Start › Klasy › Matematyka › Klasa 1 LO

Klasa 1 LO

Matematyka — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.

🧩Quizy 60

📘Teoria 122

Kolejność działań i nawiasy
Definicja: Kolejność wykonywania działań (PEMDAS/BODMAS):
  1. Nawiasy — zawsze najpierw, od wewnątrz na zewnątrz
  2. Potęgi i pierwiastki
  3. Mnożenie i dzielenie — od lewej do prawej
  4. Dodawanie i odejmowanie — od lewej do prawej
Prosto mówiąc: Wyobraź sobie restaurację: najpierw kelner przynosi dania z nawiasów (VIP), potem potęgi (menedżer), potem mnożenie/dzielenie (kucharz), na końcu dodawanie/odejmowanie (pomocnik).
Zastosowanie: Każde wyrażenie algebraiczne, kalkulator, programowanie — wszędzie tam, gdzie oblicza się wartość wyrażenia wielooperacyjnego.
Przykład: Oblicz $2 + 3 \cdot (8 - 2^2)$
  1. Potęga w nawiasie: $2^2 = 4$
  2. Nawias: $8 - 4 = 4$
  3. Mnożenie: $3 \cdot 4 = 12$
  4. Dodawanie: $2 + 12 = 14$
⚡ Zapamiętaj: $2 + 3 \cdot 4 = 14$, NIE 20! Mnożenie wykonujesz przed dodawaniem. Chcesz innej kolejności? Użyj nawiasów: $(2+3)\cdot 4 = 20$.
Ruch jednostajny prostoliniowy
Definicja: Ruch jednostajny prostoliniowy (RJP): prędkość stała co do wartości i kierunku. Równanie ruchu: $s = v \cdot t$. Wykres $s(t)$: prosta przechodząca przez (0,0) o nachyleniu $v$. Wykres $v(t)$: pozioma linia.
Prosto mówiąc: Jedziesz z dokładnie stałą prędkością, po prostej, bez przyspieszania ani hamowania. W praktyce rzadkie — ale dobre przybliżenie dla wielu zadań.
Zastosowanie:
  • Zadania o spotkaniu (dwa obiekty jadące naprzeciw siebie)
  • Pościg (jeden goni drugiego)
  • Elektron w polu elektrycznym (przybliżenie)
Przykład: Pociąg jedzie 90 km/h. Po 40 minutach ($t=\tfrac{2}{3}\,\text{h}$) przejedzie $s=90\cdot\tfrac{2}{3}=60\,\text{km}$.
⚡ Zapamiętaj: Na wykresie $s(t)$: większe nachylenie = większa prędkość. Pozioma linia = obiekt w spoczynku ($v=0$).
Ciąg arytmetyczny — definicja i własności
Definicja: Ciąg $(a_n)$ jest arytmetyczny, jeśli różnica dwóch kolejnych wyrazów jest stała: $$a_{n+1} - a_n = r = \text{const} \quad (r \text{ — różnica ciągu})$$ Wzór ogólny: $a_n = a_1 + (n-1) \cdot r$ Suma $n$ początkowych wyrazów: $S_n = \dfrac{n(a_1 + a_n)}{2} = \dfrac{n(2a_1 + (n-1)r)}{2}$
Prosto mówiąc: Ciąg arytmetyczny to taki, gdzie od wyrazu do wyrazu dodajesz zawsze tę samą liczbę $r$. Np. $3, 7, 11, 15, \ldots$ — za każdym razem $+4$.
Zastosowanie:
  • Suma liczb $1+2+3+\ldots+n = \dfrac{n(n+1)}{2}$ (Gauss)
  • Prognozowanie liniowe (np. cena rośnie o stałą kwotę rocznie)
  • Harmonogram spłat stałej kwoty rat kredytu
  • Każdy wielomian liniowy generuje ciąg arytmetyczny
Przykład: Ciąg: $5, 9, 13, 17, \ldots$ Znajdź $a_{20}$ i $S_{20}$.
  1. $r = 9 - 5 = 4$, $a_1 = 5$
  2. $a_{20} = 5 + (20-1)\cdot 4 = 5 + 76 = 81$
  3. $S_{20} = \dfrac{20(5+81)}{2} = \dfrac{20 \cdot 86}{2} = 860$
⚡ Zapamiętaj: Środkowy wyraz (lub średnia dwóch środkowych) ciągu arytmetycznego równa się średniej arytmetycznej całego ciągu. $a_n = \dfrac{a_{n-1}+a_{n+1}}{2}$.
Funkcja liniowa — własności i zastosowania
Definicja: Funkcja liniowa $f: \mathbb{R} \to \mathbb{R}$, $f(x) = ax + b$, $a \neq 0$.
Wykres: linia prosta o nachyleniu $a$ i przecięciu z $OY$ w punkcie $(0, b)$.
Własności: dziedzina $\mathbb{R}$, zbiór wartości $\mathbb{R}$, różnowartościowa, ciągła.
Monotoniczność:
  • $a > 0$: rosnąca na całej dziedzinie
  • $a \lt 0$: malejąca na całej dziedzinie
Miejsce zerowe: $x_0 = -\dfrac{b}{a}$ (gdzie prosta przecina oś $OX$).
Kąt nachylenia prostej: $\tan\alpha = a$ (dla $a > 0$: kąt ostry; $a \lt 0$: rozwarty).
Przykład: $f(x) = -2x + 6$. Znajdź: miejsce zerowe, wartość $f(4)$, narysuj.
  1. MZ: $-2x+6=0 \Rightarrow x=3$, punkt $(3,0)$
  2. Przecięcie z $OY$: $(0,6)$
  3. $f(4) = -2\cdot4+6 = -2$, punkt $(4,-2)$
  4. Funkcja malejąca ($a=-2 \lt 0$)
⚡ Zapamiętaj: Interpretacja "a": wzrost $x$ o 1 jednostkę powoduje wzrost $f(x)$ o $a$ jednostek. Np. przy $a=-2$: każda dodatkowa jednostka $x$ zmniejsza $f$ o 2.
Liczby naturalne, całkowite i wymierne
Definicja: Liczby naturalne to $\mathbb{N} = \{0, 1, 2, 3, \ldots\}$ — liczby do liczenia elementów. Liczby całkowite $\mathbb{Z} = \{\ldots, -2, -1, 0, 1, 2, \ldots\}$ rozszerzają je o ujemne. Liczby wymierne $\mathbb{Q}$ to wszystkie liczby dające się zapisać jako ułamek $\frac{p}{q}$, gdzie $p, q \in \mathbb{Z}$, $q \neq 0$.
Prosto mówiąc: Naturalne — liczysz jabłka (1, 2, 3...). Całkowite — dodajesz temperatury ujemne (−5°C). Wymierne — dzielisz pizzę (3/4 pizzy).
Zastosowanie:
  • Naturalne: liczenie sztuk, kolejności, indeksów
  • Całkowite: temperatura, dług, poziom morza (−200 m)
  • Wymierne: ułamki, proporcje, ceny (2,50 zł = 5/2)
Przykład: Czy $-3$, $\frac{7}{2}$, $0{,}25$ są wymierne?
  • $-3 = \frac{-3}{1}$ — tak ✓
  • $\frac{7}{2} = 3{,}5$ — tak ✓
  • $0{,}25 = \frac{1}{4}$ — tak ✓
⚡ Zapamiętaj: $\mathbb{N} \subset \mathbb{Z} \subset \mathbb{Q}$ — każdy zbiór zawiera się w kolejnym. Liczba niewymierna (np. $\sqrt{2}$, $\pi$) nie da się zapisać jako ułamek zwykły.
Pochodna — pojęcie i interpretacja
Definicja: Pochodna funkcji $f$ w punkcie $x_0$ to granica ilorazu różnicowego: $$f'(x_0) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x_0 + h) - f(x_0)}{h}$$ Jeśli ta granica istnieje, mówimy że $f$ jest różniczkowalna w $x_0$.
Prosto mówiąc: Pochodna to chwilowe tempo zmiany — jak prędkościomierz w samochodzie. Prędkość = pochodna drogi po czasie $v(t) = s'(t)$.
Podstawowe wzory różniczkowania:
  • $(c)'= 0$ (stała)
  • $(x^n)' = nx^{n-1}$
  • $(\sin x)' = \cos x$; $(\cos x)' = -\sin x$
  • $(e^x)' = e^x$; $(\ln x)' = \dfrac{1}{x}$
  • Reguła łańcuchowa: $[f(g(x))]' = f'(g(x)) \cdot g'(x)$
  • $(fg)' = f'g + fg'$; $\left(\dfrac{f}{g}\right)' = \dfrac{f'g - fg'}{g^2}$
Przykład: Znajdź miejsca, gdzie $f(x) = x^3 - 3x^2 - 9x + 5$ osiąga ekstrema.
  1. $f'(x) = 3x^2 - 6x - 9 = 3(x^2-2x-3) = 3(x-3)(x+1)$
  2. $f'(x) = 0 \Rightarrow x = 3$ lub $x = -1$
  3. $f''(x) = 6x - 6$; $f''(-1) = -12 \lt 0$ → maksimum; $f''(3) = 12 > 0$ → minimum
⚡ Zapamiętaj: $f'(x_0) > 0$ — funkcja rośnie w $x_0$; $f'(x_0) \lt 0$ — maleje; $f'(x_0) = 0$ — kandydat na ekstremum (nie zawsze!). Sprawdź zmianę znaku $f'$.
Prąd elektryczny — podstawy
Definicje:
  • Natężenie prądu $I$ — ładunek przepływający przez przekrój przewodnika w jednostce czasu: $I = \dfrac{q}{t}$, jednostka: amper [A] $= \dfrac{\text{C}}{\text{s}}$
  • Napięcie elektryczne $U$ — praca wykonana przy przenoszeniu jednostkowego ładunku: $U = \dfrac{W}{q}$, jednostka: wolt [V] $= \dfrac{\text{J}}{\text{C}}$
  • Opór elektryczny $R$ — prawo Ohma: $U = I \cdot R$, jednostka: om [$\Omega$]
Prosto mówiąc: Prąd to jak woda płynąca rurą. Natężenie to ile wody przepływa na sekundę, napięcie to różnica poziomów (ciśnienie), opór to jak wąska jest rura.
Obwód szeregowy: $R_{zast} = R_1 + R_2 + \ldots$ (opory się sumują); prąd taki sam przez każdy element.
Obwód równoległy: $\dfrac{1}{R_{zast}} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2} + \ldots$ (maleje opór); napięcie takie samo na każdym elemencie.
Przykład: $R_1 = 6\ \Omega$, $R_2 = 3\ \Omega$ połączone równolegle do baterii 9 V.
  1. $\dfrac{1}{R_{zast}} = \dfrac{1}{6} + \dfrac{1}{3} = \dfrac{1}{2}$, więc $R_{zast} = 2\ \Omega$
  2. $I = \dfrac{U}{R_{zast}} = \dfrac{9}{2} = 4{,}5$ A (prąd z baterii)
  3. $I_1 = \dfrac{9}{6} = 1{,}5$ A; $I_2 = \dfrac{9}{3} = 3$ A
⚡ Zapamiętaj: Opór zastępczy połączenia równoległego jest zawsze mniejszy od najmniejszego z oporów. Połączenie równoległe "ułatwia" przepływ prądu.
Ruch harmoniczny prosty
Definicja: Ruch harmoniczny prosty (RHP) to ruch, w którym siła przywracająca jest proporcjonalna do wychylenia i skierowana ku pozycji równowagi: $$F = -kx \quad \text{(prawo Hooke'a)}$$ Równanie ruchu: $x(t) = A\cos(\omega t + \varphi_0)$
Gdzie: $A$ — amplituda, $\omega = 2\pi f = \dfrac{2\pi}{T}$ — częstość kołowa, $\varphi_0$ — faza początkowa.
Okres: $T = 2\pi\sqrt{\dfrac{m}{k}}$ (wahadło sprężynowe); $T = 2\pi\sqrt{\dfrac{l}{g}}$ (wahadło matematyczne)
Prosto mówiąc: Ciężarek na sprężynie kiwający w górę i dół. Raz w górę, raz w dół — symetrycznie, regularnie, bez tłumienia. Matem. opisuje go cosinus lub sinus czasu.
Energie w RHP:
  • Energia potencjalna: $E_p = \dfrac{1}{2}kx^2$
  • Energia kinetyczna: $E_k = \dfrac{1}{2}mv^2 = \dfrac{1}{2}k(A^2-x^2)$
  • Energia całkowita: $E = \dfrac{1}{2}kA^2$ (stała — zasada zachowania energii)
  • Prędkość max. w $x=0$: $v_{max} = A\omega$
Przykład: Wahadło matematyczne długości 1 m. Jaki okres na Ziemi ($g = 9{,}81$ m/s²)? $$T = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}} = 2\pi\sqrt{\frac{1}{9{,}81}} \approx 2\pi \cdot 0{,}319 \approx 2{,}006\ \text{s}$$
⚡ Zapamiętaj: Okres wahadła matematycznego zależy od długości i $g$ — NIE zależy od masy wahadła ani amplitudy (dla małych wychyleń). Dlatego wahadła zegarowe zachowują stały rytm.
Ruch i spoczynek — podstawy
Definicja: Ciało jest w ruchu, gdy jego położenie względem wybranego układu odniesienia zmienia się w czasie. Ciało pozostaje w spoczynku, gdy jego położenie się nie zmienia. Ruch i spoczynek są względne — zależą od wybranego układu odniesienia.
Prosto mówiąc: Pasażer w jadącym pociągu — jest w spoczynku względem pociągu, ale w ruchu względem stacji. Ten sam człowiek, dwa różne opisy — oba poprawne!
Rodzaje ruchu:
  • Jednostajny prostoliniowy: stała prędkość, prosta trasa → $s = vt$
  • Jednostajnie przyspieszony: przyspieszenie stałe → $s = v_0t + \frac{1}{2}at^2$
  • Ruch po okręgu: prędkość stała co do wartości, ale zmienia kierunek
  • Drgania: ruch wahadłowy, tam i z powrotem
Przykład: Rowerzysta jedzie 36 km/h. Droga w 10 s?
  1. $v = 36 \text{ km/h} = 10 \text{ m/s}$
  2. $s = v \cdot t = 10 \cdot 10 = 100$ m
⚡ Zapamiętaj: Prędkość to wektor (ma kierunek!). Szybkość to skalar (sama wartość). Prędkość 60 km/h na północ ≠ 60 km/h na południe.
Ruch jednostajnie przyspieszony i opóźniony
Definicja: Ruch prostoliniowy ze stałym przyspieszeniem $a$ [m/s²].
Wzory kinematyczne (ruch ze start z $v_0$, $t=0$, $s_0=0$): $$v(t) = v_0 + at$$ $$s(t) = v_0 t + \frac{1}{2}at^2$$ $$v^2 = v_0^2 + 2as$$
Prosto mówiąc: Ruch przyspieszony: $a > 0$ (gas). Opóźniony: $a \lt 0$ (hamowanie). Swobodny spadek to ruch przyspieszony z $a = g \approx 9{,}81$ m/s².
Wykresy:
  • $v(t)$: linia prosta; nachylenie = $a$
  • $s(t)$: parabola; dla $v_0=0$: $s=\frac{1}{2}at^2$
Droga w $n$-tej sekundzie: $s_n = v_0 + a\left(n-\frac{1}{2}\right)$
Stosunek dróg $s_1:s_2:s_3:\ldots = 1:3:5:\ldots$ (nieparzyste — dla $v_0=0$)
Przykład: Auto hamuje z 72 km/h = 20 m/s z $a=-4$ m/s². Droga hamowania? $$v^2 = v_0^2 + 2as \Rightarrow 0 = 400 + 2\cdot(-4)\cdot s \Rightarrow s = \frac{400}{8} = 50 \text{ m}$$
⚡ Zapamiętaj: Przy podwojeniu prędkości — droga hamowania rośnie 4-krotnie ($s \propto v_0^2$)! 40 km/h → 50 m drogi hamowania; 80 km/h → 200 m. Dlatego prędkość jest tak ważna dla bezpieczeństwa.
Wykresy funkcji prostoliniowych
Funkcja liniowa: $f(x) = ax + b$, gdzie $a, b \in \mathbb{R}$.
Wykres: linia prosta. $a$ — współczynnik kierunkowy (nachylenie), $b$ — wyraz wolny (przecięcie z $OY$).
Miejsca zerowe: $x_0 = -\dfrac{b}{a}$ (gdy $a \neq 0$) — przecięcie z $OX$.
Prosto mówiąc: $a > 0$ → prosta rośnie (idzie w górę w prawo). $a \lt 0$ → maleje. $a = 0$ → pozioma. Im większy $|a|$, tym strojsza prosta. $b$ to gdzie prosta "zaczyna" na osi $y$.
Rysowanie prostej — dwa sposoby:
  1. Dwa punkty: wyznacz $(0, b)$ i $(−b/a, 0)$, połącz.
  2. Punkt + nachylenie: zacznij od $(0,b)$, przesuń o 1 w prawo i $a$ w górę.
Proste równoległe: mają ten sam $a$. Proste prostopadłe: $a_1 \cdot a_2 = -1$.
Przykład: Napisz równanie prostej przez punkty $A(1, 3)$ i $B(3, 7)$.
  1. $a = \dfrac{7-3}{3-1} = \dfrac{4}{2} = 2$
  2. $b = y - ax = 3 - 2\cdot1 = 1$
  3. $f(x) = 2x + 1$
⚡ Zapamiętaj: Dwa punkty wyznaczają dokładnie jedną prostą. Wzór na współczynnik kierunkowy: $a = \dfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}$ — "różnica $y$ przez różnicę $x$".
Masa i ciężar — różnica
Definicja: Masa $m$: miara bezwładności i ilości materii [kg]. Stała niezależnie od miejsca. Ciężar $Q$: siła grawitacji działająca na ciało: $Q=mg$. Jednostka: [N]. Zależy od przyspieszenia grawitacyjnego $g$.
Prosto mówiąc: Masa to "ile materii", ciężar to "ile waży (siła)". Na Księżycu masz tę samą masę, ale ciężar 6× mniejszy ($g_{Ks}\approx1{,}6\,\text{m/s}^2$).
Zastosowanie:
  • Obliczenia sił w grawitacji
  • Ważenie produktów (mierzymy masę, mówimy "ile waży")
  • Astronautyka — masa stała, ciężar zmieniony
Przykład: Człowiek 70 kg: masa = 70 kg (wszędzie). Ciężar na Ziemi: $Q=70\cdot9{,}81\approx686\,\text{N}$. Na Księżycu: $Q=70\cdot1{,}6=112\,\text{N}$.
⚡ Zapamiętaj: W codziennym języku "kilogramy" to masa, a "waży 70 kg" to błąd fizyczny (waga to siła w N). W szkole używamy $g\approx10\,\text{m/s}^2$ dla ułatwień.
Grawitacja — prawo powszechnego ciążenia
Definicja: Każde dwa ciała o masach $m_1$ i $m_2$ oddalonych o $r$ przyciągają się siłą: $$F=G\frac{m_1 m_2}{r^2}$$ gdzie $G=6{,}674\times10^{-11}\,\text{N}\cdot\text{m}^2/\text{kg}^2$ (stała grawitacji).
Prosto mówiąc: Każdy obiekt we Wszechświecie przyciąga każdy inny. Większe masy — silniejsze przyciąganie. Większa odległość — słabsze (odwrotnie do kwadratu odległości).
Zastosowanie:
  • Orbity planet i satelitów
  • Pływy morskie (Księżyc przyciąga oceany)
  • Obliczanie masy planet
Przykład: Jabłko spada z drzewa — Ziemia przyciąga jabłko (i jabłko przyciąga Ziemię!). Ale masa Ziemi jest kolosalnie większa, więc Ziemia się praktycznie nie poruszy.
⚡ Zapamiętaj: Grawitacja maleje z kwadratem odległości: 2× dalej → 4× słabsza. Na orbicie nie jesteś "bez grawitacji" — ona tam jest (dlatego satelita krąży)!
Energia potencjalna — grawitacyjna i sprężystości
Energia potencjalna grawitacyjna: $$E_{pg} = mgh$$ Gdzie $h$ — wysokość nad przyjętym poziomem odniesienia, $g = 9{,}81$ m/s².
Energia potencjalna sprężystości (Hooke'a): $$E_{ps} = \frac{1}{2}kx^2$$ Gdzie $k$ — stała sprężyny [N/m], $x$ — odkształcenie od położenia równowagi.
Prosto mówiąc: Grawitacyjna: im wyżej ciało, tym więcej energii "zgromadzone" (może spaść). Sprężystości: im bardziej naciągnięta sprężyna, tym więcej energii (wyrzucenie piłki). Obie to "zmagazynowana zdolność do pracy".
Siła sprężystości (prawo Hooke'a): $F = -kx$ (skierowana przeciwnie do odkształcenia).
Praca sił grawitacji: $W_g = mgh$ (niezależna od drogi — siła zachowawcza).
Praca przy rozciąganiu sprężyny: $W = \dfrac{1}{2}kx^2 = E_{ps}$.
Przykład: Sprężyna $k=500$ N/m, odkształcenie 0,2 m. Energia? $$E_{ps} = \frac{1}{2}\cdot500\cdot(0{,}2)^2 = \frac{1}{2}\cdot500\cdot0{,}04 = 10 \text{ J}$$
⚡ Zapamiętaj: Poziom odniesienia dla $E_{pg}$ wybieramy dowolnie (zwykle podłogę lub niższy punkt). Liczy się tylko zmiana energii potencjalnej, nie jej wartość bezwzględna.
Magnes i magnetyzm — podstawy
Magnes: ciało wytwarzające pole magnetyczne. Każdy magnes ma dwa bieguny: N (północny) i S (południowy). Jednoimienne bieguny odpychają się, różnoimienne przyciągają.
Pole magnetyczne Ziemi: geograficzny biegun N = magnetyczny biegun S (dlatego igła kompasu wskazuje N).
Prosto mówiąc: Pole magnetyczne to obszar, w którym działają siły magnetyczne. Linie pola wychodzą z N, wchodzą do S (na zewnątrz magnesu). Im gęściej narysowane linie — tym silniejsze pole.
Elektromagnes: prąd przepływający przez cewkę wytwarza pole magnetyczne — jak prętowy magnes. Polaryzacja zależy od kierunku prądu (reguła prawej ręki). Zastosowania: silniki, transformatory, MRI.
Siła magnetyczna na przewodnik z prądem: $F = BIl\sin\alpha$ [N]
Gdzie $B$ — indukcja magnetyczna [T], $I$ — prąd [A], $l$ — długość przewodnika w polu [m].
Przykład: Przewodnik długości 0,5 m z prądem 2 A w polu $B=0{,}3$ T prostopadle do linii pola ($\alpha=90°$). $$F = 0{,}3 \cdot 2 \cdot 0{,}5 \cdot \sin 90° = 0{,}3 \text{ N}$$
⚡ Zapamiętaj: Magnesu NIE da się podzielić na sam biegun N lub sam S — po przecięciu powstają dwa mniejsze magnesy, każdy z biegunem N i S. Monopolu magnetycznego jeszcze nie odkryto.
Potęgi i pierwiastki — podstawy
Definicja: Potęga $a^n$ to iloczyn $n$ czynników równych $a$: $$a^n = \underbrace{a \cdot a \cdot \ldots \cdot a}_{n \text{ razy}}, \quad a \in \mathbb{R},\ n \in \mathbb{N}$$ Pierwiastek $n$-tego stopnia: $\sqrt[n]{a} = b \Leftrightarrow b^n = a$ (dla $a \geq 0$, $n \in \mathbb{N}^+$). Szczególny przypadek: $\sqrt{a} = \sqrt[2]{a}$ (pierwiastek kwadratowy).
Prosto mówiąc: $3^4$ to skrót na $3 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 3 = 81$. Pierwiastek to operacja odwrotna — $\sqrt{81} = 9$, bo $9^2 = 81$.
Ważne prawa potęg:
  • $a^m \cdot a^n = a^{m+n}$ — dodaj wykładniki przy mnożeniu
  • $\dfrac{a^m}{a^n} = a^{m-n}$ — odejmij przy dzieleniu
  • $(a^m)^n = a^{m \cdot n}$ — mnóż przy potęgowaniu potęgi
  • $a^0 = 1$ (dla $a \neq 0$)
  • $a^{-n} = \dfrac{1}{a^n}$
Przykład: Uprość $\dfrac{2^5 \cdot 2^3}{2^4}$
  1. Licznik: $2^5 \cdot 2^3 = 2^{5+3} = 2^8$
  2. Dzielenie: $\dfrac{2^8}{2^4} = 2^{8-4} = 2^4 = 16$
⚡ Zapamiętaj: $\sqrt{a+b} \neq \sqrt{a} + \sqrt{b}$! Przykład: $\sqrt{9+16} = \sqrt{25} = 5 \neq 3+4 = 7$. Pierwiastek NIE rozdziela się na składniki sumy.
Praca mechaniczna i moc
Praca: $W = F \cdot s \cdot \cos\alpha$ [J = N·m]
Gdzie $F$ — siła [N], $s$ — droga [m], $\alpha$ — kąt między siłą a kierunkiem ruchu.
Praca jest wykonywana tylko gdy $F$ ma składową zgodną z ruchem ($\alpha \neq 90°$).
Moc: $P = \dfrac{W}{t}$ [W = J/s]; chwilowa: $P = F \cdot v$
Prosto mówiąc: Ciągniesz walizkę poziomo siłą 50 N przez 10 m — praca = 500 J. Ale jeśli ciągniesz pod kątem 60°, tylko pozioma składowa wykonuje pracę: $W = 50\cdot10\cdot\cos60° = 250$ J.
Sprawność maszyny: $\eta = \dfrac{W_{uzyteczna}}{W_{dostarczona}} \cdot 100\%$ (zawsze $\lt 100\%$)
Energia kinetyczna: $E_k = \dfrac{1}{2}mv^2$ — praca potrzebna do rozpędzenia ciała od 0.
Energia potencjalna grawitacyjna: $E_p = mgh$ — praca przy uniesieniu na wysokość $h$.
Przykład: Silnik o mocy 2 kW przez 5 minut. Ile pracy wykona? $$W = P \cdot t = 2000 \cdot (5\cdot60) = 600\,000 \text{ J} = 600 \text{ kJ}$$
⚡ Zapamiętaj: 1 koń mechaniczny (KM) = 736 W. Noszenie ciężaru w poziomie NIE jest pracą mechaniczną (kąt 90°) — choć mięśnie się męczą! Praca = siła × PRZEMIESZCZENIE w kierunku siły.
Ruch po okręgu i siła odśrodkowa
Ruch jednostajny po okręgu: stała wartość prędkości, ale zmienny kierunek → przyspieszenie dośrodkowe: $$a_d = \frac{v^2}{r} = \omega^2 r$$ Gdzie $\omega = \dfrac{2\pi}{T} = 2\pi f$ — prędkość kątowa [rad/s].
Siła dośrodkowa (skierowana do środka): $F_d = ma_d = \dfrac{mv^2}{r}$
Prosto mówiąc: Piłka na sznurku kręcona w kółko potrzebuje siły do środka — to naciąg sznurka. Zwolnij sznurek: piłka leci po stycznej (nie od środka!). "Siła odśrodkowa" to tylko efekt inercji w układzie obracającym się.
Okres i częstotliwość: $T = \dfrac{2\pi r}{v}$; $f = \dfrac{1}{T}$; $v = \omega r = \dfrac{2\pi r}{T}$
Zastosowania: Wirówki (oddzielanie substancji), zakręty na drodze (nachylenie = tarcie dośrodkowe), orbity planet (grawitacja dośrodkowa).
Przykład: Samochód (masa 1000 kg) jedzie z prędkością 20 m/s po łuku o promieniu 50 m. Minimalne tarcie? $$F_d = \frac{mv^2}{r} = \frac{1000\cdot400}{50} = 8000 \text{ N}$$ Tarcie musi dostarczyć tę siłę: $\mu mg \geq 8000$ N → $\mu \geq \dfrac{8000}{9810} \approx 0{,}82$.
⚡ Zapamiętaj: Siła dośrodkowa nie jest nowym rodzajem siły — to rola, jaką pełni np. grawitacja (satelita), naciąg liny (młocarz), tarcie (zakręt). Bez siły dośrodkowej ciało leci po prostej!
Wzory trygonometryczne — jedynka i redukcyjne
Jedynka trygonometryczna: $$\sin^2\alpha + \cos^2\alpha = 1 \quad \text{(dla każdego } \alpha\text{)}$$ Stąd: $\tan\alpha = \dfrac{\sin\alpha}{\cos\alpha}$; $1 + \tan^2\alpha = \dfrac{1}{\cos^2\alpha}$.
Wzory redukcyjne (zmiana argumentu):
  • $\sin(\pi-\alpha) = \sin\alpha$; $\cos(\pi-\alpha) = -\cos\alpha$
  • $\sin(-\alpha) = -\sin\alpha$; $\cos(-\alpha) = \cos\alpha$ (parzystość/nieparzystość)
  • $\sin(\frac{\pi}{2}-\alpha) = \cos\alpha$; $\cos(\frac{\pi}{2}-\alpha) = \sin\alpha$ (kofunkcje)
Wzory addycyjne:
  • $\sin(\alpha\pm\beta) = \sin\alpha\cos\beta \pm \cos\alpha\sin\beta$
  • $\cos(\alpha\pm\beta) = \cos\alpha\cos\beta \mp \sin\alpha\sin\beta$
Wzory dwukąta: $\sin 2\alpha = 2\sin\alpha\cos\alpha$; $\cos 2\alpha = \cos^2\alpha - \sin^2\alpha$.
Przykład: Mając $\sin\alpha = \frac{3}{5}$, $\alpha \in (0, \frac{\pi}{2})$, oblicz $\cos\alpha$, $\tan\alpha$, $\sin 2\alpha$.
  1. $\cos\alpha = \sqrt{1-\frac{9}{25}} = \frac{4}{5}$ (I ćwiartka: $\cos > 0$)
  2. $\tan\alpha = \frac{3/5}{4/5} = \frac{3}{4}$
  3. $\sin 2\alpha = 2\cdot\frac{3}{5}\cdot\frac{4}{5} = \frac{24}{25}$
⚡ Zapamiętaj: $\sin^2\alpha + \cos^2\alpha = 1$ to Pitagoras na okręgu jednostkowym — punkt $(\cos\alpha, \sin\alpha)$ zawsze leży na okręgu $x^2+y^2=1$. Wszystkie inne wzory wynikają z tej tożsamości.
Ciąg geometryczny — definicja i własności
Definicja: Ciąg $(b_n)$ jest geometryczny, jeśli iloraz dwóch kolejnych wyrazów jest stały: $$\frac{b_{n+1}}{b_n} = q = \text{const} \quad (q \neq 0 \text{ — iloraz ciągu})$$ Wzór ogólny: $b_n = b_1 \cdot q^{n-1}$ Suma $n$ wyrazów ($q \neq 1$): $S_n = b_1 \cdot \dfrac{q^n - 1}{q - 1}$ Suma nieskończona ($|q| \lt 1$): $S_\infty = \dfrac{b_1}{1-q}$
Prosto mówiąc: Ciąg geometryczny to taki, gdzie każdy wyraz mnożysz przez to samo $q$. Np. $2, 6, 18, 54, \ldots$ — za każdym razem $\times 3$.
Zastosowanie:
  • Procent składany (kapitalizacja): $K_n = K_0 \cdot (1+p)^n$
  • Wzrost/zanik wykładniczy (populacja, promieniotwórczość)
  • Skale muzyczne: każda oktawa podwaja częstotliwość
  • Ułamek dziesiętny okresowy jako suma nieskończona
Przykład: Lokata 1000 zł, oprocentowanie 5% rocznie. Ile po 3 latach?
  1. $q = 1{,}05$, $b_1 = 1000$
  2. $b_4 = 1000 \cdot 1{,}05^3 = 1000 \cdot 1{,}157625 \approx 1157{,}63$ zł
⚡ Zapamiętaj: $0{,}\overline{3} = \frac{3}{9} = \frac{1}{3}$. Dlaczego? To suma geometryczna: $\frac{3}{10} + \frac{3}{100} + \ldots = \frac{3/10}{1-1/10} = \frac{1}{3}$.
Czworokąty szczególne — własności
Hierarchia czworokątów:
  • Trapez: jedna para boków równoległych (podstawy)
  • Równoległobok: dwie pary boków równoległych i równych; przeciwne kąty równe
  • Prostokąt: równoległobok z kątami prostymi; przekątne równe
  • Romb: równoległobok z wszystkimi bokami równymi; przekątne prostopadłe i dwusieczne kątów
  • Kwadrat: prostokąt i romb jednocześnie; 4 równe boki, 4 kąty proste
Prosto mówiąc: Kwadrat to "król" — spełnia wszystkie warunki. Romb to kwadrat "pochylony". Prostokąt to kwadrat "rozciągnięty". Równoległobok to prostokąt pochylony.
Pola powierzchni:
  • Trapez: $P = \dfrac{(a+b)\cdot h}{2}$, gdzie $a, b$ — podstawy, $h$ — wysokość
  • Równoległobok: $P = a \cdot h$
  • Prostokąt: $P = a \cdot b$
  • Romb: $P = \dfrac{d_1 \cdot d_2}{2}$ (przekątne) lub $P = a \cdot h$
  • Kwadrat: $P = a^2$
Przykład: Trapez o podstawach 6 cm i 10 cm, wysokości 4 cm. $$P = \frac{(6+10)\cdot 4}{2} = \frac{16 \cdot 4}{2} = 32 \text{ cm}^2$$
⚡ Zapamiętaj: Każdy kwadrat jest prostokątem i rombem, ale nie każdy prostokąt jest kwadratem. Hierarchia idzie "w górę" — podklasy mają więcej własności.
Elektryczność statyczna — ładunek i prawo Coulomba
Ładunek elektryczny $q$ [C — kulomb] — fundamentalna własność cząstek. Proton: $+e$, elektron: $-e$, $e = 1{,}6\times10^{-19}$ C.
Zasada zachowania ładunku: W izolowanym układzie całkowity ładunek jest stały.
Prawo Coulomba: $$F = k\frac{|q_1||q_2|}{r^2}, \quad k = 9\times10^9\ \frac{\text{N}\cdot\text{m}^2}{\text{C}^2}$$
Prosto mówiąc: Pocierasz balonik o włosy — elektrony przechodzą z włosów na balonik. Balonik nabiera ładunku $-$, włosy $+$. Naelektryzowane ciała przyciągają papierki. To elektryczność statyczna.
Elektryzowanie ciał:
  • Przez tarcie: przekazanie elektronów
  • Przez dotyk: ładunek przepływa między ciałami
  • Przez indukcję: brak kontaktu — polaryzacja ładunków
Przewodniki — swobodnie przepuszczają ładunek (metale). Izolatory — nie (plastik, drewno, szkło).
Przykład: Dwa ładunki $q_1=2\times10^{-6}$ C i $q_2=3\times10^{-6}$ C, odległość 0,3 m. $$F = 9\times10^9 \cdot \frac{2\times10^{-6}\cdot3\times10^{-6}}{0{,}09} = 9\times10^9\cdot\frac{6\times10^{-12}}{0{,}09} = 0{,}6 \text{ N}$$
⚡ Zapamiętaj: Prawo Coulomba ma identyczną postać jak prawo grawitacji ($1/r^2$), ale elektryczność może być odpychająca! Siły elektromagnetyczne są $10^{36}$ razy silniejsze od grawitacyjnych.
Funkcja kwadratowa — postacie i wierzchołek
Trzy postacie funkcji kwadratowej ($a \neq 0$):
  • Ogólna: $f(x) = ax^2 + bx + c$
  • Kanoniczna (wierzchołkowa): $f(x) = a(x-p)^2 + q$, gdzie $W(p,q)$ — wierzchołek
  • Iloczynowa (gdy $\Delta > 0$): $f(x) = a(x-x_1)(x-x_2)$
Wierzchołek: $p = -\dfrac{b}{2a}$, $q = -\dfrac{\Delta}{4a}$, gdzie $\Delta = b^2 - 4ac$.
Prosto mówiąc: Parabola otwarta w górę ($a>0$) ma minimum w wierzchołku. Otwarta w dół ($a\lt 0$) — maksimum. Wierzchołek to "środek symetrii" paraboli.
Miejsca zerowe: $x_{1,2} = \dfrac{-b \pm \sqrt{\Delta}}{2a}$
  • $\Delta > 0$: dwa miejsca zerowe
  • $\Delta = 0$: jedno MZ (wierzchołek na osi OX)
  • $\Delta \lt 0$: brak MZ (parabola nie przecina OX)
Przykład: $f(x) = 2x^2 - 8x + 6$. Znajdź wierzchołek i MZ.
  1. $\Delta = 64 - 48 = 16$; $\sqrt{\Delta}=4$
  2. $x_{1,2} = \dfrac{8 \pm 4}{4}$: $x_1=1$, $x_2=3$
  3. $p = \dfrac{1+3}{2} = 2$; $q = f(2) = 8-16+6 = -2$
  4. Postać kanoniczna: $f(x)=2(x-2)^2-2$
⚡ Zapamiętaj: Postać iloczynowa od razu daje MZ. Postać kanoniczna od razu daje wierzchołek. Postać ogólna jest najlepsza do wyznaczania $\Delta$. Ucz się przechodzić między nimi!
Obwody prądu stałego — prawa Kirchhoffa
Prawa Kirchhoffa:
  • I prawo (prądowe): Suma prądów wpływających do węzła = sumie prądów wypływających: $\sum I_{we} = \sum I_{wy}$ (zasada zachowania ładunku)
  • II prawo (napięciowe): Suma SEM w oczku = sumie spadków napięć: $\sum \varepsilon = \sum IR$ (zasada zachowania energii)
Prawo Ohma dla całego obwodu: $I = \dfrac{\varepsilon}{R + r}$, gdzie $r$ — opór wewnętrzny źródła, $\varepsilon$ — SEM.
Prosto mówiąc: I prawo: ile "wody" wpływa do rury — tyle musi wypłynąć (prąd nie ginie w węźle). II prawo: suma "podbić" napięcia (baterie) = suma "spadków" (opory) w zamkniętej pętli.
Moc elektryczna i energia:
  • Moc: $P = UI = I^2R = \dfrac{U^2}{R}$ [W]
  • Energia: $E = P \cdot t = UIt$ [J]; w kWh: $E[\text{kWh}] = \dfrac{P[\text{W}] \cdot t[\text{h}]}{1000}$
  • Efekt Joule'a: $Q = I^2 R t$ (ciepło wydzielone)
Przykład: Bateria $\varepsilon = 9$ V, $r = 0{,}5\ \Omega$, zewnętrzny opór $R = 8{,}5\ \Omega$.
  1. $I = \dfrac{9}{8{,}5 + 0{,}5} = \dfrac{9}{9} = 1$ A
  2. Napięcie na zaciskach: $U = \varepsilon - Ir = 9 - 0{,}5 = 8{,}5$ V
  3. Moc: $P = UI = 8{,}5 \cdot 1 = 8{,}5$ W
⚡ Zapamiętaj: Napięcie na zaciskach baterii jest mniejsze od SEM o spadek napięcia na oporze wewnętrznym ($Ir$). Im większy prąd pobieramy, tym bardziej "siada" napięcie baterii.
Siła — definicja i rodzaje
Definicja: Siła to wektorowa wielkość fizyczna opisująca wzajemne oddziaływanie ciał. Jednostka: niuton (N). $1 \text{ N} = 1 \text{ kg} \cdot \text{m/s}^2$. Siła może zmieniać prędkość ciała (wartość lub kierunek) albo kształt ciała.
Prosto mówiąc: Siła to „pchnięcie" lub „pociągnięcie". Możesz ją poczuć — grawitacja ciągnie Cię do dołu z siłą zwaną ciężarem.
Ważne rodzaje sił:
  • Ciężar $Q = mg$ — grawitacja Ziemi na ciało
  • Siła normalna $N$ — podłoże pcha ciało prostopadle do swojej powierzchni
  • Tarcie $T = \mu N$ — opór przy styku powierzchni ($\mu$ — współczynnik tarcia)
  • Siła sprężystości $F = kx$ — sprężyna opiera się odkształceniu
  • Wyporność (Archimedes) — ciecz pcha zanurzone ciało ku górze
Przykład: Ciało 5 kg leży na stole. Jakie siły działają?
  1. Ciężar: $Q = 5 \cdot 10 = 50$ N (w dół)
  2. Siła normalna: $N = 50$ N (w górę)
  3. Wypadkowa: $F = 0$ → ciało w spoczynku ✓
⚡ Zapamiętaj: Siła jest WEKTOREM — ma wartość, kierunek i zwrot. Siły przeciwne znoszą się. Wypadkowa sił = 0 → ciało w spoczynku lub ruchu jednostajnym.
Układy równań — metody rozwiązywania (LO)
Układ 2×2 liniowy — metody:
  • Podstawiania: z jednego równania wyraź $x$ (lub $y$) i podstaw do drugiego
  • Eliminacji (przeciwnych wsp.): pomnóż równania i dodaj stronami
  • Wyznacznikowa (Cramera): $x=\dfrac{W_x}{W}$, $y=\dfrac{W_y}{W}$ — dla układów 2×2 i 3×3
Wyznacznik $2 \times 2$: $W = \begin{vmatrix} a_1 & b_1 \\ a_2 & b_2 \end{vmatrix} = a_1b_2 - a_2b_1$
Reguła Cramera dla $\begin{cases}a_1x+b_1y=c_1\a_2x+b_2y=c_2\end{cases}$: $$W=\begin{vmatrix}a_1&b_1\a_2&b_2\end{vmatrix},\quad W_x=\begin{vmatrix}c_1&b_1\c_2&b_2\end{vmatrix},\quad W_y=\begin{vmatrix}a_1&c_1\a_2&c_2\end{vmatrix}$$ Jeśli $W \neq 0$: dokładnie jedno rozwiązanie. $W = 0$: sprzeczny lub nieoznaczony.
Przykład (Cramer): $\begin{cases}3x+2y=8\x-y=1\end{cases}$
  1. $W = 3\cdot(-1)-1\cdot2 = -5$
  2. $W_x = 8\cdot(-1)-1\cdot2 = -10$; $x = \frac{-10}{-5} = 2$
  3. $W_y = 3\cdot1-1\cdot8 = -5$; $y = \frac{-5}{-5} = 1$
⚡ Zapamiętaj: Metoda Cramera jest elegancka, ale wolna dla dużych układów. W praktyce (matura) używaj eliminacji lub podstawiania — są szybsze i mniej podatne na błędy znaku.
Ułamki — definicja i rodzaje
Definicja: Ułamek $\frac{a}{b}$ to wynik dzielenia liczby $a$ (licznik) przez $b$ (mianownik), gdzie $b \neq 0$. Ułamek właściwy: $|a| \lt |b|$. Ułamek niewłaściwy: $|a| \geq |b|$. Liczba mieszana: całość + ułamek właściwy, np. $2\frac{3}{4}$.
Prosto mówiąc: Ułamek to kawałek całości. Mianownik mówi na ile części podzielono całość, licznik — ile tych części bierzemy.
Zastosowanie:
  • Skracanie: $\frac{6}{9} = \frac{2}{3}$ — podziel licznik i mianownik przez NWD
  • Dodawanie: sprowadź do wspólnego mianownika (NWW), potem dodaj liczniki
  • Mnożenie: licznik × licznik, mianownik × mianownik
  • Dzielenie: mnóż przez odwrotność: $\frac{a}{b} \div \frac{c}{d} = \frac{a}{b} \cdot \frac{d}{c}$
Przykład: $\frac{2}{3} + \frac{3}{4}$
  1. NWW(3,4) = 12
  2. $\frac{8}{12} + \frac{9}{12} = \frac{17}{12} = 1\frac{5}{12}$
⚡ Zapamiętaj: NIE dodawaj mianowników! $\frac{1}{2}+\frac{1}{3} \neq \frac{2}{5}$. Zawsze sprowadzaj do wspólnego mianownika.
Zasada zachowania energii mechanicznej
Zasada zachowania energii mechanicznej: W układzie, gdzie działają tylko siły zachowawcze (np. grawitacja, sprężystość), całkowita energia mechaniczna jest stała: $$E_k + E_p = \text{const}$$ $$\frac{1}{2}mv^2 + mgh = \text{const}$$ Wzrost $E_k$ = spadek $E_p$ i odwrotnie.
Prosto mówiąc: Piłka spada z wysokości $h$: zamienia $E_p$ w $E_k$. Tuż przed uderzeniem o ziemię: cała $E_p$ stała się $E_k$. Na huśtawce: na górze max $E_p$, na dole max $E_k$ — suma zawsze ta sama.
Wzór na prędkość przy swobodnym spadku z $h$: $$mgh = \frac{1}{2}mv^2 \Rightarrow v = \sqrt{2gh}$$ Z tarciem: energia mechaniczna NIE jest zachowana. Tarcie zamienia $E_k$ i $E_p$ w ciepło: $$\Delta E_{mech} = -W_{tarcia} = -F_{tarcia}\cdot s$$
Przykład: Kulka spada z wysokości 5 m bez oporu powietrza. Prędkość przy ziemi? $$v = \sqrt{2\cdot9{,}81\cdot5} = \sqrt{98{,}1} \approx 9{,}9 \text{ m/s}$$
⚡ Zapamiętaj: Zasada zachowania energii obowiązuje ZAWSZE — nawet z tarciem. Energia nie znika — zamienia się w ciepło. Sprawność: co nie trafia na wyjście, idzie "w ciepło".
Pole elektryczne — natężenie i linie pola
Natężenie pola elektrycznego: $$\vec{E} = \frac{\vec{F}}{q} \quad [E] = \frac{\text{N}}{\text{C}} = \frac{\text{V}}{\text{m}}$$ Dla pola ładunku punktowego $Q$: $E = k\dfrac{Q}{r^2}$ (prawo Coulomba).
Potencjał elektryczny: $V = k\dfrac{Q}{r}$; napięcie: $U = V_1 - V_2 = \dfrac{W}{q}$.
Prosto mówiąc: Natężenie pola to "siła na jednostkę ładunku" — jak bardzo pole chce przesunąć ładunek w danym miejscu. Kierunek: zgodny z siłą na ładunek dodatni.
Pole jednorodne (między płytami kondensatora): $$E = \frac{U}{d} \quad \text{(stałe — linie pola równoległe)}$$ Energia ładunku $q$ w polu: $E_p = qV = qEd$.
Zasada superpozycji: Pole od wielu ładunków = wektorowa suma pól składowych.
Przykład: Ładunek $+2\ \mu\text{C}$ i $-2\ \mu\text{C}$ w odległości 10 cm od siebie. Natężenie w środku?
  1. $E_+ = 9\times10^9\cdot\frac{2\times10^{-6}}{(0{,}05)^2} = 7{,}2\times10^6$ N/C (ku $-$ ładunkowi)
  2. $E_- = 7{,}2\times10^6$ N/C (też ku $-$ ładunkowi)
  3. Pola dodają się: $E = 1{,}44\times10^7$ N/C
⚡ Zapamiętaj: Linie pola elektrycznego wychodzą z ładunków $+$ i wchodzą do $-$. Gęstość linii = natężenie pola. Ruch zgodny z polem: ładunek $+$ traci, ładunek $-$ zyskuje energię potencjalną.
Procenty — definicja i obliczenia
Definicja: Procent ($\%$) to setna część całości: $$1\% = \frac{1}{100} = 0{,}01$$ $p\%$ liczby $W$ wynosi $\dfrac{p}{100} \cdot W$. Trzy podstawowe zadania procentowe:
  1. Obliczyć $p\%$ z $W$: wynik $= \frac{p}{100} \cdot W$
  2. Obliczyć, ile $\%$ liczba $x$ stanowi z $W$: wynik $= \frac{x}{W} \cdot 100\%$
  3. Obliczyć całość $W$, jeśli $x$ stanowi $p\%$: wynik $= \frac{x \cdot 100}{p}$
Prosto mówiąc: Procent to po prostu ułamek z mianownikiem 100. $30\% = \frac{30}{100} = 0{,}3$. Przy zniżce 20% na coś za 50 zł oszczędzasz $0{,}2 \times 50 = 10$ zł.
Zastosowanie:
  • Rabaty i ceny: $-15\%$ od ceny
  • Podatki: VAT 23%
  • Odsetki bankowe: lokata 4% w skali roku
  • Wyniki ankiet i statystyki
Przykład: Cena butów 180 zł, rabat 25%. Ile zapłacisz?
  1. Rabat: $\frac{25}{100} \cdot 180 = 0{,}25 \cdot 180 = 45$ zł
  2. Cena po rabacie: $180 - 45 = 135$ zł
  3. Alternatywnie: $180 \cdot 0{,}75 = 135$ zł (mnożysz przez $1 - 0{,}25$)
⚡ Zapamiętaj: Dwa rabaty 10% to NIE to samo co jeden rabat 20%! Dwa razy 10%: $100 \cdot 0{,}9 \cdot 0{,}9 = 81$ zł, czyli 19% taniej, nie 20%.
Funkcja wykładnicza — definicja i własności
Definicja: $f(x) = a^x$, gdzie $a > 0$, $a \neq 1$, $x \in \mathbb{R}$.
Własności: dziedzina $\mathbb{R}$, zbiór wartości $(0, +\infty)$, $f(0)=1$, $f(1)=a$.
Równanie $a^x = b$ ma rozwiązanie: $x = \log_a b$ (dla $b > 0$).
Prosto mówiąc: Wykładnicza opisuje wzrost/spadek geometryczny — zdwajanie co pewien czas (np. bakterie) lub rozpad (np. radioaktywny). "Wykładnik to nieznana" — różnica od potęgi $x^2$, gdzie wykładnik jest stały.
Monotoniczność:
  • $a > 1$: rosnąca; $\lim_{x\to-\infty}a^x=0$, $\lim_{x\to+\infty}a^x=+\infty$
  • $0 < a \lt 1$: malejąca; $\lim_{x\to-\infty}a^x=+\infty$, $\lim_{x\to+\infty}a^x=0$
Naturalna baza: $e \approx 2{,}718$; $f(x)=e^x$ — podstawa analizy matematycznej.
Prawa działań: $a^m\cdot a^n=a^{m+n}$; $\dfrac{a^m}{a^n}=a^{m-n}$; $(a^m)^n=a^{mn}$.
Przykład: Rozwiąż $2^{2x-1} = 8$.
  1. $8 = 2^3$, więc $2^{2x-1} = 2^3$
  2. $2x-1=3 \Rightarrow x=2$
⚡ Zapamiętaj: $a^x > 0$ zawsze (wykładnicza nigdy nie jest zerem!). Czas podwojenia przy wzroście geometrycznym: $T = \dfrac{\ln 2}{\ln a}$ (np. dla $a=2$: $T=1$, dla $a=1{,}07$: $T\approx10{,}2$ lat).
Indukcja elektromagnetyczna
Prawo Faradaya: SEM indukcji jest proporcjonalna do szybkości zmiany strumienia magnetycznego przez obwód: $$\varepsilon = -\frac{\Delta\Phi}{\Delta t} \quad \text{(1 zwój)}; \qquad \varepsilon = -N\frac{\Delta\Phi}{\Delta t} \quad \text{(N zwojów)}$$ Strumień magnetyczny: $\Phi = B \cdot S \cdot \cos\alpha$ [Wb = V·s], gdzie $B$ — indukcja [T], $S$ — pole powierzchni, $\alpha$ — kąt między $\vec{B}$ i normalną do powierzchni.
Prosto mówiąc: Zmienne pole magnetyczne generuje prąd elektryczny — i odwrotnie. To zasada działania prądnic, transformatorów i silników elektrycznych.
Reguła Lenza (znak minus w prawie Faradaya): Indukowany prąd ma taki kierunek, by przeciwdziałać zmianie strumienia, która go wywołuje (zasada zachowania energii).

Samoindukcja: $\varepsilon_L = -L\dfrac{\Delta I}{\Delta t}$, gdzie $L$ — indukcyjność [H].
Przykład: Cewka 200 zwojów, strumień zmienia się z 0,01 Wb do 0,05 Wb w ciągu 0,1 s. $$\varepsilon = -N\frac{\Delta\Phi}{\Delta t} = -200 \cdot \frac{0{,}05-0{,}01}{0{,}1} = -200 \cdot 0{,}4 = -80\ \text{V}$$ Wartość bezwzględna SEM = 80 V.
⚡ Zapamiętaj: Transformator zmienia napięcie dzięki indukcji wzajemnej: $\dfrac{U_1}{U_2} = \dfrac{N_1}{N_2}$. Podwyższeniu napięcia towarzyszy zmniejszenie prądu (zasada zachowania mocy: $P_1 \approx P_2$).
Kondensator — pojemność i energia
Pojemność elektryczna: $$C = \frac{q}{U} \quad [C] = \text{F (farad)}$$ Kondensator płaski: $C = \varepsilon_0\varepsilon_r\dfrac{S}{d}$
Gdzie $\varepsilon_0 = 8{,}85\times10^{-12}$ F/m, $\varepsilon_r$ — przenikalność względna, $S$ — pole płyt, $d$ — odległość.
Prosto mówiąc: Kondensator to "zbiornik ładunku". Pojemność 1 F oznacza: przy napięciu 1 V gromadzi 1 C ładunku. 1 F to ogromna pojemność — typowe: pF ($10^{-12}$) do $\mu$F ($10^{-6}$).
Energia kondensatora: $$E = \frac{1}{2}CU^2 = \frac{q^2}{2C} = \frac{qU}{2}$$ Kondensatory w układach:
  • Szeregowo: $\dfrac{1}{C_{zast}} = \dfrac{1}{C_1}+\dfrac{1}{C_2}+\ldots$ (pojemność maleje)
  • Równolegle: $C_{zast} = C_1+C_2+\ldots$ (pojemność rośnie)
Przykład: Kondensator $C = 10\ \mu\text{F}$ naładowany do $U=100$ V.
  1. Ładunek: $q = CU = 10^{-5}\cdot100 = 10^{-3}$ C $= 1$ mC
  2. Energia: $E = \frac{1}{2}\cdot10^{-5}\cdot100^2 = 0{,}05$ J $= 50$ mJ
⚡ Zapamiętaj: Kondensatory równoległe — napięcie takie samo, ładunki się sumują. Szeregowe — ładunek taki sam, napięcia się sumują. Odwrotnie niż oporniki! (R szeregowo rośnie; C szeregowo maleje).
Proporcja i proporcjonalność
Definicja: Proporcja to równość dwóch stosunków: $\frac{a}{b} = \frac{c}{d}$, co równoważnie oznacza $a \cdot d = b \cdot c$ (iloczyn krzyżowy). Proporcjonalność prosta: $y = kx$ (gdy $x$ rośnie $n$-krotnie, $y$ też rośnie $n$-krotnie). Proporcjonalność odwrotna: $xy = k$ (gdy $x$ rośnie $n$-krotnie, $y$ maleje $n$-krotnie).
Prosto mówiąc:
  • Proporcja prosta: więcej towarów → więcej płacisz
  • Proporcja odwrotna: więcej pracowników → krócej trwa praca
Jak rozwiązywać przez proporcję:
  1. Zapisz znane dane i szukane jako proporcję
  2. Wyznacz szukaną przez iloczyn krzyżowy
  3. Sprawdź, czy proporcja jest prosta czy odwrotna!
Przykład: 5 kg jabłek kosztuje 15 zł. Ile kosztuje 8 kg?
  1. $\frac{5}{15} = \frac{8}{x}$ (proporcja prosta)
  2. $x = \frac{8 \cdot 15}{5} = 24$ zł
⚡ Zapamiętaj: Sprawdź kierunek! Więcej robotników → krócej trwa praca → proporcja ODWROTNA. Zapisz: $5 \cdot t_1 = 8 \cdot t_2$.
Układ współrzędnych kartezjańskich
Definicja: Układ współrzędnych kartezjańskich na płaszczyźnie tworzą dwie prostopadłe osie liczbowe: oś $OX$ (pozioma, odcięta) i oś $OY$ (pionowa, rzędna) przecinające się w punkcie $O(0,0)$ zwanym początkiem układu. Każdy punkt $P$ na płaszczyźnie opisujemy parą $(x, y)$, gdzie $x$ — odległość (ze znakiem) od osi $OY$, $y$ — odległość (ze znakiem) od osi $OX$.
Prosto mówiąc: To jak mapa z siatką ulic. Powiedz "idź 3 bloki w prawo i 2 bloki w górę" — to jest punkt $(3, 2)$.
Ćwiartki układu:
  • I ćwiartka: $x > 0$, $y > 0$ (prawy górny)
  • II ćwiartka: $x \lt 0$, $y > 0$ (lewy górny)
  • III ćwiartka: $x \lt 0$, $y \lt 0$ (lewy dolny)
  • IV ćwiartka: $x > 0$, $y \lt 0$ (prawy dolny)
Przykład: Oblicz odległość punktów $A(1, 2)$ i $B(5, 5)$: $$|AB| = \sqrt{(5-1)^2 + (5-2)^2} = \sqrt{16 + 9} = \sqrt{25} = 5$$
⚡ Zapamiętaj: Kolejność ma znaczenie! Punkt $(3, 2) \neq (2, 3)$. Pierwsza liczba to zawsze $x$ (poziomo), druga to $y$ (pionowo).
Wielomiany — definicja, stopień i pierwiastki
Definicja: Wielomian stopnia $n$ to wyrażenie postaci: $$W(x) = a_n x^n + a_{n-1}x^{n-1} + \ldots + a_1 x + a_0, \quad a_n \neq 0$$ gdzie $a_i \in \mathbb{R}$ — współczynniki, $n \in \mathbb{N}$ — stopień wielomianu.

Liczba $x_0$ jest pierwiastkiem wielomianu $W$, jeśli $W(x_0) = 0$. Twierdzenie Bezouta: $(x - x_0) \mid W(x) \Leftrightarrow W(x_0) = 0$.
Prosto mówiąc: Wielomian to suma potęg $x$ pomnożonych przez liczby (współczynniki). Stopień to najwyższa potęga. Pierwiastek to "zerowe miejsce" — gdzie wykres przecina oś $OX$.
Działania na wielomianach:
  • Dodawanie/odejmowanie: zbierz wyrazy podobne (te same potęgi $x$)
  • Mnożenie: każdy wyraz przez każdy (rozdzielność)
  • Dzielenie: algorytm dzielenia wielomianów lub tw. Bezout
  • Schemat Hornera: szybkie obliczanie wartości i dzielenie
Przykład: $W(x) = x^3 - 6x^2 + 11x - 6$. Sprawdź, czy $x_0 = 1$ jest pierwiastkiem.
  1. $W(1) = 1 - 6 + 11 - 6 = 0$ ✓
  2. Dzielimy przez $(x-1)$: $W(x) = (x-1)(x^2-5x+6) = (x-1)(x-2)(x-3)$
  3. Pierwiastki: $x = 1, 2, 3$
⚡ Zapamiętaj: Wielomian stopnia $n$ ma co najwyżej $n$ pierwiastków rzeczywistych (ale może mieć mniej — np. $x^2 + 1 = 0$ nie ma pierwiastków rzeczywistych).
Funkcja logarytmiczna — definicja i własności
Definicja: $f(x) = \log_a x$, gdzie $a > 0$, $a \neq 1$, $x > 0$.
Funkcja odwrotna do $a^x$: $\log_a(a^x) = x$ i $a^{\log_a x} = x$.
Dziedzina: $(0,+\infty)$; zbiór wartości: $\mathbb{R}$; $f(1)=0$, $f(a)=1$.
Prosto mówiąc: $\log_a b$ odpowiada na pytanie: "Do jakiej potęgi podnieść $a$, żeby dostać $b$?". $\log_2 8 = 3$, bo $2^3=8$.
Wzory logarytmiczne:
  • $\log_a(xy) = \log_a x + \log_a y$
  • $\log_a\dfrac{x}{y} = \log_a x - \log_a y$
  • $\log_a x^n = n\log_a x$
  • Zmiana podstawy: $\log_a x = \dfrac{\log_b x}{\log_b a} = \dfrac{\ln x}{\ln a}$
Szczególne: $\lg x = \log_{10} x$; $\ln x = \log_e x$ (logarytm naturalny).
Przykład: Rozwiąż $\log_3(2x+1) = 2$.
  1. Warunek dziedziny: $2x+1 > 0 \Rightarrow x > -\frac{1}{2}$
  2. $2x+1 = 3^2 = 9 \Rightarrow x = 4$
  3. $x=4 > -\frac{1}{2}$ ✓
⚡ Zapamiętaj: Zawsze sprawdzaj dziedzinę! Wyrażenie pod logarytmem musi być $> 0$. Równanie $\log_a f(x) = \log_a g(x)$ oznacza $f(x)=g(x)$ PLUS warunek $f(x)>0$ i $g(x)>0$.
Liczby pierwsze i rozkład na czynniki
Definicja: Liczba naturalna większa od 1 jest pierwsza, jeśli ma dokładnie dwa dzielniki: 1 i siebie samą. Liczba złożona to każda naturalna > 1, która nie jest pierwsza.
Zasadnicze twierdzenie arytmetyki: Każda liczba naturalna > 1 daje się przedstawić jako iloczyn liczb pierwszych w sposób jedyny (z dokładnością do kolejności czynników).
Prosto mówiąc: Liczby pierwsze to "atomy" matematyki — nie da się ich rozłożyć dalej. Każdą liczbę złożoną można rozłożyć na takie atomy: np. $60 = 2^2 \cdot 3 \cdot 5$.
Sito Eratostenesa — sposób na znajdowanie liczb pierwszych: wypisz liczby 2–N, wykreślaj wielokrotności 2, potem 3, 5... Niewykreślone to liczby pierwsze.
Liczby pierwsze do 20: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19.
Przykład: Rozłóż 360 na czynniki pierwsze.
  1. $360 \div 2 = 180$; $180 \div 2 = 90$; $90 \div 2 = 45$
  2. $45 \div 3 = 15$; $15 \div 3 = 5$; 5 jest pierwsze
  3. $360 = 2^3 \cdot 3^2 \cdot 5$
⚡ Zapamiętaj: Liczba 1 NIE jest pierwsza (ma tylko jeden dzielnik). Liczba 2 jest jedyną parzystą liczbą pierwszą — wszystkie inne parzyste są złożone.
Siła Lorentza — ruch ładunku w polu magnetycznym
Siła Lorentza na ładunek $q$ poruszający się z prędkością $v$ w polu $B$: $$\vec{F} = q\vec{v}\times\vec{B}, \quad F = qvB\sin\alpha$$ Gdzie $\alpha$ — kąt między $\vec{v}$ i $\vec{B}$.
Kierunek: prostopadły do obu $\vec{v}$ i $\vec{B}$ (reguła prawej ręki / trójpalcowa).
Prosto mówiąc: Naładowana cząstka leci przez pole magnetyczne — "skręca". Siła zawsze prostopadle do ruchu, więc NIE wykonuje pracy (zmienia kierunek, nie prędkość). Wynik: ruch po okręgu lub spirali.
Ruch po okręgu w polu $B$: siła Lorentza = siła dośrodkowa: $$qvB = \frac{mv^2}{r} \Rightarrow r = \frac{mv}{qB}$$ Aplikacje: akceleratory cząstek (LHC!), spektrometry masowe, silniki elektryczne DC.
Efekt Halla: nagromadzenie ładunków na boku przewodnika — pozwala mierzyć $B$.
Przykład: Proton ($m=1{,}67\times10^{-27}$ kg, $q=1{,}6\times10^{-19}$ C) leci z $v=10^6$ m/s w polu $B=0{,}1$ T (prostopadle). Promień toru? $$r = \frac{mv}{qB} = \frac{1{,}67\times10^{-27}\cdot10^6}{1{,}6\times10^{-19}\cdot0{,}1} = \frac{1{,}67\times10^{-21}}{1{,}6\times10^{-20}} \approx 0{,}10 \text{ m}$$
⚡ Zapamiętaj: Siła Lorentza NIE wykonuje pracy (prostopadła do $v$). Dlatego cząstka krąży z stałą prędkością — pole magnetyczne nie przyspiesza ani nie hamuje, tylko zakrzywia tor.
Skala — przeliczanie na mapach i planach
Definicja: Skala mapy to stosunek odległości na mapie do rzeczywistej odległości w terenie: $$\text{skala} = \frac{\text{odległość na mapie}}{\text{odległość rzeczywista}}$$ Zapis $1:n$ oznacza, że 1 cm na mapie odpowiada $n$ cm w rzeczywistości.
Prosto mówiąc: Skala $1:100\,000$ znaczy: 1 cm na mapie = 100 000 cm = 1 km w terenie. Im większa liczba po ":", tym mniejszy szczegół mapy.
Obliczenia:
  • Odległość rzeczywista = odległość na mapie × mianownik skali
  • Odległość na mapie = odległość rzeczywista ÷ mianownik skali
Uważaj na jednostki — przelicz na te same przed obliczeniem!
Przykład: Mapa w skali $1:50\,000$. Zmierzyłeś 6 cm. Jaka to odległość?
  1. $6 \text{ cm} \times 50\,000 = 300\,000 \text{ cm}$
  2. $300\,000 \text{ cm} = 3000 \text{ m} = 3 \text{ km}$
⚡ Zapamiętaj: Skala $1:5000$ jest większa (bardziej szczegółowa) niż $1:100\,000$. "Większa skala" = więcej detali, mniejszy obszar na mapie.
Symetria osiowa i środkowa
Symetria osiowa: Przekształcenie płaszczyzny — odbicie względem prostej $l$ (osi symetrii). Punkt $P$ przechodzi w $P'$, gdzie $l$ jest prostopadłą dwusieczną odcinka $PP'$.
Symetria środkowa: Przekształcenie — obrót o 180° wokół punktu $S$ (środka symetrii). Punkt $P$ przechodzi w $P'$, gdzie $S$ jest środkiem odcinka $PP'$.
Prosto mówiąc: Symetria osiowa to odbicie w lustrze — oś to lustro. Symetria środkowa to "przebicie" przez punkt — jak obracasz kartkę o 180° wokół centralnego gwoździka.
Figury symetryczne:
  • Prostokąt — 2 osie symetrii, 1 środek symetrii
  • Kwadrat — 4 osie symetrii, 1 środek
  • Koło — nieskończenie wiele osi (każda średnica), 1 środek
  • Równoboczny trójkąt — 3 osie symetrii, brak środka symetrii
Przykład: Znajdź symetryczny do $A(2, 3)$ względem:
  • Osi $OX$: $A'(2, -3)$ — zmień znak współrzędnej $y$
  • Osi $OY$: $A'(-2, 3)$ — zmień znak współrzędnej $x$
  • Środka $O(0,0)$: $A'(-2, -3)$ — zmień znaki obu
⚡ Zapamiętaj: Symetria zachowuje długości i kąty (jest izometrią). Symetria osiowa odwraca orientację figury (jak w lustrze), a środkowa — zachowuje orientację.
Przekształcenia wykresów funkcji
Definicja: Podstawowe przekształcenia wykresu $y=f(x)$:
• $y=f(x)+c$: przesunięcie o $c$ w górę
• $y=f(x-d)$: przesunięcie o $d$ w prawo
• $y=-f(x)$: odbicie względem osi $x$
• $y=f(-x)$: odbicie względem osi $y$
• $y=af(x)$: rozciągnięcie pionowe ($a>1$) lub ściskanie ($0\lt a\lt 1$)
Prosto mówiąc: Modyfikujesz wzór funkcji → przemieszczasz lub odkształcasz jej wykres. Reguła: modyfikacja argumentu ($x$) → zmiana pozioma; modyfikacja wartości ($y$) → zmiana pionowa.
Zastosowanie:
  • Rysowanie wykresów skomplikowanych funkcji
  • Przesunięcia i skalowania w grafice
  • Dopasowywanie modeli do danych
Przykład: $y=(x-2)^2+3$: parabola $y=x^2$ przesunięta 2 w prawo i 3 w górę. Wierzchołek: $(2,3)$. $y=|x+1|-2$: $y=|x|$ przesunięte 1 w lewo i 2 w dół.
⚡ Zapamiętaj: $f(x-d)$ (minus wewnątrz) → przesunięcie w PRAWO o $d$. To sprzeczne z intuicją, bo "minus" kojarzy się z lewą stroną!
Geometria analityczna — prosta i okrąg
Równanie prostej:
  • Ogólne: $ax + by + c = 0$
  • Kierunkowe: $y = mx + b$, gdzie $m = \tan\alpha$ — współczynnik kierunkowy
  • Odcinkowe: $\dfrac{x}{p} + \dfrac{y}{q} = 1$, gdzie $p, q$ — odcinki na osiach
Równanie okręgu o środku $(a, b)$ i promieniu $r$: $$(x-a)^2 + (y-b)^2 = r^2$$
Prosto mówiąc: Geometria analityczna łączy algebrę z geometrią — każda figura ma swoje równanie, każde równanie ma swój wykres. Prosta to linia, okrąg to zbiór punktów w tej samej odległości od środka.
Ważne wzory:
  • Odległość punktów $A(x_1,y_1)$ i $B(x_2,y_2)$: $|AB| = \sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}$
  • Środek odcinka: $M = \left(\dfrac{x_1+x_2}{2}, \dfrac{y_1+y_2}{2}\right)$
  • Proste równoległe: $m_1 = m_2$; prostopadłe: $m_1 \cdot m_2 = -1$
  • Odległość punktu $(x_0,y_0)$ od prostej $ax+by+c=0$: $d = \dfrac{|ax_0+by_0+c|}{\sqrt{a^2+b^2}}$
Przykład: Czy punkt $P(3, 4)$ leży na okręgu $(x-1)^2 + (y-2)^2 = 8$?
  1. $(3-1)^2 + (4-2)^2 = 4 + 4 = 8$ ✓
  2. Tak, punkt $P$ leży na okręgu.
⚡ Zapamiętaj: Dwie proste prostopadłe mają współczynniki kierunkowe spełniające $m_1 \cdot m_2 = -1$, np. $m_1 = 2$ i $m_2 = -\frac{1}{2}$. Wyjątek: prosta pionowa ($x = c$) nie ma współczynnika $m$.
Gęstość substancji
Definicja: Gęstość to stosunek masy ciała do jego objętości: $$\rho = \frac{m}{V}$$ Jednostka: $\text{kg/m}^3$ lub $\text{g/cm}^3$.
Prosto mówiąc: Gęstość mówi, ile waży 1 cm³ (lub 1 m³) danej substancji. Ołów jest ciężki — ma dużą gęstość. Styropian jest lekki — małą gęstość.
Ważne gęstości (przybliżone):
  • Woda: $1000 \text{ kg/m}^3 = 1 \text{ g/cm}^3$
  • Lód: $917 \text{ kg/m}^3$ (mniej niż woda → pływa!)
  • Żelazo: $7874 \text{ kg/m}^3$
  • Aluminium: $2700 \text{ kg/m}^3$
  • Powietrze: $1{,}29 \text{ kg/m}^3$
Pływanie: ciało pływa, gdy $\rho_{\text{ciała}} \lt \rho_{\text{cieczy}}$
Przykład: Kostka żelaza 200 g zajmuje 25 cm³. Gęstość?
  1. $\rho = \frac{m}{V} = \frac{200}{25} = 8 \text{ g/cm}^3 = 8000 \text{ kg/m}^3$
⚡ Zapamiętaj: $\rho = m/V$ → $m = \rho V$ → $V = m/\rho$. Przeliczenie: $1 \text{ g/cm}^3 = 1000 \text{ kg/m}^3$.
NWD i NWW — największy wspólny dzielnik i najmniejsza wspólna wielokrotność
NWD(a, b) — największa liczba naturalna, która dzieli jednocześnie $a$ i $b$.
NWW(a, b) — najmniejsza liczba naturalna, która jest wielokrotnością zarówno $a$, jak i $b$.
Związek: $\text{NWD}(a,b) \cdot \text{NWW}(a,b) = a \cdot b$
Prosto mówiąc: NWD to największy "wspólny kawałek" — przydaje się przy skracaniu ułamków. NWW to najmniejszy "wspólny mianownik" — przy dodawaniu ułamków o różnych mianownikach.
Algorytm Euklidesa (NWD): Dziel większą liczbę przez mniejszą, zastąp większą resztą — powtarzaj aż reszta = 0. NWD = ostatni niezerowy dzielnik.
NWW przez rozkład: Weź każdy czynnik pierwszy z najwyższą potęgą z obu rozkładów.
Przykład: Znajdź NWD i NWW dla 36 i 48.
  1. $36 = 2^2 \cdot 3^2$; $48 = 2^4 \cdot 3$
  2. NWD: najmniejsze potęgi wspólnych czynników: $2^2 \cdot 3 = 12$
  3. NWW: największe potęgi wszystkich czynników: $2^4 \cdot 3^2 = 144$
  4. Sprawdzenie: $12 \cdot 144 = 1728 = 36 \cdot 48$ ✓
⚡ Zapamiętaj: NWD skraca ułamek $\frac{36}{48} = \frac{36 \div 12}{48 \div 12} = \frac{3}{4}$. NWW daje wspólny mianownik: $\frac{1}{36}+\frac{1}{48} = \frac{4}{144}+\frac{3}{144} = \frac{7}{144}$.
Procenty — pojęcie i obliczenia
Definicja: Procent ($\%$) to jedna setna część całości: $1\% = \frac{1}{100}$. $p\%$ z liczby $W$ wynosi $\frac{p}{100} \cdot W$.
Prosto mówiąc: „Procent" pochodzi z łaciny — per centum = „na sto". Myślisz o procentach jak o kawałkach stu równych części.
Trzy typy zadań:
  1. Ile to $p\%$ z $W$? → $x = \frac{p}{100} \cdot W$
  2. Jaki procent $x$ stanowi z $W$? → $p = \frac{x}{W} \cdot 100\%$
  3. Jaka jest całość $W$, jeśli $x$ to $p\%$? → $W = \frac{x \cdot 100}{p}$
Zmiana procentowa:
  • Wzrost o $p\%$: pomnóż przez $(1 + \frac{p}{100})$, np. +20% → ×1,20
  • Spadek o $p\%$: pomnóż przez $(1 - \frac{p}{100})$, np. –15% → ×0,85
Przykład: Cena 200 zł, zniżka 30%. Nowa cena?
  1. Zniżka: $\frac{30}{100} \cdot 200 = 60$ zł
  2. Cena po: $200 - 60 = 140$ zł (lub $200 \cdot 0{,}70 = 140$ zł)
⚡ Zapamiętaj: Wzrost o 10%, a potem spadek o 10% NIE wraca do punktu wyjścia! $100 \cdot 1{,}1 \cdot 0{,}9 = 99$. Procenty działają na aktualną wartość.
Trójkąty — rodzaje i pola
Rodzaje trójkątów:
  • Wg boków: równoboczny ($a=b=c$), równoramienny ($a=b \neq c$), różnoboczny
  • Wg kątów: ostrokątny (wszystkie $\lt 90°$), prostokątny (jeden $= 90°$), rozwartokątny (jeden $> 90°$)
Suma kątów trójkąta: $\alpha + \beta + \gamma = 180°$
Wzory na pole:
  • Podstawowy: $P = \dfrac{1}{2} \cdot a \cdot h_a$ (podstawa × wysokość / 2)
  • Wzór Herona: $P = \sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)}$, gdzie $s = \frac{a+b+c}{2}$
  • Przez sin: $P = \dfrac{1}{2}ab\sin\gamma$
Nierówność trójkąta: Suma dowolnych dwóch boków musi być większa od trzeciego: $a+b > c$.
Przykład: Trójkąt o bokach 5, 12, 13.
  1. Sprawdź $5^2 + 12^2 = 25 + 144 = 169 = 13^2$ → trójkąt prostokątny (tw. Pitagorasa)
  2. Pole: $P = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot 12 = 30$
⚡ Zapamiętaj: Trójkąt równoboczny ma wszystkie kąty po 60°. Wysokość w trójkącie prostokątnym opuszczona na przeciwprostokątną dzieli go na dwa trójkąty podobne do siebie i do oryginału.
Równania liniowe z jedną niewiadomą
Definicja: Równanie liniowe z jedną niewiadomą $x$ ma postać: $$ax + b = 0, \quad a \neq 0$$ Jedyne rozwiązanie: $x = -\dfrac{b}{a}$.
Ogólniej: $ax + b = cx + d$ — przenosimy wyrazy z $x$ na lewą, stałe na prawą stronę.
Prosto mówiąc: Równanie to "waga" — to co robisz po jednej stronie, musisz zrobić po drugiej. Cel: zostać z samym $x$ po lewej stronie.
Algorytm rozwiązywania:
  1. Usuń nawiasy (reguła rozdzielności)
  2. Przenieś wyrazy z $x$ na lewą, stałe na prawą stronę (zmień znaki)
  3. Połącz wyrazy podobne
  4. Podziel obie strony przez współczynnik przy $x$
Szczególne przypadki: $0 \cdot x = 0$ — nieskończenie wiele rozwiązań; $0 \cdot x = 5$ — brak rozwiązań.
Przykład: Rozwiąż $3(x-2) + 5 = 2x - 1$
  1. $3x - 6 + 5 = 2x - 1$
  2. $3x - 1 = 2x - 1$
  3. $3x - 2x = -1 + 1$
  4. $x = 0$
⚡ Zapamiętaj: Zawsze sprawdź wynik — podstaw znalezione $x$ do oryginalnego równania. Tu: $3(0-2)+5 = -6+5=-1$ i $2\cdot0-1=-1$ ✓.
Stereometria — bryły i ich własności
Podstawowe bryły przestrzenne:
  • Graniastosłup: dwie równoległe przystające podstawy (wielokąty), boki prostokątne. Pryzmat prosty: boczne krawędzie $\perp$ podstawie.
  • Ostrosłup: jedna podstawa (wielokąt), wierzchołek. Piramida regularna: podstawa regularna, wierzchołek nad środkiem.
  • Walec: dwie kołowe podstawy, powierzchnia boczna prostopadła
  • Stożek: kołowa podstawa, jeden wierzchołek (szczyt)
  • Kula: zbiór punktów w odległości $r$ od środka
Kluczowe wzory:
  • Graniastosłup: $V = P_{\text{podst}} \cdot h$; $P_{\text{całk}} = 2P_{\text{podst}} + P_{\text{boczna}}$
  • Ostrosłup: $V = \dfrac{1}{3} P_{\text{podst}} \cdot h$
  • Walec: $V = \pi r^2 h$; $P_{\text{całk}} = 2\pi r^2 + 2\pi r h$
  • Stożek: $V = \dfrac{1}{3}\pi r^2 h$; $P_{\text{całk}} = \pi r^2 + \pi r l$ ($l$ — tworząca)
  • Kula: $V = \dfrac{4}{3}\pi r^3$; $P = 4\pi r^2$
Przykład: Stożek: $r = 3$ cm, $h = 4$ cm. Oblicz objętość i tworząca $l$.
  1. $l = \sqrt{r^2 + h^2} = \sqrt{9+16} = 5$ cm
  2. $V = \dfrac{1}{3}\pi \cdot 9 \cdot 4 = 12\pi \approx 37{,}7$ cm³
⚡ Zapamiętaj: Ostrosłup ma objętość $\frac{1}{3}$ graniastosłupa o tej samej podstawie i wysokości. Stożek ma objętość $\frac{1}{3}$ walca — ta zasada "jednej trzeciej" dotyczy wszystkich brył z wierzchołkiem.
Twierdzenie Pitagorasa
Twierdzenie: W trójkącie prostokątnym kwadrat długości przeciwprostokątnej ($c$) równa się sumie kwadratów długości przyprostokątnych ($a$, $b$): $$a^2 + b^2 = c^2$$ Twierdzenie odwrotne: Jeśli $a^2 + b^2 = c^2$, to trójkąt jest prostokątny.
Prosto mówiąc: Masz trójkąt z kątem prostym? Kwadrat zbudowany na najdłuższym boku ma pole równe sumie pól kwadratów na krótszych bokach. Egipcjanie używali sznura z węzłami co 3-4-5 jednostek do mierzenia kątów prostych przy budowie piramid.
Trójki pitagorejskie (liczby naturalne):
  • 3, 4, 5 (i wielokrotności: 6-8-10, 9-12-15…)
  • 5, 12, 13
  • 8, 15, 17
  • 7, 24, 25
Zastosowania: Odległość punktów, przekątna prostokąta, wysokość w trójkącie.
Przykład: Przekątna kwadratu o boku $a$. $$d = \sqrt{a^2 + a^2} = \sqrt{2a^2} = a\sqrt{2}$$ Dla $a = 5$ cm: $d = 5\sqrt{2} \approx 7{,}07$ cm.
⚡ Zapamiętaj: Przekątna prostokąta: $d = \sqrt{a^2+b^2}$. Wysokość trójkąta równobocznego o boku $a$: $h = \dfrac{a\sqrt{3}}{2}$. Obie wynikają wprost z twierdzenia Pitagorasa.
Ciśnienie
Definicja: Ciśnienie to stosunek siły do powierzchni, na którą siła działa prostopadle: $$p = \frac{F}{A}$$ Jednostka: pascal (Pa) = $\text{N/m}^2$.
Prosto mówiąc: Szpilka boli bardziej niż pięść, bo ta sama siła działa na znacznie mniejszą powierzchnię → większe ciśnienie. Rakiety śnieżne roznoszą ciężar na dużą powierzchnię → małe ciśnienie → nie zapadasz się w śnieg.
Ciśnienie hydrostatyczne: $p = \rho g h$ (zależy od głębokości $h$, nie od kształtu naczynia!)
Ciśnienie atmosferyczne: $p_0 \approx 101\,325 \text{ Pa} = 1 \text{ atm}$
Przykład: Słoń 5000 kg stoi na 4 nogach, każda $500 \text{ cm}^2 = 0{,}05 \text{ m}^2$. Ciśnienie?
  1. $F = mg = 5000 \cdot 10 = 50\,000$ N
  2. $A = 4 \cdot 0{,}05 = 0{,}2 \text{ m}^2$
  3. $p = \frac{50\,000}{0{,}2} = 250\,000 \text{ Pa}$
⚡ Zapamiętaj: Ciśnienie rośnie gdy SIŁA rośnie lub POWIERZCHNIA maleje. Ciśnienie hydrostatyczne rośnie z głębokością — każde 10 m wody to ok. 1 atm więcej.
Figury podobne — skala i warunki podobieństwa
Definicja: Dwie figury są podobne ($\sim$), jeśli jedna powstaje z drugiej przez powiększenie lub pomniejszenie (homotetię), ewentualnie z dodatkowym obrotem lub odbiciem. Stosunek odpowiadających sobie boków jest stały i nazywa się skalą podobieństwa $k$.
Warunki podobieństwa trójkątów:
  • KKK — odpowiadające kąty są równe ($\alpha=\alpha'$, $\beta=\beta'$, $\gamma=\gamma'$)
  • BBB — odpowiadające boki proporcjonalne ($\frac{a}{a'}=\frac{b}{b'}=\frac{c}{c'}$)
  • BKB — dwa boki proporcjonalne i zawarty między nimi kąt równy
Pola figur podobnych: $\dfrac{P_1}{P_2} = k^2$ (skala pól = kwadrat skali liniowej)
Przykład: Dwa trójkąty podobne, skala $k = 3$. Mniejszy ma pole 8 cm². Pole większego? $$P_2 = k^2 \cdot P_1 = 9 \cdot 8 = 72 \text{ cm}^2$$
⚡ Zapamiętaj: Podobieństwo ≠ przystąwalność! Figury przystające są podobne ze skalą $k=1$. Mapy i modele architektoniczne to podobieństwo w działaniu — mapa 1:25000 oznacza $k=\frac{1}{25000}$.
Kombinatoryka — reguły zliczania
Podstawowe reguły:
  • Reguła mnożenia: Jeśli zdarzenie A można wykonać na $m$ sposobów i niezależnie zdarzenie B na $n$ sposobów, to oba łącznie na $m \cdot n$ sposobów.
  • Reguła dodawania: Jeśli A można wykonać na $m$ sposobów LUB B na $n$ sposobów (wykluczają się), to łącznie na $m + n$ sposobów.
Permutacja: $P_n = n! = 1 \cdot 2 \cdot \ldots \cdot n$ (porządkowanie $n$ elementów)
Kombinacja: $\binom{n}{k} = \dfrac{n!}{k!(n-k)!}$ (wybór $k$ z $n$ bez kolejności)
Wariacja (bez pow.): $V_n^k = \dfrac{n!}{(n-k)!}$ (wybór $k$ z $n$ z kolejnością)
Prosto mówiąc: Masz 3 koszulki i 2 spodnie — ile outfitów? $3 \times 2 = 6$ (reguła mnożenia). Iluś kandydatów do 4 miejsc? Kombinacja lub permutacja — zależy czy kolejność ważna.
Przykład: Lotto 6/49 — ile możliwych losowań? $$\binom{49}{6} = \frac{49!}{6! \cdot 43!} = \frac{49 \cdot 48 \cdot 47 \cdot 46 \cdot 45 \cdot 44}{6!} = 13\,983\,816$$
⚡ Zapamiętaj: $\binom{n}{k} = \binom{n}{n-k}$ — wybierając 2 z 10 to tyle samo co "odrzucanie" 8 z 10. Symbol Newtona $\binom{n}{k}$ zawsze daje liczbę całkowitą.
Nierówności liniowe z jedną niewiadomą
Definicja: Nierówność liniowa: $ax + b > 0$ (lub $\lt , \geq, \leq$).
Rozwiązaniem jest przedział liczb (nie pojedyncza wartość).
Kluczowa reguła: Przy mnożeniu lub dzieleniu obu stron przez liczbę ujemną — odwróć znak nierówności!
Prosto mówiąc: $2 \lt 5$. Pomnóż obie strony przez $-1$: $-2 > -5$ (znak się odwraca!). To jedna z pułapek, w którą łatwo wpaść.
Notacja rozwiązań:
  • $x > 3$: przedział $(3, +\infty)$, na osi — strzałka w prawo od otwartego punktu
  • $x \leq -2$: przedział $(-\infty, -2\rangle$, strzałka w lewo od zamkniętego punktu
Łączenie nierówności: $-1 \lt x \leq 4$ — przedział $(-1, 4\rangle$
Przykład: Rozwiąż $-2x + 3 \geq 7$
  1. $-2x \geq 7 - 3 = 4$
  2. $x \leq \dfrac{4}{-2} = -2$ (dzielenie przez $-2$ — odwróć $\geq$ na $\leq$!)
  3. Rozwiązanie: $x \in (-\infty, -2\rangle$
⚡ Zapamiętaj: Dzielisz/mnożysz przez ujemną? Odwróć znak! $-2x \geq 4 \Rightarrow x \leq -2$, NIE $x \geq -2$.
Wyrażenia algebraiczne i zmienne
Definicja: Zmienna (np. $x$, $a$, $n$) to symbol reprezentujący nieznaną liczbę. Wyrażenie algebraiczne to zapis zawierający zmienne, liczby i działania, np. $3x + 2$, $a^2 - b$. Równanie to równość dwóch wyrażeń z co najmniej jedną zmienną: $2x + 5 = 11$.
Prosto mówiąc: Zmienna to „nieznajomy" — szukamy jej wartości. Wyrażenie algebraiczne to przepis — podstawiasz liczbę, dostajesz wynik.
Zasady przekształceń:
  • Dodawaj podobne wyrazy: $3x + 5x = 8x$ (ale $3x + 5y$ nie upraszcza się)
  • Równanie: co robisz z jedną stroną, rób z drugą
  • Przenoszenie: zmień znak! $x + 3 = 7 \Rightarrow x = 7 - 3$
Przykład: Rozwiąż $3x - 4 = 11$.
  1. Dodaj 4 do obu stron: $3x = 15$
  2. Podziel przez 3: $x = 5$
  3. Sprawdzenie: $3 \cdot 5 - 4 = 11$ ✓
⚡ Zapamiętaj: Przenosząc wyraz na drugą stronę równania, ZAWSZE zmieniasz znak! $+$ staje się $-$ i odwrotnie.
Bryły — graniastosłupy i ostrosłupy
Graniastosłup — bryła o dwóch równoległych i przystających podstawach (wielokątach) połączonych prostokątnymi bocznymi ścianami. Prosty: boczne krawędzie prostopadłe do podstaw.
Ostrosłup — bryła o podstawie (wielokącie) i trójkątnych ścianach bocznych zbiegających się w wierzchołku (apex).
Wzory — graniastosłup prosty:
  • Objętość: $V = P_{podst} \cdot h$ (pole podstawy × wysokość)
  • Pole powierzchni: $P_{pp} = 2P_{podst} + P_{boczna}$
  • Sześcian ($a$): $V = a^3$; $P_{pp} = 6a^2$
  • Prostopadłościan ($a,b,c$): $V = abc$; $P_{pp} = 2(ab+bc+ca)$
Wzory — ostrosłup:
  • Objętość: $V = \dfrac{1}{3} P_{podst} \cdot h$
  • Stożek: $V = \dfrac{1}{3}\pi r^2 h$; Walec: $V = \pi r^2 h$
  • Kula: $V = \dfrac{4}{3}\pi r^3$; $P_{pp} = 4\pi r^2$
Przykład: Ostrosłup czworokątny (kwadratowy) o podstawie $6\times6$ cm i wysokości 8 cm. $$V = \frac{1}{3} \cdot 6^2 \cdot 8 = \frac{1}{3} \cdot 36 \cdot 8 = 96 \text{ cm}^3$$
⚡ Zapamiętaj: Objętość ostrosłupa = $\frac{1}{3}$ objętości graniastosłupa o tej samej podstawie i wysokości. Trzy takie ostrosłupy wypełniają jeden graniastosłup.
Nierówności kwadratowe — rozwiązywanie
Definicja: Nierówność kwadratowa to nierówność postaci: $$ax^2 + bx + c > 0 \quad (\text{lub} \lt , \geq, \leq), \quad a \neq 0$$ Rozwiązanie zależy od znaku $\Delta = b^2 - 4ac$ i znaku $a$:
  • $\Delta \lt 0$: parabola nie przecina osi $OX$ — rozwiązanie to $\mathbb{R}$ lub $\emptyset$
  • $\Delta = 0$: parabola dotyka osi $OX$ w jednym punkcie
  • $\Delta > 0$: dwa pierwiastki $x_1 \lt x_2$ dzielą oś na 3 przedziały
Metoda paraboliczna: Narysuj parabolę ($a > 0$ — otwarta w górę, $a \lt 0$ — w dół). Sprawdź, gdzie parabola jest "nad" lub "pod" osią $OX$.
Zasada znaku dla $a > 0$, $\Delta > 0$, pierwiastki $x_1 \lt x_2$:
  • $ax^2+bx+c > 0$ dla $x \in (-\infty, x_1) \cup (x_2, +\infty)$ — "na zewnątrz" pierwiastków
  • $ax^2+bx+c \lt 0$ dla $x \in (x_1, x_2)$ — "między" pierwiastkami
Dla $a \lt 0$: odwróć kierunki.
Przykład: Rozwiąż $x^2 - 5x + 6 > 0$
  1. $\Delta = 25 - 24 = 1 > 0$; $x_1 = 2$, $x_2 = 3$
  2. $a = 1 > 0$: parabola otwarta w górę
  3. Rozwiązanie: $x \in (-\infty, 2) \cup (3, +\infty)$
⚡ Zapamiętaj: Dla $a > 0$ nierówność $ax^2+bx+c \lt 0$ jest spełniona MIĘDZY pierwiastkami (przedział), a $> 0$ NA ZEWNĄTRZ pierwiastków (dwa pół-proste). Rysunek paraboliczny rozwieje wątpliwości.
Układy równań liniowych z dwiema niewiadomymi
Definicja: Układ dwóch równań liniowych z dwiema niewiadomymi: $$\begin{cases} a_1x + b_1y = c_1 \\ a_2x + b_2y = c_2 \end{cases}$$ Rozwiązanie to para $(x, y)$ spełniająca oba równania jednocześnie.
Metody rozwiązywania:
  • Podstawiania: Wyraź jedną niewiadomą z jednego równania i podstaw do drugiego.
  • Przeciwnych współczynników: Pomnóż równania tak, by jeden ze współczynników miał wartości przeciwne — dodaj stronami.
  • Graficzna: Narysuj obie proste — punkt przecięcia to rozwiązanie.
Liczba rozwiązań: jedno (proste się przecinają), brak (równoległe), nieskończenie wiele (pokrywają się).
Przykład (przeciwnych wsp.): $\begin{cases} 2x + 3y = 12 \\ 4x - 3y = 6 \end{cases}$
  1. Dodaj oba: $6x = 18 \Rightarrow x = 3$
  2. Podstaw: $2\cdot3 + 3y = 12 \Rightarrow 3y = 6 \Rightarrow y = 2$
  3. Rozwiązanie: $(3, 2)$
⚡ Zapamiętaj: Sprawdź wynik w OBU równaniach: $2\cdot3+3\cdot2=12$ ✓ i $4\cdot3-3\cdot2=6$ ✓. Jeden błąd w rachunkach = zły wynik w obu!
Energia i jej rodzaje
Definicja: Energia to zdolność ciała do wykonania pracy. Jednostka: dżul (J). Zasada zachowania energii: energia nie powstaje z niczego i nie ginie — przemienia się z jednej formy w drugą.
Prosto mówiąc: Energia to „waluta" fizyki — można ją zamienić, ale nie można stworzyć ani zniszczyć. Bateria „przechowuje" energię chemiczną i zamienia w elektryczną.
Główne rodzaje energii:
  • Kinetyczna $E_k = \frac{1}{2}mv^2$ — energia ruchu
  • Potencjalna grawitacyjna $E_p = mgh$ — energia położenia
  • Sprężysta $E_s = \frac{1}{2}kx^2$ — energia odkształcenia
  • Wewnętrzna (cieplna) — energia ruchu cząsteczek
  • Elektryczna, chemiczna, jądrowa, świetlna
Przykład — zejście z góry:
  1. Na szczycie: $E_p = mgh$ (duża), $E_k = 0$
  2. W połowie: część $E_p$ zamieniła się w $E_k$
  3. Na dole: $E_p = 0$, $E_k$ = maksymalna
  4. Suma $E_p + E_k$ = const (bez tarcia)
⚡ Zapamiętaj: $1 \text{ J} = 1 \text{ N} \cdot \text{m} = 1 \text{ kg} \cdot \text{m}^2/\text{s}^2$. Praca = zmiana energii: $W = \Delta E$.
Podstawowe figury geometryczne — definicje
Definicje:
  • Punkt — element bez wymiarów, określa położenie
  • Prosta — nieskończona linia, przez 2 punkty przechodzi dokładnie 1 prosta
  • Odcinek — część prostej między dwoma punktami (ma długość)
  • Kąt — część płaszczyzny między dwoma półprostymi o wspólnym początku (wierzchołku)
  • Wielokąt — figura ograniczona odcinkami (bokami), np. trójkąt, czworokąt
Rodzaje kątów:
  • Ostry: $0° \lt \alpha \lt 90°$
  • Prosty: $\alpha = 90°$
  • Rozwarty: $90° \lt \alpha \lt 180°$
  • Pełny: $\alpha = 360°$
Zastosowanie — trójkąt:
  • Suma kątów trójkąta: $\alpha + \beta + \gamma = 180°$
  • Trójkąt prostokątny: jeden kąt = 90°
  • Równoboczny: wszystkie boki równe, kąty po 60°
  • Równoramienny: dwa boki równe, dwa kąty przy podstawie równe
Przykład: Trójkąt ma kąty 50° i 70°. Ile wynosi trzeci kąt?
  1. $\alpha + \beta + \gamma = 180°$
  2. $\gamma = 180° - 50° - 70° = 60°$
⚡ Zapamiętaj: Suma kątów w KAŻDYM trójkącie = 180°. Suma kątów w czworokącie = 360°. Ogólnie: $n$-kąt → $(n-2) \cdot 180°$.
Przekształcenia geometryczne — przesunięcie i obrót
Izometria — przekształcenie zachowujące odległości (długości, kąty, pola). Główne izometrie:
  • Przesunięcie (translacja): każdy punkt przesuwa się o ten sam wektor $\vec{v} = [p, q]$. Wzór: $P(x,y) \to P'(x+p, y+q)$.
  • Obrót: każdy punkt obraca się o kąt $\varphi$ wokół środka $S$. Dla środka $(0,0)$: $x'=x\cos\varphi - y\sin\varphi$, $y'=x\sin\varphi + y\cos\varphi$.
  • Odbicie (symetria osiowa): omówione wcześniej.
Prosto mówiąc: Translacja to "przesunięcie figury bez obracania" — jak przesuwasz bierkę szachową. Obrót to wirowanie wokół punktu — jak wskazówka zegara.
Złożenia przekształceń: Dwa odbicia względem równoległych prostych = translacja. Dwa odbicia względem przecinających się prostych = obrót o kąt = 2 × kąt między prostymi.
Przykład: Przesuń trójkąt $A(1,1)$, $B(3,1)$, $C(2,3)$ o wektor $\vec{v} = [2,-1]$.
  • $A'(1+2, 1-1) = A'(3, 0)$
  • $B'(3+2, 1-1) = B'(5, 0)$
  • $C'(2+2, 3-1) = C'(4, 2)$
⚡ Zapamiętaj: Translacja i obrót zachowują orientację figury (nie "odwracają" jej jak w lustrze). Złożenie dwóch symetrii osiowych daje translację lub obrót — to fundamentalne twierdzenie geometrii.
Wektory — działania i iloczyn skalarny
Wektor $\vec{v} = [v_x, v_y]$ — obiekt o długości (module) i kierunku.
Moduł: $|\vec{v}| = \sqrt{v_x^2 + v_y^2}$.
Dodawanie: $\vec{u}+\vec{v} = [u_x+v_x, u_y+v_y]$ (reguła trójkąta / równoległoboku).
Mnożenie przez skalar: $k\vec{v} = [kv_x, kv_y]$.
Iloczyn skalarny: $$\vec{u}\cdot\vec{v} = u_xv_x + u_yv_y = |\vec{u}|\cdot|\vec{v}|\cdot\cos\varphi$$ Gdzie $\varphi$ — kąt między wektorami.
Prostopadłość: $\vec{u} \perp \vec{v} \Leftrightarrow \vec{u}\cdot\vec{v} = 0$.
Równoległość: $\vec{u} \parallel \vec{v} \Leftrightarrow \vec{u} = k\vec{v}$ dla pewnego $k$.
Przykład: $\vec{u}=[3,4]$, $\vec{v}=[1,-2]$. Oblicz kąt między nimi.
  1. $\vec{u}\cdot\vec{v} = 3\cdot1+4\cdot(-2) = 3-8 = -5$
  2. $|\vec{u}|=5$, $|\vec{v}|=\sqrt{5}$
  3. $\cos\varphi = \dfrac{-5}{5\sqrt{5}} = \dfrac{-1}{\sqrt{5}}$; $\varphi \approx 116{,}6°$
⚡ Zapamiętaj: Iloczyn skalarny to "miara nakładania się" dwóch wektorów. $\vec{u}\cdot\vec{v}>0$ — kąt ostry; $=0$ — prostopadłe; $\lt 0$ — kąt rozwarty. Zastosowania: rzut prostopadły, praca sił, optyka.
Koło i okrąg — definicje
Definicje:
  • Okrąg — zbiór wszystkich punktów płaszczyzny odległych o dokładnie $r$ od środka $O$. To sam obwód (linia).
  • Koło — okrąg wraz z wnętrzem (powierzchnia)
  • Promień $r$ — odcinek od środka do okręgu
  • Średnica $d = 2r$ — cięciwa przez środek
  • Cięciwa — odcinek łączący dwa punkty okręgu
Prosto mówiąc: Okrąg = sam drut ogrodzenia okrągłego pola. Koło = cały obszar pola.
Wzory:
  • Długość okręgu: $L = 2\pi r = \pi d$
  • Pole koła: $P = \pi r^2$
  • Łuk: $l = \frac{\alpha}{360°} \cdot 2\pi r$
  • Wycinek: $P_w = \frac{\alpha}{360°} \cdot \pi r^2$
Przykład: Koło o promieniu 7 cm. Długość okręgu i pole?
  1. $L = 2\pi \cdot 7 = 14\pi \approx 43{,}98$ cm
  2. $P = \pi \cdot 49 = 49\pi \approx 153{,}94$ cm²
⚡ Zapamiętaj: $\pi \approx 3{,}14$ lub $\pi \approx \frac{22}{7}$. Długość okręgu: $r$ w pierwszej potędze. Pole koła: $r$ w drugiej potędze.
Logarytmy

Definicja

$$\log_a b=c \iff a^c=b$$

przy założeniach $a>0$, $a\ne1$, $b>0$. Logarytm odpowiada na pytanie: do której potęgi podnieść podstawę, aby otrzymać daną liczbę.

Wartości podstawowe

$$\log_a1=0,\qquad \log_aa=1,\qquad a^{\log_ab}=b$$

Własności

$$\log_a(xy)=\log_ax+\log_ay$$

$$\log_a\frac{x}{y}=\log_ax-\log_ay$$

$$\log_ax^k=k\log_ax$$

Logarytm zamienia mnożenie na dodawanie, dzielenie na odejmowanie, a potęgowanie na mnożenie — to czyni go głównym narzędziem przy równaniach wykładniczych.

Zmiana podstawy

$$\log_ab=\frac{\log_cb}{\log_ca},\qquad \log_ab=\frac{1}{\log_ba}$$

Przykład: $\log_832=\frac{\log_232}{\log_28}=\frac{5}{3}$.

Oznaczenia skrócone

$\log x$ to logarytm dziesiętny (podstawa $10$), a $\ln x$ — naturalny (podstawa $e\approx2{,}718$).

Na co uważać

Nie istnieje wzór na $\log_a(x+y)$. W równaniach logarytmicznych zawsze zaczynaj od wyznaczenia dziedziny — argument musi być dodatni, co zwykle eliminuje część formalnie otrzymanych rozwiązań.

Prostopadłość i równoległość
Definicje:
  • Proste równoległe — nie przecinają się (są w tej samej płaszczyźnie i nie mają punktu wspólnego). Symbol: $a \parallel b$
  • Proste prostopadłe — przecinają się pod kątem prostym (90°). Symbol: $a \perp b$
Prosto mówiąc: Równoległe — jak szyny kolejowe (nigdy się nie spotkają). Prostopadłe — jak ulice tworzące literę T lub L.
Własności:
  • Jeśli dwie proste są prostopadłe do tej samej prostej — są do siebie równoległe
  • Kąty przy przecięciu równoległych przez prostą poprzeczną: naprzemianległe są równe, odpowiadające sobie są równe
  • Prostokąt: cztery kąty proste, boki przeciwległe równoległe
Przykład: Prosta poprzeczna przecina dwie równoległe. Jeden kąt = 65°. Jakie są pozostałe?
  1. Kąty przy jednej prostej: 65° i 115° (uzupełniają się do 180°)
  2. Kąty naprzemianległe: 65° po obu stronach
  3. Kąty odpowiadające: 65° po tej samej stronie
⚡ Zapamiętaj: Równoległe proste — takie same odległości od siebie w każdym miejscu. Jeśli prosta jest prostopadła do jednej z równoległych, jest prostopadła do obu.
Funkcja liniowa

Postać i wykres

$$f(x)=ax+b$$

Wykresem jest prosta. Współczynnik $a$ to współczynnik kierunkowy (nachylenie), $b$ to wyraz wolny — rzędna punktu przecięcia z osią $OY$.

Monotoniczność

  • $a>0$ — funkcja rosnąca
  • $a\lt 0$ — funkcja malejąca
  • $a=0$ — funkcja stała (prosta pozioma)

Miejsce zerowe

$$ax+b=0 \quad\Rightarrow\quad x=-\frac{b}{a}\qquad(a\ne0)$$

Wyznaczanie równania prostej

Z dwóch punktów $(x_1,y_1)$ i $(x_2,y_2)$:

$$a=\frac{y_2-y_1}{x_2-x_1},\qquad y-y_1=a(x-x_1)$$

Wzajemne położenie prostych

$$l_1\parallel l_2 \iff a_1=a_2,\qquad l_1\perp l_2 \iff a_1a_2=-1$$

Układy równań liniowych

Interpretacja geometryczna liczby rozwiązań:

  • oznaczony — proste przecinają się (jedno rozwiązanie)
  • nieoznaczony — proste się pokrywają (nieskończenie wiele)
  • sprzeczny — proste równoległe rozłączne (brak rozwiązań)

Na co uważać

Prosta pionowa $x=c$ nie jest funkcją i nie ma współczynnika kierunkowego — nie da się jej zapisać w postaci $y=ax+b$. Warunek prostopadłości zawodzi też dla pary prosta pozioma–pionowa; ten przypadek rozpatruj osobno.

Podobieństwo i twierdzenie Talesa

Twierdzenie Talesa

Proste równoległe przecinające ramiona kąta wyznaczają na nich odcinki proporcjonalne:

$$\frac{|AB|}{|BC|}=\frac{|A_1B_1|}{|B_1C_1|}$$

Twierdzenie odwrotne pozwala z proporcji wnioskować o równoległości — pod warunkiem, że odcinki odkładamy od wierzchołka kąta w tym samym kierunku.

Cechy podobieństwa trójkątów

  • kk — dwa kąty jednego równe dwóm kątom drugiego
  • bbb — trzy pary boków proporcjonalne
  • bkb — dwie pary boków proporcjonalne i kąt między nimi równy

Skala podobieństwa

Jeśli figury są podobne w skali $k$, to:

$$\frac{\text{obwody}}{\ }=k,\qquad \frac{P_1}{P_2}=k^2,\qquad \frac{V_1}{V_2}=k^3$$

Długości rosną jak $k$, pola jak $k^2$, a objętości jak $k^3$.

Punkty szczególne trójkąta

  • środkowe → środek ciężkości, dzieli je w stosunku $2:1$ od wierzchołka
  • symetralne boków → środek okręgu opisanego
  • dwusieczne kątów → środek okręgu wpisanego
  • wysokości → ortocentrum

W trójkącie prostokątnym środek okręgu opisanego leży w połowie przeciwprostokątnej, więc $R=\frac{c}{2}$.

Na co uważać

Pole nie rośnie liniowo ze skalą. Jeśli pole wzrosło $16$ razy, skala wynosi $k=4$, nie $16$. Środek okręgu opisanego może leżeć poza trójkątem (przy kącie rozwartym), a wpisanego — zawsze wewnątrz.

Zasady dynamiki Newtona
I zasada Newtona (inercji): Ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym, o ile wypadkowa wszystkich sił wynosi zero: $\sum \vec{F} = 0 \Rightarrow \vec{a} = 0$.
II zasada Newtona: Wypadkowa siła nadaje ciału przyspieszenie proporcjonalne do siły i odwrotnie proporcjonalne do masy: $\vec{F} = m\vec{a}$.
III zasada Newtona (akcji i reakcji): Każdej sile (akcji) towarzyszy równa co do wartości, lecz przeciwna co do zwrotu siła (reakcja): $\vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21}$.
Prosto mówiąc:
  • I zasada: Coś samo z siebie nie rusza się ani nie zatrzymuje — potrzeba siły.
  • II zasada: Im cięższa piłka, tym trudniej ją przyspieszyć.
  • III zasada: Kiedy uderzasz w ścianę, ściana uderza Cię z tą samą siłą!
Zastosowanie II zasady — jak rozwiązywać:
  1. Wypisz wszystkie siły działające na ciało
  2. Oblicz wypadkową: $F_{wyp} = F_1 + F_2 + \ldots$ (z uwzględnieniem kierunków)
  3. Oblicz przyspieszenie: $a = \frac{F_{wyp}}{m}$
  4. Zastosuj kinematykę: $v = v_0 + at$, $s = v_0t + \frac{1}{2}at^2$
Przykład: Silnik wywiera 1200 N, tarcie 200 N, masa 500 kg. Przyspieszenie?
  1. $F_{wyp} = 1200 - 200 = 1000$ N
  2. $a = \frac{F_{wyp}}{m} = \frac{1000}{500} = 2 \text{ m/s}^2$
⚡ Zapamiętaj: III zasada — siły akcji i reakcji działają na RÓŻNE ciała (nie znoszą się!). Koń ciągnie wóz i wóz ciągnie konia — ale nie jest to żaden paradoks.
Zbiory — definicja i działania
Definicja: Zbiór to kolekcja dobrze określonych obiektów (elementów). Zapisujemy: $A = \{1, 2, 3\}$ lub opisowo.
  • $x \in A$ — $x$ należy do $A$
  • $x \notin A$ — $x$ nie należy do $A$
  • $\emptyset$ — zbiór pusty
  • $A \subseteq B$ — $A$ jest podzbiorem $B$ (każdy element $A$ jest w $B$)
Działania na zbiorach:
  • Suma $A \cup B$: elementy należące do $A$ LUB $B$ (albo obu)
  • Iloczyn (część wspólna) $A \cap B$: elementy należące do $A$ I $B$
  • Różnica $A \setminus B$: elementy $A$, które nie są w $B$
  • Dopełnienie $A^c$: elementy spoza $A$ (w zbiorze uniwersalnym)
Liczby rzeczywiste jako zbiory (inkluzje): $$\mathbb{N} \subset \mathbb{Z} \subset \mathbb{Q} \subset \mathbb{R}$$ Liczby niewymierne ($\mathbb{R} \setminus \mathbb{Q}$): $\sqrt{2}, \pi, e$ — nie da się zapisać jako ułamka.
Przykład: $A = \{1,2,3,4\}$, $B = \{3,4,5,6\}$.
  • $A \cup B = \{1,2,3,4,5,6\}$
  • $A \cap B = \{3,4\}$
  • $A \setminus B = \{1,2\}$
⚡ Zapamiętaj: Suma ∪ = LUB (więcej elementów). Iloczyn ∩ = I (wspólne). Diagram Venna pomaga to wizualizować.
Funkcja — definicja formalna
Definicja: Funkcja $f: X \to Y$ to przyporządkowanie, które każdemu elementowi $x$ ze zbioru $X$ (dziedzina) przypisuje dokładnie jeden element $y$ ze zbioru $Y$ (przeciwdziedzina). Zapisujemy: $y = f(x)$.
  • Dziedzina $D_f = X$ — zbiór dopuszczalnych argumentów
  • Zbiór wartości $W_f \subseteq Y$ — zbiór wartości faktycznie przyjmowanych przez $f$
  • Wykres $= \{(x, f(x)) : x \in D_f\}$ — zbiór punktów na płaszczyźnie
Prosto mówiąc: Funkcja to maszyna — wrzucasz $x$, wychodzi dokładnie jeden $y$. Jeden $x$ → jeden $y$ (ale różne $x$ mogą dawać ten sam $y$).
Jak wyznaczać dziedzinę:
  • Mianownik ≠ 0: $f(x) = \frac{1}{x-2}$ → $D_f = \mathbb{R} \setminus \{2\}$
  • Podpierwiastkowy ≥ 0: $f(x) = \sqrt{x-3}$ → $x \geq 3$, $D_f = [3, +\infty)$
  • Logarytm > 0: $f(x) = \log(x+1)$ → $x > -1$, $D_f = (-1, +\infty)$
Przykład: $f(x) = \frac{\sqrt{x}}{x-1}$. Dziedzina?
  1. Warunek 1: $x \geq 0$ (podpierwiastkowy)
  2. Warunek 2: $x - 1 \neq 0$, czyli $x \neq 1$
  3. $D_f = [0, 1) \cup (1, +\infty)$
⚡ Zapamiętaj: Test pionowej prostej — jeśli pionowa prosta przecina wykres w więcej niż jednym punkcie, to NIE jest to funkcja!
Zasady zachowania — pęd i energia
Zasada zachowania pędu: W układzie izolowanym (bez zewnętrznych sił) całkowity pęd jest stały: $$\sum \vec{p} = \text{const}, \quad \vec{p} = m\vec{v}$$ Zasada zachowania energii: Energia nie powstaje ani nie ginie — przemienia się z jednej formy w drugą. Całkowita energia układu izolowanego jest stała.
Prosto mówiąc:
  • Pęd: przed i po zderzeniu suma $mv$ jest taka sama — choćby piłki zamieniły się prędkościami.
  • Energia: co zysk w kinetycznej, to strata w potencjalnej (jak na huśtawce).
Zderzenia:
  • Sprężyste: zachowuje się zarówno pęd jak i energia kinetyczna (kule bilardowe)
  • Niesprężyste doskonałe: ciała łączą się, zachowany pęd, część $E_k$ zamienia się w ciepło
Wzór na zderzenie niesprężyste: $m_1v_1 + m_2v_2 = (m_1+m_2)v^{\prime}$
Przykład: Kula 2 kg (4 m/s) uderza stojącą kulę 3 kg. Łączą się. Prędkość?
  1. $p_{\text{przed}} = 2 \cdot 4 + 3 \cdot 0 = 8$ kg·m/s
  2. $v^{\prime} = \frac{8}{2+3} = 1{,}6$ m/s
⚡ Zapamiętaj: Zasady zachowania dotyczą układów IZOLOWANYCH. Gdy działa zewnętrzna siła (np. tarcie) — energia mechaniczna spada, ale całkowita (z ciepłem) jest zachowana.
Monotoniczność i miejsca zerowe funkcji
Definicje:
  • Rosnąca: dla $x_1 \lt x_2$ zachodzi $f(x_1) \lt f(x_2)$ — im większy argument, tym większa wartość
  • Malejąca: dla $x_1 \lt x_2$ zachodzi $f(x_1) > f(x_2)$
  • Miejsce zerowe: argument $x_0$ taki, że $f(x_0) = 0$ — punkt przecięcia z osią $OX$
  • Ekstremum lokalne: punkt, gdzie funkcja „zmienia" monotoniczność
Prosto mówiąc: Rosnąca = idzie „w górę" wraz z $x$. Malejąca = idzie „w dół". Miejsca zerowe to punkty, gdzie wykres przecina oś $x$.
Jak badać monotoniczność:
  • Funkcja liniowa $f(x) = ax + b$: rosnąca gdy $a > 0$, malejąca gdy $a \lt 0$
  • Funkcja kwadratowa $f(x) = ax^2 + bx + c$: malejąca potem rosnąca (gdy $a > 0$), z wierzchołkiem jako minimum
  • W szkole średniej: z wykresu lub tablicą znaków pochodnej
Przykład: $f(x) = x^2 - 4$. Miejsca zerowe i monotoniczność?
  1. $x^2 - 4 = 0 \Rightarrow x^2 = 4 \Rightarrow x = \pm 2$
  2. Parabola otwarta ku górze, wierzchołek $(0, -4)$
  3. Malejąca na $(-\infty, 0)$, rosnąca na $(0, +\infty)$
⚡ Zapamiętaj: Miejsce zerowe ≠ wartość minimalna. Parabola może mieć minimum (dla $a>0$) i 0, 1 lub 2 miejsca zerowe — to zależy od delty!
Zbiory, przedziały i wartość bezwzględna

Działania na zbiorach

$A\cup B$ — suma (elementy należące do któregokolwiek), $A\cap B$ — część wspólna (do obu), $A\setminus B$ — różnica (do $A$, ale nie do $B$).

Przedziały

$$\langle a,b\rangle=\{x: a\le x\le b\},\qquad (a,b)=\{x: a\lt x\lt b\}$$

Nawias ostry (domknięty) oznacza, że koniec należy do zbioru; okrągły — że nie należy. Przy $\pm\infty$ zawsze stosujemy nawias okrągły.

Wartość bezwzględna

$$|x|=\begin{cases}x & \text{dla } x\ge0\\ -x & \text{dla } x\lt 0\end{cases}$$

Interpretacja geometryczna: $|x-c|$ to odległość punktu $x$ od punktu $c$ na osi liczbowej.

Równania i nierówności z modułem

$$|x|=a \iff x=a \lor x=-a\qquad(a>0)$$

$$|x|\lt a \iff -a\lt x\lt a$$

$$|x|>a \iff x\lt -a \lor x>a$$

Wzory skróconego mnożenia

$$(a\pm b)^2=a^2\pm2ab+b^2,\qquad a^2-b^2=(a-b)(a+b)$$

$$(a\pm b)^3=a^3\pm3a^2b+3ab^2\pm b^3$$

$$a^3\pm b^3=(a\pm b)(a^2\mp ab+b^2)$$

Na co uważać

Nierówność „mniejsze” daje jeden przedział (koniunkcja), „większe” — dwa rozłączne (alternatywa). Zapisu $-a\lt x\lt a$ nie wolno używać dla nierówności „większe”. Przy układzie nierówności bierzemy część wspólną, przy alternatywie — sumę.

Pojęcie i własności funkcji

Definicja

Funkcja to przyporządkowanie, które każdemu elementowi dziedziny przypisuje dokładnie jedną wartość. Zapisujemy $f:X\to Y$, $y=f(x)$.

Podstawowe pojęcia

  • Dziedzina — zbiór dopuszczalnych argumentów (np. mianownik $\ne0$, wyrażenie pod pierwiastkiem $\ge0$)
  • Zbiór wartości — wszystkie przyjmowane wartości
  • Miejsce zerowe — argument, dla którego $f(x)=0$ (przecięcie z osią $OX$)

Monotoniczność

Funkcja jest rosnąca, gdy dla $x_1\lt x_2$ zachodzi $f(x_1)\lt f(x_2)$, a malejąca, gdy $f(x_1)>f(x_2)$.

Przekształcenia wykresu

$$y=f(x)+q\ :\ \text{przesunięcie o } q \text{ wzdłuż } OY$$

$$y=f(x-p)\ :\ \text{przesunięcie o } p \text{ wzdłuż } OX$$

$$y=-f(x)\ :\ \text{symetria względem } OX$$

$$y=f(-x)\ :\ \text{symetria względem } OY$$

Przesunięcie o wektor $[p,q]$ daje łącznie $y=f(x-p)+q$.

Proporcjonalność odwrotna

$$y=\frac{a}{x},\qquad x\cdot y=a$$

Wykresem jest hiperbola; osie układu są jej asymptotami.

Na co uważać

W zapisie $f(x-p)$ znak jest mylący: $f(x-3)$ przesuwa wykres w prawo o $3$. Przy osi $OY$ jest intuicyjnie: $f(x)+2$ to przesunięcie w górę.

Układy równań liniowych

Czym jest układ równań

To dwa (lub więcej) równania rozpatrywane jednocześnie. Rozwiązaniem jest para $(x,y)$ spełniająca oba równania naraz.

Metoda podstawiania

Z jednego równania wyznaczamy jedną niewiadomą i wstawiamy do drugiego:

$$\begin{cases}y=2x-1\\3x+y=9\end{cases} \Rightarrow 3x+(2x-1)=9 \Rightarrow x=2,\ y=3$$

Wygodna, gdy któraś niewiadoma ma współczynnik $1$.

Metoda przeciwnych współczynników

Mnożymy równania tak, by współczynniki przy jednej niewiadomej były przeciwne, a następnie dodajemy stronami:

$$\begin{cases}2x+y=7\x-y=2\end{cases} \Rightarrow 3x=9 \Rightarrow x=3,\ y=1$$

Liczba rozwiązań — interpretacja geometryczna

$$\frac{a_1}{a_2}\ne\frac{b_1}{b_2}\Rightarrow\text{oznaczony — proste przecinają się}$$

$$\frac{a_1}{a_2}=\frac{b_1}{b_2}=\frac{c_1}{c_2}\Rightarrow\text{nieoznaczony — proste się pokrywają}$$

$$\frac{a_1}{a_2}=\frac{b_1}{b_2}\ne\frac{c_1}{c_2}\Rightarrow\text{sprzeczny — proste równoległe rozłączne}$$

Zadania tekstowe

Schemat: oznacz niewiadome, zapisz dwa warunki jako równania, rozwiąż układ, sprawdź wynik w treści zadania. Klasyczny przykład: suma dwóch liczb wynosi $20$, różnica $4$ — dodanie równań daje $2x=24$.

Na co uważać

Przed porównywaniem proporcji uporządkuj oba równania do postaci $ax+by=c$. Porównywanie współczynników z równań zapisanych w różnych postaciach prowadzi do błędnych wniosków o liczbie rozwiązań.

Wstęp do funkcji kwadratowej

Najprostsza postać

$$f(x)=ax^2,\qquad a\ne0$$

Wykresem jest parabola o wierzchołku w początku układu współrzędnych. Dla $a>0$ ramiona skierowane są w górę, dla $a\lt 0$ — w dół. Im większe $|a|$, tym parabola węższa.

Przesunięcia wykresu

$$y=ax^2+q\ :\ \text{przesunięcie o } q \text{ wzdłuż } OY$$

$$y=a(x-p)^2\ :\ \text{przesunięcie o } p \text{ wzdłuż } OX$$

Łącznie o wektor $[p,q]$:

$$y=a(x-p)^2+q$$

Postać kanoniczna

Z zapisu $f(x)=a(x-p)^2+q$ odczytujemy wierzchołek $W=(p,q)$ oraz oś symetrii $x=p$. Dla $a>0$ wartość $q$ jest najmniejszą wartością funkcji, dla $a\lt 0$ — największą.

Postać ogólna

$$f(x)=ax^2+bx+c$$

Współczynnik $c$ to rzędna punktu przecięcia z osią $OY$. Przejście z kanonicznej do ogólnej polega na rozwinięciu kwadratu: $(x-1)^2-4=x^2-2x-3$.

Miejsca zerowe

Zależą od położenia wierzchołka i kierunku ramion. Jeśli $a>0$ i $q>0$, parabola leży w całości nad osią $OX$ — miejsc zerowych nie ma (np. $f(x)=x^2+3$).

Na co uważać

Znak w nawiasie jest mylący: $(x-3)^2$ przesuwa wykres w prawo o $3$, a $(x+2)^2$ w lewo o $2$. Przy osi $OY$ działa intuicyjnie: $+q$ to w górę.

Równania i nierówności z wartością bezwzględną

Definicja

Wartość bezwzględna to odległość liczby od zera na osi liczbowej — nigdy nie jest ujemna:

$$|a|=\begin{cases} a & \text{dla } a\ge 0 \\ -a & \text{dla } a\lt 0 \end{cases}$$

Interpretacja geometryczna

To najważniejsze narzędzie w tym dziale:

$$|a-b| = \text{odległość między liczbami } a \text{ i } b$$

Dlatego $|x-2|$ czytamy jako „odległość liczby $x$ od liczby $2$”, a samo $|x|$ jako „odległość $x$ od zera”.

Równania

Równanie $|W(x)|=a$ dla $a>0$ rozbijamy na dwa przypadki:

$$W(x)=a \quad \text{lub} \quad W(x)=-a$$

Przykład: $|x-3|=2$ daje $x-3=2$ lub $x-3=-2$, czyli $x=5$ lub $x=1$. Geometrycznie: szukamy liczb odległych o $2$ od liczby $3$.

Gdy $a\lt 0$, równanie nie ma rozwiązań — odległość nie może być ujemna. Gdy $a=0$, rozwiązanie jest jedno.

Nierówności typu „mniejsze”

$$|x|\lt a \iff -a\lt x\lt a \qquad (a>0)$$

Rozwiązaniem jest przedział — liczby blisko zera. Przykład: $|x|\lt 4$ daje $x\in(-4,\,4)$.

Nierówności typu „większe”

$$|x|\ge a \iff x\le -a \ \text{ lub } \ x\ge a$$

Rozwiązaniem jest suma dwóch przedziałów — liczby daleko od zera. Przykład: $|x|\ge3$ daje $x\in(-\infty,\,-3\rangle\cup\langle 3,\,+\infty)$.

Ogólny wzorzec

$$|x-p|\lt r \iff x\in(p-r,\ p+r)$$

To przedział o środku $p$ i promieniu $r$ — bardzo wygodny sposób zapisu otoczenia punktu.

Własności

  • $|a|\ge 0$ oraz $|a|=0 \iff a=0$
  • $|a\cdot b|=|a|\cdot|b|$
  • $|a+b|\le|a|+|b|$ (nierówność trójkąta)
  • $\sqrt{a^2}=|a|$ — a nie $a$

Na co uważać

Najczęstszy błąd to podanie tylko jednego rozwiązania równania — pamiętaj o obu przypadkach. Drugi to pomylenie kierunku nierówności: „mniejsze” daje jeden przedział w środku, „większe” daje dwa przedziały po bokach. Zawsze warto naszkicować oś liczbową.

Zbiory i przedziały liczbowe

Zbiory i przynależność

Zbiór to kolekcja elementów. Zapis $a\in A$ czytamy „$a$ należy do $A$”, a $a\notin A$ — „nie należy”. Symbol $\subset$ dotyczy dwóch zbiorów: $A\subset B$ znaczy, że każdy element $A$ jest też elementem $B$.

Działania na zbiorach

  • Suma $A\cup B$ — elementy należące do $A$ lub do $B$
  • Część wspólna $A\cap B$ — elementy należące do $A$ i do $B$
  • Różnica $A\setminus B$ — elementy $A$, które nie należą do $B$

Różnica nie jest przemienna: $A\setminus B$ to zwykle co innego niż $B\setminus A$.

Liczba podzbiorów

$$\text{zbiór } n\text{-elementowy ma } 2^n \text{ podzbiorów}$$

Wliczamy w to zbiór pusty i cały zbiór — o nich najłatwiej zapomnieć.

Zbiory liczbowe

$$\mathbb{N}\subset\mathbb{Z}\subset\mathbb{Q}\subset\mathbb{R}$$

naturalne, całkowite, wymierne, rzeczywiste. Liczby niewymierne (np. $\sqrt2$, $\pi$) należą do $\mathbb{R}$, ale nie do $\mathbb{Q}$.

Przedziały — zapis

  • $\langle a,\,b\rangle$ — domknięty, oba końce należą ($a\le x\le b$)
  • $(a,\,b)$ — otwarty, końce nie należą ($a\lt x\lt b$)
  • $\langle a,\,b)$ — domknięty z lewej ($a\le x\lt b$)

Przy nieskończoności zawsze nawias okrągły: $\langle 3,\,+\infty)$ — nieskończoność nie jest liczbą i nie może należeć do przedziału.

Działania na przedziałach

Warto naszkicować oba przedziały na jednej osi liczbowej.

  • część wspólna — od większego lewego końca do mniejszego prawego
  • suma — od mniejszego lewego do większego prawego (o ile przedziały się zazębiają)

Przykład: $\langle 1,\,6\rangle\cap\langle 4,\,9\rangle=\langle 4,\,6\rangle$.

Na co uważać

Nie mylić $\in$ (element i zbiór) z $\subset$ (dwa zbiory). Przy liczeniu liczb całkowitych w przedziale sprawdź uważnie, czy końce należą — najczęstszy błąd to pomyłka o jeden. Jeśli przedziały nie mają części wspólnej, ich suma zostaje zapisana z symbolem $\cup$ i nie da się jej „skleić” w jeden przedział.

Pierwiastki i potęgi o wykładniku wymiernym

Wykładnik całkowity

$$a^{-n}=\frac{1}{a^n},\qquad a^0=1 \ (a\neq0)$$

Ujemny wykładnik daje ułamek, a nie liczbę ujemną: $3^{-2}=\frac19$, a nie $-9$. Dla ułamka w podstawie działa to jak odwrócenie: $\left(\frac23\right)^{-1}=\frac32$.

Wykładnik wymierny

$$a^{\frac{1}{n}}=\sqrt[n]{a},\qquad a^{\frac{m}{n}}=\sqrt[n]{a^m}=\left(\sqrt[n]{a}\right)^m$$

Przykłady: $16^{\frac12}=4$, $8^{\frac23}=\left(\sqrt[3]{8}\right)^2=4$, $\left(\frac14\right)^{-\frac12}=4^{\frac12}=2$.

Praktyczna sztuczka: zamień podstawę na potęgę liczby pierwszej. $8^{\frac23}=(2^3)^{\frac23}=2^2=4$ liczy się szybciej niż przez pierwiastek.

Działania na pierwiastkach

$$\sqrt{a}\cdot\sqrt{b}=\sqrt{ab},\qquad \frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}}=\sqrt{\frac{a}{b}}$$

Dodawanie i odejmowanie nie rozdziela się pod pierwiastkiem: $\sqrt{9}+\sqrt{16}=7$, ale $\sqrt{25}=5$.

Wyłączanie czynnika przed pierwiastek

Szukamy największego kwadratu ukrytego w liczbie:

$$\sqrt{50}=\sqrt{25\cdot2}=5\sqrt2,\qquad \sqrt{18}=3\sqrt2,\qquad \sqrt{32}=4\sqrt2$$

Po sprowadzeniu do tego samego pierwiastka można dodawać: $5\sqrt2+3\sqrt2=8\sqrt2$.

Pierwiastki stopnia nieparzystego

Istnieją także dla liczb ujemnych: $\sqrt[3]{-27}=-3$, bo $(-3)^3=-27$. Pierwiastek stopnia parzystego z liczby ujemnej nie istnieje w zbiorze liczb rzeczywistych.

Usuwanie niewymierności z mianownika

Pojedynczy pierwiastek — mnożymy przez niego licznik i mianownik:

$$\frac{6}{\sqrt3}=\frac{6\sqrt3}{3}=2\sqrt3$$

Suma lub różnica — mnożymy przez sprzężenie, korzystając ze wzoru na różnicę kwadratów:

$$\frac{4}{\sqrt5-1}=\frac{4(\sqrt5+1)}{5-1}=\sqrt5+1$$

Na co uważać

Zapis $\sqrt{a^2}=|a|$, a nie $a$ — dla $a=-3$ mamy $\sqrt{9}=3$. Pierwiastek arytmetyczny jest zawsze nieujemny, dlatego równanie $x^2=9$ ma dwa rozwiązania, ale $\sqrt9$ oznacza tylko $3$.

Odczytywanie własności funkcji z wykresu

Co da się odczytać

Wykres jest pełnym opisem funkcji — wystarczy wiedzieć, gdzie patrzeć.

Dziedzina i zbiór wartości

  • Dziedzina — rzut wykresu na oś $OX$: dla jakich argumentów wykres istnieje
  • Zbiór wartości — rzut na oś $OY$: jakie wartości funkcja przyjmuje

Kółko puste oznacza, że punkt nie należy do wykresu, pełne — że należy.

Miejsca zerowe

To argumenty, dla których $f(x)=0$ — punkty przecięcia wykresu z osią $OX$. Odczytujemy ich pierwsze współrzędne.

Punkt przecięcia z osią $OY$ to $(0,\,f(0))$ — to nie jest miejsce zerowe.

Znak funkcji

Funkcja jest dodatnia tam, gdzie wykres leży nad osią $OX$, a ujemna tam, gdzie leży pod nią. Odpowiedź podajemy jako przedziały argumentów.

Monotoniczność

  • rosnąca — im dalej w prawo, tym wyżej: większy argument daje większą wartość
  • malejąca — im dalej w prawo, tym niżej
  • stała — wykres poziomy

Monotoniczność zawsze podajemy w przedziałach, nigdy jako sumę przedziałów.

Wartość największa i najmniejsza

Odczytujemy je z osi $OY$ — jako wartości, nie argumenty. Dla $f(x)=-x^2+4$ największa wartość to $4$, osiągana dla $x=0$.

Argumenty spełniające warunek

„Dla jakich $x$ zachodzi $f(x)=2$?” — prowadzimy poziomą prostą $y=2$ i odczytujemy pierwsze współrzędne punktów przecięcia. Rozwiązań może być kilka.

Czy to w ogóle funkcja

Test pionowej prostej: jeśli jakakolwiek prosta pionowa przecina wykres więcej niż raz, to nie jest wykres funkcji — jednemu argumentowi odpowiadałyby dwie wartości.

Parzystość

Wykres symetryczny względem osi $OY$ — funkcja parzysta ($f(-x)=f(x)$). Symetryczny względem początku układu — nieparzysta ($f(-x)=-f(x)$).

Na co uważać

Najczęstsze pomyłki to mylenie argumentu z wartością (miejsce zerowe to $x$, a wartość największa to $y$) oraz podawanie monotoniczności jako sumy przedziałów — funkcja $f(x)=\frac1x$ maleje w $(-\infty,0)$ i osobno w $(0,+\infty)$, ale nie na sumie tych zbiorów.

Wzory skróconego mnożenia i rozkład na czynniki

Trzy podstawowe wzory

$$(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$$

$$(a-b)^2=a^2-2ab+b^2$$

$$(a-b)(a+b)=a^2-b^2$$

Warto znać też sześciany:

$$(a\pm b)^3=a^3\pm3a^2b+3ab^2\pm b^3$$

$$a^3-b^3=(a-b)\left(a^2+ab+b^2\right),\qquad a^3+b^3=(a+b)\left(a^2-ab+b^2\right)$$

Najczęstszy błąd w całej algebrze

$$(a+b)^2\neq a^2+b^2$$

Brakuje środkowego wyrazu $2ab$. Łatwo to sprawdzić liczbami: $(2+3)^2=25$, ale $4+9=13$.

Uwaga na współczynniki

$$(2x-5)^2=(2x)^2-2\cdot2x\cdot5+25=4x^2-20x+25$$

Do kwadratu podnosimy cały jednomian — również liczbę przed literą. Zapis $2x^2$ zamiast $4x^2$ to bardzo częsta pomyłka.

Wzory czyta się w obie strony

Od lewej do prawej — rozwijamy. Od prawej do lewej — rozkładamy na czynniki:

$$x^2-49=(x-7)(x+7),\qquad x^2-10x+25=(x-5)^2$$

Umiejętność rozpoznania wzoru w gotowym wyrażeniu jest cenniejsza niż samo mnożenie.

Kolejność przy rozkładzie

Najpierw wyłączamy wspólny czynnik, dopiero potem szukamy wzorów:

$$2x^3-18x=2x\left(x^2-9\right)=2x(x-3)(x+3)$$

Pominięcie pierwszego kroku daje rozkład niepełny. Wyłączamy zawsze największy wspólny czynnik — z $8x^2+12x$ wyłączamy $4x$, a nie samo $4$ czy samo $x$.

Sprytne rachunki

$$102^2=(100+2)^2=10\,000+400+4=10\,404$$

$$97\cdot103=(100-3)(100+3)=10\,000-9=9991$$

$$51\cdot49=2500-1=2499$$

Wzory zamieniają jedno trudne mnożenie na kilka łatwych działań.

Przekształcanie warunków

$$a^2+b^2=(a+b)^2-2ab$$

Znając $a+b=7$ i $ab=10$, obliczymy $a^2+b^2=49-20=29$ bez wyznaczania samych liczb. To standardowy chwyt w zadaniach z sumą i iloczynem.

Uzupełnianie do kwadratu

$$x^2-6x+11=(x-3)^2+2$$

Ponieważ $(x-3)^2\ge0$, całe wyrażenie jest zawsze co najmniej równe $2$ — to standardowy sposób dowodzenia, że wyrażenie kwadratowe jest dodatnie, a przy okazji znajdujemy jego wartość najmniejszą.

Na co uważać

Nie gub wyrazu $2ab$. Nie zapominaj o nawiasie przy odejmowaniu całego wyrażenia. I zawsze doprowadzaj rozkład do końca.

Równanie prostej i współczynnik kierunkowy

Postać kierunkowa

$$y=ax+b$$

Litera $a$ to współczynnik kierunkowy — mówi, o ile wzrasta $y$, gdy $x$ rośnie o jeden. Litera $b$ to wyraz wolny — wartość $y$ w punkcie przecięcia z osią $OY$.

Monotoniczność

$$a>0 \Rightarrow \text{rosnąca},\qquad a\lt 0 \Rightarrow \text{malejąca},\qquad a=0 \Rightarrow \text{stała}$$

Wyraz wolny nie wpływa na monotoniczność — przesuwa jedynie wykres w pionie.

Prosta przez dwa punkty

$$a=\frac{y_B-y_A}{x_B-x_A}$$

Mając $a$, wyznaczamy $b$ przez podstawienie współrzędnych dowolnego z punktów. Drugi punkt służy wtedy do sprawdzenia.

Przykład: dla $A=(1,5)$ i $B=(3,1)$ mamy $a=\frac{1-5}{3-1}=-2$, potem $5=-2+b$, czyli $b=7$ i ostatecznie $y=-2x+7$.

Równoległość i prostopadłość

$$\text{równoległe}:\ a_1=a_2,\qquad \text{prostopadłe}:\ a_1\cdot a_2=-1$$

Warunek prostopadłości wygodnie stosuje się tak: odwracamy ułamek i zmieniamy znak. Do prostej o $a=2$ prostopadła ma $a=-\frac12$; do prostej o $a=\frac13$ — $a=-3$.

Proste o równych $a$ i równych $b$ pokrywają się; równe $a$ i różne $b$ oznacza proste rozłączne.

Postać ogólna

$$Ax+By+C=0$$

Zamiana na postać kierunkową polega na wyznaczeniu $y$:

$$2x+3y-6=0 \ \Rightarrow\ y=-\tfrac23x+2$$

Postać ogólna obejmuje również proste pionowe ($B=0$), których nie da się zapisać jako $y=ax+b$.

Punkty przecięcia z osiami

Z osią $OY$: podstawiamy $x=0$ i otrzymujemy punkt $(0,\ b)$.

Z osią $OX$: rozwiązujemy $ax+b=0$, czyli szukamy miejsca zerowego $x=-\frac{b}{a}$.

Punkt przecięcia dwóch prostych

Porównujemy prawe strony równań. Dla $y=2x-1$ i $y=-x+5$ dostajemy $3x=6$, czyli $x=2$ i $y=3$. Zawsze warto sprawdzić wynik w drugim równaniu.

Współliniowość trzech punktów

Punkty leżą na jednej prostej dokładnie wtedy, gdy współczynnik kierunkowy liczony dla różnych par jest taki sam. Dla $(1,2)$, $(3,6)$ i $(5,10)$ oba wynoszą $2$, więc punkty są współliniowe, a prosta to $y=2x$.

Zastosowania

Taksówka z opłatą $8$ zł i stawką $3$ zł za kilometr to $f(x)=3x+8$. Współczynnik kierunkowy jest tempem wzrostu kosztu, a wyraz wolny — kosztem stałym. Ten sam schemat opisuje abonamenty, rachunki za prąd czy koszt produkcji.

Na co uważać

Nie myl $a$ z $b$ przy odczycie ze wzoru. Przy prostopadłości pamiętaj o zmianie znaku, nie tylko o odwróceniu ułamka. I sprawdzaj wynik, podstawiając punkt do równania.

Liczby naturalne (klasa 1 LO)

Liczby pierwsze i złożone

Liczba pierwsza ma dokładnie dwa dzielniki. Każdą liczbę naturalną większą od $1$ można jednoznacznie rozłożyć na czynniki pierwsze.

NWD i NWW

Wyznaczamy je z rozkładu na czynniki. Zachodzi $\operatorname{NWD}(a,b)\cdot\operatorname{NWW}(a,b)=a\cdot b$.

Cechy podzielności

Przez $2$, $5$, $10$ — z ostatniej cyfry; przez $3$ i $9$ — z sumy cyfr.

Zastosowania

Skracanie ułamków, wspólny mianownik, zadania o okresowości.

Liczby całkowite i wymierne (klasa 1 LO)

Zbiory liczbowe

$\mathbb{N}\subset\mathbb{Z}\subset\mathbb{Q}\subset\mathbb{R}$. Liczby wymierne to ułamki $\frac{p}{q}$ liczb całkowitych, gdzie $q\neq0$.

Rozwinięcie dziesiętne

Liczby wymierne mają rozwinięcie skończone albo nieskończone okresowe.

Działania

W zbiorze $\mathbb{Q}$ wykonalne są cztery działania (poza dzieleniem przez $0$).

Na osi liczbowej

Każdej liczbie wymiernej odpowiada punkt osi, lecz nie każdemu punktowi — liczba wymierna.

Liczby niewymierne (klasa 1 LO)

Definicja

Liczby niewymiernej nie da się zapisać jako $\frac{p}{q}$; jej rozwinięcie dziesiętne jest nieskończone i nieokresowe.

Przykłady

$\sqrt{2}$, $\sqrt{3}$, $\pi$. Niewymierność $\sqrt{2}$ dowodzimy nie wprost.

Działania

Suma liczby wymiernej i niewymiernej jest niewymierna, ale suma dwóch niewymiernych bywa wymierna, np. $\sqrt{2}+(-\sqrt{2})=0$.

Liczby rzeczywiste

Wymierne i niewymierne razem tworzą zbiór $\mathbb{R}$.

Cechy podzielności liczb (klasa 1 LO)

Podstawowe cechy

Przez $2$ (ostatnia cyfra parzysta), $5$ (cyfra $0$ lub $5$), $10$ (cyfra $0$).

Przez 3 i 9

Gdy suma cyfr jest podzielna przez $3$ (odpowiednio przez $9$).

Przez 4 i 25

Gdy liczba z dwóch ostatnich cyfr dzieli się przez $4$ (odpowiednio $25$).

Zastosowanie

Ułatwia rozkład na czynniki i skracanie ułamków.

Co to jest układ równań (klasa 1 LO)

Pojęcie

Układ to zbiór równań z tymi samymi niewiadomymi, rozwiązywany wspólnie.

Rozwiązanie

Para $(x,y)$ spełniająca jednocześnie wszystkie równania.

Rodzaje

Oznaczony (jedno rozwiązanie), sprzeczny (brak), nieoznaczony (nieskończenie wiele).

Metody

Podstawiania, przeciwnych współczynników oraz metoda graficzna.

Interpretacja geometryczna układu równań liniowych (klasa 1 LO)

Prosta

Każde równanie liniowe $ax+by=c$ przedstawia prostą.

Punkt przecięcia

Rozwiązanie układu to współrzędne punktu wspólnego prostych.

Trzy przypadki

Proste przecinają się (oznaczony), są równoległe różne (sprzeczny) albo pokrywają się (nieoznaczony).

Rozpoznanie

Równe współczynniki kierunkowe i różne wyrazy wolne oznaczają układ sprzeczny.

Funkcja liniowa — zastosowania (klasa 1 LO)

Model liniowy

$y=ax+b$ opisuje stałe tempo zmian $a$ oraz wartość początkową $b$.

Przykłady

Koszt = opłata stała + cena za sztukę razy ilość; droga = prędkość razy czas.

Miejsce zerowe

$x=-\frac{b}{a}$ — argument, dla którego wielkość osiąga zero.

Interpretacja współczynnika

Dodatnie $a$ oznacza wzrost, ujemne — spadek, a $|a|$ to tempo zmian.

Funkcja liniowa — zagadnienia uzupełniające (klasa 1 LO)

Postacie prostej

Kierunkowa $y=ax+b$ oraz ogólna $Ax+By+C=0$.

Równoległość i prostopadłość

Proste równoległe: $a_1=a_2$. Prostopadłe: $a_1\cdot a_2=-1$.

Wyznaczanie wzoru

Z dwóch punktów: $a=\frac{y_2-y_1}{x_2-x_1}$, a $b$ z podstawienia.

Monotoniczność

$a>0$ — rosnąca, $a\lt 0$ — malejąca, $a=0$ — stała.

Długość okręgu i liczba pi (klasa 1 LO)

Wzory

$L=2\pi r=\pi d$, gdzie $r$ to promień, a $d$ średnica.

Liczba pi

$\pi=\frac{L}{d}$ — stały stosunek obwodu do średnicy; liczba niewymierna, $\pi\approx3{,}14159$.

Długość łuku

Dla kąta środkowego $\alpha$ (w stopniach): $\frac{\alpha}{360^\circ}\cdot2\pi r$.

Zastosowanie

Obwody kół, długości łuków oraz miara łukowa kąta.

Liczby rzeczywiste — zagadnienia uzupełniające (klasa 1 LO)

Zbiór liczb rzeczywistych

$\mathbb{R}$ obejmuje liczby wymierne i niewymierne — wypełniają całą oś liczbową.

Przedziały

Zbiory liczb zapisujemy jako przedziały, np. $\langle 2,5)$ oznacza $2\le x\lt 5$.

Wartość bezwzględna

$|x|$ to odległość od zera; nierówność $|x|\lt a$ oznacza $-a\lt x\lt a$.

Przybliżenia

Zaokrąglenie liczby wiąże się z błędem bezwzględnym i względnym.

Miary kątów w trójkącie (klasa 1 LO)

Suma kątów

W każdym trójkącie kąty wewnętrzne sumują się do $180^\circ$.

Kąt zewnętrzny

Równy sumie dwóch kątów wewnętrznych do niego nieprzyległych.

Trójkąty szczególne

Równoboczny — kąty po $60^\circ$; prostokątny — kąty ostre sumują się do $90^\circ$.

Nierówność

Naprzeciw dłuższego boku leży większy kąt.

Pola wielokątów podobnych (klasa 1 LO)

Skala

Stosunek boków odpowiednich to skala podobieństwa $k$.

Stosunek pól

Pola figur podobnych są w stosunku $k^2$.

Stosunek obwodów

Obwody są w stosunku $k$.

Przykład

Dla $k=3$ pole rośnie $9$ razy.

Postać kanoniczna i ogólna funkcji kwadratowej (klasa 1 LO)

Postać ogólna

$y=ax^2+bx+c$, gdzie $a\neq0$.

Postać kanoniczna

$y=a(x-p)^2+q$; wierzchołek $(p,q)$.

Współrzędne wierzchołka

$p=-\frac{b}{2a}$, $q=-\frac{\Delta}{4a}$.

Ramiona

Skierowane w górę dla $a>0$, w dół dla $a\lt 0$.

Procenty (klasa 1 LO)

Procent liczby

$p\%$ z $A$ to $\frac{p}{100}\cdot A$.

Jakim procentem

Liczba $a$ stanowi $\frac{a}{b}\cdot100\%$ liczby $b$.

Podwyżka i obniżka

Zmiana o $p\%$: nowa wartość to $A(1\pm\frac{p}{100})$.

Procent składany

$K_n=K_0(1+p)^n$.

Proporcjonalność odwrotna (klasa 1 LO)

Wzór

$y=\frac{a}{x}$; iloczyn $x\cdot y=a$ jest stały.

Wykres

Hiperbola o asymptotach $x=0$ i $y=0$.

Zależność

Gdy $x$ rośnie, $y$ maleje.

Przykład

Stała droga: prędkość i czas są odwrotnie proporcjonalne.

Przesunięcie paraboli y=ax^2 (klasa 1 LO)

Wzdłuż OY

$y=ax^2+q$ przesuwa wykres pionowo o $q$.

Wzdłuż OX

$y=a(x-p)^2$ przesuwa poziomo o $p$.

O wektor

$y=a(x-p)^2+q$ to przesunięcie o $[p,q]$; wierzchołek $(p,q)$.

Przykład

$y=(x-2)^2+3$ ma wierzchołek $(2,3)$.

Punkty szczególne w trójkącie (klasa 1 LO)

Środek okręgu wpisanego

Przecięcie dwusiecznych kątów.

Środek okręgu opisanego

Przecięcie symetralnych boków.

Środek ciężkości

Przecięcie środkowych; dzieli je w stosunku $2:1$.

Ortocentrum

Przecięcie wysokości trójkąta.

Rozwiązywanie nierówności (klasa 1 LO)

Nierówności liniowe

Przekształcamy jak równania, ale przy mnożeniu przez liczbę ujemną odwracamy znak.

Zbiór rozwiązań

Zapisujemy jako przedział, np. $x>3$ to $(3,+\infty)$.

Układy nierówności

Rozwiązaniem jest część wspólna zbiorów.

Na osi

Kółko otwarte dla nierówności ostrej, domknięte dla nieostrej.

Przeliczanie postaci funkcji kwadratowej (klasa 1 LO)

Ogólna na kanoniczną

Wyznaczamy $p=-\frac{b}{2a}$ i $q$ z podstawienia.

Kanoniczna na ogólną

Rozwijamy kwadrat $a(x-p)^2+q$.

Postać iloczynowa

$a(x-x_1)(x-x_2)$ istnieje, gdy $\Delta\ge0$.

Wyróżnik

$\Delta=b^2-4ac$ decyduje o liczbie miejsc zerowych.

Funkcje — zagadnienia uzupełniające (klasa 1 LO)

Dziedzina i zbiór wartości

Dziedzina to zbiór argumentów, zbiór wartości — przyjmowanych $y$.

Miejsce zerowe

Argument, dla którego $f(x)=0$.

Monotoniczność

Funkcja rosnąca, malejąca lub stała w przedziale.

Odczyt z wykresu

Z wykresu odczytujemy wartości, znak i przedziały monotoniczności.

Rozwiązywanie równań (klasa 1 LO)

Równania równoważne

Wykonując te same działania po obu stronach, otrzymujemy równanie równoważne o tym samym zbiorze rozwiązań.

Przenoszenie wyrazów

Wyraz przenosimy na drugą stronę, zmieniając jego znak.

Przykład

$2x+3=11\Rightarrow 2x=8\Rightarrow x=4$.

Sprawdzenie

Wynik podstawiamy do równania pierwotnego.

Metoda przeciwnych współczynników (klasa 1 LO)

Idea

Mnożymy równania tak, aby współczynniki przy jednej zmiennej były przeciwne, a po dodaniu równań zmienna się redukuje.

Kroki

Dobierz mnożniki, dodaj równania stronami, wyznacz jedną zmienną, potem drugą.

Przykład

$x+y=5$ i $x-y=1$; po dodaniu $2x=6$, więc $x=3$, $y=2$.

Trójkąty przystające (klasa 1 LO)

Definicja

Trójkąty przystające mają równe odpowiednie boki i kąty; oznaczenie $\cong$.

Cechy przystawania

bok-bok-bok (BBB), bok-kąt-bok (BKB), kąt-bok-kąt (KBK).

Zastosowanie

Przystawanie wykorzystujemy w dowodach równości odcinków i kątów.

Twierdzenie o dwusiecznej kąta (klasa 1 LO)

Treść

Dwusieczna kąta trójkąta dzieli przeciwległy bok w stosunku boków przyległych: $\frac{AD}{DB}=\frac{AC}{BC}$.

Elementy

$D$ to punkt przecięcia dwusiecznej z bokiem $AB$.

Zastosowanie

Wyznaczanie długości odcinków powstałych z podziału boku.

Twierdzenie Talesa (klasa 1 LO)

Treść

Proste równoległe przecinające ramiona kąta wyznaczają na nich odcinki proporcjonalne.

Zapis

$\frac{OA}{OB}=\frac{OA'}{OB'}$.

Twierdzenie odwrotne

Proporcjonalność odcinków pozwala wnioskować o równoległości prostych.

Zastosowanie

Podział odcinka w danym stosunku, obliczanie długości.

Układ współrzędnych (klasa 1 LO)

Budowa

Dwie prostopadłe osie: pozioma $OX$ i pionowa $OY$, przecinające się w początku $(0,0)$.

Współrzędne punktu

Punkt zapisujemy jako $(x,y)$: odcięta i rzędna.

Ćwiartki

Osie dzielą płaszczyznę na cztery ćwiartki.

Odległość

$|AB|=\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}$.

Wielokąty podobne (klasa 1 LO)

Definicja

Wielokąty podobne mają równe kąty i proporcjonalne boki; stosunek boków to skala $k$.

Obwody i pola

Stosunek obwodów to $k$, a stosunek pól to $k^2$.

Przykład

Przy skali $k=2$ pole rośnie czterokrotnie.

Wykres funkcji liniowej (klasa 1 LO)

Postać

$y=ax+b$; wykresem jest prosta.

Współczynniki

$a$ to współczynnik kierunkowy (nachylenie), $b$ wyraz wolny (punkt przecięcia z osią $OY$).

Monotoniczność

$a>0$ rosnąca, $a\lt 0$ malejąca, $a=0$ stała.

Miejsce zerowe

$x_0=-\frac{b}{a}$ dla $a\neq0$.

Rozwinięcie dziesiętne liczby rzeczywistej (klasa 1 LO)

Rodzaje rozwinięć

Liczby wymierne mają rozwinięcie skończone lub nieskończone okresowe.

Liczby niewymierne

Mają rozwinięcie nieskończone nieokresowe, np. $\sqrt{2}$, $\pi$.

Zamiana

Ułamek okresowy zamieniamy na zwykły, korzystając z sumy szeregu geometrycznego.

Przykład

$0{,}\overline{3}=\frac{1}{3}$.

Skala logarytmiczna (klasa 1 LO)

Idea

Na skali logarytmicznej równym odstępom odpowiada mnożenie przez stały czynnik.

Zapis

Współrzędną wyznacza $\log_{10} x$.

Zastosowania

Skala pH, poziom dźwięku w decybelach, skala Richtera.

Zaleta

Pozwala przedstawić bardzo duży zakres wartości na jednym wykresie.

Wykres funkcji liniowej — własności (klasa 1 LO)

Nachylenie

Znak współczynnika $a$ decyduje o monotoniczności: $a>0$ rosnąca, $a\lt 0$ malejąca.

Przecięcia z osiami

Z osią $OY$ w $(0,b)$, z osią $OX$ w miejscu zerowym $-\frac{b}{a}$.

Proste równoległe

Mają równe współczynniki kierunkowe.

Proste prostopadłe

Spełniają $a_1 a_2=-1$.

Szkicowanie wykresu funkcji — podstawy (klasa 1 LO)

Krok po kroku

Wyznacz dziedzinę, miejsca zerowe i punkty przecięcia z osiami.

Tabela wartości

Oblicz wartości funkcji dla wybranych argumentów.

Przebieg

Zaznacz punkty i połącz je zgodnie z charakterem funkcji.

Kontrola

Sprawdź monotoniczność i znak funkcji w przedziałach.

Szkicowanie wykresu funkcji — przekształcenia (klasa 1 LO)

Przesunięcia

$y=f(x-p)+q$ przesuwa wykres o wektor $[p,q]$.

Symetrie

$y=-f(x)$ odbija względem osi $OX$, $y=f(-x)$ względem osi $OY$.

Strategia

Zaczynamy od wykresu podstawowego, potem stosujemy kolejne przekształcenia.

Układy równań — zadania tekstowe (klasa 1 LO)

Model

Dwie niewiadome opisujemy dwoma równaniami.

Kroki

Wprowadź oznaczenia, zapisz równania, rozwiąż układ, zinterpretuj wynik.

Metody

Podstawianie lub przeciwne współczynniki.

Przykład

Suma to $15$, różnica $3$: $x+y=15$, $x-y=3$, więc $x=9$, $y=6$.

Język matematyki — zdania i kwantyfikatory (klasa 1 LO)

Zdania logiczne

Zdanie ma jednoznaczną wartość: prawda albo fałsz.

Spójniki

Koniunkcja, alternatywa, implikacja, równoważność.

Kwantyfikatory

„dla każdego" ($\forall$) oraz „istnieje" ($\exists$).

Zaprzeczenia

Zaprzeczenie „dla każdego" to „istnieje takie, że nie".

Planimetria — zagadnienia uzupełniające (klasa 1 LO)

Kąty

Twierdzenia o kątach: przyległych, wierzchołkowych, wpisanych i środkowych.

Trójkąty

Twierdzenia sinusów i cosinusów, cechy przystawania i podobieństwa.

Pola

Wzory na pola i stosunek pól figur podobnych ($k^2$).

Okrąg

Styczna prostopadła do promienia; kąt wpisany oparty na średnicy jest prosty.

Układy równań — zadania tekstowe zaawansowane (klasa 1 LO)

Modelowanie

Dwie wielkości opisujemy dwoma warunkami — powstaje układ równań.

Typy zadań

Zadania o wieku, mieszaninach, ruchu, cenach.

Rozwiązanie

Wybieramy metodę podstawiania lub przeciwnych współczynników.

Kontrola

Sprawdzamy, czy wynik pasuje do treści zadania.

Układy równań — zagadnienia uzupełniające (klasa 1 LO)

Interpretacja geometryczna

Rozwiązanie układu to punkt przecięcia prostych.

Liczba rozwiązań

Jedno (proste przecinają się), brak (równoległe), nieskończenie wiele (pokrywają się).

Metody

Podstawianie, przeciwne współczynniki, metoda graficzna.

Wstęp do funkcji kwadratowej — zagadnienia uzupełniające (klasa 1 LO)

Postacie

Ogólna $y=ax^2+bx+c$, kanoniczna $y=a(x-p)^2+q$, iloczynowa $y=a(x-x_1)(x-x_2)$.

Wierzchołek

$p=-\frac{b}{2a}$, $q=-\frac{\Delta}{4a}$.

Wykres

Parabola; kierunek ramion zależy od znaku $a$.

Miejsca zerowe

Liczba zależy od wyróżnika $\Delta=b^2-4ac$.

Wzory skróconego mnożenia w dowodach (klasa 1 LO)

Podstawa

Z $(a-b)^2\geq0$ wynika $a^2+b^2\geq2ab$.

Różnica kwadratów

$a^2-b^2=(a-b)(a+b)$ ułatwia szacowanie i rozkład.

Technika

Przekształcamy wyrażenie do postaci pełnego kwadratu.

Przykład

$x^2+4x+5=(x+2)^2+1\geq1$.

∑Wzory 45

Cechy podzielności
$$2\mid n,\ 5\mid n,\ 10\mid n:\ \text{ostatnia cyfra};\quad 3\mid n,\ 9\mid n:\ \text{suma cyfr}$$

Przez 2, 5 i 10 sprawdzamy ostatnią cyfrę, przez 3 i 9 — sumę cyfr, przez 4 — liczbę z dwóch ostatnich cyfr.

Przykład: $738$: suma cyfr $7+3+8=18$, więc $738$ dzieli się przez 3 i przez 9.

Definicja logarytmu
$$\log_a b=c\iff a^c=b,\quad a>0,\ a\neq1,\ b>0$$

Logarytm to wykładnik potęgi, do której trzeba podnieść podstawę $a$, aby otrzymać $b$.

Przykład: $\log_2 32=5$, bo $2^5=32$; $\log_3\frac{1}{9}=-2$.

Energia kinetyczna i potencjalna
$$E_k = \frac{1}{2}mv^2, \quad E_p = mgh$$

Do czego służy: $E_k$ — energia ruchu; $E_p$ — energia związana z położeniem w polu grawitacyjnym. Zasada zachowania energii łączy je obydwie.

Zmienne

  • $E_k$ — energia kinetyczna (J)
  • $m$ — masa (kg)
  • $v$ — prędkość (m/s)
  • $E_p$ — energia potencjalna grawitacyjna (J)
  • $g \approx 9{,}81 \text{ m/s}^2$
  • $h$ — wysokość (m) względem przyjętego poziomu odniesienia

Zasada zachowania energii mechanicznej

Gdy brak sił dyssypacyjnych (brak tarcia): $E_k + E_p = \text{const}$

$$\frac{1}{2}mv_1^2 + mgh_1 = \frac{1}{2}mv_2^2 + mgh_2$$

Jak stosować

  1. Ustal poziom odniesienia dla $h$ (często podłoga lub najniższy punkt)
  2. Wypisz energie w punkcie A i B
  3. Przyrównaj sumy (jeśli brak tarcia) lub uwzględnij straty: $W_{\text{tarcie}} = E_{kA} + E_{pA} - E_{kB} - E_{pB}$

Przykład

Kamień spada z $h = 5$ m (z $v_0 = 0$). Prędkość tuż przed ziemią?

  1. $mgh = \frac{1}{2}mv^2 \Rightarrow v = \sqrt{2gh} = \sqrt{2 \cdot 10 \cdot 5} = 10 \text{ m/s}$

⚠️ Częsty błąd: W $E_k = \frac{1}{2}mv^2$ prędkość jest w metrach na sekundę — nie wstawiaj km/h! I pamiętaj o $\frac{1}{2}$.

Funkcja logarytmiczna
$$f(x)=\log_a x,\quad x>0,\ a>0,\ a\neq1$$

Funkcja odwrotna do wykładniczej; wykres przechodzi przez $(1,0)$.

Przykład: $f(x)=\log_3 x$: $f(9)=2$, $f\left(\frac{1}{3}\right)=-1$.

Funkcja wykładnicza
$$f(x)=a^x,\quad a>0,\ a\neq1$$

Dla $a>1$ rosnąca, dla $0

Przykład: $f(x)=2^x$: $f(3)=8$, $f(-1)=\frac{1}{2}$.

II zasada Newtona
$$\vec{F} = m\vec{a}$$

Do czego służy: Podstawowe prawo dynamiki — łączy siłę, masę i przyspieszenie. Jeśli na ciało działa wypadkowa sił $F$, ciało przyspiesza.

Zmienne

  • $\vec{F}$ — wypadkowa siła (N = kg·m/s²)
  • $m$ — masa ciała (kg) — stała
  • $\vec{a}$ — przyspieszenie (m/s²) — w kierunku siły

Trzy zasady Newtona razem

  • I zasada (inercji): $F = 0 \Rightarrow a = 0$ — ciało spoczywa lub porusza się jednostajnie prostoliniowo
  • II zasada: $F = ma$ — wypadkowa siła powoduje przyspieszenie
  • III zasada (akcja-reakcja): $\vec{F}_{12} = -\vec{F}_{21}$ — siły są równe co do wartości, przeciwne co do zwrotu

Jak stosować

  1. Narysuj diagram sił działających na ciało (opcjonalnie)
  2. Wyznacz wypadkową: $F = F_1 + F_2 + \ldots$ (wektory!)
  3. Podstaw do $a = \frac{F}{m}$

Przykład

Na ciało o masie 5 kg działa siła 20 N. Przyspieszenie?

  1. $a = \frac{F}{m} = \frac{20}{5} = 4 \text{ m/s}^2$

⚠️ Częsty błąd: $F$ to wypadkowa wszystkich sił — np. siła napędowa minus tarcie. Nie wstawiaj tylko jednej siły gdy działa kilka naraz.

III zasada Keplera
$$\frac{T_1^2}{T_2^2} = \frac{a_1^3}{a_2^3}$$

Do czego służy: Obliczanie okresu obiegu planety lub promienia jej orbity — bez znajomości mas, tylko z porównania z inną planetą.

Zmienne

  • $T_1, T_2$ — okresy obiegu obu planet (dowolna jednostka, byle ta sama)
  • $a_1, a_2$ — wielkie półosie orbit (średnie odległości od Słońca)

Jak stosować

  1. Przyjmij planetę odniesienia: Ziemia ($T = 1$ rok, $a = 1$ j.a.)
  2. Dla badanej planety z $a_2$ oblicz: $T_2 = T_1 \cdot \left(\frac{a_2}{a_1}\right)^{3/2}$
  3. Lub odwrotnie: masz $T_2$ → oblicz $a_2 = a_1 \cdot \left(\frac{T_2}{T_1}\right)^{2/3}$

Przykład

Mars ma $a = 1{,}52$ j.a. Jaki jest jego rok?

  1. $T_{\text{Mars}} = 1^{\text{rok}} \cdot (1{,}52)^{3/2} = (1{,}52)^{1{,}5} \approx 1{,}87$ lat

⚠️ Częsty błąd: Wzór to $T^2 \propto a^3$, nie $T \propto a^3$. Stosunek kwadratów okresu = stosunkowi sześcianów półosi. Pomylenie potęg to częsty błąd na sprawdzianach.

Kwadrat sumy
$$(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$$

Kwadrat sumy to kwadrat pierwszego, podwojony iloczyn i kwadrat drugiego wyrazu.

Przykład: $(x+3)^2=x^2+6x+9$.

Liczba parzysta i nieparzysta
$$n=2k\ \ (\text{parzysta}),\qquad n=2k+1\ \ (\text{nieparzysta}),\ k\in\mathbb{Z}$$

Zapis przydatny w dowodach podzielności.

Przykład: Suma dwóch nieparzystych: $(2k+1)+(2m+1)=2(k+m+1)$ — parzysta.

Liczba rozwiązań układu
$$\text{jedno: proste przecinają się; brak: równoległe; nieskończenie wiele: pokrywają się}$$

Interpretacja geometryczna — każde równanie to prosta.

Przykład: $y=2x+1$ i $y=2x+5$ są równoległe — układ sprzeczny.

Metoda podstawiania
$$y=c_1-a_1x\ \ \text{podstawiamy do drugiego równania}$$

Wyznaczamy jedną niewiadomą z jednego równania i wstawiamy do drugiego.

Przykład: $y=2x$, $x+y=9\Rightarrow 3x=9\Rightarrow x=3,\ y=6$.

Metoda przeciwnych współczynników
$$\text{mnożymy równania tak, by } a_1=-a_2 \text{ lub } b_1=-b_2 \text{ i dodajemy}$$

Po dodaniu równań jedna niewiadoma się redukuje.

Przykład: $2x+3y=8$, $2x-3y=4$: dodajemy: $4x=12$, $x=3$, $y=\frac{2}{3}$.

Miejsce zerowe funkcji liniowej
$$x_0=-\frac{b}{a}\quad(a\neq0)$$

Punkt przecięcia wykresu z osią $Ox$.

Przykład: $f(x)=4x-8$: $x_0=2$.

Monotoniczność funkcji liniowej
$$a>0\ \text{rosnąca},\quad a<0\ \text{malejąca},\quad a=0\ \text{stała}$$

O monotoniczności decyduje znak współczynnika kierunkowego.

Przykład: $f(x)=-3x+1$ jest malejąca.

Nierówność |x| < a
$$|x|<a\iff -a<x<a\quad(a>0)$$

Rozwiązaniem jest przedział wokół zera.

Przykład: $|x-2|<3\iff -1

Pęd i zasada zachowania pędu
$$\vec{p} = m\vec{v}, \quad \sum \vec{p} = \text{const}$$

Do czego służy: Pęd opisuje „ilość ruchu" ciała. Zasada zachowania pędu jest kluczem do analizy zderzeń.

Zmienne

  • $\vec{p}$ — pęd (kg·m/s)
  • $m$ — masa (kg)
  • $\vec{v}$ — prędkość (m/s)

Zasada zachowania pędu

W układzie izolowanym (bez zewnętrznych sił): $m_1 v_1 + m_2 v_2 = m_1 v_1^{\prime} + m_2 v_2^{\prime}$

Jak stosować

  1. Wypisz pędy przed zderzeniem: $p_1 = m_1 v_1$, $p_2 = m_2 v_2$
  2. Oblicz sumę: $p_{\text{przed}} = p_1 + p_2$
  3. Po zderzeniu suma się zachowuje: $p_{\text{po}} = p_{\text{przed}}$
  4. Zderzenie niesprężyste doskonałe: ciała łączą się → $m_1 v_1 + m_2 v_2 = (m_1+m_2)v^{\prime}$

Przykład

Wózek 2 kg ($v_1 = 4$ m/s) uderza w spoczywający wózek 3 kg i łączą się. Prędkość po?

  1. $p_{\text{przed}} = 2 \cdot 4 + 3 \cdot 0 = 8 \text{ kg·m/s}$
  2. $(2+3)v^{\prime} = 8 \Rightarrow v^{\prime} = 1{,}6 \text{ m/s}$

⚠️ Częsty błąd: Pęd to wektor — kierunki mają znaczenie! Ciało jadące w przeciwnym kierunku ma pęd ujemny. Ustal konwencję znaku.

Pierwiastek n-tego stopnia
$$\sqrt[n]{a^m}=a^{\frac{m}{n}},\qquad \sqrt[n]{a}\cdot\sqrt[n]{b}=\sqrt[n]{ab}\quad(a,b\ge0)$$

Pierwiastki dowolnego stopnia można zapisać jako potęgi o wykładniku wymiernym.

Przykład: $\sqrt[4]{16}=2$, $\sqrt[3]{2}\cdot\sqrt[3]{4}=\sqrt[3]{8}=2$.

Pierwiastek z kwadratu liczby
$$\sqrt{a^2}=|a|$$

Wynik jest zawsze nieujemny — stąd wartość bezwzględna.

Przykład: $\sqrt{(-5)^2}=|-5|=5$.

Pole trójkąta
$$P=\frac{1}{2}a\cdot h$$

Połowa iloczynu boku i wysokości opuszczonej na ten bok.

Przykład: Bok 10 cm, wysokość 6 cm: $P=30$ cm².

Postać iloczynowa
$$f(x)=a(x-x_1)(x-x_2)\quad(\Delta\ge0)$$

Od razu widać miejsca zerowe.

Przykład: $f(x)=2(x+1)(x-4)$ — miejsca zerowe $-1$ i $4$.

Postać ogólna
$$f(x)=ax^2+bx+c,\quad a\neq0$$

Dla $a>0$ ramiona paraboli skierowane są do góry, dla $a<0$ — w dół.

Przykład: $f(x)=2x^2-4x+1$: $a=2$, ramiona w górę.

Praca i moc
$$W = Fs\cos\alpha, \quad P = \frac{W}{t}$$

Do czego służy: Praca mierzy efektywne działanie siły — liczy się tylko składowa siły wzdłuż ruchu. Moc to szybkość wykonywania pracy.

Zmienne

  • $W$ — praca (J = N·m)
  • $F$ — siła (N)
  • $s$ — droga (m)
  • $\alpha$ — kąt między wektorem siły a wektorem przemieszczenia
  • $P$ — moc (W = J/s)
  • $t$ — czas (s)

Trzy ważne przypadki kąta

  • $\alpha = 0°$: $\cos 0° = 1$ → $W = Fs$ (siła i ruch w tym samym kierunku)
  • $\alpha = 90°$: $\cos 90° = 0$ → $W = 0$ (siła prostopadła do ruchu — zero pracy!)
  • $\alpha = 180°$: $\cos 180° = -1$ → $W = -Fs$ (siła hamuje → praca ujemna)

Przykład

Ciągniemy walizkę siłą 50 N pod kątem 30° do poziomego podłoża przez 10 m. Praca?

  1. $W = 50 \cdot 10 \cdot \cos 30° = 500 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 433 \text{ J}$

⚠️ Częsty błąd: Dźwig unosi ciężar pionowo (praca = $mgs$), ale jeśli ciężar jedzie poziomo na przenośniku taśmowym — grawitacja nie wykonuje pracy ($\alpha = 90°$)!

Prawo powszechnego ciążenia
$$F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$$

Do czego służy: Obliczanie siły grawitacyjnej przyciągania między dowolnymi dwoma masami — od atomów po planety.

Zmienne

  • $F$ — siła grawitacji (N)
  • $G = 6{,}674 \times 10^{-11} \text{ N·m}^2/\text{kg}^2$ — stała grawitacyjna
  • $m_1, m_2$ — masy obu ciał (kg)
  • $r$ — odległość między ich środkami masy (m)

Kiedy używać?

Przy obliczaniu sił w układach planetarnych, prędkości kosmicznych, przyspieszenia grawitacyjnego na innej planecie. Dla codziennych ciał siła jest znikoma (małe $G$).

Jak stosować

  1. Podstaw masy i odległość w jednostkach SI
  2. Oblicz: $F = 6{,}674 \times 10^{-11} \cdot \frac{m_1 m_2}{r^2}$
  3. Siła jest wzajemna — działa na oba ciała (III zasada Newtona)

Przykład

Ziemia ($M = 6 \times 10^{24}$ kg, $R = 6{,}4 \times 10^6$ m). Siła na człowieka 70 kg?

  1. $F = 6{,}67 \times 10^{-11} \cdot \frac{6\times10^{24} \cdot 70}{(6{,}4\times10^6)^2} \approx 686 \text{ N}$
  2. Zgadza się: $mg = 70 \cdot 9{,}81 \approx 687 \text{ N}$ ✓

⚠️ Częsty błąd: $r$ to odległość środków mas (np. od środka Ziemi), nie od powierzchni! Dla obiektów blisko Ziemi dodaj promień Ziemi.

Prędkość średnia
$$v = \frac{\Delta s}{\Delta t}$$

Do czego służy: Opisuje jak szybko ciało pokonuje odległość — podstawowy parametr każdego ruchu.

Zmienne

  • $v$ — prędkość (m/s lub km/h)
  • $\Delta s$ — droga pokonana (m)
  • $\Delta t$ — czas ruchu (s)

Kiedy używać?

Gdy znasz całkowitą drogę i całkowity czas — niezależnie od tego, czy ciało jechało równomiernie. Pamiętaj: to prędkość średnia, nie chwilowa.

Jak stosować

  1. Wypisz dane: $\Delta s$ i $\Delta t$
  2. Przelicz jednostki na SI (km → m: ×1000; h → s: ×3600)
  3. Oblicz $v = \frac{\Delta s}{\Delta t}$
  4. Warianty: $\Delta s = v \cdot \Delta t$ (droga); $\Delta t = \frac{\Delta s}{v}$ (czas)

Przykład

Samochód jedzie 144 km w 1,5 h. Jaka jest prędkość średnia?

  1. $\Delta s = 144\,000 \text{ m}$, $\Delta t = 5400 \text{ s}$
  2. $v = \frac{144\,000}{5400} \approx 26{,}7 \text{ m/s}$
  3. Lub krócej: $v = \frac{144}{1{,}5} = 96 \text{ km/h}$

⚠️ Częsty błąd: Mieszanie jednostek — km z sekundami daje bezsensowny wynik. Zawsze przelicz na SI albo konsekwentnie zostań przy km/h.

Procent składany (lokata)
$$K_n=K_0\left(1+\frac{p}{100}\right)^{n}$$

Kapitał po $n$ okresach kapitalizacji przy oprocentowaniu $p\%$ w okresie.

Przykład: 1000 zł na 5% rocznie przez 3 lata: $1000\cdot1{,}05^3=1157{,}63$ zł.

Przesunięcie o wektor [p, q]
$$y=f(x-p)+q$$

Wykres przesuwamy o $p$ w poziomie i o $q$ w pionie.

Przykład: $y=(x-3)^2+1$ to $y=x^2$ przesunięty o $[3,1]$.

Przyspieszenie
$$a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$$

Do czego służy: Mierzy jak szybko zmienia się prędkość ciała. Przyspieszenie dodatnie = przyspieszanie; ujemne = hamowanie (opóźnienie).

Zmienne

  • $a$ — przyspieszenie (m/s²)
  • $\Delta v = v - v_0$ — zmiana prędkości (m/s)
  • $\Delta t$ — czas zmiany (s)

Kiedy używać?

Gdy znasz prędkość początkową i końcową oraz czas — do obliczenia przyspieszenia. Lub odwrotnie: znasz $a$ i $\Delta t$, szukasz zmiany prędkości.

Jak stosować

  1. Wypisz $v_0$, $v$, $\Delta t$
  2. Oblicz zmianę prędkości: $\Delta v = v - v_0$
  3. Podstaw: $a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$
  4. Jeśli wynik ujemny — ciało hamuje (opóźnia się)

Przykład

Auto przyspiesza od 0 do 100 km/h w 8 s. Jakie przyspieszenie?

  1. $v_0 = 0$, $v = 100 \text{ km/h} = \frac{100}{3{,}6} \approx 27{,}8 \text{ m/s}$
  2. $a = \frac{27{,}8 - 0}{8} \approx 3{,}47 \text{ m/s}^2$

⚠️ Częsty błąd: Prędkość musi być w m/s — przelicz km/h dzieląc przez 3,6, a nie przez 3,6 po obliczeniu!

Przyspieszenie grawitacyjne
$$g = \frac{GM}{r^2}$$

Do czego służy: Obliczanie przyspieszenia grawitacyjnego na powierzchni lub powyżej planety dowolnej masy.

Zmienne

  • $g$ — przyspieszenie grawitacyjne (m/s²)
  • $G = 6{,}674 \times 10^{-11}$ N·m²/kg² — stała grawitacyjna
  • $M$ — masa planety (kg)
  • $r$ — odległość od środka planety (m)

Na powierzchni Ziemi

$g \approx 9{,}81 \text{ m/s}^2$ (często zaokrąglamy do $g = 10 \text{ m/s}^2$)

Ciężar: $Q = mg$ [N] — siła z jaką Ziemia przyciąga ciało (≠ masa!)

Jak zmienia się $g$ z wysokością?

$g \propto \frac{1}{r^2}$ — podwojenie odległości od środka Ziemi → czterokrotny spadek $g$

Przykład

Na jakiej wysokości $h$ nad Ziemią $g$ spada do $g/4$?

  1. $\frac{GM}{(R+h)^2} = \frac{GM}{4R^2} \Rightarrow (R+h)^2 = 4R^2 \Rightarrow R+h = 2R \Rightarrow h = R$
  2. Odpowiedź: na wysokości równej promieniowi Ziemi ($\approx 6400$ km)

⚠️ Częsty błąd: Masa i ciężar to różne rzeczy! Masa (kg) jest stała wszędzie. Ciężar (N) zależy od $g$ — na Księżycu ($g = 1{,}6$ m/s²) ciężar jest 6× mniejszy.

Równanie kwadratowe
$$ax^2+bx+c=0,\ \Delta=b^2-4ac,\ x_{1,2}=\frac{-b\mp\sqrt{\Delta}}{2a}$$

Dwa rozwiązania dla $\Delta>0$, jedno ($x=-\frac{b}{2a}$) dla $\Delta=0$, brak dla $\Delta<0$.

Przykład: $x^2-5x+6=0$: $\Delta=1$, $x_1=2$, $x_2=3$.

Równanie liniowe
$$ax+b=0\ \Rightarrow\ x=-\frac{b}{a}\quad(a\neq0)$$

Gdy $a=0$: brak rozwiązań ($b\neq0$) albo nieskończenie wiele ($b=0$).

Przykład: $3x-12=0\Rightarrow x=4$.

Równanie prostej przez dwa punkty
$$(y-y_1)(x_2-x_1)=(y_2-y_1)(x-x_1)$$

Postać wygodna, gdy znamy dwa punkty prostej.

Przykład: $A(0,1)$, $B(2,5)$: $y=2x+1$.

Ruch jednostajnie przyspieszony
$$s = v_0 t + \frac{1}{2}at^2, \quad v = v_0 + at, \quad v^2 = v_0^2 + 2as$$

Do czego służy: Trzy równoważne wzory opisujące ruch z stałym przyspieszeniem $a$ — dobierz ten, który pasuje do danych zadania.

Zmienne

  • $v_0$ — prędkość początkowa (m/s)
  • $v$ — prędkość końcowa (m/s)
  • $a$ — przyspieszenie (m/s²)
  • $t$ — czas (s)
  • $s$ — droga przebyta od chwili $t=0$ (m)

Który wzór wybrać?

  • Masz $v_0$, $a$, $t$ → szukasz $s$: użyj $s = v_0 t + \frac{1}{2}at^2$
  • Masz $v_0$, $a$, $t$ → szukasz $v$: użyj $v = v_0 + at$
  • Nie masz czasu $t$ → szukasz $v$ przez $s$: użyj $v^2 = v_0^2 + 2as$

Swobodny spadek

Wstaw $a = g \approx 9{,}81 \text{ m/s}^2$ (lub 10 m/s²) i $v_0 = 0$ (upuszczamy z ręki).

Przykład

Ciało spada swobodnie z $h = 20 \text{ m}$. Jaka prędkość przy zderzeniu?

  1. $v_0 = 0$, $a = g = 10 \text{ m/s}^2$, $s = 20 \text{ m}$
  2. $v^2 = 0 + 2 \cdot 10 \cdot 20 = 400 \Rightarrow v = 20 \text{ m/s}$

⚠️ Częsty błąd: Wzór $s = v_0 t + \frac{1}{2}at^2$ — to $\frac{1}{2}at^2$, nie $at^2$! Jedynka nad dwójką jest nieodłączna.

Ruch po okręgu
$$a_d = \frac{v^2}{r}, \quad F_d = \frac{mv^2}{r}, \quad v = \frac{2\pi r}{T}$$

Do czego służy: Opisuje ruch ciała po okręgu — prędkość, przyspieszenie dośrodkowe i siłę potrzebną do utrzymania ruchu.

Zmienne

  • $r$ — promień okręgu (m)
  • $v$ — prędkość liniowa (m/s)
  • $T$ — okres obiegu (s)
  • $f = 1/T$ — częstotliwość (Hz)
  • $\omega = 2\pi f$ — prędkość kątowa (rad/s)
  • $a_d$ — przyspieszenie dośrodkowe (m/s²) — skierowane ku środkowi
  • $F_d$ — siła dośrodkowa (N) — np. tarcie, napięcie liny, grawitacja

Jak stosować

  1. Znajdź prędkość: $v = \frac{2\pi r}{T}$ lub podano
  2. Oblicz przyspieszenie: $a_d = \frac{v^2}{r}$
  3. Oblicz siłę: $F_d = ma_d = \frac{mv^2}{r}$
  4. Identyfikuj, co dostarcza siły dośrodkowej (tarcie, lina, grawitacja...)

Przykład

Samochód 1000 kg jedzie po zakręcie $r = 50$ m z $v = 20$ m/s. Minimalne tarcie?

  1. $F_d = \frac{mv^2}{r} = \frac{1000 \cdot 400}{50} = 8000 \text{ N}$

⚠️ Częsty błąd: „Siła odśrodkowa" to siła pozorna (fikcyjna) w nieinercjalnym układzie odniesienia. W zadaniach używaj siły dośrodkowej.

Rzut poziomy
$$x = v_0 t, \quad y = \frac{1}{2}gt^2$$

Do czego służy: Opisuje lot ciała wyrzuconego poziomo — rozkłada ruch na niezależne składowe: poziomą (jednostajną) i pionową (swobodny spadek).

Zmienne

  • $v_0$ — prędkość pozioma (stała przez cały lot, m/s)
  • $x$ — przemieszczenie poziome (m)
  • $y$ — przemieszczenie pionowe (m, liczone w dół)
  • $g \approx 9{,}81 \text{ m/s}^2$ — przyspieszenie grawitacyjne
  • $t$ — czas (s)

Jak stosować — krok po kroku

  1. Rozdziel ruch: poziomo $x = v_0 t$, pionowo $y = \frac{1}{2}gt^2$
  2. Wyznacz czas lotu z wysokości $h$: $h = \frac{1}{2}gt^2 \Rightarrow t = \sqrt{\frac{2h}{g}}$
  3. Oblicz zasięg poziomy: $x = v_0 \cdot t$
  4. Prędkość wypadkowa w dowolnej chwili: $v = \sqrt{v_x^2 + v_y^2}$, gdzie $v_x = v_0$, $v_y = gt$

Przykład

Piłka wyrzucona poziomo z $v_0 = 15 \text{ m/s}$ z wysokości $h = 20 \text{ m}$. Jaki zasięg?

  1. $t = \sqrt{\frac{2 \cdot 20}{10}} = \sqrt{4} = 2 \text{ s}$
  2. $x = 15 \cdot 2 = 30 \text{ m}$

⚠️ Częsty błąd: W rzucie poziomym $v_x$ jest stała i równa $v_0$ przez cały lot — grawitacja nie wpływa na składową poziomą!

Rzut ukośny
$$x = v_0\cos\alpha\cdot t,\quad y = v_0\sin\alpha\cdot t - \frac{1}{2}gt^2$$

Do czego służy: Opisuje tor lotu ciała wyrzuconego pod kątem $\alpha$ do poziomu (np. piłki, pocisku). Rozkłada ruch na składową poziomą i pionową.

Zmienne

  • $v_0$ — prędkość początkowa (m/s)
  • $\alpha$ — kąt wyrzutu (od poziomu)
  • $v_{0x} = v_0\cos\alpha$ — składowa pozioma (stała)
  • $v_{0y} = v_0\sin\alpha$ — składowa pionowa (maleje do zera w szczycie)

Ważne wyniki

  • Czas lotu: $t_{\text{lotu}} = \frac{2v_0\sin\alpha}{g}$
  • Zasięg: $x_{\text{max}} = \frac{v_0^2\sin 2\alpha}{g}$ (max dla $\alpha = 45°$)
  • Wysokość max: $h_{\text{max}} = \frac{(v_0\sin\alpha)^2}{2g}$

Jak stosować

  1. Rozłóż $v_0$ na składowe: $v_{0x} = v_0\cos\alpha$, $v_{0y} = v_0\sin\alpha$
  2. Traktuj poziomo i pionowo niezależnie
  3. Poziomo: $x = v_{0x} \cdot t$ (ruch jednostajny)
  4. Pionowo: $y = v_{0y} t - \frac{1}{2}gt^2$ (ruch opóźniony, potem swobodny spadek)

Przykład

Piłka wyrzucona pod $\alpha = 30°$ z $v_0 = 20$ m/s. Zasięg?

  1. $x = \frac{20^2 \cdot \sin 60°}{10} = \frac{400 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}}{10} = 20\sqrt{3} \approx 34{,}6$ m

⚠️ Częsty błąd: Nie mylić rzutu poziomego (gdzie $v_{0y} = 0$) z rzutem ukośnym (gdzie $v_{0y} = v_0\sin\alpha \neq 0$). W rzucie poziomym $\alpha = 0°$.

Sprawność urządzenia
$$\eta = \frac{W_{\text{użyteczna}}}{W_{\text{dostarczona}}} \cdot 100\%$$

Do czego służy: Ocena efektywności urządzenia — jaka część dostarczonej energii jest rzeczywiście wykorzystana, a jaka zmarnowana (np. na ciepło).

Zmienne

  • $\eta$ (eta) — sprawność (w ułamku lub procentach, zawsze $0 \leq \eta \leq 1$)
  • $W_{\text{użyteczna}}$ — praca/energia użyteczna (J)
  • $W_{\text{dostarczona}}$ — całkowita energia wejściowa (J)
  • Straty: $W_{\text{straty}} = W_{\text{dostarczona}} - W_{\text{użyteczna}}$

Sprawność różnych urządzeń

  • Żarówka tradycyjna: ok. 5% (reszta to ciepło)
  • Silnik spalinowy: 25–40%
  • Silnik elektryczny: 85–98%
  • Żaden silnik nie osiąga 100% (II zasada termodynamiki)

Przykład

Dźwig pobiera 5000 J energii i unosi ciężar o $E_p = 3500$ J. Sprawność?

  1. $\eta = \frac{3500}{5000} = 0{,}70 = 70\%$

⚠️ Częsty błąd: Sprawność nigdy nie może przekroczyć 100%! Jeśli wychodzi więcej niż 100% — masz błąd w obliczeniach lub przekręcone dane (licznik i mianownik odwrotnie).

Suma kątów trójkąta
$$\alpha+\beta+\gamma=180^\circ$$

Suma miar kątów wewnętrznych każdego trójkąta.

Przykład: Kąty $50^\circ$ i $70^\circ$: trzeci kąt $60^\circ$.

Twierdzenie Pitagorasa
$$a^2+b^2=c^2$$

W trójkącie prostokątnym suma kwadratów przyprostokątnych równa się kwadratowi przeciwprostokątnej.

Przykład: $a=6$, $b=8$: $c=\sqrt{36+64}=10$.

Twierdzenie sinusów
$$\frac{a}{\sin\alpha}=\frac{b}{\sin\beta}=\frac{c}{\sin\gamma}=2R$$

Stosunek boku do sinusa przeciwległego kąta jest stały; $R$ — promień okręgu opisanego.

Przykład: $a=10$, $\alpha=30^\circ$: $2R=20$, więc $R=10$.

Układ dwóch równań liniowych
$$\begin{cases}a_1x+b_1y=c_1\\ a_2x+b_2y=c_2\end{cases}$$

Rozwiązaniem jest para liczb spełniająca oba równania jednocześnie.

Przykład: $\begin{cases}x+y=5\\ x-y=1\end{cases}\Rightarrow x=3,\ y=2$.

Wahadło i drgania harmoniczne
$$T_{\text{wah}} = 2\pi\sqrt{\frac{l}{g}},\quad T_{\text{spr}} = 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$$

Do czego służy: Obliczanie okresu drgań wahadła matematycznego (np. zegar) i oscylatora sprężynowego (np. ciężarek na sprężynie).

Zmienne — wahadło matematyczne

  • $T$ — okres (czas jednego pełnego wahnięcia, s)
  • $l$ — długość nici (m)
  • $g \approx 9{,}81$ m/s² — przyspieszenie grawitacyjne

Zmienne — sprężyna (prawo Hooke'a + drgania)

  • $m$ — masa na sprężynie (kg)
  • $k$ — stała sprężystości (N/m)
  • Siła sprężyny: $F = -kx$ (proporcjonalna do wychylenia, skierowana ku równowadze)

Jak stosować

  1. Wahadło: $T = 2\pi\sqrt{l/g}$ — okres nie zależy od masy i amplitudy (przy małych wychyleniach)
  2. Sprężyna: $T = 2\pi\sqrt{m/k}$ — cięższy ciężarek = dłuższy okres; twardsza sprężyna = krótszy
  3. Częstotliwość: $f = 1/T$

Przykład

Wahadło $l = 1$ m na Ziemi. Okres?

  1. $T = 2\pi\sqrt{\frac{1}{9{,}81}} = 2\pi \cdot 0{,}319 \approx 2$ s

⚠️ Częsty błąd: Okres wahadła zależy od długości nici, nie od masy! Cięższy i lżejszy wahadło tej samej długości bije tak samo.

Wyłączanie czynnika przed pierwiastek
$$\sqrt{a^2\cdot b}=|a|\sqrt{b}$$

Rozkładamy liczbę podpierwiastkową na iloczyn kwadratu i reszty.

Przykład: $\sqrt{50}=\sqrt{25\cdot2}=5\sqrt{2}$, $\sqrt{72}=6\sqrt{2}$.

Wyróżnik (delta)
$$\Delta=b^2-4ac$$

Decyduje o liczbie miejsc zerowych: 2 ($\Delta>0$), 1 ($\Delta=0$), 0 ($\Delta<0$).

Przykład: $x^2-6x+9$: $\Delta=36-36=0$ — jedno miejsce zerowe.

Wzór funkcji liniowej
$$f(x)=ax+b$$

$a$ — współczynnik kierunkowy, $b$ — punkt przecięcia z osią $Oy$: $(0,b)$.

Przykład: $f(x)=2x-3$ przecina oś $Oy$ w punkcie $(0,-3)$.

Wzory Viète’a
$$x_1+x_2=\frac{-b}{a},\qquad x_1\cdot x_2=\frac{c}{a}$$

Związki między pierwiastkami a współczynnikami (dla $\Delta\ge0$).

Przykład: $x^2-7x+10=0$: $x_1+x_2=7$, $x_1x_2=10$, czyli $2$ i $5$.

✍Zadania dodatkowe 300

Zadania ćwiczeniowe ze zbiorów Matematix — z rozwiązaniami krok po kroku.

Zadanie nr 1

Wyrażenie $(a+b)^2$ jest równe:

A $a^2+b^2$
B $a^2+2ab+b^2$
C $a^2-2ab+b^2$
D $2a+2b$
Zadanie nr 2

Wypisz trzy wzory skróconego mnożenia i podaj przykład liczbowy do trzeciego z nich.

Zadanie nr 3

Oblicz $53^2-47^2$ bez podnoszenia do kwadratu.

Zadanie nr 4

Które wyrażenie jest zawsze nieujemne dla dowolnej liczby rzeczywistej $x$?

A $(x-3)^2$
B $x-3$
C $3-x$
D $x^3$
Zadanie nr 5

Rozłóż na czynniki wyrażenie $x^2-25$.

Zadanie nr 6

Wyrażenie $x^2+6x+9$ można zapisać jako:

A $(x-3)^2$
B $(x+9)^2$
C $(x+3)^2$
D $(x+6)^2$
Zadanie nr 7

Wykaż, że dla każdej liczby rzeczywistej $x$ zachodzi $x^2+4x+5>0$.

Zadanie nr 8

Wykaż, że różnica kwadratów dwóch kolejnych liczb całkowitych jest liczbą nieparzystą.

Zadanie nr 9

Dla dowolnych liczb rzeczywistych zachodzi:

A $|a+b|=|a|+|b|$
B $|a+b|\ge|a|+|b|$
C $|a+b|=|a|-|b|$
D $|a+b|\le|a|+|b|$
Zadanie nr 10

Wykaż, że dla dowolnej liczby rzeczywistej $x$ zachodzi $x^2+1\ge2x$.

Zadanie nr 11

Wyrażenie $(a-b)^2$ jest równe:

A $a^2-b^2$
B $a^2-2ab+b^2$
C $a^2+2ab+b^2$
D $a^2-b^2+2ab$
Zadanie nr 12

Oblicz $102^2$, korzystając ze wzoru skróconego mnożenia.

Zadanie nr 13

Wykaż, że iloczyn dwóch kolejnych liczb całkowitych jest zawsze parzysty.

Zadanie nr 14

Wyrażenie $|x|\cdot|y|$ jest równe:

A $|xy|$
B $|x+y|$
C $xy$
D $|x|+|y|$
Zadanie nr 15

Wykaż, że wyrażenie $x^2-8x+20$ przyjmuje tylko wartości dodatnie, i podaj jego wartość najmniejszą.

Zadanie nr 16

Liczba parzysta zapisana ogólnie to:

A $n+2$
B $2n+1$
C $2n$
D $n^2$
Zadanie nr 17

Wykaż, że suma kwadratów dwóch kolejnych liczb nieparzystych daje przy dzieleniu przez $8$ resztę $2$.

Zadanie nr 18

Wykaż, że dla dowolnych liczb dodatnich $a$ i $b$ zachodzi $\frac{a+b}{2}\ge\sqrt{ab}$.

Zadanie nr 19

Wykaż, że jeśli $n$ jest liczbą całkowitą, to wyrażenie $n^2+n$ jest zawsze parzyste.

Zadanie nr 20

Wykaż, że dla dowolnych liczb rzeczywistych zachodzi $a^2+b^2\ge2ab$, i wyjaśnij, kiedy zachodzi równość. Podaj zastosowanie tej nierówności.

Zadanie nr 1

Wyróżnik (delta) funkcji $f(x)=ax^2+bx+c$ dany jest wzorem:

A $b^2+4ac$
B $b^2-4ac$
C $2a+b$
D $-\frac{b}{2a}$
Zadanie nr 2

Oblicz deltę funkcji $f(x)=x^2-6x+5$.

Zadanie nr 3

Wyznacz miejsca zerowe funkcji $f(x)=x^2-6x+5$.

Zadanie nr 4

Ramiona paraboli $y=3x^2-x+2$ są skierowane:

A w dół
B poziomo
C w górę
D zależy od $x$
Zadanie nr 5

Wyznacz współrzędne wierzchołka paraboli $f(x)=x^2-4x+1$.

Zadanie nr 6

Ile miejsc zerowych ma funkcja, gdy $\Delta\lt 0$?

A $0$
B $1$
C $2$
D nieskończenie wiele
Zadanie nr 7

Rozwiąż równanie $x^2-7x+12=0$.

Zadanie nr 8

Zapisz w postaci kanonicznej funkcję $f(x)=x^2-4x+1$.

Zadanie nr 9

Punkt przecięcia paraboli $f(x)=x^2-4x+1$ z osią $OY$ to:

A $(1,0)$
B $(0,-4)$
C $(4,0)$
D $(0,1)$
Zadanie nr 10

Dla jakiego argumentu funkcja $f(x)=-2x^2+8x-3$ osiąga wartość największą i ile ona wynosi?

Zadanie nr 11

Postać iloczynowa funkcji o miejscach zerowych $2$ i $-3$ oraz $a=1$ to:

A $(x+2)(x-3)$
B $(x-2)(x+3)$
C $(x-2)(x-3)$
D $(x+2)(x+3)$
Zadanie nr 12

Rozwiąż równanie $2x^2-8=0$.

Zadanie nr 13

Rozwiąż równanie $x^2+5x=0$.

Zadanie nr 14

Osią symetrii paraboli $f(x)=x^2-4x+1$ jest prosta:

A $x=-2$
B $y=2$
C $x=2$
D $x=0$
Zadanie nr 15

Rozwiąż nierówność $x^2-6x+5>0$.

Zadanie nr 16

Ile miejsc zerowych ma funkcja $f(x)=x^2-6x+9$?

A $1$
B $0$
C $2$
D $3$
Zadanie nr 17

Rozwiąż nierówność $-x^2+4x-3\ge0$.

Zadanie nr 18

Suma dwóch liczb wynosi $10$. Jaki jest największy możliwy iloczyn tych liczb?

Zadanie nr 19

Wyznacz wzór funkcji kwadratowej, której wykresem jest parabola o wierzchołku $W=(1,-4)$ przechodząca przez punkt $(3,0)$.

Zadanie nr 20

Wykaż, że funkcja $f(x)=x^2+2x+5$ przyjmuje wyłącznie wartości dodatnie.

Zadanie nr 1

Funkcja $y=2x-4$ ma miejsce zerowe:

A $x=4$
B $x=2$
C $x=-2$
D $x=0$
Zadanie nr 2

Wyznacz wartość funkcji $y=3x+1$ dla $x=2$.

Zadanie nr 3

Funkcja $y=-x+5$ jest:

A malejąca
B rosnąca
C stała
D pionowa
Zadanie nr 4

Prosta $y=ax+3$ przechodzi przez $(1,5)$. Wyznacz $a$.

Zadanie nr 5

Napisz wzór prostej przechodzącej przez $(0,2)$ i $(2,8)$.

Zadanie nr 6

Podaj wzór prostej równoległej do $y=2x-1$ przechodzącej przez $(0,4)$.

Zadanie nr 7

Miejsce zerowe $y=5x-10$?

Zadanie nr 8

Wartość $y=2x+3$ dla $x=5$?

Zadanie nr 9

$y=4x-1$ jest:

A rosnąca
B malejąca
C stała
D pionowa
Zadanie nr 10

Prosta $y=ax-1$ przechodzi przez $(2,5)$. Wyznacz $a$.

Zadanie nr 11

Wzór prostej przez $(0,3)$ i $(3,0)$?

Zadanie nr 12

Punkt przecięcia $y=2x+1$ z osią $OY$?

Zadanie nr 13

Proste $y=3x$ i $y=3x+2$ są:

A prostopadłe
B równoległe
C przecinające się
D pokrywają się
Zadanie nr 14

Współczynnik prostej przez $(1,1)$ i $(3,7)$?

Zadanie nr 15

Prosta prostopadła do $y=2x$ przez $(0,1)$?

Zadanie nr 16

Dla jakiego $x$ funkcja $y=-2x+8$ ma wartość $0$?

Zadanie nr 17

Prosta $y=-3$ jest:

A pionowa
B rosnąca
C pozioma
D malejąca
Zadanie nr 18

Punkt przecięcia $y=x$ i $y=-x+4$?

Zadanie nr 19

Wzór prostej o współczynniku $-2$ przez $(1,3)$?

Zadanie nr 20

Taksówka: opłata $8$ zł + $2$ zł/km. Napisz wzór kosztu $y$ od $x$ km i oblicz koszt $10$ km.

Zadanie nr 1

Koszt taksówki opisuje funkcja $K(x)=3x+8$, gdzie $x$ to liczba kilometrów. Co oznacza liczba $8$?

A cenę za kilometr
B opłatę początkową
C liczbę kilometrów
D całkowity koszt
Zadanie nr 2

Dla funkcji $K(x)=3x+8$ oblicz koszt przejazdu $10$ km.

Zadanie nr 3

Współczynnik kierunkowy funkcji liniowej wynosi $-2$. Czy funkcja rośnie, czy maleje?

Zadanie nr 4

Funkcja liniowa jest stała, gdy jej współczynnik kierunkowy:

A jest dodatni
B jest ujemny
C wynosi zero
D wynosi $1$
Zadanie nr 5

Firma płaci $50$ zł za dzień plus $20$ zł za każdą przepracowaną godzinę. Zapisz wynagrodzenie jako funkcję liczby godzin $x$.

Zadanie nr 6

Dla wynagrodzenia $W(x)=20x+50$ oblicz, ile godzin trzeba przepracować, aby zarobić $210$ zł.

Zadanie nr 7

Wykres funkcji liniowej $f(x)=2x-6$ przecina oś OX w punkcie:

A $(3,\,0)$
B $(0,\,-6)$
C $(-3,\,0)$
D $(6,\,0)$
Zadanie nr 8

Zbiornik zawierał $100$ litrów wody i jest opróżniany w tempie $5$ litrów na minutę. Zapisz funkcję objętości wody po $t$ minutach i oblicz, po ilu minutach zbiornik będzie pusty.

Zadanie nr 9

Które dwie proste są równoległe?

A $y=2x+1$ i $y=3x+1$
B $y=x$ i $y=-x$
C $y=2x$ i $y=\tfrac12 x$
D $y=2x+1$ i $y=2x-4$
Zadanie nr 10

Dwie firmy kurierskie: pierwsza pobiera $15$ zł plus $2$ zł za kilometr, druga $5$ zł plus $4$ zł za kilometr. Przy jakiej liczbie kilometrów koszt będzie taki sam?

Zadanie nr 11

Funkcja liniowa przechodzi przez punkty $(0,\,2)$ i $(1,\,5)$. Jej współczynnik kierunkowy wynosi:

A $2$
B $3$
C $5$
D $\tfrac13$
Zadanie nr 12

Temperatura wody spada liniowo. Po $2$ minutach wynosiła $80^\circ$C, po $5$ minutach $50^\circ$C. Wyznacz wzór funkcji temperatury.

Zadanie nr 13

Funkcja $f(x)=ax+b$ jest rosnąca i ma dodatni wyraz wolny. Który wykres to opisuje?

A prosta opadająca, przecina OY poniżej zera
B prosta pozioma
C prosta wznosząca, przecina OY powyżej zera
D prosta wznosząca, przecina OY poniżej zera
Zadanie nr 14

Rower kosztuje $1200$ zł. Ala oszczędza $80$ zł tygodniowo i ma już $400$ zł. Po ilu tygodniach uzbiera na rower?

Zadanie nr 15

Dla jakiej wartości $m$ funkcja $f(x)=(m-3)x+5$ jest malejąca?

Zadanie nr 16

Prosta $y=-\tfrac13 x+2$ jest prostopadła do prostej o współczynniku kierunkowym:

A $3$
B $-3$
C $\tfrac13$
D $-\tfrac13$
Zadanie nr 17

Dwa pociągi jadą po tym samym torze. Odległość pierwszego od stacji: $d_1(t)=60t$, drugiego: $d_2(t)=40t+30$ (w km, $t$ w godzinach). Po jakim czasie pierwszy dogoni drugiego?

Zadanie nr 18

Wyznacz wzór funkcji liniowej, której miejscem zerowym jest $x=4$, a wartość dla $x=0$ wynosi $-8$.

Zadanie nr 19

Plan telefoniczny A: $30$ zł miesięcznie bez limitu. Plan B: $10$ zł plus $0{,}20$ zł za minutę. Przy ilu minutach plany kosztują tyle samo i który jest tańszy przy $150$ minutach?

Zadanie nr 20

Świeca ma początkowo $24$ cm i skraca się o $3$ cm na godzinę. Zapisz funkcję długości, oblicz długość po $5$ godzinach i wyznacz dziedzinę wynikającą z treści zadania.

Zadanie nr 1

Wyznacz miejsce zerowe funkcji $f(x)=2x-8$.

A x = −4
B x = 8
C x = 4
D x = −8
Zadanie nr 2

Funkcja $f(x)=-3x+7$ jest:

A rosnąca
B malejąca
C stała
D nie jest liniowa
Zadanie nr 3

Wyznacz równanie prostej przechodzącej przez punkty $A=(1,2)$ i $B=(3,8)$.

Zadanie nr 4

W którym punkcie wykres funkcji $f(x)=5x-10$ przecina oś $OY$?

A (0, −10)
B (2, 0)
C (0, 5)
D (−10, 0)
Zadanie nr 5

Wyznacz równanie prostej prostopadłej do prostej $y=2x+1$ i przechodzącej przez punkt $(0,3)$.

Zadanie nr 6

Który punkt należy do wykresu funkcji $f(x)=-x+6$?

A (2, 4)
B (2, 8)
C (6, 6)
D (0, −6)
Zadanie nr 7

Dla jakiej wartości parametru $m$ funkcja $f(x)=(m-2)x+5$ jest funkcją stałą?

Zadanie nr 8

Dla jakich wartości parametru $m$ funkcja $f(x)=(m-2)x+5$ jest rosnąca?

Zadanie nr 9

Rozwiąż układ równań metodą podstawiania: $\begin{cases}y=2x-1 \\ 3x+y=9\end{cases}$

Zadanie nr 10

Układ $\begin{cases}2x+3y=5 \\ 4x+6y=12\end{cases}$ jest:

A oznaczony
B sprzeczny
C nieoznaczony
D ma dokładnie dwa rozwiązania
Zadanie nr 11

Funkcja liniowa spełnia warunki $f(1)=3$ oraz $f(-2)=-3$. Wyznacz jej wzór.

Zadanie nr 12

Prosta $y=-2x+6$ wraz z osiami układu współrzędnych ogranicza trójkąt. Oblicz jego pole.

Zadanie nr 13

Opłata za przejazd taksówką składa się z opłaty początkowej $8$ zł oraz $3$ zł za każdy kilometr. Zapisz wzór funkcji opisującej koszt przejazdu i oblicz, ile kilometrów przejechano, jeśli zapłacono $38$ zł.

Zadanie nr 14

Dla jakiej wartości parametru $m$ proste $y=(m+1)x-3$ oraz $y=4x+2$ są równoległe?

Zadanie nr 15

Miejscem zerowym funkcji $f(x)=-2x+6$ jest:

A x = 6
B x = −3
C x = −6
D x = 3
Zadanie nr 16

Współczynnik kierunkowy prostej przechodzącej przez punkty $(0,0)$ i $(4,2)$ wynosi:

A 2
B 4
C 0,5
D −0,5
Zadanie nr 17

Zbiorem wartości funkcji liniowej $f(x)=ax+b$ przy $a\ne0$ jest:

A zbiór liczb dodatnich
B zbiór wszystkich liczb rzeczywistych
C zbiór jednoelementowy
D przedział ograniczony
Zadanie nr 18

Rozwiąż nierówność $3x-6>0$ i zapisz wynik w postaci przedziału.

Zadanie nr 19

Wyznacz równanie prostej o współczynniku kierunkowym $a=-3$ przechodzącej przez punkt $(2,5)$.

Zadanie nr 20

Oblicz współrzędne punktu przecięcia prostych $y=2x-3$ oraz $y=-x+6$.

Zadanie nr 1

Funkcja liniowa ma postać:

A $y=ax^2+b$
B $y=ax+b$
C $y=\frac{a}{x}$
D $y=a^x$
Zadanie nr 2

Oblicz wartość funkcji $f(x)=2x-3$ dla $x=4$.

Zadanie nr 3

Współczynnik kierunkowy funkcji $y=3x+5$ wynosi:

A $3$
B $5$
C $8$
D $-3$
Zadanie nr 4

Wyznacz miejsce zerowe funkcji $f(x)=2x-8$.

Zadanie nr 5

Funkcja $y=ax+b$ jest rosnąca, gdy:

A $a\lt 0$
B $a=0$
C $a>0$
D $b>0$
Zadanie nr 6

Sprawdź, czy punkt $A=(2,7)$ należy do wykresu funkcji $f(x)=3x+1$.

Zadanie nr 7

Wyznacz miejsce zerowe i punkt przecięcia z osią $OY$ funkcji $f(x)=-\frac12 x+3$.

Zadanie nr 8

Funkcja $y=5$ (stała) jest:

A rosnąca
B malejąca
C kwadratowa
D stała (nie rośnie ani nie maleje)
Zadanie nr 9

Wyznacz wzór funkcji liniowej, której wykres przechodzi przez punkty $(0,2)$ i $(1,5)$.

Zadanie nr 10

Dwie proste są równoległe, gdy mają:

A równe współczynniki kierunkowe
B przeciwne współczynniki
C iloczyn współczynników $-1$
D ten sam wyraz wolny
Zadanie nr 11

Podaj wzór prostej równoległej do $y=2x+1$ przechodzącej przez punkt $(0,-3)$.

Zadanie nr 12

Proste $y=2x+1$ i $y=-\frac12 x+4$ są:

A równoległe
B prostopadłe
C pokrywają się
D takie same
Zadanie nr 13

Wyznacz wzór funkcji liniowej o współczynniku kierunkowym $-2$, której miejscem zerowym jest $x=3$.

Zadanie nr 14

Wykresem funkcji liniowej jest zawsze:

A parabola
B hiperbola
C prosta
D okrąg
Zadanie nr 15

Wyznacz wzór funkcji liniowej przechodzącej przez punkty $(1,3)$ i $(4,12)$.

Zadanie nr 16

Funkcja $f(x)=-3x+7$ jest:

A malejąca
B rosnąca
C stała
D kwadratowa
Zadanie nr 17

Taksówka pobiera $8$ zł opłaty początkowej i $3$ zł za każdy kilometr. Zapisz koszt jako funkcję liczby kilometrów i oblicz koszt przejazdu $12$ km.

Zadanie nr 18

Dla jakiej wartości $m$ funkcja $f(x)=(m-2)x+5$ jest stała?

Zadanie nr 19

Proste $y=(2m+1)x+3$ i $y=5x-4$ są równoległe. Wyznacz $m$.

Zadanie nr 20

Wykaż, że dla dowolnych dwóch różnych punktów $A=(x_1,y_1)$ i $B=(x_2,y_2)$ o różnych odciętych współczynnik kierunkowy prostej $AB$ wynosi $a=\dfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}$.

Zadanie nr 1

Miejsce zerowe funkcji $f(x)=x-5$ to:

A $0$
B $5$
C $-5$
D $1$
Zadanie nr 2

Oblicz $f(3)$ dla $f(x)=2x-1$.

Zadanie nr 3

Dziedziną funkcji $f(x)=\tfrac{1}{x}$ jest:

A $x\neq0$
B $\mathbb{R}$
C $x>0$
D $x\geq0$
Zadanie nr 4

Oblicz $f(-2)$ dla $f(x)=x^2+1$.

Zadanie nr 5

Dla $f(x)=3x-6$ podaj argumenty, dla których $f(x)>0$.

Zadanie nr 6

Funkcja $f(x)=-2x+4$ jest rosnąca czy malejąca?

Zadanie nr 7

Oblicz $f(4)$ dla $f(x)=2x-3$.

Zadanie nr 8

Miejsce zerowe $f(x)=3x-12$?

Zadanie nr 9

Dziedzina $f(x)=\tfrac{1}{x-2}$:

A $x\neq2$
B $\mathbb{R}$
C $x>2$
D $x\neq0$
Zadanie nr 10

$f(-3)$ dla $f(x)=x^2+1$?

Zadanie nr 11

Dla $f(x)=2x-8$ podaj $x$, gdy $f(x)>0$.

Zadanie nr 12

Czy $f(x)=-x+2$ jest malejąca?

Zadanie nr 13

Zbiór wartości $f(x)$ odczytujemy z osi:

A $OX$
B $OY$
C symetrii
D żadnej
Zadanie nr 14

$f(0)$ dla $f(x)=5x-2$?

Zadanie nr 15

Dziedzina $f(x)=\sqrt{x-1}$?

Zadanie nr 16

$f(2)+f(3)$ dla $f(x)=x$?

Zadanie nr 17

Element dziedziny nazywamy:

A argumentem
B wartością
C wykresem
D osią
Zadanie nr 18

Dla $f(x)=x^2-1$ podaj $x$, gdy $f(x)=0$.

Zadanie nr 19

Zbiór wartości $f(x)=x^2$?

Zadanie nr 20

Funkcja $f(x)=|x|$ — podaj dziedzinę i zbiór wartości.

Zadanie nr 1

Dana jest funkcja $f(x)=3x-5$. Oblicz $f(4)$.

A $-5$
B $5$
C $7$
D $12$
Zadanie nr 2

Dla funkcji $f(x)=x^2-4$ oblicz $f(0)$, $f(3)$ oraz $f(-3)$.

Zadanie nr 3

Dla funkcji $f(x)=2x+1$ wyznacz argument, dla którego wartość funkcji wynosi $9$.

Zadanie nr 4

Jaka jest dziedzina funkcji $f(x)=\frac{5}{x-3}$?

A wszystkie liczby rzeczywiste
B wszystkie liczby rzeczywiste oprócz $3$
C wszystkie liczby rzeczywiste oprócz $0$
D wszystkie liczby rzeczywiste oprócz $-3$
Zadanie nr 5

Wyznacz dziedzinę funkcji $f(x)=\sqrt{x-2}$.

Zadanie nr 6

Wyznacz miejsce zerowe funkcji $f(x)=4x-12$.

Zadanie nr 7

Który z podanych przyporządkowań nie jest funkcją?

A każdemu uczniowi przypisano jego datę urodzenia
B każdej liczbie przypisano jej kwadrat
C każdemu miastu przypisano liczbę mieszkańców
D każdej liczbie przypisano liczby od niej większe
Zadanie nr 8

Funkcja $f$ ma dziedzinę $\langle -3,\,5\rangle$. Na wykresie funkcja rośnie na przedziale $\langle -3,\,1\rangle$, a maleje na $\langle 1,\,5\rangle$. Podaj argument, dla którego funkcja osiąga wartość największą, i uzasadnij.

Zadanie nr 9

Funkcja $f(x)=-2x+6$ jest:

A malejąca w całej dziedzinie
B rosnąca w całej dziedzinie
C stała
D rosnąca, a potem malejąca
Zadanie nr 10

Funkcja dana jest tabelką: $f(1)=3$, $f(2)=6$, $f(3)=9$, $f(4)=12$. Podaj wzór tej funkcji i oblicz $f(10)$.

Zadanie nr 11

Do wykresu funkcji $f(x)=x^2-1$ należy punkt:

A $(2,\,5)$
B $(2,\,3)$
C $(1,\,1)$
D $(0,\,1)$
Zadanie nr 12

Wyznacz miejsca zerowe funkcji $f(x)=x^2-9$ oraz podaj, dla jakich argumentów funkcja przyjmuje wartości ujemne.

Zadanie nr 13

Wyznacz dziedzinę funkcji $f(x)=\frac{x+1}{x^2-4}$.

Zadanie nr 14

Zbiorem wartości funkcji $f(x)=x^2+2$ jest:

A $\mathbb{R}$
B $\langle 0,\,+\infty)$
C $\langle 2,\,+\infty)$
D $(2,\,+\infty)$
Zadanie nr 15

Sprawdź, czy punkty $A=(1,\,4)$ i $B=(-2,\,-5)$ należą do wykresu funkcji $f(x)=3x+1$.

Zadanie nr 16

Wykres funkcji przecina oś OY w punkcie o współrzędnych:

A $(0,\,f(0))$
B $(f(0),\,0)$
C $(0,\,0)$ zawsze
D w miejscu zerowym funkcji
Zadanie nr 17

Funkcja $f$ przyporządkowuje liczbie naturalnej resztę z dzielenia tej liczby przez $3$. Oblicz $f(7)$, $f(9)$ i $f(11)$ oraz podaj zbiór wartości tej funkcji.

Zadanie nr 18

Koszt wynajmu roweru to $15$ zł opłaty stałej plus $4$ zł za każdą godzinę. Zapisz koszt jako funkcję liczby godzin, oblicz koszt wynajmu na $5$ godzin i sprawdź, na ile godzin wystarczy $51$ zł.

Zadanie nr 19

Wyznacz miejsca zerowe funkcji $f(x)=(x-2)(x+5)$ i podaj współrzędne punktu przecięcia jej wykresu z osią OY.

Zadanie nr 20

Funkcja $f$ określona jest wzorem $f(x)=\frac{x+3}{x-1}$. Wyznacz jej dziedzinę, oblicz $f(4)$ i sprawdź, dla jakiego argumentu funkcja przyjmuje wartość $0$.

Zadanie nr 1

Kwantyfikator „dla każdego" oznaczamy symbolem:

A $\exists$
B $\forall$
C $\in$
D $\cup$
Zadanie nr 2

Zdanie „$2+2=4$" jest:

A prawdziwe
B fałszywe
C nierozstrzygalne
D równaniem
Zadanie nr 3

Spójnik „i" to:

A alternatywa
B koniunkcja
C implikacja
D negacja
Zadanie nr 4

Podaj zaprzeczenie zdania „każda liczba jest dodatnia".

Zadanie nr 5

Czy zdanie „$3>5$" jest prawdziwe, czy fałszywe?

Zadanie nr 6

Symbol $\in$ oznacza jaką relację?

Zadanie nr 7

Kwantyfikator „istnieje" to:

A $\exists$
B $\forall$
C $\in$
D $\subset$
Zadanie nr 8

Zdanie „$5\lt 3$" jest:

A prawdziwe
B fałszywe
C nierozstrzygalne
D równaniem
Zadanie nr 9

Podaj zaprzeczenie „wszyscy zdali".

Zadanie nr 10

Spójnik „lub" to:

A koniunkcja
B alternatywa
C implikacja
D negacja
Zadanie nr 11

Symbol $\subset$ oznacza?

Zadanie nr 12

Czy „$2$ jest liczbą pierwszą" to zdanie prawdziwe?

Zadanie nr 13

Implikacja to spójnik:

A „i"
B „lub"
C „jeżeli…, to…"
D „nie"
Zadanie nr 14

Kwantyfikator „dla każdego"?

Zadanie nr 15

Czy zdanie „$x+1=3$" jest zdaniem logicznym?

Zadanie nr 16

Zaprzeczenie „istnieje liczba parzysta" to?

Zadanie nr 17

$3\in\{1,2,3\}$ jest:

A prawdziwe
B fałszywe
C formą zdaniową
D równaniem
Zadanie nr 18

Podaj przykład zdania fałszywego z matematyki.

Zadanie nr 19

Koniunkcja zdań „$2>1$" i „$3>2$" jest?

Zadanie nr 20

Oceń prawdziwość: „dla każdej liczby rzeczywistej $x$ zachodzi $x^2\geq0$".

Zadanie nr 1

Dane są zbiory $A=\{1,2,3,4\}$ i $B=\{3,4,5\}$. Wyznacz $A\cap B$.

A $\{1,2,3,4,5\}$
B $\{3,4\}$
C $\{1,2\}$
D $\{5\}$
Zadanie nr 2

Dane są zbiory $A=\{1,2,3,4\}$ i $B=\{3,4,5\}$. Wyznacz $A\cup B$.

Zadanie nr 3

Dane są zbiory $A=\{1,2,3,4\}$ i $B=\{3,4,5\}$. Wyznacz różnicę $A\setminus B$.

Zadanie nr 4

Który zapis oznacza, że liczba $3$ należy do zbioru $A$?

A $3\subset A$
B $3\notin A$
C $3\in A$
D $A\in 3$
Zadanie nr 5

Zapisz przedział liczb $x$ spełniających warunek $2\le x\lt 7$ i podaj, czy $2$ i $7$ do niego należą.

Zadanie nr 6

Który przedział opisuje warunek $x>5$?

A $(5,\,+\infty)$
B $\langle 5,\,+\infty)$
C $(-\infty,\,5)$
D $(5,\,+\infty\rangle$
Zadanie nr 7

Wyznacz część wspólną przedziałów $\langle 1,\,6\rangle$ i $\langle 4,\,9\rangle$.

Zadanie nr 8

Wyznacz sumę przedziałów $(-\infty,\,3)$ i $\langle 0,\,+\infty)$.

Zadanie nr 9

Ile podzbiorów ma zbiór $\{a,\,b,\,c\}$?

A $3$
B $6$
C $9$
D $8$
Zadanie nr 10

Zapisz zbiór $A=\{x\in\mathbb{N}:\ x\lt 6\}$ w postaci wypisania elementów.

Zadanie nr 11

Wartość bezwzględna $|-9|$ wynosi:

A $-9$
B $9$
C $0$
D $81$
Zadanie nr 12

Rozwiąż równanie $|x|=7$.

Zadanie nr 13

Wyznacz różnicę przedziałów $\langle 0,\,10\rangle\setminus\langle 3,\,6\rangle$.

Zadanie nr 14

Nierówność $|x|\lt 3$ jest równoważna warunkowi:

A $-3\lt x\lt 3$
B $x\lt -3$ lub $x>3$
C $x>3$
D $x\lt 3$
Zadanie nr 15

Dane są zbiory $A=\{2,4,6,8\}$ i $B=\{1,2,3,4\}$. Wyznacz $(A\cup B)\setminus(A\cap B)$.

Zadanie nr 16

Ile liczb całkowitych należy do przedziału $(-2,\,4\rangle$?

A $5$
B $7$
C $6$
D $4$
Zadanie nr 17

Zapisz za pomocą przedziału zbiór rozwiązań nierówności $x\ge -2$.

Zadanie nr 18

Rozwiąż równanie $|x-4|=3$.

Zadanie nr 19

Zapisz zbiór rozwiązań nierówności $|x|\ge 2$ za pomocą sumy przedziałów.

Zadanie nr 20

Dane są przedziały $A=(-3,\,5\rangle$ i $B=\langle 2,\,8)$. Wyznacz $A\cap B$, $A\cup B$ oraz $A\setminus B$.

Zadanie nr 1

Która liczba jest liczbą pierwszą?

A $1$
B $9$
C $13$
D $15$
Zadanie nr 2

Rozłóż liczbę $60$ na czynniki pierwsze.

Zadanie nr 3

Oblicz NWD$(24,\ 36)$ i NWW$(24,\ 36)$.

Zadanie nr 4

Ile wynosi $\log_{10}1000$?

A $3$
B $2$
C $100$
D $1$
Zadanie nr 5

W skali logarytmicznej (o podstawie $10$) jaką „odległość" mają liczby $10$ i $1000$?

Zadanie nr 6

Ile dzielników ma liczba $12$?

A $3$
B $4$
C $5$
D $6$
Zadanie nr 7

Ile dzielników ma liczba $72$? Skorzystaj z rozkładu na czynniki pierwsze.

Zadanie nr 8

Oblicz $\log_{10}0{,}001$.

Zadanie nr 9

Liczba $2^{10}=1024$. Ile wynosi $\log_2 1024$?

A $100$
B $10$
C $2$
D $1024$
Zadanie nr 10

Skala Richtera jest logarytmiczna. Trzęsienie o magnitudzie $6$ ma amplitudę $10$ razy większą niż o magnitudzie $5$. Ile razy większa jest amplituda przy magnitudzie $8$ niż $5$?

Zadanie nr 11

Która para liczb jest względnie pierwsza (NWD$=1$)?

A $8$ i $9$
B $6$ i $9$
C $4$ i $8$
D $10$ i $15$
Zadanie nr 12

Oblicz $\log_{10}100+\log_{10}10$.

Zadanie nr 13

Znajdź najmniejszą liczbę naturalną większą od $1$, która dzieli się przez $2$, $3$ i $5$.

Zadanie nr 14

Ile wynosi $\log_{10}1$?

A $10$
B $1$
C $0$
D nieokreślone
Zadanie nr 15

Ile jest liczb pierwszych mniejszych od $20$? Wypisz je.

Zadanie nr 16

W skali logarytmicznej równe odstępy odpowiadają:

A równym różnicom
B równym ilorazom (mnożeniu przez tę samą liczbę)
C liczbom pierwszym
D liczbom parzystym
Zadanie nr 17

Liczba ma rozkład $N=2^4\cdot3^2\cdot5$. Ile ma dzielników i ile z nich jest parzystych?

Zadanie nr 18

pH roztworu to $-\log_{10}[\text{H}^+]$, gdzie $[\text{H}^+]$ to stężenie jonów wodoru. Oblicz pH roztworu o stężeniu $[\text{H}^+]=10^{-4}$.

Zadanie nr 19

Wykaż, że iloczyn dwóch kolejnych liczb naturalnych jest zawsze parzysty.

Zadanie nr 20

Wykaż, że jeśli liczba naturalna dzieli się przez $9$, to suma jej cyfr również dzieli się przez $9$ (na przykładzie liczby trzycyfrowej).

Zadanie nr 1

Która z liczb jest niewymierna?

A $\frac{2}{3}$
B $\sqrt{16}$
C $\sqrt{2}$
D $0{,}25$
Zadanie nr 2

Zamień $\frac{3}{8}$ na ułamek dziesiętny i określ rodzaj rozwinięcia.

Zadanie nr 3

Zamień $\frac{1}{3}$ oraz $\frac{5}{11}$ na ułamki dziesiętne.

Zadanie nr 4

Ułamek $\frac{7}{40}$ ma rozwinięcie dziesiętne:

A skończone
B nieskończone okresowe
C nieskończone nieokresowe
D nie da się zamienić
Zadanie nr 5

Podaj przykład liczby niewymiernej większej od $3$ i mniejszej od $4$.

Zadanie nr 6

Ile wynosi $\sqrt2\cdot\sqrt8$?

A $\sqrt{10}$
B $4$
C $16$
D $2\sqrt2$
Zadanie nr 7

Zamień ułamek okresowy $0{,}(6)$ na ułamek zwykły.

Zadanie nr 8

Usuń niewymierność z mianownika: $\dfrac{6}{\sqrt3}$.

Zadanie nr 9

Która z liczb jest wymierna?

A $\pi$
B $\sqrt5$
C $\sqrt2+1$
D $\sqrt{0{,}25}$
Zadanie nr 10

Oszacuj $\sqrt{50}$ między dwiema kolejnymi liczbami całkowitymi.

Zadanie nr 11

Ułamek $\frac{5}{12}$ ma rozwinięcie:

A nieskończone okresowe
B skończone
C nieskończone nieokresowe
D całkowite
Zadanie nr 12

Uprość: $\sqrt{18}+\sqrt{8}$.

Zadanie nr 13

Zamień $0{,}(27)$ na ułamek zwykły.

Zadanie nr 14

Ile wynosi $\left(\sqrt5-2\right)\left(\sqrt5+2\right)$?

A $\sqrt5$
B $9$
C $1$
D $-1$
Zadanie nr 15

Które z liczb $\sqrt{49}$, $\sqrt{7}$, $\frac{22}{7}$, $\pi$ są wymierne?

Zadanie nr 16

Pierwiastek $\sqrt{n}$ jest liczbą wymierną wtedy, gdy:

A $n$ jest liczbą parzystą
B $n$ jest kwadratem liczby całkowitej
C $n$ jest liczbą pierwszą
D zawsze
Zadanie nr 17

Usuń niewymierność z mianownika: $\dfrac{4}{\sqrt7-\sqrt3}$.

Zadanie nr 18

Zamień $2{,}1(3)$ na ułamek zwykły.

Zadanie nr 19

Podaj przykład dwóch liczb niewymiernych, których suma jest wymierna, oraz dwóch, których suma jest niewymierna.

Zadanie nr 20

Wykaż, że liczba $\sqrt2$ jest niewymierna.

Zadanie nr 1

Ile wynosi $2^3\cdot2^2$?

A $10$
B $32$
C $64$
D $16$
Zadanie nr 2

Oblicz $\sqrt{49}$.

Zadanie nr 3

Ile wynosi $2^{-2}$?

A $-4$
B $\tfrac14$
C $4$
D $\tfrac12$
Zadanie nr 4

Oblicz $|{-7}|+|3|$.

Zadanie nr 5

Oblicz $(2^3)^2$.

Zadanie nr 6

Oblicz $\sqrt{8}\cdot\sqrt{2}$.

Zadanie nr 7

Oblicz $\sqrt{64}$.

Zadanie nr 8

Oblicz $3^3$.

Zadanie nr 9

Liczba $\sqrt{3}$ jest:

A wymierna
B niewymierna
C całkowita
D naturalna
Zadanie nr 10

Oblicz $2^{-3}$.

Zadanie nr 11

Oblicz $|{-12}|-|5|$.

Zadanie nr 12

Oblicz $\sqrt{50}$ w postaci $a\sqrt{b}$.

Zadanie nr 13

$2^5$ wynosi:

A $10$
B $25$
C $32$
D $16$
Zadanie nr 14

Oblicz $\sqrt{12}\cdot\sqrt{3}$.

Zadanie nr 15

Oblicz $(3^2)^2$.

Zadanie nr 16

Oblicz $\log_2 4$.

Zadanie nr 17

Oblicz $\tfrac{2^6}{2^2}$.

Zadanie nr 18

Liczba $0{,}25$ to:

A $\tfrac14$
B $\tfrac12$
C $\tfrac13$
D $\tfrac25$
Zadanie nr 19

Oblicz $\sqrt{8}+\sqrt{2}$.

Zadanie nr 20

Wykaż, że $\sqrt{2}$ jest niewymierna? Podaj przybliżenie do $0{,}01$.

Zadanie nr 1

Liczba dzieli się przez $3$, gdy:

A ostatnia cyfra jest parzysta
B suma cyfr dzieli się przez $3$
C kończy się na $0$
D jest nieparzysta
Zadanie nr 2

Sprawdź, czy liczba $4128$ dzieli się przez $4$.

Zadanie nr 3

Liczba $\pi$ jest liczbą:

A niewymierną
B wymierną
C całkowitą
D naturalną
Zadanie nr 4

Oblicz długość okręgu o promieniu $7$. Przyjmij $\pi\approx\frac{22}{7}$.

Zadanie nr 5

Które rozwinięcie dziesiętne ma liczba wymierna?

A zawsze skończone
B zawsze nieskończone
C skończone albo nieskończone okresowe
D nieskończone nieokresowe
Zadanie nr 6

Czy liczba $2520$ dzieli się przez $9$?

Zadanie nr 7

Zamień ułamek okresowy $0{,}(7)$ na ułamek zwykły.

Zadanie nr 8

Liczba dzieli się przez $6$, gdy dzieli się jednocześnie przez:

A $3$ i $9$
B $2$ i $4$
C $1$ i $6$
D $2$ i $3$
Zadanie nr 9

Promień koła wynosi $5$. Oblicz długość okręgu i pole koła (z $\pi$).

Zadanie nr 10

Która liczba jest podzielna przez $5$, ale nie przez $2$?

A $120$
B $135$
C $150$
D $100$
Zadanie nr 11

Rozwinięcie dziesiętne liczby $\frac{3}{8}$ jest:

A skończone
B nieskończone okresowe
C nieskończone nieokresowe
D niemożliwe
Zadanie nr 12

Długość okręgu wynosi $18\pi$. Oblicz jego promień i średnicę.

Zadanie nr 13

Zamień $0{,}(12)$ na ułamek zwykły.

Zadanie nr 14

Liczba dzieli się przez $10$, gdy:

A suma cyfr dzieli się przez $10$
B jest parzysta
C ostatnia cyfra to $0$
D kończy się na $5$
Zadanie nr 15

Koło rowerowe ma promień $35$ cm. Ile metrów przejedzie rower po $100$ obrotach? Przyjmij $\pi\approx\frac{22}{7}$.

Zadanie nr 16

Ułamek $\frac{5}{6}$ ma rozwinięcie:

A skończone
B nieskończone okresowe
C nieskończone nieokresowe
D całkowite
Zadanie nr 17

Znajdź największą liczbę trzycyfrową podzielną jednocześnie przez $4$ i przez $9$.

Zadanie nr 18

Wykaż, że $0{,}(9)=1$.

Zadanie nr 19

Dla jakiej cyfry $c$ liczba $\overline{4c2}$ (trzycyfrowa) dzieli się przez $3$? Podaj wszystkie możliwości.

Zadanie nr 20

Wykaż, że suma trzech kolejnych liczb naturalnych jest podzielna przez $3$, korzystając z cechy podzielności lub algebry.

Zadanie nr 1

Oblicz $\log_2 32$.

A 4
B 5
C 6
D 16
Zadanie nr 2

Oblicz $\log_3 9+\log_3 27$, korzystając z własności logarytmów.

Zadanie nr 3

Oblicz $8^{\frac{2}{3}}$ oraz $16^{-\frac{1}{2}}$.

Zadanie nr 4

Uprość wyrażenie $\sqrt{50}$.

A 25√2
B 2√5
C 5√2
D 10√5
Zadanie nr 5

Usuń niewymierność z mianownika: $\frac{6}{\sqrt{3}}$.

Zadanie nr 6

Usuń niewymierność z mianownika: $\frac{2}{\sqrt{5}-\sqrt{3}}$.

Zadanie nr 7

Oblicz $\left(\frac{2}{3}\right)^{-2}$.

A −4/9
B 4/9
C −9/4
D 9/4
Zadanie nr 8

Oblicz $\log_8 32$, korzystając ze wzoru na zmianę podstawy.

Zadanie nr 9

Która z liczb jest niewymierna: $\sqrt{16}$, $0{,}(6)$, $\sqrt{7}$, $\frac{22}{7}$? Uzasadnij.

Zadanie nr 10

Cena towaru wzrosła o $20\%$, a następnie spadła o $20\%$. O ile procent zmieniła się cena względem początkowej?

Zadanie nr 11

Ile wynosi $\log_a 1$ dla dowolnej dopuszczalnej podstawy $a$?

A 0
B 1
C a
D nie istnieje
Zadanie nr 12

Oblicz $\sqrt{2}\cdot\sqrt{18}$ oraz $\frac{\sqrt{72}}{\sqrt{2}}$.

Zadanie nr 13

Oblicz wartość wyrażenia $\log_2 8+\log_3 \frac{1}{9}-\log_5 1$.

Zadanie nr 14

Zapisz w postaci jednej potęgi: $\frac{2^7\cdot 2^{-3}}{2^2}$.

Zadanie nr 15

Wykaż, że liczba $\sqrt{12}+\sqrt{27}$ jest równa $5\sqrt{3}$.

Zadanie nr 16

Rozwinięcie dziesiętne liczby $\frac{1}{3}$ to:

A 0,33 (skończone)
B 0,(3) — nieskończone okresowe
C nieskończone nieokresowe
D 0,3
Zadanie nr 17

Kapitał $5000$ zł ulokowano na $3\%$ w skali roku. Po ilu latach przekroczy $5500$ zł? Skorzystaj z tego, że $1{,}03^3\approx1{,}0927$ oraz $1{,}03^4\approx1{,}1255$.

Zadanie nr 18

Oblicz $\sqrt[3]{-27}+\sqrt{81}$.

Zadanie nr 19

Liczba $x$ stanowi $40\%$ liczby $y$, a liczba $y$ stanowi $150\%$ liczby $z$. Jakim procentem liczby $z$ jest $x$?

Zadanie nr 20

Wykaż, że jeśli $\log_2 a=3$, to $\log_2(4a)=5$.

📄Zadania z arkuszy 0

Prawdziwe zadania z arkuszy egzaminacyjnych (matura, egzamin ósmoklasisty, próbne) dotyczące tego tematu.

Brak zadań z arkuszy do tego tematu.
Zacznij dziś

Zacznij naukę już dziś — to nic nie kosztuje

Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.