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

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

Síkgeometria 12. évfolyam. Szögek, szögpárok és fajtáik

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

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

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

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

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi első fordulójának feladatmegoldásai

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2010/2011-es tanév 1. forduló haladók III. kategória

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

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

Németh László Matematikaverseny április 16. A osztályosok feladatainak javítókulcsa

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

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

Szélsőérték problémák elemi megoldása II. rész Geometriai szélsőértékek Tuzson Zoltán, Székelyudvarhely

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi első fordulójának feladatmegoldásai. 81f l 2 f 2 + l 2

Az 1. forduló feladatainak megoldása

XX. Nemzetközi Magyar Matematika Verseny

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2012/2013-as tanév kezdők III. kategória I. forduló

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

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

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

Koordináta-geometria feladatok (középszint)

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

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

Koordinátageometria Megoldások

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

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

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2012/2013-as tanév 2. forduló haladók II. kategória

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

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Koordináta-geometria

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉP SZINT Koordináta-geometria

Feladatok a májusi emelt szintű matematika érettségi példáihoz Hraskó András

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

ANALITIKUS MÉRTAN I. VEKTORALGEBRA. 1. Adott egy ABCD tetraéder. Határozzuk meg az alábbi összegeket: a) AD + BC = BD + AC.

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2012/2013-as tanév 1. forduló haladók III. kategória

A 2015/2016. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló MATEMATIKA III. KATEGÓRIA (a speciális tanterv szerint haladó gimnazisták)

Add meg az összeadásban szereplő számok elnevezéseit!

A kör. A kör egyenlete

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉP SZINT. Koordináta-geometria

Haladók III. kategória 2. (dönt ) forduló

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi első fordulójának feladatmegoldásai

10. Koordinátageometria

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

15. Koordinátageometria

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

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

Az egyenlőtlenség mindkét oldalát szorozzuk meg 4 16-al:

Vektoralgebra feladatlap 2018 január 20.

Húrnégyszögek, Ptolemaiosz tétele

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

Hatvány, gyök, normálalak

Megoldások 9. osztály

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

NULLADIK MATEMATIKA ZÁRTHELYI

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Vektorok II.

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Trigonometria

EGYBEVÁGÓSÁGI TRANSZFORMÁCIÓK TENGELYES TÜKRÖZÉS

5. előadás. Skaláris szorzás

NULLADIK MATEMATIKA ZÁRTHELYI

Lehet hogy igaz, de nem biztos. Biztosan igaz. Lehetetlen. A paralelogrammának van szimmetria-középpontja. b) A trapéznak két szimmetriatengelye van.

2004_02/10 Egy derékszögű trapéz alapjainak hossza a, illetve 2a. A rövidebb szára szintén a, a hosszabb b hosszúságú.

FELVÉTELI VIZSGA, szeptember 12.

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

A lehetetlenségre visszavezetés módszere (A reductio ad absurdum módszer)

(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

Matematika OKTV I. kategória 2017/2018 második forduló szakgimnázium-szakközépiskola

Koordináta-geometria feladatok (emelt szint)

Gyakorló feladatok. 2. Matematikai indukcióval bizonyítsuk be, hogy n N : 5 2 4n n (n + 1) 2 n (n + 1) (2n + 1) 6

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

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

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2015/2016-os tanév 1. forduló Haladók III. kategória

Geometria 1 összefoglalás o konvex szögek

Fonyó Lajos: A végtelen leszállás módszerének alkalmazása. A végtelen leszállás módszerének alkalmazása a matematika különböző területein

Feladatok a koordináta-geometria, egyenesek témaköréhez 11. osztály, középszint

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

15. Koordinátageometria

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

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

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

Egybevágóság szerkesztések

GEOMETRIA. b a X O Y. A pótszögek olyan szögpárok, amelyek az összege 90. A szögek egymás pótszögei. b a

Elemi algebrai eszközökkel megoldható versenyfeladatok Ábrahám Gábor, Szeged

1. feladat Bizonyítsuk be, hogy egy ABCD húrnégyszögben AC BD

352 Nevezetes egyenlôtlenségek. , az átfogó hossza 81 cm

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

Vektorok és koordinátageometria

Helyvektorok, műveletek, vektorok a koordináta-rendszerben

Hasonlósági transzformációk II. (Befogó -, magasság tétel; hasonló alakzatok)

2005/2006. Feladatlapok és megoldások. Adobe Reader verzió

A TERMÉSZETES SZÁMOK

egyenletrendszert. Az egyenlő együtthatók módszerét alkalmazhatjuk. sin 2 x = 1 és cosy = 0.

18. Kerületi szög, középponti szög, látószög

Megyei matematikaverseny évfolyam 2. forduló

11. osztály. 1. Oldja meg az egyenletrendszert a valós számok halmazán! (10 pont) Megoldás: A három egyenlet összege: 2 ( + yz + zx) = 22.

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

Bevezetés. 1. fejezet. Algebrai feladatok. Feladatok

Minimum követelmények matematika tantárgyból 11. évfolyamon

Síkbeli alakzatok. Szakaszok, szögek GEOMETRIA Alapszerkesztések Alapszerkesztések Alapszerkesztések.

Átírás:

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2005-2006. tanévi második fordulójának feladatmegoldásai matematikából, a II. kategória számára 1. Oldja meg a következő egyenlőtlenséget, ha x > 0: x 2 sin x cos (2x) < 1 x. Megoldás: Az egyenlőtlenség jobb oldalán x 1 áll. Ha x = 1, akkor az egyenlőtlenség mindkét oldalán 1 áll, azaz egyenlőség van. Tehát az x = 1 nem megoldás. 1 pont Ha 0 < x < 1, akkor a kitevők között a következő relációnak kell teljesülnie: 2 sin x cos (2x) > 1. Mindkét oldalhoz hozzáadunk 1-et és alkalmazzuk az 1 cos (2x) = 2 sin 2 x azonosságot: 2 sin x + 2 sin 2 x = 2 sin x(1 + sin x) > 0. Mivel 0 < x < 1, ezért sin x pozitív és így az egyenlőtlenség a vizsgált tartomány minden x értékénél teljesül. Ha 1 < x, akkor a kitevőket vizsgálva a relációs jel iránya más, iménti átalakításainkat használva a megoldandó egyenlőtlenség: 2 sin x(1 + sin x) < 0. A bal oldalon található szorzatban az 1 + sin x tényező soha nem lehet negatív, 0 is csak akkor lehet, ha sin x = 1. Az egyenlőtlenség tehát akkor teljesül, ha sin x negatív, de nem 1. Ekkor a megoldás (2k 1)π < x < (2k 0, 5)π k N + ; (2l 0, 5)π < x < 2lπ l N +. Összefoglalva, a megfelelő x értékek: 0 < x < 1; (2k 1)π < x < (2k 0, 5)π k N + ; (2l 0, 5)π < x < 2lπ l N +. 2. A valós számokon értelmezett f(x) = ax 2 bx + c másodfokú függvény a együtthatójára 1 > a = 0 teljesül. Bizonyítsuk be, hogy ha f(a) = b és f(b) = a, akkor c < 3. 1

Megoldás: Mivel f(a) = b és f(b) = a, a függvényt definiáló kifejezésbe helyettesítve a következőt kapjuk: (1) a 3 ab + c = b, (2) ab 2 b 2 + c = a. Vegyük (1) és (2) megfelelő oldalainak különbségét, majd alakítsunk szorzattá: a(a 2 b 2 ) + b(b a) = a b, (a b)(a 2 + ab b 1) = 0, (3) (a b)(a 1)(a + b + 1) = 0. 4 pont Most vegyük sorra a (3)-ban kapott szorzat bal oldalán álló tényezőket, mikor lesz értékük 0. Ha a b = 0, akkor (1) alapján a 3 a 2 + a = c. Mivel 1 > a, ezért 3 > a 3 + a 2 + a c. Ha a 1 = 0, akkor a = 1, de ez a feladat feltételei szerint nem lehet. Egyébként a = 1 esetén (1) alapján c = 1 és így c < 3. Ha a+b+1 = 0, akkor ebből b = 1 a adódik, ezt (1)-be helyettesítve a 3 +a 2 1 = c. Mivel 1 > a, ezért 3 > a 3 + a 2 + 1 c. 3. Az ABCD konvex négyszögben ABD = ACD. Legyenek a BC és AD élek felezőpontjai rendre E és F. Az AC és BD átlók metszéspontjának az AB és CD oldalegyenesekre eső merőleges vetületei G és H. Igazoljuk, hogy az EF és GH egyenesek egymásra merőlegesek. Megoldás: Legyen az ABCD négyszög átlóinak metszéspontja M, az MB és MC szakaszok felezőpontjai rendre B 1 és C 1. A feladat szövege szerint ABD = ACD, legyen ϕ = GBM = HCM. Mivel MC Thalesz körének középpontja C 1 és ezen a körön rajta van H, ezért HC 1 = MC 1 = CC 1. A HC 1 C egyenlőszárú háromszög C 1 -nél levő külső szöge HC 1 M = 2ϕ. Ugyanígy MB Thalesz körének középpontja B 1 és ezen a körön rajta van G, ezért B 1 G = MB 1 = BB 1. A GB 1 B egyenlőszárú háromszög B 1 -nél levő külső szöge GB 1 M = 2ϕ. 2 pont 2

Az MBC háromszögben C 1 E és B 1 E középvonalak, EB 1 = MC 1 és C 1 E = MB 1. MB 1 EC 1 paralelogramma, szemközti szögei egyenlők, MC 1 E = MB 1 E = δ. Most megmutatjuk, hogy HC 1 E és EB 1 G egybevágó háromszögek. Két oldaluk ugyanolyan hosszú: HC 1 = EB 1, hiszen mindkettő egyenlő MC 1 ; továbbá C 1 E = B 1 G, hiszen mindkettő egyenlő MB 1. Az említett egybevágó háromszögekben a vizsgált oldalpárok által bezárt szög ugyanakkora: HC 1 E = 2ϕ + δ = EB 1 G. Az egybevágó HC 1 E és EB 1 G háromszögekben HE = GE, ezért E rajta van HG felező merőlegesén. DM C és AM B hasonló háromszögek, DM C = AM B csúcsszögek, a feladat szövege szerint pedig ABD = ACD. Ezért BDC = BAC. Innentől kezdve a fenti gondolatmenethez hasonló módon kapjuk, hogy HF = GF és így F is rajta van HG felező merőlegesén. A bizonyítandó állításnál egy kicsit többet is beláttunk, EF merőleges HG-re és felezi is azt. 1 pont Az ábrán ABD és BAC hegyesszög. Ilyenkor G és H az AB és CD szakaszok belső pontja. Abban az esetben, ha a két szög valamelyike tompaszög, G és H nem lesz belső pontja az AB és CD oldalaknak, de a fent közölt gondolatmenetünk változatlanul működik. Amennyiben az említett két szög közül valamelyik derékszög, például ABD, akkor AD Thalesz körén van rajta B és C. Ekkor G és H megegyezik B-vel és C-vel. Ebben az esetben F E a Thalesz kör egy átmérője, ami áthalad GH, azaz a BC húr felezőpontján, ezért éppen a húr felezőmerőlegese. 1 pont 3

4. Az a, b, c és d egészek olyanok, hogy az ac, bc + ad, bd mindegyike osztható az n egésszel. Bizonyítsuk be, hogy ekkor a bc + ad összeg tagjai külön-külön is oszthatók n-nel, azaz n bc és n ad. Megoldás: A feladat szövege szerint léteznek olyan r, s és t egészek, amelyekre (1) ac = nr, (2) bc + ad = ns, (3) bd = nt. Emeljük négyzetre (2) mindkét oldalát, és mindkét oldalon vonjuk ki belőle (1) és (3) megfelelő oldalai szorzatának 4 szeresét: (bc + ad) 2 4 ac bd = n 2 (s 2 4rt) A bal oldalon teljes négyzet áll. Osztunk n 2 -tel és a következőt kapjuk: (4) ( ) bc ad 2 = s 2 4rt. n Mivel (4) jobb oldala egész, ezért a bal oldal is, azaz n osztója bc ad-nek, létezik olyan q egész, amelyre: (5) bc ad = nq. Adjuk össze, illetve vonjuk ki (2) és (5) megfelelő oldalait: 4 pont (6) 2bc = n(s + q), (7) 2ad = n(s q). A most kapott két egyenlet megfelelő oldalainak szorzata ugyanaz, mint (1) és (3) megfelelő oldalai szorzatának 4 szerese: (8) 4abcd = 4n 2 rt = n 2 (s 2 q 2 ). s + q és s q azonos paritású, ugyanis összegük 2s, ami páros. (8) alapján s 2 q 2 = 4rt, tehát s + q és s q párosak. Ez viszont (6) és (7) alapján azt jelenti, hogy bc és ad külön-külön is oszthatók n-nel. 2. megoldás: Teljes indukciót alkalmazunk. Kezdő lépés: n = 1 esetén az állítás nyilvánvalóan igaz. A továbbiakban n > 1. Indukciós lépés: tegyük fel, hogy az állítás igaz minden n-nél kisebb pozitív egész esetén, ennek segítségével megmutatjuk, hogy n-re is igaz. Legyen n egyik prím osztója p, n = pn 1. Mivel pn 1 ac az általánosság rovása nélkül feltehetjük, hogy p osztja a-t, a = pa 1. 2 pont Ha p osztja b-t, akkor b = pb 1. Ekkor n 1 a 1 c, n 1 b 1 d és n 1 b 1 c + a 1 d. Alkalmazhatjuk az indukciós feltevést n 1 -re és az a 1, b 1, c, d számokra: ezek szerint n 1 b 1 c és n 1 a 1 d, amiből viszont következik, hogy n bc és n ad. 2 pont Ha p nem osztja b-t, akkor n bd miatt p bd, tehát p-nek osztania kell d-t, azaz d = pd 1. Tudjuk, hogy p ad, továbbá n bc + ad miatt p bc + ad. Ezért p bc, tehát c osztható p-vel, 4

azaz c = pc 1. Ekkor n 1 ac 1, n 1 bc 1 + ad 1 és n 1 bd 1. Most alkalmazhatjuk az indukciós feltevést n 1 -re és az a, b, c 1, d 1 számokra: ezek szerint n 1 bc 1 és n 1 ad 1, amiből viszont következik, hogy n bc és n ad. Ezzel a bizonyítást befejeztük. 5