Zadania maturalne CKE 2023 - poziom rozszerzony

Oblicz wartość wyrażenia \[\log_83^{3\log_32-\log_{27}8-\log_94}\] Zapisz obliczenia.

Liczby \(a\), \(b\), \(c\) są kolejnymi wyrazami ciągu arytmetycznego o różnicy równej \(7\). Jedna z tych liczb jest wielokrotnością liczby \(7\).

Niech \(a\), \(b\) będą liczbami całkowitymi, dla których zachodzi równość \(2a^2+a=3b^2+b\).

Rozpatrzmy liczby naturalne większe od \(1000\), w których zapisie występuje tylko cyfra 1: \[a=\underbrace{11...111}_{n}\]

Suma liczb całkowitych \(x\) i \(y\) jest podzielna przez \(3\).

W rozwinięciu wyrażenia \((a + b)^n\) dla pewnego \(n \in \mathbb{N} \) suma współczynników przy wyrazach \(a^{n-2}b^2\) oraz \(a^{n-1}b\) jest równa \(66\).

Niech \(a\), \(b\), \(c\) będą takimi liczbami całkowitymi, że \(a\sqrt{2}+b\sqrt{3}+c\sqrt{6}=0\).

Wykaż, że dla każdej liczby naturalnej \(n\) prawdziwe są nierówności \[2(\sqrt{n+2}-\sqrt{n+1})\lt\frac{1}{\sqrt{n+1}}\quad \text{i}\quad \frac{1}{\sqrt{n+1}}\lt2(\sqrt{n+1}-\sqrt{n})\]

Rozwiąż układ równań \[\begin{cases} x^2-2x+y^2=24 \\ x^2-10x+y^2-8y+40=0 \end{cases}\] Zapisz obliczenia.

Dane są funkcje \(k\) oraz \(p\). Funkcja \(k\) jest określona wzorem \(k(x) = 5 - x^2\) dla każdej liczby rzeczywistej \(x\). Funkcja \(p\) jest określona wzorem \(p(x) =\sqrt{1-x}\) dla każdej liczby rzeczywistej \(x\) nie większej od \(1\). Funkcje \(f\) oraz \(g\) są określone następująco:

Dany jest rosnący ciąg arytmetyczny \((a_n)\) określony dla każdej liczby naturalnej \(n \ge 1\). Ciąg \((a_1\cdot a_2,\ a_2\cdot a_3,\ a_3\cdot a_1, )\) jest geometryczny i ma wyrazy różne od zera.

Na płaszczyźnie, w kartezjańskim układzie współrzędnych \((x, y)\), dane są dwie proste \(l_1\) oraz \(l_2\). Kąt między tymi prostymi ma miarę \(45^\circ\). Współczynnik kierunkowy w równaniu prostej \(l_1\) jest równy \(\frac{2}{3}\).

Rozwiąż równanie \[\cos^2x-\frac{2\sqrt{3}}{3}\sin x\cos x-\sin^2x=0\] w przedziale \([-\pi,\pi]\). Zapisz obliczenia.

Na szczycie wieży o wysokości \(h\) umieszczono pionowo antenę radiową stacji nadawczej o długości \(l\) (\(l\gt h\)). Punkt \(O\) leży na płaszczyźnie poziomej przechodzącej przez podnóże wieży, a punkt \(A\) znajduje się na końcu anteny. Koniec anteny \(A\) widać z punktu \(O\) pod dwukrotnie większym kątem niż wieżę (zobacz rysunek).

W pewien okrąg wpisano czworokąt \(ABCD\) taki, że \(|AB| = 10\), \(|CD| = 6\) oraz \(|BC| = |BD|\). Styczna do tego okręgu w punkcie \(C\) tworzy z bokiem \(CD\) kąt \(\alpha\) o mierze \(30^\circ\) (zobacz rysunek).

W trapezie \(ABCD\) przekątna \(BD\) jest dwusieczną kąta \(CBA\) i przecina przekątną \(AC\) w punkcie \(K\), takim, że \(|CK|:|KA| = 1 : 3\). Pole tego trapezu jest równe \(100(\sqrt{6}-\sqrt{2})\), \(\sin\sphericalangle BAD=\frac{\sqrt{6}+\sqrt{2}}{4}\), \(|AD| = 10\) oraz kąt \(BAD\) jest ostry.

Punkt \(D\) leży wewnątrz trójkąta \(ABC\). Prosta przechodząca przez punkt \(D\) i równoległa do boku \(AC\) przecina bok \(AB\) w punkcie \(K\), a bok \(BC\) w punkcie \(L\). Prosta przechodząca przez punkt \(D\) i równoległa do boku \(BC\) przecina bok \(AB\) w punkcie \(M\), a bok \(AC\) w punkcie \(N\) (zobacz rysunek). Stosunek obwodu trójkąta \(KMD\) do obwodu trójkąta \(KBL\) jest równy \(5 : 7\), a stosunek obwodu trójkąta \(KMD\) do obwodu trójkąta \(AMN\) jest równy \(5 : 8\). Pole czworokąta \(DLCN\) jest równe \(15\).

Funkcja \(f\) jest określona wzorem \[f(x)=\frac{\sqrt{2x}}{5+x^2}-3^{-x-1}\] dla każdej nieujemnej liczby rzeczywistej \(x\).

Funkcja \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=\sqrt{1+4x}\) dla \(x\in\left[-\frac{1}{4},+\infty \right)\).

Funkcja \(f\) jest określona wzorem \(f(x)=x^4-2x^3+x^2-1\) dla każdej liczby rzeczywistej \(x \in [-1, 3]\).

Trójkąt \(ABC\), w którym \(|AC| = |BC|\), jest wpisany w okrąg o promieniu \(R\). Środek tego okręgu leży wewnątrz trójkąta \(ABC\). Niech \(x\) oznacza odległość środka okręgu od podstawy \(AB\).

Dany jest okrąg o promieniu \(R\). Rozważamy wszystkie trójkąty spełniające warunki:

• są wpisane w ten okrąg
• mają obwody równe 3R
• mają jeden z boków dwukrotnie dłuższy od drugiego.

Grażyna planuje zrobienie pudełka (bez wieczka) w kształcie prostopadłościanu. W tym celu zamierza wykorzystać prostokątny kawałek tektury o wymiarach \(10 \text{ cm} \times 16 \text{ cm}\), odcinając z każdego rogu kwadrat o boku \(x\) cm (zobacz rysunek).

Dom \(D\) stoi w odległości \(5\) km od prostoliniowego odcinka drogi. W chwili początkowej Janusz znajduje się na tej drodze w punkcie \(A\) oddalonym od domu \(D\) o \(13\) km (zobacz rysunek). Janusz może iść drogą z maksymalną prędkością \(5\) km/h, zaś poza nią może poruszać się z maksymalną prędkością \(3\) km/h.

Ciężarówka ma do pokonania trasę długości \(S\) km, poruszając się po autostradzie ze stałą prędkością \(v\) km/h. Minimalna prędkość dla ciężarówek na autostradzie wynosi \(40\) km/h, maksymalna - \(80\) km/h. Wiemy, że litr paliwa kosztuje \(8\) złotych, a kierowca otrzymuje \(42\) złote za godzinę swej pracy. Zużycie paliwa w ciągu jednej godziny jazdy autostradą w zależności od prędkości \(v\) wyrażone w litrach można opisać funkcją \(f(v)=7+\frac{v^2}{400}\).

Dana jest kula o promieniu \(1\). Rozpatrujemy wszystkie stożki zawierające środek kuli i wpisane w tę kulę, to znaczy takie, w których:

• wierzchołek leży na powierzchni kuli
• okrąg, będący krawędzią podstawy stożka, leży na powierzchni kuli (zobacz rysunek).

Dana jest kula o promieniu \(1\). Rozpatrujemy wszystkie stożki opisane na tej kuli, to znaczy takie, których:

• podstawa ma dokładnie jeden punkt wspólny z kulą
• każda tworząca ma dokładnie jeden punkt wspólny z kulą (zobacz rysunek).