Zadania na dowodzenie to tradycyjnie obszar, w którym maturzyści tracą najwięcej punktów nie ze względu na brak wiedzy matematycznej, lecz przez błędy formalne, niepełny zapis logiczny lub dowodzenie od tezy. W Formule 2023/2027 CKE precyzyjnie ocenia każdy etap rozumowania.
W tym przewodniku omawiamy 3 filary dowodów maturalnych:
- Filar 1: Dowody algebraiczne (zwijanie do sumy kwadratów ).
- Filar 2: Dowody podzielności liczb całkowitych (rozkład na iloczyn kolejnych liczb).
- Filar 3: Dowody geometryczne (kąty w okręgu, podobieństwo trójkątów, pola figur).
1. Dowody algebraiczne: Technika zwijania do kwadratów
Znakomita większość nierówności algebraicznych na poziomie rozszerzonym opiera się na tożsamości, że dla dowolnych liczb rzeczywistych zachodzi .
Polecenie: Udowodnij, że dla dowolnych liczb rzeczywistych spełniona jest nierówność:
Ponieważ kwadrat dowolnej liczby rzeczywistej jest nieujemny: , , , to ich suma jest również liczbą nieujemną. Nierówność jest prawdziwa dla wszystkich , co kończy dowód.
2. Dowody podzielności: Iloczyn kolejnych liczb całkowitych
W zadaniach dotyczących podzielności kluczem jest wyłączenie wspólnego czynnika i rozłożenie wyrażenia na iloczyn kolejnych liczb naturalnych lub całkowitych.
Polecenie: Wykaż, że dla każdej liczby całkowitej liczba jest podzielna przez 6.
Liczby to 3 kolejne liczby całkowite.
- Wśród trzech kolejnych liczb całkowitych co najmniej jedna jest podzielna przez 2.
- Wśród trzech kolejnych liczb całkowitych dokładnie jedna jest podzielna przez 3.
3. Dowody geometryczne: Najczęstsze twierdzenia
W planimetrii na maturze rozszerzonej egzaminatorzy w 80% przypadków opierają dowody na jednym z poniższych twierdzeń:
- Kąty w okręgu: Kąt wpisany i środkowy oparte na tym samym łuku (), kąt dopisany.
- Cechy podobieństwa trójkątów: Cecha kąt-kąt-kąt (kkk) najczęściej dowodzona z kątów wierzchołkowych lub naprzemianległych.
- Twierdzenie o dwusiecznej kąta: Dwusieczna dzieli przeciwległy bok w stosunku .
- Twierdzenie sinusów i cosinusów: Używane do wiązania długości boków z promieniami okręgów ().