Пояснення

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Числа і вирази.

Завдання перевіряє вміння виконувати тотожні перетворення числових виразів.

Розкриємо дужки та зведемо подібні доданки: $$ x+2(x-2)=x+2x-4=3x-4. $$

Відповідь: A.

Пояснення

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

Завдання перевіряє вміння розв’язувати ірраціональні та показникові рівняння, аналізувати та досліджувати рівняння, розв’язувати рівняння з параметром.

1. Розв'яжемо рівняння

\begin{gather*} 5^{2x+1}-25^x-20=0,\\[7pt] 5^{2x}\cdot 5-5^{2x}-20=0,\\[7pt] 4\cdot 5^{2x}=20,\\[7pt] 5^{2x}=5^1,\\[7pt] 2x=1,\\[7pt] x=0\mathord{,}5. \end{gather*}

2. Розв'яжемо рівняння \((5^{2x+1}-25^x-20)(\sqrt{ax-6}-\sqrt{a-2x})=0\text{:}\) \begin{gather*} \left[\begin{array}{l} 5^{2x+1}-25^x=20=0\ \ (1),\\ \sqrt{ax-6}-\sqrt{a-2x}=0\ \ (2). \end{array}\right. \\[7pt] \text{ОДЗ:} \left\{\begin{array}{l} ax-6\ge 0,\\ a-2x\ge 0. \end{array}\right. \end{gather*}

\((1)\ 5^{2x+1}-25^x-20=0\), \(x_1=0\mathord{,}5.\)

Перевіримо, при яких значеннях \(a\ \ x_1\) буде коренем рівняння (підставимо в ОДЗ): \begin{gather*} \left\{\begin{array}{l} a\cdot 0\mathord{,}5 -6 \ge 0,\\ a-2\cdot 0\mathord{,}5 \ge 0; \end{array}\right.\\[7pt] \left\{\begin{array}{l} 0\mathord{,}5a\ge 6,\\ a\ge 1; \end{array}\right.\\[7pt] \left\{\begin{array}{l} a\ge 12,\\ a\ge 1. \end{array}\right. \end{gather*} якщо \(a\in [12; +\infty)\ x_1=0\mathord{,}5.\)

\((2)\ \sqrt{ax-6}-\sqrt{a-2x}=0\), \(\sqrt{ax-6}=\sqrt{a-2x}\),
\(ax-6=a-2x\), \(ax+2x=a+6\), \(x(a+2)=a+6\),
якщо \(a=-2\), \(x\cdot 0 = 4\) не має коренів,

якщо \(a\ne -2\), \(x_2=\frac{a+6}{a+2}.\)

Перевіримо, при яких значеннях \(a\ \ x_2\) буде коренем рівняння:

\begin{gather*} a\cdot \frac{a+6}{a+2}-6\ge 0,\ \ \frac{a^2+6a}{a+2}-6\ge 0,\\[6pt] \frac{a^2+6a-6a-12}{a+2}\ge 0,\ \ \frac{a^-12}{a+2}\ge 0,\\[6pt] \frac{(a-2\sqrt{3})(a+2\sqrt{3})}{a+2}\ge 0. \end{gather*}

Розв'яжемо методом інтервалів:

\(x_2=\frac{a+6}{a+2}\) – корінь рівняння при \(a\in [-2\sqrt{3}-2)\cup [2\sqrt{3}; +\infty).\)

Запишемо загальну відповідь:

Відповідь: якщо \(a\in (-\infty; -2\sqrt{3})\cup [-2; 2\sqrt{3})\) рівняння не має коренів;

                   якщо \(a\in [-2\sqrt{3}; -2)\cup [2\sqrt{3}; 12)\ \ x=\frac{a+6}{a+2}\);
                   якщо \(a\in [12; +\infty)\ \ x_1=0\mathord{,}5;\ \ x-2=\frac{a+6}{a+2}.\)

Пояснення

ТЕМА: Геометрія Стереометрія. Прямі та площини у просторі. Многогранники.

Завдання перевіряє вміння будувати перерізи призми, знання теореми про три перпендикуляри, кута між прямою та площиною, вміння розв’язувати стереометричні задачі.

1. Нехай \(ABCDA_1B_1C_1D_1\) – прямокутний паралелепіпед.

\(ABCD\) – прямокутник, бічні ребра \(AA_1\), \(BB_1\), \(CC_1\), \(DD_1\) – висоти паралелепіпеда.

Через пряму \(AD\) та точку \(K\in B_1C_1\) можна провести площину \(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\gamma}\) та тільки одну.

За властивістю паралельних площин \((ABC)\ ||\ (A_1B_1C_1)\), третя площина \(\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\gamma}\) перетинає дані площини по паралельних прямих.

\(AD\ ||\ B_1C_1\) точка \(K\in B_1C_1\rightarrow AB_1C_1D\) – даний переріз.

2. \(AB_1C_1D\) – паралелограм, оскільки \(AD\ ||\ B_1C_1\), \(AD=B_1C_1\), \(DC\perp AD\) (\(ABCD\) – прямокутник), \(CC_1 \perp (ABC).\) За теоремою про три перпендикуляри похила \(C_1D\perp AD.\)
Отже, \(AB_1C_1D\) – прямокутник.

3. \(BB_1\perp (ABC)\), \(B_1D\) – похила, \(BD\) – проєкція похилої на \((ABC).\) За означенням кута між прямою та площиною, \(\angle B_1DB=\angle(B_1D\), \((ABC))=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}.\) \(CC_1D_1D\) – квадрат, \(CC_1=CD=18\), за теоремою Піфагора у \(\Delta CC_1D\ (\angle C=90^\circ)\ C_1D=18\sqrt{2}.\)

У \(\Delta B_1BD\ (\angle B=90^\circ)\ BB_1=18\), \(\angle D=\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}\), \(BD=BB_1\cdot \mathrm{ctg}\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}=18\mathrm{ctg}\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}.\)

У \(\Delta ABD\ (\angle A=90^\circ)\) за теоремою Піфагора \(BD^2=AB^2+AD^2\), \(AD=\sqrt{324\mathrm{ctg}^2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}-324}=18\sqrt{\mathrm{ctg}^2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}-1}.\)

\(S_{AB_1C_1D}=AD\cdot DC_1=18\sqrt{\mathrm{ctg}^2-1}\cdot 18\sqrt{2}=324\sqrt{2}\sqrt{\mathrm{ctg}\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}-1}.\)

Відповідь: \(324\sqrt{2}\sqrt{\mathrm{ctg}\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\alpha}-1}.\)

Пояснення

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Функції.

Завдання перевіряє вміння будувати графіки лінійної та тригонометричної функцій, встановлювати властивості числових функцій, заданих формулою або графіком, вміння розв’язувати тригонометричні рівняння.

3. Точка \(A\left(\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{2};1\right)\) – спільна для обох графіків.

4. \(f(x)=g(x)\) на інтервалі \((-\infty; +\infty)\) $$ \sin x=1,\ \ x=\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{2}+2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}n,\ \ n\in Z. $$

Відповідь: 3. \(\left(\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{2};1\right).\)
                   4. \(\frac{\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}}{2}+2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}n,\ \ n\in Z.\)

Пояснення

ТЕМА: Геометрія. Планіметрія. Координати та вектори на площині.

Завдання перевіряє знання властивості рівних векторів, координат вектора; уміння складати рівняння кола, знаходити координати середини відрізка.

Коло задано рівнянням $$ x^2-4x+y^2+12y=9. $$

Запишемо в стандартному вигляді:

\begin{gather*} (x^2-4x+4)-4+(y^2+12y+36)-36=9,\\[7pt] (x-2)^2+(y+6)^2=49. \end{gather*}

Точка \(O(2; -6)\) – центр кола, \(R=7.\)

Нехай точка \(A(x_\text{A}; y_\text{A})\), \(\overrightarrow{OA}(x_\text{A}-2; y_\text{A}+6)\), \(\overrightarrow{OA}(-1; 2).\)

Отже,

\begin{gather*} x_\text{A}-2=-1,\ \ x_\text{A}=1,\\[7pt] y_\text{A}+6=2,\ \ y_\text{A}=-4,\\[7pt] A(1; -4). \end{gather*}

Точка \(O\) середина відрізка \(AC.\)

За формулами $$ x=\frac{x_1+x_2}{2},\ \ y=\frac{y_1+y_2}{2} $$ знаходимо координати точки \(C:\)

\begin{gather*} x_0=\frac{x_\text{A}+x_\text{C}}{2},\ \ x_\text{C}=2x_0-x_A=2\cdot 2-1=3,\\[7pt] y_0=\frac{y_\text{A}+y_\text{C}}{2},\ \ y_\text{C}=2y_0-y_\text{A}=2\cdot (-6)+4=-8,\\[7pt] x_\text{C}\cdot y_\text{C}=3\cdot (-8)=-24. \end{gather*}

Відповідь: \(-24.\)

Пояснення

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Елементи теорії ймовірностей.

Завдання перевіряє вміння обчислювати ймовірність випадкової події, знання правила добутку для знаходження ймовірності.

Серед \(24\) студентів першої групи проживають у гуртожитку \(6\) студентів.

Отже, ймовірність того, що студент проживає у гуртожитку $$ P_1=\frac{6}{24}=\frac 14. $$

Серед \(28\) студентів другої групи у гуртожитку проживають \(14\) студентів.

Отже, $$ P_2=\frac{14}{28}=\frac 12. $$

За правилом добутку ймовірність того, що обидва студенти проживають у гуртожитку $$ P=P_1\cdot P_2=\frac 14\cdot \frac 12=\frac 18=0\mathord{,}125. $$

Відповідь: \(0\mathord{,}125.\)

Пояснення

ТЕМА: Геометрія. Стереометрія. Планіметрія. Многогранники. Трикутники. Чотирикутники.

Завдання перевіряє вміння розв’язувати задачі на обчислення об’єму піраміди, знання теореми Піфагора та властивості квадрата.

\(EABCD\) – піраміда, \(ABCD\) – квадрат, \(O=AB\cap BD\),

\(EO\) – висота, \(EO=12\) см. \(EK\perp AB\) – апофема.

У \(\Delta EOK\ (\angle O=90^\circ)\) за теоремою Піфагора

\begin{gather*} EK^2=OK^2+OE^2,\\[7pt] OK=\sqrt{EK^2-EO^2}=\sqrt{13^2-12^2}=\sqrt{25}=5\ \textit{см},\\[7pt] AD=2OK=10\ \textit{см},\\[6pt] V=\frac 13S_\text{основи}\cdot H=\frac 13S_{ABCD}\cdot EO=\frac 13\cdot 10^2\cdot 12=400\ \textit{см}^3. \end{gather*}

Відповідь: \(400.\)

Пояснення

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Елементи математичної статистики. Вибіркові характеристики.

Завдання перевіряє вміння обчислювати та аналізувати вибіркові характеристики рядів даних (середнє значення).

Середню температуру знаходимо як середнє арифметичне значень

Відповідь: \(15\mathord{,}5.\)

Пояснення

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Рівняння.

Завдання перевіряє вміння застосовувати рівняння до розв’язування текстових задач.

Нехай власна швидкість човна \(x\) км/год.

	\(V\), км/год	\(t\), год	\(S\), км
За течією	$$x+2\mathord{,}5$$	$$\frac{48}{x+2\mathord{,}5}$$	$$48$$
Проти течії	$$x-2\mathord{,}5$$	$$\frac{18}{x-2\mathord{,}5}$$	$$18$$

Відстань проти течії човен подолав за час, вдвічі менший, ніж за течією. $$ \frac{48}{x+2\mathord{,}5}=\frac{18\cdot 2}{x-2\mathord{,}5}. $$ Поділимо обидві частини рівняння на \(12.\) \begin{gather*} \frac{4}{x+2\mathord{,}5}=\frac{3}{x-2\mathord{,}5}\\[6pt] 4(x-2\mathord{,}5)=3(x+2\mathord{,}5)\\[7pt] 4x-10=3x+7\mathord{,}5\\[7pt] x=17\mathord{,}5. \end{gather*}

Відповідь: \(17\mathord{,}5.\)

Пояснення

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

Завдання перевіряє знання формули n-го члена арифметичної прогресії, вміння розв’язувати задачі на арифметичну прогресію.

1. \(a_2-a_5=7\mathord{,}8\); \(a_2=a_1+d\); \(a_5=a_1+4d\)
\(a_1-a_5=a_1+d-(a_1+4d)=a_1+d-a_1-4d=-3d=7\mathord{,}8\)
\(d=7\mathord{,}8:(-3)=-2\mathord{,}6.\)

2. \(a_3=a_1+2d\)
\(-1\mathord{,}8=a_1+2\cdot (-2\mathord{,}6)\)
\(-1\mathord{,}8=a_1-5\mathord{,}2\)
\(a_1=-1\mathord{,}8+5\mathord{,}2=3\mathord{,}4\).

Відповідь: 1. \(-2\mathord{,}6.\)
                   2. \(3\mathord{,}4.\)

Пояснення

ТЕМА: Геометрія. Планіметрія. Коло і круг. Чотирикутники. Трикутники.

Завдання перевіряє знання про коло та його елементи, теореми Піфагора, знання формули для обчислення площі трикутника.

1. \(O_2C=20\) см, \(O_2K\perp CD\), \(O_2K=12\) см.

За теоремою Піфагора \begin{gather*} \Delta O_2KC\ (\angle K=90^\circ),\\[7pt] O_2C^2=O_2K^2+CK^2,\\[7pt] CK=\sqrt{400-144}=\sqrt{256}=16\ \textit{см},\\[7pt] O_1H=CK=16\ \textit{см}. \end{gather*}

2. \(S_{DO_1C}=\frac 12CD\cdot O_1K\),

\begin{gather*} O_1K=O_1O_2+O_2K=O_1M+MO_2+O_2K=16+20+12=48\ \textit{см},\\[6pt] S_{DO_1C}=\frac 12\cdot 32\cdot 48=16\cdot 48=768\ \textit{см}^2. \end{gather*}

Відповідь: 1. \(16.\)
                   2. \(768.\)

Пояснення

ТЕМА: Алгебра і початки аналізу. Числа і вирази.

Завдання перевіряє вміння розв’язувати тестові задачі арифметичним способом, розв’язувати задачі на відсоткові розрахунки.

1. За \(6\) діб норма пробігу \(6\cdot 50=300\) км. Автомобіль проїхав \(420\) км. Перевищення норми пробігу складає $$ 420-300=120\ \textit{км}. $$ За понаднормовий пробіг додаткова плата становитиме $$ P=120\cdot 6=720\ \textit{грн}. $$

2. За \(6\) діб основна плата за оренду становитиме $$ 6\cdot 400=2400\ \textit{грн}. $$ Сума \(P=720\) від \(2400\) становитиме $$ \frac{720}{2400}\cdot 100\text{%}=30\text{%}. $$

Відповідь: 1. \(720.\)
                   2. \(30.\)

Пояснення

ТЕМА: Геометрія Стереометрія. Тіла обертання.

Завдання перевіряє знання формул для обчислення площі поверхні та об’єму циліндра, циліндра та його елементів.

1. Твірна дорівнює \(4.\)

Отже, 1 – В.

2. \(S_\text{бічної}=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}RH=2\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}\cdot 2\cdot 6=24\style{font-style:normal;font-weight:bold;font-size:1.1em}{\pi}.\)

Отже, 2 – Г.

3. \(ABCD\) – прямокутник, обертається навколо сторони \(6.\)

Отже, 3 – A.

Відповідь: 1 – В, 2 – Г, 3 – А.

Пояснення

ТЕМА: Геометрія. Планіметрія. Чотирикутники. Трикутники.

Завдання перевіряє вміння застосовувати властивості трикутників до розв’язування планіметричних задач, знаходити довжину середньої лінії трапеції, знання теореми Піфагора.

1.

\(\angle A=90^\circ\), \(AC\) бісектриса, \(\angle BAC=45^\circ.\)

\(\Delta ABC\) – рівнобедрений \((\angle B=90^\circ)\), \(AB=BC=6\) см.
Отже, 1 – A.

2. \(CH\perp AD\), \(HD\) – проекція \(CD\) на \(AD.\)

У \(\Delta CHD\ (\angle H=90^\circ)\), \(CH=6\) см, \(HD=8\) см (єгипетський).
Отже, 2 – Б.

3. \(ABCH\) – квадрат.

\(BC=AH=6\) см, \(AD=AH+HD=14\) см.

Cередня лінія трапеції $$ \frac{BC+AD}{2}=\frac{6+14}{2}=10\ \textit{см}. $$ Отже, 3 – Г.

Відповідь: 1 – A, 2 – Б, 3 – Г.