ТЕМА: Геометрія. Планіметрія. Чотирикутники.

Завдання перевіряє знання властивостей ромба та прямокутного трикутника.

1 спосіб.

Діагоналі ромба – бісектриси його кутів. Сума сусідніх кутів ромба дорівнює \(180^\circ.\) Якщо кут ромба \(\angle C=2\beta\), то інший \(\angle B=180^\circ-2\beta.\)

За формулою зведення \(\sin(180^\circ-\alpha)=\sin \alpha.\) Тобто:

\begin{gather*} \sin \angle B=\sin(180^\circ-2\beta)=\sin 2\beta. \end{gather*}

Висота ромба дорівнює діаметру вписаного кола \(CH=d=2r.\) Отже:

\begin{gather*} r=\frac{CH}{2}. \end{gather*}

Розгляньмо прямокутний трикутник \(CHB{:}\) \(\angle H=90^\circ\), \(BC=a.\)

\begin{gather*} \sin \angle B=\frac{CH}{CB};\\[6pt] CH=CB\cdot \sin \angle B;\\[7pt] CH=a\sin 2\beta. \end{gather*}

Оскільки радіус вписаного кола – це половина висоти ромба, маємо кінцеву формулу:

\begin{gather*} r=\frac{a\sin 2\beta}{2}. \end{gather*}

2 спосіб.

У ромбі діагональ ділить кут навпіл, тож якщо гострий кут ромба дорівнює \(\alpha\), то

\begin{gather*} \beta=\frac{\alpha}{2}. \end{gather*}

Площа ромба:

\begin{gather*} S=a^2\sin \alpha. \end{gather*}

Для будь-якого ромба існує вписане коло, до того ж

\begin{gather*} S=r\cdot p, \end{gather*}

де \(r\) – радіус вписаного кола, \(p\) – півпериметр.

Оскільки

\begin{gather*} p=2a, \end{gather*}

то

\begin{gather*} r=\frac Sp=\frac{a^2\sin\alpha}{2a}=\frac{a\sin\alpha}{2}. \end{gather*}

Підставмо \(\alpha=2\beta{:}\)

\begin{gather*} r=\frac{a\sin 2\beta}{2}. \end{gather*}

Відповідь: B.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Дійсні числа.

Завдання перевіряє знання означення степеня з натуральним показником, його властивостей.

\begin{gather*} \frac{2x^2y}{8xy^5}=\frac{2\cdot x^2\cdot y}{8\cdot x\cdot y^5}=\frac{x}{4y^4}. \end{gather*}

Використали властивість степеня з натуральним показником:

\begin{gather*} \frac{a^x}{a^y}=a^{x-y}. \end{gather*}

Відповідь: Д.

ТЕМА: Геометрія. Планіметрія. Трикутники та їхні елементи.

Завдання перевіряє розуміння означення та ключових властивостей середньої лінії трикутника.

I. \(AC\!\parallel\!MN\) – твердження правильне.

За означенням, відрізок, що сполучає середини двох сторін трикутника, – його середня лінія. Середня лінія трикутника завжди паралельна третій стороні: \(MN\!\parallel\!AC.\)

II. Відрізок \(MN\) – середня лінія трикутника \(ABC\) – твердження правильне.

Це випливає безпосередньо з того, що \(M\) і \(N\) – середини сторін \(AB\) та \(BC.\)

III. Площа трикутника \(MBN\) і чотирикутника \(AMNC\) рівні – твердження неправильне.

Трикутник \(MBN\) подібний до трикутника \(ABC\) \((\Delta MBN\sim \Delta ABC)\) за двома сторонами й кутом між ними. Коефіцієнт подібності \(k=\dfrac 12\) (оскільки \(MB=\dfrac 12 AB\)). Площі подібних трикутників відносяться як квадрат коефіцієнта подібності \((k^2){:}\)

Площа чотирикутника \(AMNC\) втричі більша за площу трикутника \(MBN.\) Твердження про їхню рівність хибне.

Відповідь: A.

ТЕМА: Алгебра та початки аналізу. Логарифмічні вирази та їх перетворення.

Завдання перевіряє знання означення та властивостей логарифма, модуля числа.

Логарифмічна функція \(y=\lg x\) зростає, оскільки основа \(10\gt 1.\) Тому, якщо \(5\lt 9\), то \(\lg 5\lt \lg 9.\)

Звідси випливає, що вираз під знаком модуля від’ємний:

\begin{gather*} \lg 5-\lg 9\lt 0. \end{gather*}

За означенням, якщо \(a\lt 0\), то \(|a|=-a.\) Отже:

Використаймо формулу різниці логарифмів:

\begin{gather*} \lg b-\lg a=\lg\frac ba;\\[6pt] \lg 9-\lg 5=\lg\frac 95. \end{gather*}

Відповідь: A.

ТЕМА: Геометрія. Стереометрія. Тіла обертання.

Завдання перевіряє розуміння означення циліндра як тіла обертання.

Циліндр утворюється внаслідок обертання прямокутника навколо однієї з його сторін. Сторона, навколо якої відбувається обертання, стає висотою циліндра, а інша сторона, перпендикулярна до неї, – радіусом основи.

Унаслідок обертання прямокутника навколо сторони утворюється циліндр.

Відповідь: A.

ТЕМА: Алгебра та початки аналізу. Функції.

Завдання перевіряє вміння визначати точки локального екстремуму функції за її графіком.

Точка локального екстремуму (максимуму або мінімуму) – це значення аргумента \(x\), за якого функція досягає свого найбільшого або найменшого значення на певному проміжку.

Визначмо найнижчу точку на локальному згині графіка (у місці, де спадання функції змінюється на зростання). Проведімо перпендикуляр із цієї точки до осі.

Отже, \(x_0=2\) – точка локального мінімуму заданої функції.

Важливо: точка \(x=-2\) – це точка локального максимуму, а не мінімуму. Точки на кінцях проміжку \((x=-5\) та \(x=5)\) не вважаємо точками локального екстремуму, оскільки не знаємо, як поводиться функція за межами визначеного проміжку (чи змінюється там зростання на спадання). \(y=1\) – це мінімум функції (значення функції в цій точці).

Відповідь: Г.

ТЕМА: Геометрія. Планіметрія. Чотирикутники. Трапеція та її властивості.

Завдання перевіряє вміння обчислювати периметр трапеції.

Трапеція рівнобічна, отже бічні сторони рівні. Якщо одна бічна сторона дорівнює \(11\) см, то й інша також дорівнює \(11\) см.

Периметр \((P)\) – це сума довжин усіх сторін многокутника.

\begin{gather*} P=18+7+11+11=47\ \text{см}. \end{gather*}

Відповідь: B.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Числа і вирази. Дійсні числа та дії над ними.

Завдання перевіряє вміння розв’язувати текстові задачі арифметичним способом.

Обчислімо витрати пального в місті.

Відомо, що авто витрачає \(6\) л на \(100\) км. Оскільки водій проїхав \(300\) км (тобто три рази по \(100\) км), маємо:

\begin{gather*} 3\cdot 6=18\ \text{л}. \end{gather*}

Обчислімо витрати пального за містом.

Витрата становить \(4\) л на \(100\) км. Водій проїхав за містом \(1000 - 300 = 700\) км (сім разів по \(100\) км):

\begin{gather*} 7\cdot 4=28\ \text{л}. \end{gather*}

Додаймо отримані значення:

\begin{gather*} 18+28=46\ \text{л}. \end{gather*}

Отже, за місяць автомобіль витратив \(46\) літрів пального.

Відповідь: B.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Лінійні рівняння.

Завдання перевіряє вміння розв’язувати лінійні рівняння.

Розв'яжімо лінійне рівняння:

\(-8x=-4\);

\begin{gather*} x=-4:(-8);\\[7pt] x=0{,}5. \end{gather*}

Отже, правильна відповідь – Б.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Дійсні числа та дії з ними.

Завдання перевіряє вміння підносити до квадрата вираз з ірраціональним числом.

Для розв'язання завдання треба знати правила дій зі степенями.

Застосуймо властивості:

• степеня

\begin{gather*} (ab)^x=a^x\cdot b^x; \end{gather*}

• арифметичного квадратного кореня

Відповідь: B.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Елементи комбінаторики, початки теорії ймовірностей та елементи статистики. Графічна, таблична, текстова та інші форми подання статистичної інформації.

Завдання перевіряє вміння аналізувати статистичну інформацію, відображену на діаграмі.

На круговій діаграмі показано розподіл занять.

Сектор Zoom (найсвітліший колір) займає половину круга. Оскільки кількість відвіданих занять у Zoom становить половину від загальної кількості: \(900 : 2 = 450.\)

Сектор Google Meet (світло-сірий) і сектор Teams (темно-сірий) разом складають іншу половину, вона теж становить \(450\) занять.

Сектор Google Meet більший за сектор Teams і менший за Zoom \((450).\) Візуально орієнтовна кількість занять:

Google Meet \(\approx 300\) занять;
Teams \(\approx 150\) занять.

Оскільки сектор Teams менший за сектор Google Meet, його значення має бути меншим за половину від \(450\) (тобто меншим за \(225\)). Серед варіантів відповіді лише \(150\) задовольняє ці умови.

Відповідь: Б.

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Рівняння, нерівності та їхні системи.

Завдання перевіряє вміння розв’язувати квадратні рівняння з параметрами, а також досліджувати їхні властивості за допомогою теореми Вієта.

\begin{gather*} x^2+(9-a)x+20-3a-2a^2=0;\\[7pt] x_1\lt 0\ \text{i}\ x_2\lt 0. \end{gather*}

Щоб корені існували, дискримінант \((D)\) має бути невід’ємним:

Оскільки \((3a-1)^2\ge 0\) для будь-якого значення \(a\), то корені існують за будь-якого \(a.\)

Щоб обидва корені були від’ємними, мають одночасно виконуватися дві умови: \(x_1+x_2\lt 0\) i \(x_1\cdot x_2\gt 0.\)

Для зведеного квадратного рівняння \(x^2+px+q=0\) за теоремою Вієта сума коренів дорівнює \(x_1+x_2=-p\), а добуток \(x_1\cdot x_2=q.\)

Проаналізуймо суму коренів цього рівняння:

\begin{gather*} \left\{\begin{array}{l} x_1+x_2\lt 0,\\ x_1+x_2=-(9-a); \end{array}\right.\\[7pt] -9+a\lt 0;\\[7pt] a\lt 9. \end{gather*}

Проаналізуймо добуток коренів цього рівняння:

\begin{gather*} \left\{\begin{array}{l} x_1\cdot x_2\gt 0,\\ x_1\cdot x_2=20-3a-2a^2; \end{array}\right.\\[7pt] 20-3a-2a^2\gt 0. \end{gather*}

Помножмо на \(-1\), змінивши знак нерівності:

Отже, \(a\in (-4; 2{,}5).\)

Знайдімо перетин отриманих умов:
1. \(a\lt 9.\)
2. \(a\in (-4; 2{,}5).\)

Спільним розв’язком є проміжок \(a\in (-4; 2{,}5).\)

Цілі значення \(a\) в цьому проміжку:

\begin{gather*} \{-3; -2; -1; 0; 1; 2\}. \end{gather*}

Найменше ціле значення: \(-3.\)

Відповідь: \(-3.\)

ТЕМА: Геометрія. Стереометрія. Многогранники.

Завдання перевіряє вміння обчислювати об’єм піраміди.

Маємо правильну трикутну піраміду, тому основа – правильний трикутник, основа висоти – центр трикутника.

Об'єм піраміди обчислімо за формулою:

\begin{gather*} V=\frac 13S_\text{осн}\cdot H, \end{gather*}

де \(S_\text{осн}\) – площа основи, \(H\) – висота.

Основа висоти \(H\) піраміди збігається із центром вписаного кола основи. Розгляньмо прямокутний трикутник \(DOK\), катети якого – висота піраміди \(H=DO\) та радіус вписаного кола \(r=OK\), а гіпотенуза – апофема \(L=DK=8\) см.

Радіус вписаного кола для правильного трикутника:

\begin{gather*} r=\frac{a}{2\sqrt{3}}=\frac{8\sqrt{3}}{2\sqrt{3}}=4\ \text{см}. \end{gather*}

За теоремою Піфагора:

Відповідь: \(192.\)

ТЕМА: Перестановки, комбінації, розміщення. Комбінаторні правила суми та добутку.

Завдання перевіряє вміння використовувати комбінації та комбінаторні правила добутку для розв’язання комбінаторних задач.

І. Для виконання замовлення автобуса виконавець має \(8\) різних автобусів. Оскільки треба вибрати лише один, то кількість способів зробити це дорівнює кількості автобусів: \begin{gather*} N_1=8. \end{gather*}

II. Для виконання замовлення на два мікроавтобуси виконавець має \(6\) різних мікроавтобусів. Треба вибрати два з них. Оскільки порядок вибору не має значення (просто потрібні дві машини), скористаймося формулою для комбінацій вибору \(k\) варіантів з \(n\) можливих:

Отже, виконавець замовлення може \(15\) способами вибрати два мікроавтобуси.

Оскільки треба вибрати і автобус, i мікроавтобуси одночасно, застосуймо правило добутку:

\begin{gather*} 8\cdot 15=120\ \text{варіантів}. \end{gather*}

Правило добутку: якщо об’єкт \(A\) можна вибрати \(n\) способами, а об’єкт \(B\) – \(m\) способами, то пару \(A\) і \(B\) можна вибрати \(n\cdot m\) способами.

Відповідь: \(120.\)