Matematyka, poziom rozszerzony — czerwiec 2025 (termin dodatkowy)
12 zadań z arkusza CKE (czerwiec 2025 (termin dodatkowy), poziom rozszerzony), 50 pkt: Schemat Bernoullego: co najwyżej jedna z dziesięciu pralek uszkodzona w transporcie; Dowód: log₇ 54 = (b + 2)/(2a − 2), gdy a = log₂ 14 i b = log√₂ 27; Liczby sześciocyfrowe, których iloczyn cyfr jest parzysty i…
Zadanie 1 — Schemat Bernoullego: co najwyżej jedna z dziesięciu pralek uszkodzona w transporcie (3 punkty)
Sklep AGD prowadzi sprzedaż wysyłkową pralek. Prawdopodobieństwo uszkodzenia podczas transportu pralki wysłanej przez ten sklep do klienta jest równe $0{,}02$.
Oblicz prawdopodobieństwo zdarzenia $A$ polegającego na tym, że spośród $10$ pralek wysłanych dziesięciu klientom przez ten sklep co najwyżej jedna ulegnie uszkodzeniu podczas transportu. Wynik zapisz w postaci ułamka dziesiętnego w zaokrągleniu do części tysięcznych. Zapisz obliczenia.
Odpowiedź wg zasad oceniania CKE
$P(A)\approx0{,}984$. $p=0{,}02$, $q=0{,}98$; $P=\binom{10}{0}0{,}98^{10}+\binom{10}{1}0{,}02\cdot0{,}98^9=0{,}98^9\cdot1{,}18$
- Punktacja: 3 pkt wynik
- Punktacja: 2 pkt poprawne $P$ jako suma dwóch składników
- Punktacja:
- 1 pkt $p$ i $q$ ALBO $q^{10}+10pq^9$ ALBO fragment drzewa. Uwagi: oba składniki bez sumy → najwyżej 1 pkt
- $p=0{,}2$, $q=0{,}8$ (lub $p=0{,}02$, $q=0{,}8$) konsekwentnie → 2 pkt
- $p=0{,}98$, $q=0{,}02$ konsekwentnie, ale zła interpretacja wyniku → 1 pkt
- brak jawnej definicji sukcesu przy poprawnej interpretacji → może być 3 pkt
Rozwiąż to zadanie z asystentem
Zadanie 2 — Dowód: log₇ 54 = (b + 2)/(2a − 2), gdy a = log₂ 14 i b = log√₂ 27 (3 punkty)
Wykaż, że jeżeli $a=\log_2 14$ oraz $b=\log_{\sqrt2}27$, to $\log_7 54=\frac{b+2}{2a-2}$.
Odpowiedź wg zasad oceniania CKE
$\log_2 7=a-1$, $\log_2 27=\frac b2$; $\log_7 54=\frac{\log_2 27+\log_2 2}{\log_2 14-\log_2 2}=\frac{\frac b2+1}{a-1}=\frac{b+2}{2a-2}$
- Punktacja: 3 pkt pełne rozumowanie
- Punktacja: 2 pkt postać, z której jednokrotne użycie wzoru (iloczyn, iloraz, potęga, zamiana podstawy) daje tezę ALBO $(a-1)x=\frac b2+1$ ALBO $2=7^{\frac1{a-1}}$ i $27=2^{\frac b2}$
- Punktacja: 1 pkt zastosowany wzór na zamianę podstawy, logarytm iloczynu lub ilorazu ALBO $7=2^{a-1}$, $27=2^{\frac b2}$ i $7^x=54$ ALBO $2=7^{\frac1{a-1}}$.
Rozwiąż to zadanie z asystentem
Zadanie 3 — Liczby sześciocyfrowe, których iloczyn cyfr jest parzysty i mniejszy od 5 (3 punkty)
Rozważamy wszystkie liczby naturalne sześciocyfrowe, w których zapisie dziesiętnym iloczyn cyfr jest liczbą parzystą mniejszą od $5$.
Oblicz, ile jest wszystkich takich liczb sześciocyfrowych. Zapisz obliczenia.
Odpowiedź wg zasad oceniania CKE
$368,586$. Iloczyn $\in{0,2,4}$: iloczyn $4$ — dwie dwójki i cztery jedynki ($\binom62=15$) albo czwórka i pięć jedynek ($6$), razem $21$; iloczyn $2$ — dwójka i pięć jedynek ($6$); iloczyn $0$ — $9\cdot10^5-9^6=368,559$. Suma $368,586$
- Punktacja: 3 pkt wynik
- Punktacja: 2 pkt $21$, $6$ i $368,559$
- Punktacja: 1 pkt $21$ i $6$ ALBO $368,559$ ALBO wypisane wszystkie przypadki.
Rozwiąż to zadanie z asystentem
Zadanie 4 — Dowód w prostokącie z trapezem KLMN: stosunek pól trójkątów MDN i KBL równy 16 (3 punkty)
Dany jest prostokąt $ABCD$, w którym $|AB|=2\cdot|AD|$. Na bokach $AB$, $BC$, $CD$ oraz $DA$ tego prostokąta obrano punkty, odpowiednio, $K$, $L$, $M$ oraz $N$ (przy czym każdy z tych punktów leży na dokładnie jednym boku prostokąta $ABCD$). Czworokąt $KLMN$ jest trapezem prostokątnym (zobacz rysunek), a wysokość $LM$ tego trapezu jest równoległa do przekątnej $BD$ prostokąta.
Rysunek:
Wykaż, że stosunek pola trójkąta $MDN$ do pola trójkąta $KBL$ jest równy $16$.
Odpowiedź wg zasad oceniania CKE
$MDN\sim KBL$ (kąty naprzemianległe, $MN\parallel KL$); $ML\parallel DB$ → (Tales) $|LB|=\frac12|DM|$; $MDN\sim BCD$ → $|DN|=2|DM|$; stąd $|LB|=\frac14|DN|$, skala $4$, stosunek pól $16$
- Punktacja: 3 pkt pełne rozumowanie
- Punktacja: 2 pkt $|LB|$ (lub $|CL|$) przez $|DM|$ i podobieństwo $MDN\sim KBL$ ALBO podobieństwo i $|DE|$, $|FL|$ przez jedną zmienną ALBO współrzędne $K$, $L$, $M$, $N$ przez $a$ i $c$
- Punktacja: 1 pkt podobieństwo ALBO $|LB|=\frac12|DM|$ ALBO $|DE|$ i $|FL|$ przez jedną zmienną ALBO układ współrzędnych z równaniem prostej $ML$.
Rozwiąż to zadanie z asystentem
Zadanie 5 — Parametr m: dwa różne pierwiastki i warunek m(x₁² + x₂²) = 3m·x₁x₂ + 2 (4 punkty)
Wyznacz wszystkie wartości parametru $m$, dla których równanie
$x^2+2mx+2m-1=0$
ma dwa różne rozwiązania rzeczywiste $x_1$, $x_2$ spełniające warunek
$m\left(x_1^2+x_2^2\right)=3m\cdot x_1\cdot x_2+2$
Zapisz obliczenia.
Odpowiedź wg zasad oceniania CKE
$m=2$. $\Delta=4(m-1)^2>0$ ⇔ $m\ne1$; $x_1+x_2=-2m$, $x_1x_2=2m-1$; $m[(-2m)^2-2(2m-1)]=3m(2m-1)+2$ → $4m^3-10m^2+5m-2=0$ → $(m-2)(4m^2-2m+1)=0$ → $m=2$. 4 pkt: warunek rozwiązany ($m=2$), $\Delta>0$ rozwiązany (lub $x_1\ne x_2$ dla $m\ne1$, lub sprawdzenie $m=2$) i odpowiedź
- Punktacja: 3 pkt $\Delta$ i równanie z niewiadomą $m$ ALBO warunek rozwiązany ALBO $m\ne1$ i równanie
- Punktacja: 2 pkt $\Delta$ i postać Viète'a ALBO równanie z niewiadomą $m$ ALBO pierwiastki $-1$, $1-2m$ i $m\ne1$
- Punktacja: 1 pkt $\Delta$ ALBO postać Viète'a ALBO pierwiastki $-1$, $1-2m$.
- Uwaga: $x_1^2+x_2^2=(x_1+x_2)^2$ konsekwentnie → 2 pkt.
Rozwiąż to zadanie z asystentem
Zadanie 6 — Równanie trygonometryczne cos 2x + 2cos² 3x + cos 4x = 0 w przedziale [0, π] (4 punkty)
Rozwiąż równanie
$\cos(2x)+2\cos^2(3x)+\cos(4x)=0$
w przedziale $[0,\pi]$. Zapisz obliczenia.
Odpowiedź wg zasad oceniania CKE
$x\in\left{\frac\pi6,\frac\pi4,\frac\pi2,\frac{3\pi}4,\frac{5\pi}6\right}$. $\cos2x+\cos4x=2\cos3x\cos x$ → $2\cos3x(\cos x+\cos3x)=0$ → $\cos3x=0$ ∨ $2\cos2x\cos x=0$
- Punktacja: 4 pkt wszystkie rozwiązania
- Punktacja: 3 pkt rozwiązanie w $\mathbb{R}$ ALBO kryterium za 2 pkt i jedno z równań składowych rozwiązane w $[0,\pi]$
- Punktacja: 2 pkt alternatywa z $\cos3x=0$ ALBO $\cos3x=0$ ∨ $\cos2x=0$ ∨ $\cos x=0$
- Punktacja: 1 pkt $2\cos3x\cos x+2\cos^2 3x=0$.
Rozwiąż to zadanie z asystentem
Zadanie 7 — Promień okręgu opisanego na czworokącie o bokach 3, 3, 5 i 8 (4 punkty)
Na czworokącie wypukłym $ABCD$ o bokach długości: $|AB|=3$, $|BC|=3$, $|CD|=5$ oraz $|DA|=8$, opisano okrąg.
Oblicz promień tego okręgu. Zapisz obliczenia.
Odpowiedź wg zasad oceniania CKE
$R=\frac{7\sqrt3}3$. Tw. cosinusów dla $BD$ w $ABD$ i $BCD$ z $\gamma=180^\circ-\alpha$: $73-48\cos\alpha=34+30\cos\alpha$ → $\cos\alpha=\frac12$, $d=7$; tw. sinusów $\frac{7}{\sin60^\circ}=2R$
- Punktacja: 3 pkt przekątna ($d=7$ lub $|AC|=\frac{39}7$) ALBO cosinus kąta czworokąta ($\frac12$, $-\frac12$, $-\frac{71}{98}$, $\frac{71}{98}$) ALBO $\cos\delta=\frac{13}{14}$
- Punktacja: 2 pkt dwa tw. cosinusów z jednym kątem ALBO $e^2=89-80(2\cos^2\delta-1)$ i $\frac{e/2}3=\cos\delta$ ALBO trójkąt $ABC'$ równoboczny
- Punktacja: 1 pkt tw. cosinusów i suma kątów $180^\circ$ ALBO dwa tw. cosinusów ALBO $e^2=89-80\cos|\angle ADC|$ i $|\angle ADC|=2\delta$ ALBO $BD$ dwusieczną i $C'$ na $AD$.
Rozwiąż to zadanie z asystentem
Zadanie 8 — Wzór wielomianu, którego styczna w miejscu zerowym −2 przecina wykres w punkcie (1, 9) (4 punkty)
Wielomian $f$ zmiennej rzeczywistej $x$ jest określony wzorem $f(x)=x^3+ax^2+bx+c$, gdzie $a,b,c\in\mathbb{R}$. Liczba $(-2)$ jest miejscem zerowym tego wielomianu. W kartezjańskim układzie współrzędnych $(x,y)$ styczna do wykresu wielomianu $f$ w punkcie $A$ o pierwszej współrzędnej równej $(-2)$ przecina ten wykres w punkcie $P=(1,9)$.
Wyznacz wzór wielomianu $f$. Zapisz obliczenia.
Odpowiedź wg zasad oceniania CKE
$f(x)=x^3+3x^2+3x+2=(x+2)(x^2+x+1)$. Styczna przez $(-2,0)$ i $(1,9)$ ma współczynnik $3$, więc $f'(-2)=3$; $b=4a-9$, $c=4a-10$, $f(1)=9$ → $a=3$, $b=3$, $c=2$
- Punktacja: 3 pkt równanie z niewiadomą $a$ ALBO układ dwóch równań z $d$, $e$ (lub dwiema z $a$, $b$, $c$) ALBO $g(x)=3(x+2)$, $h(-2)=h'(-2)=0$ i $h=(x+k)(x+2)^2$ ALBO $h=(x-1)(x+2)^2$
- Punktacja: 2 pkt $b$, $c$ przez $a$ ALBO jedno równanie z $d$, $e$ ALBO układ trzech równań ALBO współczynnik $3$ i $b=a$ ALBO współczynnik $3$ i $h(-2)=h'(-2)=0$ ALBO $h(-2)=h'(-2)=0$ i postać $h$
- Punktacja: 1 pkt współczynnik $3$ ALBO $f=(x+2)(x^2+dx+e)$ ALBO dwa równania z $f(-2)=0$, $f(1)=9$ ALBO $h(-2)=h'(-2)=0$.
Rozwiąż to zadanie z asystentem
Zadanie 9 — Ciąg arytmetyczny z a₁₅ = a₃(a₈ − 6) i suma szeregu geometrycznego o b₁ = a₁₁, b₂ = a₆ (5 punktów)
Ciąg $(a_n)$, określony dla każdej liczby naturalnej $n\ge1$, jest arytmetyczny i rosnący. W tym ciągu $a_6=15$ oraz $a_{15}=a_3\cdot(a_8-6)$.
Ciąg $(b_n)$, określony dla każdej liczby naturalnej $n\ge1$, jest geometryczny i $b_1=a_{11}$ oraz $b_2=a_6$.
Oblicz sumę wszystkich wyrazów ciągu $(b_n)$. Zapisz obliczenia.
Odpowiedź wg zasad oceniania CKE
$S=\frac{245}4$. $15+9r=(15-3r)(9+2r)$ → $r^2+r-20=0$ → $r=4$ (ciąg rosnący); $b_1=a_{11}=35$, $b_2=15$, $q=\frac37$; $S=\frac{35}{1-\frac37}$
- Punktacja: 5 pkt wynik
- Punktacja: 4 pkt $b_1=35$ i $q=\frac37$
- Punktacja: 3 pkt $r=4$ i odrzucone $r=-5$
- Punktacja: 2 pkt równanie z jedną niewiadomą
- Punktacja: 1 pkt układ dwóch równań z $a_1$, $r$. Uwagi: $r=-5$ można odrzucić bez komentarza; nieodrzucone $q=-\frac32$ i wzór na sumę dla niego → najwyżej 3 pkt.
Rozwiąż to zadanie z asystentem
Zadanie 10 — Ostrosłup prawidłowy trójkątny z przekrojem ABE ⟂ CD: stosunek pola całkowitego do pola podstawy (5 punktów)
Dany jest ostrosłup prawidłowy trójkątny $ABCD$ o podstawie $ABC$. Płaszczyzna zawierająca krawędź $AB$ podstawy i prostopadła do krawędzi bocznej $CD$ przecina tę krawędź w punkcie $E$, przy czym $\frac{|CE|}{|DE|}=\frac{3}{11}$.
Oblicz stosunek pola powierzchni całkowitej tego ostrosłupa do pola podstawy $ABC$. Zapisz obliczenia.
Odpowiedź wg zasad oceniania CKE
- Stosunek $6$. $|CE|=3x$, $|ED|=11x$, $|CD|=14x$
- Pitagoras w $BED$: $|BE|=5\sqrt3x$
- w $BCE$: $|BC|=2\sqrt{21}x$
- $P_b=3\cdot\frac12\cdot14x\cdot5\sqrt3x=105\sqrt3x^2$, $P_p=21\sqrt3x^2$
- $\frac{126}{21}=6$
- Punktacja: 5 pkt wynik
- Punktacja: 4 pkt cztery z wielkości 1)–4) ALBO $P_c=126\sqrt3x^2$
- Punktacja: 3 pkt trzy
- Punktacja: 2 pkt dwie
- Punktacja: 1 pkt jedna: 1) wysokość ściany ($|BE|=5\sqrt3x$ lub $|DF|=5\sqrt7x$), 2) $|BC|=2\sqrt{21}x$, 3) $P_p=21\sqrt3x^2$, 4) pole ściany $35\sqrt3x^2$ (lub boczne $105\sqrt3x^2$).
Rozwiąż to zadanie z asystentem
Zadanie 11 — Równanie okręgu przez początek układu, stycznego do boków AB i BC równoległoboku (6 punktów)
W kartezjańskim układzie współrzędnych $(x,y)$ dany jest równoległobok $ABCD$ o wierzchołkach $A=(-8,-1)$ i $D=(-13,9)$ oraz środku symetrii $M=\left(-\frac92,1\right)$. Okrąg $\mathcal{O}$ przechodzi przez początek tego układu i jest styczny do prostych zawierających boki $AB$ i $BC$ tego równoległoboku. Druga współrzędna środka okręgu $\mathcal{O}$ jest liczbą ujemną.
Wyznacz równanie okręgu $\mathcal{O}$. Zapisz obliczenia.
Odpowiedź wg zasad oceniania CKE
$(x+1)^2+(y+2)^2=5$. $B=(4,-7)$, $C=(-1,3)$; $AB$: $y=-\frac12x-5$, $BC$: $y=-2x+1$; dwusieczna kąta $ABC$: $y=-x-3$; $S=(x_S,-x_S-3)$; $x_S^2+(x_S+3)^2=\frac{(x_S-4)^2}{5}$ → $9x_S^2+38x_S+29=0$ → $x_S=-1$ ($-\frac{29}9$ odpada, bo $y_S>0$)
- Punktacja: 6 pkt wynik
- Punktacja: 5 pkt równanie z jedną niewiadomą
- Punktacja: 4 pkt dwusieczna ALBO $S=(x_S,-x_S-3)$
- Punktacja: 3 pkt $E=(-2,5)$ ALBO $P_1$, $P_2$ z $|BP_1|=|BP_2|$ ALBO $\operatorname{tg}\alpha=\frac13$ ALBO równość odległości od prostych
- Punktacja: 2 pkt prosta $BC$ i $|AB|=\sqrt{180}$ ALBO prosta $AB$ i $|BC|=\sqrt{125}$ ALBO współczynniki $-\frac12$ i $-2$ ALBO równania $AB$ i $BC$
- Punktacja: 1 pkt $B$ ALBO $C$. (W zasadach CKE przy $|BC|$ stoi $\sqrt{75}$ — literówka; poprawnie $|BC|=\sqrt{125}=5\sqrt5$.)
Rozwiąż to zadanie z asystentem
Zadanie 12 — Graniastosłup prawidłowy trójkątny o polu 24√3: wzór na objętość i największa objętość (6 punktów)
Rozważamy wszystkie graniastosłupy prawidłowe trójkątne o polu powierzchni całkowitej równym $24\sqrt3$.
Wykaż, że objętość $V$ graniastosłupa w zależności od długości $a$ krawędzi podstawy jest określona wzorem
$V(a)=6a-\frac{1}{8}a^3$
Objętość $V$ graniastosłupa w zależności od długości $a$ krawędzi podstawy jest określona wzorem
$V(a)=6a-\frac{1}{8}a^3$
dla $a\in\left(0,4\sqrt3\right)$.
Wyznacz długość krawędzi podstawy tego z rozważanych graniastosłupów, którego objętość jest największa. Oblicz tę największą objętość. Zapisz obliczenia.
Odpowiedź wg zasad oceniania CKE
- 12.1 (0–2) — $24\sqrt3=2\cdot\frac{a^2\sqrt3}4+3aH$ → $H=\frac{48\sqrt3-a^2\sqrt3}{6a}$ → $V=\frac{a^2\sqrt3}4H=6a-\frac18a^3$
- Punktacja: 2 pkt pełne rozumowanie
- Punktacja: 1 pkt $H$ w zależności od $a$. 12.2 (0–4): $V'(a)=6-\frac38a^2$, $a=4$, $V$ rośnie na $(0,4]$, maleje na $[4,4\sqrt3)$, $V(4)=16$.
- Punktacja: 4 pkt uzasadnione maksimum i $V(4)=16$
- Punktacja: 3 pkt uzasadnione maksimum
- Punktacja: 2 pkt $a=4$
- Punktacja: 1 pkt pochodna. Uwagi: uzasadnienie niepełne → najwyżej 3 pkt (pochodna, miejsce zerowe, $a$ i $V$); brak uzasadnienia istnienia największej wartości → najwyżej 2 pkt (pochodna, miejsce zerowe).