BacPath
Soluții · Profil Real

Soluții BAC Mate șt. naturii 2025 · Iunie–Iulie

Varianta 01

Vrei să încerci subiectul mai întâi? ← Înapoi la subiect

SUBIECTUL I

1. Într-o progresie aritmetică, rația este

r=a2−a1=15−4=11.r=a_2-a_1=15-4=11.

Atunci

a3=a2+r=15+11=26.a_3=a_2+r=15+11=26.

Prin urmare, a3=26\boxed{a_3=26}.

2. Avem

f(a)=3a−2,f(2)=3⋅2−2=4.f(a)=3a-2,\qquad f(2)=3\cdot2-2=4.

Condiția din enunț devine

f(a)+f(2)=2a⟺3a−2+4=2a.f(a)+f(2)=2a \Longleftrightarrow 3a-2+4=2a.

Deci

3a+2=2a⟺a=−2.3a+2=2a \Longleftrightarrow a=-2.

Prin urmare, a=−2\boxed{a=-2}.

3. Ecuația este

log⁡2(x2−3x+2)=log⁡2(2+x).\log_2(x^2-3x+2)=\log_2(2+x).

Condițiile de existență sunt

x2−3x+2>0,2+x>0.x^2-3x+2>0,\qquad 2+x>0.

Prima condiție devine

(x−1)(x−2)>0⟺x∈(−∞,1)∪(2,+∞),(x-1)(x-2)>0 \Longleftrightarrow x\in(-\infty,1)\cup(2,+\infty),

iar a doua este x>−2x>-2. Pe domeniul de existență, funcția logaritmică de bază 2>12>1 este injectivă, deci

x2−3x+2=x+2.x^2-3x+2=x+2.

Rezultă

x2−4x=0⟺x(x−4)=0,x^2-4x=0 \Longleftrightarrow x(x-4)=0,

deci x=0x=0 sau x=4x=4. Verificăm condițiile:

0∈(−2,1),4∈(2,+∞).0\in(-2,1),\qquad 4\in(2,+\infty).

Ambele valori sunt admise, așadar soluția este

x∈{0,4}.\boxed{x\in\{0,4\}}.

4. Un număr par are cifra unităților pară. Din mulțimea

A={1,2,3,5,7,8},A=\{1,2,3,5,7,8\},

cifrele pare posibile pentru unități sunt 22 și 88.

Pentru fiecare alegere a cifrei unităților, cifra zecilor se poate alege dintre celelalte 55 cifre, deoarece cifrele trebuie să fie distincte. Prin regula produsului, numărul cerut este

2⋅5=10.2\cdot 5=10.

Se pot forma 10\boxed{10} numere.

5. Avem O(0,0)O(0,0), A(0,5)A(0,5), B(8,4)B(8,4). Punctul CC, mijlocul segmentului OBOB, are coordonatele

C(0+82,0+42)=C(4,2).C\left(\frac{0+8}{2},\frac{0+4}{2}\right)=C(4,2).

Calculăm lungimile:

AO=(0−0)2+(5−0)2=5,AO=\sqrt{(0-0)^2+(5-0)^2}=5, AC=(4−0)2+(2−5)2=16+9=5.AC=\sqrt{(4-0)^2+(2-5)^2} =\sqrt{16+9} =5.

Prin urmare,

AO=AC.\boxed{AO=AC}.

6. Triunghiul ABCABC este dreptunghic în AA, deci BCBC este ipotenuza. Pentru unghiul BB,

cos⁡B=cateta ala˘turata˘ipotenuza˘=ABBC.\cos B=\frac{\text{cateta alăturată}}{\text{ipotenuză}}=\frac{AB}{BC}.

Din enunț,

ABBC=23.\frac{AB}{BC}=\frac23.

Cum AB=4AB=4, rezultă

4BC=23⟺2BC=12⟺BC=6.\frac{4}{BC}=\frac23 \Longleftrightarrow 2BC=12 \Longleftrightarrow BC=6.

Deci BC=6\boxed{BC=6}.

SUBIECTUL al II-lea

1. Se consideră

I2=(1001),A=(−28−13).I_2=\begin{pmatrix}1&0\\0&1\end{pmatrix}, \qquad A=\begin{pmatrix}-2&8\\-1&3\end{pmatrix}.

1.a) Determinantul matricei AA este

det⁡A=(−2)⋅3−8⋅(−1)=−6+8=2.\det A=(-2)\cdot3-8\cdot(-1)=-6+8=2.

Prin urmare, det⁡A=2\boxed{\det A=2}.

1.b) Calculăm

I2−A=(1001)−(−28−13)=(3−81−2).I_2-A= \begin{pmatrix}1&0\\0&1\end{pmatrix} - \begin{pmatrix}-2&8\\-1&3\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}3&-8\\1&-2\end{pmatrix}.

Deci

B=12(I2−A)=(32−412−1).B=\frac12(I_2-A) = \begin{pmatrix}\frac32&-4\\[2pt]\frac12&-1\end{pmatrix}.

Verificăm produsul:

AB=(−28−13)(32−412−1)=(−3+48−8−32+324−3)=(1001)=I2.AB= \begin{pmatrix}-2&8\\-1&3\end{pmatrix} \begin{pmatrix}\frac32&-4\\[2pt]\frac12&-1\end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -3+4&8-8\\[2pt] -\frac32+\frac32&4-3 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix}1&0\\0&1\end{pmatrix} =I_2.

De asemenea,

BA=(32−412−1)(−28−13)=(−3+412−12−1+14−3)=I2.BA= \begin{pmatrix}\frac32&-4\\[2pt]\frac12&-1\end{pmatrix} \begin{pmatrix}-2&8\\-1&3\end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -3+4&12-12\\[2pt] -1+1&4-3 \end{pmatrix} =I_2.

Așadar, BB este inversa matricei AA, adică

B=A−1.\boxed{B=A^{-1}}.

1.c) Ecuația este

(A−I2)X=2A.(A-I_2)X=2A.

Din punctul b), avem

A−1=12(I2−A),A^{-1}=\frac12(I_2-A),

de unde

I2−A=2A−1șiA−I2=−2A−1.I_2-A=2A^{-1} \quad\text{și}\quad A-I_2=-2A^{-1}.

Astfel,

−2A−1X=2A.-2A^{-1}X=2A.

Împărțind cu −2-2, obținem

A−1X=−A.A^{-1}X=-A.

Înmulțim la stânga cu AA:

X=−A2.X=-A^2.

Calculăm

A2=(−28−13)(−28−13)=(4−8−16+242−3−8+9)=(−48−11).A^2= \begin{pmatrix}-2&8\\-1&3\end{pmatrix} \begin{pmatrix}-2&8\\-1&3\end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 4-8&-16+24\\ 2-3&-8+9 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix}-4&8\\-1&1\end{pmatrix}.

Prin urmare,

X=−A2=(4−81−1).X=-A^2 = \boxed{\begin{pmatrix}4&-8\\1&-1\end{pmatrix}}.

Verificare:

(A−I2)X=(−38−12)(4−81−1)=(−416−26)=2A.(A-I_2)X = \begin{pmatrix}-3&8\\-1&2\end{pmatrix} \begin{pmatrix}4&-8\\1&-1\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}-4&16\\-2&6\end{pmatrix} =2A.

2. Pe M=[0,+∞)M=[0,+\infty) este definită legea

x∗y=x+y−xy.x*y=x+y-\sqrt{xy}.

Pentru x,y∈Mx,y\in M, produsul xy≥0xy\ge 0, deci radicalul este definit. În plus,

x+y≥2xy≥xy,x+y\ge 2\sqrt{xy}\ge \sqrt{xy},

pentru x,y≥0x,y\ge 0, deci x+y−xy≥0x+y-\sqrt{xy}\ge 0, adică rezultatul aparține lui MM.

2.a) Calculăm direct:

1∗4=1+4−1⋅4=5−2=3.1*4=1+4-\sqrt{1\cdot4}=5-2=3.

Deci 1∗4=3\boxed{1*4=3}.

2.b) Cerem x∈Mx\in M, deci x≥0x\ge 0. Atunci

x∗(9x)=x+9x−x⋅9x.x*(9x)=x+9x-\sqrt{x\cdot 9x}.

Cum x≥0x\ge 0,

9x2=3x.\sqrt{9x^2}=3x.

Prin urmare,

x∗(9x)=10x−3x=7x.x*(9x)=10x-3x=7x.

Condiția devine

7x=x2⟺x2−7x=0⟺x(x−7)=0.7x=x^2 \Longleftrightarrow x^2-7x=0 \Longleftrightarrow x(x-7)=0.

Rezultă

x=0saux=7.x=0 \quad \text{sau} \quad x=7.

Ambele aparțin lui MM, deci

x∈{0,7}.\boxed{x\in\{0,7\}}.

2.c) Deoarece 2x>02^x>0 și 2x+2>02^{x+2}>0, legea este definită pentru orice x∈Rx\in\mathbb R. Calculăm

2x∗2x+2=2x+2x+2−2x⋅2x+2.2^x*2^{x+2} =2^x+2^{x+2}-\sqrt{2^x\cdot 2^{x+2}}.

Avem

2x+2=4⋅2x,2^{x+2}=4\cdot 2^x,

și

2x⋅2x+2=22x+2=2x+1,\sqrt{2^x\cdot 2^{x+2}} =\sqrt{2^{2x+2}} =2^{x+1},

deoarece 2x+1>02^{x+1}>0. Atunci

2x∗2x+2=2x+4⋅2x−2x+1=5⋅2x−2⋅2x=3⋅2x.2^x*2^{x+2} =2^x+4\cdot2^x-2^{x+1} =5\cdot2^x-2\cdot2^x =3\cdot2^x.

Ecuația devine

3⋅2x=6x.3\cdot2^x=6^x.

Cum 6x=2x⋅3x6^x=2^x\cdot3^x și 2x>02^x>0, împărțim la 2x2^x:

3=3x.3=3^x.

Rezultă

x=1.x=1.

Prin urmare, x=1\boxed{x=1}.

SUBIECTUL al III-lea

1. Se consideră funcția

f:(0,+∞)→R,f(x)=2xx2+x+2.f:(0,+\infty)\to\mathbb R,\qquad f(x)=\frac{2\sqrt{x}}{x^2+x+2}.

Pentru x>0x>0, avem x\sqrt{x} definit și x2+x+2>0x^2+x+2>0, deoarece

x2+x+2=(x+12)2+74>0.x^2+x+2=\left(x+\frac12\right)^2+\frac74>0.

1.a) Notăm

u(x)=2x,v(x)=x2+x+2.u(x)=2\sqrt{x},\qquad v(x)=x^2+x+2.

Atunci

u′(x)=1x,v′(x)=2x+1.u'(x)=\frac{1}{\sqrt{x}},\qquad v'(x)=2x+1.

Folosind regula derivării câtului,

f′(x)=u′(x)v(x)−u(x)v′(x)v2(x).f'(x)=\frac{u'(x)v(x)-u(x)v'(x)}{v^2(x)}.

Deci

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

Aducem numărătorul la factorul comun 1x\frac{1}{\sqrt{x}}:

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

Prin urmare,

f′(x)=x2+x+2−4x2−2x(x2+x+2)2x=−3x2−x+2(x2+x+2)2x.f'(x) = \frac{x^2+x+2-4x^2-2x}{(x^2+x+2)^2\sqrt{x}} = \frac{-3x^2-x+2}{(x^2+x+2)^2\sqrt{x}}.

Așadar,

f′(x)=−3x2−x+2(x2+x+2)2x,x∈(0,+∞).\boxed{f'(x)=\frac{-3x^2-x+2}{(x^2+x+2)^2\sqrt{x}}}, \qquad x\in(0,+\infty).

1.b) Asimptota orizontală spre +∞+\infty are ecuația y=Ly=L, unde

L=lim⁡x→+∞f(x).L=\lim_{x\to+\infty}f(x).

Calculăm

lim⁡x→+∞2xx2+x+2=lim⁡x→+∞2x1/2x2(1+1x+2x2)=lim⁡x→+∞2x3/2(1+1x+2x2)=0.\lim_{x\to+\infty}\frac{2\sqrt{x}}{x^2+x+2} = \lim_{x\to+\infty} \frac{2x^{1/2}}{x^2\left(1+\frac1x+\frac2{x^2}\right)} = \lim_{x\to+\infty} \frac{2}{x^{3/2}\left(1+\frac1x+\frac2{x^2}\right)} =0.

Prin urmare, asimptota orizontală spre +∞+\infty este

y=0.\boxed{y=0}.

1.c) Tangenta la grafic este paralelă cu axa OxOx dacă și numai dacă panta ei este 00, adică

f′(a)=0.f'(a)=0.

Pentru a>0a>0, numitorul

(a2+a+2)2a(a^2+a+2)^2\sqrt{a}

este strict pozitiv, deci trebuie ca numărătorul să fie 00:

−3a2−a+2=0.-3a^2-a+2=0.

Echivalent,

3a2+a−2=0.3a^2+a-2=0.

Factorizăm:

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

Astfel,

(3a−2)(a+1)=0⟺a=23saua=−1.(3a-2)(a+1)=0 \Longleftrightarrow a=\frac23 \quad \text{sau} \quad a=-1.

Cum a∈(0,+∞)a\in(0,+\infty), singura valoare admisă este

a=23.\boxed{a=\frac23}.

2. Se consideră funcția

f:R→R,f(x)=x3+3x+3.f:\mathbb R\to\mathbb R,\qquad f(x)=x^3+3x+3.

2.a) Avem

f(x)−3x−3=x3+3x+3−3x−3=x3.f(x)-3x-3=x^3+3x+3-3x-3=x^3.

Prin urmare,

∫02(f(x)−3x−3) dx=∫02x3 dx=[x44]02.\int_0^2 (f(x)-3x-3)\,dx = \int_0^2 x^3\,dx = \left[\frac{x^4}{4}\right]_0^2.

Rezultă

[x44]02=244−0=164=4.\left[\frac{x^4}{4}\right]_0^2 =\frac{2^4}{4}-0 =\frac{16}{4} =4.

Deci

∫02(f(x)−3x−3) dx=4.\boxed{\int_0^2 (f(x)-3x-3)\,dx=4}.

2.b) Observăm că

f(x)−x3=x3+3x+3−x3=3x+3=3(x+1).f(x)-x^3=x^3+3x+3-x^3=3x+3=3(x+1).

Pe intervalul [0,1][0,1], 3(x+1)>03(x+1)>0, deci integrala este bine definită. Atunci

∫011(f(x)−x3)2 dx=∫0119(x+1)2 dx=19∫01(x+1)−2 dx.\int_0^1 \frac{1}{(f(x)-x^3)^2}\,dx = \int_0^1 \frac{1}{9(x+1)^2}\,dx = \frac19\int_0^1 (x+1)^{-2}\,dx.

O primitivă este

∫(x+1)−2 dx=−(x+1)−1+C.\int (x+1)^{-2}\,dx=-(x+1)^{-1}+C.

Prin urmare,

19∫01(x+1)−2 dx=19[−1x+1]01=19(−12+1)=118.\frac19\int_0^1 (x+1)^{-2}\,dx = \frac19\left[-\frac{1}{x+1}\right]_0^1 = \frac19\left(-\frac12+1\right) = \frac{1}{18}.

Așadar,

∫011(f(x)−x3)2 dx=118.\boxed{\int_0^1 \frac{1}{(f(x)-x^3)^2}\,dx=\frac{1}{18}}.

2.c) Avem

f(x)−3=x3+3x,f(x)-3=x^3+3x,

deci, pentru x∈[1,e]x\in[1,e],

f(x)−3x2=x3+3xx2=x+3x.\frac{f(x)-3}{x^2} = \frac{x^3+3x}{x^2} = x+\frac3x.

Integrala devine

∫1ef(x)−3x2ln⁡x dx=∫1e(x+3x)ln⁡x dx.\int_1^e \frac{f(x)-3}{x^2}\ln x\,dx = \int_1^e \left(x+\frac3x\right)\ln x\,dx.

Calculăm separat:

∫xln⁡x dx=x22ln⁡x−∫x22⋅1x dx=x22ln⁡x−x24+C.\int x\ln x\,dx =\frac{x^2}{2}\ln x-\int \frac{x^2}{2}\cdot\frac1x\,dx =\frac{x^2}{2}\ln x-\frac{x^2}{4}+C.

Astfel,

∫1exln⁡x dx=[x22ln⁡x−x24]1e.\int_1^e x\ln x\,dx = \left[\frac{x^2}{2}\ln x-\frac{x^2}{4}\right]_1^e.

Deoarece ln⁡e=1\ln e=1 și ln⁡1=0\ln1=0, obținem

(e22−e24)−(0−14)=e24+14=e2+14.\left(\frac{e^2}{2}-\frac{e^2}{4}\right) - \left(0-\frac14\right) = \frac{e^2}{4}+\frac14 = \frac{e^2+1}{4}.

De asemenea,

∫1e3xln⁡x dx=3[(ln⁡x)22]1e=32(12−02)=32.\int_1^e \frac3x\ln x\,dx = 3\left[\frac{(\ln x)^2}{2}\right]_1^e = \frac32(1^2-0^2) = \frac32.

Prin urmare,

∫1e(x+3x)ln⁡x dx=e2+14+32=e2+1+64=e2+74.\int_1^e \left(x+\frac3x\right)\ln x\,dx = \frac{e^2+1}{4}+\frac32 = \frac{e^2+1+6}{4} = \frac{e^2+7}{4}.

Conform enunțului,

e2+74=e2+m4.\frac{e^2+7}{4}=\frac{e^2+m}{4}.

Rezultă

m=7.m=7.

Deci m=7\boxed{m=7}.

Autoevaluare pentru punctaj maxim

  • Toate cele 18 subpuncte au fost rezolvate în ordinea enunțului.
  • Am verificat condițiile de existență pentru logaritm, radicalul din legea de compoziție, radicalul funcției ff, numitorii funcțiilor raționale și integralele definite.
  • Calculele de progresie aritmetică, ecuație liniară, ecuație logaritmică, numărare, geometrie analitică, trigonometrie, matrice, lege de compoziție, derivare, asimptotă și integrare sunt dezvoltate explicit.
  • Rezultatele de tip „Arătați” sunt demonstrate prin calcule complete, nu doar prin enunțarea rezultatului.
  • Rezultatele finale au fost reverificate: a3=26a_3=26, a=−2a=-2, x∈{0,4}x\in\{0,4\}, 1010 numere, BC=6BC=6, X=(4−81−1)X=\begin{pmatrix}4&-8\\1&-1\end{pmatrix}, x∈{0,7}x\in\{0,7\}, x=1x=1, asimptota y=0y=0, a=23a=\frac23 și m=7m=7.