wielokąt miłość 2
Transkrypt
wielokąt miłość 2
Spis treści 1 POTĘGI 1. Potęga o wykładniku naturalnym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2. Iloczyn i iloraz potęg o jednakowych podstawach 3. Potęgowanie potęgi 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4. Potęgowanie iloczynu i ilorazu 5. Działania na potęgach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 7. Notacja wykładnicza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Zadania uzupełniające . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 6. Potęga o wykładniku całkowitym ujemnym 2 PIERWIASTKI 1. Pierwiastki 2. Działania na pierwiastkach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3. Działania na pierwiastkach (cd.) Zadania uzupełniające 46 3 DŁUGOŚĆ OKRĘGU. POLE KOŁA 1. Liczba π . Długość okręgu 2. Pole koła . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 3. Długość łuku. Pole wycinka koła Zadania uzupełniające 4 WYRAŻENIA ALGEBRAICZNE 1. Jednomiany i sumy algebraiczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 3. Mnożenie sum algebraicznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 4. Wzory skróconego mnożenia∗ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 2. Mnożenie jednomianów przez sumy Zadania uzupełniające CYAN MAGENTA YELLOW BLACK MG2y str. 5 5 UKŁADY RÓWNAŃ 1. Do czego służą układy równań? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 2. Rozwiązywanie układów równań 3. Rozwiązywanie układów równań (cd.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 4. Ile rozwiązań może mieć układ równań? 5. Zadania tekstowe 101 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 6. Procenty w zadaniach tekstowych Zadania uzupełniające 6 TRÓJKĄTY PROSTOKĄTNE 1. Twierdzenie Pitagorasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 2. Twierdzenie odwrotne do twierdzenia Pitagorasa 3. Zastosowania twierdzenia Pitagorasa 4. Twierdzenie Pitagorasa w układzie współrzędnych . . . . . . . . . . . 140 . . . . . . 143 . . . . . . . . . . . . . 147 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 5. Przekątna kwadratu. Wysokość trójkąta równobocznego 6. Trójkąty o kątach 90◦, 45◦, 45◦ oraz 90◦, 30◦, 60◦ Zadania uzupełniające 124 7 WIELOKĄTY I OKRĘGI 1. Okrąg opisany na trójkącie 2. Styczna do okręgu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 3. Okrąg wpisany w trójkąt 4. Wielokąty foremne . . . . . . . . . . . . . . . 175 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 5. Wielokąty foremne — okręgi wpisane i opisane Zadania uzupełniające 8 GRANIASTOSŁUPY 1. Przykłady graniastosłupów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Siatki graniastosłupów. Pole powierzchni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 5. Odcinki w graniastosłupach Zadania uzupełniające 188 . . . . . . . . . . . . . . 3. Objętość prostopadłościanu. Jednostki objętości 4. Objętość graniastosłupa 182 CYAN MAGENTA YELLOW BLACK MG2y str. 6 9 OSTROSŁUPY 1. Rodzaje ostrosłupów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 2. Siatki ostrosłupów. Pole powierzchni 3. Objętość ostrosłupa . . . . . . . . . . . . . . . . 223 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 4. Obliczanie długości odcinków w ostrosłupach ∗ 5. Przekroje graniastosłupów i ostrosłupów Zadania uzupełniające 210 10 STATYSTYKA 1. Odczytywanie danych statystycznych 2. Co to jest średnia? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 . . . . . . . . . . . . 255 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 3. Zbieranie i opracowywanie danych statystycznych 4. Zdarzenia losowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 Zadania uzupełniające ODPOWIEDZI SKOROWIDZ Symbolem ∗ oznaczono tematy nieobowiązkowe. W podręczniku przyjęto następujące oznaczenia: zadanie nieelementarne ∗ zadanie trudne do rozwiązania zadania zaleca się użycie kalkulatora 15 / 44 odsyłacz do analogicznego zadania umieszczonego w rozdziale Zadania uzupełniające, tam oznaczonego symbolem dodatkowe zadania z tego tematu znajdują się w Zeszycie ćwiczeń dodatkowe zadania dotyczące tego tematu umieszczono na płycie CD-ROM dołączonej do Zeszytu ćwiczeń lub w programie dostępnym on-line (www.matplus.pl) CYAN MAGENTA YELLOW BLACK MG2y str. 7 56 DŁUGOŚĆ OKRĘGU. POLE KOŁA 1 Liczba π . Długość okręgu Wyobraź sobie, że rozcinamy okrąg i „prostujemy” linię, która ten okrąg tworzyła. Otrzymany w ten sposób odcinek ma taką samą długość jak okrąg. Każdy okrąg jest brzegiem pewnego koła. Długość okręgu nazywana jest też obwodem koła. Zauważmy, że im większa średnica okręgu, tym większa jest długość okręgu. Zastanówmy się, jaki jest związek między tymi wielkościami. ĆWICZENIE A. Przygotuj przedmiot, którego brzeg ma kształt okręgu (np. puszkę lub nakrętkę od słoika). Zmierz średnicę tego przedmiotu. Zmierz jego obwód, tzn. długość okręgu (używając miary krawieckiej lub nitki). Podziel długość okręgu przez długość średnicy; możesz użyć kalkulatora. Powtórz takie pomiary i rachunki dla kilku przedmiotów. Porównaj otrzymane wyniki. Już w czasach starożytnych zauważono, że stosunek długości okręgu do długości średnicy jest dla wszystkich okręgów tą samą liczbą. Liczbę tę oznaczamy grecką literą π (czytamy pi). długość okręgu = π długość średnicy Liczba π jest niewymierna (ma rozwinięcie dziesiętne nieskończone i nieokresowe). π = 3,14159265358979323846264338327950288419716939937... CYAN MAGENTA YELLOW BLACK MG2y str. 56 LICZBA Matematycy od dawna starają się wyznaczyć jak najwięcej cyfr rozwinięcia dziesiętnego liczby π . W 1610 roku holenderski uczony Ludolf van Ceulen podał 35 cyfr po przecinku. Na jego cześć liczba π nazywana jest czasem ludolfiną. Angielski matematyk William Shanks podał w 1874 roku 707 cyfr po przecinku. Okazał się jednak pechowcem — kilkadziesiąt lat później zauważono, że popełnił błąd przy obliczaniu 528. cyfry po przecinku. Dziś za pomocą komputera można obliczyć miliony cyfr rozwinięcia dziesiętnego liczby π . π. DŁUGOŚĆ OKRĘGU Wszystkie znane dowody faktu, że liczba π jest niewymierna, są dosyć skomplikowane. Pierwszy dowód podał w 1767 roku matematyk Johann Lambert. Liczba π występuje w wielu zagadnieniach matematycznych. Pełni ona tak szczególną rolę, że uczeni, poszukując kontaktu z cywilizacjami pozaziemskimi, wysłali w kosmos drogą radiową informację o wartości liczby π . Wierzą, że inteligentne istoty spoza Ziemi znają tę liczbę i rozpoznają nasz komunikat. Jaś o kole z werwą dyskutuje, bo dobrze temat ten czuje. Zastąpił Ludolfinę słowami wierszyka. Czy Ty już odgadłeś, skąd zmiana ta wynika?. . . ĆWICZENIE B. a) Rozszyfruj, jaki związek z liczbą π mają podane obok teksty w języku polskim, angielskim i szwedzkim. For a time I stood pondering on circle sizes. The large computer mainframe quietly processed all of its assembly code. Inside my entire. . . b) Wymyśl zdanie, w którym liczby liter w kolejnych wyrazach odpowiadają kolejnym cyfrom rozwinięcia dziesiętnego liczby π. Hör i Alla i Kwall arkimedes ju lovade komma. Han skall pitalets vanskliga siffror framsalla för er. Dem förvisso. Rätt mängen ej minnes. . . Wiemy już, że dla każdego okręgu o długości l i średnicy d zachodzi równość dl = π . Przekształcając tę równość, otrzymamy zależność: l = πd Ponieważ średnica jest dwukrotnie większa od promienia okręgu, więc długość okręgu o promieniu r można obliczyć ze wzoru: Długość okręgu: l = 2πr r — długość promienia okręgu ĆWICZENIE C. Oblicz przybliżoną długość okręgu o promieniu 5 m, przyjmując różne zaokrąglenia liczby π: a) π ≈ 3 b) π ≈ 3,1 c) π ≈ 3,14 d) π ≈ 3,142 Gdy obliczamy przybliżoną długość okręgu, musimy przyjąć pewne zaokrąglenie liczby π . Najczęściej wystarczy przyjąć, że π ≈ 3,14. CYAN MAGENTA YELLOW BLACK MG2y str. 57 57 58 DŁUGOŚĆ OKRĘGU. POLE KOŁA Przykład Jaki promień ma koło o obwodzie 20 cm? 20 = 2π r Stosujemy wzór na długość okręgu. 20 r = 2π 10 r= π 10 ≈ 3,2 π [cm] Odp. Promień koła jest równy 10 π cm (czyli około 3,2 cm). Zadania Oto liczba π podana z dokładnością do 13 miejsca po przecinku: π ≈ 3,1415926535898 W czasach starożytnych nie były znane ułamki dziesiętne, używano natomiast przybliżeń liczby π w postaci ułamków zwykłych. 25 — Babilonia (XX w. p.n.e.) 8 22 π ≈ 7 — Grecja (III w. p.n.e.) π ≈ 355 113 — Chiny (V w. n.e.) π≈ 1. Znajdź rozwinięcia dziesiętne ułamków zwykłych podanych w ramce obok, a następnie zaokrąglij je do piątego miejsca po przecinku. Który ułamek jest najdokładniejszym przybliżeniem liczby π ? 2. Biblia (I Księga Królewska, rozdział 7,23) podaje, że na zlecenie króla Salomona zbudowano kolisty zbiornik na wodę o obwodzie 30 łokci i średnicy 10 łokci. Jakie przybliżenie liczby π wynika z tych informacji? Znajdź w Biblii fragment, który to opisuje. 3. Marek obliczał przybliżoną wartość liczby π , używając roweru. Koło wykonało pełny obrót. Odległość między punktami A i B wynosi 2,5 m. Średnica koła roweru Marka ma 0,8 m. Oblicz na kalkulatorze, jakie przybliżenie liczby π otrzymał Marek. CYAN MAGENTA YELLOW BLACK MG2y str. 58 LICZBA π. DŁUGOŚĆ OKRĘGU 59 4. Zapisz w jak najprostszej postaci: a) 3,5 · 2π c) 3π · 2π e) 4π − 2,5π b) 3π · 4 d) 2π + 3π f) 3π π g) 3π + 6π 3π h) 6π − 6 2 5. a) Podaj długości okręgów o promieniach: 1 2 1,4 2 7 3,14 b) Podaj długości okręgów o średnicach: 1 5 2 3 4,2 3,14 c) Podaj długości promieni kół o obwodach: π 2 10π 0,6π 3/7 1 6,28 6. Jeden z odcinków ma taką samą długość jak okrąg. Który? 7. a) Oblicz przybliżone długości okręgów o promieniach: 2 cm 4m 0,3 cm 10 km b) Oblicz przybliżone długości okręgów o średnicach: 2 cm 3m 0,4 cm 200 m c) Oblicz przybliżone długości promieni kół o obwodach: 10 cm 1m 628 mm 3,5 cm 8. Która z figur przedstawionych na rysunku obok ma większy obwód: kwadrat czy koło? Zmierz długości odpowiednich odcinków i wykonaj obliczenia. 9. Rulon o średnicy 8 cm należy obwiązać wstążką. Jak długa powinna być wstążka, jeśli na węzeł i kokardę potrzeba 20 cm? CYAN MAGENTA YELLOW BLACK MG2y str. 59 4/7 1 60 DŁUGOŚĆ OKRĘGU. POLE KOŁA 10. Czy z drutu o długości 60 cm można wykonać: a) obręcz w kształcie okręgu o promieniu 10 cm, b) dwie obręcze, każda o promieniu 4 cm, c) dwie obręcze, z których jedna ma promień 6 cm, a druga 3 cm? 11. Każdy z czterech chłopców ma rozpiętość ramion równą 140 cm. Czy zdołają objąć pień drzewa o średnicy 180 cm? 12. Nierozciągnięta gumka do włosów ma długość 9 cm. Ile razy dłuższa stanie się ta gumka, gdy nałoży się ją na butelkę o średnicy 9 cm? 13. W ciągu minuty karuzela obraca się 5 razy. Chłopiec siedzi na koniku w odległości 5 m od środka karuzeli. Jaką drogę pokonuje chłopiec w ciągu 5 minut? 14. Gdy moneta się obraca, to posuwa się do przodu I po jednym swym obrocie robi trasę jej obwodu. Policz, miły czytelniku, jaką drogę pokonuje, kiedy, tocząc się po stole, dwa obroty wykonuje. 15. a) Koło dorożki ma średnicę 1 m. Ile pełnych obrotów wykona to koło na drodze 100 m? b) Koło samochodu osobowego ma promień 30 cm. Ile pełnych obrotów wykonuje to koło na drodze 1 km? CYAN MAGENTA YELLOW BLACK MG2y str. 60 π. LICZBA DŁUGOŚĆ OKRĘGU 16. Popatrz na rysunek. Na pewnym odcinku drogi duże koło bicykla wykonało 100 obrotów. Ile obrotów wykonało w tym samym czasie małe koło? Ile obrotów wykona duże koło, w czasie gdy małe koło wykona 100 obrotów? 17. Porównaj obwód dużego koła na rysunku obok z sumą obwodów dwóch mniejszych kół. 18. Dany jest okrąg o promieniu 10. O ile zwiększy się długość okręgu, jeśli promień: a) zwiększymy o 2, b) zwiększymy 2 razy? 1. Ile liczb mniejszych od π zapisano obok? A. jedną C. trzy B. dwie D. więcej niż trzy √ 2 2 25 8 √ 2 3 16 5 3,14 2. Okrąg o średnicy 2 ma długość: A. 4π B. 2·3,14 C. 2π D. 4·3,14 3. Koło o promieniu 10 i kwadrat mają taki sam obwód. Wobec tego bok kwadratu ma długość: A. 5π 5 B. 4 π C. 10π D. 2,5π 4. Koło, które na drodze 100 m obróciło się 25 razy, ma promień równy: A. ok. 0,6 m B. ok. 20 cm zeszyt ćwiczeń, str. 16 CYAN MAGENTA YELLOW BLACK C. ok. 1,3 m D. ok. 80 cm zadania uzupełniające 1–8, str. 71 MG2y str. 61 61 UKŁADY RÓWNAŃ. ZADANIA UZUPEŁNIAJĄCE Ile rozwiązań może mieć układ równań? 16. Do równania 2(x − y) + 3x − 1 = 0 dopisz takie równanie, aby otrzymać układ: a) nieoznaczony, b) sprzeczny. 17. a) Dla jakiej wartości a podany układ równań jest sprzeczny? 3x + 5y = 6 23. Pan Karol pobrał z bankomatu 320 zł. Kwotę tę otrzymał w banknotach o nominałach 50 zł i 10 zł. Obliczył, że gdyby banknotów pięćdziesięciozłotowych było tyle, ile jest dziesięciozłotowych, a dziesięciozłotowych tyle, ile pięćdziesięciozłotowych, to wypłacona kwota byłaby dwukrotnie większa. Ile banknotów każdego rodzaju wydał bankomat panu Karolowi? 9x + ay = 12 b) Dla jakiej wartości b podany układ równań jest nieoznaczony? x + by = 2 2x − 6y = 4 ∗ 18. Zapisz dowolny układ równań, który spełnia para liczb x = 2 i y = 4 oraz para x = −1 i y = 0. Zadania tekstowe 19. Średnia arytmetyczna pewnych dwu liczb jest równa 15. Gdyby jedną z tych liczb zmniejszyć o 2, a drugą zmniejszyć dwukrotnie, to średnia arytmetyczna wynosiłaby 10. Znajdź te liczby. 20. Zapisz liczbę 0,6 w postaci takiego ułamka zwykłego, w którym suma licznika i mianownika wynosi 1000. 21. Iloraz dwóch liczb jest równy 3. Suma tych liczb jest o 6 większa od ich różnicy (od większej z tych liczb odejmiemy mniejszą). Jakie to liczby? 24. Hodowca karpi i pstrągów przygotował do sprzedaży 500 ryb, przy czym karpi było o 140 więcej niż pstrągów. 3 2 Hodowca sprzedał 4 liczby karpi i 3 liczby pstrągów. Ile ryb przygotowanych do sprzedaży pozostało u hodowcy? 25. Na walnym zgromadzeniu wszystkich pracowników firmy Fiksus doszło do burzliwej kłótni. Część pracowników wyszła z sali. Dyrektor zauważył, że jeśli salę opuści jeszcze jedna osoba, to pozostanie tylko jedna trzecia pracowników. Wyszedł więc i nakłonił dwie osoby do powrotu razem z nim na salę obrad. Dzięki temu w dalszej części zebrania brała udział połowa pracowników firmy Fiksus. Ilu ich było? 22. Na forum internetowym „Sami o sobie” wpisało się 120 tys. osób. Twórca forum prześledził, że uczestników tego forum można podzielić na nudziarzy i fantastów, przy czym tych pierwszych jest 5 razy więcej. Ilu nudziarzy, a ilu fantastów zapisanych jest na tym forum? CYAN MAGENTA YELLOW BLACK MG2y str. 119 119 120 UKŁADY RÓWNAŃ. ZADANIA UZUPEŁNIAJĄCE 26. Pan Marcin kupił 4 akcje Bimu i 3 akcje Bomu, a pan Wojtek kupił w tym samym czasie 3 akcje Bimu i 4 akcje Bomu. Po miesiącu okazało się, że pan Marcin zarobił na swoich akcjach 25 zł, a pan Wojtek 24 zł. Jaki zysk w ciągu tego miesiąca przyniosła jedna akcja Bimu, a jaki jedna akcja Bomu? ∗ 29. W sklepie mięsnym Krasnal ceny są ustalone tak, że na oddzieleniu schabu od kości właściciel nic nie zarabia i nic nie traci. Ile przeciętnie ważą kości, a ile mięso w 1 kg schabu z kością? ∗ 27. Dwaj handlarze wielbłądów, Hasan i Ali, postanowili sprzedać swoje wielbłądy i zostać handlarzami owiec. Na bazarze dostali po 10 drahm za każdego wielbłąda. Za otrzymane pieniądze kupili owce, po 6 drahm za sztukę, i jednego muła za 4 drahmy. Gdy wracali z bazaru, Hasan powiedział: — Mogliśmy zostawić dla siebie chociaż dwa wielbłądy. — Ale wtedy kupilibyśmy o połowę owiec mniej i zabrakłoby nam dwóch drahm na muła — odpowiedział Ali. Ile owiec kupili Hasan i Ali? ∗ 30. Pewien chłopiec, zapytany o swój wiek, odpowiedział: — Dwadzieścia lat temu moja babcia była dwa razy starsza od mojej mamy. Dziś moja babcia ma dwa razy tyle lat, ile miała moja mama w dniu, gdy ja się urodziłem. Ile lat ma ten mądrala? ∗ 31. Droga z A do B wiedzie pod górę. Rowerzysta pokonał trasę z A do B i z powrotem. Pod górę jechał z prędkością 10 km/h. Powrót do A zajął mu pół godziny. Średnia prędkość rowerzysty na całym dystansie wyniosła 12 km/h. a) Jaka jest odległość z A do B? b) Jak długo rowerzysta jechał pod górę? Uwaga. Prędkość średnia to iloraz długości drogi przez czas, w którym ta droga została przebyta. ∗ 28. Suma cyfr pewnej nieparzystej liczby trzycyfrowej podzielnej przez 5 wynosi 16. Jeżeli ostatnią cyfrę przestawimy na początek tej liczby, to otrzymamy liczbę o 72 większą. O jakiej liczbie trzycyfrowej mowa? CYAN MAGENTA YELLOW BLACK MG2y str. 120