Zadania z matur CKE dla liceum ogólnokształcącego - poziom rozszerzony
Uczeń:
rozpoznaje wzajemne położenie prostych w przestrzeni, w szczególności proste prostopadłe nieprzecinające się;
posługuje się pojęciem kąta między prostą a płaszczyzną oraz pojęciem kąta dwuściennego między półpłaszczyznami;
rozpoznaje w graniastosłupach i ostrosłupach kąty między odcinkami (np. krawędziami, krawędziami i przekątnymi) oraz kąty między ścianami, oblicza miary tych kątów;
rozpoznaje w walcach i w stożkach kąt między odcinkami oraz kąt między odcinkami i płaszczyznami (np. kąt rozwarcia stożka, kąt między tworzącą a podstawą), oblicza miary tych kątów;
określa, jaką figurą jest dany przekrój prostopadłościanu płaszczyzną;
oblicza objętości i pola powierzchni graniastosłupów, ostrosłupów, walca, stożka i kuli, również z wykorzystaniem trygonometrii i poznanych twierdzeń;
wykorzystuje zależność między objętościami brył podobnych.
Długość krawędzi podstawy graniastosłupa prawidłowego trójkątnego jest równa
a. Sinus kąta między przekątnymi ścian bocznych wychodzącymi
z jednego wierzchołka graniastosłupa jest równy \frac{\sqrt{5}}{3}.
Oblicz pole powierzchni bocznej tego graniastosłupa. Wynik zapisz w postaci
p\cdot a^2.
Podaj liczbę p.
Dany jest graniastosłup prosty ABCDEFGH o podstawie prostokątnej
ABCD. Przekątne AH i AF
ścian bocznych tworzą kąt ostry o mierze \alpha takiej, że
\sin\alpha=\frac{3}{5} (zobacz rysunek). Pole trójkąta
AFH jest równe 27.
Podstawą graniastosłupa prostego ABCDA_1B_1C_1D_1 jest trapez
równoramienny ABCD wpisany w okrąg o środku O
i promieniu R=2. Dłuższa podstawa AB trapezu
jest średnicą tego okręgu, a krótsza – cięciwą odpowiadającą rozwartemu kątowi środkowemu o mierze
2\alpha, którego sinus jest równy \sin2\alpha=\frac{336}{625} (zobacz rysunek).
Przekątna ściany bocznej zawierającej ramię trapezu jest nachylona do płaszczyzny podstawy pod kątem, którego tangens jest równy
5.
Dany jest ostrosłup prawidłowy czworokątny ABCDS o podstawie
ABCD. Krawędź podstawy a tego ostrosłupa ma długość 10.
Ściana boczna jest nachylona do płaszczyzny podstawy pod kątem o mierze \alpha
takim, że \cos\alpha=\frac{\sqrt{5}}{5}. Przez krawędź BC
podstawy ostrosłupa poprowadzono płaszczyznę \pi prostopadłą do ściany
bocznej SAD (zobacz rysunek).
Dany jest ostrosłup prawidłowy czworokątny ABCDS o podstawie
ABCD i polu powierzchni bocznej równym 4.
Wysokości sąsiednich ścian bocznych są ramionami trójkąta równoramiennego, którego cosinus kąta
przy podstawie jest równy \frac{9}{25}.
Krawędź podstawy tego ostrosłupa ma długość równą \frac{m}{\sqrt[4]{8}}.
Podaj liczbę m.
Odpowiedź:
m=
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podpunkt 6.2 (2 pkt)
Wysokość ściany bocznej tego ostrosłupa jest równa \frac{m}{\sqrt[4]{2}}.
Podaj liczbę m.
Odpowiedź:
m=
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podpunkt 6.3 (2 pkt)
Objętość tego ostrosłupa jest równa \frac{1}{\sqrt[4]{2}}\cdot m.
Dany jest graniastosłup prawidłowy trójkątny ABCDEF. Krawędź podstawy
tego graniastosłupa ma długość 6, a wysokość graniastosłupa jest
równa 6 (zobacz rysunek).
Oblicz pole powierzchni trójkąta ABF.
Odpowiedź:
P_{\triangle ABF}=\cdot√
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podstawą ostrosłupa czworokątnego ABCDS jest trapez ABCD
(AB\parallel CD). Ramiona tego trapezu mają długość
|AD|=12 i |BC|=6, a miara kąta
ABC jest równa 45^{\circ}. Każda ściana
boczna tego ostrosłupa tworzy z płaszczyzną podstawy kąt \alpha taki, że
\tan\alpha=\frac{7}{2}.
Podstawą ostrosłupa prawidłowego ABCS jest trójkąt równoboczny
ABC o boku długości 14. Na krawędziach
bocznych BS i CS wybrano punkty,
odpowiednio D i E, takie że
|BD=|CE| oraz |DE|=12 (zobacz rysunek).
Ponadto, płaszczyzna ADE jest prostopadła do płaszczyzny ściany
bocznej BCS tego ostrosłupa.
Niech K będzie środkiem odcinka DE, zaś
L środkiem krawędzi podstawy BC.
Wówczas |SK|=k\cdot |KL|, gdzie k jest
pewną liczbą wymierną.
W ostrosłupie prawidłowym czworokątnym ABCDS o podstawie
ABCD wysokość jest równa \frac{5\sqrt{546}}{14},
a kąt \alpha między sąsiednimi ścianami bocznymi ostrosłupa
spełnia warunek \cos{\alpha}=-\frac{7}{32}.
Podstawą ostrosłupa ABCDS jest trapez ABCD.
Przekątna AC tego trapezu ma długość 5\sqrt{3} i
jest prostopadła do ramienia BC oraz tworzy z dłuższą podstawą
AB tego trapezu kąt o mierze 30^{\circ}.
Każda krawędź boczna tego ostrosłupa ma tę samą długość równą 4\sqrt{3}.
Oblicz długość promienia r okręgu opisanego na podstawie tego ostrosłupa.
Odpowiedź:
r=\cdot√
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podpunkt 13.2 (1 pkt)
Oblicz wysokość h tego ostrosłupa.
Odpowiedź:
h=\cdot√
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podpunkt 13.3 (2 pkt)
Oblicz odległość spodka wysokości ostrosłupa od krawędzi jego bocznej DS.
Podstawą ostrosłupa ABCDS jest kwadrat ABCD
o boku długości 6. Krawędź boczna SD jest wysokością ostrosłupa, a jej długość jest
4 razy większa od długości krawędzi podstawy ostrosłupa.
Oblicz sinus kąta \alpha nachylenia krawędzi bocznej BS do
płaszczyzny podstawy tego ostrosłupa.
Odpowiedź:
\sin\alpha=
\cdot√
(wpisz trzy liczby całkowite)
Podpunkt 14.2 (1 pkt)
Oblicz długość wysokości AE trójkąta ABS.
Odpowiedź:
|AE|=
\cdot√
(wpisz trzy liczby całkowite)
Podpunkt 14.3 (2 pkt)
Oblicz sinus kąta dwuściennego \beta pomiędzy ścianami bocznymi ostrosłupa
ABS i CBS.
W ostrosłupie ABCS podstawa ABC jest
trójkątem równobocznym. Krawędź AS jest prostopadła do płaszczyzny podstawy.
Odległość wierzchołka A od ściany BCS
jest równa 4. Ściana boczna BCS jest
nachylona do płaszczyzny podstawy pod kątem, którego sinus jest równy
\frac{\sqrt{3}}{3}.
Oblicz długość a krawędzi podstawy tego ostrosłupa.
Odpowiedź:
a=
\cdot√
(wpisz trzy liczby całkowite)
Podpunkt 16.2 (1 pkt)
Oblicz wysokość h_b ściany bocznej BCS
tego ostrosłupa.
Podstawą ostrosłupa ABCS jest trójkąt równoramienny
ABC, w którym |AB|=10,
|BC|=|AC|=13 i spodek wysokości ostrosłupa należy do
jego podstawy. Każda wysokość ściany bocznej poprowadzona z wierzchołka
S ma długość 24.
Oblicz długość r promienia okręgu wpisanego w podstawę ostrosłupa.
Dany jest ostrosłup prawidłowy czworokątny ABCDS o podstawie
ABCD. W trójkącie równoramiennym ACS
stosunek długości podstawy do długości ramienia jest równy
|AC|:|AS|=\frac{24}{13}
Oblicz sinus kąta \alpha pomiędzy krawędzią boczną ostrosłupa, a krawędzią jego podstawy.
Odpowiedź:
\sin{\alpha}=
\cdot√
(wpisz trzy liczby całkowite)
Podpunkt 20.2 (2 pkt)
Oblicz cosinus kąta \beta pomiędzy wysokościami przeciwległych
ścian bocznych tego ostrosłupa.
Odpowiedź:
\cos{\beta}=
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podpunkt 20.3 (2 pkt)
Oblicz sinus kąta \gamma nachylenia ściany bocznej do
płaszczyzny podstawy tego ostrosłupa.
Długość krawędzi podstawy graniastosłupa prawidłowego trójkątnego ABCA'B'C'jest równa
8. Odcinek C'D jest wysokością
trójkąta ABC' oraz
\sin{\sphericalangle DC'B}=\frac{2}{5}.
Oblicz \cos{\sphericalangle AC'B}.
Odpowiedź:
\cos{\sphericalangle AC'B}=
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podpunkt 23.2 (1 pkt)
Oblicz długość d przekątnej ściany bocznej tego graniastosłupa.
Odpowiedź:
d=\cdot√
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podpunkt 23.3 (1 pkt)
Oblicz pole P_{b} powierzchni bocznej tego graniastosłupa.
Rozważamy wszystkie graniastosłupy prawidłowe trójkątne o objętości
54, których krawędź podstawy ma długość
a.
Pole powierzchni całkowitej takiego graniastosłupa jest równe
P(a)=\frac{a^2\sqrt{3}}{m}+\frac{n\cdot\sqrt{3}}{a},
gdzie m, n są liczbami całkowitymi dodatnimi.
Podaj liczby m i n.
Odpowiedzi:
m
=
(wpisz liczbę całkowitą)
n
=
(wpisz liczbę całkowitą)
Podpunkt 24.2 (1 pkt)
Oblicz pochodną funkcji P.
Podaj P'(\sqrt{3}).
Odpowiedź:
P'(a)=
+\cdot√
(wpisz cztery liczby całkowite)
Podpunkt 24.3 (1 pkt)
Funkcja P w przedziale (0,+\infty)
osiąga wartość:
Odpowiedzi:
A. najmniejszą
B. największą
Podpunkt 24.4 (1 pkt)
Podaj wartość a_0, w której funkcja P
ma ekstremum lokalne.
Odpowiedź:
a_0=\cdot√
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podpunkt 24.5 (1 pkt)
Podaj pole powierzchni bocznej tego z graniastosłupów, który ma największe
lub najmniejsze pole powierzchni całkowitej.
Rozważamy wszystkie ostrosłupy prawidłowe trójkątne, w których suma wysokości
H ostrosłupa oraz promienia R okręgu
opisanego na podstawie tego ostrosłupa jest równa 20.
Objętość V takiego ostrosłupa można zapisać w postaci
V(R)=a\cdot R^2\cdot (b-R).
Podaj liczbę a.
Odpowiedź:
a=
\cdot√
(wpisz trzy liczby całkowite)
Podpunkt 25.2 (1 pkt)
Podaj liczbę b.
Odpowiedź:
b=
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podpunkt 25.3 (1 pkt)
Oblicz pochodną funkcji V.
Podaj wartość tej pochodnej w R=1.
Odpowiedź:
V'(1)=
\cdot√
(wpisz trzy liczby całkowite)
Podpunkt 25.4 (1 pkt)
Przy jakiej długości promienia R objętość rozważanego ostrosłupa
jest największa?
Rozważamy wszystkie graniastosłupy prawidłowe czworokątne ABCDEFGH,
w których odcinek łączący punkt O przecięcia przekątnych
AC i BD podstawy
ABCD z dowolnym wierzchołkiem podstawy EFGH
ma długość d (zobacz rysunek).
Przyjmijmy, że |DO|=x. Wyznacz zależność objętości V
graniastosłupa od zmiennej x. Funkcję y=V(x)
zapisz w postaci y=\sqrt{W(x)}, gdzie W(x) jest
wielomianem zmiennej x.
Przyjmując d=8, podaj wartość tego wielomianu w jedynce.
Odpowiedź:
W(1)=(wpisz liczbę całkowitą)
Podpunkt 26.2 (2 pkt)
Oblicz pochodną funkcji V.
Przyjmując d=8, oblicz V'(1).
Odpowiedź:
V'(1)=
\cdot√
(wpisz trzy liczby całkowite)
Podpunkt 26.3 (2 pkt)
Wyznacz długość odcinka x tego z rozważanych graniastosłupów, którego
objętość jest największa.
Zapisz wynik w postaci x=m\cdot d. Podaj liczbę m.
Pewien zakład otrzymał zamówienie na wykonanie prostopadłościennego zbiornika (całkowicie
otwartego od góry) o pojemności 6. Dno zbiornika ma być kwadratem.
Żaden z wymiarów zbiornika (krawędzi prostopadłościanu) nie może przekraczać 20.
Całkowity koszt C wykonania zbiornika ustalono w następujący sposób:
4 zł za 1 m2 dna,
9 zł za 1 m2 ściany bocznej.
Funkcję C można określić za pomocą wzoru
C(x)=4x^2+\frac{a}{x}, gdzie x jest
długością krawędzi dna zbiornika.
Podaj liczbę a.
Odpowiedź:
a=(wpisz liczbę całkowitą)
Podpunkt 27.2 (1 pkt)
Oblicz pochodną funkcji C i podaj jej wartość w x=1.
Odpowiedź:
C'(1)=(wpisz liczbę całkowitą)
Podpunkt 27.3 (2 pkt)
Wyznacz wymiary tego zbiornika, którego koszt wykonania jest najmniejszy możliwy.
Podaj długość krawędzi dna.
Odpowiedź:
x=(wpisz liczbę całkowitą)
Podpunkt 27.4 (2 pkt)
Podaj wysokość tego zbiornika oraz koszt jego wykonania.
Rozpatrujemy wszystkie ostrosłupy prawidłowe czworokątne, w których suma długości krawędzi podstawy i
długości krawędzi bocznej jest równa 14. Wyraź objętość tego ostrosłupa
za pomocą długości krawędzi podstawy x i zapisz ten wzór w postaci
V(x)=\frac{1}{3}\cdot\sqrt{W(x)}, gdzie W(x)
jest pewnym wielomianem.
Podaj wartość tego wielomianu w x=1 i x=2.
Odpowiedzi:
W(1)
=
(wpisz dwie liczby całkowite)
W(2)
=
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podpunkt 28.2 (2 pkt)
Oblicz pochodną wielomianu W(x).
Podaj wartość tej pochodnej w x=1.
Odpowiedź:
W'(1)=(wpisz liczbę całkowitą)
Podpunkt 28.3 (2 pkt)
Wyznacz długośc krawędzi podstawy tego z ostrosłupów, który ma największą objętość.
Rozpatrujemy wszystkie możliwe drewniane szkielety o kształcie przedstawionym na rysunku, wykonane
z listewek. Każda z tych listewek ma kształt prostopadłościanu o podstawie kwadratu o boku długości
x. Wymiary szkieletu zaznaczono na rysunku, przy czym a=18
oraz wysokośc szkieletu h również jest równa 18.
Objętość V drewna potrzebnego do budowy szkieletu jako funkcję zmiennej
x można zapisać w postaci V(x)=mx^3+nx^2.
Podaj liczby m i n.
Odpowiedzi:
m
=
(wpisz liczbę całkowitą)
n
=
(wpisz liczbę całkowitą)
Podpunkt 29.2 (1 pkt)
Przedział (0,p\rangle jest dziedziną funkcji V.
Podaj liczbę p.
Odpowiedź:
p=
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podpunkt 29.3 (1 pkt)
Oblicz pochodną funkcji V.
Podaj liczbę V'(1).
Odpowiedź:
V'(1)=(wpisz liczbę całkowitą)
Podpunkt 29.4 (1 pkt)
Oblicz pochodną funkcji V, a następnie wyznacz jej miejsce zerowe x_0.
Podaj liczbę x_0.
Odpowiedź:
x_0=
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podpunkt 29.5 (2 pkt)
Oblicz tę wartość x, dla której zbudowany szkielet jest możliwie najcięższy,
czyli kiedy funkcja V osiąga wartość największą.
Rozpatrujemy wszystkie prostopadłościany o objętości 64\sqrt{3},
których stosunek długości dwóch krawędzi podstawy wychodzących z tego samego wierzchołka jest równy
1:2.
Pole powierzchni całkowitej takiego prostopadłościanu jako funkcja długości
x krótszej krawędzi podstawy opisuje wzór
P(x)=4x^2+\frac{m}{x}.
Podaj liczbę m.
Odpowiedź:
m=\cdot√
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podpunkt 30.2 (1 pkt)
Oblicz pochodną funkcji P.
Podaj liczbę P'\left(\sqrt{3}\right).
Odpowiedź:
P'\left(\sqrt{3}\right)=\cdot√
(wpisz dwie liczby całkowite)
Podpunkt 30.3 (1 pkt)
Pole powierzchni całkowitej tego prostopadłościanu przyjmuje wartość:
Odpowiedzi:
A. najmniejszą
B. największą
Podpunkt 30.4 (2 pkt)
Podaj wartość x_0 dla której funkcja P
osiąga ekstremum lokalne.
Odpowiedź:
x_0=
\cdot√
(wpisz trzy liczby całkowite)
Podpunkt 30.5 (1 pkt)
Podaj wysokość h tego z prostopadłościanów, który ma pole ekstremalne.