🐺 Matura Maj 2014 Matematyka Rozszerzona Odpowiedzi

Zadanie 14. Jeżeli \(\displaystyle{ \alpha}\) jest kątem ostrym oraz \(\displaystyle{ \tg \alpha =\frac{2}{5}}\), to wartość wyrażenia \(\displaystyle{ \frac{3\cos \alpha -2\sin\alpha}{\sin \alpha-5\cos\alpha}}\) jest równa\(\displaystyle{ \begin{array}{ll} (a) & -\frac{11}{23}\\ (b) & \frac{24}{5}\\ (c) & -\frac{23}{11}\\ (d) & \frac{5}{24} \end{array}}\) Rozwiązanie I: Mamy \(\displaystyle{ \frac{\sin \alpha}{\cos \alpha}=\frac{2}{5}}\), skąd \(\displaystyle{ \sin\alpha=\frac{2}{5}\cos\alpha}\). Podstawiamy do jedynki trygonometrycznej: \(\displaystyle{ 1=\cos^2\alpha+ \frac{4}{25}\cos^2\alpha=\frac{29}{25}\cos^2\alpha}\) \(\displaystyle{ \cos\alpha=\pm\sqrt{\frac{25}{29}}}\) Kąt jest ostry, więc \(\displaystyle{ \cos\alpha=\sqrt{\frac{25}{29}}=\frac{5}{\sqrt{29}}}\) i dalej \(\displaystyle{ \sin\alpha=\sqrt{\frac{4}{29}}=\frac{2}{\sqrt{29}}}\) Ostatecznie więc \(\displaystyle{ \frac{3\cos \alpha -2\sin\alpha}{\sin \alpha-5\cos\alpha}=\frac{3\cdot\frac{5}{\sqrt{29}}-2\cdot\frac{2}{\sqrt{29}}}{\frac{2}{\sqrt{29}}-5\cdot\frac{5}{\sqrt{29}}}=\frac{15-4}{2-25}=-\frac{11}{23}}\) Odpowiedź \(\displaystyle{ \boxed{(a)}}\) Rozwiązanie II (kamil13151): Podzielmy licznik i mianownik naszego wyrażenia przez kosinus kąta alfa (oczywiście \(\displaystyle{ \cos \alpha \neq 0}\), gdyż kąt jest ostry).\(\displaystyle{ \frac{3\cos \alpha -2\sin\alpha}{\sin \alpha-5\cos\alpha} \cdot \frac{ \frac{1}{\cos \alpha} }{ \frac{1}{\cos \alpha} }=\frac{3-2 \tg \alpha}{\tg \alpha -5}=\frac{3-2 \cdot \frac{2}{5}}{\frac{2}{5} -5}=\frac{3-2 \cdot \frac{2}{5}}{\frac{2}{5} -5} \cdot \frac{5}{5} = \frac{15-4}{2-25}= -\frac{11}{23}}\) Rozwiązanie III (kamil13151): Rozpatrując trójkąt prostokątny możemy przyjąć, że przyprostokątna naprzeciw kąta alfa wynosi \(\displaystyle{ 2x}\), natomiast przyprostokątna przy kącie alfa \(\displaystyle{ 5x}\) (wynika to z podanego tangensa). Dodatkowo niech przeciwprostokątna wynosi \(\displaystyle{ c}\), wówczas mamy: \(\displaystyle{ \sin \alpha = \frac{2x}{c}}\) oraz \(\displaystyle{ \cos \alpha = \frac{5x}{c}}\) co po podstawieniu do wyrażenia nam daje:\(\displaystyle{ \frac{3\cos \alpha -2\sin\alpha}{\sin \alpha-5\cos\alpha}=\frac{3 \cdot \frac{5x}{c} -2 \cdot \frac{2x}{c}}{\frac{2x}{c}-5 \cdot \frac{5x}{c}}= \frac{ \frac{x}{c} \left(3 \cdot 5-2 \cdot 2 \right) }{\frac{x}{c} \left(2-5 \cdot 5 \right) }= \frac{ 3 \cdot 5-2 \cdot 2}{2-5 \cdot 5 }= -\frac{11}{23}}\) Rozwiązanie IV ([url= \(\displaystyle{ \tg \alpha =\frac{2}{5} \ \ \Rightarrow \ \ \frac{\sin \alpha}{\cos \alpha} =\frac{2}{5} \ \ \Rightarrow \ \ \sin \alpha =\frac{2}{5} \cos \alpha}\) Podstawiając otrzymujemy:\(\displaystyle{ \frac{3\cos \alpha -2 \cdot \frac{2}{5} \cos \alpha}{\frac{2}{5} \cos \alpha-5\cos\alpha}= \frac{ \frac{1}{5} \cos \alpha \left(3 \cdot 5-2 \cdot 2 \right) }{\frac{1}{5} \cos \alpha \left(2-5 \cdot 5 \right) }= \frac{ 3 \cdot 5-2 \cdot 2}{2-5 \cdot 5 }= -\frac{11}{23}}\)