Start › Klasy › Matematyka › Klasa 3 Technikum

Klasa 3 Technikum

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

📘Teoria 5

Logarytm — definicja i własności
Definicja: Logarytm o podstawie $a$ z liczby $b$ ($\log_a b$) to wykładnik $x$, do którego należy podnieść $a$, aby otrzymać $b$: $$\log_a b = x \iff a^x = b \quad (a > 0,\; a \neq 1,\; b > 0)$$ Logarytm naturalny: $\ln x = \log_e x$. Logarytm dziesiętny: $\log x = \log_{10} x$.
Prosto mówiąc: Logarytm to „odwrotność" potęgowania. Pytamy: „do jakiej potęgi podnosić 2, żeby dostać 8?" Odpowiedź: $\log_2 8 = 3$, bo $2^3 = 8$.
Kluczowe własności:
  • $\log_a(mn) = \log_a m + \log_a n$ (iloczyn → suma)
  • $\log_a\frac{m}{n} = \log_a m - \log_a n$ (iloraz → różnica)
  • $\log_a m^k = k \log_a m$ (potęga → mnożnik)
  • $\log_a a = 1$; $\log_a 1 = 0$
  • Zamiana podstawy: $\log_a b = \frac{\ln b}{\ln a}$
Przykład: Oblicz $\log_2 32 + \log_2 4$.
  1. $\log_2 32 + \log_2 4 = \log_2 (32 \cdot 4) = \log_2 128$
  2. $2^7 = 128 \Rightarrow \log_2 128 = 7$
⚡ Zapamiętaj: Logarytm istnieje tylko dla $b > 0$ i $a > 0$, $a \neq 1$. Nie możesz wziąć logarytmu z liczby ujemnej ani zera!
Fale — pojęcia i rodzaje
Definicja: Fala to zaburzenie rozchodzące się w ośrodku (lub próżni dla fal elektromagnetycznych), przenoszące energię bez przenoszenia materii.
  • Fala poprzeczna: drgania prostopadle do kierunku rozchodzenia (fale elektromagnetyczne, fale na wodzie)
  • Fala podłużna: drgania równolegle do kierunku rozchodzenia (dźwięk)
Parametry fali:
  • $\lambda$ — długość fali [m]: odległość między sąsiednimi grzbietami
  • $T$ — okres [s]: czas jednego pełnego drgania
  • $f = 1/T$ — częstotliwość [Hz]
  • $v = \lambda f$ — prędkość fali [m/s]
  • $A$ — amplituda: maksymalne wychylenie od położenia równowagi
Widmo fal elektromagnetycznych (od najkrótszych): Promieniowanie γ → X → UV → widzialne → IR → mikrofale → radiowe
Wszystkie poruszają się z prędkością $c = 3 \times 10^8$ m/s w próżni.
Przykład — zjawiska falowe:
  • Odbicie: kąt padania = kąt odbicia
  • Załamanie: zmiana prędkości przy przejściu do innego ośrodka → zmiana kierunku
  • Dyfrakcja: ugięcie fali na przeszkodzie lub szczelinie
  • Interferencja: nakładanie się fal → wzmocnienie lub wygaszenie
⚡ Zapamiętaj: Częstotliwość fali zależy od ŹRÓDŁA i jest stała przy przejściu do innego ośrodka. Prędkość i długość fali się zmieniają — ale nie $f$!
Trygonometria — definicja jednostkowa
Definicja przez okrąg jednostkowy: Dla kąta $\alpha$ (w stopniach lub radianach) zaznaczonego na okręgu jednostkowym ($r=1$), punkt $(x,y)$ na okręgu spełnia: $$\cos\alpha = x, \quad \sin\alpha = y$$ Definicja rozszerza sin i cos na WSZYSTKIE kąty (także $> 90°$ i ujemne).
Prosto mówiąc: Wyobraź okrąg o promieniu 1. Kąt $\alpha$ to obrót od osi $x$. Sinus = wysokość punktu, cosinus = pozioma odległość od środka.
Znaki w ćwiartkach (CAST):
  • I ćwiartka (0°–90°): sin $+$, cos $+$, tg $+$
  • II ćwiartka (90°–180°): sin $+$, cos $-$, tg $-$
  • III ćwiartka (180°–270°): sin $-$, cos $-$, tg $+$
  • IV ćwiartka (270°–360°): sin $-$, cos $+$, tg $-$
Radiany: $180° = \pi$ rad; $90° = \frac{\pi}{2}$; $60° = \frac{\pi}{3}$; $45° = \frac{\pi}{4}$
Przykład: Oblicz $\sin 150°$ i $\cos 150°$.
  1. $150° = 180° - 30°$ → II ćwiartka
  2. $\sin 150° = \sin 30° = \frac{1}{2}$ (sin $+$ w II ćwiartce)
  3. $\cos 150° = -\cos 30° = -\frac{\sqrt{3}}{2}$ (cos $-$ w II ćwiartce)
⚡ Zapamiętaj: Jedynka trygonometryczna: $\sin^2\alpha + \cos^2\alpha = 1$ — zawsze, dla każdego kąta!
Budowa atomu i jądra
Model atomu (Bohra):
  • Jądro atomowe: protony ($+$) i neutrony (brak ładunku) — skupia niemal całą masę atomu
  • Elektrony ($-$): orbitują wokół jądra na określonych poziomach energetycznych (powłokach)
  • Liczba masowa $A$: liczba protonów + neutronów
  • Liczba atomowa $Z$: liczba protonów = numer w układzie okresowym
  • Izotopy: atomy tego samego pierwiastka ($Z$ takie samo), różna liczba neutronów
Prosto mówiąc: Atom = maleńkie „Słońce" (jądro) z orbitującymi „planetami" (elektrony). Jądro jest gęste i masywne — atom to głównie pusta przestrzeń!
Zapis nuklidu: ${}^A_Z X$, np. ${}^{12}_6\text{C}$ — węgiel o $A=12$, $Z=6$, 6 neutronów.
Wiązanie chemiczne — dotyczą elektronów walencyjnych. Przemiany jądrowe — dotyczą jądra.
Przykład: ${}^{235}_{92}\text{U}$. Ile protonów i neutronów?
  1. Protony: $Z = 92$
  2. Neutrony: $A - Z = 235 - 92 = 143$
⚡ Zapamiętaj: Zmiana $Z$ → zmiana pierwiastka. Zmiana liczby neutronów → inny izotop tego samego pierwiastka. Izotopy mają takie same właściwości chemiczne!
Prawdopodobieństwo — pojęcia podstawowe
Definicje:
  • Doświadczenie losowe — eksperyment o niepewnym wyniku (rzut kostką)
  • Przestrzeń zdarzeń elementarnych $\Omega$ — zbiór wszystkich możliwych wyników
  • Zdarzenie $A$ — podzbiór $\Omega$ (zestaw wybranych wyników)
  • Zdarzenie pewne — $\Omega$ (zawsze zachodzi)
  • Zdarzenie niemożliwe — $\emptyset$ (nigdy nie zachodzi)
Klasyczna definicja: $P(A) = \frac{|A|}{|\Omega|}$ (gdy wyniki równie prawdopodobne)
Prosto mówiąc: Szansa rzutu "6" kostką = 1 wynik sprzyjający / 6 wszystkich = $\frac{1}{6} \approx 16{,}7\%$.
Kluczowe własności:
  • $0 \leq P(A) \leq 1$ zawsze
  • $P(\Omega) = 1$; $P(\emptyset) = 0$
  • $P(\bar{A}) = 1 - P(A)$ — zdarzenie przeciwne
  • $P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(A \cap B)$ — ogólna reguła dodawania
  • Zdarzenia niezależne: $P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B)$
Przykład: Rzut dwiema kostkami. P(suma = 7)?
  1. $|\Omega| = 36$ (6×6)
  2. Sumy = 7: (1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1) → $|A| = 6$
  3. $P(A) = \frac{6}{36} = \frac{1}{6}$
⚡ Zapamiętaj: Prawdopodobieństwo NIE dodaje się dla zdarzeń zależnych! $P(A \cup B) \neq P(A) + P(B)$ gdy $A \cap B \neq \emptyset$.

∑Wzory 34

Ciąg arytmetyczny — suma n wyrazów
$$S_n=\frac{a_1+a_n}{2}\cdot n=\frac{2a_1+(n-1)r}{2}\cdot n$$

Średnia pierwszego i ostatniego wyrazu razy liczba wyrazów.

Przykład: Suma liczb od 1 do 100: $S_{100}=\frac{1+100}{2}\cdot100=5050$.

Ciąg arytmetyczny — wyraz ogólny
$$a_n=a_1+(n-1)\cdot r$$

Każdy kolejny wyraz powstaje przez dodanie różnicy $r$.

Przykład: $a_1=3$, $r=4$: $a_{10}=3+9\cdot4=39$.

Ciąg geometryczny — suma n wyrazów
$$S_n=a_1\cdot\frac{1-q^n}{1-q}\ \ (q\neq1),\qquad S_n=n\cdot a_1\ \ (q=1)$$

Suma $n$ początkowych wyrazów ciągu geometrycznego.

Przykład: $a_1=1$, $q=2$, $n=6$: $S_6=\frac{1-64}{1-2}=63$.

Ciąg geometryczny — wyraz ogólny
$$a_n=a_1\cdot q^{\,n-1}$$

Każdy kolejny wyraz powstaje przez pomnożenie przez iloraz $q$.

Przykład: $a_1=2$, $q=3$: $a_5=2\cdot3^4=162$.

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 $2^5=32$; $\log_3\frac{1}{9}=-2$.

Fotoefekt
$$E_k = hf - W,\quad h = 6{,}626\times10^{-34}\text{ J·s}$$

Do czego służy: Opisuje zjawisko wybijania elektronów z metalu przez światło — dowód korpuskularnej natury światła (Einstein, Nagroda Nobla 1921).

Zmienne

  • $E_k$ — energia kinetyczna wybitego elektronu (J)
  • $h = 6{,}626 \times 10^{-34}$ J·s — stała Plancka
  • $f$ — częstotliwość światła (Hz)
  • $W$ — praca wyjścia elektronu z metalu (J) — zależy od materiału

Energia fotonu

$$E_{\text{fotonu}} = hf = \frac{hc}{\lambda}$$

Kiedy zachodzi fotoefekt?

Tylko gdy $hf \geq W$, czyli gdy częstotliwość światła $f \geq f_{\min} = W/h$. Natężenie światła nie ma znaczenia — liczy się tylko częstotliwość.

Jak stosować

  1. Oblicz energię fotonu: $E = hf$ lub $E = hc/\lambda$
  2. Sprawdź czy $E > W$ (czy zajdzie fotoefekt)
  3. Oblicz energię kinetyczną: $E_k = hf - W$

Przykład

Światło $f = 10^{15}$ Hz pada na metal o $W = 3 \times 10^{-19}$ J. Energia elektronu?

  1. $E = hf = 6{,}63\times10^{-34} \cdot 10^{15} = 6{,}63\times10^{-19}$ J
  2. $E_k = 6{,}63\times10^{-19} - 3\times10^{-19} = 3{,}63\times10^{-19}$ J

⚠️ Częsty błąd: Zwiększenie natężenia (jasności) światła nie zwiększy $E_k$ elektronu — tylko więcej elektronów zostanie wybitych. Większa $E_k$ wymaga większej częstotliwości.

Funkcje trygonometryczne kąta ostrego
$$\sin\alpha=\frac{a}{c},\quad \cos\alpha=\frac{b}{c},\quad \operatorname{tg}\alpha=\frac{a}{b}$$

$a$ — przyprostokątna naprzeciw kąta $\alpha$, $b$ — przyprostokątna przy kącie, $c$ — przeciwprostokątna.

Przykład: Trójkąt 3–4–5, kąt naprzeciw boku 3: $\sin\alpha=\frac{3}{5}$, $\operatorname{tg}\alpha=\frac{3}{4}$.

Jedynka trygonometryczna
$$\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1$$

Pozwala obliczyć jedną funkcję, znając drugą.

Przykład: $\sin\alpha=\frac{3}{5}$, kąt ostry: $\cos\alpha=\sqrt{1-\frac{9}{25}}=\frac{4}{5}$.

Klasyczna definicja prawdopodobieństwa
$$P(A)=\frac{|A|}{|\Omega|}$$

Liczba zdarzeń sprzyjających podzielona przez liczbę wszystkich zdarzeń elementarnych.

Przykład: Rzut kostką, wypadnie liczba parzysta: $P=\frac36=\frac12$.

Kombinacje (symbol Newtona)
$$C_n^k=\binom{n}{k}=\frac{n!}{k!\,(n-k)!}$$

Liczba $k$-elementowych podzbiorów zbioru $n$-elementowego (kolejność nie ma znaczenia).

Przykład: Wybór 2 osób z 6: $\binom{6}{2}=15$.

Kula
$$V=\frac43\pi r^3,\qquad P=4\pi r^2$$

Objętość kuli i pole sfery o promieniu $r$.

Przykład: $r=3$: $V=36\pi$, $P=36\pi$.

Logarytm iloczynu
$$\log_a(x\cdot y)=\log_a x+\log_a y$$

Logarytm iloczynu jest sumą logarytmów.

Przykład: $\log_6 4+\log_6 9=\log_6 36=2$.

Objętość graniastosłupa
$$V=P_p\cdot H$$

Pole podstawy razy wysokość bryły — wzór wspólny dla każdego graniastosłupa.

Przykład: Podstawa trójkąt o polu 12 cm², $H=10$ cm: $V=120$ cm³.

Odchylenie standardowe
$$\sigma=\sqrt{\sigma^2}$$

Miara rozproszenia danych wokół średniej.

Przykład: $\sigma^2=\frac83$: $\sigma=\sqrt{\frac83}\approx1{,}63$.

Odległość punktów w układzie współrzędnych
$$|AB|=\sqrt{(x_B-x_A)^2+(y_B-y_A)^2}$$

Twierdzenie Pitagorasa w układzie współrzędnych.

Przykład: $A(1,2)$, $B(4,6)$: $|AB|=\sqrt{9+16}=5$.

Permutacje
$$P_n=n!$$

Liczba sposobów ustawienia $n$ różnych elementów w kolejności.

Przykład: 5 osób w kolejce: $5!=120$ ustawień.

Podstawowy wzór falowy
$$v = \lambda f$$

Do czego służy: Podstawowy związek łączący prędkość fali z jej długością i częstotliwością — dotyczy fal mechanicznych i elektromagnetycznych.

Zmienne

  • $v$ — prędkość fali (m/s)
  • $\lambda$ (lambda) — długość fali (m) — odległość między sąsiednimi grzbietami
  • $f$ — częstotliwość (Hz = 1/s)
  • $T = 1/f$ — okres drgań (s)

Stałe do zapamiętania

  • Światło w próżni: $c = 3 \times 10^8$ m/s
  • Dźwięk w powietrzu: $v \approx 340$ m/s

Jak stosować

  1. Wypisz dane: dwie z trzech (v, λ, f)
  2. Oblicz brakującą: $\lambda = v/f$, lub $f = v/\lambda$
  3. Pamiętaj: $v = \lambda f = \lambda/T$

Przykład

Stacja radiowa nadaje na 100 MHz. Długość fali?

  1. $f = 100 \times 10^6 = 10^8$ Hz, $v = c = 3 \times 10^8$ m/s
  2. $\lambda = \frac{v}{f} = \frac{3\times10^8}{10^8} = 3$ m

⚠️ Częsty błąd: Prędkość fali zależy od ośrodka, częstotliwość zależy od źródła. Gdy fala przechodzi do innego ośrodka — zmienia się $\lambda$ i $v$, ale $f$ pozostaje ta sama!

Potęga iloczynu i ilorazu
$$(a\cdot b)^n=a^n\cdot b^n,\qquad \left(\frac{a}{b}\right)^n=\frac{a^n}{b^n}$$

Potęgujemy każdy czynnik osobno.

Przykład: $(2\cdot5)^3=2^3\cdot5^3=1000$, $\left(\frac{2}{3}\right)^2=\frac{4}{9}$.

Prawo odbicia i załamania światła
$$\alpha = \beta, \quad n_1\sin\alpha_1 = n_2\sin\alpha_2$$

Do czego służy: Opisuje co dzieje się ze światłem na granicy dwóch ośrodków optycznych.

Zmienne

  • $\alpha$ — kąt padania (od normalnej do powierzchni)
  • $\beta$ — kąt odbicia
  • $n_1, n_2$ — współczynniki załamania obu ośrodków ($n_{\text{powietrze}} \approx 1$, $n_{\text{woda}} = 1{,}33$, $n_{\text{szkło}} \approx 1{,}5$)
  • $\alpha_2$ — kąt załamania

Całkowite wewnętrzne odbicie

Gdy światło przechodzi z gęstszego do rzadszego ośrodka ($n_1 > n_2$) i kąt padania przekracza kąt graniczny $\alpha_c$:

$$\sin\alpha_c = \frac{n_2}{n_1}$$

Jak stosować

  1. Narysuj normalną do powierzchni w punkcie padania
  2. Mierz kąty od normalnej (nie od powierzchni!)
  3. Zastosuj prawo Snella: $n_1\sin\alpha_1 = n_2\sin\alpha_2$

Przykład

Promień świetlny pada z powietrza ($n_1 = 1$) na szkło ($n_2 = 1{,}5$) pod kątem 45°. Kąt załamania?

  1. $\sin\alpha_2 = \frac{1 \cdot \sin 45°}{1{,}5} = \frac{0{,}707}{1{,}5} = 0{,}471$
  2. $\alpha_2 = \arcsin(0{,}471) \approx 28°$

⚠️ Częsty błąd: Kąt padania mierz od normalnej do powierzchni, nie od samej powierzchni. Jeśli mierzysz od płaszczyzny, odejmij od 90°.

Prawo rozpadu promieniotwórczego
$$N(t) = N_0 \cdot 2^{-t/T_{1/2}}$$

Do czego służy: Obliczanie ile jąder promieniotwórczych pozostanie po czasie $t$ oraz jak długo trwa rozpad do danego poziomu.

Zmienne

  • $N(t)$ — liczba jąder po czasie $t$
  • $N_0$ — liczba jąder na początku ($t = 0$)
  • $T_{1/2}$ — okres połowicznego zaniku: czas, po którym $N$ spada o połowę
  • $\lambda = \ln 2 / T_{1/2}$ — stała rozpadu

Jak stosować

  1. Oblicz ile okresów połowicznych minęło: $n = t / T_{1/2}$
  2. Pozostało: $N = N_0 \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^n$
  3. Lub bezpośrednio: $N(t) = N_0 \cdot 2^{-t/T_{1/2}}$

Przykład

Jod-131 ma $T_{1/2} = 8$ dni. Ile pozostanie po 24 dniach z $N_0 = 10^{20}$ jąder?

  1. $n = 24 / 8 = 3$ okresy
  2. $N = 10^{20} \cdot (1/2)^3 = 10^{20} / 8 = 1{,}25 \times 10^{19}$

⚠️ Częsty błąd: Po każdym $T_{1/2}$ liczba jąder zmniejsza się o połowę, nie o $T_{1/2}$ procent! Każdy okres działa niezależnie.

Reakcja jądrowa — zapis i zasady zachowania
$$^A_Z X \to \;^B_{Z\pm1}Y + \text{cząstka}$$

Do czego służy: Zapis i analiza przemian jądrowych — rozpadów alfa, beta i reakcji syntezy/rozszczepienia.

Zasady zachowania w reakcjach jądrowych

  • Liczba masowa A — suma przed = suma po
  • Liczba atomowa Z — suma ładunków przed = suma po
  • Energia: całkowita energia (masa + kinetyczna) jest zachowana

Trzy typy rozpadów

  • Rozpad $\alpha$ ($^4_2$He): $^A_Z X \to \;{}^{A-4}_{Z-2}Y + \;{}^4_2\text{He}$ — A maleje o 4, Z maleje o 2
  • Rozpad $\beta^-$ (elektron): $^A_Z X \to \;{}^A_{Z+1}Y + e^- + \bar{\nu}$ — A bez zmian, Z rośnie o 1
  • Promieniowanie $\gamma$ (foton): A i Z bez zmian — tylko zmiana stanu energetycznego

Jak uzupełniać reakcje

  1. Zsumuj liczby masowe ($A$) po obu stronach — muszą być równe
  2. Zsumuj liczby atomowe ($Z$) po obu stronach — muszą być równe
  3. Brakujące $A$ i $Z$ identyfikują pierwiastek (tablica układu okresowego)

Przykład

Uran $^{238}_{92}$U emituje cząstkę $\alpha$. Produkt?

  1. $A: 238 - 4 = 234$; $Z: 92 - 2 = 90$
  2. Element $Z = 90$ → Tor: $^{234}_{90}$Th

⚠️ Częsty błąd: Neutrina ($\nu$) w rozpadzie $\beta$ też mają zerową liczbę masową i atomową — pamiętaj o nich w bilansie, choć nie zmieniają A ani Z produktu głównego.

Równanie ogólne prostej
$$Ax+By+C=0,\quad A^2+B^2\neq0$$

Opisuje także proste pionowe ($B=0$).

Przykład: $2x-y+3=0$ to $y=2x+3$; $x=4$ to prosta pionowa.

Równanie okręgu
$$(x-a)^2+(y-b)^2=r^2$$

Okrąg o środku $S(a,b)$ i promieniu $r$.

Przykład: $(x-2)^2+(y+1)^2=9$: środek $(2,-1)$, $r=3$.

Równanie soczewkowe i powiększenie
$$\frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i}, \quad m = -\frac{d_i}{d_o}$$

Do czego służy: Wyznaczenie miejsca i cech obrazu przedmiotu umieszczonego przed soczewką.

Zmienne

  • $f$ — ogniskowa (m): $f > 0$ — soczewka skupiająca, $f \lt 0$ — rozpraszająca
  • $d_o$ — odległość przedmiotu od soczewki (m)
  • $d_i$ — odległość obrazu (m): $d_i > 0$ — obraz rzeczywisty; $d_i \lt 0$ — pozorny
  • $m$ — powiększenie: $|m| > 1$ — obraz większy; $m \lt 0$ — odwrócony

Zdolność skupiająca

$Z = \frac{1}{f}$ [dioptrie, D]; dla kombinacji soczewek: $Z = Z_1 + Z_2$

Jak stosować

  1. Wypisz: $f$ (z zadania lub dioptrioów $D$), $d_o$
  2. Oblicz $d_i$: $\frac{1}{d_i} = \frac{1}{f} - \frac{1}{d_o}$
  3. Oblicz powiększenie: $m = -\frac{d_i}{d_o}$
  4. Interpretuj: czy obraz jest rzeczywisty ($d_i > 0$), prosty ($m > 0$), powiększony ($|m| > 1$)?

Przykład

Soczewka skupiająca $f = 20$ cm, przedmiot w odległości $d_o = 30$ cm. Obraz?

  1. $\frac{1}{d_i} = \frac{1}{20} - \frac{1}{30} = \frac{3-2}{60} = \frac{1}{60}$ → $d_i = 60$ cm
  2. $m = -\frac{60}{30} = -2$ — obraz rzeczywisty, odwrócony, 2× powiększony

⚠️ Częsty błąd: $\frac{1}{d_i} = \frac{1}{f} - \frac{1}{d_o}$ — to odwrotności! Nie obliczaj $d_i = f - d_o$. Przelicz $f$ na metry jeśli masz cm.

Równoważność masy i energii (Einstein)
$$E = mc^2$$

Do czego służy: Masa i energia są wzajemnie przeliczalne — nawet mała masa odpowiada ogromnej energii (bo $c^2$ jest bardzo duże).

Zmienne

  • $E$ — energia (J)
  • $m$ — masa (kg)
  • $c = 3 \times 10^8$ m/s — prędkość światła w próżni

Defekt masy w reakcjach jądrowych

Jądro waży mniej niż suma wolnych protonów i neutronów. Różnica masy $\Delta m$ zamienia się w energię wiązania:

$$E_b = \Delta m \cdot c^2$$

Jak stosować

  1. Oblicz defekt masy: $\Delta m = m_{\text{reaktanty}} - m_{\text{produkty}}$ (w kg lub w u, gdzie $1 \text{ u} = 1{,}66 \times 10^{-27}$ kg)
  2. Oblicz energię: $E = \Delta m \cdot c^2$

Przykład

Defekt masy w reakcji rozszczepienia: $\Delta m = 0{,}001$ u = $1{,}66 \times 10^{-30}$ kg.

  1. $E = 1{,}66\times10^{-30} \cdot (3\times10^8)^2 = 1{,}66\times10^{-30} \cdot 9\times10^{16} \approx 1{,}5 \times 10^{-13}$ J

⚠️ Częsty błąd: Masa musi być w kilogramach. Jednostka atomowa masy: $1 \text{ u} = 1{,}66 \times 10^{-27}$ kg. Przelicz przed podstawieniem.

Sinus i cosinus sumy kątów
$$\sin(\alpha\pm\beta)=\sin\alpha\cos\beta\pm\cos\alpha\sin\beta,\quad \cos(\alpha\pm\beta)=\cos\alpha\cos\beta\mp\sin\alpha\sin\beta$$

Pozwalają liczyć wartości dla kątów typu 75° czy 15°.

Przykład: $\sin75^\circ=\sin45^\circ\cos30^\circ+\cos45^\circ\sin30^\circ=\frac{\sqrt6+\sqrt2}{4}$.

Średnia ważona
$$\bar{x}_w=\frac{w_1x_1+w_2x_2+\ldots+w_nx_n}{w_1+w_2+\ldots+w_n}$$

Każda wartość ma swoją wagę.

Przykład: Sprawdzian 5 (waga 3) i kartkówka 3 (waga 1): $\frac{15+3}{4}=4{,}5$.

Środek odcinka
$$S=\left(\frac{x_A+x_B}{2},\ \frac{y_A+y_B}{2}\right)$$

Współrzędne środka to średnie współrzędnych końców.

Przykład: $A(2,6)$, $B(8,-2)$: $S=(5,2)$.

Stożek
$$V=\frac13\pi r^2H,\qquad P_c=\pi r^2+\pi rl$$

$l$ — tworząca stożka.

Przykład: $r=3$, $H=4$, $l=5$: $V=12\pi$, $P_c=9\pi+15\pi=24\pi$.

Twierdzenie cosinusów
$$c^2=a^2+b^2-2ab\cos\gamma$$

Uogólnienie twierdzenia Pitagorasa na dowolny trójkąt.

Przykład: $a=5$, $b=8$, $\gamma=60^\circ$: $c^2=25+64-40=49$, $c=7$.

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 $R=10$.

Walec
$$V=\pi r^2H,\qquad P_c=2\pi r^2+2\pi rH$$

Objętość i pole powierzchni walca o promieniu $r$ i wysokości $H$.

Przykład: $r=3$, $H=5$: $V=45\pi$, $P_c=18\pi+30\pi=48\pi$.

Wartości dla 30°, 45°, 60°
$$\sin30^\circ=\tfrac12,\ \sin45^\circ=\tfrac{\sqrt2}{2},\ \sin60^\circ=\tfrac{\sqrt3}{2};\ \ \operatorname{tg}30^\circ=\tfrac{\sqrt3}{3},\ \operatorname{tg}45^\circ=1,\ \operatorname{tg}60^\circ=\sqrt3$$

Cosinus: $\cos30^\circ=\frac{\sqrt3}{2}$, $\cos45^\circ=\frac{\sqrt2}{2}$, $\cos60^\circ=\frac12$.

Przykład: Drabina 4 m oparta pod kątem 60°: wysokość $4\cdot\sin60^\circ=2\sqrt3\approx3{,}46$ m.

Wzory redukcyjne (kąt 90°−α i 180°−α)
$$\sin(90^\circ-\alpha)=\cos\alpha,\quad \sin(180^\circ-\alpha)=\sin\alpha,\quad \cos(180^\circ-\alpha)=-\cos\alpha$$

Sprowadzają funkcje kątów rozwartych do kątów ostrych.

Przykład: $\sin150^\circ=\sin30^\circ=\frac12$, $\cos120^\circ=-\cos60^\circ=-\frac12$.

🧩Quizy 0

Brak quizów do tego tematu.

✍Zadania dodatkowe 0

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

Brak zadań dodatkowych do tego tematu.

📄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.