Řešení 3. série. typ čtverce o kolik se zvýší počet 1 x 1 2k + 1 2 x 2 2k 1 3 x 3 2k 3. . k x k 3 (k + 1) x (k + 1) 1



Podobné dokumenty
STEREOMETRIE. Vzdálenost bodu od přímky. Mgr. Jakub Němec. VY_32_INOVACE_M3r0113

3.2.4 Podobnost trojúhelníků II

65. ročník matematické olympiády Řešení úloh klauzurní části školního kola kategorie B

15 s. Analytická geometrie lineárních útvarů

{ } Kombinace II. Předpoklady: =. Vypiš všechny dvoučlenné kombinace sestavené z těchto pěti prvků. Urči počet kombinací pomocí vzorce.

Kapitola I - Množiny bodů daných vlastností I.a Co je množinou všech bodů v rovině, které mají od daných dvou různých bodů stejnou vzdálenost? I.

1. Kruh, kružnice. Mezi poloměrem a průměrem kružnice platí vztah : d = 2. r. Zapíšeme k ( S ; r ) Čteme kružnice k je určena středem S a poloměrem r.

M - Rovnice - lineární a s absolutní hodnotou

Nerovnice s absolutní hodnotou

Soustavy lineárních rovnic

Funkce více proměnných

1.3.1 Kruhový pohyb. Předpoklady: 1105

Svobodná chebská škola, základní škola a gymnázium s.r.o. pochopení pojmů a výpočtů objemů a obvodů

Matematika 9. ročník

PŘIJÍMACÍ ZKOUŠKY I.termín

EXPONENCIÁLNÍ A LOGARITMICKÁ FUNKCE

KONSTRUKČNÍ ÚLOHY ŘEŠENÉ UŽITÍM MNOŽIN BODŮ

(a) = (a) = 0. x (a) > 0 a 2 ( pak funkce má v bodě a ostré lokální maximum, resp. ostré lokální minimum. Pokud je. x 2 (a) 2 y (a) f.

Důkazové metody. Teoretická informatika Tomáš Foltýnek

= musíme dát pozor na: jmenovatel 2a, zda je a = 0 výraz pod odmocninou, zda je > 0, < 0, = 0 (pak je jediný kořen)

Kvadratické rovnice pro učební obory

4.6.6 Složený sériový RLC obvod střídavého proudu

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Analytická geometrie ( lekce)

ALGEBRA LINEÁRNÍ, KVADRATICKÉ ROVNICE

2.1. Pojem funkce a její vlastnosti. Reálná funkce f jedné reálné proměnné x je taková

2.8.9 Parametrické rovnice a nerovnice s absolutní hodnotou

Vztah mezi dvěma čísly, které se rovnají, se nazývá rovnost, jako například : ( 2) 3 = 8 4 = 2 ; 16 = 4 ; 1 = 1 a podobně. 2

9.2.5 Sčítání pravděpodobností I

Kvadratické rovnice pro studijní obory

( ) Neúplné kvadratické rovnice. Předpoklady:

UŽITÍ DERIVACÍ, PRŮBĚH FUNKCE

Šablona pro zadávání otázek pro přijímací řízení pro akademický rok 2008/2009

Dualita v úlohách LP Ekonomická interpretace duální úlohy. Jiří Neubauer. Katedra ekonometrie FEM UO Brno

Různostranné obecné Rovnoramenné Rovnostranné. třetí, základna, je různá

Orientovaná úseka. Vektory. Souadnice vektor

Řešení: ( x = (1 + 2t, 2 5t, 2 + 3t, t); X = [1, 2, 2, 0] + t(2, 5, 3, 1), přímka v E 4 ; (1, 2, 2, 0), 0, 9 )

Rostislav Horčík. 13. října 2006

Př. 3: Dláždíme čtverec 12 x 12. a) dlaždice 2 x 3 12 je dělitelné 2 i 3 čtverec 12 x 12 můžeme vydláždit dlaždicemi 2 x 3.

Dopravní úloha. Jiří Neubauer. Katedra ekonometrie FEM UO Brno

4. Výčtem prvků f: {[2,0],[3,1],[4,2],[5,3]}

Deskový kondenzátor a jak v něm měřit pole Návody na pokusy

Soustavy lineárních rovnic

Kolmost rovin a přímek

KVADRATICKÉ ROVNICE A NEROVNICE (včetně řešení v C)

Svobodná chebská škola, základní škola a gymnázium s.r.o.

Tvorba trendové funkce a extrapolace pro roční časové řady

ax + b = 0, kde a, b R, přímky y = ax + b s osou x (jeden, nekonečně mnoho, žádný viz obr. 1.1 a, b, c). Obr. 1.1 a Obr. 1.1 b Obr. 1.

Digitální učební materiál

1.1.1 Kvadratické rovnice (dosazení do vzorce) I

Grafické řešení soustav lineárních rovnic a nerovnic

( ) Kreslení grafů funkcí metodou dělení definičního oboru I. Předpoklady: 2401, 2208

Lineární algebra. Vektorové prostory

Sestrojte trojúhelník ABC, jestliže znáte délku jeho dvou stran (a = 5cm, b = 7cm) a poloměr kružnice jemu opsané (r = 6cm).

INŽENÝRSKÁ MATEMATIKA LOKÁLNÍ EXTRÉMY

Učební dokument FUNKCE. Vyšetřování průběhu funkce. Mgr. Petra MIHULOVÁ. 4.roč.

Matematika pro 9. ročník základní školy

Obsah. x y = 1 + x y = 3x y = 2(x2 x + 1) (x 1) x 3. y = x2 + 1 x y =

5.2.3 Kolmost přímek a rovin I

Lineární funkce, rovnice a nerovnice

Goniometrie trigonometrie

Lokální a globální extrémy funkcí jedné reálné proměnné

( ) ( ) ( ) 2 ( ) Rovnice s neznámou pod odmocninou II. Předpoklady: 2715

Kapitola 7: Integrál. 1/14

Úlohy krajského kola kategorie A

1. rys - Rotační válec V Mongeově promítání sestrojte sdružené průměty rotačního válce, jsou-li dány:

17 t. Analytická geometrie přímky rovnice přímky, vzájemná poloha přímek, odchylka přímek, průsečík přímek, vzdálenost přímky od roviny

Matematika - Tercie Matematika tercie Výchovné a vzdělávací strategie Učivo ŠVP výstupy

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

Domácí úkol DU01_2p MAT 4AE, 4AC, 4AI

2.7.2 Mocninné funkce se záporným celým mocnitelem

2.1 Pokyny k otevřeným úlohám. 2.2 Pokyny k uzavřeným úlohám TESTOVÝ SEŠIT NEOTVÍREJTE, POČKEJTE NA POKYN!

2.1 Pokyny k otevřeným úlohám. 2.2 Pokyny k uzavřeným úlohám TESTOVÝ SEŠIT NEOTVÍREJTE, POČKEJTE NA POKYN!

PLANIMETRIE, KONSTRUKČNÍ ÚLOHY V ROVINĚ

4.4.2 Kosinová věta. Předpoklady: 4401

když n < 100, n N, pak r(n) = n,


10. Polynomy a racionálně lomenné funkce

Gymnázium, Praha 10, Voděradská 2 Projekt OBZORY

Matematika I: Aplikované úlohy

3. Souřadnicové výpočty

je dána vzdáleností od pólu pohybu πb

Matematická analýza III.

M - Příprava na 2. zápočtový test pro třídu 2D

Svobodná chebská škola, základní škola a gymnázium s.r.o. Zlomky sčítání a odčítání. Dušan Astaloš. samostatná práce, případně skupinová práce

FYZIKÁLNÍ MODEL KYVADLA NA VOZÍKU

Jak pracovat s absolutními hodnotami

METODICKÉ LISTY Z MATEMATIKY pro gymnázia a základní vzdělávání

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Asymptoty grafu funkce

Druhá mocnina a odmocnina Irena Budínová PDF MU budinova@ped.muni.cz

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE

Matice. Význačné matice. Matice A typu (m, n) je uspořádané schéma m*n prvků, které jsou zapsány do m řádků a n sloupců:

Napájecí soustava automobilu. 2) Odsimulujte a diskutujte stavy které mohou v napájecí soustavě vzniknout.

Tabulky Word egon. Tabulky, jejich formátování, úprava, změna velikosti

Geometrické vektory. Martina Šimůnková. Katedra aplikované matematiky. 9. března 2008

Michal Sláma. Pythagorejské trojúhelníky Pythagorean triangles

13 Analytická geometrie v prostoru

NEKONEČNÉ GEOMETRICKÉ ŘADY

IMPORT A EXPORT MODULŮ V PROSTŘEDÍ MOODLE

Transkript:

Řešení 3 série Řešení S-I-3-1 Než se pustíme o řešení úlohy s n x n čtvercovými poli, zkusme ohalit princip na šachovnici s konkrétním počtem polí Na šachovnici 1 x 1 je pouze 1 čtverec Na šachovnici 2 x 2 můžeme napočítat 4 čtverce o rozměru 1x1 a 1 o rozměru 2 x 2 - tey ohromay 5 Na šachovnici 3 x 3 máme 9 čtverců o rozměru 1 x 1, 4 o rozměru 2 x 2 a 1 o rozměru 3 x 3 Nyní si uspořáejme výsleky o tabulky n počet čtverců hypotéza 1 1 1 2 2 1+4=5 1 2 + 2 2 3 1+4+9=14 1 2 + 2 2 + 3 2 4 1+4+9+16=30 1 2 + 2 2 + 3 2 + 4 2 5 1+4+9+16+25=55 1 2 + 2 2 + 3 2 + 4 2 + 5 2 Hypotézu můžeme tey sformulovat takto: Na šachovnici o n x n (n N) polích je p n čtverců, ke p n = 1 2 + 2 2 + 3 2 + + n 2 Toto tvrzení musíme okázat Poslouží nám k tomu princip matematické inukce Nejříve musíme okázat, že tvrzení platí pro n = 1 V šachovnici 1 x 1 je ale právě 1 čtverec, tím je první krok hotov Přepokláejme, že naše tvrzení platí pro nějaké pevné přirozené číslo k Kolik přibue čtverců, poku se počet polí zvýší na (k + 1) x (k + 1)? typ čtverce o kolik se zvýší počet 1 x 1 2k + 1 2 x 2 2k 1 3 x 3 2k 3 k x k 3 (k + 1) x (k + 1) 1 Chceme-li věět, kolik přibue čtverců, stačí sečíst (2k + 1) + (2k 1) + (2k 3) + + 3 + 1 = (k + 1) 2 1

V šachovnici o (k + 1) x (k + 1) polích je tey 1 2 + 2 2 + 3 2 + + k 2 + (k + 1) 2 čtverců Naše tvrzení je okázáno pro všechna přirozená čísla n, protože jsem je ověřili pro n = 1 a z přepoklau o pravivosti tvrzení pro n = k jsem okázali pravivost pro n = k + 1 Poznámka: Mohli bychom ještě okázat, že skutečně součet prvních k lichých čísel je k 2, čehož jsem využili ve ruhé části ůkazu Také stojí za pozornost zjenoušení výpočtu všech čtverců v šachovnici na tvar n(n + 1)(2n + 1) 6 Platnost tohoto vztahu bychom okázali opět pomocí matematické inukce Řešení S-I-3-2 Úlohu převeeme na úlohu sestrojení čtverce, známe-li čtyři boy (A, B, C, D) na obvou čtverce Z vlastnosti, že shoné příčky ve čtverci jsou na sebe kolmé, pak plyne konstrukce Boy A, B, C a D jsou ány Chceme sestrojit čtverec EF GH Boy A a C veeme přímku Sestrojíme kolmici boem B k této přímce Velikost úsečky AC naneseme na tuto kolmici a ostaneme tak bo D, který je boem strany HE 2

Boy D a D veeme přímku Dále boem A sestrojíme kolmici na přímku DD Průsečík těchto přímek je bo E Bo H sestrojíme obobně - kolmicí boem C na přímku DD Nanesením velikosti úsečky EH na přímku EA získáme bo F a nanesením na přímku HC získáme bo G Tím jsme okončili konstrukci vrcholů hleaného čtverce EF GH Řešení S-I-3-3 Mnozí z vás řešili tuto úlohu zkusmo (a správně), proto vám chceme ukázat jistou metou, která vee k řešení i tehy, je-li zaání mnohem komplikovanější Na pomoc si vezmeme vektory xová souřanice bue přestavovat květák, yová kapustu a zová zelí S tímto označením si můžeme první tah zapsat jako vektor (1, 0, -1), ruhý tah jako (-1, 1, 0), třetí tah jako (0, 1, 0), čtvrtý jako (-1, -1, 1) a pátý jako (0, 0, -2) Stavu na začátku hry přísluší bo [2, 3, 4] Lineární kombinací všech vektorů se chceme z bou [2, 3, 4] ostat o bou [0, 0, 0] Zapíšeme to násleující rovností: [2, 3, 4] + a(1, 0, 1) + b( 1, 1, 0) + c(0, 1, 0) + ( 1, 1, 1) + e(0, 0, 2) = = [0, 0, 0], ke koeficienty a, b, c,, e jsou celá nezáporná čísla Upravíme: a(1, 0, 1)+b( 1, 1, 0)+c(0, 1, 0)+( 1, 1, 1)+e(0, 0, 2) = ( 2, 3, 4) A ostáváme soustavu tří rovnic o pěti neznámých: a b = 2 b + c = 3 a + 2e = 4 Tato soustava má vouparametrický systém řešení, za parametry zvolíme např a e Dostáváme tey, že 3

a = 4 + 2e, b = 6 2e, c = 9 + + 2e, =, e = e Víme, že b 0, to znemená, že 6 2e 0, tey e 3 Nás zajímá, ky bue součet a + b + c + + e = 1 + 3 e nejmenší Poku bue e = 3, bue c = 3 + Víme, že c 0, tey i 3 + 0, tey 3 Viíme, že součet bue nejmenší pro = 3 Dostáváme tey: otu a = 1, b = 0, c = 0, = 3, e = 3, a + b + c + + e = 1 + 3 3 = 7 Nejmenší počet tahů, na který lze hru vyhrát je 7 Řešení S-I-3-4 V řešení oržíme značení ze zaání, tey poloměr většího kola označíme r 1, poloměr menšího kola r 2 a vzálenost mezi střey Řešme nejprve élku řemene v přípaě, že se obě kola otáčejí ve stejném směru Celkovou élku O 1 můžeme rozložit na va oblouky a vě rovné části x, jak je naznačeno na obrázku Přímka AB je tečnou k oběma kružnicím, proto trojúhelník AXB je pravoúhlý Známe velikosti stran AX = a XB = r 1 r 2, proto x = 2 (r 1 r 2 ) 2 Z tohoto trojúhelníku určíme i velikost úhlu AXB jako cos( AXB ) = r 1 r 2, 4

otu cos(π AXB ) = r 2 r 1 Délka oblouku ÂA, resp BB pak bue ÂA = 2r 2 arccos r 1 r 2, BB = 2r 1 (arccos r 2 r 1 ) Tey celkovou élku O 1 můžeme vyjářit ( O 1 = 2 2 (r 1 r 2 ) 2 + r 1 arccos r 2 r 1 + r 2 arccos r ) 1 r 2 Stejným způsobem můžeme postupovat i v přípaě, ky se kola otáčejí proti sobě Využijeme pravoúhlého trojúhelníka RSX, ke platí RS =, SX = r 1 + r 2 Otu určíme y = 2 (r 1 + r 2 ) 2, cos RSX = r 1 + r 2 Obobnými úpravami jako v přecházejícím přípaě vyjáříme celkovou élku řemene O 2 jako O 2 = 2 ( 2 (r 1 + r 2 ) 2 + r 1 arccos (r 1 + r 2 ) Poměr jejich élek je pak O 1 O 2 = + r 2 arccos (r ) 1 + r 2 ) 2 (r 1 r 2 ) 2 + r 1 arccos r 2 r 1 + r 2 arccos r 1 r 2 2 (r 1 + r 2 ) 2 + r 1 arccos (r 1+r 2 ) + r 2 arccos (r 1+r 2 ) 5

Řešení S-I-3-5 Hleáme takové trojciferné číslo zapsané v esítkové soustavě, které se rovná poslenímu trojčíslí stejného čísla zapsaného v pětkové soustavě Obecně pro trojciferné číslo zapsané v esítkové soustavě x 10 platí: x10 2 + y10 1 + z10 0 = a5 4 + b5 3 + c5 2 + 5 1 + e5 0, ke x, y, z, a, b, c,, e jsou celá nezáporná čísla a x 0 V pětkové soustavě se užívá jen číslic 0, 1, 2, 3 a 4, proto x 10 444 Otu můžeme psát x10 2 + y10 + z = k5 3 + x5 2 + y5 + z, ke x, y, z, k {0, 1, 2, 3, 4}, x 0 Snanými úpravami ostaneme rovnici 5(5k 3x) = y, oku víme, že 5 y Jelikož y {0, 1, 2, 3, 4}, musí být y = 0 Dosazením upravíme rovnici na tvar x = 5 3 k Jeiné přípustné řešení je k = 0, x = 0 Hleaná čísla x, y, z jsou (x, y, z) = (0, 0, t), ke t {0, 1, 2, 3, 4} Můžeme tey uělat závěr, že neexistuje žáné trojciferné číslo x 10, které je zapsáno stejnými číslicemi jako poslení trojčíslí stejného čísla x 5 zapsaného v pětkové soustavě 6