Lai riigieksam 2019, ülesanne 7: Ristküliku pindala juurvõrrandiga
Ristküliku ühe külje pikkus on x+1 cm ja diagonaali pikkus on x+50 cm. Arvutage ristküliku pindala, kui selle ümbermõõt on x cm.
Allikas: Matemaatika lai riigieksam 2019, ülesanne 7
Valemikaart: pythagorase teoreem
a2+b2=c2
a,b on kaatetid,c on hu¨potenuus
Valemikaart: ruutvõrrandi lahendivalem
ax2+bx+c=0
x1;2=2a−b±b2−4ac
Valemikaart: nelinurkade pindalad
Sristku¨lik=ab,Sro¨o¨pku¨lik=ah
Strapets=2a+b⋅h,Sromb=2d1d2
Sinu vastus
Proovi ise enne
Lahendus on peidus. Ava nii palju, kui parajasti vaja.
1. Vihje
2. 1. samm
3. Kogu lahendus
Vihje
Külg, teine külg ja diagonaal moodustavad täisnurkse kolmnurga. Pythagorase teoreemist saab teise külje pikkuse kohe arvuna.
1Samm 1Peidetud
1
Samm 1: Kirjuta Pythagorase teoreem
Tähistame ristküliku teise külje pikkuse b. Külg AD, külg AB ja diagonaal BD moodustavad täisnurkse kolmnurga ABD, kus diagonaal on hüpotenuus.
Kirjutame Pythagorase teoreemi kolmnurga ABD kohta.
AD2+AB2=BD2
Asendame AD=x+1, AB=b ja BD=x+50.
(x+1)2+b2=(x+50)2
x+1bx+50ABCD
Ristküliku kõik nurgad on täisnurgad, seega diagonaal jagab ristküliku kaheks täisnurkseks kolmnurgaks.
2Samm 2Peidetud
2
Samm 2: Leia teine külg
Ruutjuure ruut on juuritav: (x+1)2=x+1.
x+1+b2=x+50
Viime x+1 paremale poole, x koondub ära.
b2=x+50−x−1=49
Külje pikkus on positiivne, seega võtame positiivse ruutjuure.
b=49=7
x+17 cmx+50ABCD
Siin on vedanud: x kaob võrrandist ja teine külg tuleb kohe arvuna. Lahend b=−7 ei sobi, sest külje pikkus ei saa olla negatiivne.
3Samm 3Peidetud
3
Samm 3: Koosta ümbermõõdu võrrand
Ristküliku ümbermõõt on kahe lähiskülje summa kahekordne. Teame, et see on x.
Kirjutame ümbermõõdu valemi.
P=2(a+b)
Asendame a=x+1, b=7 ja P=x.
2(x+1+7)=x
Avame sulud.
2x+1+14=x
4Samm 4Peidetud
4
Samm 4: Lahenda juurvõrrand
Jätame juure üksi ühele poole ja tõstame mõlemad pooled ruutu.
Viime arvu 14 paremale poole.
2x+1=x−14
Tõstame mõlemad pooled ruutu. Paremal kasutame vahe ruudu valemit.
4(x+1)=x2−28x+196
Viime kõik liikmed paremale poole ja koondame.
x2−32x+192=0
Lahendame ruutvõrrandi, kus a=1, b=−32 ja c=192.
x1;2=232±1024−768=232±256=232±16
Arvutame mõlemad lahendid.
x1=232+16=24,x2=232−16=8
Ruutu tõstmisel võib tekkida võõrlahend, sest ka võrrandi −2x+1=x−14 lahendid annavad pärast ruutu tõstmist sama ruutvõrrandi. Seepärast tuleb mõlemat lahendit kontrollida algses võrrandis.
5Samm 5Peidetud
5
Samm 5: Kontrolli lahendeid
Asendame mõlemad lahendid võrrandisse 2x+1=x−14.
Võrrandi vasak pool, kui x=24.
vp=224+1=2⋅5=10
Võrrandi parem pool, kui x=24.
pp=24−14=10
Vasak ja parem pool on võrdsed, seega x=24 sobib.
vp=pp
Võrrandi vasak pool, kui x=8.
vp=28+1=2⋅3=6
Võrrandi parem pool, kui x=8.
pp=8−14=−6
Pooled ei ole võrdsed, seega x=8 on võõrlahend.
vp=pp,x=24
Ka ilma arvutamata on näha, et x=8 ei sobi: siis oleks ümbermõõt 8 cm, aga juba üks külg on 7 cm ja ümbermõõt peab olema suurem kui 2⋅7=14 cm.
6Samm 6Peidetud
6
Samm 6: Arvuta pindala
Nüüd teame, et x=24. Leiame esimese külje pikkuse ja ristküliku pindala.
Asendame x=24 külje avaldisse.
a=24+1=25=5
Ristküliku pindala on lähiskülgede korrutis.
S=a⋅b=5⋅7=35
5 cm7 cmx+50S=35cm2ABCD
Kontroll: diagonaal on 24+50=74 ja 52+72=74; ümbermõõt on 2(5+7)=24=x. Kõik andmed klapivad.
VASTUS
Ristküliku küljed on 5 cm ja 7 cm ning selle pindala on 35 cm².