Uczysz innych? Poznaj LekcjeRazem.pl →
PP25

Optymalizacja i modelowanie funkcją kwadratową — klucz maturalny, poziom podstawowy

PriorytetA+najwyższy zwrot z nauki
Częstotliwość4/7arkuszy 2020–2026
Punkty w arkuszuśr. 1,9 pkt (0–4)
Formy zadańotwarte 4 pkt („wyznacz wymiary, dla których pole jest największe”) lub wiązka ABCD/P/F do modelu
🔑 Sygnał: Zmienna → druga wielkość z warunku → $P(x)$ + dziedzina → wierzchołek → pełna odpowiedź.

🎯 Co musisz umieć

  • budować model: jedna zmienna, druga wielkość wyrażona przez nią, funkcja celu,
  • wyznaczać dziedzinę modelu (dodatnie długości, liczby naturalne),
  • wyznaczać wartość największą/najmniejszą funkcji kwadratowej w wierzchołku ($p=-\frac b{2a}$),
  • interpretować wynik w kontekście (wymiary, czas, dzień) i podawać pełną odpowiedź.

🔍 Jak rozpoznać zadanie

  • „rozważamy wszystkie prostokąty/prostopadłościany…, wyznacz te, dla których pole jest największe”,
  • gotowy wzór $h(t)$, $L(n)$, $Z(x)$ i pytania o maksimum, moment, dzień,
  • stała suma długości (siatka, drut, krawędzie) — iloczyn do maksymalizacji.

📘 Teoria w pigułce

  • Funkcja $f(x)=ax^2+bx+c$ z $a\lt 0$ osiąga największą wartość w $p=-\frac b{2a}$, równą $q=f(p)$; dla $a\gt 0$ — najmniejszą.
  • Dziedzina modelu to zwykle przedział otwarty (np. $x\in(0,20)$) — sprawdź, czy $p$ do niej należy.
  • Gdy zmienna jest naturalna (dzień $n$), a $p$ nie jest całkowite — sprawdź najbliższe liczby całkowite.
  • Przy stałej sumie $x+y=s$ iloczyn $xy$ jest największy dla $x=y=\frac s2$ (np. kwadrat ma największe pole przy danym obwodzie).

∑ Najważniejsze wzory

$p=-\dfrac{b}{2a}$
$q=f(p)$
$P(x)=x\cdot(\ldots)$
$x\in(0,\ldots)$ — dziedzina

⚙️ Algorytm krok po kroku

  1. Oznacz zmienną $x$ (z jednostką) i wyraź drugą wielkość przez $x$ z warunku (np. długość siatki).
  2. Zapisz funkcję celu $P(x)$ i jej dziedzinę.
  3. Wyznacz $p=-\frac b{2a}$, sprawdź $p\in D$, oblicz drugą wielkość i wartość $P(p)$.
  4. Odpowiedz na pytanie: wymiary i największe pole (z jednostkami).

⚠️ Najczęstsze pułapki

ŹleDobrzeDlaczego
✗ brak dziedziny funkcji $P(x)$✓ $x\in(0,20)$CKE przyznaje za nią punkt
✗ podanie tylko $x=10$✓ $x=10$ m, $y=30$ m, $P=300$ m²pytają o wymiary (oba)
✗ maksimum w $q$ zamiast w $p$✓ argument $p$, wartość $q$kiedy vs ile
✗ $y=60-2x$ przy trzech odcinkach $x$✓ $y=60-3x$policz odcinki na rysunku

✍️ Przykład wzorcowy typ zadania 31 z matur 2024–2025

Rozważamy wszystkie prostokąty, których dwa boki leżą na osiach układu współrzędnych, jeden wierzchołek leży w punkcie $(0,0)$, a przeciwległy wierzchołek leży na prostej $y=-2x+8$ (w pierwszej ćwiartce). Wyznacz wymiary prostokąta o największym polu i oblicz to pole.

📊 Ślad w prawdziwych arkuszach CKE

Zadania autentyczne. Niżej są prawdziwe zadania z arkuszy CKE — numer i punktacja zgodne z oryginalnym arkuszem. Kliknij rok, aby otworzyć cały arkusz.

RokZadaniaPktCzego dotyczyło
2026zad. 33.1, 33.22 pktrzut piłeczką $h(t)=-4{,}9t^2+14{,}7t$: moment upadku i maksimum
2025zad. 314 pktprostopadłościany o sumie krawędzi z wierzchołka — największe pole
2024zad. 314 pkttrzy wybiegi z $36$ m siatki — największe pole
2023zad. 31.1, 31.23 pktliczba klientów $L(n)=-n^2+22n+279$: P/F i dzień maksimum
2022—0 pktbrak zadania optymalizacyjnego w tym arkuszu
2021—0 pktbrak zadania optymalizacyjnego w tym arkuszu
2020—0 pktbrak zadania optymalizacyjnego w tym arkuszu

✍️ Trening: 15 zadań w formacie maturalnym

Zadania autorskie. To nie są przedruki z arkuszy — ułożyliśmy je w formacie maturalnym, na wzorów z tabeli „Ślad w arkuszach CKE” powyżej. Typ, punktacja i poziom trudności odpowiadają realnym zadaniom egzaminacyjnym.

Zadania zamknięte sprawdzają się po kliknięciu odpowiedzi (jedna próba). W otwartych porównaj swoje rozwiązanie z wzorcowym i wystaw samoocenę według schematu punktowania — wynik zapisze się na koncie.

PP25.1zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Wysokość (w metrach) wyrzuconej pionowo piłki opisuje funkcja $h(t)=-5t^2+20t$, gdzie $t$ — czas w sekundach. Piłka osiągnęła największą wysokość w chwili

A$t=2$ s
B$t=4$ s
C$t=20$ s
D$t=1$ s
PP25.2zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Dla funkcji $h(t)=-5t^2+20t$ z zadania PP25.1 największa wysokość, na jaką wzniosła się piłka, jest równa

A$2$ m
B$20$ m
C$40$ m
D$15$ m
PP25.3zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Piłka z zadania PP25.1 ($h(t)=-5t^2+20t$) po raz pierwszy po wyrzuceniu uderzyła o ziemię w chwili

A$t=2$ s
B$t=20$ s
C$t=4$ s
D$t=5$ s
PP25.4zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Suma dwóch liczb dodatnich jest równa $10$. Największa możliwa wartość ich iloczynu jest równa

A$24$
B$50$
C$100$
D$25$
PP25.5zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Spośród wszystkich prostokątów o obwodzie $24$ największe pole ma prostokąt o polu

A$36$
B$144$
C$35$
D$32$
PP25.6zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Z drutu długości $20$ zbudowano ramkę w kształcie prostokąta o bokach $x$ i $10-x$. Pole prostokąta opisuje funkcja $P(x)=x(10-x)$. Dziedziną tej funkcji (w tym zadaniu) jest

A$(0,20)$
B$(0,10)$
C$\mathbb{R}$
D$[0,10]$
PP25.7zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Liczbę klientów sklepu $n$-tego dnia miesiąca opisuje wzór $L(n)=-n^2+18n+100$, $n\in\{1,2,\dots,30\}$. Najwięcej klientów obsłużono dnia

A$18$
B$181$
C$9$
D$30$
PP25.8prawda / fałsz★★★ 0–1 pkt🔗

Dla funkcji $L(n)=-n^2+18n+100$, $n\in\{1,2,\dots,30\}$, z zadania PP25.7 oceń prawdziwość stwierdzeń.

  1. Największa liczba klientów obsłużonych jednego dnia to $181$.
  2. Dnia $20$. obsłużono więcej klientów niż dnia $1$.

Oceń prawdziwość każdego stwierdzenia (P — prawda, F — fałsz) i wybierz odpowiedni układ.

P/P1. P, 2. P
P/F1. P, 2. F
F/P1. F, 2. P
F/F1. F, 2. F
PP25.9odpowiedź krótka★★★ 0–2 pkt🔗

Zysk firmy (w zł) ze sprzedaży $x$ sztuk towaru opisuje funkcja $Z(x)=-2x^2+120x-1000$. Oblicz, przy jakiej liczbie sprzedanych sztuk zysk jest największy, i podaj ten zysk.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 2 pkt
PP25.10otwarte★★★ 0–4 pkt🔗

Z siatki o długości $60$ m ogrodzono prostokątny wybieg przylegający jednym bokiem do ściany budynku (wzdłuż ściany siatki nie ma). Wybieg podzielono siatką na dwie części odcinkiem prostopadłym do ściany. Wyznacz wymiary wybiegu, przy których jego pole jest największe, i oblicz to pole.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 4 pkt
PP25.11zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Najmniejsza wartość funkcji $f(x)=(x-2)^2+3$ jest równa

A$2$
B$-3$
C$0$
D$3$
PP25.12zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Największa wartość funkcji $f(x)=-(x-1)^2+5$ jest równa

A$5$
B$1$
C$-5$
D$0$
PP25.13zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Suma dwóch liczb to $10$. Ich iloczyn jest największy, gdy liczby to

A$1$ i $9$
B$5$ i $5$
C$2$ i $8$
D$4$ i $6$
PP25.14zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Prostokąt ma obwód $20$. Jego największe pole jest równe

A$100$
B$20$
C$25$
D$50$
PP25.15odpowiedź krótka★★★ 0–1 pkt🔗

Suma dwóch nieujemnych liczb to $8$. Dla jakich liczb ich iloczyn jest największy?

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 1 pkt
LekcjeRazem.pl — prowadź korepetycje profesjonalnie. Tablica online, grafik, rozliczenia i AI w jednym miejscu. Sprawdź LekcjeRazem.pl.
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.