Într-o progresie aritmetică (an)n≥1, diferența dintre doi termeni consecutivi este egală cu rația r:
r=a2−a1=15−4=11
(3 puncte)
Pasul 2: Calculul termenului a3
Termenul a3 se obține adunând rația la termenul precedent a2:
a3=a2+r=15+11=26
Alternativ, folosind formula termenului general an=a1+(n−1)r:
a3=a1+2r=4+2⋅11=4+22=26
(2 puncte)
2. Ecuații cu Funcții de Gradul I (5p)
Se consideră funcția f:R→R, f(x)=3x−2. Determinați numărul real a pentru care f(a)+f(2)=2a.
📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial
Arată Rezolvarea Pas cu Pas
Pasul 1: Calculul valorilor funcției f
Calculăm valoarea funcției în punctul x=2:
f(2)=3⋅2−2=6−2=4
Pentru un număr real arbitrar a, valoarea funcției este:
f(a)=3a−2
(2 puncte)
Pasul 2: Rezolvarea ecuației în a
Înlocuim expresiile obținute în relația dată în enunț:
f(a)+f(2)=2a⟺(3a−2)+4=2a3a+2=2a⟺3a−2a=−2⟺a=−2
Așadar, numărul real căutat este a=−2.
(3 puncte)
3. Ecuație Logaritmică (5p)
Rezolvați în mulțimea numerelor reale ecuația log2(x2−3x+2)=log2(2+x).
📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial
Arată Rezolvarea Pas cu Pas
Pasul 1: Condițiile de existență ale logaritmilor
Argumentele ambilor logaritmi trebuie să fie strict pozitive:
x2−3x+2>0⟺(x−1)(x−2)>0⟺x∈(−∞,1)∪(2,+∞)
2+x>0⟺x>−2⟺x∈(−2,+∞)
Intersectând domeniile, obținem domeniul de existență:
D=(−2,1)∪(2,+∞)
Pasul 2: Egalarea argumentelor și rezolvarea ecuației algebrice
Datorită injectivității funcției logaritmice cu baza 2, egalitatea logaritmilor implică egalitatea argumentelor:
x2−3x+2=2+x
Trecem toți termenii în membrul stâng:
x2−4x=0⟺x(x−4)=0
(2 puncte)
Soluțiile acestei ecuații sunt:
x=0saux=4
Pasul 3: Verificarea soluțiilor
Verificăm dacă soluțiile aparțin domeniului de existență D:
Pentru x=0: 0∈(−2,1)⊂D, deci soluția convine.
Pentru x=4: 4∈(2,+∞)⊂D, deci soluția convine.
Mulțimea soluțiilor reale este S={0,4}.
(3 puncte)
4. Combinatorică și Cifre Distincte (5p)
Determinați câte numere naturale pare, de două cifre distincte, se pot forma cu elementele mulțimii A={1,2,3,5,7,8}.
📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial
Arată Rezolvarea Pas cu Pas
Pasul 1: Alegerea cifrei unităților
Fie ab un număr de două cifre format cu elemente din mulțimea A, unde a=b.
Pentru ca numărul să fie par, cifra unităților b trebuie să fie pară. Cifrele pare disponibile în mulțimea A={1,2,3,5,7,8} sunt:
b∈{2,8}
Așadar, cifra unităților se poate alege în 2 moduri.
(2 puncte)
Pasul 2: Alegerea cifrei zecilor și aplicarea regulii produsului
După ce cifra unităților b a fost fixată, cifra zecilor a poate fi orice element din mulțimea A, cu condiția a=b.
Mulțimea A are 6 elemente, toate fiind cifre nenule, prin urmare rămân:
6−1=5 moduri de alegere pentru cifra zecilor a
Conform regulii produsului, numărul total de numere pare cu două cifre distincte este:
2⋅5=10 numere
(3 puncte)
5. Geometrie Analitică (5p)
În reperul cartezian xOy se consideră punctele A(0,5), B(8,4) și C, mijlocul segmentului OB. Arătați că AO=AC.
📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial
Arată Rezolvarea Pas cu Pas
Pasul 1: Determinarea coordonatelor punctului C
Originea reperului este O(0,0). Punctul C este mijlocul segmentului OB, unde B(8,4):
xC=2xO+xB=20+8=4yC=2yO+yB=20+4=2
Deci coordonatele punctului C sunt C(4,2).
(2 puncte)
Pasul 2: Calculul distanțelor AO și AC
Calculăm lungimea segmentului AO cu formula distanței dintre două puncte:
Se consideră triunghiul ABC, dreptunghic în A, cu AB=4 și cosB=32. Arătați că BC=6.
📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial
Arată Rezolvarea Pas cu Pas
Pasul 1: Scrierea raportului trigonometric pentru cosB
În triunghiul ABC dreptunghic în A, cosinusul unghiului ascuțit B este definit ca raportul dintre lungimea catetei alăturate unghiului și lungimea ipotenuzei:
cosB=BCAB
Înlocuim datele din ipoteză (AB=4 și cosB=32):
32=BC4
(3 puncte)
Pasul 2: Determinarea lungimii ipotenuzei BC
Din proporție, exprimăm lungimea ipotenuzei BC:
BC=23⋅4=212=6
Egalitatea este demonstrată.
(2 puncte)
SUBIECTUL al II-lea (30 de puncte)
1. Matrice și Ecuații Matriceale (15p)
Se consideră matricele:
I2=(1001)șiA=(−2−183)
a) Arătați că detA=2. (5p)
b) Arătați că matricea B=21(I2−A) este inversa matricei A. (5p)
c) Determinați matricea X∈M2(R) pentru care (A−I2)⋅X=2A. (5p)
📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial
Arată Rezolvarea Pas cu Pas
a) Calculul determinantului matricei A
Folosind formula determinantului de ordin 2, det(acbd)=ad−bc:
detA=−2−183=(−2)⋅3−8⋅(−1)
(3 puncte)
Efectuăm calculele:
detA=−6−(−8)=−6+8=2
(2 puncte)
b) Verificarea proprietății de inversă pentru matricea B
Deoarece limita este finită și egală cu 0, dreapta de ecuație y=0 (axa Ox) este asimptotă orizontală spre +∞ la graficul funcției f.
(2 puncte)
c) Determinarea valorii parametrului a
Tangenta la graficul funcției f în punctul A(a,f(a)) are panta egală cu f′(a).
Dreapta tangentă este paralelă cu axa Ox dacă și numai dacă panta ei este nulă:
f′(a)=0,a∈(0,+∞)
(3 puncte)
Cum numitorul a(a2+a+2)2>0 pentru orice a>0, egalitatea f′(a)=0 este echivalentă cu anularea numărătorului:
−3a2−a+2=0⟺3a2+a−2=0
Calculăm discriminantul ecuației de gradul al doilea:
Δ=12−4⋅3⋅(−2)=1+24=25
Rădăcinile ecuației sunt:
a1=2⋅3−1−5=6−6=−1șia2=2⋅3−1+5=64=32
Deoarece a∈(0,+∞), soluția a1=−1 nu convine, iar a2=32 convine.
Așadar, valoarea căutată este a=32.
(2 puncte)
2. Analiză Matematică - Calcul Integral (15p)
Se consideră funcția f:R→R, definită prin:
f(x)=x3+3x+3
a) Arătați că ∫02(f(x)−3x−3)dx=4. (5p)
b) Arătați că ∫01(f(x)−x3)21dx=181. (5p)
c) Determinați numărul real m pentru care ∫1ex2f(x)−3lnxdx=4e2+m. (5p)
📐 Rezolvare Pas cu Pas & Barem Oficial
Arată Rezolvarea Pas cu Pas