OPĆINSKO/ŠKOLSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE

Σχετικά έγγραφα
TRIGONOMETRIJSKE FUNKCIJE I I.1.

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

6 Primjena trigonometrije u planimetriji

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

1.4 Tangenta i normala

(P.I.) PRETPOSTAVKA INDUKCIJE - pretpostavimo da tvrdnja vrijedi za n = k.

( ) ( ) 2 UNIVERZITET U ZENICI POLITEHNIČKI FAKULTET. Zadaci za pripremu polaganja kvalifikacionog ispita iz Matematike. 1. Riješiti jednačine: 4

OPĆINSKO/ŠKOLSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE

7 Algebarske jednadžbe

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

Ĉetverokut - DOMAĆA ZADAĆA. Nakon odgledanih videa trebali biste biti u stanju samostalno riješiti sljedeće zadatke.

a M a A. Može se pokazati da je supremum (ako postoji) jedinstven pa uvodimo oznaku sup A.

ŽUPANIJSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE. 4. razred osnovna škola. 23. veljače Odredi zbroj svih neparnih dvoznamenkastih prirodnih brojeva.

DRŽAVNO NATJECANJE IZ MATEMATIKE

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

Sume kvadrata. mn = (ax + by) 2 + (ay bx) 2.

OPĆINSKO/ŠKOLSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 4. veljače razred-rješenja

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

Trigonometrija 2. Adicijske formule. Formule dvostrukog kuta Formule polovičnog kuta Pretvaranje sume(razlike u produkt i obrnuto

POVRŠINA TANGENCIJALNO-TETIVNOG ČETVEROKUTA

Zdaci iz trigonometrije trokuta Izračunaj ostale elemente trokuta pomoću zadanih:

Riješeni zadaci: Limes funkcije. Neprekidnost

Matematička analiza 1 dodatni zadaci

Neka je a 3 x 3 + a 2 x 2 + a 1 x + a 0 = 0 algebarska jednadžba trećeg stupnja. Rješavanje ove jednadžbe sastoji se od nekoliko koraka.

2n 2, 2n, 2n + 2. a = 2n 2, b = 2n, c = 2n + 2. a b c. a P =

4 Sukladnost i sličnost trokuta

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

Operacije s matricama

DRŽAVNO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 1. razred srednja škola A kategorija 3. svibnja 2007.

Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

( ) ( ) Zadatak 001 (Ines, hotelijerska škola) Ako je tg x = 4, izračunaj

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

Ministarstvo znanosti, obrazovanja i športa Republike Hrvatske Agencija za odgoj i obrazovanje Hrvatsko matematičko društvo. 29. siječnja 2009.

MATEMATIKA 1 8. domaća zadaća: RADIJVEKTORI. ALGEBARSKE OPERACIJE S RADIJVEKTORIMA. LINEARNA (NE)ZAVISNOST SKUPA RADIJVEKTORA.

Ispit održan dana i tačka A ( 3,3, 4 ) x x + 1

ŽUPANIJSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 4. razred osnovna škola 9. ožujka 2007.

1 Promjena baze vektora

DRŽAVNO NATJECANJE IZ MATEMATIKE Poreč, 25.travnja-27.travnja razred-rješenja

ŠKOLSKO/GRADSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 1. razred srednja škola B varijanta 17. siječnja 2013.

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

RADIJVEKTORI. ALGEBARSKE OPERACIJE S RADIJVEKTORIMA. LINEARNA (NE)ZAVISNOST SKUPA RADIJVEKTORA.

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

ŠKOLSKO/GRADSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 1. razred srednja škola B kategorija 4. veljače 2010.

( x) ( ) ( ) ( x) ( ) ( x) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

DRŽAVNO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 1. razred srednja škola A kategorija 30. ožujka 2009.

Univerzitet u Nišu, Prirodno-matematički fakultet Prijemni ispit za upis OAS Matematika

Zadaci iz trigonometrije za seminar

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

RJEŠENJA ZA 4. RAZRED

π π ELEKTROTEHNIČKI ODJEL i) f (x) = x 3 x 2 x + 1, a = 1, b = 1;

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

Zadaci sa prethodnih prijemnih ispita iz matematike na Beogradskom univerzitetu

Uvod u teoriju brojeva

mogućih vrijednosti rs3. Za m, n N, mn+1 m 2 +n 2 m2 + n 2 mn + 1 je kvadrat prirodnog broja.

Op cinsko natjecanje Osnovna ˇskola 4. razred

ISPITNI ZADACI FORMULE. A, B i C koeficijenti (barem jedan A ili B različiti od nule)

Općinsko natjecanje. 4. razred

OPĆINSKO/ŠKOLSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 4. razred osnovna škola 25. siječnja 2008.

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

ŠKOLSKO (GRADSKO) NATJECANJE IZ MATEMATIKE 1. razred srednja škola A varijanta 4. veljače 2010.

Numerička matematika 2. kolokvij (1. srpnja 2009.)

ŠKOLSKO/GRADSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 1. razred srednja škola A varijanta 27. siječnja 2014.

POTPUNO RIJEŠENIH ZADATAKA PRIRUČNIK ZA SAMOSTALNO UČENJE

2s v A. 0 B. 1 C. 2 D. 4 E. A. 4 B. 3 C. 2 D. 1 E. 0

ŽUPANIJSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 1. razred srednja škola B kategorija 15. ožujka 2010.

Determinante. a11 a. a 21 a 22. Definicija 1. (Determinanta prvog reda) Determinanta matrice A = [a] je broj a.

18. listopada listopada / 13

x + y + z = 2 (x + y)(y + z)+(y + z)(z + x)+(z + x)(x + y) =1 x 2 (y + z)+y 2 (z + x)+z 2 (x + y) = 6

ALFA List - 1. Festival matematike "Split 2013." Otvoreno ekipno natjecanje učenika osnovnih i srednjih škola Split, 10. svibnja 2013.

ŠKOLSKO/GRADSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 24. siječnja razred rješenja

MINISTARSTVO ZNANOSTI, OBRAZOVANJA I ŠPORTA REPUBLIKE HRVATSKE AGENCIJA ZA ODGOJ I OBRAZOVANJE HRVATSKO MATEMATIČKO DRUŠTVO

2. Bez kalkulatora odredi vrijednosti trigonometrijskih funkcija za brojeve (kutove) iz točaka u 1.zadatku.

Pismeni ispit iz matematike GRUPA A 1. Napisati u trigonometrijskom i eksponencijalnom obliku kompleksni broj, zatim naći 4 z.

Više dokaza jedne poznate trigonometrijske nejednakosti u trokutu

3. ELEMENTARNA TEORIJA BROJEVA Dokaži dajebroj djeljivs Dokažidajebroj djeljiv Dokaži dajebroj djeljiv

Udaljenosti karakterističnih točaka trokuta

Udaljenosti karakterističnih točaka trokuta

> 0 svakako zadovoljen.

Pošto se trebaju napisati sve nastavne cjeline i gradivo sva četiri razreda (opće i jezično) potrajati će duži vremenski period.

Elementi spektralne teorije matrica

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

1.1.** Dokaži da tvrdnja vrijedi ako su točke E i D na produžecima dužina AC i BC kroz C.

DRŽAVNO NATJECANJE IZ MATEMATIKE Šibenik, 2.travnja-4.travnja razred-rješenja

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

6 Polinomi Funkcija p : R R zadana formulom

Rijeseni neki zadaci iz poglavlja 4.5

Funkcija (, ) ima ekstrem u tocki, ako je razlika izmedju bilo koje aplikate u okolini tocke, i aplikate, tocke, : Uvede li se zamjena: i dobije se:

Priprema za ispit znanja Vektori

Teorijske osnove informatike 1

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

radni nerecenzirani materijal za predavanja

OPĆINSKO/ŠKOLSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 4. razred osnovna škola 29. siječnja 2007.

1.1.** Dokaži da tvrdnja vrijedi ako su točke E i D na produžecima dužina AC i BC kroz C.

ELEMENTARNA MATEMATIKA 1

Teorem 1.8 Svaki prirodan broj n > 1 moºe se prikazati kao umnoºak prostih brojeva (s jednim ili vi²e faktora).

IZBORNO NATJECANJE prvi dio rješenja zadataka

Transcript:

Ministarstvo znanosti, obrazovanja i športa Republike Hrvatske Agencija za odgoj i obrazovanje Hrvatsko matematičko društvo OPĆINSKO/ŠKOLSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 1. razred srednja škola A kategorija 5. siječnja 008. 1. Rastavi izraz (x + x) 4 (x 3 + x ) (3x + 6x) + 9x na faktore koji se ne mogu dalje rastaviti.. Nad stranicama jednakokračnog pravokutnog trokuta ABC s katetom duljine a nacrtani su s vanjske strane kvadrati ABLK, BCNM i CAQP. Odredi površinu i opseg šesterokuta KLMNP Q. 3. Duljine svih bridova i duljina prostorne dijagonale kvadra su prirodni brojevi. Ako su duljine dvaju bridova tog kvadra 9 i 1, odredi duljinu trećeg brida. 4. Magični kvadrat je tablica dimenzija n n u koju su upisani svi prirodni brojevi od 1 do n, na takav način da u svakom stupcu, u svakom retku i na obje dijagonale zbroj upisanih brojeva bude jednak istom broju S n. Na slici je prikazan jedan magični kvadrat 3 3. 4 9 3 5 7 8 1 6 Odredi zbroj S n u magičnom kvadratu n n. 5. (a) Nadi sve prirodne brojeve kojima je prva znamenka 6 i koji zadovoljavaju uvjet da se uklanjanjem te prve znamenke dobije broj koji je 5 puta manji od početnog. (b) Dokaži da ne postoji prirodan broj n sa svojstvom da se uklanjanjem njegove prve znamenke dobije broj koji je 35 puta manji od n. Svaki se zadatak boduje s 0 bodova. Nije dozvoljena uporaba džepnog računala niti bilo kakvih priručnika.

Ministarstvo znanosti, obrazovanja i športa Republike Hrvatske Agencija za odgoj i obrazovanje Hrvatsko matematičko društvo OPĆINSKO/ŠKOLSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE. razred srednja škola A kategorija 5. siječnja 008. 1. Odredi sva cjelobrojna rješenja jednadžbe x 3 y 3 = 91.. Za koje vrijednosti broja m vrijedi za svaki realni broj x? 3 < x mx + 1 x + x + 1 < 3 3. Za koje sve kompleksne brojeve z je broj z 3 realan i veći od 7? 4. Neka je ABCD paralelogram, E polovište stranice AB, F polovište stranice BC i P sjecište dužina EC i F D. Dokaži da dužine AP, BP, CP i DP dijele paralelogram na trokute čije se površine u nekom poretku odnose kao 1 : : 3 : 4. 5. Sjecišta dijagonala pravilnog peterokuta odreduju manji peterokut. Odredi omjer duljina stranica manjeg i većeg peterokuta. Svaki se zadatak boduje s 0 bodova. Nije dozvoljena uporaba džepnog računala niti bilo kakvih priručnika.

Ministarstvo znanosti, obrazovanja i športa Republike Hrvatske Agencija za odgoj i obrazovanje Hrvatsko matematičko društvo OPĆINSKO/ŠKOLSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 3. razred srednja škola A kategorija 5. siječnja 008. 1. Riješi sustav jednadžbi: log y x + log x y = 5 x + y = 1.. Riješi jednadžbu sin x + cos x + sin x cos x = 1. 3. Ako za kutove trokuta α, β i γ vrijedi dokaži da je jedan njegov kut jednak 60. sin(3α) + sin(3β) + sin(3γ) = 0, 4. U trokutu ABC simetrala kuta pri vrhu B siječe stranicu AC u točki K. Ako je BC =, CK = 1 i BK = 3, odredi površinu trokuta ABC. 5. Duljina visine pravilne uspravne četverostrane prizme je v. Dijagonale dviju susjednih pobočki povučene iz zajedničkog vrha zatvaraju kut α. Odredi duljinu a brida baze. Svaki se zadatak boduje s 0 bodova. Nije dozvoljena uporaba džepnog računala niti bilo kakvih priručnika.

Ministarstvo znanosti, obrazovanja i športa Republike Hrvatske Agencija za odgoj i obrazovanje Hrvatsko matematičko društvo OPĆINSKO/ŠKOLSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 4. razred srednja škola A kategorija 5. siječnja 008. 1. Dokaži da je (5n)! 40 n n! prirodan broj za svaki prirodan broj n.. Ako su sin(β + γ α), sin(γ + α β), sin(α + β γ) uzastopni članovi aritmetičkog niza, dokaži da su tg α, tg β, tg γ takoder uzastopni članovi aritmetičkog niza. 3. Zadana je elipsa s jednadžbom b x + a y = a b. Dokaži da sva sjecišta po dvije medusobno okomite tangente ove elipse leže na istoj kružnici. 4. Odredi zbroj svih peteroznamenkastih brojeva kojima su sve znamenke različite i koji su zapisani samo znamenkama 1,, 3, 4 i 5. 5. Zadan je niz realnih brojeva a n takav da je a n+1 = n + 1 n a n + 1 za svaki prirodan broj n i a 009 = 009. Odredi zbroj a 1 + a +... + a 008. Svaki se zadatak boduje s 0 bodova. Nije dozvoljena uporaba džepnog računala niti bilo kakvih priručnika.

OPĆINSKO/ŠKOLSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 1. razred srednja škola A kategorija 5. siječnja 008. Ukoliko učenik ima rješenje (ili dio rješenja) različito od ovdje navedenog, bodovanje treba uskladiti s ovdje ponudenim. Ispravno riješen zadatak boduje se s 0 bodova. Zadatak 1. Rastavi izraz (x + x) 4 (x 3 + x ) (3x + 6x) + 9x na faktore koji se ne mogu dalje rastaviti. (x + x) 4 (x 3 + x ) (3x + 6x) + 9x = x 4 (x + ) 4 x 4 (x + ) 9x (x + ) + 9x = x 4 (x + ) ((x + ) 1) 9x ((x + ) 1) = x ((x + ) 1)(x (x + ) 9) = x ((x + ) + 1)((x + ) 1)(x(x + ) + 3)(x(x + ) 3) = x (x + 3)(x + 1)(x + x + 3)(x + x 3) (10 bodova) = x (x + 3)(x + 1)(x + x + 3)(x + 3x x 3) = x (x + 3)(x + 1)(x + x + 3)(x + 3)(x 1) = x (x + 3) (x + 1)(x 1)(x + x + 3) Napomena. Za pokušaj rastava na faktore ili za izlučivanje faktora x dati do 5 bodova. Zadatak. Nad stranicama jednakokračnog pravokutnog trokuta ABC s katetom duljine a nacrtani su s vanjske strane kvadrati ABLK, BCNM i CAQP. Odredi površinu i opseg šesterokuta KLMNP Q. Neka je C vrh nasuprot hipotenuze danog trokuta. Kvadrati BCNM i CAQP imaju stranicu duljine a i površinu a, dok je duljina stranice kvadrata ABLK jednaka a, a površina a. ( boda) Trokut CN P je jednakokračan i pravokutan, sukladan danom trokutu, pa je P ABC = P CNP = a. Jasno je da su trokuti BLM i AKQ medusobno sukladni i stoga jednake površine. ( boda) Kako su točke M, B i K kolinearne, a AL BK, zaključujemo da je nožište visine iz vrha L na stranicu BM upravo središte O kvadrata ABLK. Stoga je duljina te visine jednaka a, pa LO BM površina trokuta MBL iznosi = a. 1

Sada lako odredimo površinu šesterokuta: P = P ABC + P ABLK + P BCNM + P ACP Q + P AQK + P BLM + P CNP = a + a + a + a + a = 6a. Uočimo da je LM hipotenuza pravokutnog trokuta LOM, pa vrijedi LM = MO + OL = (a) + a = a 5. Odredimo sada opseg šesterokuta KLMNP Q: O = KL + LM + MN + NP + P Q + QK = a + a 5 + a + a + a + a 5 = a(1 + + 5). Zadatak 3. Duljine svih bridova i duljina prostorne dijagonale kvadra su prirodni brojevi. Ako su duljine dvaju bridova tog kvadra 9 i 1, odredi duljinu trećeg brida. Veza duljine prostorne dijagonale d i duljina bridova a, b, c dana je formulom d = a + b + c. Uvrštavanjem danih duljina, dobivamo (d c)(d + c) = d c = a + b = 9 + 1 = 5 = 5 3. Kako je d c < d + c u obzir dolaze samo ove faktorizacije: Stoga imamo 4 sustava: (d c)(d + c) = 1 5 = 3 75 = 5 45 = 9 5. (3 boda) d c = 1 d + c = 5 d c = 3 d + c = 75 d c = 5 d + c = 45 d c = 9 d + c = 5 čija su rješenja redom

c = 11 d = 113 c = 36 d = 39 c = 0 d = 5 c = 8 d = 17 Postoje 4 kvadra koja zadovoljavaju uvjete zadatka. (8 bodova) Zadatak 4. Magični kvadrat je tablica dimenzija n n u koju su upisani svi prirodni brojevi od 1 do n, na takav način da u svakom stupcu, u svakom retku i na obje dijagonale zbroj upisanih brojeva bude jednak istom broju S n. Na slici je prikazan jedan magični kvadrat 3 3. Odredi zbroj S n u magičnom kvadratu n n. 4 9 3 5 7 8 1 6 Ukupna suma svih brojeva u magičnom kvadratu n n je suma prvih n prirodnih brojeva: 1 + + 3 +... + (n 1) + n = n (n + 1). (10 bodova) Kako je suma brojeva u svakom retku jednaka S n, suma brojeva u svih n redaka jednaka je ns n, pa iz ns n = n (n + 1) slijedi S n = n(n + 1). (10 bodova) Napomena. Učenik koji tvrdi S n = (suma svih brojeva od 1 do n )/n, ali ne zna odrediti sumu prvih n prirodnih brojeva dobiva 10 bodova. Zadatak 5. (a) Nadi sve prirodne brojeve kojima je prva znamenka 6 i koji zadovoljavaju uvjet da se uklanjanjem te prve znamenke dobije broj koji je 5 puta manji od početnog. (b) Dokaži da ne postoji prirodan broj n sa svojstvom da se uklanjanjem njegove prve znamenke dobije broj koji je 35 puta manji od n. (a) Traženi broj je oblika 6 10 k + x, pri čemu je x k-znamenkasti završetak broja. Prema uvjetu zadatka, vrijedi 6 10 k + x = 5x. Dakle, 4x = 6 10 k, 4x = 10 k = k 5 k i konačno, x = k 5 k = 5 10 k. Traženi brojevi su oblika 6 10 k + 5 10 k = 65 10 k, odnosno brojevi 65, 650, 6500,... (b) Označimo prvu znamenku s a, a k-znamenkasti završetak broja s x. Prema uvjetu zadatka, treba vrijediti a 10 k + x = 35x, pa dobivamo a 10 k = 34x. Desna strana jednakosti je djeljiva sa 17, ali lijeva ne može biti jer je a vodeća znamenka broja, dakle izmedu 1 i 9. Stoga takav broj ne postoji. 3

OPĆINSKO/ŠKOLSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE. razred srednja škola A kategorija 5. siječnja 008. Ukoliko učenik ima rješenje (ili dio rješenja) različito od ovdje navedenog, bodovanje treba uskladiti s ovdje ponudenim. Ispravno riješen zadatak boduje se s 0 bodova. Zadatak 1. Odredi sva cjelobrojna rješenja jednadžbe x 3 y 3 = 91. Odmah vidimo da je x > y pa mora biti x y > 0. Jednadžbu možemo zapisati u obliku (x y)(x + xy + y ) = 91. Kako je 91 = 91 1 = 7 13, imamo sljedeća četiri slučaja: 1 x y = 1 x y = 7 x + xy + y = 91 x + xy + y = 13 y = x 1 y = x 7 x + x(x 1) + (x 1) 91 = 0 x + x(x 7) + (x 7) 13 = 0 x x 30 = 0 x 7x + 1 = 0 x 1 = 6, x = 5 x 3 = 4, x 4 = 3 y 1 = 5, y = 6 y 3 = 3, y 4 = 4 3 x y = 91 4 x y = 13 x + xy + y = 1 x + xy + y = 7 y = x 91 y = x 13 x + x(x 91) + (x 91) 1 = 0 x + x(x 13) + (x 13) 7 = 0 x 91x + 760 = 0 x 13x + 54 = 0 x 5,6 = 91 ± 881 11040 / R x 7,8 = 13 ± 169 16 / R (svaki od ova 4 slučaja po 4 boda) Dakle, sva cjelobrojna rješenja jednadžbe su: (6, 5), ( 5, 6), (4, 3), (3, 4). Zadatak. Za koje vrijednosti broja m vrijedi za svaki realni broj x? 3 < x mx + 1 x + x + 1 < 3 Kako je x + x + 1 = ( x + 1 ) + 3 > 0 za svaki realan broj x, (3 boda) 4 4

treba odrediti sve parametre m za koje vrijede nejednakosti 3(x + x + 1) < x mx + 1 i x mx + 1 < 3(x + x + 1), tj. 4x + ( m + 3)x + 4 > 0 i x + (m + 3)x + > 0. ( boda) Da bi ove nejednakosti vrijedile za svaki realan broj x moraju odgovarajuće diskriminante biti negativne, tj. (3 boda) ( m + 3) 4 4 4 < 0 i (m + 3) 4 < 0 m 6m 55 < 0 i m + 6m 7 < 0 (m + 5)(m 11) < 0 i (m 1)(m + 7) < 0 m 5, 11 i m 7, 1. (10 bodova) Obje nejednakosti su zadovoljene za m 5, 1. Dakle, za 5 < m < 1 sve vrijednosti danog izraza su izmedu 3 i 3. ( boda) Zadatak 3. Za koje sve kompleksne brojeve z je broj z 3 realan i veći od 7? Neka je z = a + bi. Tada je z 3 = (a + bi) 3 = a 3 + 3a bi 3ab b 3 i = (a 3 3ab ) + (3a b b 3 )i. ( boda) Ovaj kompleksan broj je realan ako i samo ako je 3a b b 3 = b(3a b ) = 0, ( boda) tj. mora biti b = 0 ( boda) ili b = a 3 ( boda) ili b = a 3 ( boda) Budući da je Re z 3 > 7, imamo a 3 3ab > 7 (1) ( boda) Moramo promatrati ova dva slučaja: 1 Za b = 0 iz (1) je a 3 > 7, odakle je a > 3; ( boda) Za b = ±a 3 je b = 3a, pa se iz (1) dobije a < 3 Traženi brojevi su: z = a, gdje je a R i a > 3; z = a(1 ± i 3), gdje je a R i a < 3. ( boda) Napomena. Zadnja dva boda treba dodijeliti svakom učeniku koji je točno zapisao rješenja koja je računom dobio, bez obzira na možebitnu prethodnu pogrešku. Zadatak 4. Neka je ABCD paralelogram, E polovište stranice AB, F polovište stranice BC i P sjecište dužina EC i F D. Dokaži da dužine AP, BP, CP i DP dijele paralelogram na trokute čije se površine u nekom poretku odnose kao 1 : : 3 : 4. 5

Prvo rješenje. Koristit ćemo oznaku P (XY Z) za površinu trokuta XY Z i P (XY ZW ) za površinu četverokuta XY ZW. Vrijedi: Zato je P (EBC) = P (F CD) = 1 4 P (ABCD). i 1 P (AP B) + P (BP C) = 1 P (ABCD) (1) 4 1 P (BP C) + P (CP D) = 1 P (ABCD). () 4 Kako je ABCD paralelogram vrijedi i P (AP B) + P (CP D) = 1 P (ABCD) (3) (10 bodova) Napomena. Za jednu od tih jednakosti dati 3 boda, a za dvije 6 bodova. Iz (1), () i (3) dobivamo P (AP B) = 3 10 P (ABCD) P (BP C) = 1 10 P (ABCD) P (CP D) = 1 5 P (ABCD). Odavde slijedi P (DP A) = P (ABCD) P (AP B) P (BP C) P (CP D) = 5 P (ABCD). ( boda) 6

Dakle, P (BP C) : P (CP D) : P (AP B) : P (DP A) = 1 : : 3 : 4. ( boda) Drugo rješenje. Neka je AB = a, BC = b, P M = m i P N = n. Promotrimo parove sličnih trokuta. Iz P MC EBC slijedi P M : MC = EB : BC, odnosno m : n = a : b. (3 boda) Iz DNP DCF slijedi DN : NP = DC : CF, odnosno (a m) : n = a : b. Napomena. Za jednu sličnost dati 3 boda, a za dvije nezavisne 8 bodova. Sada imamo a b = m n = a m n, pa slijedi m = 1 5 a, n = 5 b. Označimo s P površinu danog paralelograma, a s v a, v b P = av a = bv b. njegove visine, tako da vrijedi Visina trokuta ABP odnosi se prema visini v a kao MB prema BC, stoga vrijedi P (ABP ) = AB d(p, AB) = 1 a (b n)v a b = a 3 5 P a = 3 10 P. Slično, P (BCP ) = BC d(p, BC) = 1 b mv b a = b 1 5 P b = 1 10 P. P (CDP ) = CD d(p, CD) = 1 a nv a b = a 5 P a = 1 5 P. P (DAP ) = DA d(p, DA) = 1 b (a m)v b a = b 4 5 P b = 5 P. 7

Napomena. Za prvu površinu dati boda, a za svaku sljedeću još po 1 bod. Stoga je P (BCP ) : P (CDP ) : P (ABP ) : P (DAP ) = 1 : : 3 : 4. (1 bod) Napomena. Zadatak se može riješiti i analitičkom geometrijom. Zadatak 5. Sjecišta dijagonala pravilnog peterokuta odreduju manji peterokut. Odredi omjer duljina stranica manjeg i većeg peterokuta. Prvo rješenje. Označimo: AB = BC = CD = DE = EA = a, A 1 B 1 = B 1 C 1 = C 1 D 1 = D 1 E 1 = E 1 A 1 = x. Treba odrediti omjer x a. Neka je y = AC 1 = AD 1 = BD 1 = BE 1 = CE 1 = CA 1 = DA 1 = DB 1 = EB 1 = EC 1. (1 bod) Kako je EC AB, trokuti ABD i A 1 B 1 D su slični, a kako je još i AC DE, BE DC, i trokuti ABD 1 i CED su slični. Sada imamo: ABD A 1 B 1 D AB : AD = A 1 B 1 : A 1 D a : (x + y) = x : y (1) ABD 1 CED AB : AD 1 = CE : CD a : y = (x + y) : a () ( boda) ( boda) Iz (1) i () slijedi x y = y a. (1 bod) Kako je <) ABE 1 = 7 i <) E 1 AB = 36 trokut ABE 1 je jednakokračan tj. AB = AE 1. Dakle, a = x + y. Napomena. Učenik koji koristi ovu jednakost, ali ju nije dokazao gubi 3 boda. x Sada iz sustava jednadžbi a = x + y, y = y a trebamo odrediti x a. Dobivamo: y = a x, ax = y ax = (a x). Rješenja kvadratne jednadžbe x 3ax + a = 0 su x = a(3 ± 5). (3 boda) Kako je x < a, slijedi x = a(3 5), odnosno x a = 3 5. ( boda) 8

Drugo rješenje. Uvedimo oznake kao u prvom rješenju. Uočimo da je ABD A 1 B 1 D, (1 bod) ( boda) pa vrijedi AB : A 1 B 1 = BD : B 1 D, tj. a : x = (x + y) : y. ( boda) Kako je A 1 B 1 D DB 1 C (kutovi su 36, 7, 7 ) slijedi A 1 B 1 : B 1 D = DB 1 : B 1 C x : y = y : (x + y), (3 boda) ( boda) odakle dobivamo (omjer zlatnog reza) x 5 1 y =. Sada je a x = x + y y = x y + = 5 1 + = 5 + 3. Napomena. Učenik koji koristi, ali ne dokaže, činjenicu da je x : y = ( 5 1)/ (ili neku ekvivalentnu) gubi 5 bodova. 9

OPĆINSKO/ŠKOLSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 3. razred srednja škola A kategorija 5. siječnja 008. Ukoliko učenik ima rješenje (ili dio rješenja) različito od ovdje navedenog, bodovanje treba uskladiti s ovdje ponudenim. Ispravno riješen zadatak boduje se s 0 bodova. Zadatak 1. Riješi sustav jednadžbi: log y x + log x y = 5 x + y = 1. Sustav jednadžbi je definiran na skupu S = {(x, y) : x, y 0, 1 1, }. Iz prve jednadžbe imamo ( boda) log y x + log x y = 5, 1 log x y + log x y = 5, (log x y) 5 log x y + = 0. Odavde dobivamo dvije mogućnosti: log x y = i log x y = 1. To možemo zapisati u obliku y = x, y = x. ( boda) Skup rješenja danog sustava jednadžbi je presjek skupa S i unije skupova rješenja ovih dvaju sustava: y = x, y = x x + y = 1, x + y = 1 x + x 1 = 0, x 1 = 4, x = 3, x + x 1 = 0 x 3 = 9, ( x 0) y 1 = 16, y = 9, y 3 = 3. Skup rješenja polaznog sustava je S {( 4, 16), (3, 9), (9, 3)} = {(3, 9), (9, 3)}. (8 bodova) ( boda) Zadatak. Riješi jednadžbu sin x + cos x + sin x cos x = 1. 10

Prvo rješenje. Uvedimo supstituciju t = sin x + cos x. Tada je t = sin x + cos x + sin x cos x = 1 + sin x cos x, odakle je sin x cos x = t 1. Sada jednadžba prelazi u t + t 1 = 1 tj. t + t 3 = 0. Rješenja ove kvadratne jednadžbe su: t 1 = 1, t = 3. ( boda) U prvom slučaju jednadžba se svodi na sin x + cos x = 1, koju možemo zapisati u zgodnijem obliku sin x + cos x = ( sin x + π ) 4 = (3 boda) x + π 4 = π 4 + kπ, x + π 4 = 3π 4 + kπ Odavde dobivamo x = π + kπ, k Z ili x = kπ, k Z. U drugom slučaju nema rješenja jer je t = 3 > sin x + cos x. Dakle, skup rješenja je { π + kπ : k Z } {kπ : k Z}. ( boda) Drugo rješenje. Iz dane jednadžbe dobivamo (sin x + cos x) = (1 sin x cos x) (1) Redom imamo: sin x + sin x cos x + cos x = 1 sin x cos x + sin x cos x 1 + sin x cos x = 1 sin x cos x + sin x cos x 4 sin x cos x sin x cos x = 0 () sin x cos x(4 sin x cos x) = 0 (10 bodova) Jednadžba (1), odnosno () ekvivalentna je polaznoj jednadžbi uz uvjet sin x + cos x 0. ( boda) 11

Kako je 4 sin x cos x > 0 iz () slijedi sin x cos x = 0, tj. x = kπ, k Z. Uvjet sin x + cos x 0 zadovoljavaju x Zadatak 3. Ako za kutove trokuta α, β i γ vrijedi { π + kπ, k Z } {kπ, k Z}. sin(x) = 0, odakle dobivamo (3 boda) sin(3α) + sin(3β) + sin(3γ) = 0, dokaži da je jedan njegov kut jednak 60. Kako su α, β i γ kutovi trokuta imamo γ = 180 (α + β). Zato je sin(3γ) = sin(540 3(α + β)) = sin(3α + 3β). Trigonometrijskim transformacijama dobivamo ( boda) sin(3α) + sin(3β) + sin(3γ) = sin(3α) + sin(3β) + sin(3α + 3β) = sin = sin 3α + 3β 3α + 3β cos 3α 3β + sin ( 3α 3β cos + cos 3α + 3β 3α + 3β cos ) 3α + 3β = sin 3α + 3β cos 3α 3β + 3α+3β cos 3α 3β 3α+3β 3α + 3β = 4 sin cos 3α cos 3β ( ) ( 3(α + β) 540 ) ( 3γ Kako je sin = sin = sin 70 3γ ) = cos 3γ dobivamo cos 3α cos 3β cos 3γ = 0, pa je ili α = 60 ili β = 60 ili γ = 60. Zadatak 4. U trokutu ABC simetrala kuta pri vrhu B siječe stranicu AC u točki K. Ako je BC =, CK = 1 i BK = 3, odredi površinu trokuta ABC. Iz kosinusovog poučka za trokut KBC dobijemo cos γ = BC + CK BK BC CK = 1. (1) (3 boda) 8 Primjenom kosinusovog poučka za trokut ABC imamo 1

Iz (1) i () dobivamo jednadžbu cos γ = BC + AC AB BC AC = 4 + b c. () 4b 8 + b c = b. (3) Iz poučka o simetrali kuta za kut <) ABC imamo AK CK = AB BC tj. b 1 1 = c. Odavde dobivamo drugu jednadžbu c = (b 1). Uvrštavanjem u (3) dobijemo b = 5, c = 3. Površinu trokuta ćemo izračunati koristeći Heronovu formulu. Kako je poluopseg s = 15, to je 4 P = 15 4 7 4 5 4 3 4 = 15 7. 16 Napomena. Zadatak se može riješiti i primjenom kosinusovog poučka na kut β ABK. u trokutima BCK Zadatak 5. Duljina visine pravilne uspravne četverostrane prizme je v. Dijagonale dviju susjednih pobočki povučene iz zajedničkog vrha zatvaraju kut α. Odredi duljinu a brida baze. Prvo rješenje. Dijagonala baze je d 1 = a, a duljina dijagonale pobočke d = a + v. Sada imamo sin α = d 1 d, = a a + v odakle kvadriranjem i sredivanjem dobivamo 13

(a + v ) sin α ( a 1 sin α ) = a, = v sin α, a cos α = v sin α, a = v sin α. cos α (10 bodova) Drugo rješenje. Dijagonala baze je d 1 = a, a duljina dijagonale pobočke d = a + v. Primijenimo kosinusov poučak na označeni kut: tj. d cos α = d d 1, odnosno cos α = d + d d 1 d d, (a + v ) cos α = (a + v ) a, a = v (1 cos α), cos α 1 cos α tj. a = v. (10 bodova) cos α 14

OPĆINSKO/ŠKOLSKO NATJECANJE IZ MATEMATIKE 4. razred srednja škola A kategorija 5. siječnja 008. Ukoliko učenik ima rješenje (ili dio rješenja) različito od ovdje navedenog, bodovanje treba uskladiti s ovdje ponudenim. Ispravno riješen zadatak boduje se s 0 bodova. Zadatak 1. Dokaži da je (5n)! 40 n n! prirodan broj za svaki prirodan broj n. Zadatak rješavamo matematičkom indukcijom. Baza indukcije: n = 1, 5! = 3, što je prirodan broj. 40 Korak indukcije: Pretpostavimo da je (5k)! 40 k prirodan broj za neki prirodan broj k. ( boda) k! Za n = k + 1 imamo [5(k + 1)]! 40 k+1 (k + 1)! = (5k)! 40 k k! Nakon skraćivanja, dobivamo [5(k + 1)]! 40 k+1 (k + 1)! = (5k)! 40 k k! (5k + 1)(5k + )(5k + 3)(5k + 4)(5k + 5). 40(k + 1) (5k + 1)(5k + )(5k + 3)(5k + 4). 8 Prvi faktor je prirodan broj po pretpostavci. U brojniku drugog faktora je produkt 4 uzastopna prirodna broja, od kojih su dva parna, a jedan od njih je djeljiv s 4, pa je produkt djeljiv s 8. Zbog toga je drugi faktor, a onda i umnožak, prirodan broj. Po principu matematičke indukcije slijedi da je (5n)! 40 n n! prirodan broj za svaki n N. ( boda) Zadatak. Ako su sin(β + γ α), sin(γ + α β), sin(α + β γ) uzastopni članovi aritmetičkog niza, dokaži da su tg α, tg β, tg γ takoder uzastopni članovi aritmetičkog niza. Prvo rješenje. Uvjet da su sin(β + γ α), sin(γ + α β), sin(α + β γ) uzastopni članovi aritmetičkog niza može se zapisati kao sin(β + γ α) + sin(α + β γ) = sin(γ + α β). Primjenom formule za pretvaraje sume sinusa u produkt trigonometrijskih funkcija i adicijske formule za sinus dobivamo sin β + γ α + α + β γ cos β + γ α α β + γ = (sin(γ + α) cos β cos(α + γ) sin β) 15

sin β cos(γ α) = sin(γ + α) cos β cos(α + γ) sin β sin β(cos(γ α) + cos(γ + α)) = sin(γ + α) cos β Dijeljenjem s cos α cos β cos γ dobivamo sin β cos γ cos α = (sin γ cos α + cos γ sin α) cos β tg β = tg γ + tg α, što znači da su tg α, tg β, tg γ uzastopni članovi aritmetičkog niza. Drugo rješenje. Uvjet da su sin(β + γ α), sin(γ + α β), sin(α + β γ) uzastopni članovi aritmetičkog niza se može napisati kao sin(γ + α β) sin(β + γ α) = sin(α + β γ) sin(γ + α β). Korištenjem formule za pretvaranje razlike sinusa u produkt, dobivamo odnosno cos γ sin (α β) = cos α sin (β γ), cos γ sin(α β) = cos α sin(β γ). Primjenom adicijskih formula za sinus imamo cos γ sin α cos β cos γ cos α sin β = cos α sin β cos γ cos α cos β sin γ. Dijeljenjem s cos α cos β cos γ dobivamo tg α tg β = tg β tg γ, što znači da su tg α, tg β i tg γ uzastopni članovi aritmetičkog niza. Zadatak 3. Zadana je elipsa s jednadžbom b x + a y = a b. Dokaži da sva sjecišta po dvije medusobno okomite tangente ove elipse leže na istoj kružnici. Neka su pravci y = kx + l i y = 1 x + m medusobno okomite tangente te elipse. k Iz uvjeta dodira tih pravaca s elipsom dobivamo: a k + b = l odnosno (množenjem s k ), a + k b = k m, što zbrajanjem daje k m + l = a (k + 1) + b (k + 1) = (k + 1)(a + b ). i a k + b = m, 16

Izjednačavanjem kx + l = 1 x + m dobivamo koordinate sjecišta T (x, y) tih tangenti: k k(m l) x = k i y = k (m l) + 1 k + 1 Dalje sredujemo: + l = k m + l k + l. x + y = k (m l) (k + 1) + (k m + l) (k + 1) = k m k ml + k l + k 4 m + l + k ml (k + 1) = l (k + 1) + k m (k + 1) (k + 1) = k m + l k + 1 = (k + 1)(a + b ) k + 1 = a + b. Dakle, sva sjecišta zadanih tangenti leže na kružnici koja je dana jednadžbom x + y = a + b. Zadatak 4. Odredi zbroj svih peteroznamenkastih brojeva kojima su sve znamenke različite i koji su zapisani samo znamenkama 1,, 3, 4 i 5. Takvih brojeva ukupno ima 5! = 10. Svaka se znamenka pojavljuje na mjestu jedinica, desetica, stotica, tisućica i desettisućica onoliko puta koliko je načina za razmještanje preostale 4 znamenke, a to je 4! ili 4 puta. (8 bodova) Tada je zbroj svih znamenki na nekom mjestu u zapisu jednak (1 + + 3 + 4 + 5) 4 = 15 4 = 360. (8 bodova) 17

Ukupan zbroj tada iznosi 360 + 3600 + 36000 + 360000 + 360000 = 360 11111 = 3999960. Zadatak 5. Zadan je niz realnih brojeva a n takav da je a n+1 = n + 1 n a n + 1 za svaki prirodan broj n i a 009 = 009. Odredi zbroj a 1 + a +... + a 008. Rekurzivni uvjet možemo napisati kao na n+1 (n + 1)a n = n. 1,,..., 008 u tu jednakost, dobivamo: Zbrojimo li ovih 008 jednakosti, dobivamo 1 a a 1 = 1, a 3 3 a =, 3 a 4 4 a 3 = 3,. 008 a 009 009 a 008 = 008. Uvrštavajući redom brojeve (a 1 + a +... + a 008 ) + 008 a 009 = 1 + +... + 008. (8 bodova) Ukoliko traženu sumu označimo s S, prethodna jednakost postaje S = (1 + +... + 008) 008 009, S = 1 008 009 008 009. Konačno je S = 1 008 009 = 1 008 518. 4 18