A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. I. rész 1. Az ábrán egy olyan pályát látunk, mely 2011 db négyzetből áll. A négyzetekbe számokat írtunk -től -ig egymás után a pálya végéig.
Az első négyzeten áll egy bábu. Mindig annyit lépünk a bábuval, amennyi azon a négyzeten látható, amelyen a bábu éppen tartózkodik. Számítsuk ki azoknak a számoknak az összegét, amely számokra nem lép rá a bábu, míg a pályán végighalad. (10 pont) Megoldás. Az ábrán a bábu első 4 lépését látjuk. Negyedik lépéskor ismét 1-esre lép, amiből következik, hogy innentől kezdve a lépések periodikusan ismétlődnek. Ez egyben azt is jelenti, hogy egy periódusban éppen 10 db négyzet szerepel, és minden negyedik lépéssel egy újabb periódus veszi kezdetét. Mivel , azért 201 periódus szerepel a pályán és az utolsó lépéssel érkezik el a bábu a pálya utolsó négyzetére, ami az eddig elmondottak szerint 1-es. Egy periódusban (és minden periódusban) a bábu a 3, 5, 1, 2, 4, 5 számokra nem lép rá. Tehát azoknak a számoknak az összege, amelyekre a bábu nem lép rá, amíg eljut a pálya végére: | |
2. Egy nagy cégnek dolgozója van. A dolgozók -a a cég menzáján étkezik. A menzára járók számának és a cég dolgozói számának aránya -ször akkora, mint a menzára járó férfiak és a cég férfi dolgozóinak aránya. A menzára járó férfiak és a cég férfi dolgozóinak aránya és a menzára járó nők és a cég női dolgozóinak aránya pedig úgy aránylik egymáshoz, mint . Hány férfi és hány nő dolgozik ennél a cégnél? (13 pont) Megoldás. Legyen és a cég férfi és női dolgozóinak száma, valamint és a menzára járó férfiak és nők száma. A feltételek szerint a menzára járók száma , tehát és . Továbbá
Ezek szerint . Ezt az egyenlőséget így is írhatjuk:
Ezzel . Tehát a menzára járó férfiak és nők száma egyaránt 396. Ekkor és . Vagyis a férfi dolgozók száma 792, a női dolgozók száma 528.
3. Egy raktárban nagy dobozt tárolnak. E dobozok közül néhányban van 13-13 db közepes méretű doboz. A közepes méretű dobozok közül néhányba 13-13 kisebb dobozt tettek. Az üres dobozok száma . Hány doboz van a raktárban? (14 pont) Megoldás. Legyen a 13 db nagy doboz között db olyan, melyekbe 13-13 közepes dobozt tettek. Ekkor db nagy doboz üres. A db közepes doboz között legyen db olyan, melyekben 13-13 db kis doboz van. Ekkor db közepes doboz üres és a db kis doboz mindegyike szintén üres. Ezek szerint az üres dobozok száma | | Az asztalon összesen db doboz van. Tehát a dobozok száma .
4. Négy dobozba piros és fekete golyókat helyeztünk el az ábra szerint . Minden dobozból véletlenszerűen kiveszünk egy-egy golyót. Igazoljuk, hogy annak a valószínűsége, hogy mind a négy kivett golyó piros, ugyanannyi, mint annak a valószínűsége, hogy mind a négy golyó fekete. (14 pont) Megoldás. Annak a valószínűsége, hogy az első dobozból pirosat húzunk , annak a valószínűsége, hogy a második dobozból pirosat húzunk , annak, hogy a harmadik dobozból pirosat húzunk , végül, hogy a negyedik dobozból pirosat húzunk . Tehát annak a valószínűsége, hogy mind a 4 dobozból pirosat húzunk: Annak a valószínűsége, hogy a dobozokból feketét húzunk rendre: , , , . Tehát annak a valószínűsége, hogy mind a négy dobozból feketét húzunk: A két valószínűség valóban egyenlő.
II. rész 5. Az ábrán egy autó hátsó szélvédőjét és annak ablaktörlőjét látjuk. Ez egy 10 cm-es és egy 20 cm-es, egymáshoz -os szögben csatlakozó kar, melynek 10 cm-es darabja a hajtókar, 20 cm-es darabja a gumilapát. A hajtókar a szimmetrikus trapéz alakú hátsó ablak hosszabbik alapjának felezőpontja körül tud elfordulni -os szögben. (A hátsó ablakot tekintsük síkbeli alakzatnak.)
Milyen távol van a gumilapát végpontja az ablak oldalától, amikor a legközelebb van hozzá? Hány százalékát törli le a gumilapát a hátsó ablaknak? Megoldás. Az ablaktörlő gumilapát végpontja akkor van legközelebb az ablak oldalához, amikor az egyenes merőleges az alapokra. A keresett távolság a trapéz magasságának és az szakasznak a különbsége. A trapéz magasságát a derékszögű háromszögből kapjuk Pitagorasz-tétel segítségével. Mivel | |
Az szakasz hosszát koszinusztétellel számíthatjuk ki: | | Tehát az ablaktörlő gumilapát végpontjának a felső oldaltól való legkisebb távolsága cm. A trapéz területe: | | A lapát által letörölt területet az alábbi gondolatmenettel számíthatjuk ki.
Először kiszámítjuk az középpontú, sugarú körcikk területét, ehhez hozzáadjuk az háromszög területét, majd az összegből levonjuk a háromszög és az körcikk területét: | | Az és háromszögek nyilvánvalóan egybevágó háromszögek, így | | Az szakaszt a háromszögből kapjuk koszinusztétellel: Mivel , azért | | Az körcikk területe: | | Tehát az ablaktörlő által tisztított terület nagysága: . Vagyis a gumilapát a hátsó szélvédő területének kb. -át törli le.
6. Az ábrán egy építendő háztömb és a hozzá tartozó mélygarázs alaprajzát látjuk. A háztömb alaprajza három egymás mellé helyezett négyzet, melyek oldalai: 50 m, 40 m és 30 m. A mélygarázs alakja egy olyan téglalap, melynek hosszabbik oldala a rövidebb oldalának másfélszerese. Mekkora a mélygarázs területe? A garázs kocsibejárója az oldal felezőpontjában lesz. A háztömb csúcsánál lesz egy lejárat a pincébe, ahonnan a pontnál egy ajtón át lehet kijutni a mélygarázsba. Milyen hosszú a szakasz? (16 pont)
Megoldás. A téglalap oldalát a derékszögű háromszögből számíthatjuk ki a Pitagorasz-tétel segítségével. A háromszög egyik befogója m, másik befogója 40 m, tehát | | A téglalap másik oldala ennek másfélszerese, vagyis . Ezek szerint a mélygarázs területe: . Helyezzük el az ábrát egy alkalmasan választott koordinátarendszerben; legyen az egység mindkét tengelyen 10 m. Az pont koordinátáit megkapjuk, ha a vektor -os elforgatottját megszorozzuk 1,5-del. Ezzel az pont . Az pont koordinátáit pedig megkapjuk, ha a vektorhoz hozzáadjuk az vektort. Így . Ezek után írjuk fel a és egyenesek egyenletét, majd számítsuk ki ezek metszéspontját. A megfelelő pontok koordinátáiból a egyenes egyenlete: , az egyenes egyenlete: . A két egyenes metszéspontjának koordinátái . Ezzel a és pontok távolsága: | |
7. Adott a valós számok halmazán értelmezett függvény. A függvényérték valamely valós számra . Számítsuk ki az alábbi összeget:
Megoldás. Írjuk ki részletesen az f(k-i)+f(k+i) tagokat, ahol f(x)=x2+bx+c, f(k)=190,1 és i=1,2,3,4,5.
f(k-i)+f(k+i)=(k-i)2+b(k-i)+c+(k+i)2+b(k+i)+c= =k2-2ki+i2+bk-bi+c+k2+2ki+i2+bk+bi+c= =2k2+2bk+2c+2i2=2(k2+bk+c)+2i2. A zárójelben éppen f(k) szerepel, így | f(k-i)+f(k+i)=2⋅f(k)+2i2. | Ezek szerint az alábbi összeget kell kiszámítanunk: | 2⋅f(k)+2⋅12+2⋅f(k)+2⋅22+2⋅f(k)+2⋅32+2⋅f(k)+2⋅42+2⋅f(k)+2⋅52. | Vagyis a keresett összeg: | 10⋅f(k)+2⋅(12+22+32+42+52)=10⋅190,1+2⋅55=1901+110=2011. |
8. a) Oldjuk meg a log122x-10log12x+25≥1 egyenlőtlenséget a valós számok halmazán. b) Legyen 0≤x≤5. Igazoljuk, hogy ekkor | -x2-2x+35+x+20-x2≤10,5. | (16 pont) |
Megoldás. a) A megoldandó egyenlőtlenségnek a benne szereplő logaritmusok miatt csak akkor van értelme, ha x>0. A négyzetgyök alatt teljes négyzet szerepel: | (log12x-5)2≥1,azaz|log12x-5|≥1. | Ez azt jelenti, hogy log12x-5≥1 vagy log12x-5≤-1. Első esetben: Mivel az log12x függvény szigorúan monoton csökkenő, azért x≤(12)6=164. A második esetben Innen, az log12x függvény előbb említett tulajdonsága miatt x≥(12)4=116. A két esetet egybevetve az eredeti egyenlőtlenség megoldásai: b) Bontsuk fel a négyzetgyökök alatt szereplő másodfokú kifejezéseket elsőfokúak szorzatára. Ehhez először ki kell számítanunk a másodfokú kifejezések zérushelyeit. Az első négyzetgyök alatti kifejezésre | x1,2=2±4+140-2=2±12-2,x1=-7,x2=5. | A második négyzetgyök alatti kifejezésre | x1,2=-1±1+80-2=-1±9-2,x1=-4,x2=5. | A kapott gyökökkel a megadott kifejezés így írható: | -(x+7)(x-5)+-(x+4)(x-5)≤10,5, | vagy másképpen: | (x+7)(5-x)+(x+4)(5-x)≤10,5. | Mivel 0≤x≤5, azért mindkét négyzetgyök alatt nem negatív mennyiség szerepel. Alkalmazzuk mindkét tagra a számtani és mértani közép közötti egyenlőtlenséget. Eszerint: | (x+7)(5-x)≤x+7+5-x2=122=6, | valamint E két egyenlőséget összeadva kapjuk a bizonyítandó állítást: | (x+7)(5-x)+(x+2)(5-x)≤6+92=10,5. |
9. Adott a valós számok halmazán értelmezett függvénysereg: | f(x)=x3+(a-1)x2-(2a+2)x+a-4. |
a) Bizonyítsuk be, hogy ha a egész szám, akkor f(-1)+f(0)+f(1)+f(2) osztható 6-tal. b) Határozzuk meg a függvény zérushelyeit, ha a=4. c) Valamely a-ra a függvény x=2 helyhez tartozó érintője áthalad az origón. Írjuk fel az érintő egyenletét. (16 pont) Megoldás. a)
f(-1)=-1+a-1+2a+2+a-4=4a-4; f(0)=a-4, f(1)=1+a-1-2a-2+a-4=-6, f(2)=8+4a-4-4a-4+a-4=a-4. Tehát | f(-1)+f(0)+f(1)+f(2)=4a-4+a-4+-6+a-4=6a-18. | Ez pedig osztható 6-tal, ha a egész szám. b) Ha a=4, akkor f(x)=x3+3x2-10x, azaz f(x)=x(x2+3x-10). A függvény zérushelyei: x1=0, valamint az x2+3x-10=0 egyenlet gyökei, tehát x1=0, x2=2, x3=-5. c) Ha x=2, akkor f(2)=a-4. Tehát az érintő érintési pontja P(2;a-4). Az érintő m meredeksége a függvény deriváltja az x=2 helyen: | f'(x)=3x2+2(a-1)x-2a-2,tehátm=f'(2)=12+4a-4-2a-2=2a+6. | Ezek szerint az érintő egyenlete: y-a+4=(2a+6)(x-2). Ez az érintő áthalad az origón, tehát: -a+4=-4a-12, ahonnan a=-163. Ezzel az érintő egyenlete: | y+163+4=(6-323)(x-2),azazy=-143x. |
|
|