ЕГЭ 2020. Вариант 24. Ященко 36 вариантов ФИПИ школе.
Задание 1
Чайные клиперы - самые быстрые парусные корабли. Некоторые из них могли развивать скорость до 20 узлов. Переведите в километры в час скорость клипера, который делает 15 узлов. 1 узел равняется 1 морской миле в час. 1 морская миля равняется 1852 метрам. Результат округлите до целого числа километров в час.
Задание 2
На рисунке показано изменение температуры воздуха на протяжении трёх суток. По горизонтали указывается дата и время, по вертикали - значение температуры в градусах Цельсия. Определите по рисунку наименьшую температуру воздуха 24 января. Ответ дайте в градусах Цельсия.
Задание 3
На клетчатой бумаге с размером клетки 1x1 изображён четырёхугольник ABCD. Найдите диагональ BD.
Задание 4
Какова вероятность того, что последние две цифры телефонного номера случайного абонента в сумме дают 10?
Задание 5
Найдите корень уравнения $$\sqrt{\frac{7x-9}{3}}=2$$
Задание 6
В треугольнике ABC угол С равен $$90{}^\circ, АВ = 82, tgA = 4/5$$. Найдите высоту СН.
По свойству высоты прямоугольного треугольника, проведенной из прямого угла, длину CH можно вычислить так: $$CH=\sqrt{AH\cdot HB}$$
Найдем AH. Ее можно вычислить как $$AH=AC\cdot {\cos \angle A\ }$$ В свою очередь, $$AC=AB\cdot {\cos \angle A\ }$$
Объединяем формулы, получаем: $$AH=AB\cdot {{\cos }^{{\rm 2}} \angle A\ }$$
Учитывая, что $${{\cos }^{{\rm 2}} \angle A\ }=\frac{1}{1+{{\tan }^{{\rm 2}} A\ }}$$, имеем: $$AH=82\cdot \frac{1}{1+\frac{16}{25}}=50$$
Тогда $$HB=82-50=32$$, и высота равна: $$CH=\ \sqrt{50\cdot 32}=40$$
Задание 7
На рисунке изображён график некоторой функции $$у = f(x)$$. Одна из первообразных этой функции равна $$F\left(x\right)=\frac{1}{3}x^3-x^2+2x-3$$. Найдите площадь заштрихованной фигуры.
Задание 8
Найдите объём многогранника, вершинами которого являются точки $$A, B, A_{1}, C_{1}$$ правильной треугольной призмы $$ABCA_{1}B_{1}C_{1}$$, площадь основания которой равна 9, а боковое ребро равно 3.
Из рисунка видно, что многогранник с вершинами $$A, B, A_{1}, C_{1}$$ представляет собой пирамиду $$ABA_{1}C_{1}$$ с вершиной в точке $$C_{1}$$.
Можно заметить, что таких многогранников умещается ровно 3 в этом объеме призмы, то есть, объем искомого многогранника можно найти как: $$V=\frac{1}{3}V_P=\frac{1}{3}S\cdot h=\frac{1}{3}\cdot 3\cdot 9=9$$
Задание 9
Найдите значение выражения $$\frac{-11{\sin 42{}^\circ \ }}{{\cos 21{}^\circ \ }\cdot {\cos 69{}^\circ \ }}$$
Так как $${\cos \alpha \ }\cdot {\cos \beta \ }=\frac{1}{2}\left[{\cos \left(\alpha -\beta \right)\ }-{\cos \left(\alpha +\beta \right)\ }\right],$$ в знаменателе имеем: $${\cos 21{}^\circ \ }\cdot {\cos 69{}^\circ \ }=\frac{1}{2}\left[{\cos \left(21{}^\circ -69{}^\circ \right)\ }-{\cos \left(21{}^\circ +69{}^\circ \right)\ }\right]$$=$$\frac{1}{2}\left[{\cos \left(-48{}^\circ \right)\ }-{\cos \left(90{}^\circ \right)\ }\right]=\frac{1}{2}{\cos (48{}^\circ )\ }$$
Далее, $${\cos (48{}^\circ -90{}^\circ )\ }={\sin 42{}^\circ \ }$$
В итоге, получаем: $$\frac{-11{\sin 42{}^\circ \ }}{\frac{1}{2}\cdot {\sin 42{}^\circ \ }}=-11\cdot 2=-22$$
Задание 10
Высота деревянного стеллажа для книг равна h = (a+b)•n + a миллиметров, где a - толщина одной доски (в мм), b - высота одной полки (в миллиметрах), n - число таких полок. Найдите высоту книжного стеллажа из 7 полок, если a = 21 мм, b = 320 мм. Ответ выразите в миллиметрах.
Задание 11
Путешественник переплыл океан на яхте со средней скоростью 26 км/ч. Обратно он летел на самолёте со скоростью 312 км/ч. Найдите среднюю скорость путешественника на протяжении всего пути. Ответ дайте в километрах в час.
Задание 12
Найдите наибольшее значение функции $$y=5{\cos x\ }-9x+27$$ на отрезке $$[0;\frac{3\pi }{2}]$$.
Сначала найдем точки экстремума функции на отрезке $$[0;\frac{3\pi }{2}]$$: $$y'=-5{\sin x\ }-9=0\to {\sin x\ }=-\frac{9}{5}$$
Корней нет. Вычислим значения функции на границах диапазона: $$y\left(0\right)=5\cdot {\cos 0\ }-9\cdot 0+27=32$$; $$y\left(\frac{3\pi }{2}\right)=5{\cos \frac{3\pi }{2}\ }-9\cdot \frac{3\pi }{2}+27$$. Второе значение не выражается в конечной десятичной дроби - не является ответом к ЕГЭ.
Задание 13
а) Решите уравнение $$\left(2x^2-5x-12\right)\left(2{\cos x\ }+1\right)=0$$
б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку $$\left[-\frac{\pi }{2};\pi \right]$$
а) Уравнение $$\left(2x^2-5x-12\right)\left(2{\cos x\ }+1\right)=0$$ имеет два решения: $$1: 2x^2-5x-12=0;$$ $$D=121\to x_1=-\frac{3}{2};\ x_2=4$$ $$2: 2{\cos x\ }+1=0\to {\cos x\ }=-\frac{1}{2}\to x=\pm \frac{2\pi }{3}+2\pi n,n\in Z$$
б) С помощью числовой окружности выберем корни уравнения на промежутке $$\left[-\frac{\pi }{2};\pi \right]$$. Получим числа: $$-\frac{3}{2};\ \frac{2\pi }{3}$$
Задание 14
В пирамиде ABCD рёбра DA, DB и DC попарно перпендикулярны, а $$АВ = ВС = АС = 14$$.
а) Докажите, что эта пирамида правильная.
б) На рёбрах DA и DC отмечены точки М и N соответственно, причём $$DM : MA = DN : NC = 6:1$$. Найдите площадь сечения MNB.
а) Пирамида ABCD с основанием ABC называется правильной, если в основании лежит правильный треугольник, а отрезок, соединяющий вершину пирамиды с центром основания, является ее высотой (центр правильного треугольника - это центр вписанной в него окружности).
По условию задачи треугольник ABC - правильный, так как АВ = ВС = АС= 14. Проведем отрезок DO, где D - вершина пирамиды; O - центр треугольника ABC. Докажем, что DO - высота, то есть, $$DO\bot ABC$$.
По условию задания$$\ DA\bot DB,DA\bot DC$$, следовательно, $$DA\bot DBC$$ и $$DAK\bot DBC$$, откуда имеем, что $$BC\bot DO$$ (так как DO лежит в плоскости DAK). Аналогично доказывается, что $$AB\bot DO\to DO\bot ABC$$ по признаку перпендикулярности прямой и плоскости. Следовательно, DO - высота пирамиды, а сама пирамида ABCD - правильная.
б) Треугольники DMN и DAC подобны по двум пропорциональным сторонам и углу между ними. Следовательно, можно записать следующее отношение: $$\frac{MN}{AC}=\frac{DN}{DC}=\frac{6}{7}$$ откуда $$MN=\frac{6}{7}AC=\frac{6}{7}\cdot 14=12$$. Так как пирамида правильная, то $$\triangle ABD=\triangle BCD\to \triangle ABM=\triangle CBN$$ и $$MB=NB\to \triangle MBN$$ - равнобедренный.
Рассмотрим прямоугольный треугольник BDC, в котором обозначим BD=DC=7x, а сторона BC=14 по условию.
Согласно теореме Пифагора $$BC^2=BD^2+DC^2\to 196=49x^2+49x^2=98x^2\to x=\sqrt{\frac{196}{98}}=\sqrt{2}$$. То есть, $$NC=\sqrt{2}$$ (так как DN : NC = 6:1, то NC=x).
Найдем BN из треугольника BNC, в котором $$\angle BCN=45{}^\circ $$ (так как $$\angle BNC=\angle BCD=45{}^\circ $$, что следует из равнобедренного, прямоугольного треугольника BDC). Тогда, в соответствии с теоремой косинусов, имеем: $$BN^2=NC^2+BC^2-2NC\cdot BC\cdot {\cos 45{}^\circ \ }=2+196-2\sqrt{2}\cdot 14\cdot \frac{\sqrt{2}}{2}=$$ $$=198-28=170\to BN=\sqrt{170}$$.
Соответственно, $$BM=BN=\sqrt{170}$$. Площадь сечения MNB равна площади равнобедренного треугольника MNB со сторонами BM=BN и основанием MN=12.
Высота $$BH=\sqrt{BN^2-NH^2}=\sqrt{170-36}=\sqrt{134}$$ и площадь треугольника MNB: $$S_{MNB}=\frac{1}{2}\cdot BH\cdot MN=\frac{1}{2}\cdot \sqrt{134}\cdot 12=6\sqrt{134}$$
Задание 15
Решите неравенство $$2\cdot {16}^{-x}-17\cdot 4^{-x}+8\le 0$$
1. Упростим неравенство, получим: $$2\cdot {\left(4^{-x}\right)}^2-17\cdot 4^{-x}+8\le 0$$
2. Сделаем замену $$4^{-x}=t,\ t>0$$: $$2t^2-17t+8\le 0$$. Получаем два решения, разделяющие числовую ось: $$t_1=\frac{1}{2};\ t_2=8$$ $$t\in \left[\frac{1}{2};8\right]$$ Находим $$x$$: $$\frac{1}{2}\le t\le 8\to \frac{1}{2}\le 4^{-x}\le 8\to 2^{-1}\le 2^{-2x}\le 2^3\to -1\le -2x\le 3\to $$ $$\to -\frac{3}{2}\le x\le \frac{1}{2}\to x\in \left[-1,5;0,5\right]$$
Задание 16
В треугольнике ABC известно, что угол $$BAC = 60{}^\circ$$, угол $$ABC = 45{}^\circ$$. Продолжения высот треугольника ABC пересекают описанную около него окружность в точках М, N, Р.
а) Докажите, что треугольник MNP прямоугольный.
б) Найдите площадь треугольника MNP, если известно, что ВС = 10.
а) Высоты AM, BN, CP пересекаются в одной точке (одна из замечательных точек треугольника). Вписанные углы, опирающиеся на одну дугу, равны, то есть, $$\angle PNB=\angle PCB$$ и $$\angle MNB=\angle MAB$$, следовательно, $$\angle PNM=\angle PNB+\angle MNB=\angle MAB+\angle PCB\left(\cdot \right)\to$$ $$\to \angle PNM=\left(90{}^\circ -\angle B\right)+\left(90{}^\circ -\angle B\right)$$
По условию $$\angle B=45{}^\circ $$, а треугольники $$CP_1B$$ и $$AM_1B$$ - прямоугольные с гипотенузой PM.
б) Аналогично с $$(\cdot )$$ находим $$\angle NMP=\left(90{}^\circ -60{}^\circ \right)+\left(90{}^\circ -60{}^\circ \right)=60{}^\circ $$ и $$\angle MPN=90{}^\circ -60{}^\circ =30{}^\circ $$.
По теореме синусов из треугольника ABC, имеем: $$\frac{BC}{{\sin A\ }}=2R$$, где R - радиус описанной окружности. Получаем: $$\frac{10}{{\sin 60{}^\circ \ }}=2R\to R=\frac{10}{\sqrt{3}}$$ и $$PM=20\sqrt{3}$$, так как PM - диаметр окружности.
Рассмотрим прямоугольный треугольник MNP с катетом MN, лежащий против угла в 30$${}^\circ$$, то есть, $$NM=\frac{10}{\sqrt{3}}$$. Найдем катет NP по теореме Пифагора: $$NP=\sqrt{{\left(\frac{20}{\sqrt{3}}\right)}^2-{\left(\frac{10}{\sqrt{3}}\right)}^2}=10$$.
Площадь треугольника MNP, равна: $$S=\frac{1}{2}\cdot NP\cdot NM=\frac{1}{2}\cdot 10\cdot \frac{10}{\sqrt{3}}=\frac{50}{\sqrt{3}}$$
Задание 17
В июле 2020 года планируется взять кредит в банке на сумму 545 000 рублей. Условия его возврата таковы:
- каждый январь долг увеличивается на 40% по сравнению с концом предыдущего года;
- с февраля по июнь каждого года необходимо выплатить одним платежом часть долга.
Сколько рублей будет выплачено банку, если известно, что кредит будет полностью погашен тремя равными платежами (то есть за три года)?
Обозначим через $$x$$ рублей размер вносимого платежа за кредит. Тогда, в первый год сумма кредита 545 000 рублей сначала увеличивается на 40%, то есть в 1,4 раза: $$1,4\cdot 545000$$ рублей, а затем, уменьшается на величину $$x$$: $$1,4\cdot 545000-x$$ рублей.
Во второй год, оставшаяся сумма $$1,4\cdot 545000-x$$ увеличивается в 1,4 раза, а затем уменьшается на $$x$$: $$\left(1,4\cdot 545000-x\right)\cdot 1,4-x={1,4}^2\cdot 545000-1,4x-x.$$
Наконец, в третий год кредит гасится полностью по формуле: $${1,4}^3\cdot 545000-{1,4}^2x-1,4x-x=0$$.
Найдем величину $$x$$ из полученного уравнения, имеем: $$x\left({1,4}^2+1,4+1\right)={1,4}^3\cdot 545000\to x=\frac{{1,4}^3\cdot 545000}{{1,4}^2+2,4}=\frac{1495480}{4,36}=343000$$.
Таким образом, банку было выплачено $$3\cdot 343000=1029000$$ рублей.
Задание 18
Найти все значения $$a$$ при которых уравнение $$10a+\sqrt{-7+8x-x^2}=ax+3$$ имеет единственный корень.
Решение: $$\sqrt{-7+8x-x^2}=ax-10a+3$$
$$1: y=\sqrt{-7+8x-x^2},\ y\ge 0\to $$
$$y^2=-7+8x-x^2$$; $${\left(x-4\right)}^2+y^2=9$$ - окружность с центром в точке (4;0), $$R=3;y\ge 0$$.
2: $$y=ax-10a+3$$ - прямая, проходящая через точку (10;3)
1-ая прямая проходит через точку (4;3) $$\to a=0$$;
2-ая прямая проходит через точку (-5;0) $$\to a-10a+3=0;a=\frac{1}{3}$$;
3-ая прямая проходит через точку (7;0) $$\to 7a-10a+3=0;a=1$$
Задание 19
На доске написано более 55, но менее 65 целых чисел. Среднее арифметическое этих чисел равно 7, среднее арифметическое всех положительных из них равно 15, а среднее арифметическое всех отрицательных из них равно -5.
а) Сколько чисел написано на доске?
б) Каких чисел написано больше: положительных или отрицательных?
в) Какое наибольшее количество положительных чисел может быть среди них?
а) Обозначим через $$x$$ число положительных чисел, а через $$y$$ - число отрицательных. Тогда можно записать равенство $$15x-5y=7\cdot (x+y)$$ или в виде $$\frac{5\cdot \left(3x-y\right)}{x+y}=7$$. Анализ данного выражения показывает, что сумма $$x+y$$ должна быть целым числом, кратным 5, чтобы в результате получилось целое 7. Кроме того, в задаче сказано, что $$55<x+y<65$$. В этом диапазоне числа кратные 5 это единственное число 60, следовательно, $$x+y=60$$.
б) Ответ на этот вопрос дан в пункте в).
в) Найдем число положительных и отрицательных чисел. Из соотношения $$\frac{5\cdot \left(3x-y\right)}{x+y}=7$$ при$$\ x+y=60$$, имеем $$\left\{ \begin{array}{c}3x-y=84 \\ x+y=60 \end{array}\right.$$
Откуда $$4x=144\to x=36$$ то есть на доске записано 36 положительных и 60-36=24 отрицательных чисел