BacPath
Soluții · Profil Real

Soluții BAC Mate-info 2025 · August–Septembrie

Varianta 09

Vrei să încerci subiectul mai întâi? ← Înapoi la subiect

SUBIECTUL I

  1. Calculăm separat:
3(4−5i)=12−15i3(4-5i)=12-15i

și

5i(3+2i)=15i+10i2.5i(3+2i)=15i+10i^2.

Deoarece i2=−1i^2=-1, rezultă

3(4−5i)+5i(3+2i)=12−15i+15i+10(−1)=12−10=2.3(4-5i)+5i(3+2i) =12-15i+15i+10(-1)=12-10=2.

Prin urmare,

3(4−5i)+5i(3+2i)=2.\boxed{3(4-5i)+5i(3+2i)=2}.
  1. Avem
f(1)=1+4=5.f(1)=1+4=5.

Atunci

(g∘f)(1)=g(f(1))=g(5)=2⋅5+a=10+a.(g\circ f)(1)=g(f(1))=g(5)=2\cdot 5+a=10+a.

Condiția (g∘f)(1)=1(g\circ f)(1)=1 devine

10+a=1,10+a=1,

deci

a=−9.\boxed{a=-9}.
  1. Condițiile de definiție sunt
6x−x2>0și4+x>0.6x-x^2>0 \quad\text{și}\quad 4+x>0.

Prima condiție este

x(6−x)>0  ⟺  x∈(0,6),x(6-x)>0 \iff x\in(0,6),

iar a doua este x>−4x>-4. Așadar, domeniul ecuației este

x∈(0,6).x\in(0,6).

Deoarece funcția logaritmică de bază 22 este injectivă, ecuația este echivalentă cu

6x−x2=4+x.6x-x^2=4+x.

Rezultă

−x2+5x−4=0  ⟺  x2−5x+4=0  ⟺  (x−1)(x−4)=0.-x^2+5x-4=0 \iff x^2-5x+4=0 \iff (x-1)(x-4)=0.

Obținem

x=1saux=4.x=1 \quad \text{sau} \quad x=4.

Ambele valori aparțin intervalului (0,6)(0,6), deci soluția este

x∈{1,4}.\boxed{x\in\{1,4\}}.
  1. Numărul trebuie să fie impar, deci cifra unităților poate fi una dintre cifrele impare din AA:
3,5,7,9.3,5,7,9.

Sunt 44 alegeri pentru cifra unităților.

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

4⋅4=16.4\cdot 4=16.

Răspuns:

16.\boxed{16}.
  1. Notăm C(xC,yC)C(x_C,y_C). Avem
OB→=(6,4)\overrightarrow{OB}=(6,4)

și, deoarece A(0,2)A(0,2),

AC→=(xC−0,yC−2)=(xC,yC−2).\overrightarrow{AC}=(x_C-0,y_C-2)=(x_C,y_C-2).

Condiția 2AC→=OB→2\overrightarrow{AC}=\overrightarrow{OB} devine

2(xC,yC−2)=(6,4).2(x_C,y_C-2)=(6,4).

Prin urmare,

(2xC,2yC−4)=(6,4),(2x_C,2y_C-4)=(6,4),

deci

2xC=6,2yC−4=4.2x_C=6,\qquad 2y_C-4=4.

Rezultă

xC=3,yC=4.x_C=3,\qquad y_C=4.

Așadar,

C(3,4).\boxed{C(3,4)}.
  1. Triunghiul ABCABC este dreptunghic în AA, deci ipotenuza este BCBC. Într-un triunghi dreptunghic, raza cercului circumscris este jumătate din ipotenuză:
R=BC2.R=\frac{BC}{2}.

Cum R=4R=4, obținem

BC=8.BC=8.

Aplicăm teorema lui Pitagora:

AC2=BC2−AB2=82−42=64−16=48.AC^2=BC^2-AB^2=8^2-4^2=64-16=48.

Deci

AC=43.AC=4\sqrt3.

Aria triunghiului dreptunghic este

AABC=AB⋅AC2=4⋅432=83.\mathcal A_{ABC}=\frac{AB\cdot AC}{2} =\frac{4\cdot 4\sqrt3}{2}=8\sqrt3.

Prin urmare,

AABC=83.\boxed{\mathcal A_{ABC}=8\sqrt3}.

SUBIECTUL al II-lea

1.

Se consideră

A(a)=(a12aa1011−a).A(a)= \begin{pmatrix} a&1&2a\\ a&1&0\\ 1&1&-a \end{pmatrix}.
  • a) Pentru a=2a=2,
A(2)=(21421011−2).A(2)= \begin{pmatrix} 2&1&4\\ 2&1&0\\ 1&1&-2 \end{pmatrix}.

Scădem linia a doua din linia întâi, operație care nu modifică determinantul:

det⁡A(2)=∣00421011−2∣.\det A(2)= \begin{vmatrix} 0&0&4\\ 2&1&0\\ 1&1&-2 \end{vmatrix}.

Dezvoltând după prima linie,

det⁡A(2)=4∣2111∣=4(2⋅1−1⋅1)=4.\det A(2)=4 \begin{vmatrix} 2&1\\ 1&1 \end{vmatrix} =4(2\cdot 1-1\cdot 1)=4.

Așadar,

det⁡A(2)=4.\boxed{\det A(2)=4}.
  • b) Pentru a=1a=1, sistemul devine
{x+y+2z=2,x+y=0,x+y−z=−1.\begin{cases} x+y+2z=2,\\ x+y=0,\\ x+y-z=-1. \end{cases}

Din a doua ecuație obținem

x+y=0.x+y=0.

Atunci prima ecuație devine

2z=2,2z=2,

deci z=1z=1. A treia ecuație devine

0−z=−1,0-z=-1,

deci din nou z=1z=1.

Prin urmare, pentru orice t∈Rt\in\mathbb R, putem lua

x=t,y=−t,z=1.x=t,\qquad y=-t,\qquad z=1.

Soluțiile sunt

(x,y,z)=(t,−t,1),t∈R,\boxed{(x,y,z)=(t,-t,1),\quad t\in\mathbb R},

deci sistemul are o infinitate de soluții.

  • c) Calculăm determinantul matricei sistemului. Scăzând linia a doua din linia întâi, obținem
det⁡A(a)=∣002aa1011−a∣=2a∣a111∣.\det A(a)= \begin{vmatrix} 0&0&2a\\ a&1&0\\ 1&1&-a \end{vmatrix} =2a \begin{vmatrix} a&1\\ 1&1 \end{vmatrix}.

Deci

det⁡A(a)=2a(a−1).\det A(a)=2a(a-1).

Sistemul are soluție unică dacă și numai dacă

det⁡A(a)≠0  ⟺  a≠0 și a≠1.\det A(a)\ne 0 \iff a\ne 0 \text{ și } a\ne 1.

Cerem ca soluția unică (x0,y0,z0)(x_0,y_0,z_0) să verifice x0=ax_0=a. Înlocuim x=ax=a în sistem:

{a2+y+2az=a+1,a2+y=0,a+y−az=−1.\begin{cases} a^2+y+2az=a+1,\\ a^2+y=0,\\ a+y-az=-1. \end{cases}

Din a doua ecuație:

y=−a2.y=-a^2.

Prima ecuație devine

a2−a2+2az=a+1,a^2-a^2+2az=a+1,

adică

2az=a+1.2az=a+1.

A treia ecuație devine

a−a2−az=−1,a-a^2-az=-1,

de unde

az=1+a−a2.az=1+a-a^2.

Cum a≠0a\ne 0, din 2az=a+12az=a+1 avem

az=a+12.az=\frac{a+1}{2}.

Egalând cele două expresii ale lui azaz, obținem

a+12=1+a−a2.\frac{a+1}{2}=1+a-a^2.

Rezultă

a+1=2+2a−2a2  ⟺  2a2−a−1=0.a+1=2+2a-2a^2 \iff 2a^2-a-1=0.

Factorizăm:

2a2−a−1=(2a+1)(a−1).2a^2-a-1=(2a+1)(a-1).

Astfel,

a=1saua=−12.a=1 \quad \text{sau} \quad a=-\frac12.

Valoarea a=1a=1 nu convine, deoarece pentru a=1a=1 sistemul nu are soluție unică. Prin urmare,

a=−12.\boxed{a=-\frac12}.

2.

Se consideră polinomul

f=X4−3X3+X2−2X+m,m∈R.f=X^4-3X^3+X^2-2X+m,\qquad m\in\mathbb R.
  • a) Pentru m=3m=3,
f(X)=X4−3X3+X2−2X+3.f(X)=X^4-3X^3+X^2-2X+3.

Calculăm:

f(1)=14−3⋅13+12−2⋅1+3=1−3+1−2+3=0.f(1)=1^4-3\cdot 1^3+1^2-2\cdot 1+3 =1-3+1-2+3=0.

Deci

f(1)=0.\boxed{f(1)=0}.
  • b) Fie x1,x2,x3,x4x_1,x_2,x_3,x_4 rădăcinile polinomului ff, considerate cu multiplicități. Din relațiile lui Viète, deoarece polinomul este monic,
x1+x2+x3+x4=3x_1+x_2+x_3+x_4=3

și

x1x2x3x4=m.x_1x_2x_3x_4=m.

Condiția din enunț este

(x1x2x3x4)2−x1−x2−x3−x4=1.(x_1x_2x_3x_4)^2-x_1-x_2-x_3-x_4=1.

Înlocuind relațiile lui Viète, obținem

m2−3=1.m^2-3=1.

Deci

m2=4,m^2=4,

de unde

m∈{−2,2}.\boxed{m\in\{-2,2\}}.
  • c) Pentru m=0m=0,
f(X)=X4−3X3+X2−2X.f(X)=X^4-3X^3+X^2-2X.

Conform teoremei restului, restul împărțirii polinomului ff la X−aX-a este f(a)f(a). Cerința devine

f(a)=a.f(a)=a.

Prin urmare,

a4−3a3+a2−2a=a.a^4-3a^3+a^2-2a=a.

Mutând totul în membrul stâng,

a4−3a3+a2−3a=0.a^4-3a^3+a^2-3a=0.

Scoatem factor comun aa:

a(a3−3a2+a−3)=0.a(a^3-3a^2+a-3)=0.

Factorizăm prin grupare:

a3−3a2+a−3=a2(a−3)+(a−3)=(a−3)(a2+1).a^3-3a^2+a-3=a^2(a-3)+(a-3)=(a-3)(a^2+1).

Astfel,

a(a−3)(a2+1)=0.a(a-3)(a^2+1)=0.

Cum a∈Ra\in\mathbb R, ecuația a2+1=0a^2+1=0 nu are soluții reale. Rezultă

a∈{0,3}.\boxed{a\in\{0,3\}}.

SUBIECTUL al III-lea

1.

Se consideră funcția

f:R→R,f(x)=x2+6x2+1.f:\mathbb R\to\mathbb R,\qquad f(x)=\frac{x^2+6}{\sqrt{x^2+1}}.
  • a) Pentru orice x∈Rx\in\mathbb R, avem x2+1>0x^2+1>0, deci funcția este derivabilă pe R\mathbb R. Scriem
f(x)=(x2+6)(x2+1)−12.f(x)=(x^2+6)(x^2+1)^{-\frac12}.

Derivăm folosind regula produsului:

f′(x)=2x(x2+1)−12+(x2+6)(−12)(x2+1)−32⋅2x.f'(x)=2x(x^2+1)^{-\frac12} +(x^2+6)\left(-\frac12\right)(x^2+1)^{-\frac32}\cdot 2x.

Deci

f′(x)=2xx2+1−x(x2+6)(x2+1)x2+1.f'(x)=\frac{2x}{\sqrt{x^2+1}} -\frac{x(x^2+6)}{(x^2+1)\sqrt{x^2+1}}.

Aducem la același numitor:

f′(x)=2x(x2+1)−x(x2+6)(x2+1)x2+1.f'(x)= \frac{2x(x^2+1)-x(x^2+6)} {(x^2+1)\sqrt{x^2+1}}.

Numărătorul este

2x(x2+1)−x(x2+6)=2x3+2x−x3−6x=x3−4x=x(x2−4).2x(x^2+1)-x(x^2+6) =2x^3+2x-x^3-6x =x^3-4x =x(x^2-4).

Prin urmare,

f′(x)=x(x2−4)(x2+1)x2+1,x∈R.\boxed{ f'(x)=\frac{x(x^2-4)}{(x^2+1)\sqrt{x^2+1}},\quad x\in\mathbb R }.
  • b) Punctul de abscisă 00 de pe grafic are ordonata
f(0)=02+602+1=6.f(0)=\frac{0^2+6}{\sqrt{0^2+1}}=6.

Din formula de la punctul a),

f′(0)=0.f'(0)=0.

Ecuația tangentei la grafic în punctul de abscisă 00 este

y−f(0)=f′(0)(x−0).y-f(0)=f'(0)(x-0).

Astfel,

y−6=0,y-6=0,

deci

y=6.\boxed{y=6}.
  • c) Din punctul a), deoarece
(x2+1)x2+1>0,∀x∈R,(x^2+1)\sqrt{x^2+1}>0,\quad \forall x\in\mathbb R,

semnul lui f′(x)f'(x) este semnul produsului

x(x2−4)=x(x−2)(x+2).x(x^2-4)=x(x-2)(x+2).

Pe intervalul [0,2][0,2], avem x≥0x\ge 0 și x2−4≤0x^2-4\le 0, deci

f′(x)≤0.f'(x)\le 0.

Prin urmare, ff este descrescătoare pe [0,2][0,2].

Pe intervalul [2,+∞)[2,+\infty), avem x≥0x\ge 0 și x2−4≥0x^2-4\ge 0, deci

f′(x)≥0.f'(x)\ge 0.

Prin urmare, ff este crescătoare pe [2,+∞)[2,+\infty).

Pentru x∈[0,1]x\in[0,1], rezultă că

f(x)≥f(1),f(x)\ge f(1),

deoarece ff este descrescătoare pe [0,2][0,2]. De asemenea,

7x∈[0,7].7x\in[0,7].

Pe intervalul [0,7][0,7], funcția descrește pe [0,2][0,2] și crește pe [2,7][2,7], deci valoarea maximă pe [0,7][0,7] se află la unul dintre capete. Calculăm:

f(0)=6,f(0)=6,

iar

f(7)=49+649+1=5550=5552=112.f(7)=\frac{49+6}{\sqrt{49+1}} =\frac{55}{\sqrt{50}} =\frac{55}{5\sqrt2} =\frac{11}{\sqrt2}.

Cum

112>6,\frac{11}{\sqrt2}>6,

valoarea maximă pe [0,7][0,7] este f(7)f(7). Așadar,

f(7x)≤f(7),∀x∈[0,1].f(7x)\le f(7),\quad \forall x\in[0,1].

Prin urmare,

f(7x)−f(x)≤f(7)−f(1).f(7x)-f(x)\le f(7)-f(1).

Calculăm

f(1)=1+61+1=72.f(1)=\frac{1+6}{\sqrt{1+1}}=\frac{7}{\sqrt2}.

Deci

f(7)−f(1)=112−72=42=22.f(7)-f(1) =\frac{11}{\sqrt2}-\frac{7}{\sqrt2} =\frac{4}{\sqrt2} =2\sqrt2.

Rezultă

f(7x)−f(x)≤22,∀x∈[0,1].\boxed{f(7x)-f(x)\le 2\sqrt2,\quad \forall x\in[0,1]}.

2.

Se consideră funcția

f:R→R,f(x)=3x2−1+e2x.f:\mathbb R\to\mathbb R,\qquad f(x)=3x^2-1+e^{2x}.
  • a) Observăm că
f(x)−e2x=3x2−1.f(x)-e^{2x}=3x^2-1.

Atunci

∫03(f(x)−e2x) dx=∫03(3x2−1) dx.\int_0^3\left(f(x)-e^{2x}\right)\,dx =\int_0^3(3x^2-1)\,dx.

Calculăm:

∫03(3x2−1) dx=[x3−x]03=(27−3)−0=24.\int_0^3(3x^2-1)\,dx =\left[x^3-x\right]_0^3 =(27-3)-0=24.

Prin urmare,

∫03(f(x)−e2x) dx=24.\boxed{\int_0^3\left(f(x)-e^{2x}\right)\,dx=24}.
  • b) Avem
f(x)−3x2+1=e2x.f(x)-3x^2+1=e^{2x}.

Prin urmare,

∫014x(f(x)−3x2+1) dx=∫014xe2x dx.\int_0^1 4x\left(f(x)-3x^2+1\right)\,dx =\int_0^1 4xe^{2x}\,dx.

Observăm că

((2x−1)e2x)′=2e2x+2(2x−1)e2x=4xe2x.\left((2x-1)e^{2x}\right)' =2e^{2x}+2(2x-1)e^{2x} =4xe^{2x}.

Deci

∫014xe2x dx=[(2x−1)e2x]01.\int_0^1 4xe^{2x}\,dx =\left[(2x-1)e^{2x}\right]_0^1.

Calculăm:

[(2x−1)e2x]01=(2⋅1−1)e2−(2⋅0−1)e0=e2−(−1)=e2+1.\left[(2x-1)e^{2x}\right]_0^1 =(2\cdot 1-1)e^2-(2\cdot 0-1)e^0 =e^2-(-1) =e^2+1.

Așadar,

∫014x(f(x)−3x2+1) dx=e2+1.\boxed{\int_0^1 4x\left(f(x)-3x^2+1\right)\,dx=e^2+1}.
  • c) Considerăm
F(x)=∫0xf(t)t+1 dt.F(x)=\int_0^x \frac{f(t)}{t+1}\,dt.

Pentru xx suficient de apropiat de 00, avem t+1≠0t+1\ne 0 pe intervalul de integrare, deci integrala este bine definită. Trebuie să calculăm

lim⁡x→0F(x)x2.\lim_{x\to 0}\frac{F(x)}{x^2}.

Avem

F(0)=0F(0)=0

și

lim⁡x→0x2=0.\lim_{x\to 0}x^2=0.

Aplicăm regula lui l’Hôpital:

lim⁡x→0F(x)x2=lim⁡x→0F′(x)2x.\lim_{x\to0}\frac{F(x)}{x^2} =\lim_{x\to0}\frac{F'(x)}{2x}.

Prin teorema fundamentală a calculului integral,

F′(x)=f(x)x+1.F'(x)=\frac{f(x)}{x+1}.

Astfel,

lim⁡x→0F(x)x2=lim⁡x→0f(x)2x(x+1).\lim_{x\to0}\frac{F(x)}{x^2} =\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{2x(x+1)}.

Cum

f(0)=3⋅02−1+e0=0,f(0)=3\cdot 0^2-1+e^0=0,

obținem din nou o formă nedeterminată de tip 00\frac00. Aplicăm încă o dată regula lui l’Hôpital:

lim⁡x→0f(x)2x(x+1)=lim⁡x→0f′(x)(2x(x+1))′.\lim_{x\to0}\frac{f(x)}{2x(x+1)} =\lim_{x\to0}\frac{f'(x)}{(2x(x+1))'}.

Derivăm:

f′(x)=6x+2e2xf'(x)=6x+2e^{2x}

și

(2x(x+1))′=(2x2+2x)′=4x+2.(2x(x+1))'= (2x^2+2x)'=4x+2.

Prin urmare,

lim⁡x→0f′(x)4x+2=lim⁡x→06x+2e2x4x+2=22=1.\lim_{x\to0}\frac{f'(x)}{4x+2} =\lim_{x\to0}\frac{6x+2e^{2x}}{4x+2} =\frac{2}{2}=1.

Deci

lim⁡x→01x2∫0xf(t)t+1 dt=1.\boxed{\lim_{x\to0}\frac{1}{x^2}\int_0^x\frac{f(t)}{t+1}\,dt=1}.

Autoevaluare pentru punctaj maxim

  • Toate cele 18 subpuncte au fost rezolvate în ordinea din subiect.
  • Au fost verificate condițiile de definiție pentru logaritm, pentru funcțiile cu radical la numitor și pentru limita cu integrala în vecinătatea lui 00.
  • La sistemul de ecuații s-au tratat separat existența unei infinități de soluții și condiția de soluție unică prin determinant.
  • La polinom s-au folosit corect relațiile lui Viète și teorema restului, cu verificarea soluțiilor reale.
  • La studiul funcției s-au justificat derivata, tangenta, monotonia și estimarea necesară pentru inegalitate.
  • Integralele și limita au fost calculate cu pași expliciți, iar rezultatele finale sunt simplificate și marcate clar.