Az 1. forduló feladatainak megoldása

Hasonló dokumentumok
4 = 0 egyenlet csak. 4 = 0 egyenletből behelyettesítés és egyszerűsítés után. adódik, ennek az egyenletnek két valós megoldása van, mégpedig

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2011/2012 Matematika I. kategória (SZAKKÖZÉPISKOLA) 2. forduló - megoldások. 1 pont Ekkor

Oktatási Hivatal. 1 pont. A feltételek alapján felírhatók az. összevonás után az. 1 pont

1. megold s: A keresett háromjegyű szám egyik számjegye a 3-as, a két ismeretlen számjegyet jelölje a és b. A feltétel szerint

A 2016/2017. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első forduló MATEMATIKA I. KATEGÓRIA (SZAKGIMNÁZIUM, SZAKKÖZÉPISKOLA)

4. Vektorok. I. Feladatok. vektor, ha a b, c vektorok által bezárt szög 60? 1. Milyen hosszú a v = a+

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

A 2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első forduló MATEMATIKA I. KATEGÓRIA (SZAKKÖZÉPISKOLA) Javítási-értékelési útmutató

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

Megoldások. Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma)

Koordinátageometria. M veletek vektorokkal grakusan. Szent István Egyetem Gépészmérnöki Kar Matematika Tanszék 1

XX. Nemzetközi Magyar Matematika Verseny

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2016/2017-es tanév Kezdők III. kategória I. forduló

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi második fordulójának feladatmegoldásai. x 2 sin x cos (2x) < 1 x.

Németh László Matematikaverseny április 16. A osztályosok feladatainak javítókulcsa

10. Koordinátageometria

1. Legyen egy háromszög három oldalának a hossza a, b, c. Bizonyítsuk be, hogy Mikor állhat fenn egyenlőség? Kántor Sándorné, Debrecen

Koordináta-geometria feladatok (középszint)

Koordinátageometria Megoldások

A táblára felírtuk a 0-tól 2003-ig terjedő egész számokat (tehát összesen 2004 db számot). Mekkora a táblán levő számjegyek összege?

Trigonometria Megoldások. 1) Igazolja, hogy ha egy háromszög szögeire érvényes az alábbi összefüggés: sin : sin = cos + : cos +, ( ) ( )

A 2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló MATEMATIKA I. KATEGÓRIA ( SZAKKÖZÉPISKOLA ) Javítási-értékelési útmutató

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉP SZINT. Koordináta-geometria

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉP SZINT Koordináta-geometria

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2008/2009-es tanév első (iskolai) forduló haladók I. kategória

HASONLÓSÁGGAL KAPCSOLATOS FELADATOK. 5 cm 3 cm. 2,4 cm

Elemi algebrai eszközökkel megoldható versenyfeladatok Ábrahám Gábor, Szeged

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2012/2013 Matematika I. kategória (SZAKKÖZÉPISKOLA) Döntő Megoldások

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

M/D/13. Szorozzuk meg az egyenlet mindkét oldalát a közös nevezővel, 12-vel; így a következő egyenlethez jutunk: = 24

Síkgeometria 12. évfolyam. Szögek, szögpárok és fajtáik

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Koordináta-geometria

5. előadás. Skaláris szorzás

352 Nevezetes egyenlôtlenségek. , az átfogó hossza 81 cm

XXIV. NEMZETKÖZI MAGYAR MATEMATIKAVERSENY Szabadka, április 8-12.

Emelt szintű érettségi feladatsorok és megoldásaik Összeállította: Pataki János; dátum: november. I. rész

Oktatási Hivatal. A döntő feladatai. 1. Feladat Egy kifejezést a következő képlettel definiálunk: ahol [ 2008;2008]

Oktatási Hivatal. A döntő feladatainak megoldása. 1. Feladat Egy kifejezést a következő képlettel definiálunk: ahol [ 2008;2008]

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi első fordulójának feladatmegoldásai

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2009/2010 Matematika I. kategória (SZAKKÖZÉPISKOLA) 2. forduló feladatainak megoldása

Abszolútértékes és gyökös kifejezések Megoldások

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2014/2015-ös tanév első (iskolai) forduló Haladók II. kategória

3 függvény. Számítsd ki az f 4 f 3 f 3 f 4. egyenlet valós megoldásait! 3 1, 3 és 5 3 1

Függvények Megoldások

Vektorok és koordinátageometria

a) A logaritmus értelmezése alapján: x 8 0 ( x 2 2 vagy x 2 2) (1 pont) Egy szorzat értéke pontosan akkor 0, ha valamelyik szorzótényező 0.

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Abszolútértékes és Gyökös kifejezések

A kör. A kör egyenlete

2. MINTAFELADATSOR KÖZÉPSZINT JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Megoldás A számtani sorozat első három eleme kifejezhető a második elemmel és a differenciával. Összegük így a 2. d =33, azaz 3a 2. a 2.

Matematika javítóvizsga témakörök 10.B (kompetencia alapú )

Add meg az összeadásban szereplő számok elnevezéseit!

XXIV. NEMZETKÖZI MAGYAR MATEMATIKAVERSENY Szabadka, április 8-12.

Exponenciális és logaritmikus kifejezések Megoldások

9. Trigonometria. I. Nulladik ZH-ban láttuk: 1. Tegye nagyság szerint növekvő sorrendbe az alábbi értékeket! Megoldás:

Húrnégyszögek, Ptolemaiosz tétele

(d) a = 5; c b = 16 3 (e) b = 13; c b = 12 (f) c a = 2; c b = 5. Számítsuk ki minden esteben a háromszög kerületét és területét.

XVIII. Nemzetközi Magyar Matematika Verseny

A(a; b) = 2. A(a; b) = a+b. Példák A(37; 49) = x 2x = x = : 2 x = x = x

10. Tétel Háromszög. Elnevezések: Háromszög Kerülete: a + b + c Területe: (a * m a )/2; (b * m b )/2; (c * m c )/2

Érettségi feladatok: Koordináta-geometria 1/5

= 1, azaz kijött, hogy 1 > 1, azaz ellentmondásra jutottunk. Így nem lehet, hogy nem igaz

XXIII. Vályi Gyula Emlékverseny május 13. V. osztály

Síkbeli egyenesek. 2. Egy egyenes az x = 1 4t, y = 2 + t parméteres egyenletekkel adott. Határozzuk meg

c.) Mely valós számokra teljesül a következő egyenlőtlenség? 3

, D(-1; 1). A B csúcs koordinátáit az y = + -. A trapéz BD

2015. évi Bolyai János Megyei Matematikaverseny MEGOLDÁSI ÉS ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ 11. évfolyam

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2009/2010-es tanév első (iskolai) forduló haladók II. kategória

I. Vektorok. Adott A (2; 5) és B ( - 3; 4) pontok. (ld. ábra) A két pont által meghatározott vektor:

2015. évi Bolyai János Megyei Matematikaverseny MEGOLDÁSI ÉS ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ 12. évfolyam

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Trigonometria

Bolyai János Matematikai Társulat. 1. Az a és b valós számra a 2 + b 2 = 1 teljesül, ahol ab 0. Határozzuk meg az. szorzat minimumát. Megoldás.

A 2013/2014. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny MATEMATIKA II. KATEGÓRIA (GIMNÁZIUM)

8. feladatsor. Kisérettségi feladatsorok matematikából. 8. feladatsor. I. rész

Németh László Matematikaverseny, Hódmezővásárhely április 8. A osztályosok feladatainak javítókulcsa

Érettségi feladatok Koordinátageometria_rendszerezve / 5

A 2013/2014. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló MATEMATIKA I. KATEGÓRIA (SZAKKÖZÉPISKOLA) Javítási-értékelési útmutató

2014. évi Bolyai János Megyei Matematikaverseny MEGOLDÁSI ÉS ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ 11. évfolyam

43. ORSZÁGOS TIT KALMÁR LÁSZLÓ MATEMATIKAVERSENY ORSZÁGOS DÖNTŐ 1. forduló NYOLCADIK OSZTÁLY- MEGOLDÁSVÁZLATOK

Skaláris szorzat: a b cos, ahol α a két vektor által bezárt szög.

I. A négyzetgyökvonás

Geometria. a. Alapfogalmak: pont, egyenes, vonal, sík, tér (Az alapfogalamakat nem definiáljuk)

Helyvektorok, műveletek, vektorok a koordináta-rendszerben

Az egyenlőtlenség mindkét oldalát szorozzuk meg 4 16-al:

4. A kézfogások száma pont Összesen: 2 pont

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2008/2009-es tanév első (iskolai) forduló haladók II. kategória

Feladatok a májusi emelt szintű matematika érettségi példáihoz Hraskó András

Kisérettségi feladatsorok matematikából

Varga Tamás Matematikaverseny Javítási útmutató Iskolai forduló 2018/ osztály

Feladatok. 1. a) Mekkora egy 5 cm oldalú négyzet átlója?

Nagy András. Feladatok a koordináta-geometria, egyenesek témaköréhez 11. osztály 2010.

Koordináta-geometria feladatok (emelt szint)

Racionális számok: Azok a számok, amelyek felírhatók két egész szám hányadosaként ( p q

x = 1 = ı (imaginárius egység), illetve x 12 = 1 ± 1 4 2

Trigonometria Megoldások. 1) Oldja meg a következő egyenletet a valós számok halmazán! (12 pont) Megoldás:

Függvény fogalma, jelölések 15

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi első fordulójának feladatmegoldásai

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Függvények

ARCHIMEDES MATEMATIKA VERSENY

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Exponenciális és Logaritmikus kifejezések

Átírás:

Az 1. forduló feladatainak megoldása 1. Bizonyítsa be, hogy a kocka éléből, lapátlójából és testátlójából háromszög szerkeszthető, és ennek a háromszögnek van két egymásra merőleges súlyvonala! Megoldás: az ABCDEFGH kocka B csúcsát kössük össze a D és H csúcsokkal (1. ábra)! 1. ábra A BHD háromszögben a DH szakasz hossza a kocka élével egyenlő, a BD szakasz a kocka lapátlója, a BH szakasz pedig a kocka testátlója. Ezzel beláttuk, hogy a kocka éléből, lapátlójából és testátlójából háromszög szerkeszthető. (1 pont) Mivel a kocka DH éle merőleges az ABCD lapra, ezért merőleges annak minden egyenesére is, tehát DH merőleges a BD szakaszra, vagyis a BHD háromszög derékszögű, amelynek derékszögű csúcsa a D pont, és oldalai: a kocka éle: DH = a, a kocka lapátlója: BD = a, a kocka testátlója: BH = a. (Ezek a BDA illetve a BHD derékszögű háromszögekre felírt Pitagorasz tételekből adódnak.) ( pont) 1

A feladat második részének bizonyításához újabb ábrát készítünk (. ábra). A BHD háromszög oldalfelező pontjai súlypontja S, mint a. ábrán látjuk.. ábra K, L és M, a háromszög Bizonyítjuk, hogy a DK és HM súlyvonalak merőlegesek egymásra. Ehhez elegendő belátni, hogy DS SH, azaz a HDS háromszög S szöge derékszög, azaz erre a háromszögre érvényes a Pitagorasz tétel megfordítása: két oldalának négyzetösszege egyenlő a harmadik oldal négyzetével. (1*pont) A BHD derékszögű háromszög körülírt körének középpontja K, KB = KH = KD, de BH = a, a (1) így KD =. A súlypont ismert tulajdonsága alapján ezt (1)-gyel összevetve kapjuk, hogy: SD = KD, () SD = a. ( pont)

Az MHD derékszögű háromszögben a Pitagorasz-tétel alapján MH = DH + MD. A már tudott BD a DH = a és MD = = értékek behelyettesítése és a műveletek elvégzése után: 6 () MH = a. Mivel HS = MH, ezért () alapján: 6 (4) HS = a. ( pont) A. ábra HDS háromszögében DH = a, SD = a, 6 HS = a, (ahogy ()-ben illetve (4)-ben kaptuk). Felírjuk a HDS háromszögre két oldala négyzetének összegét: a műveleteket elvégezve azaz a a 6 SD + HS = +, SD = + HS a, SD = Ez azt jelenti, hogy a HDS háromszög derékszögű és a derékszögű csúcsa éppen az S pont. Eszerint a BHD háromszögben a DK és HM súlyvonalak valóban merőlegesek egymásra. Megjegyzések: + HS DH. ( pont) az útmutatóban jelzett 1* pont nem jár, ha a versenyző a Pitagorasz-tétel megfordítása helyett a Pitagorasz-tételre hivatkozik. DK és HM súlyvonalak merőlegessége vektorok skaláris szorzata segítségével is bizonyítható, például úgy, hogy a D kezdőpontú DB és DH vektorok segítségével kifejezzük a DK és HM vektorokat, majd

bizonyítjuk, hogy ezek skaláris szorzata zérus. Ha a versenyző ezt a módszert választja, akkor természetesen helyes megoldás esetén teljes pontszámot kap.. Legyenek az a, b, c, d számok pozitív valós számok. Igazolja, hogy a b + c d ( a + d ) ( b + c)! 1. Megoldás: A feltétel alapján a bizonyítandó egyenlőtlenség mindkét oldala értelmezett, továbbá a négyzetgyök definíciója miatt mindkét oldalán pozitív számok állnak, ezért az eredetivel ekvivalens egyenlőtlenséget kapunk, ha mindkét oldalt négyzetre emeljük: (a jobboldalon a beszorzást is elvégeztük) (1) a b + c d + a b c d a b + a c + d b + d c ( pont) (1)-ből rendezés után előbb a b c d a c + d b, ebből pedig a c + b d () a b c d, adódik, amit tovább rendezve: ( a c) + ( b d) ( a b) ( c d). ( pont) A () állítás pedig nyilvánvalóan igaz, hiszen ez éppen az ( a c) és ( b d) pozitív számokra felírt számtani és mértani közép közötti egyenlőtlenség. A bizonyítási lépések mindegyike során a megelőzővel ekvivalens egyenlőtlenséget kaptunk, lépéseink tehát megfordíthatók, azaz ()-ből logikai úton visszafelé haladva következik a bizonyítandó állítás. ( pont) (1 pont) Egyenlőség pontosan akkor van, ha ( a c) = ( b d). ( pont) 4

. Megoldás: (1)-ig azonos az 1. megoldással. (pont) Folytatása: a b c d a c + d b. Újabb négyzetreemelés után: 4abcd a c + b d + abcd. ( pont) Átalakítva: 0 a c abcd + b d, 0 ( ac bd ), ( pont) ami igaz és ekvivalens az eredetivel is. (1 pont) Egyenlőség pontosan akkor van, ha ( a c) = ( b d). ( pont) 5

. Ha az x, y, z valós számok eleget tesznek az x + y + 5z = 00 és az x + 4 y + 7z = 5 egyenleteknek, akkor mennyi a K = x + y + z kifejezés értéke? 1. Megoldás: Az x + y + 5z = 00 egyenlet mindkét oldalát -mal szorozva kapjuk, hogy: (1) x + 9y + 15z = 600. ( pont) Következő lépésként -vel szorozzuk az x + 4 y + 7z = 5 egyenlet mindkét oldalát, ekkor: () x + 8y + 14z = 450. ( pont) Ha (1) és () megfelelő oldalait kivonjuk egymásból, akkor: () x + y + z = 150. ( pont) Mivel K = x + y + z, ezért az adott feltételek mellett kaptuk, hogy a K = x + y + z kifejezés értéke pontosan 150. (1 pont). Megoldás: Ebben a megoldásban először kifejezzük y -t x segítségével úgy, hogy az adott egyenletekből kiküszöböljük z -t, például a következőképpen: x + y + 5z = 00 egyenlet mindkét oldalát 7-tel, majd x + 4 y + 7z = 5 mindkét oldalát 5-tel szorozzuk: (1) 7 x + 1y + 5z = 1400, illetve () 5 x + 0y + 5z = 115. ( pont) 6

(1) és () megfelelő oldalainak különbségéből adódik, hogy x + y = 75, és innen () y = 75 x. ( pont) Ezután a z számot fejezzük ki ugyancsak x segítségével oly módon, hogy az egyenletekből kiküszöböljük y -t, például a következő módon: az x + y + 5z = 00 egyenlet mindkét oldalát 4-gyel, majd az x + 4 y + 7z = 5 egyenlet mindkét oldalát -mal szorozzuk: (4) 4 x + 1y + 0z = 800, és (5) x + 1y + 1z = 675. ( pont) (4) és (5) megfelelő oldalainak különbségéből kapjuk, hogy amiből x z = 15, (6) z = x 15. ( pont) Helyettesítsük most a () és (6) összefüggéseket a kifejezésben y és z helyébe! K = x + y + z Ezzel tehát K = x + ( 75 x) + ( x 15), K = 150. ( pont) Megjegyzés: Az a versenyző, aki az ( x ; y; z) számhármas egyikének konkrét megválasztása után oldja meg az x + y + 5z = 00 és az x + 4 y + 7z = 5 egyenletrendszert, és a K = x + y + z kifejezés értékét így számolja ki, legfeljebb pontot kaphat. 7

4. Oldja meg a valós számok halmazán az [] x = 008 {} x egyenletet! ([ x ] az x valós szám egészrésze, azaz az x -nél nem nagyobb egész számok közül a legnagyobb, { x } pedig az x valós szám törtrésze, azaz { x} x [] x Megoldás: = ) Mivel nevezőben 0 nem lehet, ezért (1) {} x 0 azaz x nem lehet egész szám. A kiindulási egyenletet átalakítva: () {} x = [ x] 008 ( pont) következik. Felhasználjuk azt, hogy az x valós szám törtrésze 1-nél kisebb, és nem negatív, így (1)-et figyelembe véve: 0 < { x } < 1, ()-t behelyettesítve: amiből 0 < [ x ] 008 < 1, () 0 < [ x ] < 008. ()-ból kapjuk, hogy [ x ] = n, ahol n { 1,...,007) }, n ()-ből adódik, hogy { x } =, ahol { 1,...,007) } 008 tehát x = [] x + { x} miatt n x = n +, 008 n, (1 pont) ( pont) ahol n az { 1,,...007} számhalmaz elemeinek bármelyike lehet. ( pont) Az ellenőrzés a kapott megoldások helyességét mutatja: n n 008 = 008. (1 pont) 8

5. Az ABC háromszög AC oldalán az E belső pont úgy helyezkedik el, hogy EC = AB. Legyen F a BC, M pedig az AE szakasz felezőpontja. Határozzuk meg az ABC háromszög A csúcsánál levő belső szögét, ha FME = 18! 1. Megoldás: készítsünk a feltételeknek megfelelő ábrát.. ábra Forgassuk el az AB szakaszt az A pont körül úgy, hogy a B pont elforgatott képe az AC egyenesére, az A ponton túl kerüljön, és a B elforgatott képét jelöljük D -vel. 4. ábra ( pont) 9

Mivel a feltétel szerint EC = AB, továbbá M az AE szakasz felezőpontja, ezért, az M pont az így létrejövő CD szakasznak is felezőpontja. A 4. ábrán lévő metszettük el, hogy DCB szárait az FM és BD szakaszokkal úgy CF CB CM = CD 1 = ezért a párhuzamos szelők tételének megfordítása szerint az FM és BD szakaszok párhuzamosak. Ebből következik, hogy, ( pont) ( pont)* BDA = FME = 18. (1 pont) Ugyanakkor az ABD háromszög az AB = AD miatt egyenlő szárú, ezért (1) DBA = BDA = 18. (1 pont) Az ABC háromszög A csúcsánál levő belső szöge az ABD háromszög A-nál lévő külső szöge, ezért így (1) felhasználásával BAC = BDA + DBA, (1 pont) 0 BAC = 6. (1 pont) Megjegyzés * Természetesen ennél a résznél CDB háromszög MF középvonalának tulajdonságára való hivatkozást is elfogadjuk. 10

. Megoldás: Hosszabbítsuk meg az EF szakaszt az F ponton túl EF hosszával, így kaptuk az 5. ábrán a D pontot. 5. ábra Az így keletkező ECDB négyszög parallelogramma, mert az átlói felezik egymást. Ezért a BD szakasz párhuzamos EC -vel és BD = EC továbbá a feladat feltételét figyelembe véve ezért EC = AB, ( pont) AB = BD. ( pont) Mivel az AED háromszögben M és F oldalfelezőpontok, ezért MF az AED háromszög középvonala, így párhuzamos az AD szakasszal, ( pont) azaz Továbbá: és DAC = FME. ADB = DAC (váltó szög) ADB = BAD, (mert BD = AB ). 11

Ezek következményeként és 0 BAD = 18 0 DAC = 18, ezek azt jelentik, hogy AD az ABC háromszög A csúcsánál levő belső szögének felezője,ekkor pedig BAC = BAD = 6 ( pont) 1

6. Hányféle módon állítható elő a 008 néhány (egynél több) egymást követő pozitív egész szám összegeként? Megoldás: Legyen az előállításban szereplő első pozitív egész szám k, az összeadandó számok száma pedig n. A feladat szövege miatt n > 1. (1 pont) Ekkor a feltétel szerint: (1) k + ( k + 1 ) + ( k + ) +... + ( k + n 1) = 008. (1 pont) Az (1) baloldalán levő összeg egy d = 1 különbségű számtani sorozat első n tagjának összege, amelynek első tagja a pozitív egész k szám, ezért a számtani sorozat összegképletéből: n ( k + n 1) = 008, átalakítva: () n ( k + n 1) = 4016. ( pont) () bal oldalának mindkét szorzótényezője pozitív egész szám és a feltételek miatt egyik tényező értéke sem lehet 1, továbbá a két szorzótényező paritása különböző, (hiszen összegük páratlan pozitív egész). Mivel 4016 = 4 51 ( pont) (a Függvénytáblázatból ellenőrizhető, hogy 51 prímszám), ezért a következő esetek lehetségesek: a) n = 16 k + n 1 = 51 amiből n = 16, = 118 vagy b) n = 51 k + n 1 = 16 amiből k ; (1 pont) n = 51, = 117 k. (1 pont) A b) eset nem felel meg a k > 0 feltételnek, így nem ad megoldást. (1 pont) Tehát a 008 számot csak egyféleképpen tudjuk egynél több egymás utáni pozitív egészek összegeként előállítani, mégpedig a k = 118 számból kiindulva 16 darab közvetlen egymás utáni pozitív egész számot összeadva a következőképpen: 118 119 + 10 +... + 1 + 1 = 008 +. (1 pont) 1