Punctul A(1,m) aparține graficului funcției f(x)=x2−3x+1, deci
m=f(1)=12−3⋅1+1=−1.
Prin urmare, m=−1.
Condițiile de existență sunt
x+3>0,x−3>0,
deci x>3. Ecuația devine
log3(x+3)+log3(x−3)=2log3((x+3)(x−3))=2.
Rezultă
x2−9=32=9,
deci
x2=18,x=±32.
Din condiția x>3, soluția este
x=32.
Dacă mulțimea are n elemente, atunci are 2n submulțimi. Din
2n=16=24
rezultă
n=4.
Avem punctele M(3,0), N(8,3), P(6,3). Calculăm
MN=(8−3,3−0)=(5,3),MP=(6−3,3−0)=(3,3).
Din MN+MP=MQ, obținem
MQ=(5,3)+(3,3)=(8,6).
Prin urmare,
Q=M+MQ=(3,0)+(8,6)=(11,6).
Triunghiul este ascuțitunghic, deci A∈(0,2π), de unde sinA>0 și cosA>0. Din
sin2A⋅cosA=sinA
și sin2A=2sinAcosA, rezultă
2sinAcos2A=sinA.
Împărțim la sinA>0:
2cos2A=1.
Astfel,
cos2A=21.
Cum A este ascuțit, cosA>0, deci
cosA=22.
Rezultă
A=4π.
SUBIECTUL al II-lea
Se consideră
A(a)=101+log2a0a0001,a∈(0,+∞).
a) Pentru a=1, avem log21=0, deci
A(1)=101010001.
Matricea este triunghiulară inferior, deci determinantul este produsul elementelor de pe diagonala principală:
detA(1)=1⋅1⋅1=1.
b) Pentru orice a>0, matricea A(a) este triunghiulară inferior, deci
detA(a)=1⋅a⋅1=a.
Cum a∈(0,+∞), rezultă detA(a)=a=0. Prin urmare, matricea A(a) este inversabilă pentru orice a>0.
c) Notăm
ℓ=1+log2a.
Atunci
A(a)=10ℓ0a0001.
Inversa este
(A(a))−1=10−ℓ0a10001,
deoarece produsul celor două matrice este matricea unitate. Rezultă
A(a)+(A(a))−1=2000a+a10002.
Prin urmare,
det(A(a)+(A(a))−1)=2⋅(a+a1)⋅2=4(a+a1).
Pentru a>0, din inegalitatea a+a1≥2, obținem
det(A(a)+(A(a))−1)≥4⋅2=8.
Pe R este definită legea
x∘y=xy−m(x+y)+m(m+1),m∈(0,+∞).
a) Pentru m=1,
2∘2=2⋅2−1(2+2)+1(1+1)=4−4+2=2.
b) Avem
2∘1=2⋅1−m(2+1)+m(m+1)=2−3m+m2+m=m2−2m+2.
Din 2∘1=5, rezultă
m2−2m+2=5,
adică
m2−2m−3=0.
Factorizăm:
(m−3)(m+1)=0.
Cum m>0, obținem m=3. Atunci
2∘5=2⋅5−3(2+5)+3(3+1)=10−21+12=1.
c) Condiția este
(mx3)∘(−mx2)=m,pentru orice m>0.
Calculăm:
(mx3)∘(−mx2)=mx3(−mx2)−m(mx3−mx2)+m(m+1).
Deci
(mx3)∘(−mx2)=−m2x5−m2x3+m2x2+m2+m.
Egalitatea cu m devine
−m2x5−m2x3+m2x2+m2+m=m.
Cum m>0, împărțim prin m2:
−x5−x3+x2+1=0.
Echivalent,
x5+x3−x2−1=0.
Factorizăm:
x5+x3−x2−1=x3(x2+1)−(x2+1)=(x2+1)(x3−1).
Astfel,
(x2+1)(x3−1)=0.
Pentru x∈R, avem x2+1>0, deci
x3−1=0,
de unde
x=1.
Verificare:
(m⋅13)∘(−m⋅12)=m∘(−m)=m(−m)−m(m−m)+m(m+1)=m.
Prin urmare, x=1.
SUBIECTUL al III-lea
Se consideră funcția
f:(0,+∞)→R,f(x)=x4−2−4lnx.
a) Pentru x>0,
f′(x)=4x3−x4=x4x4−4=x4(x4−1).
Factorizăm
x4−1=(x2−1)(x2+1)=(x−1)(x+1)(x2+1).
Prin urmare,
f′(x)=x4(x2+1)(x+1)(x−1),x∈(0,+∞).
b) Pentru x>0, factorii 4, x2+1, x+1 și x sunt pozitivi. Semnul lui f′(x) este semnul lui x−1. Așadar,
f′(x)<0 pentru x∈(0,1),f′(1)=0,f′(x)>0 pentru x∈(1,+∞).
Funcția f este strict descrescătoare pe (0,1) și strict crescătoare pe (1,+∞).
c) Funcția f este continuă pe (0,+∞). Avem
x→0+limf(x)=+∞,
deoarece −4lnx→+∞. De exemplu,
f(e−1)=e−4−2−4ln(e−1)=e−4+2>0,
iar
f(1)=1−2−4ln1=−1.
Prin continuitate există o soluție în (e−1,1)⊂(0,1). Cum f este strict descrescătoare pe (0,1), rezultă că ecuația f(x)=0 are exact o soluție în (0,1).
De asemenea,
x→+∞limf(x)=+∞
și, mai concret,
f(2)=16−2−4ln2=14−4ln2>0,
în timp ce f(1)=−1. Prin continuitate există o soluție în (1,2). Cum f este strict crescătoare pe (1,+∞), rezultă că ecuația f(x)=0 are exact o soluție în (1,+∞).
Prin urmare, ecuația f(x)=0 are exact două soluții distincte în (0,+∞).