SUBIECTUL I
Avem lg 100 = 2 \lg 100=2 lg 100 = 2 , deoarece 100 = 10 2 100=10^2 100 = 1 0 2 . De asemenea,
lg 2 + lg 5 = lg ( 2 ⋅ 5 ) = lg 10 = 1. \lg 2+\lg 5=\lg(2\cdot 5)=\lg 10=1. lg 2 + lg 5 = lg ( 2 ⋅ 5 ) = lg 10 = 1.
Prin urmare,
2 lg 100 + lg 2 + lg 5 = 2 ⋅ 2 + 1 = 5. 2\lg 100+\lg 2+\lg 5=2\cdot 2+1=5. 2 lg 100 + lg 2 + lg 5 = 2 ⋅ 2 + 1 = 5.
Funcția este f ( x ) = x − 6 f(x)=x-6 f ( x ) = x − 6 . Atunci
f ( a ) = a − 6 , f ( 3 a ) = 3 a − 6. f(a)=a-6,\qquad f(3a)=3a-6. f ( a ) = a − 6 , f ( 3 a ) = 3 a − 6.
Condiția devine
( a − 6 ) + ( 3 a − 6 ) = 0 ⟺ 4 a − 12 = 0 ⟺ a = 3. (a-6)+(3a-6)=0 \Longleftrightarrow 4a-12=0 \Longleftrightarrow a=3. ( a − 6 ) + ( 3 a − 6 ) = 0 ⟺ 4 a − 12 = 0 ⟺ a = 3.
Ecuația este
5 3 x ⋅ 5 2 = 5 x . 5^{3x}\cdot 5^2=5^x. 5 3 x ⋅ 5 2 = 5 x .
Folosind regula puterilor cu aceeași bază,
5 3 x + 2 = 5 x . 5^{3x+2}=5^x. 5 3 x + 2 = 5 x .
Cum funcția exponențială de bază 5 5 5 este injectivă, rezultă
3 x + 2 = x ⟺ 2 x = − 2 ⟺ x = − 1. 3x+2=x \Longleftrightarrow 2x=-2 \Longleftrightarrow x=-1. 3 x + 2 = x ⟺ 2 x = − 2 ⟺ x = − 1.
Soluția este x = − 1 x=-1 x = − 1 .
Numerele pare din mulțimea
A = { 1 , 2 , 4 , 6 , 8 , 9 } A=\{1,2,4,6,8,9\} A = { 1 , 2 , 4 , 6 , 8 , 9 }
sunt 2 , 4 , 6 , 8 2,4,6,8 2 , 4 , 6 , 8 , deci sunt 4 4 4 astfel de elemente. Numărul submulțimilor cu două elemente, ambele pare, este
( 4 2 ) = 4 ⋅ 3 2 = 6. \binom{4}{2}=\frac{4\cdot 3}{2}=6. ( 2 4 ) = 2 4 ⋅ 3 = 6.
Avem O ( 0 , 0 ) O(0,0) O ( 0 , 0 ) și B ( 3 , 0 ) B(3,0) B ( 3 , 0 ) , deci
O B ⃗ = ( 3 , 0 ) . \vec{OB}=(3,0). O B = ( 3 , 0 ) .
Dacă C ( x , y ) C(x,y) C ( x , y ) , atunci
A C ⃗ = ( x − 3 , y − 1 ) . \vec{AC}=(x-3,y-1). A C = ( x − 3 , y − 1 ) .
Condiția A C ⃗ = O B ⃗ \vec{AC}=\vec{OB} A C = O B dă
( x − 3 , y − 1 ) = ( 3 , 0 ) , (x-3,y-1)=(3,0), ( x − 3 , y − 1 ) = ( 3 , 0 ) ,
de unde
x = 6 , y = 1. x=6,\qquad y=1. x = 6 , y = 1.
Prin urmare, C ( 6 , 1 ) C(6,1) C ( 6 , 1 ) .
Triunghiul A B C ABC A B C este dreptunghic în A A A , iar B = π 4 B=\frac{\pi}{4} B = 4 π . Atunci
C = π 2 − π 4 = π 4 , C=\frac{\pi}{2}-\frac{\pi}{4}=\frac{\pi}{4}, C = 2 π − 4 π = 4 π ,
deci triunghiul este dreptunghic isoscel, cu catetele egale:
A B = A C . AB=AC. A B = A C .
Aria triunghiului este
A B ⋅ A C 2 = 18. \frac{AB\cdot AC}{2}=18. 2 A B ⋅ A C = 18.
Cum A B = A C AB=AC A B = A C , rezultă
A B 2 2 = 18 ⟺ A B 2 = 36. \frac{AB^2}{2}=18 \Longleftrightarrow AB^2=36. 2 A B 2 = 18 ⟺ A B 2 = 36.
Lungimea fiind pozitivă, obținem
A B = 6. AB=6. A B = 6.
SUBIECTUL al II-lea
Se consideră
M ( x ) = ( x 0 0 0 x + 2 x 0 2 x x + 2 ) . M(x)=
\begin{pmatrix}
x&0&0\\
0&x+2&x\\
0&2x&x+2
\end{pmatrix}. M ( x ) = x 0 0 0 x + 2 2 x 0 x x + 2 .
M ( 1 ) = ( 1 0 0 0 3 1 0 2 3 ) . M(1)=
\begin{pmatrix}
1&0&0\\
0&3&1\\
0&2&3
\end{pmatrix}. M ( 1 ) = 1 0 0 0 3 2 0 1 3 .
Dezvoltând determinantul după prima linie,
det ( M ( 1 ) ) = 1 ⋅ ∣ 3 1 2 3 ∣ = 3 ⋅ 3 − 1 ⋅ 2 = 9 − 2 = 7. \det(M(1))=1\cdot
\begin{vmatrix}
3&1\\
2&3
\end{vmatrix}
=3\cdot 3-1\cdot 2=9-2=7. det ( M ( 1 )) = 1 ⋅ 3 2 1 3 = 3 ⋅ 3 − 1 ⋅ 2 = 9 − 2 = 7.
M ( 2 ) = ( 2 0 0 0 4 2 0 4 4 ) . M(2)=
\begin{pmatrix}
2&0&0\\
0&4&2\\
0&4&4
\end{pmatrix}. M ( 2 ) = 2 0 0 0 4 4 0 2 4 .
Produsul M ( x ) M ( 2 ) M(x)M(2) M ( x ) M ( 2 ) este
M ( x ) M ( 2 ) = ( 2 x 0 0 0 8 x + 8 6 x + 4 0 12 x + 8 8 x + 8 ) . M(x)M(2)=
\begin{pmatrix}
2x&0&0\\
0&8x+8&6x+4\\
0&12x+8&8x+8
\end{pmatrix}. M ( x ) M ( 2 ) = 2 x 0 0 0 8 x + 8 12 x + 8 0 6 x + 4 8 x + 8 .
Pe de altă parte,
M ( x − 1 ) = ( x − 1 0 0 0 x + 1 x − 1 0 2 x − 2 x + 1 ) . M(x-1)=
\begin{pmatrix}
x-1&0&0\\
0&x+1&x-1\\
0&2x-2&x+1
\end{pmatrix}. M ( x − 1 ) = x − 1 0 0 0 x + 1 2 x − 2 0 x − 1 x + 1 .
Egalitatea matricelor impune, din elementul de pe poziția ( 1 , 1 ) (1,1) ( 1 , 1 ) ,
2 x = x − 1 ⟺ x = − 1. 2x=x-1 \Longleftrightarrow x=-1. 2 x = x − 1 ⟺ x = − 1.
Verificăm pentru x = − 1 x=-1 x = − 1 :
8 x + 8 = 0 = x + 1 , 6 x + 4 = − 2 = x − 1 , 8x+8=0=x+1,\quad 6x+4=-2=x-1, 8 x + 8 = 0 = x + 1 , 6 x + 4 = − 2 = x − 1 ,
12 x + 8 = − 4 = 2 x − 2 , 8 x + 8 = 0 = x + 1. 12x+8=-4=2x-2,\quad 8x+8=0=x+1. 12 x + 8 = − 4 = 2 x − 2 , 8 x + 8 = 0 = x + 1.
Deci singura soluție este
x = − 1. x=-1. x = − 1.
c) Determinantul general este
det ( M ( x ) ) = x ∣ x + 2 x 2 x x + 2 ∣ = x ( ( x + 2 ) 2 − 2 x 2 ) . \det(M(x))
=x\begin{vmatrix}
x+2&x\\
2x&x+2
\end{vmatrix}
=x\left((x+2)^2-2x^2\right). det ( M ( x )) = x x + 2 2 x x x + 2 = x ( ( x + 2 ) 2 − 2 x 2 ) .
Așadar
det ( M ( x ) ) = x ( − x 2 + 4 x + 4 ) . \det(M(x))=x(-x^2+4x+4). det ( M ( x )) = x ( − x 2 + 4 x + 4 ) .
Pentru n ∈ N n\in\mathbb N n ∈ N ,
2 det ( M ( n ) ) = 2 n ( − n 2 + 4 n + 4 ) 2\det(M(n))=2n(-n^2+4n+4) 2 det ( M ( n )) = 2 n ( − n 2 + 4 n + 4 )
și
det ( M ( 2 n ) ) = 2 n ( − ( 2 n ) 2 + 4 ( 2 n ) + 4 ) = 2 n ( − 4 n 2 + 8 n + 4 ) . \det(M(2n))=2n\left(-(2n)^2+4(2n)+4\right)
=2n(-4n^2+8n+4). det ( M ( 2 n )) = 2 n ( − ( 2 n ) 2 + 4 ( 2 n ) + 4 ) = 2 n ( − 4 n 2 + 8 n + 4 ) .
Inegalitatea cerută devine
2 n ( − n 2 + 4 n + 4 ) ≤ 2 n ( − 4 n 2 + 8 n + 4 ) . 2n(-n^2+4n+4)\le 2n(-4n^2+8n+4). 2 n ( − n 2 + 4 n + 4 ) ≤ 2 n ( − 4 n 2 + 8 n + 4 ) .
Mutând totul în membrul stâng,
2 n ( − n 2 + 4 n + 4 ) − 2 n ( − 4 n 2 + 8 n + 4 ) ≤ 0 , 2n(-n^2+4n+4)-2n(-4n^2+8n+4)\le 0, 2 n ( − n 2 + 4 n + 4 ) − 2 n ( − 4 n 2 + 8 n + 4 ) ≤ 0 ,
6 n 3 − 8 n 2 ≤ 0 ⟺ 2 n 2 ( 3 n − 4 ) ≤ 0. 6n^3-8n^2\le 0
\Longleftrightarrow
2n^2(3n-4)\le 0. 6 n 3 − 8 n 2 ≤ 0 ⟺ 2 n 2 ( 3 n − 4 ) ≤ 0.
Deoarece 2 n 2 ≥ 0 2n^2\ge 0 2 n 2 ≥ 0 , rezultă
n = 0 sau 3 n − 4 ≤ 0. n=0 \quad \text{sau} \quad 3n-4\le 0. n = 0 sau 3 n − 4 ≤ 0.
Astfel n ≤ 4 3 n\le \frac43 n ≤ 3 4 . Pentru n ∈ N = { 0 , 1 , 2 , … } n\in\mathbb N=\{0,1,2,\ldots\} n ∈ N = { 0 , 1 , 2 , … } , obținem
n ∈ { 0 , 1 } . n\in\{0,1\}. n ∈ { 0 , 1 } .
Se consideră polinomul
f = X 3 − 2 X 2 − a X + 2 a , a ∈ R . f=X^3-2X^2-aX+2a,\qquad a\in\mathbb R. f = X 3 − 2 X 2 − a X + 2 a , a ∈ R .
f ( 2 ) = 2 3 − 2 ⋅ 2 2 − a ⋅ 2 + 2 a = 8 − 8 − 2 a + 2 a = 0. f(2)=2^3-2\cdot 2^2-a\cdot 2+2a=8-8-2a+2a=0. f ( 2 ) = 2 3 − 2 ⋅ 2 2 − a ⋅ 2 + 2 a = 8 − 8 − 2 a + 2 a = 0.
Deci f ( 2 ) = 0 f(2)=0 f ( 2 ) = 0 , pentru orice a ∈ R a\in\mathbb R a ∈ R .
f = X 3 − 2 X 2 − X + 2. f=X^3-2X^2-X+2. f = X 3 − 2 X 2 − X + 2.
Verificăm rădăcina − 1 -1 − 1 :
f ( − 1 ) = ( − 1 ) 3 − 2 ( − 1 ) 2 − ( − 1 ) + 2 = − 1 − 2 + 1 + 2 = 0. f(-1)=(-1)^3-2(-1)^2-(-1)+2=-1-2+1+2=0. f ( − 1 ) = ( − 1 ) 3 − 2 ( − 1 ) 2 − ( − 1 ) + 2 = − 1 − 2 + 1 + 2 = 0.
Prin teorema restului, X + 1 X+1 X + 1 divide polinomul f f f .
c) Factorizăm prin grupare:
f = X 3 − 2 X 2 − a X + 2 a = X 2 ( X − 2 ) − a ( X − 2 ) = ( X − 2 ) ( X 2 − a ) . f=X^3-2X^2-aX+2a=X^2(X-2)-a(X-2)=(X-2)(X^2-a). f = X 3 − 2 X 2 − a X + 2 a = X 2 ( X − 2 ) − a ( X − 2 ) = ( X − 2 ) ( X 2 − a ) .
Pentru a ∈ ( 0 , + ∞ ) a\in(0,+\infty) a ∈ ( 0 , + ∞ ) , rădăcinile sunt
2 , a , − a . 2,\quad \sqrt a,\quad -\sqrt a. 2 , a , − a .
Condiția din enunț devine
∣ 2 ∣ + ∣ a ∣ + ∣ − a ∣ = 8. |2|+|\sqrt a|+|-\sqrt a|=8. ∣2∣ + ∣ a ∣ + ∣ − a ∣ = 8.
Cum a > 0 a>0 a > 0 , avem a > 0 \sqrt a>0 a > 0 , deci
2 + 2 a = 8 ⟺ 2 a = 6 ⟺ a = 3 ⟺ a = 9. 2+2\sqrt a=8
\Longleftrightarrow
2\sqrt a=6
\Longleftrightarrow
\sqrt a=3
\Longleftrightarrow
a=9. 2 + 2 a = 8 ⟺ 2 a = 6 ⟺ a = 3 ⟺ a = 9.
Valoarea cerută este
a = 9. a=9. a = 9.
SUBIECTUL al III-lea
Se consideră funcția
f : R → R , f ( x ) = e x ( 2 x − 4 ) + x 2 − 2 x + 4. f:\mathbb R\to\mathbb R,\qquad f(x)=e^x(2x-4)+x^2-2x+4. f : R → R , f ( x ) = e x ( 2 x − 4 ) + x 2 − 2 x + 4.
a) Derivăm folosind regula produsului:
( e x ( 2 x − 4 ) ) ′ = e x ( 2 x − 4 ) + 2 e x = e x ( 2 x − 2 ) . \left(e^x(2x-4)\right)'=e^x(2x-4)+2e^x=e^x(2x-2). ( e x ( 2 x − 4 ) ) ′ = e x ( 2 x − 4 ) + 2 e x = e x ( 2 x − 2 ) .
De asemenea,
( x 2 − 2 x + 4 ) ′ = 2 x − 2. (x^2-2x+4)'=2x-2. ( x 2 − 2 x + 4 ) ′ = 2 x − 2.
Prin urmare,
f ′ ( x ) = e x ( 2 x − 2 ) + 2 x − 2 = 2 ( x − 1 ) e x + 2 ( x − 1 ) = 2 ( x − 1 ) ( e x + 1 ) . f'(x)=e^x(2x-2)+2x-2
=2(x-1)e^x+2(x-1)
=2(x-1)(e^x+1). f ′ ( x ) = e x ( 2 x − 2 ) + 2 x − 2 = 2 ( x − 1 ) e x + 2 ( x − 1 ) = 2 ( x − 1 ) ( e x + 1 ) .
f ( 0 ) = e 0 ( 0 − 4 ) + 0 − 0 + 4 = − 4 + 4 = 0 f(0)=e^0(0-4)+0-0+4=-4+4=0 f ( 0 ) = e 0 ( 0 − 4 ) + 0 − 0 + 4 = − 4 + 4 = 0
și
1 − e 0 = 0. 1-e^0=0. 1 − e 0 = 0.
Aplicăm regula lui l’Hospital, deoarece funcțiile sunt derivabile în vecinătatea lui 0 0 0 , iar numitorul are derivata nenulă în 0 0 0 :
lim x → 0 f ( x ) 1 − e x = lim x → 0 f ′ ( x ) − e x . \lim_{x\to 0}\frac{f(x)}{1-e^x}
=\lim_{x\to 0}\frac{f'(x)}{-e^x}. x → 0 lim 1 − e x f ( x ) = x → 0 lim − e x f ′ ( x ) .
Din punctul a),
f ′ ( 0 ) = 2 ( 0 − 1 ) ( e 0 + 1 ) = − 4. f'(0)=2(0-1)(e^0+1)=-4. f ′ ( 0 ) = 2 ( 0 − 1 ) ( e 0 + 1 ) = − 4.
Astfel
lim x → 0 f ( x ) 1 − e x = − 4 − 1 = 4. \lim_{x\to 0}\frac{f(x)}{1-e^x}
=\frac{-4}{-1}=4. x → 0 lim 1 − e x f ( x ) = − 1 − 4 = 4.
f ′ ( x ) = 2 ( x − 1 ) ( e x + 1 ) . f'(x)=2(x-1)(e^x+1). f ′ ( x ) = 2 ( x − 1 ) ( e x + 1 ) .
Cum e x + 1 > 0 e^x+1>0 e x + 1 > 0 pentru orice x ∈ R x\in\mathbb R x ∈ R , semnul lui f ′ ( x ) f'(x) f ′ ( x ) este semnul lui x − 1 x-1 x − 1 . Rezultă că f f f este strict descrescătoare pe ( − ∞ , 1 ) (-\infty,1) ( − ∞ , 1 ) și strict crescătoare pe ( 1 , + ∞ ) (1,+\infty) ( 1 , + ∞ ) .
Avem
f ( 0 ) = 0 , f(0)=0, f ( 0 ) = 0 ,
deci x = 0 x=0 x = 0 este soluție. În plus,
f ( 1 ) = e ( 2 − 4 ) + 1 − 2 + 4 = 3 − 2 e < 0 , f(1)=e(2-4)+1-2+4=3-2e<0, f ( 1 ) = e ( 2 − 4 ) + 1 − 2 + 4 = 3 − 2 e < 0 ,
deoarece e > 3 2 e>\frac32 e > 2 3 . Pe intervalul ( − ∞ , 1 ) (-\infty,1) ( − ∞ , 1 ) , funcția este strict descrescătoare, deci poate avea cel mult o rădăcină; cum 0 ∈ ( − ∞ , 1 ) 0\in(-\infty,1) 0 ∈ ( − ∞ , 1 ) și f ( 0 ) = 0 f(0)=0 f ( 0 ) = 0 , aceasta este singura rădăcină de pe ( − ∞ , 1 ) (-\infty,1) ( − ∞ , 1 ) .
Pe ( 1 , + ∞ ) (1,+\infty) ( 1 , + ∞ ) , funcția este strict crescătoare. Mai mult,
f ( 1 ) = 3 − 2 e < 0 , f ( 2 ) = e 2 ( 4 − 4 ) + 4 − 4 + 4 = 4 > 0. f(1)=3-2e<0,\qquad f(2)=e^2(4-4)+4-4+4=4>0. f ( 1 ) = 3 − 2 e < 0 , f ( 2 ) = e 2 ( 4 − 4 ) + 4 − 4 + 4 = 4 > 0.
Prin continuitate, există o rădăcină în ( 1 , 2 ) (1,2) ( 1 , 2 ) , iar prin monotonia strictă această rădăcină este unică.
Prin urmare, ecuația f ( x ) = 0 f(x)=0 f ( x ) = 0 are exact două soluții.
Se consideră funcția
f : R → R , f ( x ) = 4 x 3 x 2 + 1 . f:\mathbb R\to\mathbb R,\qquad f(x)=\frac{4x}{3x^2+1}. f : R → R , f ( x ) = 3 x 2 + 1 4 x .
f ( x ) ( 3 x 2 + 1 ) = 4 x 3 x 2 + 1 ( 3 x 2 + 1 ) = 4 x . f(x)(3x^2+1)=\frac{4x}{3x^2+1}(3x^2+1)=4x. f ( x ) ( 3 x 2 + 1 ) = 3 x 2 + 1 4 x ( 3 x 2 + 1 ) = 4 x .
Prin urmare,
∫ 3 4 f ( x ) ( 3 x 2 + 1 ) d x = ∫ 3 4 4 x d x = [ 2 x 2 ] 3 4 = 2 ⋅ 16 − 2 ⋅ 9 = 32 − 18 = 14. \int_3^4 f(x)(3x^2+1)\,dx
=\int_3^4 4x\,dx
=\left[2x^2\right]_3^4
=2\cdot 16-2\cdot 9
=32-18=14. ∫ 3 4 f ( x ) ( 3 x 2 + 1 ) d x = ∫ 3 4 4 x d x = [ 2 x 2 ] 3 4 = 2 ⋅ 16 − 2 ⋅ 9 = 32 − 18 = 14.
∫ 0 1 f ( x ) d x = ∫ 0 1 4 x 3 x 2 + 1 d x . \int_0^1 f(x)\,dx=\int_0^1 \frac{4x}{3x^2+1}\,dx. ∫ 0 1 f ( x ) d x = ∫ 0 1 3 x 2 + 1 4 x d x .
Folosim substituția u = 3 x 2 + 1 u=3x^2+1 u = 3 x 2 + 1 , d u = 6 x d x du=6x\,dx d u = 6 x d x . Atunci
∫ 4 x 3 x 2 + 1 d x = 2 3 ln ( 3 x 2 + 1 ) + C . \int \frac{4x}{3x^2+1}\,dx=\frac23\ln(3x^2+1)+C. ∫ 3 x 2 + 1 4 x d x = 3 2 ln ( 3 x 2 + 1 ) + C .
Deci
∫ 0 1 f ( x ) d x = [ 2 3 ln ( 3 x 2 + 1 ) ] 0 1 = 2 3 ln 4 − 2 3 ln 1. \int_0^1 f(x)\,dx
=\left[\frac23\ln(3x^2+1)\right]_0^1
=\frac23\ln 4-\frac23\ln 1. ∫ 0 1 f ( x ) d x = [ 3 2 ln ( 3 x 2 + 1 ) ] 0 1 = 3 2 ln 4 − 3 2 ln 1.
Cum ln 1 = 0 \ln 1=0 ln 1 = 0 și ln 4 = 2 ln 2 \ln 4=2\ln 2 ln 4 = 2 ln 2 , rezultă
∫ 0 1 f ( x ) d x = 2 3 ⋅ 2 ln 2 = 4 3 ln 2. \int_0^1 f(x)\,dx=\frac23\cdot 2\ln 2=\frac43\ln 2. ∫ 0 1 f ( x ) d x = 3 2 ⋅ 2 ln 2 = 3 4 ln 2.
c) Pentru x > 0 x>0 x > 0 , avem 3 x 2 + 1 > 0 3x^2+1>0 3 x 2 + 1 > 0 și f ( x ) > 0 f(x)>0 f ( x ) > 0 . Funcția
g ( x ) = 4 ln x f ( x ) g(x)=\frac{4\ln x}{f(x)} g ( x ) = f ( x ) 4 ln x
devine
g ( x ) = 4 ln x ⋅ 3 x 2 + 1 4 x = 3 x 2 + 1 x ln x = ( 3 x + 1 x ) ln x . g(x)=4\ln x\cdot \frac{3x^2+1}{4x}
=\frac{3x^2+1}{x}\ln x
=\left(3x+\frac1x\right)\ln x. g ( x ) = 4 ln x ⋅ 4 x 3 x 2 + 1 = x 3 x 2 + 1 ln x = ( 3 x + x 1 ) ln x .
Pe intervalul [ 1 , e ] [1,e] [ 1 , e ] , ln x ≥ 0 \ln x\ge 0 ln x ≥ 0 , deci g ( x ) ≥ 0 g(x)\ge 0 g ( x ) ≥ 0 . Aria cerută este
A = ∫ 1 e g ( x ) d x = ∫ 1 e ( 3 x + 1 x ) ln x d x . A=\int_1^e g(x)\,dx
=\int_1^e \left(3x+\frac1x\right)\ln x\,dx. A = ∫ 1 e g ( x ) d x = ∫ 1 e ( 3 x + x 1 ) ln x d x .
Calculăm separat:
∫ 3 x ln x d x = 3 2 x 2 ln x − 3 4 x 2 \int 3x\ln x\,dx
=\frac32 x^2\ln x-\frac34 x^2 ∫ 3 x ln x d x = 2 3 x 2 ln x − 4 3 x 2
și
∫ ln x x d x = 1 2 ( ln x ) 2 . \int \frac{\ln x}{x}\,dx=\frac12(\ln x)^2. ∫ x ln x d x = 2 1 ( ln x ) 2 .
Astfel
A = [ 3 2 x 2 ln x − 3 4 x 2 + 1 2 ( ln x ) 2 ] 1 e . A=\left[\frac32 x^2\ln x-\frac34 x^2+\frac12(\ln x)^2\right]_1^e. A = [ 2 3 x 2 ln x − 4 3 x 2 + 2 1 ( ln x ) 2 ] 1 e .
Pentru x = e x=e x = e , ln e = 1 \ln e=1 ln e = 1 , deci
3 2 e 2 − 3 4 e 2 + 1 2 = 3 4 e 2 + 1 2 . \frac32 e^2-\frac34 e^2+\frac12=\frac34 e^2+\frac12. 2 3 e 2 − 4 3 e 2 + 2 1 = 4 3 e 2 + 2 1 .
Pentru x = 1 x=1 x = 1 , ln 1 = 0 \ln 1=0 ln 1 = 0 , deci
0 − 3 4 + 0 = − 3 4 . 0-\frac34+0=-\frac34. 0 − 4 3 + 0 = − 4 3 .
Prin urmare,
A = ( 3 4 e 2 + 1 2 ) − ( − 3 4 ) = 3 4 e 2 + 5 4 = 3 e 2 + 5 4 . A=\left(\frac34e^2+\frac12\right)-\left(-\frac34\right)
=\frac34e^2+\frac54
=\frac{3e^2+5}{4}. A = ( 4 3 e 2 + 2 1 ) − ( − 4 3 ) = 4 3 e 2 + 4 5 = 4 3 e 2 + 5 .
Autoevaluare pentru punctaj maxim
Toate cele 6 cerințe de la SUBIECTUL I sunt rezolvate în ordine, cu calcule explicite.
La SUBIECTUL al II-lea sunt verificate determinantul, egalitatea de matrice, inegalitatea pentru n ∈ N n\in\mathbb N n ∈ N , divizibilitatea polinomială și condiția pe rădăcini.
La SUBIECTUL al III-lea sunt justificate derivata, limita prin l’Hospital, numărul exact de soluții prin monotonie și continuitate, precum și integralele și aria.
Domeniile și condițiile de semn relevante au fost precizate: e x + 1 > 0 e^x+1>0 e x + 1 > 0 , a > 0 a>0 a > 0 , x > 0 x>0 x > 0 pentru g g g , respectiv g ( x ) ≥ 0 g(x)\ge 0 g ( x ) ≥ 0 pe [ 1 , e ] [1,e] [ 1 , e ] .
Rezultatele finale au fost simplificate și coincid cu cerințele enunțului.