BacPath
Soluții · Profil Real

Soluții BAC Mate-info 2024 · August–Septembrie

Varianta 03

Vrei să încerci subiectul mai întâi? ← Înapoi la subiect

SUBIECTUL I

  1. Într-o progresie aritmetică diferența este constantă:
r=a3a2=1814=4.r=a_3-a_2=18-14=4.

Cum a2=a1+ra_2=a_1+r, obținem

a1=a2r=144=10.a_1=a_2-r=14-4=10.

Răspuns: a1=10\boxed{a_1=10}.

  1. Avem f(x)=x+2f(x)=x+2. Atunci
f(5)=5+2=7,f(5)=5+2=7,

deci

(ff)(5)=f(f(5))=f(7)=7+2=9.(f\circ f)(5)=f(f(5))=f(7)=7+2=9.

Prin urmare, (ff)(5)=9\boxed{(f\circ f)(5)=9}.

  1. Funcția tt3t\mapsto \sqrt[3]{t} este injectivă pe R\mathbb{R}, deci
x2+2x+13=1x3\sqrt[3]{x^2+2x+1}=\sqrt[3]{1-x}

este echivalentă cu

x2+2x+1=1x.x^2+2x+1=1-x.

Rezultă

x2+3x=0    x(x+3)=0,x^2+3x=0 \iff x(x+3)=0,

de unde

x=0saux=3.x=0 \quad \text{sau} \quad x=-3.

Ambele valori sunt admise, deoarece radicalul cubic este definit pentru orice număr real. Soluția este

x{3,0}.\boxed{x\in\{-3,0\}}.
  1. Numărul format trebuie să fie impar, deci cifra unităților poate fi una dintre
1,3,7,9,1,3,7,9,

adică există 44 alegeri.

După alegerea cifrei unităților, cifra zecilor poate fi oricare dintre celelalte 44 cifre din mulțimea AA, deoarece cifrele trebuie să fie distincte. Prin regula produsului, numărul cerut este

44=16.4\cdot 4=16.

Răspuns: 16\boxed{16} numere.

  1. Pentru A(2,1)A(2,1), vectorul
OA=(2,1),\overrightarrow{OA}=(2,1),

deci

2OA=(4,2).2\overrightarrow{OA}=(4,2).

Dacă B(x,y)B(x,y), atunci

AB=(x2,y1).\overrightarrow{AB}=(x-2,y-1).

Condiția AB=2OA\overrightarrow{AB}=2\overrightarrow{OA} devine

(x2,y1)=(4,2).(x-2,y-1)=(4,2).

Astfel,

x=6,y=3.x=6,\qquad y=3.

Răspuns: B(6,3)\boxed{B(6,3)}.

  1. Triunghiul ABCABC este dreptunghic în AA, deci BCBC este ipotenuza. Din BC=12BC=12 și AB=BC2AB=\dfrac{BC}{2}, obținem
AB=6.AB=6.

Prin teorema lui Pitagora,

AC2=BC2AB2=12262=14436=108,AC^2=BC^2-AB^2=12^2-6^2=144-36=108,

deci

AC=63.AC=6\sqrt{3}.

Aria triunghiului dreptunghic este

AABC=ABAC2=6632=183.\mathcal{A}_{ABC}=\frac{AB\cdot AC}{2} =\frac{6\cdot 6\sqrt{3}}{2}=18\sqrt{3}.

Prin urmare,

AABC=183.\boxed{\mathcal{A}_{ABC}=18\sqrt{3}}.

SUBIECTUL al II-lea

  1. Se consideră
A=(000010001),B(x)=(2x0001x0x1).A=\begin{pmatrix}0&0&0\\0&1&0\\0&0&1\end{pmatrix}, \qquad B(x)=\begin{pmatrix}2^x&0&0\\0&1&x\\0&x&1\end{pmatrix}.
  • a) Pentru x=1x=1,
B(1)=(200011011).B(1)=\begin{pmatrix}2&0&0\\0&1&1\\0&1&1\end{pmatrix}.

Determinantul este

det(B(1))=21111=2(1111)=0.\det(B(1))=2\cdot \begin{vmatrix} 1&1\\ 1&1 \end{vmatrix} =2(1\cdot 1-1\cdot 1)=0.

Deci

det(B(1))=0.\boxed{\det(B(1))=0}.
  • b) Calculăm produsul:
B(x)B(y)=(2x+y0001+xyx+y0x+y1+xy).B(x)B(y)= \begin{pmatrix} 2^{x+y}&0&0\\ 0&1+xy&x+y\\ 0&x+y&1+xy \end{pmatrix}.

De asemenea,

B(x+y)=(2x+y0001x+y0x+y1).B(x+y)= \begin{pmatrix} 2^{x+y}&0&0\\ 0&1&x+y\\ 0&x+y&1 \end{pmatrix}.

Prin scădere,

B(x)B(y)B(x+y)=(0000xy000xy)=xy(000010001)=xyA.B(x)B(y)-B(x+y)= \begin{pmatrix} 0&0&0\\ 0&xy&0\\ 0&0&xy \end{pmatrix} =xy \begin{pmatrix} 0&0&0\\ 0&1&0\\ 0&0&1 \end{pmatrix} =xyA.

Așadar,

B(x)B(y)B(x+y)=xyA,x,yR.\boxed{B(x)B(y)-B(x+y)=xyA,\quad \forall x,y\in\mathbb{R}}.
  • c) Folosim relația demonstrată la punctul b). Pentru y=x+1y=x+1,
B(x)B(x+1)=B(2x+1)+x(x+1)A.B(x)B(x+1)=B(2x+1)+x(x+1)A.

Pentru xx înlocuit cu 2x2x și y=1y=1,

B(2x)B(1)=B(2x+1)+2xA.B(2x)B(1)=B(2x+1)+2xA.

Prin scădere,

B(x)B(x+1)B(2x)B(1)=(x(x+1)2x)A=x(x1)A.B(x)B(x+1)-B(2x)B(1) =\bigl(x(x+1)-2x\bigr)A =x(x-1)A.

Ecuația din enunț devine

x(x1)A=xA.x(x-1)A=xA.

Deoarece AO3A\neq O_3, egalitatea este echivalentă cu

x(x1)=x.x(x-1)=x.

Rezultă

x2x=x    x22x=0    x(x2)=0.x^2-x=x \iff x^2-2x=0 \iff x(x-2)=0.

Prin urmare,

x{0,2}.\boxed{x\in\{0,2\}}.
  1. Se consideră polinomul
f=X3+aX2+X+2a,aR.f=X^3+aX^2+X+2-a,\qquad a\in\mathbb{R}.
  • a) Calculăm:
f(1)=13+a12+1+2a=1+a+1+2a=4.f(1)=1^3+a\cdot 1^2+1+2-a=1+a+1+2-a=4.

Astfel,

f(1)=4,aR.\boxed{f(1)=4,\quad \forall a\in\mathbb{R}}.
  • b) Pentru a=2a=2, polinomul devine
f=X3+2X2+X=X(X2+2X+1)=X(X+1)2.f=X^3+2X^2+X=X(X^2+2X+1)=X(X+1)^2.

Rădăcinile sunt

0, 1, 1.\boxed{0,\ -1,\ -1}.

Deci 00 este rădăcină simplă, iar 1-1 este rădăcină dublă.

  • c) Fie x1,x2,x3x_1,x_2,x_3 rădăcinile polinomului ff, considerate cu multiplicități. Deoarece polinomul este monic,
f(X)=(Xx1)(Xx2)(Xx3).f(X)=(X-x_1)(X-x_2)(X-x_3).

Din relațiile lui Viète,

x1x2x3=(2a)=a2.x_1x_2x_3=-(2-a)=a-2.

De asemenea,

f(1)=(1x1)(1x2)(1x3)=4.f(1)=(1-x_1)(1-x_2)(1-x_3)=4.

Observăm că

xixi2=xi(1xi),i=1,2,3.x_i-x_i^2=x_i(1-x_i),\qquad i=1,2,3.

Atunci

(x1x12)(x2x22)(x3x32)=x1x2x3(1x1)(1x2)(1x3).(x_1-x_1^2)(x_2-x_2^2)(x_3-x_3^2) =x_1x_2x_3(1-x_1)(1-x_2)(1-x_3).

Prin urmare,

(x1x12)(x2x22)(x3x32)=(a2)4.(x_1-x_1^2)(x_2-x_2^2)(x_3-x_3^2) =(a-2)\cdot 4.

Condiția din enunț devine

4(a2)=4,4(a-2)=4,

deci

a2=1    a=3.a-2=1 \iff a=3.

Răspuns:

a=3.\boxed{a=3}.

SUBIECTUL al III-lea

  1. Se consideră funcția
f:RR,f(x)=(x22)e2x.f:\mathbb{R}\to\mathbb{R},\qquad f(x)=(x^2-2)e^{2x}.
  • a) Derivăm folosind regula produsului:
f(x)=(x22)e2x+(x22)(e2x).f'(x)=(x^2-2)'e^{2x}+(x^2-2)(e^{2x})'.

Cum (x22)=2x(x^2-2)'=2x și (e2x)=2e2x(e^{2x})'=2e^{2x}, rezultă

f(x)=2xe2x+2(x22)e2x=2e2x(x+x22).f'(x)=2xe^{2x}+2(x^2-2)e^{2x} =2e^{2x}(x+x^2-2).

Deci

f(x)=2e2x(x2+x2),xR.\boxed{f'(x)=2e^{2x}(x^2+x-2),\quad x\in\mathbb{R}}.
  • b) Pentru x+x\to+\infty,
f(x)f(x)=(x22)e2x2e2x(x2+x2)=x222(x2+x2).\frac{f(x)}{f'(x)} = \frac{(x^2-2)e^{2x}}{2e^{2x}(x^2+x-2)} = \frac{x^2-2}{2(x^2+x-2)}.

Împărțind numărătorul și numitorul la x2x^2, obținem

limx+x222(x2+x2)=limx+12x22(1+1x2x2)=12.\lim_{x\to+\infty}\frac{x^2-2}{2(x^2+x-2)} = \lim_{x\to+\infty} \frac{1-\frac{2}{x^2}}{2\left(1+\frac{1}{x}-\frac{2}{x^2}\right)} =\frac{1}{2}.

Prin urmare,

limx+f(x)f(x)=12.\boxed{\displaystyle\lim_{x\to+\infty}\frac{f(x)}{f'(x)}=\frac12}.
  • c) Funcția ff este continuă pe R\mathbb{R}. Din punctul a),
f(x)=2e2x(x2+x2)=2e2x(x+2)(x1).f'(x)=2e^{2x}(x^2+x-2)=2e^{2x}(x+2)(x-1).

Deoarece 2e2x>02e^{2x}>0, semnul lui f(x)f'(x) este semnul produsului (x+2)(x1)(x+2)(x-1). Astfel:

f(x)>0 pe (,2)(1,),f'(x)>0 \text{ pe } (-\infty,-2)\cup(1,\infty), f(x)<0 pe (2,1).f'(x)<0 \text{ pe } (-2,1).

Deci ff este crescătoare pe (,2](-\infty,-2], descrescătoare pe [2,1][-2,1] și crescătoare pe [1,)[1,\infty).

Valorile importante sunt

limx(x22)e2x=0,\lim_{x\to-\infty}(x^2-2)e^{2x}=0, f(2)=(42)e4=2e4,f(-2)=(4-2)e^{-4}=2e^{-4}, f(1)=(12)e2=e2,f(1)=(1-2)e^2=-e^2,

iar

limx+(x22)e2x=+.\lim_{x\to+\infty}(x^2-2)e^{2x}=+\infty.

Din monotonia stabilită, valoarea minimă globală este f(1)=e2f(1)=-e^2, iar funcția crește apoi nelimitat către ++\infty. Prin urmare, imaginea funcției este

Imf=[e2,+).\boxed{\operatorname{Im} f=[-e^2,+\infty)}.
  1. Se consideră funcția
f:RR,f(x)=x4+6x2+1.f:\mathbb{R}\to\mathbb{R},\qquad f(x)=x^4+6x^2+1.
  • a) Avem
f(x)6x2=x4+1.f(x)-6x^2=x^4+1.

Atunci

11(f(x)6x2)dx=11(x4+1)dx.\int_{-1}^{1}(f(x)-6x^2)\,dx = \int_{-1}^{1}(x^4+1)\,dx.

Calculăm:

11(x4+1)dx=[x55+x]11=(15+1)(151)=125.\int_{-1}^{1}(x^4+1)\,dx = \left[\frac{x^5}{5}+x\right]_{-1}^{1} = \left(\frac15+1\right)-\left(-\frac15-1\right) = \frac{12}{5}.

Așadar,

11(f(x)6x2)dx=125.\boxed{\displaystyle\int_{-1}^{1}(f(x)-6x^2)\,dx=\frac{12}{5}}.
  • b) Pentru x[1,6]x\in[1,6],
f(x)1=x4+6x2=x2(x2+6),f(x)-1=x^4+6x^2=x^2(x^2+6),

deci

x3f(x)1=x3x2(x2+6)=xx2+6.\frac{x^3}{f(x)-1} = \frac{x^3}{x^2(x^2+6)} = \frac{x}{x^2+6}.

Rezultă

16x3f(x)1dx=16xx2+6dx.\int_{1}^{6}\frac{x^3}{f(x)-1}\,dx = \int_{1}^{6}\frac{x}{x^2+6}\,dx.

Cu substituția u=x2+6u=x^2+6, du=2xdxdu=2x\,dx, obținem

16xx2+6dx=12[ln(x2+6)]16.\int_{1}^{6}\frac{x}{x^2+6}\,dx = \frac12\left[\ln(x^2+6)\right]_{1}^{6}.

Prin urmare,

12(ln(36+6)ln(1+6))=12(ln42ln7)=12ln6.\frac12\left(\ln(36+6)-\ln(1+6)\right) = \frac12(\ln 42-\ln 7) = \frac12\ln 6.

Deci

16x3f(x)1dx=ln62.\boxed{\displaystyle\int_{1}^{6}\frac{x^3}{f(x)-1}\,dx=\frac{\ln 6}{2}}.
  • c) Calculăm mai întâi:
f(2t)=(2t)4+6(2t)2+1=16t4+24t2+1,f(2t)=(2t)^4+6(2t)^2+1=16t^4+24t^2+1, f(t)=t4+6t2+1.f(t)=t^4+6t^2+1.

Prin urmare,

f(2t)f(t)=15t4+18t2.f(2t)-f(t)=15t^4+18t^2.

Pentru x0x\neq 0,

1x30x(f(2t)f(t))dt=1x30x(15t4+18t2)dt.\frac{1}{x^3}\int_0^x(f(2t)-f(t))\,dt = \frac{1}{x^3}\int_0^x(15t^4+18t^2)\,dt.

Calculăm integrala:

0x(15t4+18t2)dt=[3t5+6t3]0x=3x5+6x3.\int_0^x(15t^4+18t^2)\,dt = \left[3t^5+6t^3\right]_0^x = 3x^5+6x^3.

Astfel,

1x30x(f(2t)f(t))dt=3x5+6x3x3=3x2+6.\frac{1}{x^3}\int_0^x(f(2t)-f(t))\,dt = \frac{3x^5+6x^3}{x^3} = 3x^2+6.

Trecând la limită,

limx0(3x2+6)=6.\lim_{x\to 0}(3x^2+6)=6.

Deci

limx0(1x30x(f(2t)f(t))dt)=6.\boxed{\displaystyle\lim_{x\to 0}\left(\frac{1}{x^3}\int_0^x(f(2t)-f(t))\,dt\right)=6}.

Autoevaluare pentru punctaj maxim

  • Toate cele 18 subpuncte au fost rezolvate în ordinea din subiect.
  • Pentru fiecare cerință de 5 puncte sunt prezentate calculele esențiale și justificările necesare.
  • La ecuații și funcții au fost menționate domeniile sau condițiile relevante.
  • Pentru matrice, determinant, polinom, derivată, imagine, integrale și limită, rezultatele au fost verificate algebric.
  • Răspunsurile finale sunt simplificate și marcate clar.