Matematika k přijímačkám

Kolik má úloha řešení

Jak poznat, kolik řešení úloha má: který průsečík vyřadit, kdy hledat druhé řešení a jak obě řešení zakreslit a označit, aby za ně klíč dal plný počet bodů.

V testuDvě řešení mělo 9 z 24 rýsovacích úloh z let 2024 až 2026. Za druhé řešení je obvykle 1 bod ze 3. Na hledání všech možností je hlavně úloha 2024 D 10 za 3 body.

Co potřebuješ znát

Každý průsečík je kandidát

Hledaný vrchol je průsečík dvou čar. Přímka a kružnice nebo dvě kružnice se ale často protnou ve dvou bodech. Každý průsečík je kandidát na řešení. Pak rozhodneš: splňuje všechny podmínky zadání? Ano, je to řešení. Ne, vyřadíš ho.

TipNež začneš rýsovat výsledný útvar, vyznač všechny průsečíky. Teprve potom vybírej. Kdo rýsuje hned první průsečík, na druhý obvykle zapomene.

Kdy kandidáta vyřadit

V testech 2024 až 2026 vyřadila kandidáta vždy některá podmínka zadání, nebo to, že by se útvar zvrhl:

  • Polopřímka místo přímky. „Na polopřímce DM leží jedna z úhlopříček“: průsečík za počátkem polopřímky nevyhovuje (2025 B 10, 2026 B 9).
  • „Uvnitř strany“, „uvnitř trojúhelníku“. Bod ze zadání musí ležet uvnitř, jinak to řešení není (2025 A 9, 2025 B 9).
  • „Větší vzdálenost od přímky“. Ze dvou kandidátů vyhovuje jen ten dál od přímky (2026 D 9).
  • „Pouze jeden společný bod“. Řešení, ve kterém se útvary překrývají, vyřadíš (2025 D 9).
  • Útvar se zvrhne. Průsečík splyne s daným bodem a z trojúhelníku by byla úsečka (2024 A 10, 2026 B 10).
pABkPQ
Bod P leží na polopřímce p a může být řešení. Bod Q leží za počátkem A, řešení nedá.
pABkC
Kružnice prochází bodem A. Průsečík A trojúhelník nedá, řešení je jen bod C.

Kdy je řešení víc

  • Dva průsečíky. Kružnice protne přímku nebo jinou kružnici ve dvou bodech a oba vyhovují. Tak vzniklo druhé řešení v šesti z devíti úloh se dvěma řešeními.
  • Pravý úhel není určený. Zadání řekne „pravoúhlý trojúhelník“, ale ne, u kterého vrcholu je pravý úhel. Vyzkoušej každý vrchol. Když z vrcholu vedou dvě strany, jejichž směr zadání určuje, a ty směry kolmé nejsou, pravý úhel tam být nemůže (2024 D 10).
  • Není řečeno, které strany jsou rovnoběžné. Lichoběžník ABCD může mít rovnoběžné strany AB a CD, nebo AD a BC (2026 D 9).
  • Není řečeno, která strana je základna. Rovnoramenný trojúhelník ABC může mít ∣AC∣=∣BC∣|AC| = |BC|, ∣AC∣=∣AB∣|AC| = |AB|, nebo ∣BC∣=∣AB∣|BC| = |AB|. V úloze 2025 B 9 možnost se základnou ABAB nevyšla a zbylé dvě daly dvě řešení.

U každé možnosti si nakresli náčrt a sestroj ji. Některá dá dvě řešení, jiná žádné.

Když se čáry neprotnou

Když kružnice přímku neprotne, daná možnost řešení nedá. V úlohách 2024 až 2026 ale měla každá úloha aspoň jedno řešení. Když ti nevyjde žádné, nejspíš máš chybu v kružnici: jiný střed nebo jiný poloměr.

TipPříklad z testu 2024 D 9: kdo sestrojí Thaletovu kružnici nad úsečkou AS místo nad úhlopříčkou AC, dostane kružnici, která přímku p vůbec neprotne. Úloha přitom má dvě řešení.

Jak dvě řešení zakreslit a označit

  • Obě řešení rýsuj do jednoho obrázku. Vrchol, který mají obě řešení společný (daný i sestrojený), má jedno písmeno bez indexu.
  • Vrcholy, které se v řešeních liší, označ indexem podle řešení: C1C_1, C2C_2. Tak to dělá i klíč.
  • Každé řešení dokonči: narýsuj všechny strany útvaru, ne jen vrchol.
  • Obtáhni propiskou obě řešení i všechny pomocné čáry.
  • Vyřazený kandidát smí zůstat jako průsečík pomocných čar. Neoznačuj ho jako vrchol a útvar k němu nerýsuj.

Dva útvary, které se liší jen pojmenováním vrcholů (prohodíš AA a BB), jsou jedno řešení. V testech 2024 až 2026 se dvě řešení vždy lišila tvarem nebo velikostí.

Jak řešení boduje klíč

  • Úlohy 2024 se dvěma řešeními: za jedno řešení nejvýš 2 body, za druhé řešení třetí bod.
  • Úlohy 2025 a 2026 se dvěma řešeními: obě přesně 3 body, jen jedno přesně 2 body.
  • Řešení navíc, které podmínky nesplňuje, stojí bod, i když máš obě správná (2025 B 9, 2026 A 9, 2026 C 9, 2026 D 9).

TipPokyn „Najděte všechna řešení“ stál v testech 2024 až 2026 právě u úloh se dvěma řešeními (v roce 2024 i „Nalezněte všechna řešení“). Když ho vidíš a máš jen jedno, hledej dál.

Jak na to

  1. Z náčrtu vypiš všechny možnosti, které zadání nechává otevřené (u kterého vrcholu je pravý úhel, která strana je základna, které strany jsou rovnoběžné).
  2. Pro každou možnost sestroj čáry a vyznač všechny průsečíky.
  3. Každý průsečík porovnej se zadáním: polopřímka, „uvnitř“, vzdálenost od přímky, společné body. Nezvrhne se útvar?
  4. Vyhovující řešení dokonči a označ indexy 11 a 22.
  5. Nevyhovující kandidáty nech jen jako průsečík pomocných čar, útvar k nim nerýsuj.

Řešené příklady

Příklad 1: Dvě strany a úhel: oba průsečíky na polopřímce

Narýsuj úsečku ABAB, ∣AB∣=52|AB| = 52 mm, a polopřímku pp s počátkem AA, která svírá s úsečkou ABAB úhel 40°. Vrchol CC trojúhelníku ABCABC leží na polopřímce pp a strana BCBC měří 40 mm. Sestroj trojúhelník ABCABC. Najdi všechna řešení.

pAB

Řešení

  1. Kde leží vrchol C. Na polopřímce pp a na kružnici kk se středem BB a poloměrem 40 mm.
  2. Kandidáti. Bod BB je od přímky, na které leží polopřímka pp, vzdálený méně než 40 mm. Kružnice tuto přímku protne ve dvou bodech C1C_1 a C2C_2.
  3. Vyhovují oba? Průsečíky leží souměrně kolem paty kolmice z bodu BB na přímku. Úhel 40° je ostrý, pata kolmice proto leží na polopřímce pp. Bod AA je od bodu BB vzdálený 52 mm, víc než poloměr. Leží vně kružnice, a tak není mezi průsečíky. Oba průsečíky jsou na polopřímce pp, úloha má dvě řešení.
  4. Kontrola. ∣AC1∣≐18|AC_1| \doteq 18 mm a ∣AC2∣≐62|AC_2| \doteq 62 mm. V obou trojúhelnících je ∣BC∣=40|BC| = 40 mm.

OdpověďÚloha má dvě řešení: trojúhelník ABC1ABC_1 s ∣AC1∣≐18|AC_1| \doteq 18 mm a trojúhelník ABC2ABC_2 s ∣AC2∣≐62|AC_2| \doteq 62 mm.

Konstrukce krok po kroku

pABk
Krok 1 ze 4k; k(B;40 mm)k;\ k(B; 40\ \text{mm})

Příklad 2: Pravoúhlý trojúhelník: kde je pravý úhel

Narýsuj úsečku ABAB, ∣AB∣=44|AB| = 44 mm. Prodluž ji za bod BB a vyznač bod XX, ∣BX∣=26|BX| = 26 mm. Bodem XX veď přímku pp, která svírá s úsečkou XBXB úhel 36°. Úsečky ABAB a BXBX narýsuj tence, k zadání nepatří. Body AA, BB jsou vrcholy pravoúhlého trojúhelníku ABCABC, vrchol CC leží na přímce pp. Sestroj trojúhelník ABCABC. Najdi všechna řešení.

pAB

Řešení

  1. Rozbor. Zadání neříká, u kterého vrcholu je pravý úhel. Vyzkoušej všechny tři.
  2. Pravý úhel u A. Vrchol CC leží na kolmici k ABAB v bodě AA a na přímce pp. Průsečík C1C_1 existuje, ∣AC1∣≐51|AC_1| \doteq 51 mm.
  3. Pravý úhel u B. Vrchol CC leží na kolmici k ABAB v bodě BB a na přímce pp. Průsečík C2C_2 existuje, ∣BC2∣≐19|BC_2| \doteq 19 mm.
  4. Pravý úhel u C. Vrchol CC leží na Thaletově kružnici nad úsečkou ABAB. Její střed je od přímky pp dál, než je poloměr 22 mm. Kružnice přímku mine, tahle možnost řešení nedá.
  5. Počet řešení. Dvě: s pravým úhlem u vrcholu AA a s pravým úhlem u vrcholu BB.

OdpověďÚloha má dvě řešení: trojúhelník ABC1ABC_1 s pravým úhlem u vrcholu AA a ∣AC1∣≐51|AC_1| \doteq 51 mm a trojúhelník ABC2ABC_2 s pravým úhlem u vrcholu BB a ∣BC2∣≐19|BC_2| \doteq 19 mm.

Konstrukce krok po kroku

pABC₁
Krok 1 z 5C1; C1∈p, AC1⊥ABC_1;\ C_1 \in p,\ AC_1 \perp AB

Časté chyby

Zkus si

Narýsuj úsečku ABAB, ∣AB∣=52|AB| = 52 mm, a polopřímku pp s počátkem AA, která svírá s úsečkou ABAB úhel 40°. Vrchol CC trojúhelníku ABCABC leží na polopřímce pp a strana BCBC měří 60 mm. Kolik má úloha řešení? Jak dlouhá je strana ACAC?

pAB
Ukaž řešení
  1. Kandidáti. Kružnice se středem BB a poloměrem 60 mm protne přímku, na které leží polopřímka pp, ve dvou bodech.
  2. Vyřazení. Bod AA je od bodu BB vzdálený 52 mm, méně než poloměr. Leží uvnitř kružnice, průsečíky jsou proto na opačných stranách od AA. Jeden leží na polopřímce pp, druhý za počátkem AA.
  3. Řešení. Úloha má jedno řešení, ∣AC∣≐90|AC| \doteq 90 mm.

VýsledekJedno řešení, ∣AC∣≐90|AC| \doteq 90 mm.

Konstrukce krok po kroku

pABkCQ
Krok 1 ze 2k; k(B;60 mm)k;\ k(B; 60\ \text{mm})

Narýsuj úsečku ABAB, ∣AB∣=48|AB| = 48 mm, a přímku pp, která prochází bodem BB a svírá s úsečkou ABAB úhel 57°. Body AA, BB jsou vrcholy pravoúhlého trojúhelníku ABCABC, vrchol CC leží na přímce pp. Kolik má úloha řešení?

pAB
Ukaž řešení
  1. Pravý úhel u A. Kolmice k ABAB v bodě AA protne přímku pp ve vrcholu C1C_1, ∣AC1∣≐74|AC_1| \doteq 74 mm.
  2. Pravý úhel u B. Kolmice v bodě BB protne přímku pp jen v bodě BB. Trojúhelník by se zvrhl, řešení to není.
  3. Pravý úhel u C. Thaletova kružnice nad ABAB protne přímku pp v bodě BB (nevyhovuje) a ve vrcholu C2C_2, ∣AC2∣≐40|AC_2| \doteq 40 mm.
  4. Počet řešení. Dvě řešení: s pravým úhlem u vrcholu AA a u vrcholu CC.

VýsledekDvě řešení.

Konstrukce krok po kroku

pABC₁
Krok 1 z 5C1; C1∈p, AC1⊥ABC_1;\ C_1 \in p,\ AC_1 \perp AB

Procvič si to

Dvě rýsovací úlohy tohoto typu, pokaždé jinak zadané. Narýsuješ je na papír, pak uvidíš správnou konstrukci krok po kroku a ohodnotíš se podle klíče.