A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. I. rész 1. Egy téglalap oldalainak aránya . Tudjuk, hogy a terület mérőszáma egyenlő a kerület és az átlók hosszának összegét jelölő mérőszámmal. Határozzuk meg a téglalap egy csúcsának távolságát a csúcsot nem tartalmazó átlótól. (11 pont) Megoldás. A téglalap oldalai: , , ekkor átlójának hossza: . A téglalap területe: , a kerületének és az átlók hosszának összege: . Tudjuk, hogy . Mivel nem lehet, így . A téglalap területét az átló, valamint egy csúcs és annak az átlótól való távolsága segítségével is kiszámíthatjuk: . A kétféle módon felírt terület egyenlőségéből és az kiszámolt értékéből kapjuk: . Ebből kifejezhető értéke:
2. Oldjuk meg a következő egyenletrendszert:
| | (12 pont) |
Megoldás. Az első egyenletet írjuk szorzatalakban: . Ebből következik, hogy vagy . Mindkét esetben a második egyenletbe behelyettesítve -re másodfokú egyenletet kapunk. Az első esetben: . Ekkor két megoldást kapunk:
A második esetben: x2-6x+8=0. Ebben az esetben is két megoldást kapunk, de az egyik már az előzőekben szerepelt: x3=2,y3=6,x4=4,y4=4.
Vagyis az egyenletrendszernek három megoldása van.
3. A térkövezéshez nagyon sokféle alakú és színű kő vásárolható. Az ábrákon az úgynevezett fodorkövet, és az ebből kialakítható mintasorozatot látjuk.
a) Hány darab sötétszürke kő szükséges a hatodik mintához? b) Hányadik mintához kell pontosan 150 darab sötétszürke kő? c) Adjuk meg rekurzív képlettel a sötétszürke kövek számát az n-edik mintában. (14 pont) Megoldás. a) Az ábrasorozat tanulmányozásával látható, hogy a hatodik minta a negyedikből származtatható. Egy világos sáv kirakása után minden oldalon hat-hat sötétszürke követ kell leraknunk, de ekkor a sarkokat kétszer számoltuk. Mivel a negyedik minta 24 sötétszürke követ tartalmaz, ezért a hatodikhoz 24+6⋅6-6, azaz 54 darab sötétszürke kő kell. b) Az előző gondolatot alkalmazva a sorozat egymást követő tagjai a következő módon alakulnak: 1,6,13,24,37,54,73,96,121,150,.... Vagyis a sorozat 10. tagja a 150. c) Tudjuk, hogy a1=1, a2=6. Az n-edik ábrán (ahol n>2 és egész szám) a sötétszürke kövek száma: an=an-2+6⋅n-6.
4. Egy iskolai sakkbajnokságon mindenki pontosan egyszer játszott mindenkivel. 63 játszma után még mindenkinek négy játszmája hátravolt. a) Hányan szerepeltek összesen a bajnokságon? b) Ekkor két véletlenszerűen kiválasztott játékossal beszélgetett az iskolaújság egyik szerkesztője. Mekkora a valószínűsége, hogy ők még nem játszottak egymással? (14 pont) Megoldás. a) Legyen a csapatok száma n, ekkor az összes játszmák száma: n(n-1)2. Mindenkinek négy játszmája volt még hátra, vagyis 4n2 játszmát kell még lejátszani. A lejátszott mérkőzések száma: amiből az n2-5n-126=0 másodfokú egyenletet kapjuk. Az egyenlet gyökei: n1=14, n2=-9. Vagyis a sakkbajnokságon 14-en szerepeltek. b) Az összes játszmák száma: 14⋅132=91. A kedvező esetek száma: 91-63=28. A keresett valószínűség:
II. rész 5. a) Ha 2-vel csökkentjük az ax2+bx+c=0 egyenlet gyökeit, akkor az ax2+cx+b=0 egyenlet gyökeit kapjuk. Adjuk meg az eredeti egyenlet együtthatóit, ha tudjuk, hogy az összegük -3. b) Az ax2+bx+c=0 egyenletben az együtthatók egy növekedő számtani sorozat három egymást követő tagjai, az egyenletben az együtthatók pedig egy mértani sorozat három egymást követő tagjai. Van-e valós megoldása az első egyenletnek, ha az együtthatóinak összege 9? c) Az ax2+bx+c=0 másodfokú egyenlet két zérushelye x1 és x2. Írjunk fel egy olyan harmadfokú egyenletet gyöktényezős alakban, amelynek zérushelyei: x1x2; x12+x22; 1x1+1x2. (16 pont) Megoldás. a) A második egyenlet gyökei: x1 és x2, ez alapján: x1+x2=-ca, x1x2=ba. Ekkor x1+2+x2+2=-ca+4=-ba, valamint | (x1+2)(x2+2)=x1x2+2(x1+x2)+4=ba+2⋅(-ca)+4=ca. | Vagyis a következő egyenletrendszert kell megoldanunk: | a+b+c=-3,4a+b-c=0,4a+b-3c=0.} | A megoldás: a=1, b=-4, c=0. b) A feladat szövege szerint most a következő egyenletrendszert kapjuk: | 2b=a+c,b2=(a+2)(c+2),a+b+c=9.} |
Az első és a harmadik egyenlet összevetésével azonnal kapjuk, hogy b=3. Ekkor az első és a második egyenlet a következő egyenletrendszert adja: A c=6-a helyettesítéssel az a2-6a-7=0 egyenletet kapjuk. Ennek csak a b=3-nál kisebb megoldása elfogadható, mert az együtthatóknak egy növekedő számtani sorozatot kell alkotni, így a=-1. Ezek alapján: c=7. Az eredeti egyenlet együtthatóinak ismeretében meghatározzuk a diszkrimináns előjelét: Vagyis van valós megoldása az első egyenletnek. c) Mivel x1x2=ca és x1+x2=-ba, ezért | x12+x22=(x1+x2)2-2x1x2=(-ba)2-2⋅(ca)=b2-2aca2, | illetve | 1x1+1x2=x1+x2x1x2=-baca=-bc. | A következő harmadfokú egyenlet megfelel a feladat feltételeinek: | (x-x1x2)(x-x12-x22)(x-1x1-1x2)=(x-ca)(x-b2-2aca2)(x+bc)=0. |
6. Az x2+y2=25 egyenletű kör, az hozzárendeléssel megadott függvény képe és az abszcisszatengely egy síkidomot határoznak meg, amit az abszcisszatengely körül megforgatunk. Mekkora az így kapott forgástest térfogata? (16 pont)
Megoldás. Készítsünk vázlatrajzot. Az origó középpontú 5 sugarú kör megrajzolása után ábrázoljuk az f(x) függvényt is.
Ha x∈]-∞;-2], akkor f(x)=-(x+2)-(x-2)-22=-x-1. Ha x∈[-2;2], akkor f(x)=(x+2)-(x-2)-22=1. Ha x∈]2;∞], akkor f(x)=(x+2)+(x-2)-22=x-1. Ezeket figyelembe véve kapjuk az ábrát. Az f(x) függvény és a kör metszéspontjainak koordinátái leolvashatók az ábráról, amiknek a helyességét visszahelyettesítéssel kapjuk: A(4;3) és B(-4;3). A keletkezett forgástest térfogata:
V=2π[∫021dx+∫24(x-1)2dx+∫45(25-x2)dx]= =2π[∫021dx+∫24(x2-2x+1)dx+∫45(25-x2)dx]= =2π[x]02+2π[x33-x2+x]24+2π[25x-x33]45= =2π⋅2+2π(643-16+4-83+4-2)+2π(125-1253-100+643)= =4π+523π+283π=923⋅π.
7. a) Igazoljuk, hogy 31+815+31-815 egész szám. b) Oldjuk meg a következő egyenletet a valós számok halmazán: | (31+815)x+(31-815)x=103. | (16 pont) |
Megoldás. a) | 31+815+31-815=(4+15)2+(4-15)2=4+15+4-15=8. | Tehát valóban egész szám. b) Alakítsuk az egyenletet:
(4+15)2x+(4-15)2x=103, (4+15)x+(4-15)x=103. Legyen (4+15)x=a, ekkor (4-15)x=1a. Ekkor az a+1a=103 egyenletet kapjuk, amiből a 3a2-10a+3=0 másodfokú egyenlet adódik. A gyökök: a1=3, a2=13. A (4+15)x=3 egyenletből: x1=log4+153. A (4+15)x=13 egyenletből: x2=log4+1513.
8. Egy szabadtéri színpad hátsó részén egy 12 m magas oszlop áll, melynek a súgólyuktól a teteje 16∘ -os emelkedési szögben látszik. Az oszlop talppontját és a súgólyukat összekötő egyenes fölött van egy emelvény, amelyről a 180 cm magas színész 22∘ -os emelkedési szögben látja az oszlop tetejét. A súgólyuktól a színész feje búbja 10∘ -os emelkedési szögű. a) Igazoljuk, hogy a színész feje egyenlő távolságra van az oszlop tetejétől és a súgólyuktól. b) Milyen magas a színpadon felépített emelvény? (16 pont) Megoldás. A feladat szövege alapján készítsünk vázlatrajzot.
a) Az ábrán a színpad eleje C, az oszlop teteje F, az emelvény tetején álló színész fejeteteje E. Tudjuk, hogy AF=12 m, ACE∢=10∘, ACF∢=16∘, DEF∢=22∘. Az ACF derékszögű háromszögben FC=FAsin16∘. ECF∢=ACF∢-ACE∢=6∘, CFE∢=CFA∢-EFD∢=74∘-68∘=6∘. Vagyis EFC egyenlőszárú háromszög, valóban EC=EF. b) Az ACF derékszögű háromszögben: CF=12sin16∘. Mivel EFC egyenlőszárú háromszög, azért G a CF felezőpontja, így GC=6sin16∘. Az EGC derékszögű háromszögben: Végül az EBC derékszögű háromszögben: | EB=EC⋅sin10∘=6sin16∘cos6∘⋅sin10∘=6⋅sin10∘cos6∘⋅sin16∘≈3,8. | Mivel a színész testmagassága 1,8 m, azért az emelvény kb. 2 méter magas.
9. a) Egy dobozba 100 darab piros és zöld építőkockát raktak, méretük alapján kicsiket és nagyokat is. Kis piros kocka véletlenszerű kihúzásának ugyanannyi a valószínűsége, mint annak, hogy nagy pirosat vagy kis zöldet húzunk a dobozból. A zöldek és a kicsik aránya 7:11. A nagyok 20 -szal kevesebben vannak, mint a pirosak. Hány kocka van az egyes fajtákból? b) Egy dobozba 93 darab piros és zöld építőkockát raktak, méretük alapján kicsiket és nagyokat is. Mindegyik fajtából különböző prímszám darab van. A piros kockák száma osztható héttel. A kis zöld kockákból van a legkevesebb. Nagy pirosból ötvennel több van, mint kis pirosból. Hány kocka van az egyes fajtákból? (16 pont) Megoldás. a) A következő táblázatból kiolvashatjuk a négy különböző fajta darabszámát jelölő betűket. A szöveg és a táblázat alapján a következő egyenletrendszer írható fel: | a+b+c+d=100,a+d=b, c+db+d=711, a+c=a+b-20.} | Az egyenletrendszer megoldása megadja a kérdésre a választ: a=25 (nagy piros), b=40 (kis piros), c=20 (nagy zöld), d=15 (kis zöld). b) Mivel négy különböző prímszám összege páratlan, azért az egyik a 2. A szöveg alapján ez a kis zöld kockák száma. A pirosak és a nagy zöldek darabszáma ezek szerint 91. Tudjuk, hogy a piros kockák száma osztható héttel, így a nagy zöldek száma is osztható lesz héttel. Ilyen prímszám csak egy van, ez a 7. Azaz a nagy zöld kockák száma 7. Most már tudjuk, hogy a pirosak száma 84. A feladat állítása szerint nagy piros kockákból ötvennel több van, mint kis piros kockákból. Ezek szerint a nagy pirosból 67 darab, a kis pirosból pedig 17 darab van a dobozban.
|
|