ТЕМА: Геометрія. Стереометрія. Многогранники. Тіла і поверхні обертання. Комбінації тіл.

Це завдання перевіряє вміння визначати твірну конуса за заданими його об’ємом та радіусом його основи.

Для розв’язання завдання потрібно знати властивості рівнобедреного трикутника, означення та властивості конуса, формулу об’єму конуса, теорему Піфагора.

Нехай \(ABC\) – рівнобедрений трикутник, у якому \(AB = CB\) (див. рисунок).

Висота \(BO\) є одночасно його медіаною та бісектрисою. Результатом обертання трикутника \(ABC\) навколо висоти \(BO\) (або прямокутного трикутника \(ABO\) навколо катета \(BO\)) є конус з висотою \(BO\) та радіусом основи \(AO.\) Трикутник \(ABC\) – осьовий переріз конуса. Бічна сторона трикутника \(ABC\) – твірна конуса.

За теоремою Піфагора для прямокутного трикутника \(ABO\) виконується рівність $$ AB^{2} = AO^{2} + BO^{2}. $$ Оскільки точка \(O\) є серединою відрізка \(AC\), то $$ AO = \frac{1}{2} AC = \frac{1}{2} \cdot 16 = 8\ \text{см}. $$

Для визначення висоти конуса запишемо формулу об’єму конуса: $$ V = \frac{1}{3}\pi AO^{2} \cdot BO. $$ Оскільки \(AO = 8\ \text{см}\), а \(V = 320\pi\ \text{см}^3\), то \begin{gather*} 320\pi = \frac{1}{3}\pi \cdot 8^{2} \cdot BO,\\[6pt] 320\cdot 3=64\cdot BO,\\[6pt] BO = \frac{320 \cdot 3}{64} = 5\cdot 3=15\ \text{см}. \end{gather*}

Отже, $$ AB^{2} = 8^{2} + 15^{2} = 289, $$ звідси $$ AB = \sqrt{289} = 17\ \text{см}. $$

Відповідь: \(17.\)

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Числа і вирази. Ірраціональні вирази та їхні перетворення.

Це завдання перевіряє вміння виконувати тотожні перетворення ірраціональних числових виразів.

Щоб розв’язати завдання, потрібно знати формулу скороченого множення: $$ (a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2, $$ а також властивості коренів, зокрема \begin{gather*} \sqrt{a}\cdot \sqrt{b} = \sqrt{ab},\\[7pt] (\sqrt{a})^2 = a. \end{gather*}

Спростимо заданий вираз. Спочатку врахуємо, що $$ \frac{4}{\sqrt{2}} = \frac{2 \cdot 2}{\sqrt{2}} = \frac{2\cdot \sqrt{2}\cdot \sqrt{2}}{\sqrt{2}} = 2\sqrt{2}. $$ Тоді

Отже,

Відповідь: \(-83.\)

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

Це завдання перевіряє вміння розв’язувати логарифмічні рівняння.

Перший спосіб. Оскільки $$ \lg \frac{4}{2x - 3} = \lg 4 - \lg (2x - 3), $$ то перепишемо нерівність у вигляді \begin{gather*} \lg 4 - \lg (2x - 3) \ge 0,\ \text{або}\\[7pt] \lg (2x - 3) \le \lg 4. \end{gather*} Ураховуючи, що логарифмічна функція \(y = \lg x\) (тут основа дорівнює \(10 \gt 1\)) є зростаючою, то задана нерівність рівносильна системі нерівностей $$ \left\{\begin{array}{l} 2x - 3 \le 4,\\ 2x-3\gt 0, \end{array}\right. $$ звідки отримуємо: \begin{gather*} \left\{\begin{array}{l} 2x \le 7,\\ 2x \gt 3, \end{array}\right.\\[7pt] x \in (1{,}5; 3{,}5]. \end{gather*} Отже, найбільший розв’язок цієї нерівності – це число \(x = 3{,}5.\)

Другий спосіб. Ураховуючи, що \(0 = \lg 1\), перепишемо нерівність у вигляді $$ \lg \frac{4}{2x - 3} \ge \lg 1, $$ після чого переходимо до рівносильної нерівності

звідки \(x \in (1{,}5; 3{,}5].\)

Відповідь: \(3{,}5.\)

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції. Числові послідовності. Арифметична прогресія.

Це завдання перевіряє вміння розв'язувати практичні задачі на арифметичну прогресію.

Оскільки вартість підійому меблів на кожен наступний поверх перевищує вартість підійому на попередній на одну й ту саму величину, тоді й повна вартість підійому меблів на кожен наступний поверх перевищує повну вартість їх підйому на попередній на одну й ту саму величину, тобто утворює арифметичну прогресію. Позначимо через \(a_n\) повну вартість підійому меблів на \(n\text{-й}\) поверх. За умовою \(a_4 = 142\ \text{грн}\), \(a_7 = 154\ \text{грн}\). Потрібно визначити \(a_{11}.\)

Оскільки $$ a_n = a_1 + d(n-1), $$ де \(d\) – різниця арифметичної прогресії, то \begin{gather*} a_1 + 3d = 142,\\[7pt] a_1 + 6d = 154. \end{gather*} Звідси отримуємо \begin{gather*} 3d = 154 - 142 = 12,\\[7pt] d = 4. \end{gather*} Тоді

Відповідь: \(170.\)

ТЕМА: Геометрія. Планіметрія. Ромб та його властивості. Рівносторонній трикутник та його властивості. Коло, вписане в ромб. Співвідношення між сторонами і кутами прямокутного трикутника.

Це завдання перевіряє вміння обчислювати довжини відрізків, які є складовими рівностороннього та прямокутного трикутників.

З умови випливає, що сторона ромба дорівнює \(48 : 4 = 12\ \text{см}.\)

1. Проведемо діагональ \(BD\) і розглянемо трикутник \(ABD\) (див. рисунок).

Оскільки \(AB = AD\) і \(\angle A = 60^\circ\), то цей трикутник є рівностороннім. Тоді $$ BD = AB = AD = 12\ \text{см}. $$ Проведемо радіуси \(OK\) та \(OM\) і розглянемо трикутники \(OKB\) та \(OMD\). Оскільки \(OK\ \perp\ AB\) і \(OM\ \perp\ AD\) (дотична до кола перпендикулярна до радіуса, який сполучає центр кола з точкою дотику), \(OK = OM\) (як радіуси вписаного кола). \(\angle ABD = \angle ADB = 60^\circ\), то ці прямокутні трикутники рівні (за стороною та двома кутами). Тому $$ OB = OD = \frac{1}{2}BD = 6\ \text{см}. $$

2. Доведемо спочатку, що трикутник \(AKM\) є рівностороннім. З рівності трикутників \(OKB\) та \(OMD\) випливає, що \(KB = MD.\) Оскільки \(AB = AD\) i \(AK+KB=AB\), \(AM+MD=AD\), то \(AK=AM\). Оскільки \(\angle A = 60^\circ\), то трикутник \(AKM\) є рівностороннім. У прямокутному трикутнику \(OKB\) \(\angle KBO = 60^\circ\), тоді \(\angle KOB = 30^\circ.\) Отже, катет \(KB\) удвічі менший за гіпотенузу \(OB\mathord{:}\) $$ KB = \frac{1}{2}OB = \frac{1}{2} \cdot 6 = 3\ \text{см}. $$ Тоді

Відповідь: 1. \(6.\)
                   2. \(9.\)

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Числа і вирази. Текстові задачі.

Це завдання перевіряє вміння розв’язувати текстові задачі.

1. Позначимо через \(x\) швидкість пішохода, тоді \(x + 12\) – швидкість велосипедиста. Оскільки відстань між двома містами велосипедист долає за \(2\ \text{год}\), а пішохід – за \(6\ \text{год}\), то виконується рівність $$ 2(x + 12) = 6x, $$ звідси отримуємо \begin{gather*} x + 12 = 3x,\\[7pt] x = 6\ \text{ км/год}. \end{gather*} Тоді відстань між містами становить $$ 6 \cdot 6 = 36\ \text{км}. $$

2. Оскільки швидкість пішохода дорівнює \(6\ \text{км/год}\), а швидкість велосипедиста на \(12\ \text{км/год}\) більша, тобто дорівнює \(18\ \text{км/год}\), то за одну годину пішохід подолає \(6\ \text{км}\), а велосипедист – \(18\ \text{км}\). Тому через одну годину відстань між ними зменшиться на $$ 6 + 18 = 24\ \text{км}. $$ Щоб визначити через скільки годин після початку руху вони зустрінуться, потрібно відстань між містами, а вона дорівнює \(36\ \text{км}\), розділити на \(24\ \text{км}\). Отримаємо $$ 36 : 24 = 1{,}5\ \text{год}. $$

Відповідь: 1. \(36.\)
                   2. \(1{,}5.\)