آزمون هندسه دهم

تعداد اعداد دو رقمی $90$ تا است. اگر حداقل یکی از رقم‌های یک عدد دو رقمی زوج باشد، آن‌وقت حاصل‌ضرب ارقام آن عدد، زوج است. $65$تا عدد دو رقمی وجود دارد که حداقل یکی از ارقام‌ آن زوج است. (چرا؟)

بنابراین، گزینهٔ ۴ درست است.

در شکل زیر، \(AC=29\). (چرا؟)

پس با استفاده از قضیهٔ فیثاغورس در مثلث \(ABC\) داریم:
\[\begin{aligned}&AB^2+BC^2=AC^2\\&\Rightarrow x^2+21^2=29^2\\&\Rightarrow x^2+441=841\\&\Rightarrow x^2=841-441\\&\Rightarrow x^2=400\\&\Rightarrow x=20.\end{aligned}\]

بنابراین، گزینهٔ ۲ درست است.

ابتدا گستردهٔ مقسوم‌علیه را محاسبه می‌کنیم:
\[\begin{aligned}&(x-1)^2(x+1)\\&=(x^2-2x+1)(x+1)\\&=x^3+x^2-2x^2-2x+x+1\\&=x^3-x^2-x+1.\end{aligned}\] حال، \(mx^4+nx+2\) را بر \(x^3-x^2-x+1\) تقسیم می‌کنیم:

برای اینکه باقی‌ماندهٔ تقسیم برابر صفر شود، باید داشته باشیم:
\[\begin{aligned}\left\{\begin{aligned}&2m=0\\&n=0\\&2-m=0\end{aligned}\right.\end{aligned}\] چون دستگاه معادلات بالا جواب ندارد، پس هیچ مقداری برای \(m\) و \(n\) وجود ندارد به‌طوری که چندجمله‌ای \(mx^4+nx+2\) بر \((x-1)^2(x+1)\) بخش‌پذیر باشد.

با توجه به تمرین ۹ صفحهٔ ۱۰۹ کتاب ریاضیات تکمیلی نهم، اگر \(a\) و \(b\) را محورهای مختصات در نظر بگیریم، آن‌وقت همهٔ نقطه‌های روی پاره‌خط‌های صورتی شکل زیر می‌توانند نشان‌دهندهٔ \((a,b)\) باشند. پس گزینهٔ ۴ درست است.

برای مثال، چند جفت عدد که می‌توان به‌جای \(a\) و \(b\) قرار داد، به‌صورت زیر هستند.
\[\begin{aligned}a=\sqrt{3},\;&b=\sqrt{5}\\a=0,\;&b=\sqrt{3}+\sqrt{5}\\a=0,\;&b=-\sqrt{3}-\sqrt{5}\\a=1,\;&b=\sqrt{3}+\sqrt{5}-1\end{aligned}\]

پاسخ تشریحی

گزینهٔ ۱.
\[\begin{aligned}\big|\underbrace{-1-\sqrt{5}}_{ < 0}\big|&=-\big(-1-\sqrt{5}\big)\\&=1+\sqrt{5}\\&\approx1+2.23\\&=3.23\end{aligned}\]گزینهٔ ۲.
\[\begin{aligned}\sqrt{\big(\sqrt{5}-1\big)^2}&=\big|\overbrace{\sqrt{5}-1}^{ > 0}\big|\\&=\sqrt{5}-1\\&\approx2.23-1\\&=1.23\end{aligned}\]

گزینهٔ ۳.
\[\begin{aligned}\big|\underbrace{1-\sqrt{5}}_{ < 0}\big|&=-\big(1-\sqrt{5}\big)\\&=-1+\sqrt{5}\\&\approx-1+2.23\\&=1.23\end{aligned}\]گزینهٔ ۴.
\[\begin{aligned}|-1| - |\sqrt{5}|&=1-\sqrt{5}\\&\approx 1-2.23\\&=-1.23\end{aligned}\]

بنابراین، گزینهٔ ۱ درست است.

\[\begin{aligned}&-33\times\big|3^2-10.\overline{72}\big|\\&=-33\times\big|9-(10+0.\overline{72})\big|\\&=-33\times\Big|9-10-\frac{72}{99}\Big|\\&=-33\times\Big|-1-\frac{72}{99}\Big|\\&=-33\times\Big|-\frac{171}{99}\Big|\\&=-33\times\Big|-\frac{57}{33}\Big|\\&=-33\times\frac{57}{33}\\&=-57.\end{aligned}\]
بنابراین، گزینهٔ ۲ درست است.

ارتفاع استوانه را با \(h\) نمایش می‌دهیم.
\[\begin{aligned}&\frac{4}{3}\pi a^3=\pi\big(\frac{3}{2}\big)^2\times h\\[8pt]&\frac{12}{3}=\frac{h}{4}\Rightarrow h=16.\end{aligned}\]

در روز پنج‌شنبه، لیلا و شادی به‌ترتیب \(19\) و \(11\) کیسهٔ زباله جمع‌آوری کرده‌اند. (چرا؟)

با جایگذاری مقدار به‌جای $a$ و $b$ می‌توان گزینهٔ درست را یافت. چون $a+b=10$، قرار می‌دهیم $a=10$ و $b=0$؛ دراین‌صورت داریم:‌
\[\begin{aligned}&5a^2+a^2b+ab^2+5b^2\\&=5(10)^2+(10^2)(0)+(10)(0)^2+5(0)^2\\&=5\times 100\\&=500.\end{aligned}\]
پس گزینهٔ ۳ درست است.

پرسش. اگر هر عدد دیگری به‌جای $a$ و $b$ انتخاب کنیم به‌طوری‌که $a+b=10$، آیا بازهم حاصل $5a^2+a^2b+ab^2+5b^2$ برابر ۵۰۰ است؟
پاسخ. بله!
برای اینکه ثابت کنیم پاسخ پرسش بالا همواره «بله» است، لازم است که درستی تساوی زیر را (برای هر مقدار $a$ و $b$) پذیرفته باشیم.
\[a^2+2ab+b^2=(a+b)^2\]
چرا تساوی بالا همواره درست است؟