BAC M1 Mate-Info10 exerciții

Simulare 2022 — Științele Naturii

Rezolvare detaliată pas cu pas cu punctaj pe fiecare pas

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

ISubiectul I(6 exerciții)

Exercițiul 1
Calculați termenul b4b_4 al progresiei geometrice (bn)n1(b_n)_{n \geq 1}, știind că b1=2b_1 = \sqrt{2} și b2=4b_2 = 4.

Rezolvare

1
2 puncte
q=b2b1=22q = \frac{b_2}{b_1} = 2\sqrt{2}, unde qq este rația progresiei geometrice (bn)n1(b_n)_{n \geq 1}.
2
3 puncte
b4=b1q3=2(22)3=32b_4 = b_1 \cdot q^3 = \sqrt{2} \cdot (2\sqrt{2})^3 = 32.
Exercițiul 2
Se consideră funcția f:RRf : \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x)=mx22x+1f(x) = mx^2 - 2x + 1, unde mm este număr real nenul. Determinați numărul real nenul mm pentru care axa OxOx este tangentă graficului funcției ff.

Rezolvare

1
3 puncte
Axa OxOx este tangentă graficului funcției fΔ=044m=0f \Leftrightarrow \Delta = 0 \Leftrightarrow 4 - 4m = 0.
2
2 puncte
m=1m = 1.
Exercițiul 3
Rezolvați în mulțimea numerelor reale ecuația 3x+23x63x1=63^{x+2} - 3^x - 6 \cdot 3^{x-1} = 6.

Rezolvare

1
3 puncte
3x1(3336)=63x118=63x1=133^{x-1}(3^3 - 3 - 6) = 6 \Leftrightarrow 3^{x-1} \cdot 18 = 6 \Leftrightarrow 3^{x-1} = \frac{1}{3}.
2
2 puncte
x1=1x - 1 = -1, deci x=0x = 0.
Exercițiul 4
Se consideră mulțimea AA, a numerelor naturale de două cifre. Determinați probabilitatea ca, alegând un număr nn din mulțimea AA, numărul 2n602n - 60 să aparțină mulțimii AA.

Rezolvare

1
2 puncte
Mulțimea AA are 9090 de elemente, deci sunt 9090 de cazuri posibile.
2
3 puncte
Numărul 2n602n - 60 aparține mulțimii AA dacă 102n609910 \leq 2n - 60 \leq 99, deci sunt 4545 de cazuri favorabile, de unde obținem p=4590=12p = \frac{45}{90} = \frac{1}{2}.
Exercițiul 5
În reperul cartezian xOyxOy se consideră punctele A(1,4)A(-1, 4), B(5,2)B(5, 2) și CC, mijlocul segmentului ABAB. Determinați ecuația dreptei dd care trece prin punctul CC și este perpendiculară pe dreapta ABAB.

Rezolvare

1
2 puncte
mAB=13m_{AB} = -\frac{1}{3} și, cum dABd \perp AB, obținem md=3m_d = 3.
2
3 puncte
C(2,3)C(2, 3) și, cum CdC \in d, obținem că ecuația dreptei dd este y3=3(x2)y - 3 = 3(x - 2), adică y=3x3y = 3x - 3.
Exercițiul 6
Se consideră triunghiul isoscel ABCABC, cu măsura unghiului AA egală cu 120°120° și AB=6AB = 6. Arătați că aria triunghiului ABCABC este egală cu 939\sqrt{3}.

Rezolvare

1
2 puncte
AC=AB=6AC = AB = 6.
2
3 puncte
AABC=ABACsin120°2=66322=93\mathcal{A}_{\triangle ABC} = \frac{AB \cdot AC \cdot \sin 120°}{2} = \frac{6 \cdot 6 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}}{2} = 9\sqrt{3}.

IISubiectul II(2 exerciții)

Exercițiul 1
Se consideră matricele I2=(1001)I_2 = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix}, A=(0110)A = \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ -1 & 0 \end{pmatrix} și B(x)=xI2+iAB(x) = xI_2 + iA, unde xx este număr real și i2=1i^2 = -1. a) Arătați că detA=1\det A = 1. b) Determinați numărul real xx pentru care B(3)B(5)=8B(x)B(3) \cdot B(5) = 8B(x). c) Determinați perechile (m,n)(m, n) de numere întregi pentru care matricea B(m)+iB(n)B(m) + iB(n) nu este inversabilă.

Rezolvare

a)5 puncte
1
3 puncte
a) detA=0110=001(1)\det A = \begin{vmatrix} 0 & 1 \\ -1 & 0 \end{vmatrix} = 0 \cdot 0 - 1 \cdot (-1).
2
2 puncte
=0+1=1= 0 + 1 = 1.
b)5 puncte
3
3 puncte
b) B(3)B(5)=(3I2+iA)(5I2+iA)=15I2+8iA+i2AA=16I2+8iAB(3) \cdot B(5) = (3I_2 + iA)(5I_2 + iA) = 15I_2 + 8iA + i^2 A \cdot A = 16I_2 + 8iA.
4
2 puncte
=8(2I2+iA)=8B(2)= 8(2I_2 + iA) = 8B(2), deci x=2x = 2.
c)5 puncte
5
2 puncte
c) B(m)+iB(n)=(m+ini1i+1m+in)det(B(m)+iB(n))=(m+in)22iB(m) + iB(n) = \begin{pmatrix} m + in & i - 1 \\ -i + 1 & m + in \end{pmatrix} \Rightarrow \det(B(m) + iB(n)) = (m + in)^2 - 2i, unde m,nZm, n \in \mathbb{Z}.
6
3 puncte
B(m)+iB(n)B(m) + iB(n) nu este inversabilă, deci det(B(m)+iB(n))=0m2n2+2(mn1)i=0\det(B(m) + iB(n)) = 0 \Rightarrow m^2 - n^2 + 2(mn - 1)i = 0 și, cum mm și nn sunt numere întregi, obținem perechile (1,1)(-1, -1) și (1,1)(1, 1).
Exercițiul 2
Pe mulțimea M=[1,+)M = [1, +\infty) se definește legea de compoziție xy=xy(x1)(y1)x * y = xy - \sqrt{(x-1)(y-1)}. a) Arătați că 25=82 * 5 = 8. b) Arătați că e=1e = 1 este elementul neutru al legii de compoziție ‘*". c) Demonstrați că (nx)yx(ny)(nx) * y \geq x(n * y), pentru orice x,yMx, y \in M și orice număr natural nn, n2n \geq 2.

Rezolvare

a)5 puncte
1
3 puncte
a) 25=25(21)(51)2 * 5 = 2 \cdot 5 - \sqrt{(2-1)(5-1)}.
2
2 puncte
=104=8= 10 - \sqrt{4} = 8.
b)5 puncte
3
2 puncte
b) x1=x1(x1)(11)=xx * 1 = x \cdot 1 - \sqrt{(x-1)(1-1)} = x, pentru orice xMx \in M.
4
3 puncte
1x=1x(11)(x1)=x1 * x = 1 \cdot x - \sqrt{(1-1)(x-1)} = x, pentru orice xMx \in M, deci e=1e = 1 este elementul neutru al legii de compoziție ‘*".
c)5 puncte
5
2 puncte
c) ((nx)y)x(ny)=x(n1)(y1)(nx1)(y1)=y1(x1)(nxx1)xn1+nx1((nx) * y) - x(n * y) = x\sqrt{(n-1)(y-1)} - \sqrt{(nx-1)(y-1)} = \sqrt{y-1} \cdot \frac{(x-1)(nx-x-1)}{x\sqrt{n-1} + \sqrt{nx-1}}, pentru x,yMx, y \in M și nNn \in \mathbb{N}, n2n \geq 2.
6
3 puncte
Cum nxx1=x(n1)1nx - x - 1 = x(n-1) - 1 și x1x \geq 1, n2n \geq 2, obținem nxx10nx - x - 1 \geq 0, deci (nx)yx(ny)(nx) * y \geq x(n * y), pentru orice x,yMx, y \in M și orice număr natural nn, n2n \geq 2.

IIISubiectul III(2 exerciții)

Exercițiul 1
Se consideră funcția f:(0,+)Rf : (0, +\infty) \to \mathbb{R}, f(x)=4xx2+3f(x) = \frac{4\sqrt{x}}{x^2 + 3}. a) Arătați că f(x)=6(1x2)x(x2+3)2f'(x) = \frac{6(1 - x^2)}{\sqrt{x}(x^2 + 3)^2}, x(0,+)x \in (0, +\infty). b) Determinați a(0,+)a \in (0, +\infty), știind că tangenta la graficul funcției ff în punctul A(a,f(a))A(a, f(a)) este paralelă cu axa OxOx. c) Demonstrați că xx2+3>x+1xx2+1x2+5\frac{\sqrt{x}}{x^2 + 3} > \frac{\sqrt{x + \frac{1}{x}}}{x^2 + \frac{1}{x^2} + 5}, pentru orice x(1,+)x \in (1, +\infty).

Rezolvare

a)5 puncte
1
3 puncte
a) f(x)=2x(x2+3)4x2x(x2+3)2f'(x) = \frac{\frac{2}{\sqrt{x}} \cdot (x^2 + 3) - 4\sqrt{x} \cdot 2x}{(x^2 + 3)^2}.
2
2 puncte
=2x2+68x2x(x2+3)2=6(1x2)x(x2+3)2= \frac{2x^2 + 6 - 8x^2}{\sqrt{x}(x^2 + 3)^2} = \frac{6(1 - x^2)}{\sqrt{x}(x^2 + 3)^2}, x(0,+)x \in (0, +\infty).
b)5 puncte
3
3 puncte
b) Tangenta la graficul funcției ff în punctul A(a,f(a))A(a, f(a)) este paralelă cu axa Oxf(a)=0Ox \Leftrightarrow f'(a) = 0, deci 1a2=01 - a^2 = 0.
4
2 puncte
Cum a(0,+)a \in (0, +\infty), obținem a=1a = 1.
c)5 puncte
5
2 puncte
c) f(x)<0f'(x) < 0, pentru orice x(1,+)fx \in (1, +\infty) \Rightarrow f este strict descrescătoare pe (1,+)(1, +\infty).
6
3 puncte
1<x<x+1xf(x)>f(x+1x)1 < x < x + \frac{1}{x} \Rightarrow f(x) > f\left(x + \frac{1}{x}\right), deci xx2+3>x+1xx2+1x2+5\frac{\sqrt{x}}{x^2 + 3} > \frac{\sqrt{x + \frac{1}{x}}}{x^2 + \frac{1}{x^2} + 5}, pentru orice x(1,+)x \in (1, +\infty).
Exercițiul 2
Se consideră funcția f:RRf : \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x)=ex+2xexf(x) = \frac{e^x + 2x}{e^x}. a) Arătați că 01exf(x)dx=e\displaystyle\int_0^1 e^x f(x) \, dx = e. b) Arătați că 10f(x)dx=1\displaystyle\int_{-1}^{0} f(x) \, dx = -1. c) Determinați numărul real aa pentru care 01F(x)f(x)dx=a(e+1)e2\displaystyle\int_0^1 F(x) f''(x) \, dx = \frac{a(e+1)}{e^2}, unde F:RRF : \mathbb{R} \to \mathbb{R} este primitiva funcției ff cu proprietatea F(0)=0F(0) = 0.

Rezolvare

a)5 puncte
1
3 puncte
a) 01exf(x)dx=01(ex+2x)dx=(ex+x2)01\displaystyle\int_0^1 e^x f(x) \, dx = \int_0^1 (e^x + 2x) \, dx = \left.(e^x + x^2)\right|_0^1.
2
2 puncte
=e+11=e= e + 1 - 1 = e.
b)5 puncte
3
3 puncte
b) 10f(x)dx=10(1+2xex)dx=(x2(x+1)ex)10\displaystyle\int_{-1}^{0} f(x) \, dx = \int_{-1}^{0} (1 + 2xe^{-x}) \, dx = \left.(x - 2(x+1)e^{-x})\right|_{-1}^{0}.
4
2 puncte
=2(1)=1= -2 - (-1) = -1.
c)5 puncte
5
3 puncte
c) F(x)=f(x)F'(x) = f(x), pentru orice xRx \in \mathbb{R}, deci 01F(x)f(x)dx=F(x)f(x)01f2(x)201=F(1)f(1)F(0)f(0)f2(1)f2(0)2\displaystyle\int_0^1 F(x) f''(x) \, dx = \left.F(x)f'(x)\right|_0^1 - \left.\frac{f^2(x)}{2}\right|_0^1 = F(1)f'(1) - F(0)f'(0) - \frac{f^2(1) - f^2(0)}{2}.
6
2 puncte
f(x)=2(1x)exf'(x) = 2(1 - x)e^{-x}, deci f(1)=0f'(1) = 0 și, cum F(0)=0F(0) = 0, obținem 01F(x)f(x)dx=2(e+1)e2\displaystyle\int_0^1 F(x) f''(x) \, dx = \frac{-2(e+1)}{e^2}, 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.