13. feladat
Adott a valós számok halmazán értelmezett f függvény f(x)=(x+3)^2-2,25.
a) Mit rendel az f az x=1 hez?
b) Adja meg az f függvény zérushelyeit!
c) Az alábbi mondatban válassza ki a megfelelő szót (maximuma vagy minimuma), és egészítse ki a mondatot a pontozott helyeken a hiányzó számokkal úgy, hogy igaz állítást kapjon!
Az f függvénynek az x=......... helyen minimuma/maximuma van, melynek értéke ........ .
d) Adja meg az alábbi állítás logikai értékét (igaz vagy hamis)!
Az f függvény értékkészlete a valós számok halmaza.
a) Az f(1) értéke: f(1) = (1+3)^2 - 2,25 = 16 - 2,25 = 13,75.
b) Az f függvény zérushelyeit kell meghatározni, azaz azokat az x értékeket, amelyekre f(x) = 0.
f(x) = (x+3)^2 - 2,25 = 0
(x+3)^2 = 2,25
x+3 = ±√2,25
x₁ = -3 + √2,25 ≈ -0,75
x₂ = -3 - √2,25 ≈ -5,25
Tehát az f függvény zérushelyei kb. -0,75 és -5,25.
c) Az f függvénynek az x=-3 helyen van minimuma/maximuma. Az értéke pedig f(-3) = (-3+3)^2 - 2,25 = -2,25.
Tehát az f függvénynek az x=-3 helyen van minimuma, melynek értéke -2,25.
d) Az állítás hamis. Az f függvény értékkészlete legalább 0 és végtelen közötti valós számok halmaza, mert a f függvény sosem lehet negatív értékű, mivel az (x+3)^2 mindig nemnegatív, és az -2,25-től kisebb értéket sosem vesz fel.
a) Az f(1) értéke: f(1) = (1+3)^2 - 2,25 = 16 - 2,25 = 13,75.
b) Az f függvény zérushelyeit kell meghatározni, azaz azokat az x értékeket, amelyekre f(x) = 0.
f(x) = (x+3)^2 - 2,25 = 0
(x+3)^2 = 2,25
x+3 = ±√2,25
x₁ = -3 + √2,25 ≈ -0,75
x₂ = -3 - √2,25 ≈ -5,25
Tehát az f függvény zérushelyei kb. -0,75 és -5,25.
c) Az f függvénynek az x=-3 helyen van minimuma/maximuma. Az értéke pedig f(-3) = (-3+3)^2 - 2,25 = -2,25.
Tehát az f függvénynek az x=-3 helyen van minimuma, melynek értéke -2,25.
d) Az állítás hamis. Az f függvény értékkészlete legalább 0 és végtelen közötti valós számok halmaza, mert a f függvény sosem lehet negatív értékű, mivel az (x+3)^2 mindig nemnegatív, és az -2,25-től kisebb értéket sosem vesz fel.Az a) feladatrészre hibátlan a megoldása, azért jár a 2 pont. A b) feladatrésznél már megint kirí, hogy „segítőtársunk” nem tud mit kezdeni az egyenletekkel, ugyanis jól írja fel azt, hogy a megoldáshoz a függvényt egyenlővé kell tenni nullával, viszont amikor azt rendezgeti, tévútra tér. Egészen pontosan akkor, amikor a 2,25 gyökét próbálja meg kiszámítani. Így mind az x1-re, mind az x2-re hibás eredményei születnek. Viszont a javítási útmutató szerint 2 pont így is jár neki.
A c) feladatrészt helyesen oldja meg, jól veszi észre, hogy a f függvénynek x=-3 helyen van inflexiós pontja (a Chat GPT szóhasználatával élve „minimuma/maximuma”, amelyek közül valamiért nem választ elsőre...). Viszont az értéket és a megfelelő szót is jól választja ki, így jár a 3 pont.
A d) feladatrész kapcsán is jól veszi észre, hogy az állítás hamis, így jár a 2 pont.
14. feladat
(A feladatot az érettségin szereplő vizuális segédlet nélkül tápláltuk be a rendszerbe.)
Az ABCD téglalap AB oldalának hossza 12 cm, a BC oldal hossza 6 cm. A téglalapba az AECF rombuszt írjuk az ábrán látható módon (E az AB oldal, F a CD oldal egy pontja).
a) Igazolja, hogy a rombusz oldalainak hossza 7,5 cm!
b) Számítsa ki a rombusz belső szögeinek nagyságát!
c) Hány százaléka a rombusz területe a téglalap területének?
a) A rombusz egyenlő oldalú trapéz, mivel a párhuzamos oldalai (AE és CF) egyenlőek, a szemközti oldalai (AC és EF) pedig egyenlő hosszúak és párhuzamosak egymással. Az AE és CF oldalak hossza az AB oldal fele, vagyis 6 cm, a BC oldal pedig a rombusz átlójának felel meg, vagyis szintén 6 cm. A trapéz magassága a téglalap AB oldalának hossza, vagyis 12 cm. A trapéz területének képlete: A=((a+b)*h)/2 Ahol a és b az alapok hossza, h a magasság. Tehát a rombusz területe: Ar=((6+6)*12)/2=72 A rombusz átlójai fele akkor 7,5 cm hosszúak.
b) Mivel a rombusz átlói merőlegesek egymásra, az átlók felezik egymást. Tehát az $AECF$ rombusz átlóinak felezőpontja a rombusz középpontja, mely jelölje $O$-val. Ekkor $EO$ és $FO$ a rombusz szögeinek szögfelezői, vagyis $\angle EOA = \angle AOF = \frac{1}{2}\angle EOF$. De mivel a rombusz átlói merőlegesek, az átlókat tartalmazó négyzetek szögei összeadják 180 fokot, vagyis $\angle EOF = 90$ fok. Tehát $\angle EOA = \angle AOF = 45$ fok és a rombusz többi két szöge is 45 fok.
c) A rombusz területe az átlók szorzatának fele, vagyis Ar=1/2*AC*EF=1/2*12*6=36 A téglalap területe pedig $12 \cdot 6 = 72$, így a rombusz területének aránya a téglalap területéhez: (Ar/At)=36/72=1/2=50% Tehát a rombusz területe a téglalap területének 50 százaléka.
Ez sajnos nulla pont. Ott véti a gép a hibát, hogy úgy gondolja, hogy az F pont felezi a DC egyenest, valamint hogy az E pont felezi az AB egyenest. Emiatt a bizonyítás se elfogadható, valamint mindegyik következő részfeladatot hibásan old meg.
15. feladat
Az ENSZ felmérése szerint a Föld népessége 8 milliárd fő volt 2022 végén. A Földön a népességnövekedés mértéke jelenleg körülbelül évi 1%.
a) Hány fő élne 2100 végén a Földön, ha addig folyamatosan évi 1% lenne a népességnövekedés?
b) Melyik évben érné el a 12 milliárd főt a Föld népessége évi 1%-os növekedés mellett?
Az ENSZ becslése szerint 2100 végére 10,35 milliárd fő lesz a Föld népessége.
c) 2022 végétől kezdve évente hány százalékkal kellene növekednie a népességnek ennek eléréséhez, ha minden évben ugyanannyi százalékkal nőne a népesség?
a) A népesség mértani sorozatban növekszik évente 1%-kal, azaz minden évben az előző év népességének 1,01-szeresére nő. Tehát az n évi népesség:
N(n) = 8 × 1,01^n
Ha n = 78 év (2100 vége - 2022 vége), akkor
N(78) = 8 × 1,01^78 ≈ 22,47 milliárd fő
Tehát 2100 végén kb. 22,47 milliárd ember élne a Földön, ha az évi 1%-os növekedés folytatódna.
b) Azt kell megkeresni, hogy melyik évben lesz a Föld népessége 12 milliárd fő, ha évi 1%-os növekedés van. A népesség mértani sorozatban nő, azaz a n-edik évben a népesség az előző év népességének 1,01-szerese lesz. Tehát a keresett évet az alábbi egyenlettel lehet meghatározni:
8 × 1,01^n = 12
1,01^n = 1,5
n = log(1,5) / log(1,01) ≈ 46,02
Tehát az 1%-os növekedéssel a Föld népessége kb. 46 év múlva, azaz 2068-ban éri el a 12 milliárd főt.
c) Azt kell meghatározni, hogy évente mennyivel kellene nőnie a népességnek ahhoz, hogy 2100 végén elérje a 10,35 milliárd főt, ha minden évben ugyanannyi százalékkal nőne a népesség. Legyen ez az éves növekedési ráta r. Ekkor az n-edik év végén a népesség az alábbi módon adódik:
N(n) = 8 × (1 + r/100)^n
Ha 78 év múlva, azaz 2100 végén a népesség eléri a 10,35 milliárd főt, akkor
10,35 = 8 × (1 + r/100)^78
(1 + r/100)^78 = 1,29375
1 + r/100 = (1,29375)^(1/78)
r ≈ 0,65
Tehát évente kb. 0,65%-kal kellene nőnie a népességnek ahhoz, hogy 2100 végén elérje a 10,35 milliárd főt.
A gép jól indul el, átlátja az a) részfeladatot, viszont amikor (az egyébként helyesen felírt) egyenletet kell kiszámolni, elvérzik. 17,38 helyett valahogy 22,47 milliárd jön ki neki. Viszont a javítási útmutató szerint 2 pont jár neki. A b) feladatrésznél hasonló a helyzet. Jól látja át, jól rendezi, de nem tudja rendesen kiszámolni, 40,74 helyett valahogy 46,02 jön ki „neki”, így bár hiába folytatja jól, de hibás végeredményre jut. Viszont itt is jár 2 pont számára.
Ugyanez történik a c) feladatrésznél is. Jól értelmezi a kérdést, jól rakja össze az egyenletet, de elvérzik annak a kiszámítása során. A helyes 0,33% helyett pedig 0,65% jön ki neki. Viszont itt 3 pont jár számára a javítási útmutató szerint a részlegesen helyes megoldására.
(Itt elértünk az utolsó három feladathoz, amelyek közül csak kettőt kell a diáknak megoldania. A feladatok áttekintése után úgy véltük, hogy a 18. fogna ki rajta a leginkább, ugyanis annál se tudtuk volna betáplálni a két ábrát.)
16. feladat
A középszintű matematika érettségi vizsgán minden vizsgázó pontosan két feladatot választ a 16-17-18. feladatok közül. Az egyik 24 fős érettségiző csoportban a vizsgázók 75%-a választotta a 16-os, 62,5%-a pedig a 17-es feladatot.
a) A csoportban a vizsgázók hány százaléka választotta a 18-as feladatot?
A csoportban az alábbi osztályzatok születtek a matematika középszintű vizsgán:
1-es osztályzat 0 darab.
2-es osztályzat 2 darab.
3-as osztályzat 9 darab.
4-es osztályzat 6 darab.
5-ös osztályzat 7 darab.
b) Számítsa ki az osztályzatok átlagát ebben a csoportban!
c) Adja meg az osztályzatok móduszát, mediánját és terjedelmét ebben a csoportban!
d) Ábrázolja kördiagramon az osztályzatok eloszlását ebben a csoportban!
Az érettségi elnök a javítások átnézése céljából a fenti 24 matematikadolgozat közül kiválaszt nyolcat úgy, hogy 2-esből, 3-asból, 4-esből és 5-ösből is pontosan kettő szerepeljen a kiválasztottak között.
e) Hányféleképpen választhat ki ilyen módon nyolc dolgozatot?
a) Az összes vizsgázó két feladatot választott, és a 16-os feladatot választók aránya 75%, tehát a 16-os feladatot választók száma:
24 * 0,75 = 18 fő.
Hasonlóan, a 17-es feladatot választók száma:
24 * 0,625 = 15 fő.
A csoportban összesen 48 feladatot választottak ki, mivel minden vizsgázó két feladatot választott. Mivel az összesen kiválasztott feladatok száma megegyezik a választott 16-os és 17-es feladatok számának összegével és a 18-as feladat kiválasztásával, így az 18-as feladatot választók száma:
48 - 18 - 15 = 15 fő.
Tehát a csoport 18-as feladatot választóinak aránya:
15 / 24 * 100% ≈ 62,5%.
b) Az összes osztályzatot összegezve és elosztva a darabszámmal:
(2 * 2 + 3 * 9 + 4 * 6 + 5 * 7) / 24 = 3,875.
Tehát az osztályzatok átlaga kb. 3,875.
c) Az osztályzatok módusza a leggyakoribb osztályzat, ami ebben a csoportban 3. Az osztályzatok mediánja az 5-ös és a 3-as osztályzat közötti érték, azaz 4. Az osztályzatok terjedelme a legkisebb és legnagyobb osztályzat közötti különbség, azaz 5 - 2 = 3.
e) Az ilyen módon kiválasztható nyolc dolgozat kiválasztásának a száma a következő:
C(2,2) * C(9,2) * C(6,2) * C(7,2) = 1 * 36 * 15 * 21 = 11340.
Tehát 11340 féle módon választhatunk ki nyolc dolgozatot.
Az a) feladatrészt helyesen oldja meg, jár érte a 4 pont. A b) feladatrészben jól írja fel, hogy hogyan kéne kiszámolni a megoldást, viszont nem tudja azt helyesen végrehajtani, az általa (helyesen) felírt egyenletnek rossz eredményt ad megoldásul, így 1 pont jár neki. A c) feladatrészben a móduszt helyesen határozza meg, a mediánt bár nem megfelelően vezeti le, de helyes eredményre jut, A terjedelmet pedig teljesen helyesen adja meg. 3 pont. A d) feladatrészben nem tudja ábrázolni kördiagramon az osztályzatok eloszlását, így az nulla pont, az e) feladat részt pedig helyesen oldja meg. 4 pont.
17. feladat
Az ABCD trapéz AB alapja 24 cm, a többi oldala 12 cm hosszú.
a) Igazolja, hogy a trapéz A csúcsánál lévő belső szög 60 fokos!
b) Számítsa ki a BD átló hosszát!
A trapézt megforgatjuk a szimmetriatengelye körül.
c) Számítsa ki a keletkező forgástest térfogatát!
Egy trapéz alakú területre szőlőt telepítettek, az első sorba 120 szőlőtőkét, az utolsóba 240-et. A második sortól kezdve minden sorba ugyanannyival több szőlőtőke került, mint az előzőbe. Összesen 7380 darab szőlőtőkét ültettek el.
d) Az első 20 sorba kizárólag olaszrizlingtőke került, és máshova ebből a fajtából nem ültettek. Számítsa ki a telepített olaszrizlingtőkék számát!
Nem untatnánk önöket a többszáz karakternyi hibás válasszal, teljes mértékben nem tudott a feladattal mit kezdeni, egyik részfeladatra adott megoldásmenete se volt helyes. Zéró pont.
A gép a második részen 28 pontot ért el, az elsőn pedig 24-et, így összesen 52 pontot kapott a 100-ból. Mivel 40-59% a közepes, így kijelenthető, hogy
a nyelvi modellünk sikeresen átment egy hármassal az érettségin.
Nyitókép: Midjourney