Formula termenului general este an=a1+(n−1)r.
Pentru n=3:
a3=a1+2r⟹30=6+2r⟹2r=24⟹r=12
Atunci:
a2=a1+r=6+12=18
Ambele metode conduc la același rezultat și primesc punctaj maxim conform baremului.
Exercițiul 2
Se consideră funcția f:R→R, f(x)=ax2+2ax−1, unde a este număr real. Determinați numărul real a pentru care (f∘f)(0)=0. (5 puncte)
📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial - Exercițiul 2
Arată Rezolvarea Pas cu Pas
Pasul 1: Calculul valorii funcției în x=0
Calculăm direct f(0):
f(0)=a⋅02+2a⋅0−1=−1
(1 punct)
Pasul 2: Exprimarea compunerii (f∘f)(0)
Prin definiția compunerii a două funcții:
(f∘f)(0)=f(f(0))=f(−1)
Calculăm f(−1) înlocuind x=−1 în legea funcției:
f(−1)=a⋅(−1)2+2a⋅(−1)−1=a⋅1−2a−1=−a−1
Așadar, (f∘f)(0)=−a−1, pentru orice număr real a.
(2 puncte)
Pasul 3: Rezolvarea ecuației (f∘f)(0)=0
Impune condiția din enunț:
−a−1=0⟹−a=1⟹a=−1
(2 puncte)
Exercițiul 3
Rezolvați în mulțimea numerelor reale ecuația: (5 puncte)
log2(2x2−4x+3)=2log2x📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial - Exercițiul 3
Arată Rezolvarea Pas cu Pas
Pasul 1: Condiții de existență ale logaritmilor
Pentru ca termenii logaritmici să aibă sens în R, argumentele trebuie să fie strict pozitive:
x>0 (din log2x)
2x2−4x+3>0. Discriminantul trinomului este Δ=(−4)2−4⋅2⋅3=16−24=−8<0. Cum coeficientul dominant este a=2>0 și Δ<0, rezultă 2x2−4x+3>0 pentru orice x∈R.
Domeniul de căutare a soluțiilor este D=(0,+∞).
Pasul 2: Aplicarea proprietăților logaritmilor și egalarea argumentelor
Folosind proprietatea 2log2x=log2(x2) pentru x>0, ecuația devine:
log2(2x2−4x+3)=log2(x2)
Prin injectivitatea funcției logaritmice cu baza 2>1, obținem:
2x2−4x+3=x2⟹x2−4x+3=0
(2 puncte)
Pasul 3: Rezolvarea ecuației de gradul al doilea și verificarea condițiilor
Calculăm discriminantul ecuației x2−4x+3=0:
Δ=(−4)2−4⋅1⋅3=16−12=4
Soluțiile sunt:
x1=24−4=24−2=1x2=24+4=24+2=3
Ambele valori satisfac condiția de existență x>0 (1>0 și 3>0), deci soluțiile convin.
(3 puncte)
Mulțimea soluțiilor reale este S={1,3}.
Exercițiul 4
Se consideră mulțimea A={2,4,5,6}. Determinați câte numere naturale pare, de trei cifre distincte, se pot forma cu cifre din mulțimea A. (5 puncte)
📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial - Exercițiul 4
Arată Rezolvarea Pas cu Pas
Pasul 1: Analiza structurii numărului par de trei cifre
Fie numărul abc, unde a,b,c∈A sunt distincte.
Pentru ca numărul să fie par, ultima sa cifră c (cifra unităților) trebuie să fie pară.
Cifrele pare din mulțimea A={2,4,5,6} sunt:
c∈{2,4,6}
Așadar, cifra unităților se poate alege în 3 moduri.
(2 puncte)
Pasul 2: Alegerea celorlalte cifre și aplicarea regulii produsului
Mulțimea A conține 4 elemente în total:
După ce am ales cifra unităților c (1 cifră utilizată), au mai rămas 4−1=3 cifre disponibile în A (toate fiind nenule, deci oricare poate fi cifra sutelor).
Cifra sutelor a se poate alege în 3 moduri.
După fixarea cifrei sutelor a și a cifrei unităților c, mai rămân 4−2=2 cifre disponibile în A.
Cifra zecilor b se poate alege în 2 moduri.
Conform regulii produsului, numărul total de astfel de numere pare cu cifre distincte este:
3⋅3⋅2=18 numere
(3 puncte)
Exercițiul 5
În reperul cartezian xOy se consideră punctele A(6,4) și B(1,3). Determinați coordonatele punctului C pentru care: (5 puncte)
2BC=OA📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial - Exercițiul 5
Arată Rezolvarea Pas cu Pas
Pasul 1: Exprimarea vectorilor în baza canonică (i,j)
Vectorul de poziție al punctului A(6,4) este:
OA=6i+4j
Fie C(xC,yC) coordonatele căutate. Vectorul BC se exprimă prin diferența coordonatelor:
BC=(xC−xB)i+(yC−yB)j=(xC−1)i+(yC−3)j
(2 puncte)
Pasul 2: Determinarea coordonatelor punctului C
Relația vectorială 2BC=OA este echivalentă cu:
BC=21OA
Înlocuind componentele vectoriale:
(xC−1)i+(yC−3)j=21(6i+4j)=3i+2j
Egalând componentele pe axele de coordonate:
xC−1=3⟹xC=4yC−3=2⟹yC=5
Așadar, coordonatele punctului C sunt (4,5), adică C(4,5).
(3 puncte)
Exercițiul 6
Se consideră triunghiul ABC, dreptunghic în A, cu AC=6 și tgC=31. Arătați că raza cercului circumscris triunghiului ABC este egală cu 10. (5 puncte)
📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial - Exercițiul 6
Arată Rezolvarea Pas cu Pas
Pasul 1: Determinarea lungimii catetei AB
În triunghiul ABC, dreptunghic în A, tangenta unghiului C reprezintă raportul dintre cateta opusă AB și cateta alăturată AC:
tgC=ACAB
Înlocuim valorile cunoscute:
31=6AB⟹AB=36=2
(2 puncte)
Pasul 2: Determinarea ipotenuzei BC și a razei cercului circumscris
Aplicăm teorema lui Pitagora în triunghiul dreptunghic ABC:
BC2=AB2+AC2=22+62=4+36=40BC=40=210
Într-un triunghi dreptunghic, centrul cercului circumscris este mijlocul ipotenuzei, iar raza cercului circumscris este egală cu jumătatea lungimii ipotenuzei:
R=2BC=2210=10
(3 puncte)
SUBIECTUL al II-lea (30 de puncte)
Problema 1
Se consideră matricea:
A(a)=1−2a2a0a1−a0001−3a
unde a este număr real.
Cerințe:
a) Arătați că det(A(1))=4. (5 puncte)
b) Arătați că A(a)⋅A(b)=A(a+b−3ab), pentru orice numere reale a și b. (5 puncte)
c) Determinați numărul real a pentru care A(1)⋅A(a)+A(5)=2A(4). (5 puncte)
📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial - Subiectul II.1
Arată Rezolvarea Pas cu Pas
Egalând elementele corespunzătoare (de exemplu poziția (1,2)):
1−2a=3⟹−2a=2⟹a=−1
(3 puncte)
Problema 2
Se consideră polinomul:
f=mX4−mX2+X+1
unde m este număr real nenul.
Cerințe:
a) Arătați că f(−1)=0, pentru orice număr real nenul m. (5 puncte)
b) Determinați numărul real nenul m pentru care restul împărțirii polinomului f la polinomul g=X+2 este egal cu 11. (5 puncte)
c) Determinați numărul real nenul m pentru care x13+x23+x33+x43=1, unde x1,x2,x3 și x4 sunt rădăcinile polinomului f. (5 puncte)
📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial - Subiectul II.2
Arată Rezolvarea Pas cu Pas
Subpunctul a)
Calculăm valoarea polinomului în −1:
f(−1)=m(−1)4−m(−1)2+(−1)+1
(3 puncte)
Efectuăm ridicările la putere: (−1)4=1 și (−1)2=1:
f(−1)=m⋅1−m⋅1−1+1=m−m=0
pentru orice număr real nenul m.
(2 puncte)
Subpunctul b)
Conform teoremei restului (teorema lui Bézout), restul împărțirii polinomului f la polinomul de gradul întâi g=X+2 este egal cu valoarea polinomului f în rădăcina împărțitorului, adică X=−2:
R=f(−2)=m(−2)4−m(−2)2+(−2)+1=16m−4m−1=12m−1
pentru orice număr real nenul m.
(3 puncte)
Egalăm restul obținut cu valoarea dată în enunț:
12m−1=11⟹12m=12⟹m=1
Valoarea m=1 este un număr real nenul, conform cerinței.
(2 puncte)
Subpunctul c)
Scriem relațiile lui Viète pentru polinomul de gradul 4, f=mX4+0⋅X3−mX2+X+1:
Ecuația tangentei la graficul funcției f în punctul de abscisă x0=0 este:
y−f(0)=f′(0)(x−0)
Înlocuind valorile calculate:
y−2=1⋅x⟹y=x+2
(3 puncte)
Subpunctul c)
Pentru a arăta că f este strict crescătoare pe (−1,+∞), demonstrăm că f′(x)>0 pentru orice x∈(−1,+∞).
Numitorul derivatei este (x+1)2>0 pentru orice x∈(−1,+∞).
Studiem semnul numărătorului considerând funcția auxiliară:
g:[−1,+∞)→R,g(x)=xex+1
Derivata funcției g este:
g′(x)=(x)′ex+x(ex)′+0=ex+xex=(x+1)ex
Pentru orice x∈[−1,+∞), avem x+1≥0 și ex>0, deci g′(x)≥0.
Rezultă că funcția g este crescătoare pe [−1,+∞).
Calculăm valoarea funcției în capătul din stânga x=−1:
g(−1)=(−1)e−1+1=1−e1
Deoarece e≈2,718>1, avem e1<1, deci:
g(−1)=1−e1>0
Cum g este strict crescătoare pe (−1,+∞), pentru orice x∈(−1,+∞) avem:
g(x)>g(−1)>0
(3 puncte)
Deoarece numărătorul g(x)>0 și numitorul (x+1)2>0 pentru orice x∈(−1,+∞), rezultă:
f′(x)=(x+1)2g(x)>0,∀x∈(−1,+∞)
Prin urmare, funcția f este strict crescătoare pe intervalul (−1,+∞).
(2 puncte)
Problema 2
Se consideră funcția:
f:(0,+∞)→R,f(x)=6+x1+xln2x
Cerințe:
a) Arătați că: (5 puncte)∫13(f(x)−xln2x)dx=12+ln3
b) Arătați că: (5 puncte)∫1e(f(x)−6−x1)dx=31
c) Determinați numărul real m pentru care aria suprafeței plane delimitate de graficul funcției:
g:(0,+∞)→R,g(x)=xf(x)−6
axa Ox și dreptele de ecuații x=1 și x=e este egală cu m(1−e2). (5 puncte)
📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial - Subiectul III.2
Arată Rezolvarea Pas cu Pas