MATEMATIKA Jindřich Vocelka
MATURITA NOVÉ GENERACE
VsÏechna praÂva vyhrazena: ZÏaÂdna cÏaÂst teÂto knihy nesmõ byÂt reprodukovaÂna, uchovaÂvaÂna v resÏersÏnõÂm systeÂmu nebo jakkoliv elektronicky, fotograficky cÏi jinak prÏenaÂsÏena bez prÏedchozõÂho põÂsemneÂho souhlasu majitele praÂv a nakladatele teÂto knihy NAKLADATELSTVI SCIENTIA, spol. s r. o.
Napsal PhDr. JindrÏich Vocelka Lektorovala Mgr. Miloslava CÏernaÂ Ó JindrÏich Vocelka, 2010 Cover design Ó JirÏõ JiraÂsek, Kameel Machart, 2010 BlizÏsÏõ informace a objednaÂvky: NAKLADATELSTVI SCIENTIA, spol. s r. o., KrÏõÂzÏova 1018/6, 150 05 Praha 5 tel. 233 350 201 · fax 220 510 274
[email protected] · www.scientia.cz ISBN 978-80-86960-50-0
OBSAH
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46
PrÏõÂmka............................................................................................................................................ CÏaÂsti prÏõÂmky................................................................................................................................... Rovina............................................................................................................................................ UÂhel ............................................................................................................................................... TrojuÂhelnõÂk .................................................................................................................................... PravouÂhly trojuÂhelnõÂk .................................................................................................................... CÏtyrÏuÂhelnõÂk .................................................................................................................................... RovnobeÏzÏnõÂk.................................................................................................................................. n-uÂhelnõÂk ........................................................................................................................................ KruzÏnice......................................................................................................................................... Kruh a jeho cÏaÂsti ............................................................................................................................ Obsah a obvod rovinnyÂch uÂtvaruÊ .................................................................................................. Shodne a podobne uÂtvary .............................................................................................................. Elipsa ............................................................................................................................................. Hyperbola ...................................................................................................................................... Parabola ......................................................................................................................................... PrÏõÂmka a krÏivka.............................................................................................................................. PrÏõÂmka a rovina.............................................................................................................................. RovnobeÏzÏnost a kolmost ............................................................................................................... Odchylky prÏõÂmek a rovin ............................................................................................................... Velikost a vzdaÂlenost ..................................................................................................................... Goniometricke funkce ostreÂho uÂhlu.............................................................................................. MnohosteÏny ................................................................................................................................... VaÂlec a kuzÏel.................................................................................................................................. Kulova plocha a koule, jejich cÏaÂsti ................................................................................................ CÏõÂselne obory ................................................................................................................................. MnozÏina prÏirozenyÂch a celyÂch cÏõÂsel ............................................................................................... KombinacÏnõ cÏõÂsla a faktoriaÂly ........................................................................................................ Absolutnõ hodnota ......................................................................................................................... DeÏlitelnost...................................................................................................................................... SoucÏinovy a podõÂlovy tvar rovnic a nerovnic................................................................................. Vztahy mezi korÏeny a koeficienty kvadraticke rovnice ................................................................ Soustavy rovnic .............................................................................................................................. Rovnice rÏesÏene v mnozÏineÏ komplexnõÂch cÏõÂsel ............................................................................... Nerovnice a jejich soustavy ........................................................................................................... UplatneÏnõ substituce prÏi rÏesÏenõ uÂloh.............................................................................................. Funkce a jejõ vlastnosti................................................................................................................... Graf funkce .................................................................................................................................... NejmensÏõ a nejveÏtsÏõ ........................................................................................................................ Funkce definovane na mnozÏineÏ prÏirozenyÂch cÏõÂsel......................................................................... ExponenciaÂlnõ funkce a rovnice .................................................................................................... Logaritmicka funkce a rovnice ...................................................................................................... Goniometricke funkce ................................................................................................................... Goniometricke rovnice .................................................................................................................. VyÂrazy a vzorce.............................................................................................................................. Parametr ........................................................................................................................................
7 10 13 16 19 22 25 29 33 10 39 42 46 49 52 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 86 88 90 92 95 98 101 104 107 109 111 114 118 121 124 127 130 133 135 138
47 48 49 50
Variace, kombinace, permutace .................................................................................................... PravdeÏpodobnost jevu ................................................................................................................... ZaÂkladnõÂ pojmy statistiky .............................................................................................................. Ï ady............................................................................................................................................... R
141 145 149 153
UÂVOD
V teÂto publikaci najdete padesaÂt zpracovanyÂch hesel, ktera mohou byÂt samostatnyÂmi maturitnõÂmi okruhy, prÏõÂpadneÏ je mozÏne jejich vhodnyÂm spojenõÂm zõÂskat dvacet peÏt dvojic otaÂzek. Hesla jsou dostatecÏneÏ sÏirokaÂ. To proto, aby peÏtice zarÏazenyÂch uÂloh, z nichzÏ neÏktere se daÂle cÏlenõ na neÏkolik dõÂlcÏõÂch, na sebe võÂce cÏi meÂneÏ navazujõÂcõÂch uÂkoluÊ, mohla byÂt obsahoveÏ pestraÂ, aby se problematikou dotyÂkala ucÏiva matematiky ruÊznyÂch rocÏnõÂkuÊ strÏednõ sÏkoly. UÂlohy jsou sestaveny tak, aby n respektovaly pozÏadavky pro vysÏsÏõ u  rovenÏ spolecÏne cÏaÂsti maturitnõ zkousÏky z matematiky, jak jsou uvedeny v dokumentu platneÂho od sÏk. r. 2009/10, ktery zpracovalo Centrum pro zjisÏt'ovaÂnõ vyÂsledkuÊ vzdeÏlaÂvaÂnõ a schvaÂlilo MSÏMT CÏR (cÏj. 3243/2008-2/CERMAT), Ï motivovaly, vzbuzovaly zaÂjem hledat odpoveÏd' na polozÏenou otn svyÂm obsahem rÏesÏitele pozitivne aÂzku, prÏõÂp. umozÏnÏovaly ruÊzne postupy rÏesÏenõÂ, n rÏesÏenõ bylo jednoduche Â. JednoduchyÂm rÏesÏenõÂm nenõ ale v zÏaÂdneÂm prÏõÂpadeÏ mõÂneÏna obtõÂzÏnost uÂloh. Jde spõÂsÏe o cÏasovou naÂrocÏnost, slozÏitost vyÂpocÏtu, aby se cÏas prÏedepsany pro trvaÂnõ zkousÏky neztraÂcel naprÏ. hledaÂnõÂm numericke chyby. PrÏitom student by nemeÏl u zkousÏky jen popisovat, jak by uÂlohu rÏesÏil s tõÂm, zÏe ¹pak bychom dosadiliª, musõ naopak dostat prÏõÂlezÏitost prokaÂzat, zÏe dokaÂzÏe uÂkol-uÂlohu vyrÏesÏit jako celek od analyÂzy informacõ v textu zadaÂnõ azÏ k zaÂveÏrecÏne odpoveÏdi, tedy prokaÂzat i uÂrovenÏ kompetence provaÂdeÏt pocÏetnõ operace trÏeba i s vyuzÏitõÂm kalkulaÂtoru. To take vyÂsÏe uvedeny dokument pozÏaduje... CÏasteÏji, nezÏ je obvykleÂ, je text uÂlohy doplneÏn obraÂzkem nebo naÂcÏrtkem. To proto, aby vstupnõ informace byly co nejprÏesneÏjsÏõ a jednoznacÏneÂ. Drobna nepozornost prÏi analyÂze zadaÂnõ muÊzÏe neprÏõÂjemneÏ poznamenat pruÊbeÏh cele zkousÏky. UÂlohy jsou uvaÂdeÏny s celyÂm rÏesÏenõÂm. To umozÏnÏuje zkousÏejõÂcõÂmu na prvnõ pohled posoudit jejich obtõÂzÏnost, odhadnout, jak je cÏasoveÏ naÂrocÏne rÏesÏenõ te ktere uÂlohy. V raÂmecÏcõÂch jsou uvedeny dõÂlcÏõ kroky, ktere uÂloha vyzÏaduje, maÂ-li rÏesÏitel dospeÏt ke spraÂvneÂmu rÏesÏenõÂ. Je to osnova, podle nõÂzÏ muÊzÏe zkousÏejõÂcõ postupovat, maÂ-li co nejobjektivneÏji posoudit vyÂkon zkousÏeneÂho, tedy jednodusÏe rÏecÏeno navrhnout klasifikaci. Publikace nenõ sice ani sbõÂrkou uÂloh ani ucÏebnicõÂ, muÊzÏe vsÏak slouzÏit jako studijnõ materiaÂl pro volitelne prÏedmeÏty navazujõÂcõ na povinny prÏedmeÏt. RuÊznorodost uÂloh, jejich seskupenõ pod obecne heslo jsou prostrÏedkem k systemizaci ucÏiva, se kteryÂm se zÏaÂci v pruÊbeÏhu studia na strÏednõ sÏkole setkali. Je to zdroj pro samostatnou praÂci nebo domaÂcõ prÏõÂpravu studentuÊ, pro to, aby jejich prÏedstava o naÂrocÏnosti vysÏsÏõ uÂrovneÏ maturitnõ zkousÏky z matematiky, byla co konkreÂtneÏjsÏõÂ. Moc bych si prÏaÂl, aby byla i inspiracõ pro vyucÏujõÂcõ matematice a motivovala je k vymyÂsÏlenõ vlastnõÂch a pro studenty zajõÂmavyÂch uÂloh. Autor
Ï IÂMKA TeÂma 1 / PR
Téma 1
1.1
PRÏIÂMKA
PrÏõÂmka t svõÂra s osou x odchylku 45 a je to tecÏna grafu funkce f: y prÏõÂmky t a osy x.
p 6x. Bod Q je pruÊsecÏõÂk
a) NacÏrtneÏte graf funkce f, uved'te jejõ definicÏnõ obor a obor hodnot. JakyÂmi vzorci jsou urcÏeny funkce g a h, jejichzÏ grafy jsou obrazem grafu funkce f v osove soumeÏrnosti s osou v ose y a ve strÏedove soumeÏrnosti se strÏedem v pocÏaÂtku soustavy sourÏadnic? b) ZjisteÏte sourÏadnice bodu Q. VsÏechny hrany pravidelneÂho trojbokeÂho hranolu ABCDEF jsou stejneÏ dlouheÂ, K je strÏed steÏny CBEF.
1.2
a) PopisÏte postup zobrazenõÂ takoveÂho teÏlesa ve volneÂm rovnobeÏzÏneÂm promõÂtaÂnõÂ. b) UrcÏete pruÊsecÏõÂk prÏõÂmky AK a roviny hornõÂ podstavy hranolu. c)
Jak velka je odchylka $ AK a roviny DEF?
d) MaÂ-li kazÏda hrana tohoto hranolu velikost a v centimetrech vyjaÂdrÏen celyÂm cÏõÂslem? 1.3
p 3 cm, je jeho objem
UÂloha v ucÏebnici ma text: ¹Pokud bychom kazÏdyÂmi dveÏma z n boduÊ, ktere lezÏõ na kruzÏnici k, vedli prÏõÂmku, bylo by jich celkem 267. Kolik boduÊ bylo na kruzÏnici umõÂsteÏno?ª a) ZÏofie zjistila, zÏe uÂloha nema rÏesÏenõÂ. PrÏesveÏdcÏte se, zÏe ma pravdu. b) V ucÏebnici je ale uveden vyÂsledek n 24. V textu uÂlohy je proto nejspõÂsÏ chybneÏ uveden uÂdaj o pocÏtu prÏõÂmek. Nahrad'te jej spraÂvnyÂm. c)
Na kruzÏnici k je umõÂsteÏno m ruÊznyÂch boduÊ, m 3. Jaka je pravdeÏpodobnost, zÏe naÂhodneÏ zvolena uÂsecÏka, jejõÂmizÏ krajnõÂmi body jsou neÏktere dva z umõÂsteÏnyÂch boduÊ, nenõ stranou m-uÂhelnõÂku A1 A2 ::: Am 1 Am ?
d) UrcÏete nejmensÏõ pocÏet vrcholuÊ m-uÂhelnõÂku A1 A2 ::: Am 1 Am , je-li pravdeÏpodobnost, zÏe naÂhodneÏ zvolena jejich spojnice nenõ stranou m-uÂhelnõÂku, veÏtsÏõ nezÏ 0,7. V projektu satelitnõÂho meÏstecÏka se pocÏõÂta i se zrÏõÂzenõÂm zÏeleznicÏnõÂ
Z a autobusoveÂ
D zastaÂvky. Na plaÂnku s meÏrÏõÂtkem 1 : 10 000 je cÏaÂst zÏeleznicÏnõ trateÏ AB nahrazena kruzÏnicovyÂm obloukem k: x2 y2 10 0; x 0; y 0, prÏõÂmy uÂsek daÂlnice pak prÏõÂmx y 1. kou d: 30 10
1.4
UrcÏete body Z a D tak, aby komunikace, ktera je bude spojovat, byla ze vsÏech uÂsecÏek spojujõÂcõÂch oblouk AB a prÏõÂmku d nejkratsÏõÂ. VypocÏõÂtejte i jejõ deÂlku zaokrouhlenou na cele desõÂtky metruÊ.
1.5
a)
PopisÏte, co je mnozÏinou vsÏech boduÊ X v rovineÏ, ktere majõ od prÏõÂmky p stejnou vzdaÂlenost, jako ma bod P. (Ktery uÂtvar je tou mnozÏinou v prostoru?)
7
Ï IÂMKA TeÂma 1 / PR
b)
PopisÏte, co je mnozÏinou vsÏech boduÊ Z v rovineÏ, ktere majõ od bodu Q veÏtsÏõ vzdaÂlenost nezÏ od bodu P.
c)
PopisÏte, co je mnozÏinou vsÏech boduÊ Y v rovineÏ, ktere majõ tuteÂzÏ vzdaÂlenost od prÏõÂmky q jako od bodu Q.
d) Charakterizujte popsane mnozÏiny analyticky, je-li p: x y 2 0; P0; 0, q: x 4 0; Q0; 5.
Ï esÏenõÂ R 1.1
a)
Df Hf h0; 1 1.
· · · ·
g: y h: y b)
naÂcÏrtek grafu funkce, Df ; Hf vzorce funkcõÂ g a h vyÂznam smeÏrnice prÏõÂmky rÏesÏenõÂ soustavy rovnic s parametrem
p p6x 6x
SmeÏrnice prÏõÂmky t je k tg 45 1 ) t: y x c; c 2 R. yxc p Soustava rovnic
x c2 6x ) x2
2c 6x c2 0 y 6x ______________ D 36 24c ) jedno rÏesÏenõ pro c 1;5. Rovnice prÏõÂmky t je t: y x 1;5, ta protõÂna osu x v bodeÏ Q 1;5; 0.
1.2
b) $ DAK ? $ ABC + $ A1 D1 k $ AD k $ SK
8
· popis konstrukce rovnostranneÂho trojuÂhelnõÂku ve v. r. promõÂtaÂnõ · pruÊsecÏõÂk prÏõÂmky a roviny pomocõ pruÊsecÏnice dvou rovin · definice odchylky prÏõÂmky a roviny · strÏõÂdave uÂhly · velikost vyÂsÏky rovnostranneÂho trojuÂhelnõÂku · goniometricka funkce · objem kolmeÂho hranolu · obsah rovnostranneÂho trojuÂhelnõÂku · uÂprava vyÂrazu s odmocninou
p p a 3 1 a 3 ) tg p ) 30 . 2 3
c)
4AA1 D1 ) jA1 D1 j a; jAA1 j 2
d)
Objemp hranolu je V Sp v p3 p a 3 4 3 3 a3 p Sp 42 33 0;5 0;5 ) V 122 cm3. CÏõÂslo V je celeÂ. 3 V 4 4 4 va
Ï IÂMKA TeÂma 1 / PR
1.3
a)
b) c)
d)
Body Z a D lezÏõ na prÏõÂmce p vedene pocÏaÂtkem kolmo na prÏõÂmku d p: 3x y 0 k: x2 y2 10 0, d: x 3y 30 0, d \ p ) D3; 9 dveÏ soustavy rovnic k \ p ) Z1; 3 Z D
2; 6 p Na plaÂnku je jZDj 2 10 cm, tj. ve skutecÏnosti asi 630 metruÊ.
1.4
1.5
n n 267, ta nema prÏõÂmek ) rÏesÏõÂme rovnici · kombinacÏnõ cÏõÂslo 2 2 p · rÏesÏenõ kvadraticke v mnozÏineÏ N zÏaÂdny korÏen
D 46;2. rovnice v N 24 · rozlisÏenõÂ spojnic (pocÏet 276 ) v textu uÂlohy meÏlo byÂt 276 mõÂsto 267. n 24 ) 2 prÏõÂznivyÂch jevuÊ) m m
m 1 · P
A m boduÊ urcÏuje uÂsecÏek, z nich m je stran m-uÂhelnõÂku. · uÂprava vyÂrazu 2 2 · rÏesÏenõ nerovnice v N PravdeÏpodobnost, zÏe naÂhodneÏ zvolena spojnice je uÂhloprÏõÂcÏkou, je m
m 1 m m 3 2 . P
A m
m 1 m 1 2 m 3 23 V mnozÏineÏ N rÏesÏõÂme nerovnici > 0;7 ) m > . NejmensÏõÂ pocÏet vrcholuÊ je 8. m 1 3 n boduÊ urcÏuje
a)
V rovineÏ je mnozÏinou sjednocenõÂ prÏõÂmek p1 a p2.
V prostoru je to vaÂlcova plocha, jejõ osou je prÏõÂmka p, rÏõÂdicõ kruzÏnice ma polomeÏr P0P.
b)
· analyÂza textu, plaÂn postupu · rovnice prÏõÂmky kolme k dane prÏõÂmce · soustava dvou lineaÂrnõÂch rovnic · soustava lin. a kvadr. rovnice, jejõ rÏesÏenõ v R R · velikost vektoru · vyuzÏitõ meÏrÏõÂtka plaÂnku
· analyÂza textu · dovednost popsat mnozÏinu, uzÏõÂt prÏesnou terminologii · k dane prÏõÂmce danyÂm bodem veÂst rovnobeÏzÏku · k dane prÏõÂmce urcÏit rovnici jejõÂho obrazu v osove soumeÏrnosti · rovnice paraboly urcÏene ohniskem a rÏõÂdicõ prÏõÂmkou · rovnice osy uÂsecÏky · analyticke vyjaÂdrÏenõ poloroviny
MnozÏinou je polorovina , jejõÂzÏ hranicÏnõÂ prÏõÂmkou je osa uÂsecÏky PQ, P 2 .
c)
MnozÏinou je parabola, jejõÂmzÏ ohniskem je bod Q a rÏõÂdicõÂ prÏõÂmkou je q.
d)
· v uÂloze a) je p: x y 2 0; P0; 0; p1 k p; P 2 p1 ) x y c 0 a 0 2 0 c 0 |{z} p1: x y 0 p2 je obraz p1 v osove soumeÏrnosti s osou p p2: x y 4 0. · v uÂloze b) q: x 4 0; Q0; 5 ) rovnice paraboly bude
y n2 2p
x ProtozÏe vrchol paraboly je V2; 5 a p 4, je rovnice
y 52 8
x 2. · v uÂloze c) je osou uÂsecÏky PQ prÏõÂmka o: y
m.
2;5 0. MnozÏinou je polorovina x
2;5 0.
9
Ï IÂMKY Â STI PR TeÂma 2 / CÏA
Téma 2
2.1
2.2
CÏAÂSTI PRÏIÂMKY
px jxj y
1 x x2 y2 0 d) y2 2x 2jxj 4 2 b) 3 y0 c) xy 2 2x CÏaÂstõ uÂtvaru, jehozÏ vsÏechny body splnÏujõ uvedenou rovnici, je ve vsÏech prÏõÂpadech poloprÏõÂmka. PrÏesveÏdcÏte se o tom a popisÏte ten uÂtvar. RozhodneÏte takeÂ, zda rovnici je mozÏno poklaÂdat za vzorec, jõÂmzÏ je definovaÂna funkce. Pokud ano, uved'te neÏktere jejõ vlastnosti. a)
a)
Na povrchu pravidelneÂho cÏtyrÏbokeÂho jehlanu ABCDV, jehozÏ vsÏechny hrany jsou stejneÏ dlouheÂ, je vyznacÏena jedna z ¹cestª, ktere vedou ze strÏedu L hrany AV prÏes hranu BV (bod K) do vrcholu C. Na cÏaÂsti sõÂteÏ teÏlesa najdeÏte na BV ten bod K0 , pro ktery je ¹cestaª LK0 C nejkratsÏõÂ. VypocÏõÂtejte take jejõ deÂlku.
b) Jehlan ABCDV je pravidelny a cÏtyrÏbokyÂ, vsÏechny jeho hrany jsou shodne uÂsecÏky. Zobrazte rÏez tohoto jehlanu rovinou LKC, je-li L strÏed hrany AV, K vnitrÏnõ bod hrany BV takovyÂ, zÏe jBKj < jVKj. 2.3
Jsou daÂny funkce: a) f: y cos
x jxj UrcÏete mnozÏiny Df a Hf , nacÏrtneÏte graf funkce f, stanovte body, v nichzÏ ma maximum a minimum. Je to periodicka funkce? b) g: y sin x j sin xj UrcÏete mnozÏiny Dg a Hg , nacÏrtneÏte graf funkce g, stanovte body, v nichzÏ ma maximum a minimum. Je to periodicka funkce?
2.4
a)
OrganizaÂtorÏi prÏespolnõÂho beÏhu prÏedpoklaÂdajõÂ, zÏe start bude na rozcestõ S, zaÂvodnõÂci nejdrÏõÂve pobeÏzÏõ po prÏõÂme lesnõ cesteÏ (SO), v mõÂsteÏ O odbocÏõ a budou pokracÏovat lesnõÂm tereÂnem (OC) do cõÂle C. Trat' ma celkovou deÂlku 5 km, velikost uÂhlu (|SOC) je 120 , cesty SC a SO svõÂrajõ odchylku 35 . VyjaÂdrÏete v procentech, jakou cÏaÂst trati absolvujõ zaÂvodnõÂci v lesnõÂm tereÂnu.
b) UmõÂsteÏte poloprÏõÂmky SX, SY, jejichzÏ odchylka je 35 . UplatneÏte stejnolehlost a popisÏte postup konstrukce lomene cÏaÂry SOC, ktera prÏedstavuje trat' zaÂvodu. Jejõ deÂlka je 5 cm, j|SOCj 120 , O 2 ! SY a C 2 ! SX. 2.5
Na kazÏde z obou rovnobeÏzÏnyÂch uÂsecÏek AB, CD je umõÂsteÏno k boduÊ. a) Kolik je mozÏne sestrojit takovyÂch trojuÂhelnõÂkuÊ, aby jejich vrcholy byly neÏktere trÏi z umõÂsteÏnyÂch boduÊ? b) UrcÏete cÏõÂslo k, võÂte-li, zÏe pokud by se pocÏet zvolenyÂch boduÊ na jedne z uÂsecÏek zvyÂsÏil o 1, vzrostl by pocÏet trojuÂhelnõÂkuÊ, ktere je mozÏne sestrojit, o 70.
10
Ï IÂMKY Â STI PR TeÂma 2 / CÏA
Ï esÏenõÂ R 2.1
a)
c)
y
1 x 2 2 2x y 4, x 6 1, funkce konstanta,
x2
y2 xy
b)
0
d)
jLCj2
2.3
a)
y2 2x 2jxj 4 x < 0 ) jyj 2 x 0 ) y2 4
x
· · · · · · ·
definicÏnõÂ obor vyÂrazu uÂprava vyÂrazu s absolutnõÂ hodnotou pojem funkce funkce konstanta lineaÂrnõÂ funkce exponenciaÂlnõÂ funkce rovnice paraboly
) dveÏ rovnobeÏzÏne poloprÏõÂmky 1 ) parabolicky oblouk, 1; 0 je jeho vrchol.
Trajektorie je nejkratsÏõÂ, pokud bod K0 je vnitrÏnõÂm bodem uÂsecÏky LC. TrojuÂhelnõÂky ABV a BCV jsou rovnostranne a shodneÂ.
a)
b)
y0
x < 0 ) y 1, x 0 ) y 3x , neklesajõÂcõÂ funkce,
x y
x y 0, x 6 0, y 6 0, dvojice kolmyÂch prÏõÂmek bez pruÊsecÏõÂku,
2.2
px jxj 3
a2 a2 2
· cÏaÂst sõÂteÏ jehlanu · uÂsecÏka jako nejkratsÏõ spojnice dvou boduÊ · prvky 4LCV · kosinova veÏta · uÂprava vyÂrazu · rÏez jehlanu rovinou
a a p 2 a cos 120 ) jLCj 7 jednotek. 2 2 Ï ezem je cÏtyrÏuÂhelnõÂk LKCM. R Jeho vrchol M lezÏõÂ na hraneÏ DV a na poloprÏõÂmce KX, prÏitom X je pruÊsecÏõÂk vyÂsÏky teÏlesa VS a uÂsecÏky LC.
Funkce f: y cos
x jxj: pro x < 0 je y 1, pro x 0 je y cos 2x, Df R, Hf h 1; 1i, grafem je sjednocenõ poloprÏõÂmky a kosinusoidy s periodou p. Funkce ma maximum v kazÏdeÂm bodeÏ intervalu
1; 0i, daÂle p pak v bodech x kp, k 2 N, minimum v bodech x
2k 1 ; k 2 N. 2 NenõÂ periodickaÂ.
11
Ï IÂMKY Â STI PR TeÂma 2 / CÏA
2.4
b)
Funkce g: y sin x j sin xj: · uÂprava vyÂrazu s absolutnõ pro sin x < 0 je y 0, pro sin x 0 je y 2 sin x, Df R, Hf h0; 2i, hodnotou · stanovenõ mnozÏin D a H grafem je sjednocenõ uÂsecÏek, ktere jsou cÏaÂstõ osy x a majõ deÂlku · znaÂzorneÏnõ nebo popis grafu p jednotek, a obloukuÊ sinusoidy. p · zaÂpis maxima a minima Funkce ma maximum v bodech x 2kp, · posouzenõÂ, zda je funkce 2 minimum v kazÏdeÂm bodeÏ intervaluÊ h
2k 1p; 2kpi, periodicka v obou prÏõÂpadech je k 2 Z. Je periodickaÂ, nejkratsÏõ perioda je p 2p.
a)
4SOC, sinova veÏta + x 5 x ; x 2
0; 5 sin 35 sin 25 5 sin 35 x sin 25 sin 35 x 2;9 km LesnõÂm tereÂnem vede asi 58 % trati.
b)
· · · · ·
sinova veÏta vyjaÂdrÏenõ neznaÂme z rovnice vyÂpocÏet pocÏtu procent volba vzoru aplikace charakteristickyÂch vlastnostõ stejnolehlosti H: S, vzor X, obraz H
X je kolineaÂrnõÂ trojice boduÊ, XY k H
XY
Vrchol S uÂhlu XSY je strÏed stejnolehlosti H, · pomocna lomena cÏaÂra SO0 C0
O0 2 ! SY; 120 ) C0 2 ! SX · poloprÏõÂmka SZ · U 0 ; U 0 2 ! SZ; jSU 0 j jSO0 j jO0 C0 j · U 0 ; U 2 ! SZ; jSUj 5 · O; H: U 0 O0 ! UO · C; H: O0 C0 ! OC ___________________________
lomena cÏaÂra SOC
2.5
a)
na uÂsecÏkaÂch a a b je po k bodech, k 2 N +
k k, pocÏet trojuÂhelnõÂkuÊ s dveÏma vrcholy na a je 2 k pocÏet trojuÂhelnõÂkuÊ s dveÏma vrcholy na b je take k, 2 ______________________________ k k k2
k 1. pocÏet trojuÂhelnõÂkuÊ celkem je 2 2
· mozÏnosti pro umõÂsteÏnõ trojuÂhelnõÂkuÊ · vyjaÂdrÏenõ jejich pocÏtu kombinacÏnõÂmi cÏõÂsly · sestavenõ rovnice · uÂprava slozÏiteÏjsÏõÂho vyÂrazu · rÏesÏenõ kvadraticke rovnice
b)
12
k1 k 2 k
k 1 na uÂsecÏce b je k boduÊ ) pocÏet trojuÂhelnõÂkuÊ je 2 k k1 1
k 1
k 1 k
2k k celkovy pocÏet je 2 2 2 k k k 1 Ï esÏenõ rovnice k 70
k 1 2 k R 2 2 2 vede ke kvadraticke rovnici 3k2 k 140 0, v mnozÏineÏ N je jedine rÏesÏenõ k1 7, k2 < 0. na uÂsecÏce a je
k 1 boduÊ ) pocÏet trojuÂhelnõÂkuÊ je
1.
TeÂma 3 / ROVINA
Téma 3
ROVINA
3.1
UrcÏete to reaÂlne cÏõÂslo d, pro ktere majõ roviny ; ; spolecÏnou prÏõÂmku. Jake je parametricke vyjaÂdrÏenõ teÂto prÏõÂmky? : x y 4 0 : x 2y z 2 0
: x 4y z d 0
3.2
Podstavou cÏtyrÏbokeÂho jehlanu ABCDV je rovnobeÏzÏnõÂk, ktery lezÏõ v rovineÏ : x y 2z 0. Jeho vrchol V je bodem roviny ": x 2y 6 0, dalsÏõ vrcholy jsou body A1; 3; ?, B 1; 1; ?, C 1; 1; ?. a) DoplnÏte z-ove sourÏadnice boduÊ A, B a C, vypocÏõÂtejte i sourÏadnice vrcholu D. b) Je podstavou teÏlesa cÏtverec? c)
3.3
VypocÏõÂtejte velikost vyÂsÏky teÏlesa.
a) V ktere rovinove soumeÏrnosti S
jsou body M0; 1; 2 a N4; 5; 6 navzaÂjem vzor a obraz? b) Kolik existuje osovyÂch soumeÏrnostõÂ S
o, v nichzÏ M ! N a N ! M? UrcÏete parametricke vyjaÂdrÏenõ asponÏ jedne z teÏchto os. a) ZduÊvodneÏte, procÏ prÏõÂmky PP0 a BQ jsou mimobeÏzÏky, a pak sestrojte tu jejich prÏõÂcÏku, ktera lezÏõ v rovineÏ hornõ podstavy krychle ABCDEFGH
P 2 AE; P0 2 AB; Q 2 CG.
3.4
b) p: x 3 t q: x s : x y z 0 yt y1 s z t; t 2 R z 1 s; s 2 R Jake je parametricke vyjaÂdrÏenõ prÏõÂcÏky r mimobeÏzÏek p a q, ktera lezÏõ v rovineÏ ? Je prÏõÂcÏka r k neÏktere z mimobeÏzÏek p, q kolmaÂ? 3.5
kvaÂdr ABCDEFGH
kolmy hranol ABCDEFGH, podstava lichobeÏzÏnõÂk
AB k CD
pravidelny cÏtyrÏboky jehlan ABCDV
Sestrojte rÏez teÏlesa rovinou MBN a take prÏõÂmku p, cozÏ je pruÊsecÏnice rovin a $ ABC. (M je vnitrÏnõ bod bocÏnõ hrany AE, resp. AV, a lezÏõ blõÂzÏe bodu A, N je vnitrÏnõ bod bocÏnõ hrany CG, resp. CV, a lezÏõ blõÂzÏe bodu G, resp. V.)
13
TeÂma 3 / ROVINA
Ï esÏenõÂ R 3.1
HledaÂme odpoveÏd' na otaÂzku, pro ktere reaÂlne cÏõÂslo d ma soustava rovnic nekonecÏneÏ mnoho trojic rÏesÏenõÂ: xy40 x
2y z 2 0
x 4y
zd0
________________________
)
3y z 2 0 3y z d 4 0
________________________
0y0z6
d ) d 6 ) : x 4y
SpolecÏnou prÏõÂmku p urcÏõÂme naprÏ. jako pruÊsecÏnici rovin a , tj. zvolõÂme x t a dosadõÂme do rovnic obou rovin ) y 4 t a p: x t; y
3.2
4
t; z
10
z60 2y z
2
t,
3t; t 2 R.
a)
DosazenõÂm A1; 3; 2, B 1; 1; 1, C 1; 1; 0, B A C D ) D A C B ) D1; 5; 3.
b)
Jsou sousednõ strany rovnobeÏzÏnõÂku shodne uÂsecÏky? p B A
2; 4; 3; C B
0; 2; 1 ) jB Aj 29; jC jB Aj 6 jC Bj ) ABCD nenõÂ cÏtverec.
c)
UrcÏõÂme sourÏadnice vrcholu V a jeho vzdaÂlenost od roviny podstavy teÏlesa: AC ) S0; 2; 1, bodem S prÏõÂmka p ? ) · p: x t strÏed podstavy S 2 (prÏõÂmka p je urcÏena bodem S a normaÂlovyÂm vektorem n~ ) y2t z 1 2t; t 2 R vrchol V je pruÊsecÏõÂk prÏõÂmky p a roviny " (soustava rovnic) )
Bj
p 5,
· V2; 4;
3,
vyÂsÏku teÏlesa urcÏõÂme jako vzdaÂlenost bodu V a roviny nebo jako velikost vektoru ~ uV
S)V
S
2; 2;
4
· jV · · · · · · · ·
3.3
a)
S
: M ! N, proto MN ? a S
Rovina soumeÏrnosti je : x y z
b)
Sj
p p 4 4 16 2 6.
plaÂn postupu rÏesÏenõ doplneÏnõ sourÏadnic boduÊ A, B, C vyÂpocÏet sourÏadnic vrcholu D velikost vektoru strÏed rovnobeÏzÏnõÂku bodem prÏõÂmka kolma k rovineÏ pruÊsecÏõÂk prÏõÂmky a roviny vzdaÂlenost bodu od roviny nebo opeÏt velikost vektoru MN 2
M0; 1; 2; N4; 5; 6, · S2; 3; 4; ~ n N M
4; 4; 4 · : 4x 4y 4z d 0 · S2
14
· podmõÂnka pro pocÏet rÏesÏenõ soustavy rovnic · urcÏenõ hodnoty parametru · parametricke vyjaÂdrÏenõ pruÊsecÏnice dvou rovin
9 0.
Osou soumeÏrnosti je kazÏda prÏõÂmka, ktera lezÏõ v rovineÏ a prochaÂzõ bodem S. Je to naprÏ. prÏõÂmka SX, kde X0; 0; 9.
· · · ·
vlastnosti S
sourÏadnice strÏedu uÂsecÏky normaÂlovy vektor roviny rovnice roviny (obecna nebo parametrickeÂ) · vlastnosti S
o · kolmost prÏõÂmky a roviny · rovnice prÏõÂmky, ktera lezÏõ v dane rovineÏ a prochaÂzõ danyÂm bodem
TeÂma 3 / ROVINA
3.4
a)
$ PP0 \ $ EF fXg, $ BQ \ $ FG fYg, prÏõÂcÏkou je $ XY.
b)
PruÊsecÏõÂky prÏõÂmek p a q s rovinou ) X2; 1; 1; Y 2; 1; 3, prÏõÂcÏka r $ XY ) r: x 2 4m y 1 z 1 4m; m 2 R. SmeÏrove vektory prÏõÂmek p, q, r jsou ~ up
1; 1; 1, ~ uq
1; 1; 1, ~ ur
4; 0; 4 ) ~ up ~ ur 0, ~ uq ~ ur 8 ) p ? r.
procÏ jsou p, g mimobeÏzÏky? konstrukce prÏõÂcÏky r rÏesÏenõ soustav rovnic rovnice prÏõÂmky urcÏene dveÏma body · vyuzÏitõ skalaÂrnõÂho soucÏinu pro oveÏrÏenõ kolmosti prÏõÂmek
· · · ·
3.5
Prakticke uplatneÏnõ zaÂkladnõÂch veÏt: · rovina protõÂna dveÏ roviny, ktere jsou rovnobeÏzÏne · spolecÏny bod trÏõ rovin, z nichzÏ kazÏde dveÏ jsou ruÊznobeÏzÏneÂ
15
TeÂma 4 / UÂHEL
Téma 4
UÂHEL
4.1
Z vrcholu V rozhledny je videÏt budova naÂdrazÏõ N v hloubkoveÂm uÂhlu 4;2 a turisticka chata H v hloubkoveÂm uÂhlu 5;3 . Velikost uÂhlu " NVH je 82;9 . Podle uÂdaje na informacÏnõ tabulce je vyÂsÏka rozhledny 44 metruÊ. Jak daleko je vzdusÏnou cÏarou chata od naÂdrazÏõÂ? (VyÂpocÏet zaokrouhlujte na desõÂtky metruÊ.)
4.2
V kruhu se strÏedem S je umõÂsteÏn pruÊmeÏr AA1 a teÏtiva BY jeho hranicÏnõÂ kruzÏnice k
AA1 ? BY, X je pruÊsecÏõÂk AA1 a BY. a) Je-li j|AYBj 20 , urcÏete j|ASBj. b) Jake teÏleso vznikne rotacõ uÂtvaru ohranicÏeneÂho mensÏõÂm kruzÏnicovyÂm obloukem AB a uÂsecÏkami AX, BX kolem pruÊmeÏru AA1 ? VypocÏõÂtejte jeho objem, je-li polomeÏr kruhu 10 cm. (VyÂpocÏet zaokrouhlujte na jedno desetinne mõÂsto.)
4.3
a) Velikosti vnitrÏnõÂch uÂhluÊ cÏtyrÏuÂhelnõÂku jsou cÏtyrÏi po sobeÏ jdoucõ cÏleny geometricke posloupnosti s kvocientem q 2. Je to konvexnõ uÂtvar? b) Velikosti vnitrÏnõÂch uÂhluÊ n-uÂhelnõÂku jsou cÏleny aritmeticke posloupnosti s diferencõ d 4, nejmensÏõ je 128 . Kolik ma takovy konvexnõ n-uÂhelnõÂk vrcholuÊ a jak velky je jeho nejveÏtsÏõ vnitrÏnõ uÂhel?
4.4
a) VnitrÏnõ uÂhly trojuÂhelnõÂku ABC jsou 75 , 50 . StrÏed S strany a ma od strany c vzdaÂlenost d 2;8 cm. Sestrojte ten trojuÂhelnõÂk. b) VypocÏõÂtejte obsah trojuÂhelnõÂku ABC. (VyÂpocÏet zaokrouhlujte na jedno desetinne mõÂsto.)
4.5
16
PrÏõÂmka p je pruÊsecÏnicõ rovin a , v nõÂzÏ lezÏõ bod Q. Jaka je odchylka teÏchto dvou rovin? (DalsÏõ informace jsou k dispozici v naÂcÏrtku.)
TeÂma 4 / UÂHEL
Ï esÏenõÂ R 4.1
VzdaÂlenost NH urcÏõÂme jako velikost strany 4NHV. V
n
plaÂn postupu rÏesÏenõ hloubkovy uÂhel strÏõÂdave uÂhly funkce sinus v pravouÂhleÂm trojuÂhelnõÂku · kosinova veÏta · · · ·
44
H
44 sin 4;2 h h 600 4.2
P 44 sin 5;3 n n 480
d 720 metruÊ.
|AYB je jednõÂm z obvodovyÂch uÂhluÊ prÏõÂslusÏejõÂcõÂch mensÏõÂmu kruzÏnicoveÂmu oblouku AB, |ASB je odpovõÂdajõÂcõ strÏedovy uÂhel, proto j|ASBj 40 .
b)
PocÏõÂtaÂme objem kulove uÂsecÏe
a) b)
4.4
p 6002 4802 2 600 480 cos 82;9
a)
10 v ) v 2;3 cm, 10 r1 r1 BX je jejõÂ podstava ) sin 40 ) r1 6;4 cm, 10 2;3p pv 3r21 v2 3 6;42 2;32 ) V 49;1p cm3 , V 6 6 tj. V 154;3 cm3 . v AX je jejõÂ vyÂsÏka
4.3
d
a)
) cos 40
· obvodovy a strÏedovy uÂhel prÏõÂslusÏejõÂcõ teÂmuzÏ oblouku · urcÏenõ rotacÏnõÂho teÏlesa · uzÏitõ goniometricke funkce · vyÂpocÏet objemu teÏlesa
1 2 4 8 360 ) 24 ; 48 ; 96 ; 192 , takovy 4uÂhelnõÂk nenõ konvexnõÂ. · vyjaÂdrÏenõ po sobeÏ Velikosti vnitrÏnõ uÂhluÊ n-uÂhelnõÂku jsou jdoucõÂch cÏlenuÊ geome 1 128 ; 2 132 ; 3 136 ; ::: n 128
n 1 4
124 4n , tricke posloupnosti n jejich soucÏet ve stupnõÂch je s
128 124 4n, ale takeÂ
n 2 180. · konvexnõ cÏtyrÏuÂhelnõÂk 2 · vyjaÂdrÏenõ n-teÂho cÏlenu + aritmeticke posloupnosti n · soucÏet jejõÂch prvnõÂch V mnozÏineÏ N rÏesÏõÂme rovnici
128 124 4n
n 2 180, 2 n cÏlenuÊ tj. n2 27n 180 0; D 9; n1 12; n2 15. · soucÏet vnitrÏnõÂch uÂhluÊ Pro n 12 je nejveÏtsÏõ uÂhel 12 172 ) dvanaÂctiuÂhelnõÂk konvexnõ je, n-uÂhelnõÂku pro n 15 je to 15 184 ) patnaÂctiuÂhelnõÂk nikoli. · rovnice a jejõ rÏesÏenõ Je to dvanaÂctiuÂhelnõÂk. · oveÏrÏenõ konvexnosti uÂtvaru · pomocny trojuÂhelnõÂk A1 B1 C1 (vnitrÏnõ uÂhly a ) · S1 S; strÏed B1 C1 a take strÏed stejnolehlosti H · X1 2 A1 B1 ; SX1 ? A1 B1 · X 2 ! SX1 ; jSXj 2;8 cm · p; p k A1 B1 ; X 2 p · A; B; H: A1 ! A; B1 ! B; A 2 p; B 2 p ·_____________________ C; H: C1 ! C · 4 ABC
podobnost trojuÂhelnõÂkuÊ podle uu volba strÏedu stejnolehlosti H p k H
p kolineaÂrnost boduÊ S, A, H
A uplatneÏnõ koeficientu podobnosti pro vyÂpocÏet obsahu trojuÂhelnõÂku · goniometricke funkce · · · · ·
17
TeÂma 4 / UÂHEL
b)
4.5
4CPB 4SP1 B s koeficientem k 0;5: · v 5;6 cm ) 1 v S
AP PB v · tg 75 ) AP 1;5 cm 2 AP S 17;4 cm2 . v ) PB 4;7 cm · tg 50 PB
· : x y z 1 0 ) normaÂlovy vektor roviny je ~ n
1; 1; 1, · urcÏõÂme rovnici pro z-ovou sourÏadnici boduÊ prÏõÂmky p: p :
t
2 t z 1 0 ) z 3 2t,
· doplneÏnõ rovnice prÏõÂmky p · co je nutne znaÂt k vyÂpocÏtu odchylky dvou rovin · urcÏenõ dvou nezaÂvislyÂch vektoruÊ roviny · vyÂpocÏet vektoroveÂho soucÏinu · uplatneÏnõ vzorce pro odchylku dvou vektoruÊ
p~ q, kde · normaÂlovy vektor roviny je ~ n ~ ~ p
1; 1; 2 je smeÏrovy vektor pruÊsecÏnice p, vektor ~ q, ktery nenõ s ~ p rovnobeÏzÏnyÂ, je dalsÏõ vektor umõÂsteÏny v rovineÏ , naprÏ. ~ q Q P; Q0; 2; 0; P0; 2; 3 ) )~ q
0; 0; 3; ~ n ~ p~ q
3; 3; 0, ) · ~ n
1; 1; 1 j1
3 1 3 1 0j p p 0 ) ? . odchylka rovin a je cos 3 18 ~ n
3; 3; 0
18
TeÂma 5 / TROJUÂHELNIÂK
Téma 5
TROJUÂHELNIÂK
V pravidelneÂm trojbokeÂm jehlanu majõÂ vsÏechny bocÏnõÂ hrany velikost b a svõÂrajõÂ uÂhel ", b > 0, " 2
0 ; 120 .
5.1
a) Pomocõ promeÏnnyÂch b a " vyjaÂdrÏete povrch tohoto teÏlesa. b) UplatneÏte zõÂskany vzorec a urcÏete povrch jehlanu, je-li b 8 cm a jsou-li bocÏnõ steÏny pravouÂhle trojuÂhelnõÂky.
5.2
Je umõÂsteÏna kruzÏnice k
S; r a jejõÂ bod C, ve vnitrÏnõÂ oblasti teÂto kruzÏnice je pak bod T
jCTj m; m > 0. a) PopisÏte postup konstrukce vsÏech trojuÂhelnõÂkuÊ ABC vepsanyÂch kruzÏnici k, jejichzÏ teÏzÏisÏteÏm je bod T. b) Jakou podmõÂnku musõ splnÏovat kladne cÏõÂslo m, maÂ-li mõÂt uÂloha asponÏ jedno rÏesÏenõÂ? c)
Je mozÏne takovy trojuÂhelnõÂk sestrojit, maÂ-li kruzÏnice rovnici x2 y2 16 a umõÂsteÏne body jsou C?; 4 a T3; 0?
d) KruzÏnice k a jejõ bod C je umõÂsteÏn. Jak nynõ umõÂstõÂte bod T, chcete-li, aby sestrojeny trojuÂhelnõÂk byl rovnoramenny a jeho zaÂkladnou byla strana AB? 5.3
a) Jedna z uÂloh testu byla ¹Obsah 4ABC je S 12 cm2 , dveÏ z jeho stran majõ velikost 6 cm a 8 cm. UrcÏete jeho obvod.ª ZbysÏek vypocÏõÂtal, zÏe o 18;1 cm, VojteÏch uvaÂdõ v testu, zÏe o 27;5 cm. Ktery z vyÂsledkuÊ je chybnyÂ? b) Je 4ABC tupouÂhlyÂ?
5.4
Vrcholy A, B rovnoramenneÂho trojuÂhelnõÂku ABC jsou body prÏõÂmky p: x y 2 0, vrchol B je soucÏasneÏ bodem osy x. Vrchol, ktery lezÏõ proti zaÂkladneÏ trojuÂhelnõÂku, je C3; 7. a) UrcÏete sourÏadnice vrcholu A. b) Jakou rovnici ma parabola, jejõÂzÏ osa je rovnobeÏzÏna s osou y, s vrcholem v teÏzÏisÏti 4ABC, prochaÂzõÂ-li bodem B?
5.5
V 4ABC majõ strany a a c deÂlku 12 a 20 cm, pro jeho vnitrÏnõ uÂhly platõ 2. a) Je to tupouÂhly trojuÂhelnõÂk? AnizÏ urcÏujete deÂlku strany b, zduÊvodneÏte, procÏ jeho obvod je veÏtsÏõ nezÏ 52 cm. b) VypocÏõÂtejte polomeÏr kruzÏnice tomuto trojuÂhelnõÂku opsaneÂ.
19
TeÂma 5 / TROJUÂHELNIÂK
Ï esÏenõÂ R 5.1
a)
p a2 p " 3 b2 3 sin2 2 4 1 Spl 3 b2 sin " 2
· obsah podstavy Sp · obsah plaÂsÏteÏ + · povrch jehlanu
S Sp Spl b2
" 0;5a " ) a 2b sin sin 2 b 2
5.2
b)
b 8; " 90 ) S 64
a)
Popis konstrukce:
p " 3 3 sin2 sin " . 2 2 · · · · ·
p 1 3 3 1 151;4 cm2 . 2 2 · k; S; C; T · ! CT · P; P 2 ! CT; jCPj 1;5 jCTj · p $ PS · q: q ? p; P 2 q · A; B; q \ k fA; Bg _______________________________
· pomeÏr, v neÏmzÏ deÏlõ teÏzÏisÏteÏ teÏzÏnici v trojuÂhelnõÂku · pruÊmeÏr kruzÏnice jako jejõ osa soumeÏrnosti · postup konstrukce · vyjaÂdrÏenõ podmõÂnky pro existenci rÏesÏenõ · aplikace vyjaÂdrÏene podmõÂnky pro konkreÂtnõ zadaÂnõ (bod lezÏõ na kruzÏnici, velikost vektoru) · vlastnosti rovnoramenneÂho trojuÂhelnõÂku
4ABC
b)
4 AsponÏ jedno rÏesÏenõÂ ) bod P je bodem vnitrÏnõÂ oblasti kruzÏnice ) 1;5m < 2r ) m < r. 3
c)
k: x2 y2 16 a C 2 k ) C0; 4 ) m jC
Tj
q
32 42 5 )
T3; 0 d) 5.3
a)
b)
4 platõÂ 5 < 4? 3
r4 Ano, trojuÂhelnõÂk je mozÏne sestrojit.
MaÂ-li byÂt sestrojeny trojuÂhelnõÂk rovnoramenny se zaÂkladnou AB, pak musõ body C, S, T lezÏet v prÏõÂmce. 12 0;5 6 8 sin sin 0;5 1 30 + p 2 2 2 6 8 cos 30 4;1, a 6 8 o 18;1 cm Oba majõ pravdu. UÂloha ma dveÏ rÏesÏenõÂ.
20
vyÂpocÏet velikosti podstavne hrany obsah rovnostranneÂho trojuÂhelnõÂku obsah trojuÂhelnõÂku sus povrch jehlanu, uÂprava vyÂrazu vyÂpocÏet podle vzorce
· · · ·
goniometricka rovnice v
0 ; 180 kosinova veÏta vyÂpocÏet obvodu vyÂpocÏet nejveÏtsÏõÂho uÂhlu
2 150 + p a 62 82 2 6 8 cos 150 13;5, o 27;5 cm
TrojuÂhelnõÂk se stranou a 13;5 cm je tupouÂhlyÂ
150 . V druheÂm trojuÂhelnõÂku lezÏõ nejveÏtsÏõ vnitrÏnõ uÂhel proti straneÏ, ktera ma deÂlku 8 cm ) 82 4;12 62 2 4;1 6 cos ) 103;1 . Oba trojuÂhelnõÂky jsou tupouÂhleÂ.
TeÂma 5 / TROJUÂHELNIÂK
5.4
a)
· B2; 0 · C 2 o; o ? p o: x y 4 0 · o \ p ) S; S 1; 3 AB · S ) A 2S 2 A 4; 6.
b)
5.5
a)
ABC 1 13 T )T ; , 3 3 3 2 1 rovnice paraboly je x 3 1 2 x 3
2p y 25 y 39
plaÂn postupu rÏesÏenõ bod B rovnice osy uÂsecÏky soustava rovnic obraz bodu ve strÏedove soumeÏrnosti teÏzÏisÏteÏ trojuÂhelnõÂku vrcholova rovnice paraboly
13 25 , B je bod paraboly ) 2p 3 39 13 . 3
12 20 12 20 ) sin sin sin sin 2 12 2 sin cos 20 sin 5 0 < < 180 ) sin 6 0 ) cos ) 33;5 ; 67 ) < 90 6
Podle sinove veÏty je
TrojuÂhelnõÂk nenõÂ tupouÂhlyÂ. UÂhel je nejveÏtsÏõÂ, proto i strana b bude nejdelsÏõÂ, jejõÂ deÂlka bude veÏtsÏõÂ nezÏ 20 cm ) ) 12 20 b > 52. b)
B
· · · · · · ·
2r
a 12 ) r 10;9 cm. sin sin 33;5
· sinova veÏta · goniometricka rovnice rÏesÏena v mnozÏineÏ
0; p · trojuÂhelnõÂkova nerovnost · vyuzÏitõ sinove veÏty pro vyÂpocÏet r
21
 HLY TROJUÂHELNIÂK TeÂma 6 / PRAVOU
Téma 6
6.1
PRAVOUÂHLYÂ TROJUÂHELNIÂK
a) VsÏechny hrany pravidelneÂho cÏtyrÏsteÏnu ABCD a pravidelneÂho cÏtyrÏbokeÂho jehlanu KLMNV jsou shodne uÂsecÏky. PrÏirozenyÂmi cÏõÂsly vyjaÂdrÏete pomeÏr objemuÊ obou teÏles. b) Je-li odchylka bocÏnõ hrany od roviny podstavy cÏtyrÏsteÏnu a odchylka bocÏnõ hrany od roviny podstavy jehlanu, platõ < ?
6.2
a) VypocÏõÂtejte velikost uÂhluÊ prÏilehlyÂch k prÏeponeÏ c pravouÂhleÂho trojuÂhelnõÂku ABC, platõÂ-li pro jeho strany 9
a2 b2 7c2 . b) MaÂ-li kruzÏnice opsana tomuto trojuÂhelnõÂku polomeÏr r 5 cm, jaky je jeho obsah?
6.3
TrojuÂhelnõÂk ABC je pravouÂhlyÂ, jABj m, m > 0, D je pata vyÂsÏky. Bod D deÏlõÂ prÏeponu AB na dveÏ uÂsecÏky tak, zÏe jADj 0;25m.
a) PomocõÂ parametru m vyjaÂdrÏete velikost polomeÏruÊ rk kruhu k, jehozÏ pruÊmeÏrem je odveÏsna BC, a rl kruhu l s pruÊmeÏrem CD. b) OveÏrÏte vyÂpocÏtem, zÏe oba polomeÏry jsou veÏtsÏõÂ nezÏ polomeÏr kruhu vepsaneÂho trojuÂhelnõÂku Ï esÏte pro jABj 8 cm. ABC. R 6.4
Dvacet metruÊ od paty domu je prÏõÂvoz. V letnõÂm obdobõÂ tu prÏevoznõÂk zajisÏt'uje prÏepravu osob na druhou stranu rÏeky. VlastõÂk a Zlata se nemohli dohodnout, jak je rÏeka v tomto mõÂsteÏ sÏirokaÂ. DeÏda jim navrhl, at' to tedy vypocÏõÂtajõÂ...
Z okna ve 2. patrÏe domu je videÏt na druheÂm brÏehu kamenny sloupek, ke ktereÂmu prÏevoznõÂk pramici prÏivazuje, v hloubkoveÂm uÂhlu " 9 , z okna 3. patra, tj. vyÂsÏ o 3 metry, v hloubkoveÂm uÂhlu 11 . Jak je rÏeka v tomto mõÂsteÏ sÏirokaÂ? Je to võÂc nezÏ 60 metruÊ, jak odhadovala Zlata, anebo nejvyÂsÏ 50 metruÊ, cozÏ tvrdil VlastõÂk...? 6.5
a) ¹JestlizÏe je jednõÂm z krajnõÂch boduÊ teÏzÏnice trojuÂhelnõÂka strÏed kruzÏnice jemu opsaneÂ, pak je tento trojuÂhelnõÂk pravouÂhlyÂ.ª DokazÏte. b) VyuzÏijte tuto veÏtu pro konstrukci trojuÂhelnõÂku ABC, ktery je pravouÂhlyÂ, prÏepona AB ma deÂlku 6 cm, velikost teÏzÏnice ta je t cm
t > 0. PopisÏte postup konstrukce a urcÏete mnozÏinu teÏch t, pro neÏzÏ ma uÂloha asponÏ jedno rÏesÏenõÂ.
22
 HLY TROJUÂHELNIÂK TeÂma 6 / PRAVOU
Ï esÏenõÂ R 6.1
a)
VsÏechny hrany obou teÏles majõÂ velikost a.
p p a2 3 a 3 , jeho vyÂsÏka je w Obsah rovnostranneÂho trojuÂhelnõÂku o straneÏ a je S . 4 2 · obsah rovnostranneÂho trojuÂhelnõÂku · Pythagorova veÏta pro vyÂpocÏet teÏlesovyÂch vyÂsÏek · uÂprava vyÂrazuÊ s odmocninami · vyjaÂdrÏenõÂ pomeÏru pomocõÂ celyÂch cÏõÂsel · odchylka prÏõÂmky a roviny · funkce tangens
1 1 VcÏ Sp v1 , Vj Sp v2 3 3 v !2 u p!2 r p a p2 u a 3 1 a 3 2 v1 jDTj t , v2 jVSj a2 3 2 2 2 p p p p p 2 3 2 3 1 a2 3 a 6 1 2 a 2 Vj a VcÏ a, a ) VcÏ : Vj 1 : 2 3 3 4 12 6 3 2
6.2
b)
a p 6 p jDTj 3 p 2, tg 2 a jBTj 3 3 2
a)
9
a2
b2 7c2 )
a2 c2
Jiny postup: Soustava rovnic 9
a2
a p 2 jVSj tg 2 p 1 ) < neplatõÂ. jLSj 1 a 2 2
b2 7 7 ) sin2 cos2 ; 2
0 ; 90 9 c2 9 7 ) 70;5 ; 19;5 cos 2 9
b2 7c2 c2 a2 b2 ) a2 8b2 ) tg
b)
6.3
a)
b)
a p 8 atd. b
· uÂprava rovnice s cõÂlem zõÂskat pomeÏr stran · goniometricke funkce v pravouÂhleÂm trojuÂhelnõÂku · rÏesÏenõ goniometricke rovnice v mnozÏineÏ · sinova veÏta a polomeÏr kruzÏnice opsane trojuÂhelnõÂku
a 2r ) 1 1 sin S ab 2r sin 2r sin 2 52 sin 70;5 sin 19;5 15;7 cm2 . b 2 2 2r sin Pro vyÂpocÏet polomeÏru rk vyuzÏijeme Euklidovu veÏtu o odveÏsneÏ: 3 3 m p jBCj2 jABj jBDj ) jBCj2 m m m2 ) rk 3. 4 4 4 Pro vyÂpocÏet polomeÏru rl vyuzÏijeme Euklidovu veÏtu o vyÂsÏce: 1 3 3 m p jCDj2 jADj jBDj ) jCDj2 m m m2 ) rl 3. 4 4 16 8 Pro vyÂpocÏet polomeÏru trojuÂhelnõÂku vepsaneÂho kruhu pouzÏijeme vzorec S4 abc . , kde s 2 s
· · · · · ·
vyuzÏitõÂ EuklidovyÂch veÏt vyÂpocÏet polomeÏruÊ vyÂpocÏet obvodu trojuÂhelnõÂku vyÂpocÏet obsahu trojuÂhelnõÂku vyÂpocÏet porovnaÂnõÂ polomeÏruÊ
23
 HLY TROJUÂHELNIÂK TeÂma 6 / PRAVOU
p · a 2rk 4 3 cm
· c m 8 cm
· b 4 cm
p 1 16 p · 3 1;5 cm · S4 ab 8 3 cm2 2 19 |{z} p p 1;5 cm, rk 2 3 3;5 cm, rl 3 1;7 cm; < rl < rk .
p · s
6 2 3 9;5 cm
6.4
" 9 ; 11 · naÂcÏrtek situace, spraÂvne oznacÏenõ hloubkovyÂch uÂhluÊ · strÏõÂdave uÂhly · vyuzÏitõ goniometricke funkce · soustava rovnic · vyjaÂdrÏenõ neznaÂme · vyÂpocÏet sÏõÂrÏky rÏeky tg "
v x 20
v
x 20 tg 9
tg
v3 x 20
v
x 20 tg 11
3 ) x 20
3 tg 11
tg 9
) x 63;3
Zlata odhadla sÏõÂrÏku docela prÏesneÏ, rÏeka je v tomto mõÂsteÏ sÏiroka prÏiblizÏneÏ 63 metruÊ. 6.5
a)
b)
24
PlatõÂ: vrcholy trojuÂhelnõÂku ABC lezÏõÂ na kruzÏnici k
S; r a jCSj r jtc j + S je strÏed AB a k je Thaletova kruzÏnice s pruÊmeÏrem AB + 4ABC je pravouÂhlyÂ. 1 2 · AST; jASj 3; jTSj jASj 1; jATj t 3 3 · C; jSCj 3 jTSj 3 · B; jABj 2 jASj 6 _______________________________ · vyuzÏitõ Thaletovy kruzÏnice 4ABC · pochopenõÂ, jak bude v konstrukci veÏta vyuzÏita · vlastnosti teÏzÏisÏteÏ trojuÂhelnõÂku · postup konstrukce · vyuzÏitõ trojuÂhelnõÂkove nerovnosti pro PodmõÂnka rÏesÏitelnosti vyplyÂva z trojuÂhelnõÂkove urcÏenõ podmõÂnky nerovnosti pro 4AST: 2 2 jASj jTSj < jAA1 j < jASj jTSj ) 3 1 < t < 3 1 ) t 2
3; 6. 3 3
Ï UÂHELNIÂK TeÂma 7 / CÏTYR
Téma 7
7.1
CÏTYRÏUÂHELNIÂK
a) PopisÏte postup konstrukce rovnoramenneÂho lichobeÏzÏnõÂku ABCD, je-li kladne cÏõÂslo a velikost jeho zaÂkladny AB, kladne cÏõÂslo e velikost uÂhloprÏõÂcÏek AC a BD, " velikost jejich odchylky. b) ZduÊvodneÏte, procÏ je mozÏne urcÏit obsah takoveÂho lichobeÏzÏnõÂku, pokud znaÂme pouze cÏõÂsla e a ". (VypocÏõÂtejte jej pro e 10 cm, " 30 .) 1 Pokud je a e a " 90 , porovnejte velikosti zaÂkladen lichobeÏzÏnõÂku. Platõ 2 jABj > jCDj? 2 p Jedna strana deltoidu ABCD, jehozÏ dva vnitrÏnõ uÂhly jsou praveÂ, je dlouha 4 5 cm, AC je jeho osa  hloprÏõÂcÏky se protõÂnajõ v bodeÏ S tak, zÏe jedna z nich je bodem S rozdeÏlena na dveÏ soumeÏrnosti. U uÂsecÏky, jejichzÏ deÂlky jsou v pomeÏru 1 : 4. c)
7.2
a) PopisÏte konstrukci asponÏ jednoho takoveÂho deltoidu. p Uved'te takeÂ, jak sestrojõÂte uÂsecÏku, ktera ma deÂlku 4 5 cm. b) VysveÏtlete, procÏ zadaÂnõ uÂlohy nenõ jednoznacÏneÂ, a proto uvedene podmõÂnky splnÏujõ dva deltoidy, ktere nejsou shodneÂ. VypocÏõÂtejte obvod obou cÏtyrÏuÂhelnõÂkuÊ. 7.3
V krychli ABCDEFGH je na hraneÏ BC
jBCj 4 cm umõÂsteÏn bod K
jBKj 1 cm. a) Zobrazte rÏez krychle rovinou " EKG. b) Jak se lisÏõÂ obsah rÏezu od obsahu steÏny krychle? c)
7.4
Je rÏez n-uÂhelnõÂk, ktereÂmu je mozÏne vepsat nebo opsat kruzÏnici?
a) Uved'te alesponÏ dva postupy, jimizÏ oveÏrÏõÂte, zÏe body A1; 1; 0, B2; 0; D0; 0; 2 jsou vrcholy cÏtyrÏuÂhelnõÂku.
1, C0;
2; 3,
b) RozhodneÏte, zda · je ABCD rovnobeÏzÏnõÂk, · neÏktere dveÏ jeho strany jsou shodneÂ, · jsou jeho uÂhloprÏõÂcÏky AC, BD k sobeÏ kolmeÂ. 7.5
PuÊvodnõ trasa noveÏ budovane komunikace pocÏõÂtala s pruÊjezdem na okraji obce. S tõÂm vsÏak obcÏane nesouhlasili, a tak by meÏl byÂt plaÂnovany prÏõÂmy uÂsek DC nahrazen obchvatem. VytyÂcÏene body A, B na plaÂnku majõ vzdaÂlenost je 0,15 km a daÂle bylo zmeÏrÏeno, zÏe j|CABj 17 , j|ABCj 115 , j|ABDj 22 , j|DABj 129 . Podle informace projektantuÊ bude obchvat o 78 % delsÏõ nezÏ puÊvodneÏ plaÂnovany pruÊjezd obcõÂ. Bude obchvat delsÏõ nezÏ puÊl kilometru?
25
Ï UÂHELNIÂK TeÂma 7 / CÏTYR
Ï esÏenõÂ R 7.1
a)
V posunutõÂ T
DC je obrazem bodu B bod B0 . 4AB0 C je rovnoramennyÂ
jACj jB0 Cj e; j|ACB0 j ".
b)
Podle veÏty sss platõ 4ACD 4CB0 B. Proto jsou obsahy lichobeÏzÏnõÂku ABCD a 4AB0 C stejne ) S 0;5 e2 sin ". Pro e 10 cm a " 30 je S 25 cm2 . Postup konstrukce lichobeÏzÏnõÂku ABCD je patrny z obraÂzku.
c)
1 Pro vyÂpocÏet velikosti zaÂkladny c CD v prÏõÂpadeÏ, zÏe a e 2 a uÂhloprÏõÂcÏky lichobeÏzÏnõÂku jsou k sobeÏ kolmeÂ, uplatnõÂme naÂcÏrtek z a): jAB0 j je uÂhloprÏõÂcÏka ve cÏtverci, jeho strana je e + p AB0 0;5e p c e 2 c e
2 0;5 0;9e 2jABj e ) 2jABj > jCDj platõÂ.
7.2
a)
· vyÂznam posunutõ pro sestrojenõ lichobeÏzÏnõÂku · souhlasne uÂhly o velikosti " · postup konstrukce uÂtvaru · zduÊvodneÏnõ rovnosti obsahuÊ lichobeÏzÏnõÂku a trojuÂhelnõÂku · vyÂpocÏet obsahu · vyÂpocÏet velikosti druhe zaÂkladny
PrÏi konstrukci deltoidu uplatnõÂme stejnolehlost H se strÏedem C: · CA1 ; jCA1 j 5 cm · S1 ; S1 2 CA1 ; jCS1 j 1 cm · k; Thaletova kruzÏnice s pruÊmeÏrem CA1 · p; p ? CA1 ; S1 2 p · B1 ; D1 ; p \ k fB1 ; D1 g · deltoid A1 B1 CD1 p · D; D 2 ! CD1 ; jCDj 4 5 cm ______________________________________________
· ABCD; H: A1 B1 CD1 ! ABCD p Pomocnou uÂsecÏku, ktera ma deÂlku 5 cm, sestrojõÂme podle neÏktere z EuklidovyÂch veÏt, anebo jako aplikaci Pythagorovy veÏty
5 32 22 . b)
DvojznacÏnost zadaÂnõ uÂlohy spocÏõÂva v tom, zÏe neurcÏuje, zda strana o dane deÂlce je kratsÏõ nebo delsÏõ stranou deltoidu. · 1. mozÏnost: · 2. mozÏnost: 4ACD: (Euklidovapve Ï ta o odveÏsneÏ) d 5d
4 52 ) d 4 jASj 16 cm, jCSj 4 cm + jADj2 p jACj jASj p jADj 20 16 8 5 cm
p 4d 5d
4 52 d2 p p Obvod deltoidu je 24 5 53;7 cm nebo 12 5 26;8 cm.
26
· naÂcÏrtek s uplatneÏnõÂm charakteristickyÂch vlastnostõÂ deltoidu · jak sestrojit p uÂsecÏku o deÂlce 5 · popis konstrukce uÂtvaru · vysveÏtlenõÂ nejednoznacÏnosti zadaÂnõÂ uÂlohy ) duÊsledek pro dalsÏõÂ postup rÏesÏenõÂ · vyÂpocÏet dalsÏõÂ strany a obvodu deltoidu
Ï UÂHELNIÂK TeÂma 7 / CÏTYR
7.3
a)
EG k LK ) rÏezem je lichobeÏzÏnõÂk LKGE. · · · · ·
b)
c)
7.4
p p 25 4;5 20;5 + obsah lichobeÏzÏnõÂkoveÂho rÏezu je p p 4 2 2 p p S 20;5 256;25 16 cm2 2 Obsahy rÏezu a steÏny krychle jsou prÏiblizÏneÏ stejneÂ. v
LichobeÏzÏnõÂk LKGE je rovnoramennyÂ, proto je mozÏne mu opsat kruzÏnici, je teÏtivovyÂ. Tec pÏnovy ÂpnenõÂ, nelze mu kruzÏnici vepsat, protozÏe soucÏet proteÏjsÏõÂch stran
4 2 2 6 5 5.
A1; 1; 0; B2; 0; a)
rÏez krychle rovinou vlastnosti uÂtvaru, ktery je rÏezem vyÂpocÏet velikostõ stran rÏezu stanovenõ obsahu rÏezu teÏtivovy a tecÏnovy cÏtyrÏuÂhelnõÂk
1; C0;
stejnyÂ
2; 3; D0; 0; 2
Pokud jsou A, B, C, D vrcholy cÏtyrÏuÂhelnõÂku, pak body lezÏõ v teÂzÏe rovineÏ a zÏaÂdne trÏi nelezÏõ v prÏõÂmce. SkutecÏnost oveÏrÏõÂme tak, zÏe naprÏ. · urcÏõÂme rovnici roviny " $ ABC a zjistõÂme, zda platõ D 2 " nebo · zjistõÂme, nejsou-li $ AB a $ CD mimobeÏzÏky, a zda $ AB 6 $ CD ~ C A vyjaÂdrÏõÂme jako lineaÂrnõ kombinaci vektoruÊ ~ nebo · w u D Aa~ vB Jako ukaÂzku volõÂme poslednõ postup: ~ C A
1; 3; 3; ~ w u D A
1; 1; 2; ~ v B A
1; 1; 1. ~ a~ PlatõÂ w ub~ v, kde a; b 2 R? Soustava rovnic 1 a b ) 3 a b 3 2a b _______________ Je dvojice
a; b
2; 1 rÏesÏenõÂm i 3. rovnice?
b)
nenõÂ
B A
1; 1; 1; C B
2; 2; 4; D ProtozÏe C B 2
A D, je BC k AD.
A.
) a 2; b 1
3 2 2 1 ......... platõÂ. Body A, B, C, D lezÏõÂ v teÂzÏe rovineÏ. C
0; 2;
1; A
D
1; 1;
2.
· Vektory B A a D C rovnobeÏzÏne nejsou, proto je cÏtyrÏuÂhelnõÂk ABCD lichobeÏzÏnõÂk. p p ) · jD Cj 5; jC Bj 24 zÏaÂdne dveÏ jeho strany nejsou shodneÂ. p p jB Aj 3; jA Dj 6 ·
C A
B D k sobeÏ kolmeÂ.
1 2
3 0 3
3 · · · · ·
11 6 0 ) uÂhloprÏõÂcÏky nejsou
metody oveÏrÏenõÂ, zÏe cÏtyrÏi body lezÏõ v teÂzÏe rovineÏ vyÂbeÏr metody a jejõ aplikace rovnobeÏzÏne vektory velikost vektoru kolmost vektoruÊ
27
Ï UÂHELNIÂK TeÂma 7 / CÏTYR
7.5
j|CABj 17 ; j|ABCj 115 ; j|ABDj 22 ; j|DABj 129
x 0;15 0;18 sin 115 sin 48
y 0;15 0;12 sin 22 sin 29
PrÏõÂmy uÂsek v plaÂnu ma deÂlku prÏiblizÏneÏ cÏtvrt kilometru, deÂlka obchvatu by meÏla byÂt asi 1;78 0;251 0;45 km. A to je meÂneÏ nezÏ 0,5 km.
28
d
p 0;182 0;122 2 0;12 0;18 cos 112
d 0;251 · · · ·
plaÂn dõÂlcÏõÂch krokuÊ rÏesÏenõ vyÂpocÏet velikostõ dalsÏõÂch uÂhluÊ vyuzÏitõ sinove a kosinove veÏty vyÂpocÏet deÂlky obchvatu