Geometria analityczna

Wektory w układzie współrzędnych — współrzędne, działania na wektorach i przesunięcie

Współrzędne wektora, działania na wektorach i przesunięcie o wektor w układzie współrzędnych — 8 zadań maturalnych z odpowiedzią, rozwiązaniem krok po kroku i zasadami oceniania CKE. Wektory łączą się z tematami punkty, odcinki i odległości oraz figury w układzie współrzędnych w dziale geometria analityczna.

8zadań w tym temacie

Węższe przekroje

Zagadnienia w tym temacie

Te same zadania pogrupowane według konkretnego pojęcia.

Zanim zaczniesz rozwiązywać

Wyjaśnienie teorii

Jeśli temat jest dla Ciebie nowy, zacznij od wyjaśnienia: iloczyn skalarny wektorów — teoria i przykłady oraz dodawanie 3 wektorów.

Pełny zestaw

Wszystkie zadania z odpowiedziami i rozwiązaniami

Zadania z arkuszy CKE z lat 2002–2026, uporządkowane od najnowszych.

Wartości funkcji trygonometrycznych

Zadanie 24, zbiór zadań z informatora 2025, poziom rozszerzony

zbiór zadań z informatora 2025rozszerzony4 pkt
W kartezjańskim układzie współrzędnych \((x,y)\) czworokąt \(ABCD\) jest równoległobokiem takim, że \[\overrightarrow{BD}=[-21,-7]\qquad\text{oraz}\qquad\overrightarrow{DC}=[15,8].\] Oblicz pole tego równoległoboku. Zapisz obliczenia.
Odpowiedź
Pole równoległoboku wynosi \(63\).
Rozwiązanie krok po kroku
Wektory wychodzące z punktu \(D\) do dwóch sąsiednich wierzchołków mają współrzędne \[\overrightarrow{DB}=-\overrightarrow{BD}=[21,7],\qquad\overrightarrow{DC}=[15,8].\] Pole równoległoboku jest wartością bezwzględną wyznacznika tych wektorów: \[P=\left|\det\begin{pmatrix}21&7\\15&8\end{pmatrix}\right|=|21\cdot8-7\cdot15|=63.\]
Klucz i zasady oceniania
**4 pkt** – poprawna metoda obliczenia pola i poprawny wynik **3 pkt** – poprawne obliczenie pola trójkąta \(BCD\) **2 pkt** – zastosowanie właściwego wzoru na pole trójkąta lub wyznacznik **1 pkt** – poprawne wyznaczenie wektorów boków trójkąta \(BCD\) albo ich długości **0 pkt** – niepoprawna metoda albo brak rozwiązania
Wymagania podstawy programowej
**Wymagania ogólne:** IV. Rozumowanie i argumentacja - stosowanie i tworzenie strategii. **Wymagania szczegółowe:** VII.2) Zdający korzysta z tożsamości \(\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1\). VIII.2) Stosuje twierdzenie cosinusów. IX.3 R) Oblicza współrzędne i długości wektorów oraz dodaje wektory.

Wartości funkcji trygonometrycznych

Zadanie 24, zbiór zadań z informatora 2023, poziom rozszerzony

zbiór zadań z informatora 2023rozszerzony4 pkt
Czworokąt \(ABCD\) jest równoległobokiem takim, że \[\overrightarrow{BD}=[-21,-7]\qquad\text{oraz}\qquad\overrightarrow{DC}=[15,8].\] **Oblicz pole równoległoboku \(ABCD\).**
Odpowiedź
Pole równoległoboku \(ABCD\) jest równe \(63\).
Rozwiązanie krok po kroku
Zmieniamy zwrot pierwszego wektora: \[\overrightarrow{DB}=[21,7],\qquad\overrightarrow{DC}=[15,8].\] Pole trójkąta \(BCD\) jest połową wartości bezwzględnej wyznacznika tych wektorów: \[P_{BCD}=\frac12\left|\det\begin{pmatrix}21&15\\7&8\end{pmatrix}\right|=\frac12|21\cdot8-7\cdot15|=\frac{63}{2}.\] Przekątna \(BD\) dzieli równoległobok na dwa trójkąty o równych polach, więc \[P_{ABCD}=2P_{BCD}=63.\]
Klucz i zasady oceniania
**4 pkt** – poprawna metoda obliczenia pola równoległoboku i wynik \(63\) **3 pkt** – obliczenie pola trójkąta \(BCD\) **2 pkt** – poprawne zastosowanie wzoru na pole trójkąta z wykorzystaniem współrzędnych lub równoważnej metody trygonometrycznej **1 pkt** – wyrażenie odpowiednich wektorów albo obliczenie długości boków trójkąta \(BCD\) **0 pkt** – rozwiązanie niepoprawne albo brak rozwiązania
Wymagania podstawy programowej
**Wymagania ogólne:** IV.4 stosowanie i tworzenie strategii również w sytuacjach nietypowych. **Wymagania szczegółowe:** VII.4, VIII.2 i IX.3R korzystanie z tożsamości trygonometrycznych i twierdzenia cosinusów oraz wykonywanie działań na wektorach i obliczanie ich długości.

Geometria analityczna

Zadanie 2, maj 2023, poziom rozszerzony

maj 2023rozszerzony1 pkt
Dane są wektory \(\vec{u}=[4,-5]\) oraz \(\vec{v}=[-1,-5]\). Długość wektora \(\vec{u}-4\vec{v}\) jest równa **A.** \(7\) **B.** \(15\) **C.** \(17\) **D.** \(23\)
Odpowiedź
**C.** \(17\). Mamy \(\vec{u}-4\vec{v}=[8,15]\), więc \(\lvert\vec{u}-4\vec{v}\rvert=\sqrt{8^2+15^2}=17\).
Rozwiązanie krok po kroku
Rozwiązanie C \(1\)
Klucz i zasady oceniania
1 pkt – odpowiedź poprawna. 0 pkt – odpowiedź niepoprawna albo brak odpowiedzi.
Wymagania podstawy programowej
**Wymagania egzaminacyjne 2023 i 2024** **Wymagania ogólne:** II. Wykorzystanie i interpretowanie reprezentacji. **Wymagania szczegółowe:** R8.4) Zdający oblicza współrzędne oraz długość wektora; dodaje i odejmuje wektory oraz mnoży je przez liczbę. Interpretuje geometrycznie działania na wektorach.

Geometria analityczna

Zadanie 3, czerwiec 2022, poziom rozszerzony

czerwiec 2022rozszerzony1 pkt
Sumą wektorów \[\vec a=\left[2+2m,\frac23n+1\right]\qquad\text{oraz}\qquad\vec b=[n+1,m+2]\] jest wektor \(\vec c=[0,0]\). Wynika stąd, że **A.** \(m=1\) i \(n=3\). **B.** \(m=-9\) i \(n=-21\). **C.** \(m=3\) i \(n=-9\). **D.** \(m=-1\) i \(n=0\).
Odpowiedź
**C.** \(m=3\) i \(n=-9\).
Rozwiązanie krok po kroku
Równość \(\vec a+\vec b=[0,0]\) daje układ \[\begin{cases}2+2m+n+1=0,\\\frac23n+1+m+2=0.\end{cases}\] Po uproszczeniu \[\begin{cases}2m+n=-3,\\m+\frac23n=-3.\end{cases}\] Z pierwszego równania \(n=-3-2m\). Po podstawieniu do drugiego otrzymujemy \(m=3\), a następnie \(n=-9\).
Klucz i zasady oceniania
**1 pkt** – odpowiedź poprawna: **C** **0 pkt** – odpowiedź niepoprawna albo brak odpowiedzi
Wymagania podstawy programowej
**Wymagania ogólne:** II. wykorzystanie i interpretowanie reprezentacji. **Wymagania szczegółowe:** R8.4 obliczanie współrzędnych wektorów, dodawanie i odejmowanie wektorów oraz mnożenie ich przez liczbę.

Równania i nierówności

Zadanie 3, czerwiec 2021, poziom rozszerzony

czerwiec 2021rozszerzony1 pkt
Wektory \[\vec a=[m-2,m+2]\qquad\text{oraz}\qquad\vec b=[m^{1{,}5},2^{1{,}5}]\] mają równe długości wtedy i tylko wtedy, gdy **A.** \(m=0\) lub \(m=4\) **B.** \(m=0\) lub \(m=2\) **C.** \(m=2\) **D.** \(m=2\) lub \(m=4\)
Odpowiedź
**B.** \(m=0\) lub \(m=2\)
Rozwiązanie krok po kroku
Warunek równości długości wektorów jest równoważny równości kwadratów ich długości: \[(m-2)^2+(m+2)^2=(m^{1{,}5})^2+(2^{1{,}5})^2.\] Ponieważ zapis \(m^{1{,}5}\) wymaga \(m\geq0\), otrzymujemy \[2m^2+8=m^3+8,\] \[m^2(m-2)=0.\] Stąd \(m=0\) lub \(m=2\).
Klucz i zasady oceniania
**1 pkt** – odpowiedź poprawna: B **0 pkt** – odpowiedź niepoprawna albo brak odpowiedzi
Wymagania podstawy programowej
**Wymagania ogólne:** III. wykorzystanie i interpretowanie reprezentacji. **Wymagania szczegółowe:** obliczanie długości wektora w układzie współrzędnych oraz rozwiązywanie równań wielomianowych.

Geometria analityczna

Zadanie 4, maj 2017, poziom rozszerzony

maj 2017rozszerzony1 pkt
Dane są punkt \(B=(-4,7)\) i wektor \(\vec u=[-3,5]\). Punkt \(A\), taki że \[\overrightarrow{AB}=-3\vec u,\] ma współrzędne **A.** \(A=(5,-8)\) **B.** \(A=(-13,22)\) **C.** \(A=(9,-15)\) **D.** \(A=(12,24)\)
Odpowiedź
**B.** \(A=(-13,22)\)
Rozwiązanie krok po kroku
Mamy \(-3\vec u=(9,-15)\) oraz \(\overrightarrow{AB}=B-A\). Zatem \[A=B-(9,-15)=(-4,7)-(9,-15)=(-13,22).\]
Klucz i zasady oceniania
**1 pkt** – odpowiedź B **0 pkt** – odpowiedź błędna lub brak
Wymagania podstawy programowej
**Klasyfikacja CKE:** geometria analityczna - współrzędne wektora i punktu.

Wyrażenia algebraiczne

Zadanie 15, maj 2005, poziom rozszerzony

maj 2005rozszerzony4 pkt
W dowolnym trójkącie \(ABC\) punkty \(M\) i \(N\) są odpowiednio środkami boków \(AC\) i \(BC\) (rys. \(1\)). **Zapoznaj się uważnie z następującym rozumowaniem:** Korzystając z własności wektorów i działań na wektorach, zapisujemy równości: \[\overrightarrow{MN}=\overrightarrow{MA}+\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BN} \tag{1}\] oraz \[\overrightarrow{MN}=\overrightarrow{MC}+\overrightarrow{CN}. \tag{2}\] Po dodaniu równości \((1)\) i \((2)\) stronami otrzymujemy: \[2\cdot\overrightarrow{MN}=\overrightarrow{MA}+\overrightarrow{MC}+\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BN}+\overrightarrow{CN}.\] Ponieważ \(\overrightarrow{MC}=-\overrightarrow{MA}\) oraz \(\overrightarrow{CN}=-\overrightarrow{BN}\), więc: \[2\cdot\overrightarrow{MN}=\overrightarrow{MA}-\overrightarrow{MA}+\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BN}-\overrightarrow{BN},\] \[2\cdot\overrightarrow{MN}=\vec{0}+\overrightarrow{AB}+\vec{0},\] \[\overrightarrow{MN}=\frac12\cdot\overrightarrow{AB}.\] Wykorzystując własności iloczynu wektora przez liczbę, ostatnią równość można zinterpretować następująco: **Odcinek łączący środki dwóch boków dowolnego trójkąta jest równoległy do trzeciego boku tego trójkąta, zaś jego długość jest równa połowie długości tego boku.** Przeprowadzając analogiczne rozumowanie, ustal związek pomiędzy wektorem \(\overrightarrow{MN}\) oraz wektorami \(\overrightarrow{AB}\) i \(\overrightarrow{DC}\), wiedząc, że czworokąt \(ABCD\) jest dowolnym trapezem, zaś punkty \(M\) i \(N\) są odpowiednio środkami ramion \(AD\) i \(BC\) tego trapezu (rys. \(2\)). Podaj interpretację otrzymanego wyniku.
Dwa rysunki: rysunek 1 przedstawia trójkąt ABC z punktami M i N — środkami boków AC i BC — połączonymi odcinkiem MN; rysunek 2 przedstawia trapez ABCD z punktami M i N — środkami ramion AD i BC — połączonymi odcinkiem MN.
Rysunek z arkusza CKE. Zobacz cały fragment arkusza.
Odpowiedź
\[\overrightarrow{MN}=\tfrac12\left(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{DC}\right).\]
Rozwiązanie krok po kroku
Powtarzamy rozumowanie z treści zadania dla trapezu \(ABCD\), w którym \(M\) jest środkiem ramienia \(AD\), a \(N\) środkiem ramienia \(BC\). Wektor \(\overrightarrow{MN}\) rozkładamy na dwa sposoby, prowadząc drogę przez wierzchołki \(A,B\) oraz przez wierzchołki \(D,C\): \[\overrightarrow{MN}=\overrightarrow{MA}+\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BN},\] \[\overrightarrow{MN}=\overrightarrow{MD}+\overrightarrow{DC}+\overrightarrow{CN}.\] Dodajemy obie równości stronami: \[2\overrightarrow{MN}=\left(\overrightarrow{MA}+\overrightarrow{MD}\right)+\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{DC}+\left(\overrightarrow{BN}+\overrightarrow{CN}\right).\] Punkt \(M\) jest środkiem odcinka \(AD\), więc \(\overrightarrow{MD}=-\overrightarrow{MA}\); punkt \(N\) jest środkiem odcinka \(BC\), więc \(\overrightarrow{CN}=-\overrightarrow{BN}\). Oba nawiasy są zatem wektorami zerowymi i \[2\overrightarrow{MN}=\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{DC},\qquad \overrightarrow{MN}=\tfrac12\left(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{DC}\right).\] **Interpretacja.** Wektory \(\overrightarrow{AB}\) i \(\overrightarrow{DC}\) są zgodnie równoległe (leżą na podstawach trapezu), więc ich suma jest do nich równoległa, a jej długość jest sumą długości. Oznacza to, że odcinek łączący środki ramion trapezu jest równoległy do podstaw, a jego długość jest równa połowie sumy długości podstaw. **Odpowiedź.** \(\overrightarrow{MN}=\tfrac12\left(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{DC}\right)\); odcinek łączący środki ramion trapezu jest równoległy do podstaw, a jego długość równa się połowie sumy ich długości.
Klucz i zasady oceniania
*CKE opublikowała przy tym zadaniu przykładowe rozwiązanie, bez rozpisania punktów na poszczególne kroki. Poniżej tok rozwiązania z arkusza; podziału punktacji nie dopisujemy, bo nie ma go w źródle.* **15.1. (1 pkt)** – \(\overrightarrow{MN}=\overrightarrow{MA}+\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BN}\) (1), \(\overrightarrow{MN}=\overrightarrow{MD}+\overrightarrow{DC}+\overrightarrow{CN}\) (2) **15.2. (1 pkt)** – dodanie równości (1) i (2) stronami **15.3. (1 pkt)** – przekształcenie wyniku do prostej postaci: \(\overrightarrow{MN}=\frac{1}{2}\cdot\left(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{DC}\right)\) **15.4. (1 pkt)** – zinterpretowanie otrzymanego wyniku
Wymagania podstawy programowej
Formuła 2005: klucz CKE nie wyodrębnia wymagania szczegółowego przy tym zadaniu; dziedzina jest przypisana na podstawie treści zadania i modelu odpowiedzi.

Geometria analityczna

Zadanie 2, maj 2002, poziom podstawowy

maj 2002podstawowy3 pkt
Dany jest wektor \(\overrightarrow{AB}=[-3,4]\) oraz punkt \(A=(1,-2)\). Oblicz: a) współrzędne punktu \(B\), b) współrzędne i długość wektora \(\vec{v}=-2\cdot\overrightarrow{AB}\).
Odpowiedź
a) \(B=(-2,2)\), b) \(\vec{v}=[6,-8]\) oraz \(\lvert\vec{v}\rvert=10\).
Rozwiązanie krok po kroku
**a)** Współrzędne wektora to różnica współrzędnych jego końca i początku, więc \(\overrightarrow{AB}=[x_B-x_A,\;y_B-y_A]\). Z warunku \(\overrightarrow{AB}=[-3,4]\) i \(A=(1,-2)\) otrzymujemy \[x_B=1+(-3)=-2,\qquad y_B=-2+4=2,\] czyli \(B=(-2,2)\). **b)** Mnożenie wektora przez liczbę mnoży obie jego współrzędne: \[\vec v=-2\cdot\overrightarrow{AB}=[-2\cdot(-3),\,-2\cdot4]=[6,-8].\] Długość wektora obliczamy ze wzoru \(|\vec v|=\sqrt{v_x^{2}+v_y^{2}}\): \[|\vec v|=\sqrt{6^{2}+(-8)^{2}}=\sqrt{100}=10.\] **Odpowiedź.** \(B=(-2,2)\), \(\vec v=[6,-8]\), \(|\vec v|=10\)
Klucz i zasady oceniania
*CKE opublikowała przy tym zadaniu przykładowe rozwiązanie, bez rozpisania punktów na poszczególne kroki. Poniżej tok rozwiązania z arkusza; podziału punktacji nie dopisujemy, bo nie ma go w źródle.* **2.1. (1 pkt)** – obliczenie współrzędnych punktu \(B\): \(B=(-2,\,2)\) **2.2. (1 pkt)** – obliczenie współrzędnych wektora \(\vec{v}\): \(\vec{v}=[6,\,-8]\) **2.3. (1 pkt)** – obliczenie długości wektora \(\vec{v}\): \(\lvert\vec{v}\rvert=10\)
Wymagania podstawy programowej
Formuła 2005: klucz CKE nie wyodrębnia wymagania szczegółowego przy tym zadaniu; dziedzina jest przypisana na podstawie treści zadania i modelu odpowiedzi.

Powiązane

Zadania, w których ten temat jest jednym z wątków

Pełna treść i rozwiązanie każdego z nich leżą w temacie, który dla tego zadania jest głównym. Tutaj są, bo ćwicząc wektory, warto je zrobić.

maj 20255 pkt

Zadanie 8, maj 2025, poziom rozszerzony

W układzie współrzędnych \((x,y)\) dane są okręgi \(O_1\) oraz \(O_2\) o równaniach: - \(O_1: (x-1)^{2}+(y+3)^{2}=5\), - \(O_2: (x-2)^{2}+(y-4)^{2}=45\). Te okręgi…
maj 20255 pkt

Zadanie 11, maj 2025, poziom rozszerzony

W układzie współrzędnych \((x,y)\) dane są okręgi \(O_1\) oraz \(O_2\) o równaniach: - \(O_1: (x-1)^{2}+(y+3)^{2}=5\), - \(O_2: (x-2)^{2}+(y-4)^{2}=45\). Te okręgi…
czerwiec 20231 pkt

Zadanie 23, czerwiec 2023, poziom podstawowy

Dane są punkty \(A=(1,7)\) oraz \(P=(3,1)\). Punkt \(P\) dzieli odcinek \(AB\) tak, że \[|AP|:|PB|=1:3.\] Punkt \(B\) ma współrzędne **A.** \((9,-5)\) **B.** \((9,-17)\)…
czerwiec 20231 pkt

Zadanie 28, czerwiec 2023, poziom podstawowy

W kartezjańskim układzie współrzędnych \((x,y)\) dane są punkty \(A=(1,7)\) oraz \(P=(3,1)\). Punkt \(P\) dzieli odcinek \(AB\) tak, że \[|AP|:|PB|=1:3.\] **Dokończ…
maj 20185 pkt

Zadanie 32, maj 2018, poziom podstawowy

W układzie współrzędnych punkty \(A = (4, 3)\) i \(B = (10, 5)\) są wierzchołkami trójkąta ABC. Wierzchołek C leży na prostej \(y = 2x + 3\). Oblicz współrzędne punktu C…

Przefiltruj po typie zadania

Pozostałe tematy w dziale Geometria analityczna