Kitsas riigieksam 2023, ülesanne 5: Ruutjuurtega avaldised A ja B
On antud avaldised A=(x+3)(x−3) ja B=(3−x)2.
1.Lihtsustage avaldised A−B ja A+B.
2.Lihtsustage avaldis A+BA−B ning arvutage selle väärtus, kui x=(131)−1+log28.
Allikas: Matemaatika kitsas riigieksam 2023, ülesanne 5
Eksamil said tegijad selle ülesande eest keskmiselt 32% punktidest (Harno aruanne).
Valemikaart: abivalemid
a2−b2=(a−b)(a+b)
(a+b)2=a2+2ab+b2
(a−b)2=a2−2ab+b2
Valemikaart: astmed ja juured
am⋅an=am+n,am:an=am−n
(am)n=amn,(ab)n=anbn
a0=1,a−n=an1
anm=nam
Valemikaart: logaritmid
logab=c⟺ac=b,a>0,a=1,b>0
loga(xy)=logax+logay
logayx=logax−logay
logaxk=klogax
logax=logbalogbx,alogax=x
Sinu vastus
Proovi ise enne
Lahendus on peidus. Ava nii palju, kui parajasti vaja.
1. Vihje
2. 1. samm
3. Kogu lahendus
Vihje
Avaldises A on summa ja vahe korrutis, avaldises B vahe ruut. Murru lihtsustamiseks too lugejas ja nimetajas ühine tegur sulgude ette. Pea meeles, et x=x⋅x.
1Samm 1Peidetud
1
Küsimus 1Samm 1: Lihtsusta avaldis A
Esimeses küsimuses tuleb lihtsustada A−B ja A+B. Selleks lihtsustame kõigepealt kumbagi avaldist eraldi. Avaldises A on summa ja vahe korrutis.
Kasutame ruutude vahe valemit, kus a=x ja b=3.
A=(x+3)(x−3)=(x)2−32=x−9
Valem (a−b)(a+b)=a2−b2. Ruutjuure ruut on juuritav: (x)2=x.
2Samm 2Peidetud
2
Küsimus 1Samm 2: Lihtsusta avaldis B
Avaldises B on vahe ruut.
Kasutame vahe ruudu valemit, kus a=3 ja b=x.
B=(3−x)2=32−2⋅3⋅x+(x)2=9−6x+x
Valem (a−b)2=a2−2ab+b2. Keskmine liige on kahekordne korrutis 2⋅3⋅x=6x.
3Samm 3Peidetud
3
Küsimus 1Samm 3: Lihtsusta A − B
Lahutame avaldisest A avaldise B. Kuna B on mitmeliikmeline, paneme selle sulgudesse.
Asendame lihtsustatud avaldised ja avame sulud. Miinus sulgude ees muudab sulgudes kõigi liikmete märgid.
A−B=x−9−(9−6x+x)=x−9−9+6x−x=6x−18
Liikmed x ja −x annavad kokku nulli ning −9−9=−18. Alles jääb 6x−18.
4Samm 4Peidetud
4
Küsimus 1Samm 4: Lihtsusta A + B
Liidame avaldised ja koondame sarnased liikmed.
A+B=x−9+9−6x+x=x+x−9+9−6x=2x−6x
x+x=2x ning −9+9=0. Liiget −6x ei saa liikmega 2x koondada, sest need ei ole sarnased liikmed.
5Samm 5Peidetud
5
Küsimus 2Samm 5: Too ühised tegurid sulgude ette
Teises küsimuses tuleb lihtsustada jagatis A+BA−B. Murdu saab taandada, kui lugejas ja nimetajas on ühine tegur. Selle leidmiseks toome mõlemas ühise teguri sulgude ette.
Asendame esimeses küsimuses leitud vahe ja summa.
A+BA−B=2x−6x6x−18
Lugejas toome sulgude ette arvu 6, nimetajas 2x, sest 2x=2x⋅x.
2x−6x6x−18=2x(x−3)6(x−3)
6⋅x=6x ja 6⋅3=18. Nimetajas 2x⋅x=2x ja 2x⋅3=6x. Mõlemas on nüüd sama tegur x−3.
6Samm 6Peidetud
6
Küsimus 2Samm 6: Taanda murd
Taandame ühise teguriga x−3 ja seejärel arvuga 2.
2x(x−3)6(x−3)=2x6=x3
Taandada võib ainult tegureid, mitte liidetavaid. Murd on määratud, kui x>0 ja x=9: siis ei ole nimetaja 2x(x−3) null.
7Samm 7Peidetud
7
Küsimus 2Samm 7: Arvuta x väärtus
Avaldise väärtuse arvutamiseks leiame kõigepealt arvu x.
Negatiivne astendaja pöörab murru ümber.
(131)−1=113=13
Logaritm log28 näitab, mitmendasse astmesse tuleb tõsta 2, et saada 8. Kuna 23=8, on see 3.
log28=3
Liidame.
x=13+3=16
Valemilehel a−n=an1, seega (131)−1=1311=13. Logaritmi definitsioon: logab=c⟺ac=b.
8Samm 8Peidetud
8
Küsimus 2Samm 8: Arvuta avaldise väärtus
Asendame lihtsustatud avaldisse x=16.
163=43=0,75
Kontroll algsete avaldistega: kui x=16, siis A=(4+3)(4−3)=7 ja B=(3−4)2=1, seega A+BA−B=86=0,75.
VASTUS
1) A−B=6x−18 ja A+B=2x−6x. 2) Avaldise A+BA−B lihtsustatud kuju on x3 ja selle väärtus, kui x=(131)−1+log28=16, on 0,75.