Funkcje I Figury
1. **Problem 10:** Znając, że funkcja liniowa $f$ przyjmuje wartości ujemne tylko dla $x \in (-\infty, -8)$ oraz przechodzi przez punkt $P(0,4)$, wyznacz wzór funkcji.
2. Wzór funkcji liniowej to $f(x) = ax + b$.
3. Z warunku $f(0) = 4$ mamy $b = 4$.
4. Funkcja jest ujemna dla $x < -8$, więc dla $x = -8$ wartość funkcji to $f(-8) = a(-8) + 4 = 0$ (punkt zmiany znaku).
5. Stąd $-8a + 4 = 0 \Rightarrow a = \frac{4}{8} = \frac{1}{2}$.
6. Ostatecznie wzór funkcji to $$f(x) = \frac{1}{2}x + 4$$.
---
7. **Problem 11:** Funkcja kwadratowa $f$ jest dodatnia tylko dla $x \in (-5,1)$ i przechodzi przez punkt $A(5,-20)$.
8. Wzór funkcji kwadratowej to $f(x) = a(x - p)(x - q)$, gdzie miejsca zerowe to $p = -5$ i $q = 1$ (bo funkcja jest dodatnia między tymi miejscami).
9. Zatem $$f(x) = a(x + 5)(x - 1)$$.
10. Podstawiamy punkt $A(5,-20)$: $$-20 = a(5 + 5)(5 - 1) = a(10)(4) = 40a \Rightarrow a = -\frac{1}{2}$$.
11. Wzór funkcji: $$f(x) = -\frac{1}{2}(x + 5)(x - 1)$$.
12. Zbiór wartości funkcji to $$f(x) \leq 0$$ poza przedziałem $(-5,1)$, a maksimum funkcji jest w wierzchołku paraboli.
13. Wierzchołek paraboli: $$x_v = \frac{-5 + 1}{2} = -2$$.
14. Obliczamy wartość wierzchołka: $$f(-2) = -\frac{1}{2}(-2 + 5)(-2 - 1) = -\frac{1}{2}(3)(-3) = \frac{9}{2} = 4.5$$.
15. Zbiór wartości to $$(-\infty, 4.5]$$.
---
16. **Problem 12:** Punkty $A,B,C$ leżą na okręgu o środku $S$, który leży na odcinku $AC$. Kąt $\angle ASB = 70^\circ$.
17. Kąt środkowy $\angle ASB$ opiera się na łuku $AB$, więc kąt wpisany $\angle ACB$ oparty na tym samym łuku ma miarę połowy, czyli $$35^\circ$$.
18. Ponieważ $S$ leży na $AC$, trójkąt $ABC$ jest wpisany w okrąg, a $S$ jest środkiem okręgu.
19. Kąt $\angle ABC$ jest oparty na łuku $AC$, więc jego miara to $$70^\circ$$.
20. Suma kątów w trójkącie $ABC$ to $180^\circ$, więc $$\angle BAC = 180^\circ - 70^\circ - 35^\circ = 75^\circ$$.
21. Miary kątów trójkąta $ABC$ to: $$\angle BAC = 75^\circ, \angle ABC = 70^\circ, \angle ACB = 35^\circ$$.
---
22. **Problem 13:** Trójkąt $ABC$ z $|AB|=4$, $|BC|=6$, $\angle ABC=60^\circ$.
23. Obliczamy długość $AC$ korzystając z twierdzenia cosinusów:
$$AC^2 = AB^2 + BC^2 - 2 \cdot AB \cdot BC \cdot \cos 60^\circ = 4^2 + 6^2 - 2 \cdot 4 \cdot 6 \cdot \frac{1}{2} = 16 + 36 - 24 = 28$$
24. Zatem $$AC = \sqrt{28} = 2\sqrt{7}$$.
25. Pole trójkąta z dwoma bokami i kątem między nimi:
$$P = \frac{1}{2} \cdot AB \cdot BC \cdot \sin 60^\circ = \frac{1}{2} \cdot 4 \cdot 6 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 6\sqrt{3}$$.
26. Obwód trójkąta:
$$O = AB + BC + AC = 4 + 6 + 2\sqrt{7} = 10 + 2\sqrt{7}$$.
---
27. **Problem 14:** Kwadrat $ABCD$, punkt $E$ dzieli bok $AD$ w stosunku $3:2$.
28. a) Obliczamy tangens kąta $\angle ABE$.
29. Przyjmijmy $AB = a$, więc $AD = a$.
30. Współrzędne punktów (przyjmując $A$ w $(0,0)$, $B$ w $(a,0)$, $D$ w $(0,a)$):
- $E$ dzieli $AD$ na $3:2$, więc $E = (0, \frac{3}{5}a)$.
31. Wektor $BA = A - B = (-a, 0)$, wektor $BE = E - B = (-a, \frac{3}{5}a)$.
32. Tangens kąta między wektorami to stosunek długości rzutu prostopadłego do rzutu równoległego:
$$\tan \angle ABE = \frac{|BE_y|}{|BE_x|} = \frac{\frac{3}{5}a}{a} = \frac{3}{5} = 0.6$$.
33. b) Pole trapezu $BCDE = 28$ cm².
34. Boki trapezu:
- $BC = a$ (bok kwadratu),
- $DE = a - \frac{3}{5}a = \frac{2}{5}a$,
- wysokość trapezu to $BE_y = \frac{3}{5}a$.
35. Pole trapezu:
$$P = \frac{(BC + DE)}{2} \times \text{wysokość} = \frac{a + \frac{2}{5}a}{2} \times \frac{3}{5}a = \frac{\frac{7}{5}a}{2} \times \frac{3}{5}a = \frac{7}{10}a \times \frac{3}{5}a = \frac{21}{50}a^2$$
36. Równanie:
$$\frac{21}{50}a^2 = 28 \Rightarrow a^2 = \frac{28 \times 50}{21} = \frac{1400}{21} = \frac{200}{3} \approx 66.67$$
37. Pole kwadratu $ABCD$ to $$a^2 = \frac{200}{3}$$ cm².
---
**Ostateczne odpowiedzi:**
- Zadanie 10: $$f(x) = \frac{1}{2}x + 4$$
- Zadanie 11: $$f(x) = -\frac{1}{2}(x + 5)(x - 1), \quad \text{zbiór wartości } (-\infty, 4.5]$$
- Zadanie 12: Kąty trójkąta $ABC$ to $$75^\circ, 70^\circ, 35^\circ$$
- Zadanie 13: Pole $$6\sqrt{3}$$, obwód $$10 + 2\sqrt{7}$$
- Zadanie 14:
a) $$\tan \angle ABE = \frac{3}{5}$$
b) Pole kwadratu $$\frac{200}{3}$$ cm²