − 𝑥) = 𝑧 − 𝑦 4 ⋅ (𝑥 ⋅ 𝑞 − 𝑥) = 𝑥 ⋅ 𝑞 2 − 𝑥 ⋅ 𝑞 Ponieważ ciąg (𝑥, 𝑦, 𝑧) jest rosnący, więc 𝑥 ≠ 0 i 𝑞 ≠ 1. Zatem 4 ⋅ (𝑥 ⋅ 𝑞 − 𝑥) = 𝑥 ⋅ 𝑞 2 − 𝑥 ⋅ 𝑞 4 ⋅ 𝑥 ⋅ (𝑞 − 1) = 𝑥 ⋅ 𝑞 ⋅ (𝑞 − 1) 4=𝑞 Z warunków zadania 𝑥 + 𝑦 + 𝑧 = 105, więc 𝑥 + 𝑥 ⋅ 𝑞 + 𝑥 ⋅ 𝑞 2 = 105 i dalej 𝑥 + 𝑥 ⋅ 4 + 𝑥 ⋅ 42 = 105. Stąd otrzymujemy 𝑥 = 5. Wówczas 𝑦 = 5 ⋅ 4 = 20 oraz 𝑧 = 5 ⋅ 42 = 80. Ciąg (5, 20, 80) jest geometryczny i rosnący. Suma wyrazów tego ciągu jest równa 105. Ponadto wyrazy tego ciągu są – odpowiednio – pierwszym, drugim i szóstym wyrazem ciągu arytmetycznego określonego wzorem 𝑎𝑛 = 5 + 15𝑛, gdzie 𝑛 ∈ ℕ+ . Zatem 𝑥 = 5, 𝑦 = 20, 𝑧 = 80.

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: (dla sposobu I i II) 4 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝑥 = 5, 𝑦 = 20, 𝑧 = 80. 3 pkt – zapisanie równania z jedną niewiadomą 𝑟, np. (35 − 𝑟)2 = (35 − 2𝑟) ⋅ (35 + 3𝑟) ALBO – poprawne wyznaczenie 𝑟 w zależności od 𝑥 z równania (𝑥 + 𝑟)2 = 𝑥(𝑥 + 5𝑟): 𝑟 = 3𝑥 . 2 pkt – zapisanie 𝑥 , 𝑦 oraz 𝑧 w zależności od 𝑟: 𝑥 = 35 − 2𝑟 , 𝑦 = 35 − 𝑟, 𝑧 = 35 + 3𝑟 ALBO – zapisanie układu równań 𝑥 + 𝑥 + 𝑟 + 𝑥 + 5𝑟 = 105 i (𝑥 + 𝑟)2 = 𝑥(𝑥 + 5𝑟) lub 𝑥 + 5𝑟 𝑥 + 5𝑟 2 𝑥 + 𝑥 + 𝑟 + 𝑥 + 5𝑟 = 105 i 𝑥 + 𝑥 ⋅ 𝑥 + 𝑟 + 𝑥 ⋅ ( 𝑥 + 𝑟 ) = 105 1 pkt – zapisanie równania 𝑥 + 𝑥 + 𝑟 + 𝑥 + 5𝑟 = 105 ALBO – zapisanie równania (𝑥 + 𝑟)2 = 𝑥(𝑥 + 5𝑟), ALBO 𝑥 + 5𝑟 𝑥 + 5𝑟 2 – zapisanie równania 𝑥 + 𝑥 ⋅ + 𝑥 ⋅ ( ) = 105. 𝑥+𝑟 𝑥+𝑟 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Zasady oceniania (dla sposobu III) 4 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝑥 = 5, 𝑦 = 20, 𝑧 = 80. 3 pkt – zapisanie równania z jedną niewiadomą 𝑦, np. 𝑦 2 = (2𝑦 − 35) ⋅ (140 − 3𝑦). 2 pkt – zapisanie 𝑥 oraz 𝑧 w zależności od 𝑦: 𝑥 = 2𝑦 − 35, 𝑧 = 140 − 3𝑦. 1 pkt – zapisanie równania 4 ⋅ (𝑦 − 𝑥) = 𝑧 − 𝑦 lub 𝑦 2 = 𝑥𝑧, lub 5(𝑦 − 𝑥) = 𝑧 − 𝑥 . 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Zasady oceniania (dla sposobu IV) 4 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝑥 = 5, 𝑦 = 20, 𝑧 = 80. 3 pkt – zapisanie równania 𝑥 + 𝑥 ⋅ 𝑞 + 𝑥 ⋅ 𝑞 2 = 105 oraz obliczenie 𝑞 : 𝑞 = 4 ALBO – zapisanie równania 𝑥 + 𝑥 ⋅ 𝑞 + 𝑥 ⋅ 𝑞 2 = 105 oraz zapisanie, że ciąg (𝑥, 𝑦, 𝑧) jest rosnący, więc 𝑥 ≠ 0, oraz zapisanie równania 𝑞 2 − 5𝑞 + 4 = 0. 2 pkt – zapisanie równania 4 ⋅ (𝑥 ⋅ 𝑞 − 𝑥) = 𝑥 ⋅ 𝑞 2 − 𝑥 ⋅ 𝑞 oraz zapisanie, że ciąg (𝑥, 𝑦, 𝑧) jest rosnący, więc 𝑥 ≠ 0 i 𝑞 ≠ 1, oraz obliczenie 𝑞 : 𝑞 = 4 ALBO – zapisanie równań 4 ⋅ (𝑥 ⋅ 𝑞 − 𝑥) = 𝑥 ⋅ 𝑞 2 − 𝑥 ⋅ 𝑞 oraz 𝑥 + 𝑥 ⋅ 𝑞 + 𝑥 ⋅ 𝑞 2 = 105. 1 pkt – zapisanie równania 4 ⋅ (𝑥 ⋅ 𝑞 − 𝑥) = 𝑥 ⋅ 𝑞 2 − 𝑥 ⋅ 𝑞 lub 𝑥 + 𝑥 ⋅ 𝑞 + 𝑥 ⋅ 𝑞 2 = 105. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeżeli zdający dzieli obie strony otrzymanego równania przez wyrażenie zawierające niewiadomą i nie umieszcza zapisu, że to wyrażenie jest różne od zera, oraz konsekwentnie rozwiąże zadanie do końca, to może otrzymać co najwyżej 3 punkty za całe rozwiązanie. 𝑎 + 𝑎1 + 5𝑟 2. Jeżeli zdający popełni błąd, który nie jest rachunkowy, np. 1 ⋅ 6 = 105, 2 𝑦 − 𝑥 = 4 ⋅ (𝑧 − 𝑦) i rozwiąże zadanie do końca, to może otrzymać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie (za spełnienie kryterium z kategorii za 1 pkt oraz za obliczenie 𝑥 , 𝑦 oraz 𝑧).

Zadanie 124 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Rozwiąż równanie sin(2𝑥) + cos(2𝑥) = 1 + sin 𝑥 − cos 𝑥 w zbiorze ⟨0, 2𝜋⟩. EMAP-R0_100 Nr zadania 12. Wypełnia Maks. liczba pkt 4 egzaminator Uzyskana liczba pkt EMAP-R0_100

Pokaż odpowiedź
Przekształcamy równanie sin(2𝑥) + cos(2𝑥) = 1 + sin 𝑥 − cos 𝑥 równoważnie, korzystając ze wzorów na sinus oraz cosinus podwojonego kąta, i otrzymujemy: sin(2𝑥) + cos(2𝑥) = 1 + sin 𝑥 − cos 𝑥 2 sin 𝑥 ⋅ cos 𝑥 + cos 2 𝑥 − sin2 𝑥 = 1 + sin 𝑥 − cos 𝑥 cos2 𝑥 − sin2 𝑥 = 1 − 2 sin 𝑥 ⋅ cos 𝑥 + sin 𝑥 − cos 𝑥 0 = (sin 𝑥 − cos 𝑥)2 + sin 𝑥 − cos 𝑥 + sin2 𝑥 − cos 2 𝑥 0 = (sin 𝑥 − cos 𝑥)2 + (sin 𝑥 − cos 𝑥) + (sin 𝑥 − cos 𝑥)(sin 𝑥 + cos 𝑥) 0 = (sin 𝑥 − cos 𝑥)(sin 𝑥 − cos 𝑥 + 1 + sin 𝑥 + cos 𝑥) 0 = (sin 𝑥 − cos 𝑥)(2 sin 𝑥 + 1) 1 sin 𝑥 = cos 𝑥 lub sin 𝑥 = − 2 Rozwiązujemy równanie sin 𝑥 = cos 𝑥 w zbiorze ⟨0, 2𝜋⟩. Zauważmy, że gdyby cos 𝑥 = 0 , to wtedy sin 𝑥 = cos 𝑥 = 0, więc po podstawieniu tych wartości sinusa i cosinusa do tożsamości sin2 𝑥 + cos 2 𝑥 = 1 otrzymalibyśmy 0 + 0 = 1. Zatem cos 𝑥 ≠ 0. Dzielimy obie strony równania sin 𝑥 = cos 𝑥 przez cos 𝑥 i otrzymujemy tg 𝑥 = 1. 𝜋 5𝜋 Równanie to ma w zbiorze ⟨0, 2𝜋⟩ dwa rozwiązania: oraz . 4 4 1 7𝜋 11𝜋 Równanie sin 𝑥 = − ma w zbiorze ⟨0, 2𝜋⟩ dwa rozwiązania: oraz . 2 6 6 Ostatecznie równanie sin(2𝑥) + cos(2𝑥) = 1 + sin 𝑥 − cos 𝑥 ma w zbiorze ⟨0, 2𝜋⟩ cztery 𝜋 7𝜋 5𝜋 11𝜋 rozwiązania: , , oraz . 4 6 4 6

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 𝜋 7𝜋 5𝜋 11𝜋 4 pkt – poprawna metoda rozwiązania równania i poprawne wyniki: , , oraz . 4 6 4 6 1 𝜋 3 pkt – rozwiązanie równań sin 𝑥 = cos 𝑥 oraz sin 𝑥 = − w zbiorze ℝ: + 𝑘 ⋅ 𝜋 oraz 2 4 7𝜋 11𝜋 + 2𝑘 ⋅ 𝜋 i 6 + 2𝑘 ⋅ 𝜋, gdzie 𝑘 ∈ ℤ 6 ALBO 1 – rozwiązanie równania sin 𝑥 = cos 𝑥 (lub równania sin 𝑥 = − ) w zbiorze ⟨0, 2𝜋⟩: 2 𝜋 5𝜋 7𝜋 11𝜋 oraz (lub: oraz ). 4 4 6 6 2 pkt – przekształcenie równoważne równania sin(2𝑥) + cos(2𝑥) = 1 + sin 𝑥 − cos 𝑥 do postaci (sin 𝑥 − cos 𝑥)(2 sin 𝑥 + 1) = 0. 1 pkt – zastosowanie wzorów na sinus oraz cosinus podwojonego kąta. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwaga: Jeżeli zdający podczas przekształcania równania sin(2𝑥) + cos(2𝑥) = 1 + sin 𝑥 − cos 𝑥 podzieli obie strony równania przez (cos 𝑥 − sin 𝑥) bez stosownych założeń i konsekwentnie do popełnionego błędu rozwiąże zadanie do końca, to otrzymuje 2 punkty za całe rozwiązanie.

Zadanie 134 punktyOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Promień okręgu opisanego na trójkącie 𝐴𝐵𝐶 jest równy 17. Najdłuższym bokiem tego trójkąta jest bok 𝐴𝐶 , a długości dwóch pozostałych boków są równe |𝐴𝐵| = 30 oraz |𝐵𝐶| = 17. Oblicz miarę kąta 𝐵𝐴𝐶 oraz długość boku 𝐴𝐶 tego trójkąta. EMAP-R0_100 Nr zadania 13. Wypełnia Maks. liczba pkt 4 egzaminator Uzyskana liczba pkt EMAP-R0_100

Pokaż odpowiedź
Sposób I Oznaczmy przez 𝑆 środek okręgu opisanego na trójkącie 𝐴𝐵𝐶 , a przez 𝑅 – promień tego okręgu. Ponieważ 𝑅 = 17 oraz |𝐵𝐶| = 17, więc trójkąt 𝐵𝑆𝐶 jest równoboczny. Punkt 𝐴 leży na dłuższym z łuków 𝐵𝐶 okręgu opisanego na trójkącie, gdyż gdyby leżał na krótszym, to wtedy odcinek 𝐵𝐶 byłby najdłuższym bokiem trójkąta 𝐴𝐵𝐶 . Zatem miara kąta wpisanego 𝐵𝐴𝐶 jest połową miary kąta 𝐵𝑆𝐶 trójkąta równobocznego, czyli |∡𝐵𝐴𝐶| = 30°. Stosujemy do trójkąta 𝐴𝐵𝐶 twierdzenie cosinusów i obliczamy długość boku 𝐴𝐶 : |𝐵𝐶|2 = |𝐴𝐶|2 + |𝐴𝐵|2 − 2 ⋅ |𝐴𝐵| ⋅ |𝐴𝐶| ⋅ cos|∡𝐵𝐴𝐶| √3 172 = |𝐴𝐶|2 + 302 − 2 ⋅ 30 ⋅ |𝐴𝐶| ⋅ 2 |𝐴𝐶|2 − 30√3 ⋅ |𝐴𝐶| + 611 = 0 |𝐴𝐶| = 15√3 + 8 ∨ |𝐴𝐶| = 15√3 − 8 Ponieważ 15√3 − 8 < 30, więc ostatecznie |𝐴𝐶| = 15√3 + 8. Sposób II Oznaczmy przez 𝑆 środek okręgu opisanego na trójkącie 𝐴𝐵𝐶 , a przez 𝑅 – promień tego okręgu. Stosujemy do trójkąta 𝐴𝐵𝐶 twierdzenie sinusów i otrzymujemy: |𝐵𝐶| = 2𝑅 sin|∡𝐵𝐴𝐶| 17 = 34 sin|∡𝐵𝐴𝐶| Stąd |∡𝐵𝐴𝐶| = 30° lub |∡𝐵𝐴𝐶| = 150°. Ponieważ bok 𝐵𝐶 nie jest najdłuższym bokiem trójkąta 𝐴𝐵𝐶 , więc kąt leżący naprzeciw tego boku nie może być rozwarty. Zatem |∡𝐵𝐴𝐶| = 30°. Niech 𝐷 będzie spodkiem wysokości poprowadzonej w trójkącie 𝐴𝐵𝐶 z wierzchołka 𝐵 na bok 𝐴𝐶 (zobacz rysunek). 𝐶 𝐷 17 𝑆 30° 𝐴 𝐵 30 Korzystamy ze związków miarowych dla trójkąta o kątach 30°, 60°, 90° i otrzymujemy 1 √3 |𝐵𝐷| = ⋅ |𝐴𝐵| = 15 oraz |𝐴𝐷| = ⋅ |𝐴𝐵| = 15√3. 2 2 Stosujemy do trójkąta 𝐵𝐶𝐷 twierdzenie Pitagorasa i otrzymujemy |𝐶𝐷| = √|𝐶𝐵|2 − |𝐵𝐷|2 = √172 − 152 = 8 Zatem |𝐴𝐶| = |𝐴𝐷| + |𝐶𝐷| = 15√3 + 8. Sposób III Oznaczmy przez 𝑆 środek okręgu opisanego na trójkącie 𝐴𝐵𝐶 , a przez 𝑅 – promień tego okręgu. Stosujemy do trójkąta 𝐴𝐵𝐶 twierdzenie sinusów i otrzymujemy: |𝐵𝐶| = 2𝑅 sin|∡𝐵𝐴𝐶| 17 = 34 sin|∡𝐵𝐴𝐶| Stąd |∡𝐵𝐴𝐶| = 30° lub |∡𝐵𝐴𝐶| = 150°. Ponieważ bok 𝐵𝐶 nie jest najdłuższym bokiem trójkąta 𝐴𝐵𝐶 , więc kąt leżący naprzeciw tego boku nie może być rozwarty. Zatem |∡𝐵𝐴𝐶| = 30°. Ponownie stosujemy do trójkąta 𝐴𝐵𝐶 twierdzenie sinusów i obliczamy sinus kąta 𝐴𝐶𝐵: |𝐴𝐵| = 2𝑅 sin|∡𝐴𝐶𝐵| 30 = 34 sin|∡𝐴𝐶𝐵| 15 sin|∡𝐴𝐶𝐵| = 17 Korzystamy z jedynki trygonometrycznej i otrzymujemy sin2 |∡𝐴𝐶𝐵| + cos2 |∡𝐴𝐶𝐵| = 1 15 2 ( ) + cos 2 |∡𝐴𝐶𝐵| = 1 17 8 8 cos|∡𝐴𝐶𝐵| = ∨ cos|∡𝐴𝐶𝐵| = − 17 17 Ponieważ 𝐴𝐵 nie jest najdłuższym bokiem trójkąta, więc kąt 𝐴𝐶𝐵 nie jest rozwarty 8 i dlatego cos |∡𝐴𝐶𝐵| = . 17 Obliczamy sin |∡𝐴𝐵𝐶|: sin|∡𝐴𝐵𝐶| = sin(180° − |∡𝐵𝐴𝐶| − |∡𝐴𝐶𝐵|) = sin(|∡𝐵𝐴𝐶| + |∡𝐴𝐶𝐵|) = = sin|∡𝐵𝐴𝐶| ⋅ cos|∡𝐴𝐶𝐵| + sin|∡𝐴𝐶𝐵| ⋅ cos|∡𝐵𝐴𝐶| = 1 8 15 √3 15√3 + 8 = ⋅ + ⋅ = 2 17 17 2 34 Stosujemy do trójkąta 𝐴𝐵𝐶 twierdzenie sinusów i otrzymujemy |𝐴𝐶| = 2𝑅 sin|∡𝐴𝐵𝐶| |𝐴𝐶| = 2𝑅 ⋅ sin|∡𝐴𝐵𝐶| 15√3 + 8 |𝐴𝐶| = 34 ⋅ = 15√3 + 8 34

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 4 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 15√3 + 8 (lub √739 + 240√3). 3 pkt – zapisanie równania z jedną niewiadomą (długością boku 𝐴𝐶 ), np. √3 172 = |𝐴𝐶|2 + 302 − 2 ⋅ 30 ⋅ |𝐴𝐶| ⋅ 2 , 15−8√3 |𝐴𝐶|2 = 302 + 172 − 2 ⋅ 30 ⋅ 17 ⋅ , 34 8 302 = |𝐴𝐶|2 + 172 − 2 ⋅ |𝐴𝐶| ⋅ 17 ⋅ 17 ALBO – obliczenie długości odcinków 𝐵𝐷 oraz 𝐴𝐷 : |𝐵𝐷| = 15 oraz |𝐴𝐷| = 15√3 (dla sposobu II), ALBO 15√3+8 – obliczenie sinusa kąta 𝐴𝐵𝐶 : (dla sposobu III). 34 2 pkt – obliczenie miary kąta 𝐵𝐴𝐶 : 30°. 1 pkt – zapisanie, że kąt 𝐵𝑆𝐶 ma miarę 60° ALBO – zapisanie równania, w którym jedyną niewiadomą jest miara kąta 𝐵𝐴𝐶 (lub miara 17 30 1 30⋅17 kąta 𝐴𝐶𝐵), np. = 34, sin |∡𝐴𝐶𝐵| = 34, 2 ⋅ 30 ⋅ sin|∡𝐵𝐴𝐶| = 4⋅17 , sin |∡𝐵𝐴𝐶| ALBO – zapisanie układu równań: |𝐴𝐶|2 = 302 + 172 − 2 ⋅ 30 ⋅ 17 ⋅ cos|∡𝐴𝐵𝐶| oraz |𝐴𝐶| = 34. sin |∡𝐴𝐵𝐶| 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania.

Zadanie 145 punktówOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Środek 𝑆 okręgu o promieniu √5 leży na prostej o równaniu 𝑦 = 𝑥 + 1. Przez punkt 𝐴 = (1, 2), którego odległość od punktu 𝑆 jest większa od √5, poprowadzono dwie proste styczne do tego okręgu w punktach – odpowiednio – 𝐵 i 𝐶 . Pole czworokąta 𝐴𝐵𝑆𝐶 jest równe 15. Oblicz współrzędne punktu 𝑆. Rozważ wszystkie przypadki. EMAP-R0_100 Nr zadania 14. Wypełnia Maks. liczba pkt 5 egzaminator Uzyskana liczba pkt EMAP-R0_100

Pokaż odpowiedź
Sposób I Promienie 𝐵𝑆 oraz 𝐶𝑆 okręgu poprowadzone do punktów styczności są prostopadłe do stycznych – odpowiednio – 𝐴𝐵 i 𝐴𝐶 , więc trójkąty 𝐴𝐵𝑆 oraz 𝐴𝐶𝑆 są prostokątne. Ponadto odcinki 𝐴𝐵 oraz 𝐴𝐶 mają równe długości, więc trójkąty te są przystające (na podstawie cechy bbb przystawania trójkątów). Oznaczmy 𝑚 = |𝐴𝐵| = |𝐴𝐶| (zobacz rysunek). 𝑦 𝑦=𝑥+1 𝐶 √5 𝑆 √5 𝑚 𝐵 𝑚 𝐴 1 1 𝑥 Pole 𝑃𝐴𝐵𝑆𝐶 czworokąta 𝐴𝐵𝑆𝐶 jest sumą pól trójkątów przystających 𝐴𝐵𝑆 oraz 𝐴𝐶𝑆, więc 𝑃𝐴𝐵𝑆𝐶 = 𝑃𝐴𝐵𝑆 + 𝑃𝐴𝐶𝑆 1 15 = 2 ⋅ ⋅ 𝑚 ⋅ √5 2 𝑚 = 3√5 Z twierdzenia Pitagorasa zastosowanego do trójkąta 𝐴𝐵𝑆 otrzymujemy 2 2 |𝐴𝑆|2 = |𝐴𝐵|2 + |𝐵𝑆|2 = (3√5) + (√5) = 50 Niech 𝑥𝑆 będzie pierwszą współrzędną punktu 𝑆. Punkt 𝑆 leży na prostej o równaniu 𝑦 = 𝑥 + 1, więc 𝑆 = (𝑥𝑆 , 𝑥𝑆 + 1). Wtedy (𝑥𝑆 − 1)2 + (𝑥𝑆 + 1 − 2)2 = 50 Stąd dalej otrzymujemy (𝑥𝑆 − 1)2 = 25 |𝑥𝑆 − 1| = 5 𝑥𝑆 = 6 ∨ 𝑥𝑆 = −4 Zatem 𝑆 = (6, 7) lub 𝑆 = (−4, −3). Sposób II Promienie 𝐵𝑆 oraz 𝐶𝑆 okręgu poprowadzone do punktów styczności są prostopadłe do stycznych – odpowiednio – 𝐴𝐵 i 𝐴𝐶 , więc trójkąty 𝐴𝐵𝑆 oraz 𝐴𝐶𝑆 są prostokątne. Ponadto odcinki 𝐴𝐵 oraz 𝐴𝐶 mają równe długości, więc trójkąty te są przystające (na podstawie cechy bbb przystawania trójkątów). Oznaczmy 𝑚 = |𝐴𝐵| = |𝐴𝐶| (zobacz rysunek). 𝑦 𝑦 =𝑥+1 𝐶 √5 𝑆 √5 𝑚 𝐵 𝑚 𝐴 1 1 𝑥 Pole 𝑃𝐴𝐵𝑆𝐶 czworokąta 𝐴𝐵𝑆𝐶 jest sumą pól trójkątów przystających 𝐴𝐵𝑆 oraz 𝐴𝐶𝑆, więc 𝑃𝐴𝐵𝑆𝐶 = 𝑃𝐴𝐵𝑆 + 𝑃𝐴𝐶𝑆 1 15 = 2 ⋅ ⋅ 𝑚 ⋅ √5 2 𝑚 = 3√5 Niech 𝑥𝑆 będzie pierwszą współrzędną punktu 𝑆. Punkt 𝑆 leży na prostej o równaniu 𝑦 = 𝑥 + 1, więc 𝑆 = (𝑥𝑆 , 𝑥𝑆 + 1). Zauważmy, że punkt 𝐴 leży na prostej o równaniu 𝑦 = 𝑥 + 1. Każda prosta przechodząca przez punkt 𝐴 = (1, 2), poza prostą równoległą do osi 𝑂𝑦, ma równanie postaci 𝑦 = 𝑎(𝑥 − 1) + 2. Tangens kąta, jaki tworzy każda ze stycznych 𝐴𝐵 oraz 𝐴𝐶 z prostą o równaniu 𝑦 = 𝑥 + 1, jest równy √5 √5 1 tg 𝛼 = = = 𝑚 3√5 3 Stąd i ze wzoru na tangens kąta między prostymi otrzymujemy 1 𝑎−1 = tg 𝛼 = | | 3 𝑎+1 𝑎 + 1 = 3(𝑎 − 1) ∨ 𝑎 + 1 = −3(𝑎 − 1) 1 𝑎=2 ∨ 𝑎= 2 Zatem styczne 𝐴𝐵 oraz 𝐴𝐶 mają równania postaci 𝑦 = 2(𝑥 − 1) + 2 oraz 1 𝑦 = 2 (𝑥 − 1) + 2, czyli 2𝑥 − 𝑦 = 0 oraz 𝑥 − 2𝑦 + 3 = 0. Odległość punktu 𝑆 od każdej ze stycznych 𝐴𝐵 i 𝐴𝐶 jest równa √5. Zatem |2𝑥𝑆 − (𝑥𝑆 + 1)| = √5 √22 + (−1)2 |𝑥𝑆 − 1| = 5 𝑥𝑆 = 6 ∨ 𝑥𝑆 = −4 Istnieją dwa punkty spełniające warunki zadania: 𝑆 = (6, 7) oraz 𝑆 = (−4, −3).

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: 5 pkt – zastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: 𝑆 = (6, 7) oraz 𝑆 = (−4, −3). 4 pkt – obliczenie obydwu wartości 𝑥𝑆 : 6 oraz (−4) ALBO – obliczenie obydwu współrzędnych punktu 𝑆 tylko dla jednego przypadku: 𝑆 = (6, 7) albo 𝑆 = (−4, −3). 3 pkt – zapisanie równania z jedną niewiadomą (współrzędną punktu 𝑆), np. 2 2 |2𝑥𝑆 − (𝑥𝑆 + 1)| (𝑥𝑆 − 1) + (𝑥𝑆 + 1 − 2) = 50, = √5, √22 + (−1)2 (𝑥𝑆 − (−5))2 + (𝑥𝑆 + 1 − (−1))2 = 5, (𝑥𝑆 − (−2))2 + (𝑥𝑆 + 1 − (−4))2 = 5, (𝑥𝑆 − 4)2 + (𝑥𝑆 + 1 − 8)2 = 5, (𝑥𝑆 − 7)2 + (𝑥𝑆 + 1 − 5)2 = 5. 2 pkt – obliczenie długości 𝑚 odcinka 𝐴𝐵 (lub 𝐴𝐶 ) stycznej: 3√5 ALBO – obliczenie długości odcinka 𝐴𝑆: |𝐴𝑆| = 5√2. 1 pkt – zapisanie współrzędnych punktu 𝑆 w zależności od jednej zmiennej, np. 𝑆 = (𝑥, 𝑥 + 1) ALBO – zapisanie równania z jedną niewiadomą (długością 𝑚 odcinka 𝐴𝐵 stycznej), np. 1 15 = 2 ⋅ 2 ⋅ 𝑚 ⋅ √5, ALBO – zapisanie układ trzech równań: |𝑧|2 = 𝑎2 + 𝑎2 − 2𝑎 ⋅ 𝑎 ⋅ cos 𝛼 oraz |𝑧|2 = (√5)2 + (√5)2 − 2√5 ⋅ √5 ⋅ cos(180° − 𝛼) oraz 1 1 2 15 = 2 ⋅ 𝑎2 ⋅ sin 𝛼 + 2 ⋅ (√5) ⋅ sin(180° − 𝛼), gdzie 𝑧 = |𝐵𝐶|, 𝑎 = |𝐴𝐵|, 𝛼 = |∡𝐵𝐴𝐶|. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1 1. Jeżeli zdający pomija współczynnik we wzorze na pole trójkąta lub deltoidu, to błąd ten 2 traktujemy jako błąd rachunkowy. 2. Jeżeli zdający rozwiąże zadanie do końca, ale otrzyma więcej niż dwa punkty 𝑆, to może otrzymać co najwyżej 4 punkty za całe rozwiązanie.

Zadanie 156 punktówOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Wyznacz wszystkie wartości parametru 𝑚, dla których równanie 𝑥 2 − (3𝑚 + 1) ⋅ 𝑥 + 2𝑚2 + 𝑚 + 1 = 0 ma dwa różne rozwiązania rzeczywiste 𝑥1 , 𝑥2 spełniające warunek 𝑥13 + 𝑥23 + 3 ⋅ 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ⋅ (𝑥1 + 𝑥2 − 3) ≤ 3𝑚 − 7 EMAP-R0_100 EMAP-R0_100 Nr zadania 15. Wypełnia Maks. liczba pkt 6 egzaminator Uzyskana liczba pkt EMAP-R0_100

Pokaż odpowiedź
I etap Trójmian kwadratowy 𝑥 2 − (3𝑚 + 1)𝑥 + 2𝑚2 + 𝑚 + 1 ma dwa różne pierwiastki rzeczywiste wtedy i tylko wtedy, gdy wyróżnik tego trójmianu jest dodatni. Rozwiązujemy warunek ∆> 0: [−(3𝑚 + 1)]2 − 4 ∙ 1 ⋅ (2𝑚2 + 𝑚 + 1) > 0 𝑚2 + 2𝑚 − 3 > 0 (𝑚 − 1) ⋅ (𝑚 + 3) > 0 𝑚 ∈ (−∞, −3) ∪ (1, +∞) II etap Wyznaczamy wszystkie wartości parametru 𝑚, dla których jest spełniony warunek 𝑥13 + 𝑥23 + 3 ⋅ 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ⋅ (𝑥1 + 𝑥2 − 3) ≤ 3𝑚 − 7, korzystając ze wzorów Viète’a: 𝑥13 + 𝑥23 + 3 ⋅ 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ⋅ (𝑥1 + 𝑥2 − 3) ≤ 3𝑚 − 7 (𝑥1 + 𝑥2 )3 − 9𝑥1 𝑥2 ≤ 3𝑚 − 7 (3𝑚 + 1)3 − 9 ⋅ (2𝑚2 + 𝑚 + 1) ≤ 3𝑚 − 7 27𝑚3 + 9𝑚2 − 3𝑚 − 1 ≤ 0 (3𝑚)3 − 13 + 9𝑚2 − 3𝑚 ≤ 0 (3𝑚 − 1)(9𝑚2 + 3𝑚 + 1) + 3𝑚(3𝑚 − 1) ≤ 0 (3𝑚 − 1)(9𝑚2 + 6𝑚 + 1) ≤ 0 (3𝑚 − 1)(3𝑚 + 1)2 ≤ 0 1 𝑚 ∈ (−∞, ⟩ 3 III etap Wyznaczamy wszystkie wartości parametru 𝑚, które jednocześnie spełniają warunki 1 𝑚 ∈ (−∞, −3) ∪ (1, +∞) oraz 𝑚 ∈ (−∞, 3 ⟩: 𝑚 ∈ (−∞, −3).

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. 1 pkt – poprawne rozwiązanie nierówności ∆> 0: 𝑚 ∈ (−∞, −3) ∪ (1, +∞). 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 + 3 ⋅ 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ⋅ (𝑥1 + 𝑥2 − 3) ≤ 3𝑚 − 7. Za poprawne wykonanie tego etapu zdający otrzymuje 4 punkty. Podział punktów za drugi etap rozwiązania: 4 pkt – rozwiązanie nierówności z jedną niewiadomą 𝑚 równoważnej warunkowi 1 𝑥13 + 𝑥23 + 3 ⋅ 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ⋅ (𝑥1 + 𝑥2 − 3) ≤ 3𝑚 − 7: 𝑚 ∈ (−∞, ⟩. 3 3 pkt – zapisanie nierówności z jedną niewiadomą 𝑚 równoważnej warunkowi 𝑥13 + 𝑥23 + 3 ⋅ 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ⋅ (𝑥1 + 𝑥2 − 3) ≤ 3𝑚 − 7 w postaci 𝑊(𝑚) ≤ 0, gdzie 𝑊(𝑚) jest iloczynem co najmniej dwóch wielomianów stopni dodatnich, np. 1 1 2 (3𝑚 − 1)(3𝑚 + 1)2 ≤ 0, (9𝑚2 − 1)(3𝑚 + 1) ≤ 0, 27 (𝑚 − ) (𝑚 + ) ≤ 0 3 3 ALBO – zapisanie nierówności z jedną niewiadomą 𝑚 równoważnej warunkowi 𝑥13 + 𝑥23 + 3 ⋅ 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ⋅ (𝑥1 + 𝑥2 − 3) ≤ 3𝑚 − 7 w postaci 27𝑚3 + 9𝑚2 − 3𝑚 − 1 ≤ 0 oraz wyznaczenie jednego z pierwiastków wielomianu 27𝑚3 + 9𝑚2 − 3𝑚 − 1. 2 pkt – zapisanie nierówności z jedną niewiadomą 𝑚 równoważnej warunkowi 𝑥13 + 𝑥23 + 3 ⋅ 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ⋅ (𝑥1 + 𝑥2 − 3) ≤ 3𝑚 − 7, np. (3𝑚 + 1)3 − 9 ⋅ (2𝑚2 + 𝑚 + 1) ≤ 3𝑚 − 7. 1 pkt – przekształcenie nierówności 𝑥13 + 𝑥23 + 3 ⋅ 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ⋅ (𝑥1 + 𝑥2 − 3) ≤ 3𝑚 − 7 do postaci pozwalającej na bezpośrednie zastosowanie wzorów Viète’a, np. (𝑥1 + 𝑥2 )3 − 9𝑥1 𝑥2 ≤ 3𝑚 − 7. 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Trzeci etap polega na wyznaczeniu wszystkich wartości parametru 𝑚, które spełniają jednocześnie dwa warunki: Δ > 0 i 𝑥13 + 𝑥23 + 3 ⋅ 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ⋅ (𝑥1 + 𝑥2 − 3) ≤ 3𝑚 − 7: 𝑚 ∈ (−∞, −3). Za poprawne wykonanie tego etapu zdający otrzymuje 1 punkt. 1 pkt – poprawne wyznaczenie wszystkich wartości parametru 𝑚, które spełniają jednocześnie warunki Δ > 0 i 𝑥13 + 𝑥23 + 3 ⋅ 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ⋅ (𝑥1 + 𝑥2 − 3) ≤ 3𝑚 − 7: 𝑚 ∈ (−∞, −3). 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeżeli zdający w etapie I lub II popełni błąd, który nie jest błędem rachunkowym, to za III etap otrzymuje 0 punktów. 2. Jeżeli zdający w etapach I i II nie popełni błędów innych niż rachunkowe i otrzyma zbiory rozwiązań, 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 może otrzymać 1 punkt. 3. Jeżeli zdający w II etapie rozwiązania popełni błąd – przyjmie, że 𝑏 𝑥1 + 𝑥2 = ±(2𝑚2 + 𝑚 + 1) lub 𝑥1 ⋅ 𝑥2 = ±(3𝑚 + 1), lub 𝑥1 + 𝑥2 = ± 2𝑎 , to za II etap może otrzymać co najwyżej 2 punkty (1 punkt za przekształcenie nierówności 𝑥13 + 𝑥23 + 3 ⋅ 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ⋅ (𝑥1 + 𝑥2 − 3) ≤ 3𝑚 − 7 do postaci pozwalającej na bezpośrednie zastosowanie wzorów Viète’a oraz 1 punkt za konsekwentne rozwiązanie nierówności do końca), a za III etap otrzymuje 0 punktów. 4. Jeżeli zdający w II etapie rozwiązania popełni błąd, który nie jest rachunkowy, np.: • pominie istotne nawiasy przy przekształcaniu nierówności 𝑥13 + 𝑥23 + 3 ⋅ 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ⋅ (𝑥1 + 𝑥2 − 3) ≤ 3𝑚 − 7 do postaci pozwalającej na bezpośrednie zastosowanie wzorów Viète’a, • przyjmie, że 𝑥13 + 𝑥23 = (𝑥1 + 𝑥2 )[(𝑥1 + 𝑥2 )2 − 𝑥1 ⋅ 𝑥2 ], • przyjmie, że 𝑥13 + 𝑥23 = (𝑥1 + 𝑥2 )3 , i konsekwentnie do popełnionego błędu doprowadzi rozwiązanie II etapu zadania do końca, to może uzyskać co najwyżej 2 punkty za II etap (1 punkt za zastosowanie wzorów Viète’a oraz 1 punkt za konsekwentne rozwiązanie nierówności do końca), a za III etap otrzymuje 0 punktów. 5. Jeżeli w II etapie rozwiązania zdający popełni błędy i otrzyma nierówność 𝑉(𝑚) ≤ 0, to za podanie zbioru rozwiązań nierówności otrzymuje 1 punkt tylko wtedy, gdy wielomian 𝑉 jest stopnia trzeciego i ma co najmniej dwa różne pierwiastki rzeczywiste. 6. Jeżeli zdający wprowadza dodatkowe założenie, które nie wynika z warunków zadania (np. 𝑥1 + 𝑥2 > 0, 𝑥1 ⋅ 𝑥2 > 0), to za całe rozwiązanie może otrzymać co najwyżej 5 punktów (co najwyżej 1 punkt za I etap i co najwyżej 4 punkty za II etap).

Zadanie 166 punktówOdpowiedź wg zasad CKE · wyjaśnienie w przygotowaniuForma 100Matematyka — odpowiedź według zasad CKE

Rozważamy wszystkie graniastosłupy prawidłowe trójkątne o objętości 3456, których krawędź podstawy ma długość nie większą niż 8√3. a) Wykaż, że pole 𝑃 powierzchni całkowitej graniastosłupa w zależności od długości 𝑎 krawędzi podstawy graniastosłupa jest określone wzorem 𝑎2 ⋅ √3 13824√3 𝑃(𝑎) = + 2 𝑎 b) Pole 𝑃 powierzchni całkowitej graniastosłupa w zależności od długości 𝑎 krawędzi podstawy graniastosłupa jest określone wzorem 𝑎2 ⋅ √3 13824√3 𝑃(𝑎) = + 2 𝑎 dla 𝑎 ∈ (0, 8√3⟩. Wyznacz długość krawędzi podstawy tego z rozważanych graniastosłupów, którego pole powierzchni całkowitej jest najmniejsze. Oblicz to najmniejsze pole. EMAP-R0_100 EMAP-R0_100 Nr zadania 16. Wypełnia Maks. liczba pkt 6 egzaminator Uzyskana liczba pkt EMAP-R0_100 EMAP-R0_100 EMAP-R0_100 Formuła 2015 Formuła 2015 Formuła 2015

Pokaż odpowiedź
a) Rozpatrzmy dowolny z rozważanych graniastosłupów. Oznaczmy jego wysokość przez 𝐻 . Korzystamy ze wzoru na objętość graniastosłupa oraz wzoru na pole trójkąta równobocznego i otrzymujemy: 𝑎2 √3 3456 = ⋅𝐻 4 4608√3 𝐻= 𝑎2 Stąd oraz ze wzoru na pole powierzchni całkowitej graniastosłupa dostajemy 𝑎2 √3 𝑃 =2⋅ + 3𝑎𝐻 4 𝑎2 √3 4608√3 𝑃= + 3𝑎 ⋅ 2 𝑎2 𝑎2 √3 13824√3 𝑃(𝑎) = + 2 𝑎 b) 𝑎2 √3 13824√3 Obliczamy najmniejszą wartość funkcji 𝑃 określonej wzorem 𝑃(𝑎) = + dla 2 𝑎 𝑎 ∈ (0, 8√3⟩. 13824√3 Wyznaczamy pochodną funkcji 𝑃: 𝑃′ (𝑎) = 𝑎√3 − dla 𝑎 ∈ (0, 8√3⟩. 𝑎2 Obliczamy miejsca zerowe pochodnej funkcji 𝑃: 𝑃′ (𝑎) = 0 13824√3 𝑎√3 − =0 𝑎2 𝑎3 √3 − 13824√3 = 0 𝑎3 = 13824 = 243 𝑎 = 24 ∉ (0, 8√3⟩ Badamy znak pochodnej: 𝑃′ (𝑎) < 0 13824√3 𝑎√3 − <0 𝑎2 𝑎3 √3 − 13824√3 < 0 𝑎3 < 13824 𝑎 < 24 więc 𝑃′ (𝑎) < 0 dla 𝑎 ∈ (0, 8√3⟩. Zatem funkcja 𝑃 jest malejąca w przedziale (0, 8√3⟩. Stąd dla 𝑎 = 8√3 funkcja 𝑃 osiąga wartość najmniejszą równą 2 𝑎2 √3 13824√3 (8√3) ⋅ √3 13824√3 𝑃(8√3) = 2 + = + = 96√3 + 1728. 𝑎 2 8√3

Odpowiedź i kryteria punktowania pochodzą z oficjalnych zasad oceniania CKE.

Punktowanie: Część a) 2 pkt – przeprowadzenie pełnego rozumowania. 1 pkt – wyznaczenie wysokości 𝐻 graniastosłupa w zależności od długości krawędzi 13824 podstawy, np. 𝐻 = 2 . 𝑎 √3 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi: 1. Jeżeli zdający rozważa inną bryłę niż graniastosłup prawidłowy trójkątny, to otrzymuje 0 punktów za całe rozwiązanie. 2. Jeżeli zdający przeprowadzi rozumowanie tylko dla 𝑎 = 8√3, to otrzymuje 0 punktów za całe rozwiązanie części a). Część b) 4 pkt – uzasadnienie, że funkcja 𝑃 przyjmuje wartość najmniejszą dla 𝑎 = 8√3 i obliczenie wartości najmniejszej funkcji 𝑃: 96√3 + 1728. 3 pkt – uzasadnienie (np. poprzez badanie monotoniczności funkcji), że funkcja 𝑃 przyjmuje wartość najmniejszą dla 𝑎 = 8√3 ALBO – zapisanie, że dla 𝑎 = 8√3 funkcja 𝑃 osiąga wartość najmniejszą i obliczenie 𝑃(8√3): 𝑃(8√3) = 96√3 + 1728. 13824√3 2 pkt – poprawne rozwiązanie równania 𝑎√3 − = 0: 𝑎 = 24. 𝑎2 13824√3 1 pkt – wyznaczenie pochodnej funkcji 𝑃: 𝑃′ (𝑎) = 𝑎√3 − . 𝑎2 0 pkt – rozwiązanie, w którym zastosowano niepoprawną metodę, albo brak rozwiązania. Uwagi do części b): 1. Jeżeli zdający wyznaczy pochodną funkcji 𝑃 z błędem, ale wyznaczona pochodna ma 𝐵 postać 𝐴𝑎 + 2 , gdzie 𝐴 oraz 𝐵 są liczbami niewymiernymi, lub postać ułamka, 𝑎 w którego liczniku jest wielomian stopnia trzeciego, a w mianowniku 𝑚𝑎2 , i konsekwentnie rozwiąże zadanie do końca, to może otrzymać co najwyżej 3 punkty za całe rozwiązanie części b) (za miejsce zerowe pochodnej, za uzasadnienie istnienia najmniejszej wartości funkcji oraz za obliczenie najmniejszej wartości funkcji 𝑃). Jeżeli natomiast otrzyma inną błędną postać pochodnej, to może otrzymać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie części b) (za miejsce zerowe pochodnej oraz za uzasadnienie istnienia najmniejszej wartości funkcji 𝑃). 2. 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. 3. Jeżeli zdający otrzyma miejsce zerowe pochodnej, które należy do przedziału (0, 8√3), to może otrzymać za część b) co najwyżej 1 punkt (za wyznaczenie pochodnej albo za obliczenie miejsca zerowego pochodnej). 4. Za poprawne uzasadnienie, że funkcja 𝑃 osiąga wartość najmniejszą dla 𝑎 = 8√3 można uznać sytuację, gdy zdający bada znak pochodnej oraz zapisuje słownie lub graficznie, że funkcja 𝑃 jest malejąca w przedziale (0, 𝑎0 ), gdzie 𝑎0 jest miejscem zerowym pochodnej funkcji 𝑓 , będącej rozszerzeniem funkcji 𝑃 na zbiór (0, +∞). 5. Jeżeli zdający błędnie uzasadnia, że dla 𝑎 = 8√3 funkcja 𝑃 osiąga wartość najmniejszą, to nie otrzymuje punktu za obliczenie 𝑃(8√3).

Status redakcyjny

Komplet podpunktów opracowany w HTML

  1. 1

    Ekstrakcja pytań. 16 jednostek zadaniowych zapisano w drafcie redakcyjnym.

  2. 2

    Odpowiedzi i rozwiązania. 16 z 16 jednostek wariantów ma odpowiedź; 0 ma również pełny tok rozumowania, a dla 16 pozostaje on do opracowania.

  3. 3

    Weryfikacja. Porównamy całość z oficjalnymi zasadami CKE przed indeksacją.

16 z 16 jednostek wariantów ma odpowiedź · 16 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.