Cum baza este aceeași și 10>0,10=1, egalăm exponenții:
x−1=2−2x⟺3x=3⟺x=1.
Soluția este x=1.
4. Cifrele pare din mulțimea
A={1,2,3,4,5,6}
sunt 2,4,6, deci avem 3 cifre pare disponibile. Numărul trebuie să aibă două cifre distincte, ambele pare.
Pentru cifra zecilor avem 3 alegeri, iar pentru cifra unităților rămân 2 alegeri. Rezultă
3⋅2=6
numere.
5. Originea este O(0,0), iar A(4,6). Mijlocul segmentului OA este
M(20+4,20+6)=M(2,3).
Cu B(6,0), distanța BM este
BM=(6−2)2+(0−3)2=16+9=5.
6. Triunghiul ABC este dreptunghic în A, deci catetele sunt AB și AC. Aria este
A=2AB⋅AC.
Știm că AC=6 și A=24, deci
24=2AB⋅6=3AB.
Prin urmare,
AB=8.
SUBIECTUL al II-lea
1. Se consideră
A=(1112),B(x)=(x+12xx+44x−3).
a) Determinantul matricei A este
detA=1112=1⋅2−1⋅1=1.
b) Calculăm
xA=(xxx2x),
deci
B(x)−xA=(x+1−x2x−xx+4−x4x−3−2x)=(1x42x−3).
Atunci
det(B(x)−xA)=1(2x−3)−4x=−2x−3.
Impunem condiția din enunț:
−2x−3=x⟺−3x=3⟺x=−1.
c) Mai întâi calculăm
A2=(1112)(1112)=(2335),
iar
A3=A2A=(2335)(1112)=(58813).
Prin urmare,
2A⋅A⋅A=2A3=(10161626).
De asemenea,
B(x+2)=(x+32x+4x+64x+5).
Rezultă
B(x)+B(x+2)=(2x+44x+42x+108x+2).
Egalitatea matricilor devine
(2x+44x+42x+108x+2)=(10161626).
Din prima egalitate obținem
2x+4=10⟺x=3.
Verificarea celorlalte elemente pentru x=3 dă
2x+10=16,4x+4=16,8x+2=26.
Deci soluția este x=3.
2. Se consideră polinomul
f=X3+mX2−2X−4,m∈R.
a) Pentru m=6,
f(1)=13+6⋅12−2⋅1−4=1+6−2−4=1.
b) Notăm cu x1,x2,x3 rădăcinile polinomului. Pentru polinomul monic
X3+mX2−2X−4
relațiile lui Viete dau
x1+x2+x3=−m,x1x2x3=−(−4)=4.
Condiția din enunț este
(x1x2x3)2=x1+x2+x3+x1x2x3.
Înlocuind,
42=−m+4⟺16=−m+4⟺m=−12.
c) Restul împărțirii lui f la X−2 este f(2). Condiția este
f(2)=8.
Calculăm:
f(2)=23+m⋅22−2⋅2−4=8+4m−4−4=4m.
Astfel,
4m=8⟺m=2.
Polinomul devine
f(X)=X3+2X2−2X−4.
Factorizăm prin grupare:
X3+2X2−2X−4=X2(X+2)−2(X+2)=(X+2)(X2−2).
Deci
(X+2)(X−2)(X+2)=0.
Rădăcinile sunt
−2,−2,2.
SUBIECTUL al III-lea
1. Se consideră funcția
f:(0,+∞)→R,f(x)=x23−x+lnx.
a) Scriem
f(x)=x23−x1+lnx.
Derivăm pe domeniul (0,+∞):
f′(x)=−x36+x21+x1.
Aducem la același numitor:
f′(x)=x3−6+x+x2=x3x2+x−6,x∈(0,+∞).
b) Avem
f(x)−lnx=x23−x=x23−x1.
Prin urmare,
x→+∞lim(f(x)−lnx)=x→+∞lim(x23−x1)=0−0=0.
c) Din punctul a),
f′(x)=x3x2+x−6=x3(x+3)(x−2).
Pentru x>0, avem x3>0 și x+3>0, deci semnul lui f′(x) este semnul lui x−2. Astfel, f este descrescătoare pe (0,2] și crescătoare pe [2,+∞), deci are minim în x=2.
Calculăm
f(2)=223−2+ln2=41+ln2.
Rezultă, pentru orice x∈(0,+∞),
f(x)≥f(2)=41+ln2.
Înmulțind cu 4 și scăzând 1, obținem
4f(x)−1≥4(41+ln2)−1=4ln2.
Cum
4ln2=ln24=ln16,
rezultă
4f(x)−1≥ln16,∀x∈(0,+∞).
2. Se consideră funcția
f:(−3,+∞)→R,f(x)=3x+x+31.
a) Observăm că
f(x)−x+31=3x.
Atunci
∫24(f(x)−x+31)dx=∫243xdx=23x224.
Prin urmare,
23x224=23(16−4)=18.
b) Avem
f(x)−3x=x+31=(x+3)−1/2.
Deci
∫16(f(x)−3x)dx=∫16(x+3)−1/2dx=2x+316.
Rezultă
29−24=2⋅3−2⋅2=2.
c) Pe intervalul [−2,1], avem x+3>0, deci integrala este bine definită. Deoarece
f(x)−x+31=3x,
integrala devine
∫−21x+31(f(x)−x+31)dx=∫−21x+33xdx.
Scriem
x+33x=3⋅x+3x+3−3=3−x+39.
Atunci
∫−21x+33xdx=(3x−9ln(x+3))∣−21.
Calculăm:
(3−9ln4)−(−6−9ln1)=3−9ln4+6=9−9ln4.
Cum ln4=2ln2, obținem
9−9ln4=9−18ln2=9(1−2ln2).
Conform enunțului,
9(1−2ln2)=9(a−2ln2).
Împărțind la 9, rezultă
1−2ln2=a−2ln2,
deci
a=1.
Autoevaluare pentru punctaj maxim
Toate cele 6 exerciții din SUBIECTUL I sunt rezolvate în ordine, cu calculele esențiale afișate.
Toate subpunctele de la SUBIECTUL al II-lea sunt rezolvate complet: determinanți, ecuații matriciale, relațiile lui Viete și factorizarea polinomului.
Toate subpunctele de la SUBIECTUL al III-lea sunt justificate riguros: derivare, limită, monotonia pentru inegalitate și integralele definite.
Domeniile relevante au fost respectate: x>0 pentru logaritm și x>−3 pentru radical.
Rezultatele finale au fost verificate prin înlocuire sau prin compatibilitatea condițiilor din enunț.