Zadanie 10 · 5 pkt · otwarte
Pole powierzchni bocznej ostrosłupa z kąta między ścianami
Podstawą ostrosłupa jest kwadrat . Krawędź boczna jest wysokością ostrosłupa, natomiast krawędź podstawy ma długość . Cosinus kąta między ścianami bocznymi i tego ostrosłupa jest równy .
Oblicz pole powierzchni bocznej tego ostrosłupa. Zapisz obliczenia.
Spróbuj najpierw sam(a), potem sprawdź.
Rozwiązanie krok po kroku
Niech będzie spodkiem wysokości ściany poprowadzonej z wierzchołka ; ściany i są symetryczne względem płaszczyzny , więc , , a kąt między ścianami to ; stosujemy twierdzenie cosinusów w trójkącie .
Do tego miejsca: 1 pkt
Rozwiązujemy równanie, pamiętając, że .
Do tego miejsca: 2 pkt
Z twierdzenia Pitagorasa w trójkącie prostokątnym obliczamy .
Rzutem odcinka na płaszczyznę podstawy jest , a , więc z twierdzenia o trzech prostych prostopadłych ; trójkąty prostokątne i mają wspólny kąt przy wierzchołku , więc są podobne.
Do tego miejsca: 3 pkt
Obliczamy długość krawędzi .
Do tego miejsca: 4 pkt
Z twierdzenia Pitagorasa w trójkącie prostokątnym obliczamy wysokość .
Ściany i to przystające trójkąty prostokątne o przyprostokątnych i , a ściany i — trójkąty o podstawie i wysokości .
Do tego miejsca: 5 pkt
Odpowiedź
Pole powierzchni bocznej ostrosłupa jest równe .
Jak to jest punktowane
Za rozwiązanie jest jeden poziom — najwyższy, który spełnia.
- 5 pktzastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: .
- 4 pktobliczenie długości krawędzi i : i ALBO– obliczenie długości krawędzi i : i ,ALBO– obliczenie długości krawędzi : i zapisanie, że trójkąt jest prostokątny (albo z rozwiązania wynika, że zdający rozpatruje trójkąt jako prostokątny),ALBO– obliczenie długości krawędzi i : i ,ALBO– obliczenie długości krawędzi i : i ,ALBO– obliczenie długości krawędzi i : i ,ALBO– obliczenie długości krawędzi : i zapisanie, że trójkąt jest prostokątny (albo z rozwiązania wynika, że zdający rozpatruje trójkąt jako prostokątny).
- 3 pktobliczenie długości odcinka : oraz zapisanie równania pozwalającego obliczyć długość jednego z odcinków: , , , , np.: ( z podobieństwa trójkątów i ), ( z podobieństwa trójkątów i ), ( z podobieństwa trójkątów i ), ( z podobieństwa trójkątów i ), ( z podobieństwa trójkątów i ), ( z podobieństwa trójkątów i ),ALBO– zapisanie układu dwóch równań z dwiema niewiadomymi, w którym jedną z niewiadomych jest długość krawędzi , a drugą długość krawędzi , np. i ,ALBO– zapisanie równania z jedną niewiadomą (długością krawędzi albo długością krawędzi , albo długością krawędzi ), np. , , .
- 2 pktobliczenie długości odcinka (lub ): ALBO– obliczenie długości odcinka : ,ALBO– spełnienie warunku 2) i jednego z warunków 3),4) określonych w zasadach oceniania za 1 punkt.
- 1 pktspełnienie jednego z poniższych warunków 1)-4):1) obliczenie wartości funkcji trygonometrycznej kąta (gdzie jest punktem przecięcia przekątnych podstawy ), np.: , , ;2) zastosowanie twierdzenia cosinusów do trójkąta i zapisanie równania ;3) zdający zapisze, że trójkąt (lub ) jest prostokątny i wskaże właściwy wierzchołek kąta prostego lub wynika to z rozwiązania, np.:− zapisze równość wynikającą z twierdzenia Pitagorasa: ,− zapisze, że trójkąty oraz są podobne,− zapisze równość wynikającą z podobieństwa trójkątów oraz , np.: ,− zapisze, że trójkąty oraz są podobne,− zapisze równość wynikającą z podobieństwa trójkątów oraz , np.: ;4) zapisze, że trójkąt jest prostokątny lub wynika to z rozwiązania, np.:− zdający zapisze równość ,− zapisze, że trójkąty oraz są podobne,− zapisze równość wynikającą z podobieństwa trójkątów oraz , np.: .
Uznawane są też inne sposoby rozwiązania
- Z podobieństwa trójkątów i mamy , więc , i .
- Przez połowę kąta , dla której , , więc ( — punkt przecięcia przekątnych podstawy), a z jedynki trygonometrycznej dla równych kątów i , czyli z równości , wynika ; dalej i .
Uwagi z zasad oceniania CKE
- 1. Jeżeli zdający w rozwiązaniu rozpatruje ostrosłup prawidłowy czworokątny, to otrzymuje co najwyżej 1 punkt (za poprawną interpretację kąta między ścianami bocznymi oraz za zapisanie równania wynikającego z twierdzenia cosinusów dla trójkąta ).
- 2. Jeżeli zdający w rozwiązaniu błędnie interpretuje kąt między ścianami bocznymi i , np. zakłada, że jest to kąt , to może otrzymać co najwyżej 1 punkt (za spełnienie warunku 3) z kryterium za 1 punkt).
- 3. Jeżeli zdający w rozwiązaniu rozpatruje inną bryłę i nie jest nią ostrosłup prawidłowy czworokątny, to otrzymuje 0 punktów za całe rozwiązanie.
Chcesz rozwiązywać to zadanie z podpowiedziami? Zapisz się na listę oczekujących
Źródło: CKE, matura maj 2025, poziom rozszerzony, zadanie 10