BAC M1 Mate-Info10 exerciții

Simulare 2022 — Matematică-Informatică

Rezolvare detaliată pas cu pas cu punctaj pe fiecare pas

Dificultate:Subiectul I — UșorSubiectul II — MediuSubiectul III — Greu

ISubiectul I(6 exerciții)

Exercițiul 1
Se consideră numerele complexe z1=12iz_1 = 1 - 2i și z2=2+iz_2 = 2 + i. Arătați că (z1+i)(z21)=2(z_1 + i)(z_2 - 1) = 2.

Rezolvare

1
2 puncte
Se calculează z1+i=12i+i=1iz_1 + i = 1 - 2i + i = 1 - i și z21=2+i1=1+iz_2 - 1 = 2 + i - 1 = 1 + i.
2
3 puncte
Se obține (z1+i)(z21)=(1i)(1+i)=1i2=1+1=2(z_1 + i)(z_2 - 1) = (1 - i)(1 + i) = 1 - i^2 = 1 + 1 = 2.
Exercițiul 2
Se consideră funcția f:RRf : \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x)=x2+4x+mf(x) = x^2 + 4x + m, unde mm este număr real. Determinați valorile reale ale lui mm pentru care f(x)>0f(x) > 0, pentru orice număr real xx.

Rezolvare

1
3 puncte
Condiția f(x)>0f(x) > 0 pentru orice xRx \in \mathbb{R} este echivalentă cu Δ<0\Delta < 0. Cum Δ=164m\Delta = 16 - 4m, obținem 164m<016 - 4m < 0.
2
2 puncte
Deci m(4,+)m \in (4, +\infty).
Exercițiul 3
Rezolvați în mulțimea numerelor reale ecuația 1+2log2x2=log2x1 + 2\log_2 \sqrt{x - 2} = \log_2 x.

Rezolvare

1
3 puncte
Se scrie 1+log2(x2)=log2x1 + \log_2(x - 2) = \log_2 x, adică log2xx2=1\log_2 \frac{x}{x - 2} = 1, de unde xx2=2\frac{x}{x - 2} = 2.
2
2 puncte
Se obține x=2(x2)=2x4x = 2(x - 2) = 2x - 4, deci x=4x = 4, care convine.
Exercițiul 4
Se consideră mulțimea AA, a numerelor naturale de două cifre. Calculați probabilitatea ca, alegând un număr din mulțimea AA, acesta să aibă exact doi multipli în mulțimea AA.

Rezolvare

1
2 puncte
Mulțimea numerelor naturale de două cifre are 9090 de elemente, deci sunt 9090 de cazuri posibile.
2
3 puncte
Numărul nn din mulțimea AA are exact doi multipli în AA dacă 2n99<3n2n \le 99 < 3n, de unde n34n \ge 34 și n49n \le 49. Deci sunt 1616 cazuri favorabile și p=1690=845p = \frac{16}{90} = \frac{8}{45}.
Exercițiul 5
În reperul cartezian xOyxOy se consideră punctele A(2,2)A(-2, -2), B(3,1)B(3, 1) și M(2,4)M(2, 4). Determinați coordonatele punctului NN, știind că patrulaterul ABMNABMN este paralelogram.

Rezolvare

1
2 puncte
Fie P(0,1)P(0, 1) mijlocul segmentului AMAM.
2
3 puncte
Segmentele AMAM și BNBN au același mijloc (condiția de paralelogram), de unde N(3,1)N(-3, 1).
Exercițiul 6
Se consideră triunghiul ABCABC, în care sin(A+B)+cosC=1\sin(A + B) + \cos C = 1. Arătați că triunghiul ABCABC este dreptunghic.

Rezolvare

1
2 puncte
Deoarece A+B=πCA + B = \pi - C, obținem sin(πC)+cosC=1\sin(\pi - C) + \cos C = 1, adică sinC+cosC=1\sin C + \cos C = 1.
2
3 puncte
Ridicând la pătrat: sin2C+2sinCcosC+cos2C=1\sin^2 C + 2\sin C \cos C + \cos^2 C = 1, deci 1+sin2C=11 + \sin 2C = 1, adică sin2C=0\sin 2C = 0. Cum C(0,π)C \in (0, \pi), obținem C=π2C = \frac{\pi}{2}. Deci triunghiul ABCABC este dreptunghic.

IISubiectul II(2 exerciții)

Exercițiul 1
Se consideră matricea A(a)=(13a211a31)A(a) = \begin{pmatrix} 1 & 3 & a \\ 2 & 1 & -1 \\ a & 3 & 1 \end{pmatrix} și sistemul de ecuații {x+3y+az=22x+yz=1ax+3y+z=1\begin{cases} x + 3y + az = 2 \\ 2x + y - z = -1 \\ ax + 3y + z = 1 \end{cases}, unde aa este număr real. a) Arătați că det(A(1))=0\det(A(1)) = 0. b) Arătați că B(a)B(a)B(a)=a3B(1)B(a) \cdot B(a) \cdot B(a) = a^3 B(1), pentru orice număr real aa, unde B(a)=A(a)A(0)B(a) = A(a) - A(0). c) Demonstrați că, dacă sistemul de ecuații are o infinitate de soluții, atunci x0y0+y0z0+z0x00x_0 y_0 + y_0 z_0 + z_0 x_0 \le 0, pentru orice soluție (x0,y0,z0)(x_0, y_0, z_0) a sistemului de ecuații, cu x0x_0, y0y_0 și z0z_0 numere reale.

Rezolvare

a)5 puncte
1
3 puncte
a) Se calculează det(A(1))=131211131=111+3(1)1+1231113211(1)3\det(A(1)) = \begin{vmatrix} 1 & 3 & 1 \\ 2 & 1 & -1 \\ 1 & 3 & 1 \end{vmatrix} = 1 \cdot 1 \cdot 1 + 3 \cdot (-1) \cdot 1 + 1 \cdot 2 \cdot 3 - 1 \cdot 1 \cdot 1 - 3 \cdot 2 \cdot 1 - 1 \cdot (-1) \cdot 3.
2
2 puncte
Se obține =13+616+3=0= 1 - 3 + 6 - 1 - 6 + 3 = 0.
b)5 puncte
3
2 puncte
b) Se calculează B(a)=A(a)A(0)=(00a000a00)B(a) = A(a) - A(0) = \begin{pmatrix} 0 & 0 & a \\ 0 & 0 & 0 \\ a & 0 & 0 \end{pmatrix} și B(a)B(a)=(a20000000a2)B(a) \cdot B(a) = \begin{pmatrix} a^2 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & a^2 \end{pmatrix}, pentru orice număr real aa.
4
3 puncte
Se obține B(a)B(a)B(a)=(00a3000a300)=a3(001000100)=a3B(1)B(a) \cdot B(a) \cdot B(a) = \begin{pmatrix} 0 & 0 & a^3 \\ 0 & 0 & 0 \\ a^3 & 0 & 0 \end{pmatrix} = a^3 \begin{pmatrix} 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \\ 1 & 0 & 0 \end{pmatrix} = a^3 B(1), pentru orice număr real aa.
c)5 puncte
5
2 puncte
c) det(A(a))=0\det(A(a)) = 0a2+3a2=0-a^2 + 3a - 2 = 0, de unde a=1a = 1 (sistemul incompatibil, nu convine) sau a=2a = 2 (sistemul are o infinitate de soluții).
6
3 puncte
Pentru a=2a = 2, soluția sistemului este (α1,α+1,α)(\alpha - 1, -\alpha + 1, \alpha), αR\alpha \in \mathbb{R}. Atunci x0y0+y0z0+z0x0=(α1)(α+1)+(α+1)α+α(α1)=(α1)20x_0 y_0 + y_0 z_0 + z_0 x_0 = (\alpha - 1)(-\alpha + 1) + (-\alpha + 1)\alpha + \alpha(\alpha - 1) = -(\alpha - 1)^2 \le 0.
Exercițiul 2
Pe mulțimea numerelor complexe se definește legea de compoziție z1z2=z1+z24z1z2+1z_1 * z_2 = \frac{z_1 + z_2}{4 \cdot |z_1 z_2| + 1}. a) Arătați că (1)2=19(-1) * 2 = \frac{1}{9}. b) Arătați că e=0e = 0 este elementul neutru al legii de compoziție „*”. c) Demonstrați că există cel puțin trei numere complexe distincte și nenule care verifică egalitatea zz=z|z * z| = |z|.

Rezolvare

a)5 puncte
1
3 puncte
a) Se calculează (1)2=1+2412+1=142+1(-1) * 2 = \frac{-1 + 2}{4 \cdot |-1 \cdot 2| + 1} = \frac{1}{4 \cdot 2 + 1}.
2
2 puncte
Se obține =19= \frac{1}{9}.
b)5 puncte
3
2 puncte
b) Se calculează z0=z+04z0+1=z1=zz * 0 = \frac{z + 0}{4 \cdot |z \cdot 0| + 1} = \frac{z}{1} = z, pentru orice număr complex zz.
4
3 puncte
Analogic, 0z=z0 * z = z pentru orice zCz \in \mathbb{C}, deci e=0e = 0 este elementul neutru.
c)5 puncte
5
2 puncte
c) Se calculează zz=2z4z2+1=2z4z2+1z * z = \frac{2z}{4|z^2| + 1} = \frac{2z}{4|z|^2 + 1}, deci zz=2z4z2+1|z * z| = \frac{2|z|}{4|z|^2 + 1}.
6
3 puncte
Condiția zz=z|z * z| = |z| cu z0z \ne 024z2+1=1\frac{2}{4|z|^2 + 1} = 1, adică 4z2+1=24|z|^2 + 1 = 2, deci z=12|z| = \frac{1}{2}. De exemplu, z1=12z_1 = \frac{1}{2}, z2=12z_2 = -\frac{1}{2} și z3=i2z_3 = \frac{i}{2} sunt trei numere complexe distincte, nenule, care verifică egalitatea.

IIISubiectul III(2 exerciții)

Exercițiul 1
Se consideră funcția f:(0,+)Rf : (0, +\infty) \to \mathbb{R}, f(x)=x4+16xf(x) = \frac{\sqrt{x^4 + 16}}{x}. a) Arătați că f(x)=(x24)(x2+4)x2x4+16f'(x) = \frac{(x^2 - 4)(x^2 + 4)}{x^2 \sqrt{x^4 + 16}}, x(0,+)x \in (0, +\infty). b) Determinați ecuația asimptotei oblice spre ++\infty la graficul funcției ff. c) Determinați valorile reale ale lui mm pentru care ecuația f(x)+f(4x)=mf(x) + f\left(\frac{4}{x}\right) = m are exact două soluții.

Rezolvare

a)5 puncte
1
3 puncte
a) Se derivează f(x)=4x32x4+16xx4+16x2=2x4x416x2x4+16=x416x2x4+16f'(x) = \frac{\frac{4x^3}{2\sqrt{x^4 + 16}} \cdot x - \sqrt{x^4 + 16}}{x^2} = \frac{2x^4 - x^4 - 16}{x^2 \sqrt{x^4 + 16}} = \frac{x^4 - 16}{x^2 \sqrt{x^4 + 16}}.
2
2 puncte
Se factorizează: f(x)=(x24)(x2+4)x2x4+16f'(x) = \frac{(x^2 - 4)(x^2 + 4)}{x^2 \sqrt{x^4 + 16}}, x(0,+)x \in (0, +\infty).
b)5 puncte
3
2 puncte
b) Se calculează limx+f(x)x=limx+x4+16x2=limx+1+16x4=1\lim_{x \to +\infty} \frac{f(x)}{x} = \lim_{x \to +\infty} \frac{\sqrt{x^4 + 16}}{x^2} = \lim_{x \to +\infty} \sqrt{1 + \frac{16}{x^4}} = 1.
4
3 puncte
Se calculează limx+(f(x)x)=limx+x4+16x2x=limx+16x(x4+16+x2)=0\lim_{x \to +\infty} (f(x) - x) = \lim_{x \to +\infty} \frac{\sqrt{x^4 + 16} - x^2}{x} = \lim_{x \to +\infty} \frac{16}{x(\sqrt{x^4 + 16} + x^2)} = 0. Deci dreapta y=xy = x este asimptota oblică spre ++\infty.
c)5 puncte
5
2 puncte
c) f(x)=0x=2f'(x) = 0 \Leftrightarrow x = 2; f(x)<0f'(x) < 0 pentru x(0,2)x \in (0, 2) și f(x)>0f'(x) > 0 pentru x(2,+)x \in (2, +\infty).
6
3 puncte
Se consideră g(x)=f(x)+f(4x)=2f(x)g(x) = f(x) + f\left(\frac{4}{x}\right) = 2f(x) (deoarece f(x)=f(4x)f(x) = f\left(\frac{4}{x}\right)). Funcția gg este strict descrescătoare pe (0,2)(0, 2) și strict crescătoare pe (2,+)(2, +\infty), cu g(2)=42g(2) = 4\sqrt{2} și limx0g(x)=limx+g(x)=+\lim_{x \to 0} g(x) = \lim_{x \to +\infty} g(x) = +\infty. Ecuația g(x)=mg(x) = m are exact două soluții pentru m(42,+)m \in (4\sqrt{2}, +\infty).
Exercițiul 2
Se consideră funcția f:RRf : \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x)=x2+1exf(x) = \frac{x^2 + 1}{e^x}. a) Arătați că 03exf(x)dx=12\displaystyle\int_0^3 e^x f(x)\,dx = 12. b) Arătați că orice primitivă GG a funcției g:RRg : \mathbb{R} \to \mathbb{R}, g(x)=1f(x)g(x) = \frac{1}{f(x)} este convexă. c) Determinați numărul real aa pentru care 01x3exf(x)dx=a23\displaystyle\int_0^1 \frac{x^3}{\sqrt{e^x f(x)}}\,dx = \frac{a - \sqrt{2}}{3}.

Rezolvare

a)5 puncte
1
3 puncte
a) Se calculează 03exf(x)dx=03(x2+1)dx=(x33+x)03\int_0^3 e^x f(x)\,dx = \int_0^3 (x^2 + 1)\,dx = \left(\frac{x^3}{3} + x\right)\Big|_0^3.
2
2 puncte
Se obține =273+3=9+3=12= \frac{27}{3} + 3 = 9 + 3 = 12.
b)5 puncte
3
2 puncte
b) GG este primitivă a funcției gg, deci G(x)=g(x)G'(x) = g(x) și G(x)=g(x)G''(x) = g'(x).
4
3 puncte
Se calculează g(x)=exx2+1g(x) = \frac{e^x}{x^2 + 1}, deci g(x)=ex(x22x+1)(x2+1)2=ex(x1)2(x2+1)20g'(x) = \frac{e^x(x^2 - 2x + 1)}{(x^2 + 1)^2} = \frac{e^x(x - 1)^2}{(x^2 + 1)^2} \ge 0 pentru orice xRx \in \mathbb{R}. Deci funcția GG este convexă.
c)5 puncte
5
3 puncte
c) Se calculează exf(x)=x2+1\sqrt{e^x f(x)} = \sqrt{x^2 + 1}. Deci 01x3x2+1dx=01x3+xxx2+1dx=1201(x2+1)(x2+11x2+1)dx\int_0^1 \frac{x^3}{\sqrt{x^2 + 1}}\,dx = \int_0^1 \frac{x^3 + x - x}{\sqrt{x^2 + 1}}\,dx = \frac{1}{2}\int_0^1 (x^2 + 1)' \cdot \left(\sqrt{x^2 + 1} - \frac{1}{\sqrt{x^2 + 1}}\right)dx.
6
2 puncte
Se obține 12(2(x2+1)x2+132x2+1)01=223\frac{1}{2}\left(\frac{2(x^2 + 1)\sqrt{x^2 + 1}}{3} - 2\sqrt{x^2 + 1}\right)\Big|_0^1 = \frac{2 - \sqrt{2}}{3}, deci a=2a = 2.

Ai rezolvat acest subiect?

Încarcă soluția ta scrisă de mână și primește feedback AI detaliat — vezi exact unde ai greșit, ce punctaj ai obține și cum să îmbunătățești.

Vreau corectare AI — e gratuit

50 credite gratuite la înregistrare. Fără card, fără obligații.