Mathematics and Physics from the Ground Up
PLEN

Matura in mathematics › 3.3 Polynomial inequalities and biquadratic equations › Drill

Matura · poziom rozszerzony · trening 3.3

Trening: nierówności wielomianowe i równania dwukwadratowe

Zestawy krótkich przykładów do lekcji 3.3 Nierówności wielomianowe i równania dwukwadratowe: znak iloczynu, pierwiastki wielokrotne, rozkład przez grupowanie i pierwiastki całkowite, równania dwukwadratowe i liczba ich rozwiązań. Na końcu zadania w stylu arkusza rozszerzonego.

Poziom A · postać iloczynowa

Zestawy A

1 zestaw

  1. Rozwiąż nierówność.

    1. (x−1)(x+2)(x−4)<0(x - 1)(x + 2)(x - 4) < 0
    2. −(x+3)(x−2)x≥0-(x + 3)(x - 2) x \ge 0
    3. (x+1)2(x−3)≤0(x + 1)^2(x - 3) \le 0
    4. (x+1)2(x−3)<0(x + 1)^2(x - 3) < 0
    5. x2(x−5)(x+1)>0x^2(x - 5)(x + 1) > 0
    6. (x2+3)(x−2)3≥0(x^2 + 3)(x - 2)^3 \ge 0
    Odpowiedzi

    a) (−∞, −2)∪(1, 4)(-\infty,\,-2) \cup (1,\,4)   b) (−∞, −3]∪[0, 2](-\infty,\,-3] \cup [0,\,2]   c) (−∞, 3](-\infty,\,3]   d) (−∞, −1)∪(−1, 3)(-\infty,\,-1) \cup (-1,\,3)   e) (−∞, −1)∪(5, +∞)(-\infty,\,-1) \cup (5,\,+\infty)   f) [2, +∞)[2,\,+\infty)

Poziom B · najpierw rozkład

Zestawy B

1 zestaw

  1. Rozłóż i rozwiąż.

    1. x3−4x≥0x^3 - 4x \ge 0
    2. x3+3x2−x−3<0x^3 + 3x^2 - x - 3 < 0
    3. x3−6x2+9x>0x^3 - 6x^2 + 9x > 0
    4. x3−7x+6≤0x^3 - 7x + 6 \le 0
    5. x4−16<0x^4 - 16 < 0
    6. 2x3−x2−8x+4≥02x^3 - x^2 - 8x + 4 \ge 0
    Odpowiedzi

    a) [−2, 0]∪[2, +∞)[-2,\,0] \cup [2,\,+\infty)   b) (−∞, −3)∪(−1, 1)(-\infty,\,-3) \cup (-1,\,1)   c) (0, 3)∪(3, +∞)(0,\,3) \cup (3,\,+\infty)   d) (−∞, −3]∪[1, 2](-\infty,\,-3] \cup [1,\,2]   e) (−2, 2)(-2,\,2)   f) [−2, 12]∪[2, +∞)[-2,\,\tfrac12] \cup [2,\,+\infty)

Poziom C · dwukwadratowe

Zestawy C

2 zestawy

  1. Rozwiąż.

    1. x4−13x2+36=0x^4 - 13x^2 + 36 = 0
    2. x4+3x2−4=0x^4 + 3x^2 - 4 = 0
    3. x4+5x2+6=0x^4 + 5x^2 + 6 = 0
    4. x4−3x2=0x^4 - 3x^2 = 0
    5. x4−5x2+4≥0x^4 - 5x^2 + 4 \ge 0
    Odpowiedzi

    a) ±2, ±3\pm 2,\ \pm 3   b) ±1\pm 1   c) brak rozwiązań   d) 0, ±30,\ \pm\sqrt3   e) (−∞, −2]∪[−1, 1]∪[2, +∞)(-\infty,\,-2] \cup [-1,\,1] \cup [2,\,+\infty)

  2. Podaj liczbę rozwiązań równania x4−6x2+m=0x^4 - 6x^2 + m = 0 dla podanego mm.

    1. m=5m = 5
    2. m=9m = 9
    3. m=0m = 0
    4. m=−7m = -7
    5. m=10m = 10
    Odpowiedzi

    a) 44   b) 22   c) 33   d) 22   e) 00

Zadania maturalne

Formy zadań jak w arkuszu rozszerzonym CKE: zadania otwarte, w których punktowane są etapy: rozkład, układ znaków, zbiór rozwiązań.

Zadania w stylu arkusza

3 zadania · 10 pkt

  1. (0–3 pkt) Rozwiąż nierówność x3−5x2+3x+9>0x^3 - 5x^2 + 3x + 9 > 0.

    Rozwiązanie i punktacja
    1. Pierwiastek. W(−1)=−1−5−3+9=0W(-1) = -1 - 5 - 3 + 9 = 0.
    2. Rozkład. Horner przez x+1x + 1: 11; −6-6; 99; 00, czyli (x+1)(x2−6x+9)=(x+1)(x−3)2(x + 1)(x^2 - 6x + 9) = (x + 1)(x - 3)^2.
    3. Wynik. x>−1x > -1 i x≠3x \ne 3: (−1, 3)∪(3, +∞)(-1,\,3) \cup (3,\,+\infty).

    1 pkt za pierwiastek −1-1. 2 pkt za rozkład. 3 pkt za zbiór z wykluczonym 33.

  2. (0–3 pkt) Rozwiąż nierówność x4−3x3−4x2≤0x^4 - 3x^3 - 4x^2 \le 0.

    Rozwiązanie i punktacja
    1. Rozkład. x2(x2−3x−4)=x2(x−4)(x+1)x^2(x^2 - 3x - 4) = x^2(x - 4)(x + 1).
    2. Znak. dla x≠0x \ne 0 znak to znak (x−4)(x+1)(x - 4)(x + 1): ujemny na (−1, 4)(-1,\,4).
    3. Wynik. [−1, 4][-1,\,4] (liczba 00 już w nim jest).

    1 pkt za wyłączenie x2x^2. 2 pkt za pełny rozkład i układ znaków. 3 pkt za [−1, 4][-1,\,4].

  3. (0–4 pkt) Wyznacz wszystkie wartości mm, dla których równanie x4+(2m−4)x2+m2−4m=0x^4 + (2m - 4)x^2 + m^2 - 4m = 0 ma dokładnie trzy różne rozwiązania.

    Rozwiązanie i punktacja
    1. Podstawienie. t2+(2m−4)t+m(m−4)=0t^2 + (2m - 4)t + m(m - 4) = 0, czyli (t+m)(t+m−4)=0(t + m)(t + m - 4) = 0: t=−mt = -m albo t=4−mt = 4 - m.
    2. Trzy rozwiązania. jedno tt równe 00, drugie dodatnie.
    3. Przypadki. −m=0-m = 0: m=0m = 0, wtedy t=4>0t = 4 > 0 ✓.  4−m=0\ 4 - m = 0: m=4m = 4, wtedy t=−4<0t = -4 < 0 ✗.
    4. Wynik. m=0m = 0 (rozwiązania 00, ±2\pm 2).

    1 pkt za równanie w tt. 2 pkt za t=−mt = -m, t=4−mt = 4 - m. 3 pkt za warunek „jedno t=0t = 0, drugie t>0t > 0”. 4 pkt za m=0m = 0.