SUBIECTUL I
Avem a = 20 − 21 a=20-\sqrt{21} a = 20 − 21 și b = 22 + 21 b=22+\sqrt{21} b = 22 + 21 . Media aritmetică este
a + b 2 = 20 − 21 + 22 + 21 2 = 42 2 = 21. \frac{a+b}{2}=\frac{20-\sqrt{21}+22+\sqrt{21}}{2}=\frac{42}{2}=21. 2 a + b = 2 20 − 21 + 22 + 21 = 2 42 = 21.
Deci media aritmetică a numerelor date este 21 21 21 .
Pentru orice a ∈ R a\in\mathbb{R} a ∈ R ,
f ( a ) = a − 1 , g ( a ) = 3 − a . f(a)=a-1,\qquad g(a)=3-a. f ( a ) = a − 1 , g ( a ) = 3 − a .
Prin urmare,
f ( a ) + g ( a ) = a − 1 + 3 − a = 2. f(a)+g(a)=a-1+3-a=2. f ( a ) + g ( a ) = a − 1 + 3 − a = 2.
Egalitatea este adevărată pentru orice număr real a a a .
Ecuația este
7 x − 6 = x . \sqrt{7x-6}=x. 7 x − 6 = x .
Condițiile sunt 7 x − 6 ≥ 0 7x-6\ge0 7 x − 6 ≥ 0 și, deoarece radicalul este nenegativ, x ≥ 0 x\ge0 x ≥ 0 . Este suficient să reținem x ≥ 6 7 x\ge \frac67 x ≥ 7 6 .
Pentru x ≥ 6 7 x\ge \frac67 x ≥ 7 6 , putem ridica la pătrat:
7 x − 6 = x 2 . 7x-6=x^2. 7 x − 6 = x 2 .
O aducem la forma standard:
x 2 − 7 x + 6 = 0. x^2-7x+6=0. x 2 − 7 x + 6 = 0.
Factorizăm:
x 2 − 7 x + 6 = ( x − 1 ) ( x − 6 ) . x^2-7x+6=(x-1)(x-6). x 2 − 7 x + 6 = ( x − 1 ) ( x − 6 ) .
Rezultă
( x − 1 ) ( x − 6 ) = 0 , (x-1)(x-6)=0, ( x − 1 ) ( x − 6 ) = 0 ,
deci
x = 1 sau x = 6. x=1 \quad \text{sau} \quad x=6. x = 1 sau x = 6.
Ambele valori verifică domeniul și ecuația inițială:
7 ⋅ 1 − 6 = 1 , 7 ⋅ 6 − 6 = 6. \sqrt{7\cdot1-6}=1,\qquad \sqrt{7\cdot6-6}=6. 7 ⋅ 1 − 6 = 1 , 7 ⋅ 6 − 6 = 6.
Soluțiile reale sunt x ∈ { 1 , 6 } \boxed{x\in\{1,6\}} x ∈ { 1 , 6 } .
Numărul este par, deci cifra unităților trebuie să fie pară. Din mulțimea { 1 , 2 , 3 , 4 } \{1,2,3,4\} { 1 , 2 , 3 , 4 } , cifra unităților poate fi 2 2 2 sau 4 4 4 , deci sunt 2 2 2 alegeri.
Cifra zecilor poate fi oricare dintre cele 4 4 4 cifre ale mulțimii { 1 , 2 , 3 , 4 } \{1,2,3,4\} { 1 , 2 , 3 , 4 } . Nu se impune ca cifrele să fie distincte.
Prin regula produsului, se pot forma
2 ⋅ 4 = 8 2\cdot 4=8 2 ⋅ 4 = 8
numere naturale pare de două cifre.
Punctele sunt O ( 0 , 0 ) O(0,0) O ( 0 , 0 ) , A ( 6 , 0 ) A(6,0) A ( 6 , 0 ) , B ( 6 , 6 ) B(6,6) B ( 6 , 6 ) . Punctul M M M , mijlocul segmentului O B OB O B , are coordonatele
M ( 0 + 6 2 , 0 + 6 2 ) = ( 3 , 3 ) . M\left(\frac{0+6}{2},\frac{0+6}{2}\right)=(3,3). M ( 2 0 + 6 , 2 0 + 6 ) = ( 3 , 3 ) .
Calculăm lungimile:
O M = ( 3 − 0 ) 2 + ( 3 − 0 ) 2 = 18 = 3 2 , OM=\sqrt{(3-0)^2+(3-0)^2}=\sqrt{18}=3\sqrt2, O M = ( 3 − 0 ) 2 + ( 3 − 0 ) 2 = 18 = 3 2 ,
A M = ( 3 − 6 ) 2 + ( 3 − 0 ) 2 = 9 + 9 = 3 2 . AM=\sqrt{(3-6)^2+(3-0)^2}=\sqrt{9+9}=3\sqrt2. A M = ( 3 − 6 ) 2 + ( 3 − 0 ) 2 = 9 + 9 = 3 2 .
Deoarece O M = A M OM=AM O M = A M , triunghiul A O M AOM A O M este isoscel.
Triunghiul A B C ABC A B C este dreptunghic în A A A , iar ∠ B = 60 ∘ \angle B=60^\circ ∠ B = 6 0 ∘ . Atunci
∠ C = 180 ∘ − 90 ∘ − 60 ∘ = 30 ∘ . \angle C=180^\circ-90^\circ-60^\circ=30^\circ. ∠ C = 18 0 ∘ − 9 0 ∘ − 6 0 ∘ = 3 0 ∘ .
Fie D D D piciorul înălțimii din A A A pe B C BC B C , deci A D ⊥ B C AD\perp BC A D ⊥ B C . În triunghiul dreptunghic A C D ACD A C D , unghiul de la C C C este 30 ∘ 30^\circ 3 0 ∘ , iar A C = 4 AC=4 A C = 4 este ipotenuza. Cateta opusă unghiului de 30 ∘ 30^\circ 3 0 ∘ este jumătate din ipotenuză, deci
A D = A C 2 = 4 2 = 2. AD=\frac{AC}{2}=\frac{4}{2}=2. A D = 2 A C = 2 4 = 2.
Înălțimea din vârful A A A are lungimea 2 2 2 .
SUBIECTUL al II-lea
Se consideră
I 2 = ( 1 0 0 1 ) , A ( x ) = ( 1 − x x x + 1 ) , x ∈ R . I_2=\begin{pmatrix}1&0\\0&1\end{pmatrix},\qquad
A(x)=\begin{pmatrix}1&-x\\ x&x+1\end{pmatrix},\quad x\in\mathbb{R}. I 2 = ( 1 0 0 1 ) , A ( x ) = ( 1 x − x x + 1 ) , x ∈ R .
A ( 1 ) = ( 1 − 1 1 2 ) . A(1)=\begin{pmatrix}1&-1\\1&2\end{pmatrix}. A ( 1 ) = ( 1 1 − 1 2 ) .
Atunci
det ( A ( 1 ) ) = ∣ 1 − 1 1 2 ∣ = 1 ⋅ 2 − ( − 1 ) ⋅ 1 = 2 + 1 = 3. \det(A(1))=
\begin{vmatrix}1&-1\\1&2\end{vmatrix}
=1\cdot 2-(-1)\cdot 1=2+1=3. det ( A ( 1 )) = 1 1 − 1 2 = 1 ⋅ 2 − ( − 1 ) ⋅ 1 = 2 + 1 = 3.
Deci det ( A ( 1 ) ) = 3 \det(A(1))=3 det ( A ( 1 )) = 3 .
A ( − 1 ) = ( 1 1 − 1 0 ) , A ( 2 ) = ( 1 − 2 2 3 ) . A(-1)=\begin{pmatrix}1&1\\-1&0\end{pmatrix},\qquad
A(2)=\begin{pmatrix}1&-2\\2&3\end{pmatrix}. A ( − 1 ) = ( 1 − 1 1 0 ) , A ( 2 ) = ( 1 2 − 2 3 ) .
Produsul este
A ( − 1 ) A ( 2 ) = ( 1 1 − 1 0 ) ( 1 − 2 2 3 ) = ( 3 1 − 1 2 ) . A(-1)A(2)=
\begin{pmatrix}1&1\\-1&0\end{pmatrix}
\begin{pmatrix}1&-2\\2&3\end{pmatrix}
=
\begin{pmatrix}
3&1\\
-1&2
\end{pmatrix}. A ( − 1 ) A ( 2 ) = ( 1 − 1 1 0 ) ( 1 2 − 2 3 ) = ( 3 − 1 1 2 ) .
Prin urmare,
A ( − 1 ) A ( 2 ) − A ( − 1 ) = ( 3 1 − 1 2 ) − ( 1 1 − 1 0 ) = ( 2 0 0 2 ) = 2 I 2 . A(-1)A(2)-A(-1)=
\begin{pmatrix}3&1\\-1&2\end{pmatrix}
-
\begin{pmatrix}1&1\\-1&0\end{pmatrix}
=
\begin{pmatrix}2&0\\0&2\end{pmatrix}
=2I_2. A ( − 1 ) A ( 2 ) − A ( − 1 ) = ( 3 − 1 1 2 ) − ( 1 − 1 1 0 ) = ( 2 0 0 2 ) = 2 I 2 .
c) Pentru x ∈ R x\in\mathbb{R} x ∈ R ,
A ( − x ) = ( 1 x − x 1 − x ) . A(-x)=\begin{pmatrix}1&x\\-x&1-x\end{pmatrix}. A ( − x ) = ( 1 − x x 1 − x ) .
Calculăm
A ( x ) A ( − x ) = ( 1 − x x x + 1 ) ( 1 x − x 1 − x ) = ( 1 + x 2 x 2 − x 2 1 ) . A(x)A(-x)=
\begin{pmatrix}1&-x\\x&x+1\end{pmatrix}
\begin{pmatrix}1&x\\-x&1-x\end{pmatrix}
=
\begin{pmatrix}
1+x^2&x^2\\
-x^2&1
\end{pmatrix}. A ( x ) A ( − x ) = ( 1 x − x x + 1 ) ( 1 − x x 1 − x ) = ( 1 + x 2 − x 2 x 2 1 ) .
De asemenea,
x A ( x ) = ( x − x 2 x 2 x 2 + x ) . xA(x)=
\begin{pmatrix}
x&-x^2\\
x^2&x^2+x
\end{pmatrix}. x A ( x ) = ( x x 2 − x 2 x 2 + x ) .
Astfel,
A ( x ) A ( − x ) + x A ( x ) = ( x 2 + x + 1 0 0 x 2 + x + 1 ) = ( x 2 + x + 1 ) I 2 . A(x)A(-x)+xA(x)=
\begin{pmatrix}
x^2+x+1&0\\
0&x^2+x+1
\end{pmatrix}
=(x^2+x+1)I_2. A ( x ) A ( − x ) + x A ( x ) = ( x 2 + x + 1 0 0 x 2 + x + 1 ) = ( x 2 + x + 1 ) I 2 .
Condiția din enunț devine
( x 2 + x + 1 ) I 2 = 3 I 2 , (x^2+x+1)I_2=3I_2, ( x 2 + x + 1 ) I 2 = 3 I 2 ,
deci
x 2 + x + 1 = 3 ⟺ x 2 + x − 2 = 0. x^2+x+1=3 \iff x^2+x-2=0. x 2 + x + 1 = 3 ⟺ x 2 + x − 2 = 0.
Factorizăm:
x 2 + x − 2 = ( x + 2 ) ( x − 1 ) , x^2+x-2=(x+2)(x-1), x 2 + x − 2 = ( x + 2 ) ( x − 1 ) ,
de unde
x = − 2 sau x = 1. x=-2 \quad \text{sau} \quad x=1. x = − 2 sau x = 1.
Numerele reale cerute sunt x ∈ { − 2 , 1 } \boxed{x\in\{-2,1\}} x ∈ { − 2 , 1 } .
Pe R \mathbb{R} R este definită legea
x ∘ y = 4 ( x y + 1 ) − 3 ( x + y ) . x\circ y=4(xy+1)-3(x+y). x ∘ y = 4 ( x y + 1 ) − 3 ( x + y ) .
1 ∘ 2 = 4 ( 1 ⋅ 2 + 1 ) − 3 ( 1 + 2 ) = 4 ⋅ 3 − 3 ⋅ 3 = 12 − 9 = 3. 1\circ 2=4(1\cdot2+1)-3(1+2)=4\cdot3-3\cdot3=12-9=3. 1 ∘ 2 = 4 ( 1 ⋅ 2 + 1 ) − 3 ( 1 + 2 ) = 4 ⋅ 3 − 3 ⋅ 3 = 12 − 9 = 3.
Deci 1 ∘ 2 = 3 1\circ2=3 1 ∘ 2 = 3 .
a ∘ 3 = 4 ( 3 a + 1 ) − 3 ( a + 3 ) = 12 a + 4 − 3 a − 9 = 9 a − 5. a\circ3=4(3a+1)-3(a+3)=12a+4-3a-9=9a-5. a ∘ 3 = 4 ( 3 a + 1 ) − 3 ( a + 3 ) = 12 a + 4 − 3 a − 9 = 9 a − 5.
Din ipoteza a ∘ 3 = 4 a\circ3=4 a ∘ 3 = 4 rezultă
9 a − 5 = 4 ⟺ 9 a = 9 ⟺ a = 1. 9a-5=4 \iff 9a=9 \iff a=1. 9 a − 5 = 4 ⟺ 9 a = 9 ⟺ a = 1.
Atunci
a ∘ ( − a ) = 1 ∘ ( − 1 ) = 4 ( 1 ⋅ ( − 1 ) + 1 ) − 3 ( 1 + ( − 1 ) ) . a\circ(-a)=1\circ(-1)=4(1\cdot(-1)+1)-3(1+(-1)). a ∘ ( − a ) = 1 ∘ ( − 1 ) = 4 ( 1 ⋅ ( − 1 ) + 1 ) − 3 ( 1 + ( − 1 )) .
Prin urmare,
1 ∘ ( − 1 ) = 4 ( 0 ) − 3 ( 0 ) = 0. 1\circ(-1)=4(0)-3(0)=0. 1 ∘ ( − 1 ) = 4 ( 0 ) − 3 ( 0 ) = 0.
Deci, dacă a ∘ 3 = 4 a\circ3=4 a ∘ 3 = 4 , atunci a ∘ ( − a ) = 0 a\circ(-a)=0 a ∘ ( − a ) = 0 .
x ∘ 1 = 4 ( x + 1 ) − 3 ( x + 1 ) = x + 1. x\circ1=4(x+1)-3(x+1)=x+1. x ∘ 1 = 4 ( x + 1 ) − 3 ( x + 1 ) = x + 1.
Atunci
( x ∘ 1 ) ∘ ( x − 1 ) = ( x + 1 ) ∘ ( x − 1 ) . (x\circ1)\circ(x-1)=(x+1)\circ(x-1). ( x ∘ 1 ) ∘ ( x − 1 ) = ( x + 1 ) ∘ ( x − 1 ) .
Aplicăm definiția:
( x + 1 ) ∘ ( x − 1 ) = 4 ( ( x + 1 ) ( x − 1 ) + 1 ) − 3 ( ( x + 1 ) + ( x − 1 ) ) . (x+1)\circ(x-1)=4\big((x+1)(x-1)+1\big)-3\big((x+1)+(x-1)\big). ( x + 1 ) ∘ ( x − 1 ) = 4 ( ( x + 1 ) ( x − 1 ) + 1 ) − 3 ( ( x + 1 ) + ( x − 1 ) ) .
Cum
( x + 1 ) ( x − 1 ) = x 2 − 1 , ( x + 1 ) + ( x − 1 ) = 2 x , (x+1)(x-1)=x^2-1,\qquad (x+1)+(x-1)=2x, ( x + 1 ) ( x − 1 ) = x 2 − 1 , ( x + 1 ) + ( x − 1 ) = 2 x ,
obținem
( x ∘ 1 ) ∘ ( x − 1 ) = 4 x 2 − 6 x . (x\circ1)\circ(x-1)=4x^2-6x. ( x ∘ 1 ) ∘ ( x − 1 ) = 4 x 2 − 6 x .
Inegalitatea cerută este
4 x 2 − 6 x ≤ 4. 4x^2-6x\le 4. 4 x 2 − 6 x ≤ 4.
Echivalent,
2 x 2 − 3 x − 2 ≤ 0. 2x^2-3x-2\le0. 2 x 2 − 3 x − 2 ≤ 0.
Factorizăm:
2 x 2 − 3 x − 2 = ( 2 x + 1 ) ( x − 2 ) . 2x^2-3x-2=(2x+1)(x-2). 2 x 2 − 3 x − 2 = ( 2 x + 1 ) ( x − 2 ) .
Deoarece parabola are coeficientul lui x 2 x^2 x 2 pozitiv, inegalitatea este satisfăcută între rădăcini:
x ∈ [ − 1 2 , 2 ] . \boxed{x\in\left[-\frac12,\,2\right]}. x ∈ [ − 2 1 , 2 ] .
SUBIECTUL al III-lea
Se consideră funcția
f : ( 0 , + ∞ ) → R , f ( x ) = 2 x 2 + x + 3 − 5 ln x . f:(0,+\infty)\to\mathbb{R},\qquad f(x)=2x^2+x+3-5\ln x. f : ( 0 , + ∞ ) → R , f ( x ) = 2 x 2 + x + 3 − 5 ln x .
a) Pentru x > 0 x>0 x > 0 , derivăm:
f ′ ( x ) = 4 x + 1 − 5 x . f'(x)=4x+1-\frac5x. f ′ ( x ) = 4 x + 1 − x 5 .
Scriem pe același numitor:
f ′ ( x ) = 4 x 2 + x − 5 x . f'(x)=\frac{4x^2+x-5}{x}. f ′ ( x ) = x 4 x 2 + x − 5 .
Factorizăm numărătorul:
4 x 2 + x − 5 = ( x − 1 ) ( 4 x + 5 ) . 4x^2+x-5=(x-1)(4x+5). 4 x 2 + x − 5 = ( x − 1 ) ( 4 x + 5 ) .
Rezultă
f ′ ( x ) = ( x − 1 ) ( 4 x + 5 ) x , x ∈ ( 0 , + ∞ ) . \boxed{f'(x)=\frac{(x-1)(4x+5)}{x}},\qquad x\in(0,+\infty). f ′ ( x ) = x ( x − 1 ) ( 4 x + 5 ) , x ∈ ( 0 , + ∞ ) .
f ( x ) + 5 ln x = 2 x 2 + x + 3. f(x)+5\ln x=2x^2+x+3. f ( x ) + 5 ln x = 2 x 2 + x + 3.
Prin urmare,
lim x → + ∞ f ( x ) + 5 ln x 3 − x − x 2 = lim x → + ∞ 2 x 2 + x + 3 3 − x − x 2 . \lim_{x\to+\infty}\frac{f(x)+5\ln x}{3-x-x^2}
=\lim_{x\to+\infty}\frac{2x^2+x+3}{3-x-x^2}. x → + ∞ lim 3 − x − x 2 f ( x ) + 5 ln x = x → + ∞ lim 3 − x − x 2 2 x 2 + x + 3 .
Împărțim numărătorul și numitorul la x 2 x^2 x 2 :
lim x → + ∞ 2 + 1 x + 3 x 2 3 x 2 − 1 x − 1 = 2 − 1 = − 2. \lim_{x\to+\infty}
\frac{2+\frac1x+\frac3{x^2}}{\frac3{x^2}-\frac1x-1}
=\frac{2}{-1}=-2. x → + ∞ lim x 2 3 − x 1 − 1 2 + x 1 + x 2 3 = − 1 2 = − 2.
Deci limita este − 2 \boxed{-2} − 2 .
c) Pe domeniul ( 0 , + ∞ ) (0,+\infty) ( 0 , + ∞ ) , avem x > 0 x>0 x > 0 și 4 x + 5 > 0 4x+5>0 4 x + 5 > 0 . Din formula derivatei,
f ′ ( x ) = ( x − 1 ) ( 4 x + 5 ) x , f'(x)=\frac{(x-1)(4x+5)}{x}, f ′ ( x ) = x ( x − 1 ) ( 4 x + 5 ) ,
semnul lui f ′ ( x ) f'(x) f ′ ( x ) este semnul lui x − 1 x-1 x − 1 . Astfel,
f ′ ( x ) < 0 pe ( 0 , 1 ) , f ′ ( x ) > 0 pe ( 1 , + ∞ ) . f'(x)<0 \text{ pe } (0,1),\qquad f'(x)>0 \text{ pe } (1,+\infty). f ′ ( x ) < 0 pe ( 0 , 1 ) , f ′ ( x ) > 0 pe ( 1 , + ∞ ) .
Funcția este descrescătoare pe ( 0 , 1 ] (0,1] ( 0 , 1 ] și crescătoare pe [ 1 , + ∞ ) [1,+\infty) [ 1 , + ∞ ) , deci are minim global în x = 1 x=1 x = 1 .
Calculăm
f ( 1 ) = 2 ⋅ 1 2 + 1 + 3 − 5 ln 1 = 2 + 1 + 3 = 6. f(1)=2\cdot1^2+1+3-5\ln1=2+1+3=6. f ( 1 ) = 2 ⋅ 1 2 + 1 + 3 − 5 ln 1 = 2 + 1 + 3 = 6.
Rezultă că, pentru orice x ∈ ( 0 , + ∞ ) x\in(0,+\infty) x ∈ ( 0 , + ∞ ) ,
f ( x ) ≥ f ( 1 ) = 6. f(x)\ge f(1)=6. f ( x ) ≥ f ( 1 ) = 6.
Adică
2 x 2 + x + 3 − 5 ln x ≥ 6. 2x^2+x+3-5\ln x\ge6. 2 x 2 + x + 3 − 5 ln x ≥ 6.
Prin transpunere,
2 x 2 + x ≥ 3 + 5 ln x , ∀ x ∈ ( 0 , + ∞ ) . \boxed{2x^2+x\ge 3+5\ln x},\qquad \forall x\in(0,+\infty). 2 x 2 + x ≥ 3 + 5 ln x , ∀ x ∈ ( 0 , + ∞ ) .
Se consideră funcția
f : R → R , f ( x ) = ( 3 − 2 x ) e x . f:\mathbb{R}\to\mathbb{R},\qquad f(x)=(3-2x)e^x. f : R → R , f ( x ) = ( 3 − 2 x ) e x .
a) Pentru orice x ∈ R x\in\mathbb{R} x ∈ R , deoarece e x ≠ 0 e^x\ne0 e x = 0 ,
f ( x ) e x = 3 − 2 x . \frac{f(x)}{e^x}=3-2x. e x f ( x ) = 3 − 2 x .
Atunci
∫ 0 1 f ( x ) e x d x = ∫ 0 1 ( 3 − 2 x ) d x = ( 3 x − x 2 ) 0 1 = 3 − 1 = 2. \int_0^1 \frac{f(x)}{e^x}\,dx
=\int_0^1 (3-2x)\,dx
=\left(3x-x^2\right)_0^1
=3-1=2. ∫ 0 1 e x f ( x ) d x = ∫ 0 1 ( 3 − 2 x ) d x = ( 3 x − x 2 ) 0 1 = 3 − 1 = 2.
∫ 0 2 f ( x ) d x = ∫ 0 2 ( 3 − 2 x ) e x d x . \int_0^2 f(x)\,dx=\int_0^2 (3-2x)e^x\,dx. ∫ 0 2 f ( x ) d x = ∫ 0 2 ( 3 − 2 x ) e x d x .
Observăm că
( ( 5 − 2 x ) e x ) ′ = ( − 2 ) e x + ( 5 − 2 x ) e x = ( 3 − 2 x ) e x . \left((5-2x)e^x\right)'=(-2)e^x+(5-2x)e^x=(3-2x)e^x. ( ( 5 − 2 x ) e x ) ′ = ( − 2 ) e x + ( 5 − 2 x ) e x = ( 3 − 2 x ) e x .
Deci o primitivă este ( 5 − 2 x ) e x (5-2x)e^x ( 5 − 2 x ) e x . Astfel,
∫ 0 2 ( 3 − 2 x ) e x d x = ( ( 5 − 2 x ) e x ) 0 2 = ( 5 − 4 ) e 2 − 5 = e 2 − 5. \int_0^2 (3-2x)e^x\,dx
=\left((5-2x)e^x\right)_0^2
=(5-4)e^2-5
=e^2-5. ∫ 0 2 ( 3 − 2 x ) e x d x = ( ( 5 − 2 x ) e x ) 0 2 = ( 5 − 4 ) e 2 − 5 = e 2 − 5.
c) Pentru a ∈ ( − ∞ , 1 ) a\in(-\infty,1) a ∈ ( − ∞ , 1 ) , pe intervalul [ a , 1 ] [a,1] [ a , 1 ] avem 3 − 2 x ≥ 1 > 0 3-2x\ge1>0 3 − 2 x ≥ 1 > 0 , deci f ( x ) ≠ 0 f(x)\ne0 f ( x ) = 0 și integrala este bine definită.
Cum
f 3 ( x ) = ( 3 − 2 x ) 3 e 3 x , f^3(x)=(3-2x)^3e^{3x}, f 3 ( x ) = ( 3 − 2 x ) 3 e 3 x ,
rezultă
e 3 x f 3 ( x ) = 1 ( 3 − 2 x ) 3 . \frac{e^{3x}}{f^3(x)}=\frac{1}{(3-2x)^3}. f 3 ( x ) e 3 x = ( 3 − 2 x ) 3 1 .
Trebuie să rezolvăm
∫ a 1 d x ( 3 − 2 x ) 3 = 2 9 . \int_a^1 \frac{dx}{(3-2x)^3}=\frac29. ∫ a 1 ( 3 − 2 x ) 3 d x = 9 2 .
O primitivă este
∫ d x ( 3 − 2 x ) 3 = 1 4 ( 3 − 2 x ) 2 + C , \int \frac{dx}{(3-2x)^3}
=\frac{1}{4(3-2x)^2}+C, ∫ ( 3 − 2 x ) 3 d x = 4 ( 3 − 2 x ) 2 1 + C ,
deoarece
( 1 4 ( 3 − 2 x ) 2 ) ′ = 1 ( 3 − 2 x ) 3 . \left(\frac{1}{4(3-2x)^2}\right)'=\frac{1}{(3-2x)^3}. ( 4 ( 3 − 2 x ) 2 1 ) ′ = ( 3 − 2 x ) 3 1 .
Prin urmare,
∫ a 1 d x ( 3 − 2 x ) 3 = [ 1 4 ( 3 − 2 x ) 2 ] a 1 = 1 4 − 1 4 ( 3 − 2 a ) 2 . \int_a^1 \frac{dx}{(3-2x)^3}
=\left[\frac{1}{4(3-2x)^2}\right]_a^1
=\frac14-\frac{1}{4(3-2a)^2}. ∫ a 1 ( 3 − 2 x ) 3 d x = [ 4 ( 3 − 2 x ) 2 1 ] a 1 = 4 1 − 4 ( 3 − 2 a ) 2 1 .
Ecuația devine
1 4 − 1 4 ( 3 − 2 a ) 2 = 2 9 . \frac14-\frac{1}{4(3-2a)^2}=\frac29. 4 1 − 4 ( 3 − 2 a ) 2 1 = 9 2 .
Înmulțim cu 4 4 4 :
1 − 1 ( 3 − 2 a ) 2 = 8 9 , 1-\frac{1}{(3-2a)^2}=\frac89, 1 − ( 3 − 2 a ) 2 1 = 9 8 ,
deci
1 ( 3 − 2 a ) 2 = 1 9 . \frac{1}{(3-2a)^2}=\frac19. ( 3 − 2 a ) 2 1 = 9 1 .
Astfel,
( 3 − 2 a ) 2 = 9 , (3-2a)^2=9, ( 3 − 2 a ) 2 = 9 ,
de unde
3 − 2 a = 3 sau 3 − 2 a = − 3. 3-2a=3 \quad \text{sau} \quad 3-2a=-3. 3 − 2 a = 3 sau 3 − 2 a = − 3.
Rezultă
a = 0 sau a = 3. a=0 \quad \text{sau} \quad a=3. a = 0 sau a = 3.
Cum a ∈ ( − ∞ , 1 ) a\in(-\infty,1) a ∈ ( − ∞ , 1 ) , singura valoare admisă este
a = 0 . \boxed{a=0}. a = 0 .
Autoevaluare pentru punctaj maxim
Toate cele 6 itemuri de la SUBIECTUL I sunt rezolvate în ordine, cu calculele esențiale explicate.
SUBIECTUL al II-lea include verificările matriciale complete, condiția de egalitate cu 3 I 2 3I_2 3 I 2 și rezolvarea inegalității pentru legea de compoziție.
SUBIECTUL al III-lea include domeniile relevante, derivarea, studiul semnului derivatei, limita și integralele cu primitive verificate.
Rezultatele finale au fost simplificate și condițiile x > 0 x>0 x > 0 , x ∈ R x\in\mathbb{R} x ∈ R , respectiv a < 1 a<1 a < 1 , au fost folosite unde sunt necesare.