A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. I. rész
1. Számítsuk ki az kifejezés pontos értékét: | | (11 pont)
Megoldás.
2. Egy sakkversenyen mindenki mindenkivel egy mérkőzést játszik. Eddig játszmát fejeztek be, és mindenkinek még hátravan játszmája. Hány sakkozó vesz részt a versenyen? (12 pont)
Megoldás. Legyen a részvevők száma , így mindenki mérkőzést játszik. Ha minden sakkozónak még 4 mérkőzése van hátra, akkor eddig mindenki mérkőzést játszott. Ez összesen mérkőzés. Tehát az egyenletet kell megoldanunk. Az másodfokú egyenlet pozitív megoldása . Tehát 10 sakkozó vesz részt a versenyen.
3. Oldjuk meg az alábbi egyenletet a valós számok halmazán: (14 pont)
Megoldás. A hatványalapokat bontsuk prímtényezők szorzatára, ezután az egyenlet: | | Vezessük be az és új változókat, ekkor Szorzattá alakítva a számlálót és a nevezőt, majd egyszerűsítve :
Az új változót bevezetve: , -nal beszorozva a másodfokú egyenletet kapjuk. Az egyenlet megoldásai: és . Az első, negatív megoldás nem lehet pozitív szám hatványa, így a második megoldásból kapjuk az eredeti egyenlet egyetlen megoldását: . Mivel az függvény szigorúan monoton függvény, ezért ebből következik.
4. Egy egyenlő szárú háromszög súlypontja illeszkedik a háromszög beírható körére. Mekkorák a háromszög szögei? Bizonyítsuk be, hogy a beírt kör szárakon lévő két érintési pontja és a szárak közös végpontja három egyenlő részre osztja a háromszög kerületét. (14 pont)
Megoldás. Az pont illeszkedik az alaphoz tartozó magasságra és a beírt körre. Mivel a súlypont harmadolja a súlyvonalat, így a magasság harmada egyenlő a kör átmérőjével: vagyis .
Az derékszögű háromszögben és , vagyis , amiből , és innen . A szimmetria és az érintőszakaszok egyenlősége miatt , . A feladat második részének bizonyításához írjuk fel a háromszög területét kétféleképpen: másrészt | | A kettőt egyenlővé téve kapjuk, hogy , vagyis , amiből következik, hogy . A háromszög kerülete: Mivel , az , és pontok valóban harmadolják a háromszög kerületét.
II. rész
5. Vizsgáljuk meg az alábbi egyenlet megoldhatóságát az paraméter függvényében: | | (16 pont)
Megoldás. Ismeretes, hogy esetén , hasonlóan esetén . Vezessük be az új változót, ekkor vagy , valamint | | Az egyenletünk az új változóval: , rendezve . Az egyenlet diszkriminánsa: , így . A megoldóképletet alkalmazva a két megoldás: | | ahonnan és . Nincs megoldása az egyenletnek, ha , mert lenne. Ha és , vagyis , akkor nem lesz megoldás. Hasonlóan, és , azaz esetén szintén nem lesz megoldás. Tehát nincs megoldása az egyenletnek, ha . Egy megoldást kapunk -ra, ha és , vagyis , vagy ha és , vagyis . Ilyenkor az eredeti egyenlet megoldásait a | | egyenlet megoldásával kapjuk. Az egyenlet diszkriminánsa , amiből , ami az -re adott fenti feltételek esetén teljesül. Ha vagy , akkor mindkét -ra kapott értéket visszahelyettesíthetjük, és a megoldásokat a és a egyenletek gyökei adják. Az egyenletek diszkriminánsát megvizsgálva, az és feltételeket kapjuk a megoldhatóságra, melyek az -re adott fenti feltételek esetén teljesülnek.
6. A teafűből a forró vízben a kellemes ízeket adó anyagok gyorsabban kioldódnak, mint a káros csersavak. Előfordul, hogy a teafüvet véletlenül hosszabb ideig hagyjuk a vízben, mint szükséges lenne, ilyenkor a csersavaktól keserű lesz a tea. Az időt percekben mérve, a intervallumon közelítsük a percenként kioldódó csersav mennyiségét a függvénnyel. Hány százalékkal több csersav oldódik ki a teafűből, ha a szükséges 5 perc helyett vagy 15 percig benne felejtjük a filtert a vízben? (16 pont)
Megoldás. Számoljuk ki az 5 perc alatt kioldódó mennyiséget:
A 10 perc alatt kioldódó mennyiség:
A 15 perc alatt kioldódó mennyiség:
Ha 10 percre felejtjük a vízben a teafüvet, akkor | | több, ha pedig 15 percig, akkor | | több csersav oldódik ki, mintha betartottuk volna az 5 percet.
7. Egyik lapjára állított 18 cm élhosszúságú kockából kiindulva bonbonos dobozt tervezünk. Az alap és fedőlap oldalfelező pontjait összekötjük a szemközti lap közelebbi csúcsaival, az ábrának megfelelően. A keletkező háromszög alapú gúlákat elhagyjuk a kockából. Az így létrejött testet, a bonbonos dobozt, papírból fogjuk elkészíteni, 30% ragasztási felület, illetve hulladék ráhagyásával. Mennyi papírra lesz szükségünk? Mekkora lesz a doboz térfogata? Mekkora szöget zárnak be a trapéz alakú lapok egymással? (16 pont)
Megoldás. Vizsgáljuk meg az egyik elhagyott háromszög alapú gúlát, -t, ennek térfogata: . A gúla hozzá hasonló, a hasonlóság aránya , a térfogatuk aránya , így az háromszög alapú csonka gúla térfogata Nyolc darab ilyen csonkagúlát vágunk ki a kockából, így a doboz térfogata
A doboz felszíne két négyzetből, nyolc egyenlő szárú trapézból és nyolc egyenlő szárú háromszögből áll. A négyzet területe: . A trapéz alapjai: és , szárai magassága: Így a trapéz területe: A háromszög területe: A doboz felszíne: | | Tehát a ráhagyással együtt papír szükséges a doboz elkészítéséhez. A szakasz felezőpontja legyen az pont, . Az a trapéz alakú oldal alaplappal bezárt szöge: | |
A két trapéz alakú oldallap szöge ennek a szögnek a duplája: .
8. Mekkora szögben látszik az alábbi körök közös húrja az origóból? | | (16 pont)
Megoldás. Teljes négyzetté alakítás után: | |
Ebből leolvasható a két kör középpontja és sugara: , , , . A két kör egyenletét kivonva egymásból a egyenletet kapjuk, amiből következik. Ez a húr egyenesének egyenlete. Ezt visszahelyettesítve az első kör egyenletébe az másodfokú egyenletet kapjuk. Ennek a megoldásai , . Ezeket visszahelyettesítve az egyenes egyenletébe kapjuk, hogy , . Tehát a közös húr végpontjainak koordinátái és . Az és vektorok szögét kell megadnunk: | | Másrészt a koordinátákból: . Ezekből , amiből . 9. A zöldséges hetes, hetes és hetes narancsokat árul. Annak a valószínűsége, hogy egy hetes narancs romlott, . Ez a valószínűség a tapasztalatok szerint hetente megduplázódik. A zöldségesnél jelenleg 25 kg hetes, 17 kg 2 hetes és 6 kg 3 hetes narancs van. A narancsok tömege egyformának tekinthető, 5 db 1 kg. Egyik reggel a pakoláskor összekeveredtek a narancsok. Mekkora annak a valószínűsége, hogy egy véletlenszerűen kiválasztott narancs romlott? Véletlenszerűen kiválasztottunk egy narancsot, ami jó. Mekkora a valószínűsége, hogy hetes? Vettünk 40 dkg narancsot. Mekkora a valószínűsége, hogy mind jó? És annak, hogy a fele romlott? (16 pont)
Megoldás. Jelölje , , illetve rendre azt az eseményt, hogy egy véletlenszerűen kiválasztott narancs 1 hetes, 2 hetes, illetve 3 hetes; pedig azt az eseményt, hogy egy narancs romlott. Az , és események teljes eseményrendszert alkotnak. Adott, hogy , , . Mivel 5 darab narancs 1 kg, ezért 1 hetes narancsból 125, 2 hetesből 85, míg 3 hetesből 30 darab van, ez összesen 240 db narancs. Így a következőket tudjuk még: | |
A teljes valószínűség tételét használva:
Felhasználjuk, hogy , és . A két narancs kiválasztására a következő lehetőségek vannak: mindkettő 1 hetes; mindkettő 2 hetes; mindkettő 3 hetes; egyik 1, másik 2 hetes; egyik 1, másik 3 hetes; egyik 2, másik 3 hetes.
A másik kérdésre a választ hasonló gondolatmenettel kapjuk meg:
|
|