BacPath
Soluții · Profil Real

Soluții BAC Mate șt. naturii 2025 · Sesiunea specială

Varianta 03

Vrei să încerci subiectul mai întâi? ← Înapoi la subiect

SUBIECTUL I

1. Calculăm membrul stâng:

2⋅(1,1+0,3)−1,8=2⋅1,4−1,8=2,8−1,8=1.2\cdot(1,1+0,3)-1,8 =2\cdot 1,4-1,8 =2,8-1,8 =1.

Prin urmare,

2⋅(1,1+0,3)−1,8=1.\boxed{2\cdot(1,1+0,3)-1,8=1}.

2. Funcția este

f:R→R,f(x)=2x+4.f:\mathbb R\to\mathbb R,\qquad f(x)=2x+4.

Calculăm

f(0)=2⋅0+4=4.f(0)=2\cdot0+4=4.

Condiția din enunț devine

f(a)=a⋅f(0)⟺2a+4=4a.f(a)=a\cdot f(0) \Longleftrightarrow 2a+4=4a.

Rezultă

4=2a⟺a=2.4=2a \Longleftrightarrow a=2.

Deci a=2\boxed{a=2}.

3. Ecuația este

2−x=x2+x−1.\sqrt{2-x}=\sqrt{x^2+x-1}.

Condițiile de existență sunt

2−x≥0,x2+x−1≥0.2-x\ge 0,\qquad x^2+x-1\ge 0.

Ridicarea la pătrat este permisă, deoarece ambii membri sunt radicali aritmetici, deci sunt nenegativi. Obținem

2−x=x2+x−1.2-x=x^2+x-1.

Trecem toți termenii în același membru:

x2+2x−3=0.x^2+2x-3=0.

Factorizăm:

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

Deci

(x+3)(x−1)=0⟺x=−3saux=1.(x+3)(x-1)=0 \Longleftrightarrow x=-3 \quad \text{sau} \quad x=1.

Verificăm în ecuația inițială:

x=−3:2−(−3)=5,(−3)2+(−3)−1=5,x=-3:\quad \sqrt{2-(-3)}=\sqrt5,\qquad \sqrt{(-3)^2+(-3)-1}=\sqrt5, x=1:2−1=1,12+1−1=1.x=1:\quad \sqrt{2-1}=1,\qquad \sqrt{1^2+1-1}=1.

Ambele soluții sunt admise, așadar

x∈{−3,1}.\boxed{x\in\{-3,1\}}.

4. Numerele naturale de o cifră sunt

{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},\{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9\},

deci sunt 1010 cazuri posibile.

Inegalitatea cerută este

n3>10.n^3>10.

Pentru numere naturale de o cifră,

03=0,13=1,23=8,33=27>10.0^3=0,\quad 1^3=1,\quad 2^3=8,\quad 3^3=27>10.

Prin urmare, valorile favorabile sunt

n∈{3,4,5,6,7,8,9},n\in\{3,4,5,6,7,8,9\},

adică 77 cazuri favorabile. Probabilitatea este

P=710.P=\frac{7}{10}.

Răspuns:

710.\boxed{\frac{7}{10}}.

5. Notăm cu MM mijlocul segmentului BCBC. Avem

B(2,0),C(8,2),B(2,0),\qquad C(8,2),

deci

M(2+82,0+22)=M(5,1).M\left(\frac{2+8}{2},\frac{0+2}{2}\right)=M(5,1).

Cu A(1,4)A(1,4), distanța AMAM este

AM=(5−1)2+(1−4)2=42+(−3)2=16+9=5.AM=\sqrt{(5-1)^2+(1-4)^2} =\sqrt{4^2+(-3)^2} =\sqrt{16+9} =5.

Prin urmare, distanța cerută este

5.\boxed{5}.

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

sin⁡B=cateta opusa˘ unghiului Bipotenuza˘=ACBC.\sin B=\frac{\text{cateta opusă unghiului }B}{\text{ipotenuză}} =\frac{AC}{BC}.

Din enunț,

BC=10,sin⁡B=25.BC=10,\qquad \sin B=\frac25.

Astfel,

AC10=25.\frac{AC}{10}=\frac25.

Rezultă

5AC=20⟺AC=4.5AC=20 \Longleftrightarrow AC=4.

Am arătat că

AC=4.\boxed{AC=4}.

SUBIECTUL al II-lea

1.

Se consideră

I2=(1001),A(x)=(2+2xx−x2−2x).I_2=\begin{pmatrix}1&0\\0&1\end{pmatrix}, \qquad A(x)=\begin{pmatrix}2+2x&x\\-x&2-2x\end{pmatrix}.

a) Pentru x=1x=1,

A(1)=(41−10).A(1)=\begin{pmatrix}4&1\\-1&0\end{pmatrix}.

Determinantul este

det⁡(A(1))=4⋅0−1⋅(−1)=1.\det(A(1))=4\cdot0-1\cdot(-1)=1.

Prin urmare,

det⁡(A(1))=1.\boxed{\det(A(1))=1}.

b) Calculăm mai întâi matricele necesare:

A(2)=(62−2−2),A(1)=(41−10),A(−2)=(−2−226).A(2)=\begin{pmatrix}6&2\\-2&-2\end{pmatrix}, \qquad A(1)=\begin{pmatrix}4&1\\-1&0\end{pmatrix}, \qquad A(-2)=\begin{pmatrix}-2&-2\\2&6\end{pmatrix}.

Produsul este

A(2)A(1)=(62−2−2)(41−10)=(24−26+0−8+2−2+0)=(226−6−2).A(2)A(1) = \begin{pmatrix}6&2\\-2&-2\end{pmatrix} \begin{pmatrix}4&1\\-1&0\end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 24-2&6+0\\ -8+2&-2+0 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix}22&6\\-6&-2\end{pmatrix}.

De asemenea,

3A(−2)=3(−2−226)=(−6−6618).3A(-2) =3\begin{pmatrix}-2&-2\\2&6\end{pmatrix} =\begin{pmatrix}-6&-6\\6&18\end{pmatrix}.

Adunând, obținem

A(2)A(1)+3A(−2)=(226−6−2)+(−6−6618)=(160016)=16I2.A(2)A(1)+3A(-2) = \begin{pmatrix}22&6\\-6&-2\end{pmatrix} + \begin{pmatrix}-6&-6\\6&18\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}16&0\\0&16\end{pmatrix} =16I_2.

Egalitatea cerută este demonstrată.

c) Trebuie ca

B(m)=1mA(−m)B(m)=\frac1m A(-m)

să fie inversa matricei A(m)A(m), unde m∈Z∗m\in\mathbb Z^*. Calculăm produsul general:

A(x)A(−x)=(2+2xx−x2−2x)(2−2x−xx2+2x).A(x)A(-x) = \begin{pmatrix}2+2x&x\\-x&2-2x\end{pmatrix} \begin{pmatrix}2-2x&-x\\x&2+2x\end{pmatrix}.

Rezultă

A(x)A(−x)=((2+2x)(2−2x)+x2−(2+2x)x+x(2+2x)−x(2−2x)+(2−2x)xx2+(2−2x)(2+2x)).A(x)A(-x) = \begin{pmatrix} (2+2x)(2-2x)+x^2&-(2+2x)x+x(2+2x)\\ -x(2-2x)+(2-2x)x&x^2+(2-2x)(2+2x) \end{pmatrix}.

Prin simplificare,

A(x)A(−x)=(4−4x2+x200x2+4−4x2)=(4−3x2)I2.A(x)A(-x) = \begin{pmatrix} 4-4x^2+x^2&0\\ 0&x^2+4-4x^2 \end{pmatrix} = (4-3x^2)I_2.

Înlocuind xx cu −x-x în această relație, obținem și

A(−x)A(x)=(4−3x2)I2.A(-x)A(x)=(4-3x^2)I_2.

Pentru x=mx=m,

A(m)B(m)=A(m)⋅1mA(−m)=4−3m2mI2.A(m)B(m)=A(m)\cdot \frac1m A(-m) =\frac{4-3m^2}{m}I_2.

La fel,

B(m)A(m)=1mA(−m)A(m)=4−3m2mI2.B(m)A(m)=\frac1m A(-m)A(m) =\frac{4-3m^2}{m}I_2.

Ca B(m)B(m) să fie inversa lui A(m)A(m), trebuie să avem

4−3m2m=1.\frac{4-3m^2}{m}=1.

Deoarece m≠0m\ne 0, obținem

4−3m2=m⟺3m2+m−4=0.4-3m^2=m \Longleftrightarrow 3m^2+m-4=0.

Factorizăm:

3m2+m−4=(3m+4)(m−1).3m^2+m-4=(3m+4)(m-1).

Deci

m=1saum=−43.m=1 \quad \text{sau} \quad m=-\frac43.

Singura valoare întreagă nenulă este

m=1.\boxed{m=1}.

Pentru m=1m=1, produsele sunt A(1)B(1)=B(1)A(1)=I2A(1)B(1)=B(1)A(1)=I_2, deci condiția este îndeplinită.

2.

Se consideră polinomul

f=X3−3X2−3X+a,a∈R.f=X^3-3X^2-3X+a,\qquad a\in\mathbb R.

a) Pentru a=1a=1,

f(X)=X3−3X2−3X+1.f(X)=X^3-3X^2-3X+1.

Calculăm:

f(−1)=(−1)3−3(−1)2−3(−1)+1=−1−3+3+1=0.f(-1)=(-1)^3-3(-1)^2-3(-1)+1 =-1-3+3+1 =0.

Prin urmare,

f(−1)=0.\boxed{f(-1)=0}.

b) Fie x1,x2,x3x_1,x_2,x_3 rădăcinile polinomului

f(X)=X3−3X2−3X+a.f(X)=X^3-3X^2-3X+a.

Din relațiile lui Viete pentru un polinom monic de gradul al treilea,

x1+x2+x3=3,x1x2x3=−a.x_1+x_2+x_3=3, \qquad x_1x_2x_3=-a.

Condiția din enunț este

3x1+3x2+3x3−x1x2x3=3.3x_1+3x_2+3x_3-x_1x_2x_3=3.

Scoatem factor comun în primii trei termeni:

3(x1+x2+x3)−x1x2x3=3.3(x_1+x_2+x_3)-x_1x_2x_3=3.

Înlocuind relațiile lui Viete, obținem

3⋅3−(−a)=3.3\cdot 3-(-a)=3.

Deci

9+a=3⟺a=−6.9+a=3 \Longleftrightarrow a=-6.

Prin urmare,

a=−6.\boxed{a=-6}.

c) Pentru a=9a=9, polinomul este

f(X)=X3−3X2−3X+9.f(X)=X^3-3X^2-3X+9.

Factorizăm prin grupare:

X3−3X2−3X+9=X2(X−3)−3(X−3).X^3-3X^2-3X+9 =X^2(X-3)-3(X-3).

Scoatem factor comun X−3X-3:

f(X)=(X−3)(X2−3).f(X)=(X-3)(X^2-3).

Ecuația f(X)=0f(X)=0 devine

(X−3)(X2−3)=0.(X-3)(X^2-3)=0.

Astfel,

X=3sauX2=3.X=3 \quad \text{sau} \quad X^2=3.

Din X2=3X^2=3 rezultă

X=−3sauX=3.X=-\sqrt3 \quad \text{sau} \quad X=\sqrt3.

Rădăcinile polinomului sunt

−3, 3, 3.\boxed{-\sqrt3,\ \sqrt3,\ 3}.

SUBIECTUL al III-lea

1.

Se consideră funcția

f:R→R,f(x)=x2−8ex.f:\mathbb R\to\mathbb R,\qquad f(x)=\frac{x^2-8}{e^x}.

Deoarece ex>0e^x>0 pentru orice x∈Rx\in\mathbb R, funcția este definită pe toată mulțimea numerelor reale.

a) Scriem funcția sub forma

f(x)=(x2−8)e−x.f(x)=(x^2-8)e^{-x}.

Derivăm folosind regula produsului:

f′(x)=2x⋅e−x+(x2−8)(−e−x).f'(x)=2x\cdot e^{-x}+(x^2-8)(-e^{-x}).

Deci

f′(x)=(2x−x2+8)e−x=−x2+2x+8ex.f'(x)=\bigl(2x-x^2+8\bigr)e^{-x} =\frac{-x^2+2x+8}{e^x}.

Factorizăm numărătorul:

−x2+2x+8=(x+2)(4−x).-x^2+2x+8=(x+2)(4-x).

Prin urmare,

f′(x)=(x+2)(4−x)ex,x∈R.\boxed{f'(x)=\frac{(x+2)(4-x)}{e^x}},\qquad x\in\mathbb R.

b) Punctul de pe grafic corespunzător abscisei x=0x=0 are ordonata

f(0)=02−8e0=−8.f(0)=\frac{0^2-8}{e^0}=-8.

Panta tangentei este

f′(0)=(0+2)(4−0)e0=8.f'(0)=\frac{(0+2)(4-0)}{e^0}=8.

Ecuația tangentei în punctul (0,−8)(0,-8) este

y−f(0)=f′(0)(x−0).y-f(0)=f'(0)(x-0).

Deci

y+8=8x,y+8=8x,

adică

y=8x−8.\boxed{y=8x-8}.

c) Din punctul a),

f′(x)=(x+2)(4−x)ex.f'(x)=\frac{(x+2)(4-x)}{e^x}.

Cum ex>0e^x>0 pentru orice xx, semnul derivatei este dat de produsul (x+2)(4−x)(x+2)(4-x). Pe intervalul [−3,4][-3,4], avem:

f′(x)<0pentru x∈[−3,−2),f'(x)<0 \quad \text{pentru } x\in[-3,-2), f′(x)>0pentru x∈(−2,4),f'(x)>0 \quad \text{pentru } x\in(-2,4),

iar

f′(−2)=f′(4)=0.f'(-2)=f'(4)=0.

Prin urmare, ff este descrescătoare pe [−3,−2][-3,-2] și crescătoare pe [−2,4][-2,4]. Valoarea minimă pe interval este

f(−2)=(−2)2−8e−2=−4e−2=−4e2.f(-2)=\frac{(-2)^2-8}{e^{-2}} =\frac{-4}{e^{-2}} =-4e^2.

Pentru valoarea maximă, comparăm valorile de la capetele intervalului:

f(−3)=(−3)2−8e−3=1e−3=e3,f(-3)=\frac{(-3)^2-8}{e^{-3}} =\frac{1}{e^{-3}} =e^3, f(4)=42−8e4=8e4.f(4)=\frac{4^2-8}{e^4} =\frac{8}{e^4}.

Deoarece e>2e>2, avem e7>27>8e^7>2^7>8, deci

8e4<e3.\frac{8}{e^4}<e^3.

Așadar, valoarea maximă pe [−3,4][-3,4] este e3e^3. Rezultă că

−4e2≤f(x)≤e3,∀x∈[−3,4].\boxed{-4e^2\le f(x)\le e^3,\qquad \forall x\in[-3,4]}.

2.

Se consideră funcția

f:(0,+∞)→R,f(x)=6x+2ln⁡xx.f:(0,+\infty)\to\mathbb R,\qquad f(x)=6x+\frac{2\ln x}{x}.

Domeniul este (0,+∞)(0,+\infty), deoarece trebuie să avem x>0x>0 pentru ln⁡x\ln x și pentru numitorul xx.

a) Pentru x∈[2,3]⊂(0,+∞)x\in[2,3]\subset(0,+\infty),

f(x)−2ln⁡xx=6x+2ln⁡xx−2ln⁡xx=6x.f(x)-\frac{2\ln x}{x} =6x+\frac{2\ln x}{x}-\frac{2\ln x}{x} =6x.

Prin urmare,

∫23(f(x)−2ln⁡xx) dx=∫236x dx.\int_2^3\left(f(x)-\frac{2\ln x}{x}\right)\,dx =\int_2^3 6x\,dx.

Calculăm:

∫236x dx=[3x2]23=3⋅32−3⋅22=27−12=15.\int_2^3 6x\,dx =\left[3x^2\right]_2^3 =3\cdot 3^2-3\cdot 2^2 =27-12 =15.

Am arătat că

∫23(f(x)−2ln⁡xx) dx=15.\boxed{\int_2^3\left(f(x)-\frac{2\ln x}{x}\right)\,dx=15}.

b) Pentru x∈[1,e]x\in[1,e],

f(x)−6x=2ln⁡xx.f(x)-6x=\frac{2\ln x}{x}.

Atunci

∫1e(f(x)−6x) dx=∫1e2ln⁡xx dx.\int_1^e (f(x)-6x)\,dx =\int_1^e \frac{2\ln x}{x}\,dx.

Observăm că

((ln⁡x)2)′=2ln⁡x⋅1x=2ln⁡xx.\left((\ln x)^2\right)'=2\ln x\cdot \frac1x=\frac{2\ln x}{x}.

Deci

∫1e2ln⁡xx dx=[(ln⁡x)2]1e=(ln⁡e)2−(ln⁡1)2=12−02=1.\int_1^e \frac{2\ln x}{x}\,dx =\left[(\ln x)^2\right]_1^e =(\ln e)^2-(\ln 1)^2 =1^2-0^2 =1.

Am arătat că

∫1e(f(x)−6x) dx=1.\boxed{\int_1^e (f(x)-6x)\,dx=1}.

c) Integralul este pe intervalul [1,e2]⊂(0,+∞)[1,e^2]\subset(0,+\infty), deci funcția și logaritmul sunt definite. Observăm că

(f(x)ln⁡x)′=f′(x)ln⁡x+f(x)⋅1x=f(x)x+f′(x)ln⁡x.\left(f(x)\ln x\right)' =f'(x)\ln x+f(x)\cdot\frac1x =\frac{f(x)}{x}+f'(x)\ln x.

Astfel,

∫1e2(f(x)x+f′(x)ln⁡x) dx=[f(x)ln⁡x]1e2.\int_1^{e^2}\left(\frac{f(x)}{x}+f'(x)\ln x\right)\,dx =\left[f(x)\ln x\right]_1^{e^2}.

Calculăm:

[f(x)ln⁡x]1e2=f(e2)ln⁡(e2)−f(1)ln⁡1.\left[f(x)\ln x\right]_1^{e^2} =f(e^2)\ln(e^2)-f(1)\ln1.

Cum

ln⁡(e2)=2,ln⁡1=0,\ln(e^2)=2,\qquad \ln1=0,

rezultă

[f(x)ln⁡x]1e2=2f(e2).\left[f(x)\ln x\right]_1^{e^2} =2f(e^2).

Condiția din enunț devine

2f(e2)=af(e2).2f(e^2)=a f(e^2).

Mai mult,

f(e2)=6e2+2ln⁡(e2)e2=6e2+4e2>0,f(e^2)=6e^2+\frac{2\ln(e^2)}{e^2} =6e^2+\frac4{e^2}>0,

deci putem împărți la f(e2)f(e^2). Obținem

a=2.a=2.

Prin urmare,

a=2.\boxed{a=2}.

Autoevaluare pentru punctaj maxim

  • Toate cele 18 subpuncte au fost rezolvate în ordinea enunțului.
  • Notațiile ambigue din textul extras au fost verificate pe PDF: la I.3 ecuația este 2−x=x2+x−1\sqrt{2-x}=\sqrt{x^2+x-1}, iar la III.2.c limita superioară este e2e^2 și membrul drept este af(e2)a f(e^2).
  • Au fost precizate condițiile de existență pentru radicali, logaritm și numitori, precum și condiția m≠0m\ne 0 la matricea B(m)B(m).
  • Calculele de aritmetică, ecuație cu radicali, probabilitate, geometrie analitică, trigonometrie, matrice, relații Viete, factorizare, derivare, tangentă, monotonie și integrale sunt dezvoltate explicit.
  • Demonstrațiile de tip „Arătați” includ justificarea rezultatului cerut, nu doar enunțarea lui.
  • Rezultatele finale au fost reverificate: a=2a=2 la I.2, x∈{−3,1}x\in\{-3,1\}, probabilitatea 710\frac{7}{10}, distanța 55, m=1m=1, a=−6a=-6 la polinom, rădăcinile −3,3,3-\sqrt3,\sqrt3,3, tangenta y=8x−8y=8x-8, intervalul de valori [−4e2,e3][-4e^2,e^3] și a=2a=2 la III.2.c.