Trei probleme noi în fiecare dimineață. Calibrate la nivelul tău, nu la al manualului.

Subiecte BAC oficiale

Subiecte BAC Matematică M1 · Mate-Info — Sesiunea de Vară 2019

Rezolvare interactivă gratuită, pas cu pas, a subiectului oficial de Matematică M1 · Mate-Info — Bacalaureat 2019, sesiunea de vară. Include PDF-ul oficial și baremul de corectare.

Rezolvă varianta interactiv, gratuitPe pagini, cu barem și notă simulată — autentificare gratuită.

Subiectele oficiale

Subiectul I

  1. 1.Arătați că numărul n=(3i2)(3+i2)n = \left(3 - i\sqrt{2}\right)\left(3 + i\sqrt{2}\right) este întreg, unde i2=1i^2 = -1.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Recunoaștem produsul conjugatelor și aplicăm formula (ab)(a+b)=a2b2(a-b)(a+b) = a^2 - b^2, cu a=3a = 3 și b=i2b = i\sqrt{2}.
    2. Obținem n=32(i2)2=9i22=92i2n = 3^2 - \left(i\sqrt{2}\right)^2 = 9 - i^2 \cdot 2 = 9 - 2i^2.
    3. Înlocuim i2=1i^2 = -1 și calculăm n=92(1)=9+2=11n = 9 - 2 \cdot (-1) = 9 + 2 = 11.
    4. Cum 11Z11 \in \mathbb{Z}, numărul nn este întreg.

    Răspuns: n=11Zn = 11 \in \mathbb{Z}

  2. 2.Determinați numărul real aa, știind că punctul A(a,3)A(a, 3) aparține graficului funcției f:RRf : \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x)=2x+af(x) = 2x + a.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Punctul A(a,3)A(a, 3) aparține graficului lui ff dacă și numai dacă f(a)=3f(a) = 3.
    2. Calculăm f(a)=2a+af(a) = 2a + a, deci condiția devine ecuația 2a+a=32a + a = 3.
    3. Rezolvăm 3a=33a = 3 și obținem a=1a = 1.

    Răspuns: a=1a = 1

  3. 3.Rezolvați în mulțimea numerelor reale ecuația 2019x+2019x=22019^x + 2019^{-x} = 2.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Înmulțim ambii membri ai ecuației 2019x+2019x=22019^x + 2019^{-x} = 2 cu 2019x>02019^x > 0 și obținem (2019x)2+1=22019x\left(2019^x\right)^2 + 1 = 2 \cdot 2019^x.
    2. Trecem totul într-un membru: (2019x)222019x+1=0\left(2019^x\right)^2 - 2 \cdot 2019^x + 1 = 0, adică (2019x1)2=0\left(2019^x - 1\right)^2 = 0.
    3. De aici 2019x=1=201902019^x = 1 = 2019^0, deci x=0x = 0.

    Răspuns: x=0x = 0

  4. 4.Calculați probabilitatea ca, alegând un număr din mulțimea numerelor naturale de două cifre, acesta să aibă cifra unităților impară.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Numerele naturale de două cifre sunt 10,11,,9910, 11, \ldots, 99, deci numărul cazurilor posibile este 9090.
    2. Pentru cifra unităților impară (1,3,5,7,91, 3, 5, 7, 9) avem 55 alegeri, iar pentru cifra zecilor (1,,91, \ldots, 9) avem 99 alegeri, deci 95=459 \cdot 5 = 45 cazuri favorabile.
    3. Probabilitatea este P=4590=12P = \dfrac{45}{90} = \dfrac{1}{2}.

    Răspuns: P=12P = \dfrac{1}{2}

  5. 5.În reperul cartezian xOyxOy se consideră punctele A(3,3)A(3, -3) și B(2,2)B(2, -2). Determinați ecuația dreptei dd care trece prin AA și este perpendiculară pe ABAB.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Calculăm panta dreptei ABAB: mAB=2(3)23=11=1m_{AB} = \dfrac{-2 - (-3)}{2 - 3} = \dfrac{1}{-1} = -1.
    2. Cum dABd \perp AB, avem md=1mAB=11=1m_d = -\dfrac{1}{m_{AB}} = -\dfrac{1}{-1} = 1.
    3. Dreapta dd trece prin A(3,3)A(3, -3): y(3)=1(x3)y - (-3) = 1 \cdot (x - 3), adică y+3=x3y + 3 = x - 3.
    4. Obținem ecuația y=x6y = x - 6.

    Răspuns: d:y=x6d: y = x - 6

  6. 6.Arătați că sin(ab)sin(a+b)=(sinasinb)(sina+sinb)\sin(a - b)\sin(a + b) = (\sin a - \sin b)(\sin a + \sin b), pentru orice numere reale aa și bb.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Dezvoltăm cu formulele sumei și diferenței: sin(ab)sin(a+b)=(sinacosbcosasinb)(sinacosb+cosasinb)\sin(a-b)\sin(a+b) = (\sin a\cos b - \cos a\sin b)(\sin a\cos b + \cos a\sin b).
    2. Aplicăm (uv)(u+v)=u2v2(u-v)(u+v) = u^2 - v^2 și obținem sin2acos2bcos2asin2b\sin^2 a\cos^2 b - \cos^2 a\sin^2 b.
    3. Înlocuim cos2b=1sin2b\cos^2 b = 1 - \sin^2 b și cos2a=1sin2a\cos^2 a = 1 - \sin^2 a: sin2a(1sin2b)(1sin2a)sin2b=sin2asin2b\sin^2 a(1 - \sin^2 b) - (1 - \sin^2 a)\sin^2 b = \sin^2 a - \sin^2 b.
    4. Membrul drept este (sinasinb)(sina+sinb)=sin2asin2b(\sin a - \sin b)(\sin a + \sin b) = \sin^2 a - \sin^2 b, deci cei doi membri coincid.

    Răspuns: sin(ab)sin(a+b)=sin2asin2b=(sinasinb)(sina+sinb)\sin(a-b)\sin(a+b) = \sin^2 a - \sin^2 b = (\sin a - \sin b)(\sin a + \sin b)

Subiectul al II-lea

Se consideră matricea A(a)=(a0a020a0a)A(a) = \begin{pmatrix} a & 0 & -a \\ 0 & 2 & 0 \\ -a & 0 & a \end{pmatrix}, unde aa este număr real.
  1. a.Arătați că det(A(a))=0\det(A(a)) = 0, pentru orice număr real aa.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Aplicăm regula lui Sarrus pentru det(A(a))\det(A(a)) cu A(a)=(a0a020a0a)A(a) = \begin{pmatrix} a & 0 & -a \\ 0 & 2 & 0 \\ -a & 0 & a \end{pmatrix}.
    2. Suma termenilor pozitivi este a2a+0+0=2a2a \cdot 2 \cdot a + 0 + 0 = 2a^2.
    3. Suma termenilor negativi este ((a)2(a)+0+0)=2a2-\bigl((-a) \cdot 2 \cdot (-a) + 0 + 0\bigr) = -2a^2.
    4. Adunând, det(A(a))=2a22a2=0\det(A(a)) = 2a^2 - 2a^2 = 0 pentru orice aRa \in \mathbb{R}.

    Răspuns: det(A(a))=0\det(A(a)) = 0, pentru orice aRa \in \mathbb{R}

  2. b.Demonstrați că A(a)A(b)=2A(ab)A(a)A(b) = 2A(ab), pentru orice numere reale aa și bb.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Înmulțim linia 11 a lui A(a)A(a) cu coloana 11 a lui A(b)A(b): elementul (1,1)(1,1) este ab+00+(a)(b)=ab+ab=2aba \cdot b + 0 \cdot 0 + (-a)(-b) = ab + ab = 2ab.
    2. Înmulțim linia 22 cu coloana 22: elementul (2,2)(2,2) este 00+22+00=40 \cdot 0 + 2 \cdot 2 + 0 \cdot 0 = 4.
    3. Procedând la fel pentru toate pozițiile, A(a)A(b)=(2ab02ab0402ab02ab)=2A(ab)A(a)A(b) = \begin{pmatrix} 2ab & 0 & -2ab \\ 0 & 4 & 0 \\ -2ab & 0 & 2ab \end{pmatrix} = 2A(ab).

    Răspuns: A(a)A(b)=2A(ab)A(a)A(b) = 2A(ab), pentru orice a,bRa, b \in \mathbb{R}

  3. c.Demonstrați că matricea B=A(log23)A(log34)A(log45)A(log1516)B = A(\log_2 3) \cdot A(\log_3 4) \cdot A(\log_4 5) \cdot \ldots \cdot A(\log_{15} 16) are toate elementele numere întregi.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Folosind logablogbc=logac\log_a b \cdot \log_b c = \log_a c, produsul telescopic log23log34log1516=log216=4\log_2 3 \cdot \log_3 4 \cdot \ldots \cdot \log_{15} 16 = \log_2 16 = 4.
    2. Din punctul b), A(a)A(b)=2A(ab)A(a)A(b) = 2A(ab); aplicând repetat celor 1414 factori, B=213A(4)B = 2^{13} \cdot A(4).
    3. Elementul (1,1)(1,1) al matricei BB este 2134=21322=2152^{13} \cdot 4 = 2^{13} \cdot 2^2 = 2^{15}, iar toate elementele lui B=213A(4)B = 2^{13}A(4) sunt numere întregi.

    Răspuns: B=213A(4)B = 2^{13}A(4) are toate elementele întregi; b11=215b_{11} = 2^{15}

Se consideră polinomul f=X3+X2+mX+nf = X^3 + X^2 + mX + n, unde mm și nn sunt numere reale.
  1. a.Arătați că f(1)2f(0)+f(1)=2f(-1) - 2f(0) + f(1) = 2, pentru orice numere reale mm și nn.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Calculăm f(1)=(1)3+(1)2+m(1)+n=m+nf(-1) = (-1)^3 + (-1)^2 + m(-1) + n = -m + n și f(0)=nf(0) = n.
    2. Deci f(1)2f(0)=(m+n)2n=mnf(-1) - 2f(0) = (-m + n) - 2n = -m - n.
    3. Calculăm f(1)=1+1+m+n=2+m+nf(1) = 1 + 1 + m + n = 2 + m + n.
    4. Adunăm: f(1)2f(0)+f(1)=(mn)+(2+m+n)=2f(-1) - 2f(0) + f(1) = (-m - n) + (2 + m + n) = 2.

    Răspuns: f(1)2f(0)+f(1)=2f(-1) - 2f(0) + f(1) = 2, pentru orice m,nRm, n \in \mathbb{R}

  2. b.Determinați numerele reale mm și nn, știind că polinomul ff este divizibil cu polinomul X21X^2 - 1.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Cum X21=(X1)(X+1)X^2 - 1 = (X-1)(X+1), ff este divizibil cu X21X^2 - 1 dacă și numai dacă f(1)=0f(1) = 0 și f(1)=0f(-1) = 0.
    2. Din f(1)=2+m+n=0f(1) = 2 + m + n = 0 obținem m+n=2m + n = -2, iar din f(1)=m+n=0f(-1) = -m + n = 0 obținem n=mn = m.
    3. Rezolvăm sistemul: 2m=22m = -2, deci m=1m = -1 și n=1n = -1.

    Răspuns: m=1m = -1, n=1n = -1

  3. c.Demonstrați că 3(x1x2+x1x3+x2x3+x1x2x3)(x13+x23+x33)=13(x_1 x_2 + x_1 x_3 + x_2 x_3 + x_1 x_2 x_3) - (x_1^3 + x_2^3 + x_3^3) = 1, pentru orice numere reale mm și nn, unde x1x_1, x2x_2 și x3x_3 sunt rădăcinile polinomului ff.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Din relațiile lui Viète: x1+x2+x3=1x_1+x_2+x_3 = -1, x1x2+x1x3+x2x3=mx_1x_2+x_1x_3+x_2x_3 = m și x1x2x3=nx_1x_2x_3 = -n.
    2. Astfel x1x2+x1x3+x2x3+x1x2x3=m+(n)=mnx_1x_2+x_1x_3+x_2x_3+x_1x_2x_3 = m + (-n) = m - n.
    3. Folosind formula sumei de cuburi: x13+x23+x33=(1)33(1)(m)+3(n)=3m3n1x_1^3+x_2^3+x_3^3 = (-1)^3 - 3(-1)(m) + 3(-n) = 3m - 3n - 1.
    4. Înlocuim în expresie: 3(mn)(3m3n1)=3m3n3m+3n+1=13(m - n) - (3m - 3n - 1) = 3m - 3n - 3m + 3n + 1 = 1.

    Răspuns: 3(x1x2+x1x3+x2x3+x1x2x3)(x13+x23+x33)=13(x_1x_2+x_1x_3+x_2x_3+x_1x_2x_3) - (x_1^3+x_2^3+x_3^3) = 1

Subiectul al III-lea

Se consideră funcția f:RRf : \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x)=x2exf(x) = x^2 e^{-x}.
  1. a.Arătați că f(x)=x(2x)exf'(x) = x(2-x)e^{-x}, xRx \in \mathbb{R}.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Derivăm produsul f(x)=x2exf(x) = x^2 \cdot e^{-x} cu regula (uv)=uv+uv(uv)' = u'v + uv', unde u=x2u = x^2 și v=exv = e^{-x}.
    2. Cum u=2xu' = 2x și v=exv' = -e^{-x}, obținem f(x)=2xexx2exf'(x) = 2xe^{-x} - x^2 e^{-x}.
    3. Scoatem factorul comun xexxe^{-x}: f(x)=xex(2x)f'(x) = xe^{-x}(2 - x), adică f(x)=x(2x)exf'(x) = x(2-x)e^{-x}.

    Răspuns: f(x)=x(2x)exf'(x) = x(2-x)e^{-x}

  2. b.Determinați intervalele de monotonie a funcției ff.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Rezolvăm f(x)=x(2x)ex=0f'(x) = x(2-x)e^{-x} = 0; cum ex>0e^{-x} > 0 pentru orice xx, rămâne x(2x)=0x(2-x) = 0, deci x=0x = 0 sau x=2x = 2.
    2. Studiem semnul lui f(x)f'(x), dat de semnul lui x(2x)x(2-x): negativ pe (,0)(-\infty, 0), pozitiv pe (0,2)(0, 2), negativ pe (2,+)(2, +\infty).
    3. Prin urmare ff este descrescătoare pe (,0](-\infty, 0], crescătoare pe [0,2][0, 2] și descrescătoare pe [2,+)[2, +\infty).

    Răspuns: ff descrescătoare pe (,0](-\infty, 0], crescătoare pe [0,2][0, 2], descrescătoare pe [2,+)[2, +\infty)

  3. c.Demonstrați că, pentru orice a(0,4e2)a \in \left(0, 4e^{-2}\right), ecuația f(x)=af(x) = a are exact trei soluții reale.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Calculăm valorile cheie: f(0)=0f(0) = 0, f(2)=4e2f(2) = 4e^{-2} (maximul local) și limx+f(x)=0\lim_{x \to +\infty} f(x) = 0, iar limxf(x)=+\lim_{x \to -\infty} f(x) = +\infty.
    2. Pentru a(0,4e2)a \in (0, 4e^{-2}) avem f(0)=0<af(0) = 0 < a, f(2)=4e2>af(2) = 4e^{-2} > a și limita la ++\infty este 0<a0 < a.
    3. Cum ff este continuă și strict monotonă pe fiecare dintre (,0)(-\infty, 0), (0,2)(0, 2) și (2,+)(2, +\infty), conform proprietății lui Darboux ecuația f(x)=af(x) = a are exact o soluție pe fiecare interval.
    4. Așadar ecuația f(x)=af(x) = a are exact trei soluții reale.

    Răspuns: Ecuația f(x)=af(x) = a are exact trei soluții reale, pentru orice a(0,4e2)a \in (0, 4e^{-2})

Se consideră funcția f:(0,+)Rf:(0,+\infty)\to\mathbb{R}, f(x)=x2+lnxf(x)=x^2+\ln x.
  1. a.Arătați că 12(f(x)lnx)dx=73\displaystyle\int_1^2\bigl(f(x)-\ln x\bigr)\,dx=\dfrac{7}{3}.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Simplificăm integrandul: f(x)lnx=x2+lnxlnx=x2f(x) - \ln x = x^2 + \ln x - \ln x = x^2.
    2. O primitivă este F(x)=x33F(x) = \dfrac{x^3}{3}, cu F(2)=83F(2) = \dfrac{8}{3} și F(1)=13F(1) = \dfrac{1}{3}.
    3. Aplicăm formula Leibniz-Newton: 12x2dx=F(2)F(1)=8313=73\displaystyle\int_1^2 x^2\,dx = F(2) - F(1) = \dfrac{8}{3} - \dfrac{1}{3} = \dfrac{7}{3}.

    Răspuns: 12(f(x)lnx)dx=73\displaystyle\int_1^2 \bigl(f(x) - \ln x\bigr)\,dx = \dfrac{7}{3}

  2. b.Demonstrați că suprafața plană delimitată de graficul funcției g:(0,+)Rg:(0,+\infty)\to\mathbb{R}, g(x)=2xx2+f(x)g(x)=2x-x^2+f(x), axa OxOx și dreptele de ecuații x=1x=1 și x=ex=e are aria egală cu e2e^2.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Simplificăm: g(x)=2xx2+f(x)=2xx2+x2+lnx=2x+lnxg(x) = 2x - x^2 + f(x) = 2x - x^2 + x^2 + \ln x = 2x + \ln x, care este pozitivă pe [1,e][1, e].
    2. Aria este 1e(2x+lnx)dx\displaystyle\int_1^e (2x + \ln x)\,dx; o primitivă (folosind integrarea prin părți pentru lnx\ln x) este F(x)=x2+xlnxxF(x) = x^2 + x\ln x - x.
    3. Calculăm F(1)=1+01=0F(1) = 1 + 0 - 1 = 0 și F(e)=e2+e1e=e2F(e) = e^2 + e \cdot 1 - e = e^2.
    4. Deci aria =F(e)F(1)=e20=e2= F(e) - F(1) = e^2 - 0 = e^2.

    Răspuns: Aria =e2= e^2

  3. c.Demonstrați că limn+e11xn(f(x)x2)dx=0\displaystyle\lim_{n\to+\infty}\int_{e^{-1}}^{1}x^n\bigl(f(x)-x^2\bigr)\,dx=0.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Simplificăm integrandul: xn(f(x)x2)=xn(x2+lnxx2)=xnlnxx^n\bigl(f(x) - x^2\bigr) = x^n(x^2 + \ln x - x^2) = x^n\ln x.
    2. Integrăm prin părți cu u=lnxu = \ln x, v=xnv' = x^n: e11xnlnxdx=[xn+1n+1lnx]e111n+1e11xndx\displaystyle\int_{e^{-1}}^{1} x^n\ln x\,dx = \left[\dfrac{x^{n+1}}{n+1}\ln x\right]_{e^{-1}}^{1} - \dfrac{1}{n+1}\int_{e^{-1}}^{1} x^n\,dx.
    3. Termenul de frontieră în x=1x = 1 este 00, iar în x=e1x = e^{-1} este e(n+1)n+1(1)=1(n+1)en+1\dfrac{e^{-(n+1)}}{n+1}\cdot(-1) = -\dfrac{1}{(n+1)e^{n+1}}, deci tinde la 00 când n+n \to +\infty.
    4. Și integrala rămasă 1n+1e11xndx\dfrac{1}{n+1}\displaystyle\int_{e^{-1}}^{1} x^n\,dx tinde la 00, prin urmare limita căutată este 00.

    Răspuns: limn+e11xn(f(x)x2)dx=0\displaystyle\lim_{n\to+\infty}\int_{e^{-1}}^{1}x^n\bigl(f(x)-x^2\bigr)\,dx = 0

Documente oficiale

Subiectul oficial (PDF)Baremul oficial de corectare (PDF)

Exersează pe capitole

Probleme rezolvate pe capitolele-cheie din programa de Bacalaureat:

Sursă: subiect și barem publicate oficial de Ministerul Educației / Centrul Național de Politici și Evaluare în Educație (CNEE). Documentele sunt reproduse integral, nealterate; rezolvarea interactivă este material original pbmate.