Zadanie 31 · 4 pkt · otwarte
Prostopadłościan o największym polu powierzchni
Rozważamy wszystkie prostopadłościany , w których krawędź ma długość oraz suma długości wszystkich krawędzi wychodzących z wierzchołka jest równa (zobacz rysunek).
Niech oznacza funkcję pola powierzchni całkowitej takiego prostopadłościanu w zależności od długości krawędzi .
Wyznacz wzór i dziedzinę funkcji . Oblicz długość krawędzi tego z rozważanych prostopadłościanów, którego pole powierzchni całkowitej jest największe. Zapisz obliczenia.
Spróbuj najpierw sam(a), potem sprawdź.
Rozwiązanie krok po kroku
Suma długości krawędzi wychodzących z wierzchołka jest równa , więc wyznaczamy długość krawędzi .
Do tego miejsca: 1 pkt
Pole powierzchni całkowitej to podwojona suma pól trzech różnych ścian.
Do tego miejsca: 2 pkt
Wymnażamy przez i otrzymujemy wzór funkcji .
Krawędzie i muszą mieć dodatnią długość.
Do tego miejsca: 3 pkt
Ramiona paraboli są skierowane w dół, a pierwsza współrzędna wierzchołka należy do dziedziny, więc tam pole jest największe.
Do tego miejsca: 4 pkt
Odpowiedź
, ; największe pole ma prostopadłościan, w którym .
Jak to jest punktowane
Za rozwiązanie jest jeden poziom — najwyższy, który spełnia.
- 4 pktzastosowanie poprawnej metody i poprawne wyniki, np. oraz oraz .
- 3 pktwyznaczenie poprawnego wzoru na pole powierzchni całkowitej prostopadłościanu w zależności od zmiennej oraz wyznaczenie dziedziny tej funkcji, np. oraz ,ALBO– wyznaczenie poprawnego wzoru na pole powierzchni całkowitej prostopadłościanu w zależności od zmiennej (bez wyznaczonej dziedziny funkcji ) oraz prawidłowe obliczenie pierwszej współrzędnej wierzchołka wykresu funkcji , np. oraz .
- 2 pktwyznaczenie poprawnego wzoru na pole powierzchni całkowitej prostopadłościanu w zależności od zmiennej (bez wyznaczonej dziedziny funkcji ), np. ,ALBO– zapisanie zależności między długościami krawędzi i prostopadłościanu oraz wyznaczenie zakresu zmienności , np. oraz .
- 1 pktzapisanie zależności między długościami krawędzi i prostopadłościanu, np.,ALBO– zapisanie wzoru na pole powierzchni całkowitej prostopadłościanu w zależności od długości krawędzi oraz długości krawędzi :,ALBO– wyznaczenie zakresu zmienności : .
Uwagi z zasad oceniania CKE
- 1. Jeżeli zdający zapisze jedynie zakres zmienności : oraz zapisze, że szukaną wartością jest liczba , to otrzymuje 1 punkt za całe rozwiązanie. Jeżeli zdający zapisze jedynie, że szukaną wartością jest liczba , to otrzymuje 0 punktów za całe rozwiązanie.
- 2. Jeżeli zdający nie zapisze pola powierzchni całkowitej prostopadłościanu jako funkcji zmiennej , a jedynie obliczy wartości pola dla wybranych długości krawędzi i na tej podstawie wskaże największą wartość pola, to za całe rozwiązanie otrzymuje 0 punktów, o ile nie nabył prawa do innej liczby punktów (np. za zapisanie zależności między długościami krawędzi i prostopadłościanu: ).
- 3. Jeżeli zdający przyjmuje, że ściany oraz są przystającymi prostokątami i na tym opiera swoje rozwiązanie, to może otrzymać co najwyżej 2 punkty za całe rozwiązanie (za zapisanie zależności między długościami krawędzi i oraz za wyznaczenie dziedziny funkcji).
- 4. Jeżeli zdający zamiast funkcji rozważa w całym rozwiązaniu funkcję postaci albo funkcję pola powierzchni całkowitej w zależności od długości krawędzi , to może otrzymać co najwyżej 3 punkty za całe rozwiązanie (za związek między długościami krawędzi i , za wyznaczenie dziedziny funkcji i za poprawne wyznaczenie argumentu, dla którego pole powierzchni całkowitej jest największe).
- 5. Jeżeli zdający stosuje rachunek różniczkowy i nie uzasadni, że w punkcie będącym miejscem zerowym pochodnej funkcji jest największa wartość funkcji , to może otrzymać co najwyżej 3 punkty za całe rozwiązanie.Za poprawne uzasadnienie, że w punkcie będącym miejscem zerowym pochodnej funkcji jest największa wartość funkcji , można uznać sytuację, gdy zdający bada znak pochodnej (np. szkicuje wykres funkcji, która w ten sam sposób jak pochodna zmienia znak, i zaznacza na rysunku, np. znakami „+” i „-”, znak pochodnej), oraz:– opisuje przedziały monotoniczności funkcji (słownie lub graficznie – np. przy użyciu strzałek)LUB– zapisuje, że dla wyznaczonego miejsca zerowego pochodnej, funkcja ma maksimum lokalne i jest to jednocześnie jej największa wartość,LUB– zapisuje, że dla wyznaczonego miejsca zerowego pochodnej, funkcja ma maksimum lokalne i jest to jedyne ekstremum tej funkcji.
Chcesz rozwiązywać to zadanie z podpowiedziami? Zapisz się na listę oczekujących
Źródło: CKE, matura maj 2025, poziom podstawowy, zadanie 31