| Vzorové riesenia 2. série zimnej casti Pikomatu 2004/2005 |
 |
|
|
 |
|

organizátor korešpondenčných seminárov
|

podporuje odborný rast organizátorov seminára
|
, 22. ročník
|
šk. rok 2004/2005
|
Vzorové riesenia 2. série zimnej časti pre kat. 7-9
Príklad S1: A trvá a trvá opravovala Janka Nutelka Michalíková
Táto úloha sa dala riešiť rôznymi spôsobmi, takže ja uvediem len jeden z
nich, ale samozrejme aj ostatné sú správne, ak ste všetko poriadne odôvodnili
a prišli k správnemu riešeniu. Budeme vychádzať z toho, že Hugo má na konci
červenú čiapku, takže ju musel dostať od nejakého dievčaťa. Máme teda tri
možnosti.
1.Hugo dostal čiapku od Ani:
Dušan by potom mal Hugovu čiapku. Teraz si zistíme, od koho mohla dostať čiapku
Aňa. Musel to byť chlapec, lebo má na konci modrú čiapku. Zistím, že tam žiaden
chlapec nesedí, pretože potom by nevyhovovali výroky Bei a Cecílie. Takže
Hugo čiapku od Ani nemohol dostať.
2.Hugo dostal čiapku od Bei:
Podľa jej výroku vieme určiť, kde bude v našom reťazci Eňo. Opäť sa pozrieme
na to, kto mohol dať čiapku Bei (ktorý chlapec). Zistíme, že to mohol byť
jedine Dušan, takže už vieme doplniť aj Aňu. Takže máme zoradených piatich
hostí a splnené tri výroky. Ostáva nám teda zistiť, či vieme zoradiť aj zvyšných
troch. A odpoveď je áno, bude to vyzerať takto C-F-G-C-F. Takže sme našli
jedno riešenie. Musíme ale skontrolovať aj poslednú možnosť, aby sme zistili,
či úloha nemá viac riešení.
3.Hugo dostal čiapku od Cecílie:
Podľa jej výroku vieme určiť, kde bude v našom reťazci Fero. Pozrieme sa,
či tam dokážeme doplniť ďalších ľudí tak, aby boli splnené podmienky. Zistíme,
že ani Aňu ani Beu tam už dať nemôžeme, pretože podľa ich výrokov tam musíme
doplniť aj Dušana, resp. Eňa, ale tí nám tam už "nepasujú". Z toho vyplýva,
že úloha má len jedno riešenie.
Bodovanie: Za správny výsledok som dávala 2 body (1,5 za časť H-A-E-D-B-H
a 0,5 za C-F-G-C-F), za postup ste mohli dostať 3 body. Ak ste úlohu riešili
skúšaním, tak ste body dostali podľa toho, či ste tam našli nejaké podmienky,
ktoré musia byť splnené, a teda si to skúšanie skrátili, a či ste dostatočne
vysvetlili, ako ste skúšali a podľa čoho ste jednotlivé možnosti vylučovali..
Príklad S2: Poslednú mincu opravoval Peter Pepe Kóša
Označme si |AE| = d. Potom vieme, že |BF| = 2d, |CG| = 3d, |DH| = 4d, |EB|
= 10 - d, |CF| = 10 - 2d, |GD| = 10 - 3d a |HA| = 10 - 4d. Teraz predpokladajme,
že strany EH a GF sú rovnobežné. Potom sú trojuholníky AEH a CGF zhodné (podľa
vety uu), lebo:
- uhly AEH a BUF sú zhodné (HE || GF), zhodné sú aj uhly BUF a CGF (AB ||
CD ; BUF a CGF sú stiedavé, a teda aj zhodné), a tým pádom aj uhly AEH a
CGF.
- Uhly DAB a BCD sú uhlami štvorca, preto sú oba pravé.
Podľa podobnosti trojuholníkov vieme, že pomery ich strán sú totožné, teda platí
d / (10-4d) = 3d / (10-2d). Po úpravách dostávame d = 2 cm, čo nás teší, lebo
už vieme narysovať 1 lichobežník. Teraz ale uvažujme, že by boli základňami
lichob. úsečky EF a GH. Preto by podľa podobnej úvahy museli byť zhodné trojuholníky
GDH a FBE, preto by muselo platiť 2d / (10-d) = 4d / (10-3d), z čoho po úpravách
dostávame d = -10. Ako všetci dobre vieme, narysovať úsečku so zápornou dĺžkou
nevieme,a preto toto riešenie nevyhovuje. Teda jediné správne riešenie je nami
nájdený lichobežník pri |AE| = 2 cm.
Bodovanie: Za narysovanie útvaru, príp. za postup typu "skúšal som a vyšlo
mi", ste mohli dostať 2-3,5 bodu a za správny postup, ale zabudnutú možnosť
s EF || GH 4,5bodu.
Príklad S3: Prácu šlachtí! opravoval Peter Comp Ambrož
Prvá vec, ktorú si treba uvedomiť je, že nemá zmysel triafať každé jedno
políčko a dúfať, že najneskôr na 97. pokus zasiahnem loďku. Takisto nie je
správne myslieť si, že loď sa dá zasiahnuť na 1. pokus. Ono to teoreticky
ide, ale podstatné je nájsť taký počet striel, pre ktorý to vždy vyjde. Lodička
zaberá 4 polia po sebe. Preto stačí, keď budem skúšať len každé štvrté políčko.
Teda na výslednom obrázku budem značiť už zasiahnuté miesta, a medzi každými
dvoma strelami nechám práve 3 voľné miesta (aby sa tam už nič nevošlo). Začnem
vľavo hore. Prvé tri polia nechám voľné, štvrté zasiahnem. Ďalšie 3 voľné,
8. zasiahnem. Tým mám vybavený prvý riadok. Loďka môže byť aj zvislo, takže
od umiestnených lodiek smerom nadol 4. políčko tiež trafím. Takýmto spôsobom
rozmiestňujem strely až kým už nie je kde strieľať (vždy od nejakej predchádzajúcej
strely triafam vľavo, vpravo a dolu o 4 políčka ďalej). Zistím, že som vystrelil
24-krát. Ešte musím zistiť, či je 24 naozaj najmenej, a to tak, že skúsim
začať strieľať na iné políčko na začiatku. Rýchlo sa však ukáže, že mojich
24 je najmenej.
Bodovanie: 5 bodov za vysvetlenie toho, že medzi strelami treba nechať
3 voľné polia, za obrázok, kde sú zaznačené strely a ďalšie obrázky resp.
popis, z ktorého vidno, že pri inom posunutí už vyjde 25 alebo 26 striel.
Ak ste neukázali, že 24 je najmenej - 4.8 bodu. Tí, čo našli 25 alebo 26 strelové
riešenie, majú 4.5 bodu. Ak bolo tých striel ešte viac (28, 32, 36), ale postup
bol správny, majú 4 body. Ak ste neuviedli postup, odrátajte si 2.5 bodu.
No a nakoniec riešenia typu "skúšam každé políčko" alebo "mám šťastie a trafím
sa hneď" s vysvetlením, boli hodnotené za 1 bod.
Príklad S4: Štvorce a kruhy ... opravovala Vlasta Krupla Gubášová
Na úvod je pre niektorých riešiteľov potrebné vysvetliť, že Karol a Michal
hrali hru, t.j. ťahali striedavo a jeden ťah spočíval vo vygumovaní 2 útvarov
a pripísaní 1 útvaru podľa pravidiel. Počet útvarov sa teda po každom ťahu
zmenšoval o 1 až kým neostal len jediný útvar! Pritom je nezvyčajné, že o
výsledku tejto hry rozhoduje len počiatočná pozícia (do dôsledkov len počet
kruhov) a hráči, ktorí dodržujú pravidlá tejto hry, nemôžu výsledok nijak
ovplyvniť.
Správna odpoveď: Karol vyhrá (t.j. ako posledný útvar ostane štvorec)
len a len vtedy, keď je počet kruhov na začiatku hry párny. Konkrétne pripadá
do úvahy 26 pozícií a to sú všetky pozície v ktorých bolo na začiatku 0,2,4,
..., 46,48,50 kruhov.
Zdôvodnenie: Hra má tri "nahradzovacie" pravidlá - 1. Vymeniť dva kruhy
za jeden štvorec alebo 2. Vymeniť dva štvorce za jeden štvorec alebo 3. Vymeniť
kruh a štvorec za kruh. Podľa prvého pravidla sa zmení počet kruhov o 2 a
podľa ostávajúcich dvoch pravidiel sa počet kruhov nezmení. Výsledkom pravidiel
teda je, že sa nemení parita(párnosť-nepárnosť) počtu kruhov, ktoré ostávajú
v hre. Ak bol počiatočný počet kruhov párny tak jediný útvar, ktorý na konci
hry ostane, nemôže byť kruhom (zmenila by sa parita počtu kruhov ostávajúcich
v hre) - teda musí byť štvorcom. A naopak - ak bol počiatočný počet kruhov
nepárny, potom posledný útvar v hre musí byť kruhom (aby sa dodržala parita
kruhov ostávajúcich v hre).
Veľmi zaujímavý bol náznak elegantného prevednia tejto hry na násobenie +1
a -1 . Ak miesto štvorcov napíšeme +1 a miesto kruhov -1 a vygumovanie dvoch
útvarov bude znamenať ich vynásobenie a nahradenie novým útvarom bude znamenať
zapísanie výsledku tohoto násobenia, potom celá hra je vlastne sformulovaná
takto: " Karol a Michal napísali na papier 50 kladných alebo záporných jednotiek
(+1 alebo -1). Potom počítali súčin týchto 50-ich čísel tak, že striedavo
každý z nich vybral ľubovoľné dve z napísaných jednotiek a nahradil ich ich
súčinom. Karol vyhrá ak výsledok bude +1 a Michal ak výsledok bude -1. Aké
mohli byť počty kladných a záporných jednotiek ak nakoniec vyhral Karol ?".
Takúto úlohu by určite vedel vyriešiť každý z vás.
Bodovanie: Zvlášť bola bodovaná odpoveď a zvlášť bolo bodované zdôvodnenie.
Ak teda niekto dostal 5 bodov, potom boli obe tieto zložky riešenia správne
a ak niekto dostal menej bodov, potom niektorá z týchto dvoch zložiek bola
neodstatočná.
Za správnu odpoveď boli 2 body. Za odpoveď v ktorej boli spomenuté len niektoré
konkrétne situácie (napr. 24 kruhov a 26 štvorcov) bol 1 bod. Ak však odpoveď
obsahovala aj viditeľne nesprávne možnosti bol výsledok 0 bodov.
Za správne a najmä dostatočne jasne formulované zdôvodnenie boli udelené 3
body. Ak bolo zdôvodnenie neúplné (napríklad bolo urobené len pre konkrétne
pozície alebo len pre konkrétny spôsob postupu hráčov či inak "neuniverzálne")
boli strhnuté body až po úroveň 0 bodov (chýbajúce zdôvodnenie, nesprávne
zdôvodnenie, chaotické zdôvodnenie odvolávajúce sa na "vlastné skúsenosti
z hry" a podobne ).
V niektorých prípadoch boli udelené nejaké body (maximálne 2) aj za nejasnú
či nesprávnu odpoveď a súčasne nejasné či nesprávne zdôvodnenie, ak z celkového
riešenia bolo zrejmé, že riešiteľ pochopil podstatu problému, ale nedokázal
ju čitateľne naformulovať.
Príklad S5: Šéfov znak opravoval Peter Mitec Miťko
Postupov bolo niekoľko, ale asi najkrajším a najlepším bol tento: V prvom
rade si bolo treba uvedomiť, čo presne máme zadané. Vieme, že body A, B a
C budú ležať na kružnici so stredom S a polomerom 6 cm. Bod M máme tak zvolený,
že sa nachádza 2 cm od stredu S. Ak by sme si chceli vybrať akýkoľvek bod
M, museli by sme hľadať na kružnici s polomerom 2 cm. Zatiaľ to je jasné.
Ale teraz príde podmienka, ktorú ste síce mnohí narysovali správnym postupom,
ale len veľmi malá časť z vás ju aj zdôvodnila. Bod M má ležať v strede medzi
bodmi A a B. Ako to narysovať? A hlavne prečo to tak môžeme narysovať? Body
A a B vzniknú prienikom priamky p a kružnice k, pričom priamka p je kolmá
na priamku SM (obrázok 1). Zdôvodnení je niekoľko: úsečka AB je tetiva kružnice
k a os každej tetivy je kolmá na tetivu a zároveň prechádza stredom kružnice.
A keďže rozdeľuje tetivu zároveň na dve rovnaké časti, dalo sa to napríklad
takto zdôvodniť. Iné zdôvodnenie: trojuholník je kružnici vpísaný a keďže
vieme, že stred opísanej kružnice nájdeme ako osi strán trojuholníka, ktoré
sú kolmé na strany, a zároveň ich rozpoľujú, máme ďalšie vysvetlenie. Môžeme
vychádzať taktiež z podobnosti trojuholníkov podľa vety sus (obrázok 2). Takže
body A a B už ležia na svojich miestach, ale kde hľadať bod C? K tomu nám
pomôže ďalšia informácia zo zadania: ťažnica trojuholníka leží na priamke
BS. To slovíčko priamka je veľmi dôležité, pretože väčšine z vás zobralo polovicu
bodov. Čiže ťažnica bude úsečka pozostávajúca z bodu B a ešte nejakého bodu,
ktorý sa nachádza na polpriamke BS. Pre ťažnicu platí, že rozdeľuje stranu
trojuholníka na dve rovnaké časti, v našom prípade to bude strana AC. Čiže
bod C bude rovnako ďaleko od polpriamky BS ako bod A. Urobme teda priamku
rovnobežnú s polpriamkou BC a prechádzajúcu bodom A. Potom ju zobrazme osovou
súmernosťou podľa polpriamky BC. Dostaneme priamku q, ktorej všetky body sú
určite rovnako vzdialené od polpriamky BC ako bod A. Táto priamka sa pretne
s kružnicou na dvoch miestach (obrázok 3). A to sú naše dve základné riešenia.
Zaujímavé bolo, že ste sa rozdelili skoro na dve rovnaké polovice. Jedna našla
jeden bod a tá druhá ten zvyšný. Ale ešte sme nevyhrali. Totiž ak vymeníme
body A a B, dostaneme v podstate rovnaké trojuholníky, ale zrkadlovo (osovo)
súmerné podľa priamky BC. Mnohí z vás ich považovali za TOTOŽNÉ, resp. ste
pojmy totožné a zhodné považovali za to isté, čo NIE JE PRAVDA. Predstavte
si, že máte na stole dve mince a na každej z nich jeden z našich pravouhlých
trojuholníkov (ako to je na obrázku 4). Chcem to ukázať na pravouhlom trojuholníku
kvôli názornosti. Platí to pravda aj pre ten rovnoramenný, ale tam to nie
je tak pekne vidieť. Ak by boli naše trojuholníky úplne rovnaké - totožné,
tak ak by sme začali jednou z mincí otáčať, po určitom čase by sme sa pozerali
na dve úplne rovnaké mince. Ak si to skúsite, veľmi rýchlo prídete na to,
že sa to nedá. Možno ešte lepšie by ste to videli, ak by ste si vystrihli
z papiera kruhy a do nich nakreslili naše trojuholníky a tie kruhy potom dali
na seba a pozerali sa cez ne proti svetlu (úplne stačí denné). Potom by ste
začali jedným z nich otáčať a malo by to rovnaký výsledok. Asi by bolo vhodné
ešte spojiť stredy kruhov, aby sa vám neposúvali.
Bodovanie: Za nájdenie jedného trojuholníka, či už pravouhlého alebo rovnoramenného
bolo 2,2 bodu. Z toho postup bol od 0 po 0,6 bodu. Ak ste zistili, že vymenením
bodov A a B dostaneme ďalšie dve riešenia získali ste ďalších 0,6 bodu. Ak
ste nejakým spôsobom prišli na to, že zámenou bodov A a B vzniknú ďalšie riešenia,
ale potom ste napísali, že tie trojuholníky budú rovnaké, a teda sa nepočítajú,
dostali ste namiesto 0,6 bodu 0,2.
| | |