Lecția III.3.1 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

a)
\( A = \{x \in \mathbb{R} \mid |x| = 5\} = \{-5, 5\} \) \( B = \{y \in \mathbb{R} \mid |y| = 1\} = \{-1, 1\} \) \( A \times B = \{(-5, 1), (5, 1), (5, -1), (5, -1)\} \) Desenează un sistem de axe ortogonale xOy. Marcheză valorile -5 și 5 pe axa Ox și valorile -1 și 1 pe axa Oy. Reprezintă punctele: P1(-5, 1), P2(5, 1), P3(5, -1) și P4(-5, -1). Unește punctele consecutiv pentru a forma un dreptunghi.
b)
Fie \( L \) lungimea și \( l \) lățimea dreptunghiului format: \( L = |5 - (-5)| = 10 \) \( l = |1 - (-1)| = 2 \) \( P = 2 \cdot (L + l) = 2 \cdot (10 + 2) = 2 \cdot 12 = 24 \) \( \mathcal{A} = L \cdot l = 10 \cdot 2 = 20 \)
c)
Diagonalele dreptunghiului sunt egale: \( d = \sqrt{(5 - (-5))^2 + (1 - (-1))^2} = \sqrt{10^2 + 2^2} \) \( d = \sqrt{100 + 4} = \sqrt{104} = \sqrt{4 \cdot 26} = 2\sqrt{26} \)

Rezolvare detaliată

Pasul 1: Determinarea elementelor mulțimilor A și B

Pentru a găsi punctele din produsul cartezian, trebuie mai întâi să rezolvăm ecuațiile cu modul care definesc mulțimile: - Pentru mulțimea \( A \): \( |x| = 5 \implies x = 5 \) sau \( x = -5 \). Deci, \( A = \{-5, 5\} \). - Pentru mulțimea \( B \): \( |y| = 1 \implies y = 1 \) sau \( y = -1 \). Deci, \( B = \{-1, 1\} \).

Pasul 2: Determinarea elementelor produsului cartezian \( A \times B \)

Produsul cartezian \( A \times B \) este mulțimea perechilor ordonate \( (x, y) \), unde \( x \in A \) și \( y \in B \). Combinând elementele, obținem: \( A \times B = \{(-5, -1), (-5, 1), (5, -1), (5, 1)\} \). Vom nota aceste puncte pentru referință: \( P_1(-5, 1) \), \( P_2(5, 1) \), \( P_3(5, -1) \) și \( P_4(-5, -1) \).

Pasul 3: Reprezentarea într-un sistem de axe ortogonale

Vom desena axele \( Ox \) și \( Oy \) și vom plasa punctele determinate.
Desenează un sistem de axe ortogonale xOy. Marcheză valorile -5 și 5 pe axa Ox și valorile -1 și 1 pe axa Oy. Reprezintă punctele: P1(-5, 1), P2(5, 1), P3(5, -1) și P4(-5, -1). Unește punctele consecutiv pentru a forma un dreptunghi.

Pasul 4: Calculul perimetrului și al ariei patrulaterului

Punctele formează un dreptunghi deoarece laturile sunt paralele cu axele. Lungimea \( L \) și lățimea \( l \) sunt: - Lungimea \( L = |5 - (-5)| = |5 + 5| = 10 \). - Lățimea \( l = |1 - (-1)| = |1 + 1| = 2 \). Perimetrul este: \( P = 2 \cdot (L + l) = 2 \cdot (10 + 2) = 2 \cdot 12 = 24 \) unități. Aria este: \( \mathcal{A} = L \cdot l = 10 \cdot 2 = 20 \) unități de arie.

Pasul 5: Determinarea lungimii diagonalelor

Diagonalele unui dreptunghi sunt egale. Putem calcula lungimea diagonalei \( d \) folosind formula distanței între \( P_4(-5, -1) \) și \( P_2(5, 1) \): \( d = \sqrt{(5 - (-5))^2 + (1 - (-1))^2} = \sqrt{10^2 + 2^2} = \sqrt{100 + 4} = \sqrt{104} \). Simplificăm radicalul: \( \sqrt{104} = \sqrt{4 \cdot 26} = 2\sqrt{26} \). Ambele diagonale au lungimea \( 2\sqrt{26} \).

Rezolvare scurtă:

a)

\( A = \{-5, 5\} \), \( B = \{-1, 1\} \). \( A \times B = \{(-5, 1), (5, 1), (5, -1), (-5, -1)\} \).

b)

\( L = 5 - (-5) = 10 \), \( l = 1 - (-1) = 2 \). \( P = 2 \cdot (10 + 2) = 24 \). \( \mathcal{A} = 10 \cdot 2 = 20 \).

c)

\( d = \sqrt{10^2 + 2^2} = \sqrt{104} = 2\sqrt{26} \).

Cele mai importante aspecte ale lecției

Produs cartezian: \( A \times B = \{(x, y) \mid x \in A, y \in B\} \). Atenție: ordinea elementelor contează, \( A \times B \neq B \times A \).
Sistem cartezian: Orice punct este definit de abscisă (pe \( Ox \)) și ordonată (pe \( Oy \)): \( P(x, y) \).
Formule geometrice:
- Distanța: \( AB = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2} \)
- Mijlocul: \( M\left(\frac{x_1 + x_2}{2}, \frac{y_1 + y_2}{2}\right) \)
Dependență funcțională: O regulă prin care fiecărui element dintr-o mulțime i se asociază un singur element din altă mulțime. Poate fi analizată folosind tabele de frecvență sau reprezentată vizual (ex. poligonul frecvențelor).
Fiind date două mulțimi nevide, \( A \) și \( B \), mulțimea ale cărei elemente sunt perechi ordonate de forma \( (x, y) \), cu \( x \in A \) și \( y \in B \), se numește produsul cartezian al mulțimilor \( A \) și \( B \).
Se notează: \( A \times B = \{(x, y) \mid x \in A \text{ și } y \in B\} \)
  • Două perechi ordonate sunt egale dacă au aceleași elemente pe aceleași poziții: \( (a, b) = (c, d) \) dacă și numai dacă \( a = c \) și \( b = d \).
  • În general, produsul cartezian nu este comutativ: \( A \times B \neq B \times A \).
  • Numărul de elemente (cardinalul): \( \text{card}(A \times B) = \text{card } A \cdot \text{card } B \).
Dacă \( A = \{1, 2\} \) și \( B = \{m, n\} \):
\( A \times B = \{(1, m), (1, n), (2, m), (2, n)\} \)
\( B \times A = \{(m, 1), (m, 2), (n, 1), (n, 2)\} \)
\( \text{card}(A \times B) = 2 \cdot 2 = 4 \) elemente.
Fie mulțimea \( M = \{0, 5\} \) și \( N = \{3\} \). Determinați \( M \times N \) și \( \text{card}(N \times M) \).
\( M \times N = \{(0, 3), (5, 3)\} \)
Deoarece \( \text{card } N = 1 \) și \( \text{card } M = 2 \), \( \text{card}(N \times M) = 1 \cdot 2 = 2 \).
Două drepte perpendiculare prevăzute cu o origine comună, o unitate de măsură și sensuri pozitive formează un sistem de coordonate ortogonale (sau plan cartezian).
Sistem de axe ortogonale xOy, evidențiind axa orizontală Ox (axa absciselor), axa verticală Oy (axa ordonatelor), originea O(0,0) și un punct oarecare P(x, y) având proiecțiile pe cele două axe.
  • Originea: Punctul de intersecție \( O(0, 0) \).
  • Axa absciselor (\( Ox \)): Axa orizontală. Primul număr dintr-o pereche se numește abscisă.
  • Axa ordonatelor (\( Oy \)): Axa verticală. Al doilea număr dintr-o pereche se numește ordonată.
Puncte particulare și simetrie:
  • Un punct situat pe axa \( Ox \) are ordonata zero: \( P(x, 0) \).
  • Un punct situat pe axa \( Oy \) are abscisa zero: \( Q(0, y) \).
  • Simetricul punctului \( A(x, y) \) față de axa \( Ox \) este \( A'(x, -y) \).
  • Simetricul punctului \( A(x, y) \) față de axa \( Oy \) este \( A''(-x, y) \).
  • Simetricul punctului \( A(x, y) \) față de origine este \( A'''(-x, -y) \).
Se dă punctul \( A(-3, 4) \). Determinați coordonatele simetricului său față de axa absciselor.
Simetricul față de axa \( Ox \) păstrează abscisa și schimbă semnul ordonatei. Deci, simetricul este \( A'(-3, -4) \).
Distanța dintre două puncte \( A(x_1, y_1) \) și \( B(x_2, y_2) \): \[ AB = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2} \] Se aplică teorema lui Pitagora în triunghiul dreptunghic format de proiecțiile punctelor pe axe.
Coordonatele mijlocului unui segment \( AB \), notat cu \( M \): \[ x_M = \frac{x_1 + x_2}{2} \quad \text{și} \quad y_M = \frac{y_1 + y_2}{2} \] Coordonatele mijlocului sunt mediile aritmetice ale coordonatelor capetelor.
Pentru \( A(1, 2) \) și \( B(4, 6) \):
Distanța: \( AB = \sqrt{(4 - 1)^2 + (6 - 2)^2} = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5 \).
Mijlocul \( M \): \( x_M = \frac{1+4}{2} = 2,5 \); \( y_M = \frac{2+6}{2} = 4 \). Deci \( M(2,5; 4) \).
Calculați distanța dintre originea sistemului de coordonate \( O(0,0) \) și punctul \( P(-6, 8) \).
\( OP = \sqrt{(-6 - 0)^2 + (8 - 0)^2} = \sqrt{(-6)^2 + 8^2} = \sqrt{36 + 64} = \sqrt{100} = 10 \).
Între două mulțimi \( A \) și \( B \) are loc o dependență funcțională dacă, printr-o regulă, fiecărui element din \( A \) îi corespunde un singur element din \( B \). Graficul unei astfel de dependențe este format dintr-o mulțime de puncte de forma \( (x, y) \).
Termeni statistici:
  • Frecvența absolută: De câte ori apare o anumită valoare într-un set de date.
  • Frecvența relativă (în procente): Raportul dintre frecvența absolută și numărul total de elemente, înmulțit cu 100.
  • Poligonul frecvențelor: Linia frântă obținută prin unirea succesivă a punctelor ce reprezintă datele pe un grafic.
S-au centralizat notele obținute de 20 de elevi.
Nota 7 8 9 10
Număr elevi (frecvența absolută) 4 8 6 2
Pentru a afla frecvența procentuală a elevilor cu nota 8: \( \frac{8}{20} \cdot 100 = 40\% \).

Exerciții

Ușoară: Determinați coordonatele mijlocului segmentului determinat de punctele \( A(-2, 5) \) și \( B(4, 1) \).
Aplicăm formulele pentru mijlocul segmentului:
\( x_M = \frac{-2 + 4}{2} = \frac{2}{2} = 1 \)
\( y_M = \frac{5 + 1}{2} = \frac{6}{2} = 3 \)
Răspuns: \( M(1, 3) \)
Medie: Fie mulțimile \( A = \{x \in \mathbb{N} \mid x \le 2\} \) și \( B = \{-1, 1\} \). Scrieți elementele produsului cartezian \( A \times B \) și calculați \( \text{card}(A \times B) \).
Identificăm elementele mulțimii \( A \): \( A = \{0, 1, 2\} \).
Formăm perechile ordonate cu primul element din \( A \) și al doilea din \( B \):
\( A \times B = \{(0, -1), (0, 1), (1, -1), (1, 1), (2, -1), (2, 1)\} \).
Numărul de elemente este \( 3 \cdot 2 = 6 \).
Răspuns: \( \text{card}(A \times B) = 6 \)
Dificilă: Într-un sistem de axe ortogonale \( xOy \) se dau punctele \( A(0, 3) \), \( B(-4, 0) \) și \( C(4, 0) \). Calculați perimetrul triunghiului \( ABC \).
Calculăm lungimile laturilor folosind formula distanței:
  1. \( AB = \sqrt{(-4 - 0)^2 + (0 - 3)^2} = \sqrt{(-4)^2 + (-3)^2} = \sqrt{16 + 9} = \sqrt{25} = 5 \)
  2. \( AC = \sqrt{(4 - 0)^2 + (0 - 3)^2} = \sqrt{4^2 + (-3)^2} = \sqrt{16 + 9} = \sqrt{25} = 5 \)
  3. \( BC = \sqrt{(4 - (-4))^2 + (0 - 0)^2} = \sqrt{8^2 + 0} = 8 \) (sau se poate observa direct că sunt pe axa \( Ox \), deci distanța este \( |-4| + |4| = 8 \))
Perimetrul este \( P = AB + AC + BC = 5 + 5 + 8 = 18 \).
Răspuns: Perimetrul triunghiului \( ABC \) este \( 18 \) (unități de măsură).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: