SUBIECTUL I
Într-o progresie aritmetică diferența este constantă:
r = a 3 − a 2 = 18 − 14 = 4. r=a_3-a_2=18-14=4. r = a 3 − a 2 = 18 − 14 = 4.
Cum a 2 = a 1 + r a_2=a_1+r a 2 = a 1 + r , obținem
a 1 = a 2 − r = 14 − 4 = 10. a_1=a_2-r=14-4=10. a 1 = a 2 − r = 14 − 4 = 10.
Răspuns: a 1 = 10 \boxed{a_1=10} a 1 = 10 .
Avem f ( x ) = x + 2 f(x)=x+2 f ( x ) = x + 2 . Atunci
f ( 5 ) = 5 + 2 = 7 , f(5)=5+2=7, f ( 5 ) = 5 + 2 = 7 ,
deci
( f ∘ f ) ( 5 ) = f ( f ( 5 ) ) = f ( 7 ) = 7 + 2 = 9. (f\circ f)(5)=f(f(5))=f(7)=7+2=9. ( f ∘ f ) ( 5 ) = f ( f ( 5 )) = f ( 7 ) = 7 + 2 = 9.
Prin urmare, ( f ∘ f ) ( 5 ) = 9 \boxed{(f\circ f)(5)=9} ( f ∘ f ) ( 5 ) = 9 .
Funcția t ↦ t 3 t\mapsto \sqrt[3]{t} t ↦ 3 t este injectivă pe R \mathbb{R} R , deci
x 2 + 2 x + 1 3 = 1 − x 3 \sqrt[3]{x^2+2x+1}=\sqrt[3]{1-x} 3 x 2 + 2 x + 1 = 3 1 − x
este echivalentă cu
x 2 + 2 x + 1 = 1 − x . x^2+2x+1=1-x. x 2 + 2 x + 1 = 1 − x .
Rezultă
x 2 + 3 x = 0 ⟺ x ( x + 3 ) = 0 , x^2+3x=0 \iff x(x+3)=0, x 2 + 3 x = 0 ⟺ x ( x + 3 ) = 0 ,
de unde
x = 0 sau x = − 3. x=0 \quad \text{sau} \quad x=-3. x = 0 sau 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\}}. x ∈ { − 3 , 0 } .
Numărul format trebuie să fie impar, deci cifra unităților poate fi una dintre
1 , 3 , 7 , 9 , 1,3,7,9, 1 , 3 , 7 , 9 ,
adică există 4 4 4 alegeri.
După alegerea cifrei unităților, cifra zecilor poate fi oricare dintre celelalte 4 4 4 cifre din mulțimea A A A , deoarece cifrele trebuie să fie distincte. Prin regula produsului, numărul cerut este
4 ⋅ 4 = 16. 4\cdot 4=16. 4 ⋅ 4 = 16.
Răspuns: 16 \boxed{16} 16 numere.
Pentru A ( 2 , 1 ) A(2,1) A ( 2 , 1 ) , vectorul
O A → = ( 2 , 1 ) , \overrightarrow{OA}=(2,1), O A = ( 2 , 1 ) ,
deci
2 O A → = ( 4 , 2 ) . 2\overrightarrow{OA}=(4,2). 2 O A = ( 4 , 2 ) .
Dacă B ( x , y ) B(x,y) B ( x , y ) , atunci
A B → = ( x − 2 , y − 1 ) . \overrightarrow{AB}=(x-2,y-1). A B = ( x − 2 , y − 1 ) .
Condiția A B → = 2 O A → \overrightarrow{AB}=2\overrightarrow{OA} A B = 2 O A devine
( x − 2 , y − 1 ) = ( 4 , 2 ) . (x-2,y-1)=(4,2). ( x − 2 , y − 1 ) = ( 4 , 2 ) .
Astfel,
x = 6 , y = 3. x=6,\qquad y=3. x = 6 , y = 3.
Răspuns: B ( 6 , 3 ) \boxed{B(6,3)} B ( 6 , 3 ) .
Triunghiul A B C ABC A B C este dreptunghic în A A A , deci B C BC B C este ipotenuza. Din B C = 12 BC=12 B C = 12 și A B = B C 2 AB=\dfrac{BC}{2} A B = 2 B C , obținem
A B = 6. AB=6. A B = 6.
Prin teorema lui Pitagora,
A C 2 = B C 2 − A B 2 = 12 2 − 6 2 = 144 − 36 = 108 , AC^2=BC^2-AB^2=12^2-6^2=144-36=108, A C 2 = B C 2 − A B 2 = 1 2 2 − 6 2 = 144 − 36 = 108 ,
deci
A C = 6 3 . AC=6\sqrt{3}. A C = 6 3 .
Aria triunghiului dreptunghic este
A A B C = A B ⋅ A C 2 = 6 ⋅ 6 3 2 = 18 3 . \mathcal{A}_{ABC}=\frac{AB\cdot AC}{2}
=\frac{6\cdot 6\sqrt{3}}{2}=18\sqrt{3}. A A B C = 2 A B ⋅ A C = 2 6 ⋅ 6 3 = 18 3 .
Prin urmare,
A A B C = 18 3 . \boxed{\mathcal{A}_{ABC}=18\sqrt{3}}. A A B C = 18 3 .
SUBIECTUL al II-lea
Se consideră
A = ( 0 0 0 0 1 0 0 0 1 ) , B ( x ) = ( 2 x 0 0 0 1 x 0 x 1 ) . 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 = 0 0 0 0 1 0 0 0 1 , B ( x ) = 2 x 0 0 0 1 x 0 x 1 .
B ( 1 ) = ( 2 0 0 0 1 1 0 1 1 ) . B(1)=\begin{pmatrix}2&0&0\\0&1&1\\0&1&1\end{pmatrix}. B ( 1 ) = 2 0 0 0 1 1 0 1 1 .
Determinantul este
det ( B ( 1 ) ) = 2 ⋅ ∣ 1 1 1 1 ∣ = 2 ( 1 ⋅ 1 − 1 ⋅ 1 ) = 0. \det(B(1))=2\cdot
\begin{vmatrix}
1&1\\
1&1
\end{vmatrix}
=2(1\cdot 1-1\cdot 1)=0. det ( B ( 1 )) = 2 ⋅ 1 1 1 1 = 2 ( 1 ⋅ 1 − 1 ⋅ 1 ) = 0.
Deci
det ( B ( 1 ) ) = 0 . \boxed{\det(B(1))=0}. det ( B ( 1 )) = 0 .
B ( x ) B ( y ) = ( 2 x + y 0 0 0 1 + x y x + y 0 x + y 1 + x y ) . B(x)B(y)=
\begin{pmatrix}
2^{x+y}&0&0\\
0&1+xy&x+y\\
0&x+y&1+xy
\end{pmatrix}. B ( x ) B ( y ) = 2 x + y 0 0 0 1 + x y x + y 0 x + y 1 + x y .
De asemenea,
B ( x + y ) = ( 2 x + y 0 0 0 1 x + y 0 x + y 1 ) . B(x+y)=
\begin{pmatrix}
2^{x+y}&0&0\\
0&1&x+y\\
0&x+y&1
\end{pmatrix}. B ( x + y ) = 2 x + y 0 0 0 1 x + y 0 x + y 1 .
Prin scădere,
B ( x ) B ( y ) − B ( x + y ) = ( 0 0 0 0 x y 0 0 0 x y ) = x y ( 0 0 0 0 1 0 0 0 1 ) = x y A . 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. B ( x ) B ( y ) − B ( x + y ) = 0 0 0 0 x y 0 0 0 x y = x y 0 0 0 0 1 0 0 0 1 = x y A .
Așadar,
B ( x ) B ( y ) − B ( x + y ) = x y A , ∀ x , y ∈ R . \boxed{B(x)B(y)-B(x+y)=xyA,\quad \forall x,y\in\mathbb{R}}. B ( x ) B ( y ) − B ( x + y ) = x y A , ∀ x , y ∈ R .
c) Folosim relația demonstrată la punctul b).
Pentru y = x + 1 y=x+1 y = x + 1 ,
B ( x ) B ( x + 1 ) = B ( 2 x + 1 ) + x ( x + 1 ) A . B(x)B(x+1)=B(2x+1)+x(x+1)A. B ( x ) B ( x + 1 ) = B ( 2 x + 1 ) + x ( x + 1 ) A .
Pentru x x x înlocuit cu 2 x 2x 2 x și y = 1 y=1 y = 1 ,
B ( 2 x ) B ( 1 ) = B ( 2 x + 1 ) + 2 x A . B(2x)B(1)=B(2x+1)+2xA. B ( 2 x ) B ( 1 ) = B ( 2 x + 1 ) + 2 x A .
Prin scădere,
B ( x ) B ( x + 1 ) − B ( 2 x ) B ( 1 ) = ( x ( x + 1 ) − 2 x ) A = x ( x − 1 ) A . B(x)B(x+1)-B(2x)B(1)
=\bigl(x(x+1)-2x\bigr)A
=x(x-1)A. B ( x ) B ( x + 1 ) − B ( 2 x ) B ( 1 ) = ( x ( x + 1 ) − 2 x ) A = x ( x − 1 ) A .
Ecuația din enunț devine
x ( x − 1 ) A = x A . x(x-1)A=xA. x ( x − 1 ) A = x A .
Deoarece A ≠ O 3 A\neq O_3 A = O 3 , egalitatea este echivalentă cu
x ( x − 1 ) = x . x(x-1)=x. x ( x − 1 ) = x .
Rezultă
x 2 − x = x ⟺ x 2 − 2 x = 0 ⟺ x ( x − 2 ) = 0. x^2-x=x \iff x^2-2x=0 \iff x(x-2)=0. x 2 − x = x ⟺ x 2 − 2 x = 0 ⟺ x ( x − 2 ) = 0.
Prin urmare,
x ∈ { 0 , 2 } . \boxed{x\in\{0,2\}}. x ∈ { 0 , 2 } .
Se consideră polinomul
f = X 3 + a X 2 + X + 2 − a , a ∈ R . f=X^3+aX^2+X+2-a,\qquad a\in\mathbb{R}. f = X 3 + a X 2 + X + 2 − a , a ∈ R .
f ( 1 ) = 1 3 + a ⋅ 1 2 + 1 + 2 − a = 1 + a + 1 + 2 − a = 4. f(1)=1^3+a\cdot 1^2+1+2-a=1+a+1+2-a=4. f ( 1 ) = 1 3 + a ⋅ 1 2 + 1 + 2 − a = 1 + a + 1 + 2 − a = 4.
Astfel,
f ( 1 ) = 4 , ∀ a ∈ R . \boxed{f(1)=4,\quad \forall a\in\mathbb{R}}. f ( 1 ) = 4 , ∀ a ∈ R .
b) Pentru a = 2 a=2 a = 2 , polinomul devine
f = X 3 + 2 X 2 + X = X ( X 2 + 2 X + 1 ) = X ( X + 1 ) 2 . f=X^3+2X^2+X=X(X^2+2X+1)=X(X+1)^2. f = X 3 + 2 X 2 + X = X ( X 2 + 2 X + 1 ) = X ( X + 1 ) 2 .
Rădăcinile sunt
0 , − 1 , − 1 . \boxed{0,\ -1,\ -1}. 0 , − 1 , − 1 .
Deci 0 0 0 este rădăcină simplă, iar − 1 -1 − 1 este rădăcină dublă.
c) Fie x 1 , x 2 , x 3 x_1,x_2,x_3 x 1 , x 2 , x 3 rădăcinile polinomului f f f , considerate cu multiplicități. Deoarece polinomul este monic,
f ( X ) = ( X − x 1 ) ( X − x 2 ) ( X − x 3 ) . f(X)=(X-x_1)(X-x_2)(X-x_3). f ( X ) = ( X − x 1 ) ( X − x 2 ) ( X − x 3 ) .
Din relațiile lui Viète,
x 1 x 2 x 3 = − ( 2 − a ) = a − 2. x_1x_2x_3=-(2-a)=a-2. x 1 x 2 x 3 = − ( 2 − a ) = a − 2.
De asemenea,
f ( 1 ) = ( 1 − x 1 ) ( 1 − x 2 ) ( 1 − x 3 ) = 4. f(1)=(1-x_1)(1-x_2)(1-x_3)=4. f ( 1 ) = ( 1 − x 1 ) ( 1 − x 2 ) ( 1 − x 3 ) = 4.
Observăm că
x i − x i 2 = x i ( 1 − x i ) , i = 1 , 2 , 3. x_i-x_i^2=x_i(1-x_i),\qquad i=1,2,3. x i − x i 2 = x i ( 1 − x i ) , i = 1 , 2 , 3.
Atunci
( x 1 − x 1 2 ) ( x 2 − x 2 2 ) ( x 3 − x 3 2 ) = x 1 x 2 x 3 ( 1 − x 1 ) ( 1 − x 2 ) ( 1 − x 3 ) . (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). ( x 1 − x 1 2 ) ( x 2 − x 2 2 ) ( x 3 − x 3 2 ) = x 1 x 2 x 3 ( 1 − x 1 ) ( 1 − x 2 ) ( 1 − x 3 ) .
Prin urmare,
( x 1 − x 1 2 ) ( x 2 − x 2 2 ) ( x 3 − x 3 2 ) = ( a − 2 ) ⋅ 4. (x_1-x_1^2)(x_2-x_2^2)(x_3-x_3^2)
=(a-2)\cdot 4. ( x 1 − x 1 2 ) ( x 2 − x 2 2 ) ( x 3 − x 3 2 ) = ( a − 2 ) ⋅ 4.
Condiția din enunț devine
4 ( a − 2 ) = 4 , 4(a-2)=4, 4 ( a − 2 ) = 4 ,
deci
a − 2 = 1 ⟺ a = 3. a-2=1 \iff a=3. a − 2 = 1 ⟺ a = 3.
Răspuns:
a = 3 . \boxed{a=3}. a = 3 .
SUBIECTUL al III-lea
Se consideră funcția
f : R → R , f ( x ) = ( x 2 − 2 ) e 2 x . f:\mathbb{R}\to\mathbb{R},\qquad f(x)=(x^2-2)e^{2x}. f : R → R , f ( x ) = ( x 2 − 2 ) e 2 x .
a) Derivăm folosind regula produsului:
f ′ ( x ) = ( x 2 − 2 ) ′ e 2 x + ( x 2 − 2 ) ( e 2 x ) ′ . f'(x)=(x^2-2)'e^{2x}+(x^2-2)(e^{2x})'. f ′ ( x ) = ( x 2 − 2 ) ′ e 2 x + ( x 2 − 2 ) ( e 2 x ) ′ .
Cum ( x 2 − 2 ) ′ = 2 x (x^2-2)'=2x ( x 2 − 2 ) ′ = 2 x și ( e 2 x ) ′ = 2 e 2 x (e^{2x})'=2e^{2x} ( e 2 x ) ′ = 2 e 2 x , rezultă
f ′ ( x ) = 2 x e 2 x + 2 ( x 2 − 2 ) e 2 x = 2 e 2 x ( x + x 2 − 2 ) . f'(x)=2xe^{2x}+2(x^2-2)e^{2x}
=2e^{2x}(x+x^2-2). f ′ ( x ) = 2 x e 2 x + 2 ( x 2 − 2 ) e 2 x = 2 e 2 x ( x + x 2 − 2 ) .
Deci
f ′ ( x ) = 2 e 2 x ( x 2 + x − 2 ) , x ∈ R . \boxed{f'(x)=2e^{2x}(x^2+x-2),\quad x\in\mathbb{R}}. f ′ ( x ) = 2 e 2 x ( x 2 + x − 2 ) , x ∈ R .
b) Pentru x → + ∞ x\to+\infty x → + ∞ ,
f ( x ) f ′ ( x ) = ( x 2 − 2 ) e 2 x 2 e 2 x ( x 2 + x − 2 ) = x 2 − 2 2 ( x 2 + x − 2 ) . \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)}. f ′ ( x ) f ( x ) = 2 e 2 x ( x 2 + x − 2 ) ( x 2 − 2 ) e 2 x = 2 ( x 2 + x − 2 ) x 2 − 2 .
Împărțind numărătorul și numitorul la x 2 x^2 x 2 , obținem
lim x → + ∞ x 2 − 2 2 ( x 2 + x − 2 ) = lim x → + ∞ 1 − 2 x 2 2 ( 1 + 1 x − 2 x 2 ) = 1 2 . \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}. x → + ∞ lim 2 ( x 2 + x − 2 ) x 2 − 2 = x → + ∞ lim 2 ( 1 + x 1 − x 2 2 ) 1 − x 2 2 = 2 1 .
Prin urmare,
lim x → + ∞ f ( x ) f ′ ( x ) = 1 2 . \boxed{\displaystyle\lim_{x\to+\infty}\frac{f(x)}{f'(x)}=\frac12}. x → + ∞ lim f ′ ( x ) f ( x ) = 2 1 .
c) Funcția f f f este continuă pe R \mathbb{R} R . Din punctul a),
f ′ ( x ) = 2 e 2 x ( x 2 + x − 2 ) = 2 e 2 x ( x + 2 ) ( x − 1 ) . f'(x)=2e^{2x}(x^2+x-2)=2e^{2x}(x+2)(x-1). f ′ ( x ) = 2 e 2 x ( x 2 + x − 2 ) = 2 e 2 x ( x + 2 ) ( x − 1 ) .
Deoarece 2 e 2 x > 0 2e^{2x}>0 2 e 2 x > 0 , semnul lui f ′ ( x ) f'(x) f ′ ( x ) este semnul produsului ( x + 2 ) ( x − 1 ) (x+2)(x-1) ( 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 pe ( − 2 , 1 ) . f'(x)<0 \text{ pe } (-2,1). f ′ ( x ) < 0 pe ( − 2 , 1 ) .
Deci f f f este crescătoare pe ( − ∞ , − 2 ] (-\infty,-2] ( − ∞ , − 2 ] , descrescătoare pe [ − 2 , 1 ] [-2,1] [ − 2 , 1 ] și crescătoare pe [ 1 , ∞ ) [1,\infty) [ 1 , ∞ ) .
Valorile importante sunt
lim x → − ∞ ( x 2 − 2 ) e 2 x = 0 , \lim_{x\to-\infty}(x^2-2)e^{2x}=0, x → − ∞ lim ( x 2 − 2 ) e 2 x = 0 ,
f ( − 2 ) = ( 4 − 2 ) e − 4 = 2 e − 4 , f(-2)=(4-2)e^{-4}=2e^{-4}, f ( − 2 ) = ( 4 − 2 ) e − 4 = 2 e − 4 ,
f ( 1 ) = ( 1 − 2 ) e 2 = − e 2 , f(1)=(1-2)e^2=-e^2, f ( 1 ) = ( 1 − 2 ) e 2 = − e 2 ,
iar
lim x → + ∞ ( x 2 − 2 ) e 2 x = + ∞ . \lim_{x\to+\infty}(x^2-2)e^{2x}=+\infty. x → + ∞ lim ( x 2 − 2 ) e 2 x = + ∞.
Din monotonia stabilită, valoarea minimă globală este f ( 1 ) = − e 2 f(1)=-e^2 f ( 1 ) = − e 2 , iar funcția crește apoi nelimitat către + ∞ +\infty + ∞ . Prin urmare, imaginea funcției este
Im f = [ − e 2 , + ∞ ) . \boxed{\operatorname{Im} f=[-e^2,+\infty)}. Im f = [ − e 2 , + ∞ ) .
Se consideră funcția
f : R → R , f ( x ) = x 4 + 6 x 2 + 1. f:\mathbb{R}\to\mathbb{R},\qquad f(x)=x^4+6x^2+1. f : R → R , f ( x ) = x 4 + 6 x 2 + 1.
f ( x ) − 6 x 2 = x 4 + 1. f(x)-6x^2=x^4+1. f ( x ) − 6 x 2 = x 4 + 1.
Atunci
∫ − 1 1 ( f ( x ) − 6 x 2 ) d x = ∫ − 1 1 ( x 4 + 1 ) d x . \int_{-1}^{1}(f(x)-6x^2)\,dx
=
\int_{-1}^{1}(x^4+1)\,dx. ∫ − 1 1 ( f ( x ) − 6 x 2 ) d x = ∫ − 1 1 ( x 4 + 1 ) d x .
Calculăm:
∫ − 1 1 ( x 4 + 1 ) d x = [ x 5 5 + x ] − 1 1 = ( 1 5 + 1 ) − ( − 1 5 − 1 ) = 12 5 . \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}. ∫ − 1 1 ( x 4 + 1 ) d x = [ 5 x 5 + x ] − 1 1 = ( 5 1 + 1 ) − ( − 5 1 − 1 ) = 5 12 .
Așadar,
∫ − 1 1 ( f ( x ) − 6 x 2 ) d x = 12 5 . \boxed{\displaystyle\int_{-1}^{1}(f(x)-6x^2)\,dx=\frac{12}{5}}. ∫ − 1 1 ( f ( x ) − 6 x 2 ) d x = 5 12 .
b) Pentru x ∈ [ 1 , 6 ] x\in[1,6] x ∈ [ 1 , 6 ] ,
f ( x ) − 1 = x 4 + 6 x 2 = x 2 ( x 2 + 6 ) , f(x)-1=x^4+6x^2=x^2(x^2+6), f ( x ) − 1 = x 4 + 6 x 2 = x 2 ( x 2 + 6 ) ,
deci
x 3 f ( x ) − 1 = x 3 x 2 ( x 2 + 6 ) = x x 2 + 6 . \frac{x^3}{f(x)-1}
=
\frac{x^3}{x^2(x^2+6)}
=
\frac{x}{x^2+6}. f ( x ) − 1 x 3 = x 2 ( x 2 + 6 ) x 3 = x 2 + 6 x .
Rezultă
∫ 1 6 x 3 f ( x ) − 1 d x = ∫ 1 6 x x 2 + 6 d x . \int_{1}^{6}\frac{x^3}{f(x)-1}\,dx
=
\int_{1}^{6}\frac{x}{x^2+6}\,dx. ∫ 1 6 f ( x ) − 1 x 3 d x = ∫ 1 6 x 2 + 6 x d x .
Cu substituția u = x 2 + 6 u=x^2+6 u = x 2 + 6 , d u = 2 x d x du=2x\,dx d u = 2 x d x , obținem
∫ 1 6 x x 2 + 6 d x = 1 2 [ ln ( x 2 + 6 ) ] 1 6 . \int_{1}^{6}\frac{x}{x^2+6}\,dx
=
\frac12\left[\ln(x^2+6)\right]_{1}^{6}. ∫ 1 6 x 2 + 6 x d x = 2 1 [ ln ( x 2 + 6 ) ] 1 6 .
Prin urmare,
1 2 ( ln ( 36 + 6 ) − ln ( 1 + 6 ) ) = 1 2 ( ln 42 − ln 7 ) = 1 2 ln 6. \frac12\left(\ln(36+6)-\ln(1+6)\right)
=
\frac12(\ln 42-\ln 7)
=
\frac12\ln 6. 2 1 ( ln ( 36 + 6 ) − ln ( 1 + 6 ) ) = 2 1 ( ln 42 − ln 7 ) = 2 1 ln 6.
Deci
∫ 1 6 x 3 f ( x ) − 1 d x = ln 6 2 . \boxed{\displaystyle\int_{1}^{6}\frac{x^3}{f(x)-1}\,dx=\frac{\ln 6}{2}}. ∫ 1 6 f ( x ) − 1 x 3 d x = 2 ln 6 .
f ( 2 t ) = ( 2 t ) 4 + 6 ( 2 t ) 2 + 1 = 16 t 4 + 24 t 2 + 1 , f(2t)=(2t)^4+6(2t)^2+1=16t^4+24t^2+1, f ( 2 t ) = ( 2 t ) 4 + 6 ( 2 t ) 2 + 1 = 16 t 4 + 24 t 2 + 1 ,
f ( t ) = t 4 + 6 t 2 + 1. f(t)=t^4+6t^2+1. f ( t ) = t 4 + 6 t 2 + 1.
Prin urmare,
f ( 2 t ) − f ( t ) = 15 t 4 + 18 t 2 . f(2t)-f(t)=15t^4+18t^2. f ( 2 t ) − f ( t ) = 15 t 4 + 18 t 2 .
Pentru x ≠ 0 x\neq 0 x = 0 ,
1 x 3 ∫ 0 x ( f ( 2 t ) − f ( t ) ) d t = 1 x 3 ∫ 0 x ( 15 t 4 + 18 t 2 ) d t . \frac{1}{x^3}\int_0^x(f(2t)-f(t))\,dt
=
\frac{1}{x^3}\int_0^x(15t^4+18t^2)\,dt. x 3 1 ∫ 0 x ( f ( 2 t ) − f ( t )) d t = x 3 1 ∫ 0 x ( 15 t 4 + 18 t 2 ) d t .
Calculăm integrala:
∫ 0 x ( 15 t 4 + 18 t 2 ) d t = [ 3 t 5 + 6 t 3 ] 0 x = 3 x 5 + 6 x 3 . \int_0^x(15t^4+18t^2)\,dt
=
\left[3t^5+6t^3\right]_0^x
=
3x^5+6x^3. ∫ 0 x ( 15 t 4 + 18 t 2 ) d t = [ 3 t 5 + 6 t 3 ] 0 x = 3 x 5 + 6 x 3 .
Astfel,
1 x 3 ∫ 0 x ( f ( 2 t ) − f ( t ) ) d t = 3 x 5 + 6 x 3 x 3 = 3 x 2 + 6. \frac{1}{x^3}\int_0^x(f(2t)-f(t))\,dt
=
\frac{3x^5+6x^3}{x^3}
=
3x^2+6. x 3 1 ∫ 0 x ( f ( 2 t ) − f ( t )) d t = x 3 3 x 5 + 6 x 3 = 3 x 2 + 6.
Trecând la limită,
lim x → 0 ( 3 x 2 + 6 ) = 6. \lim_{x\to 0}(3x^2+6)=6. x → 0 lim ( 3 x 2 + 6 ) = 6.
Deci
lim x → 0 ( 1 x 3 ∫ 0 x ( f ( 2 t ) − f ( t ) ) d t ) = 6 . \boxed{\displaystyle\lim_{x\to 0}\left(\frac{1}{x^3}\int_0^x(f(2t)-f(t))\,dt\right)=6}. x → 0 lim ( x 3 1 ∫ 0 x ( f ( 2 t ) − f ( t )) d t ) = 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.