Matura z matematyki

Matematyka - zadania z matematyki

Zadania matematyczne Mapa strony Kontakt
Korepetycje u autora przez internet!
Szukasz korepetycji na najwyższym poziomie bez wychodzenia z domu?
Przydatne materiały
Kontakt z nami
Kontakt
ZadaniaMatematyczne.pl
[email protected]
Napisz wiadomość

Zadanie nr 32, matura 2012 sierpień

Dany jest trójkąt równoramienny \( ABC \), w którym \( |AC|=|BC| \) oraz \( A=(2,1) \) i \( C=(1,9) \). Podstawa \( AB \) tego trójkąta jest zawarta w prostej \( y=\frac{1}{2}x \). Oblicz współrzędne wierzchołka \( B \).

Policzymy długość boku \( AC \) korzystając ze wzoru na długość odcinka. Wiemy, że ma on końce w punktach \( A=(2,1) \) i \( C=(1,9) \), zatem jego długość to \[ |AC|=\sqrt{(\class{color1}{x_A}-\class{color1}{x_C})^2+(\class{color2}{y_A}-\class{color2}{y_C})^2}=\sqrt{(2-1)^2+(1-9)^2}=\\ =\sqrt{1^2+(-8)^2}\class{mathHint PotegiUjemnaPodstawa}=\sqrt{1+64}=\sqrt{65} \]

Mamy do czynienia z trójkątem równoramiennym, w którym boki \( AC \) i \( BC \) mają jednakową długość ( \( |AC|=|BC| \) ). Niech punkt \( B \) ma współrzędne \( B=(\class{color1}{x_B},\class{color2}{y_B}) \). Wtedy, zgodnie ze wzorem na długość odcinka długość boku \( BC \) będzie równa \[ |BC|=\sqrt{(\class{color1}{x_B}-\class{color1}{x_C})^2+(\class{color2}{y_B}-\class{color2}{y_C})^2}=\sqrt{(\class{color1}{x_B}-1)^2+(\class{color2}{y_B}-9)^2} \] Wiemy, że ten bok ma taką samą długość jak bok \( AC \). Jak wyliczyliśmy wcześniej \( |AC|=\sqrt{65} \), zatem \[ |BC|=\sqrt{65} \\ \begin{matrix} \sqrt{(\class{color1}{x_B}-1)^2+(\class{color2}{y_B}-9)^2}=\sqrt{65} & /\,^2 \end{matrix}\\ (\class{color1}{x_B}-1)^2+(\class{color2}{y_B}-9)^2=65 \] Wiemy, że wierzchołek \( B \) leży na prostej \( y=\frac{1}{2}x \), zatem jego współrzędne spełniają równanie tej prostej, mamy więc \[ \class{color2}{y_B}=\frac{1}{2}\class{color1}{x_B} \] Mamy więc \[ (\class{color1}{x_B}-1)^2+(\class{color2}{y_B}-9)^2=65 \\ (\class{color1}{x_B}-1)^2+\left(\frac{1}{2}\class{color1}{x_B}-9\right)^2=65 \] Korzystamy dwukrotnie ze wzoru skróconego mnożenia na kwadrat różnicy \[ \class{color1}{x_B}^2-2\cdot \class{color1}{x_B} \cdot 1+1^2+\left(\frac{1}{2}\class{color1}{x_B}-9\right)^2=65 \\ \class{color1}{x_B}^2-2\cdot \class{color1}{x_B} \cdot 1+1^2+\left(\frac{1}{2}\class{color1}{x_B}\right)^2-2\cdot \frac{1}{2}\class{color1}{x_B} \cdot 9 + 9^2=65 \\ \class{color1}{x_B}^2-2\class{color1}{x_B}+1+\left(\frac{1}{2}\right)^2\class{color1}{x_B}^2-9\class{color1}{x_B} + 81=65 \\ \class{color2}{x_B^2}\class{color3}{-2x_B}+1+\class{color2}{\frac{1}{4}x_B^2}\class{color3}{-9x_B} + 81=65 \\ \class{color2}{\frac{5}{4}x_B^2}\class{color3}{-11x_B}+82=65 \\ \] Sprowadzimy to równanie do równania kwadratowego postaci \( f(x)=0 \) \[ \begin{matrix} \frac{5}{4}\class{color1}{x_B}^2-11\class{color1}{x_B}+82=65 & /-65 \end{matrix}\\ \frac{5}{4}\class{color1}{x_B}^2-11\class{color1}{x_B}+82-65=0\\ \frac{5}{4}\class{color1}{x_B}^2-11\class{color1}{x_B}+17=0 \] Policzymy miejsca zerowe funkcji kwadratowej \( f(x)=\frac{5}{4}\class{color1}{x_B}^2-11\class{color1}{x_B}+17 \). Funkcja jest zapisana w postaci ogólnej, odczytamy współczynniki. \[ f(x)=\class{color1}{a}x^2+\class{color2}{b}x+\class{color3}{c}\\ f(x)=\frac{5}{4}\class{color1}{x_B}^2-11\class{color1}{x_B}+17 \\[1em] \class{color1}{a}=\frac{5}{4}\\ \class{color2}{b}=-11\\ \class{color3}{c}=17 \] Policzmy deltę \[ \bigtriangleup =\class{color2}{b}^2-4\class{color1}{a}\class{color3}{c}=(-11)^2-4\cdot\frac{5}{4}\cdot 17\class{mathHint hintPotegiUjemnaPodstawa}=121-5\cdot17= \\=121-85=36 \] Delta jest większa od zera, mamy zatem dwa miejsca zerowe. Wyliczmy je \[ \sqrt{\bigtriangleup}=\sqrt{36}=6\\ \class{color1}{x_{B1}}=\frac{-\class{color2}{b}-\sqrt{\bigtriangleup }}{2\class{color1}{a}}=\frac{-(-11)-6}{2\frac{5}{4}}=\frac{11-6}{\frac{5}{2}}=\frac{5}{\frac{5}{2}}\class{mathHint hintDzielToMnozPrzezOdwrot}= 5\cdot\frac{2}{5}=2\\ \class{color1}{x_{B2}}=\frac{-\class{color2}{b}+\sqrt{\bigtriangleup }}{2\class{color1}{a}}=\frac{-(-11)+6}{2\frac{5}{4}}=\frac{11+6}{\frac{5}{2}}=\frac{17}{\frac{5}{2}}\class{mathHint hintDzielToMnozPrzezOdwrot}=17\cdot\frac{2}{5}=\frac{34}{5} \] Miejsce zerowe \( \class{color1}{x_{B1}}=2 \) możemy odrzucić, dlatego, że jest to współrzędna \( x \) punktu \( A \), który też leży na prostej \( y=\frac{1}{2}x \), a chcemy, by punkt \( B \) miał inne współrzędne niż punkt \( A \). Zatem \( \class{color1}{x_B}=\frac{34}{2} \), policzmy współrzędną \( \class{color2}{y_B} \) korzystając z wcześniej zapisanej zależności \[ \class{color2}{y_B}=\frac{1}{2}\class{color1}{x_B}\\ \class{color2}{y_B}=\frac{1}{2}\frac{34}{2}=\frac{34}{10}=\frac{17}{5} \]

Odpowiedź: Punkt \( B \) ma współrzędne \( \left(\frac{34}{5},\frac{17}{5}\right) \).

Drukuj

Polub nas