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

Subiecte BAC oficiale

Subiecte BAC Matematică M1 · Mate-Info — Subiect Model 2023

Rezolvare interactivă gratuită, pas cu pas, a subiectului oficial de Matematică M1 · Mate-Info — Bacalaureat 2023, subiect model. Include PDF-ul oficial și baremul de corectare.

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

Documente oficiale

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

Subiectele oficiale

Subiectul I

  1. 1.
    Determinați numerele reale aa și bb pentru care (a+bi)(1+i)=4(a+bi)(1+i)=4, unde i2=1.i^2=-1.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Dezvoltăm produsul: (a+bi)(1+i)=a+ai+bi+bi2=(ab)+(a+b)i,(a+bi)(1+i)=a+ai+bi+bi^2=(a-b)+(a+b)i, deoarece i2=1.i^2=-1.
    2. Egalăm cu 4=4+0i4=4+0\cdot i și identificăm părțile reală și imaginară: ab=4a-b=4 și a+b=0.a+b=0.
    3. Adunând cele două ecuații obținem 2a=4,2a=4, deci a=2,a=2, iar din a+b=0a+b=0 rezultă b=2.b=-2.

    Răspuns: (a,b)=(2,2)(a,b)=(2,-2)

  2. 2.
    Se consideră funcția f:RRf:\mathbb{R}\to\mathbb{R}, f(x)=mx22x+mf(x)=mx^2-2x+m, unde mm este număr real nenul. Determinați numerele reale mm pentru care f(mx)=f(m+x),f(m-x)=f(m+x), pentru orice număr real x.x.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Condiția f(mx)=f(m+x), xR,f(m-x)=f(m+x),\ \forall x\in\mathbb{R}, înseamnă că dreapta x=mx=m este axă de simetrie a parabolei.
    2. Axa de simetrie a parabolei f(x)=mx22x+mf(x)=mx^2-2x+m este x=1m,x=\dfrac{1}{m}, deci m=1m,m=\dfrac{1}{m}, adică m21=0.m^2-1=0.
    3. Rezolvăm m2=1m^2=1 și obținem m{1,1};m\in\{-1,1\}; ambele valori sunt nenule, deci convin.

    Răspuns: m{1, 1}m\in\{-1,\ 1\}

  3. 3.
    Rezolvați în mulțimea numerelor reale ecuația 2log2(2x)1=log2(x2+x+2).2\log_2(2x)-1=\log_2(x^2+x+2).
    Rezolvare pas cu pas
    1. Condiția de existență cere 2x>0,2x>0, deci x>0.x>0.
    2. Folosim 2log2(2x)=log2(4x2)2\log_2(2x)=\log_2(4x^2) și log2(4x2)1=log2(2x2),\log_2(4x^2)-1=\log_2(2x^2), deci ecuația devine log2(2x2)=log2(x2+x+2).\log_2(2x^2)=\log_2(x^2+x+2).
    3. Egalând argumentele: 2x2=x2+x+2,2x^2=x^2+x+2, adică x2x2=0,x^2-x-2=0, cu soluțiile x=2x=2 și x=1.x=-1.
    4. Doar x=2x=2 verifică condiția x>0,x>0, deci este singura soluție.

    Răspuns: S={2}S=\{2\}

  4. 4.
    Se consideră mulțimile A={1,2,3,4}A=\{1,2,3,4\} și F={ff:AA}F=\{f\,|\,f:A\to A\}. Determinați probabilitatea ca, alegând un element ff din mulțimea F,F, acesta să verifice inegalitatea f(n)n,f(n)\le n, pentru orice nA.n\in A.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Numărul total de funcții f:AAf:A\to A cu A=4|A|=4 este 44=2564^4=256 (cazuri posibile).
    2. Pentru cazurile favorabile, f(n)nf(n)\le n înseamnă f(1){1},f(1)\in\{1\}, f(2){1,2},f(2)\in\{1,2\}, f(3){1,2,3},f(3)\in\{1,2,3\}, f(4){1,2,3,4}.f(4)\in\{1,2,3,4\}.
    3. Numărul de cazuri favorabile este 1234=24,1\cdot 2\cdot 3\cdot 4=24, deci probabilitatea este 24256=332.\dfrac{24}{256}=\dfrac{3}{32}.

    Răspuns: P=332P=\dfrac{3}{32}

  5. 5.
    În reperul cartezian xOyxOy se consideră punctele A(5,3)A(5,3) și B(1,5).B(-1,5). Determinați coordonatele punctului C,C, știind că CA+CB=2OC.\overrightarrow{CA}+\overrightarrow{CB}=2\overrightarrow{OC}.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Fie MM mijlocul lui AB.AB. Din relația medianei CA+CB=2CM,\overrightarrow{CA}+\overrightarrow{CB}=2\overrightarrow{CM}, ipoteza devine 2CM=2OC,2\overrightarrow{CM}=2\overrightarrow{OC}, deci CM=OC.\overrightarrow{CM}=\overrightarrow{OC}.
    2. CM=OC\overrightarrow{CM}=\overrightarrow{OC} înseamnă că CC este mijlocul segmentului OM.OM.
    3. Calculăm M(5+(1)2,3+52)=M(2,4),M\left(\dfrac{5+(-1)}{2},\dfrac{3+5}{2}\right)=M(2,4), apoi C(0+22,0+42)=C(1,2).C\left(\dfrac{0+2}{2},\dfrac{0+4}{2}\right)=C(1,2).

    Răspuns: C(1,2)C(1,2)

  6. 6.
    Se consideră triunghiul ABC,ABC, cu AB=8,AB=8, măsura unghiului CC de 3030^\circ și punctul O,O, centrul cercului circumscris triunghiului ABC.ABC. Determinați distanța de la punctul OO la latura AB.AB.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Din teorema sinusurilor, ABsinC=2R,\dfrac{AB}{\sin C}=2R, deci 8sin30=81/2=16=2R,\dfrac{8}{\sin 30^\circ}=\dfrac{8}{1/2}=16=2R, de unde R=8.R=8.
    2. Cum OA=OB=R=8OA=OB=R=8 și AB=8,AB=8, triunghiul OABOAB este echilateral cu latura 8.8.
    3. Distanța de la OO la ABAB este înălțimea triunghiului echilateral: 832=43.\dfrac{8\sqrt{3}}{2}=4\sqrt{3}.

    Răspuns: d(O,AB)=43d(O,AB)=4\sqrt{3}

Subiectul al II-lea

Se consideră matricea A(a)=(3a22a+11a1a+221)A(a)=\begin{pmatrix} 3 & a & -2 \\ 2a+1 & 1-a & -1 \\ a+2 & -2 & 1 \end{pmatrix} și sistemul de ecuații {3x+ay2z=b(2a+1)x+(1a)yz=c(a+2)x2y+z=1\begin{cases} 3x+ay-2z=b \\ (2a+1)x+(1-a)y-z=c \\ (a+2)x-2y+z=-1 \end{cases}, unde a,a, bb și cc sunt numere reale.
  1. a.
    Arătați că det(A(0))=5.\det(A(0))=5.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Înlocuim a=0:a=0: A(0)=(302111221).A(0)=\begin{pmatrix} 3 & 0 & -2 \\ 1 & 1 & -1 \\ 2 & -2 & 1 \end{pmatrix}.
    2. Dezvoltăm după prima linie: det(A(0))=3(11(1)(2))0+(2)(1(2)12).\det(A(0))=3\cdot(1\cdot 1-(-1)(-2))-0+(-2)\cdot(1\cdot(-2)-1\cdot 2).
    3. Calculăm minorii: 3(12)+(2)(22)=3(1)+(2)(4)=3+8=5.3\cdot(1-2)+(-2)\cdot(-2-2)=3\cdot(-1)+(-2)\cdot(-4)=-3+8=5.

    Răspuns: det(A(0))=5\det(A(0))=5

  2. b.
    Determinați numerele reale aa pentru care matricea A(a)A(a) este inversabilă.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Dezvoltând determinantul 3×33\times 3 și grupând termenii, obținem det(A(a))=5(1+a)(1a)=5(1a2).\det(A(a))=5(1+a)(1-a)=5(1-a^2).
    2. Matricea A(a)A(a) este inversabilă dacă și numai dacă det(A(a))0,\det(A(a))\ne 0, adică 5(1a2)0.5(1-a^2)\ne 0.
    3. Rezolvăm 1a2=0a{1,1};1-a^2=0\Rightarrow a\in\{-1,1\}; aceste valori se exclud, deci aR{1,1}.a\in\mathbb{R}\setminus\{-1,1\}.

    Răspuns: aR{1,1}a\in\mathbb{R}\setminus\{-1,1\}

  3. c.
    Determinați numerele reale bb și cc pentru care sistemul de ecuații este compatibil, oricare ar fi numărul real a.a.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Pentru aR{1,1}a\in\mathbb{R}\setminus\{-1,1\} avem det(A(a))0,\det(A(a))\ne 0, deci sistemul este compatibil (Cramer) pentru orice b,c.b,c.
    2. Pentru a{1,1}a\in\{-1,1\} avem det(A(a))=0,\det(A(a))=0, dar minorul a21a10,\begin{vmatrix} a & -2 \\ 1-a & -1 \end{vmatrix}\ne 0, deci rangul matricei sistemului este 2.2.
    3. Pentru ca sistemul să fie compatibil și în aceste cazuri, minorii caracteristici de ordin 33 trebuie să se anuleze; impunând condiția pentru a=±1a=\pm 1 obținem b=2b=2 și c=1.c=1.

    Răspuns: b=2, c=1b=2,\ c=1

Se consideră polinomul f=X4+aX3+aX2+8X8,f=X^4+aX^3+aX^2+8X-8, unde aa este număr real.
  1. a.
    Arătați că f(1)=15,f(-1)=-15, pentru orice număr real a.a.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Evaluăm f(1)=(1)4+a(1)3+a(1)2+8(1)8=1a+a88.f(-1)=(-1)^4+a(-1)^3+a(-1)^2+8(-1)-8=1-a+a-8-8.
    2. Termenii în aa se reduc: a+a=0,-a+a=0, deci f(1)=188=15.f(-1)=1-8-8=-15.
    3. Rezultatul nu depinde de a,a, deci f(1)=15f(-1)=-15 pentru orice număr real a.a.

    Răspuns: f(1)=15f(-1)=-15

  2. b.
    Determinați numărul real aa pentru care restul împărțirii polinomului ff la polinomul g=X21g=X^2-1 este egal cu 15X.15X.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Modulo g=X21g=X^2-1 avem X21,X^2\equiv 1, deci X3XX^3\equiv X și X41.X^4\equiv 1.
    2. Reducem f1+aX+a+8X8=(a+8)X+(a7),f\equiv 1+aX+a+8X-8=(a+8)X+(a-7), acesta fiind restul împărțirii lui ff la g.g.
    3. Impunem (a+8)X+(a7)=15X,(a+8)X+(a-7)=15X, deci a+8=15a+8=15 și a7=0,a-7=0, ambele dând a=7.a=7.

    Răspuns: a=7a=7

  3. c.
    Arătați că, pentru orice număr real a,a, polinomul ff nu are toate rădăcinile numere întregi.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Presupunem prin reducere la absurd că toate rădăcinile x1,x2,x3,x4x_1,x_2,x_3,x_4 sunt întregi. Din relațiile lui Viète, x1+x2+x3+x4=a,x_1+x_2+x_3+x_4=-a, deci aa ar fi întreg.
    2. Tot din Viète, x1x2x3x4=8=8,|x_1x_2x_3x_4|=|-8|=8, deci cel puțin o rădăcină are modulul 1,1, adică este 11 sau 1.-1.
    3. Cum f(1)=150,f(-1)=-15\ne 0, acea rădăcină ar fi 1.1. Dar f(1)=1+a+a+88=2a+1,f(1)=1+a+a+8-8=2a+1, iar f(1)=0f(1)=0 ar da a=12Z,a=-\dfrac{1}{2}\notin\mathbb{Z}, contradicție cu aa întreg.
    4. Așadar presupunerea este falsă: ff nu poate avea toate rădăcinile întregi, pentru niciun aa real.

    Răspuns: Pentru orice aR,a\in\mathbb{R}, polinomul ff nu are toate rădăcinile întregi.

Subiectul al III-lea

Se consideră funcția f:RRf:\mathbb{R}\to\mathbb{R}, f(x)=1x(x41)arctgx.f(x)=1-x-(x^4-1)\operatorname{arctg} x.
  1. a.
    Arătați că f(x)=x2(4xarctgx+1),f'(x)=-x^2(4x\operatorname{arctg} x+1), xR.x\in\mathbb{R}.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Derivăm: f(x)=1[4x3arctgx+(x41)1x2+1],f'(x)=-1-\left[4x^3\operatorname{arctg} x+(x^4-1)\cdot\dfrac{1}{x^2+1}\right], folosind regula produsului și (arctgx)=1x2+1.(\operatorname{arctg} x)'=\dfrac{1}{x^2+1}.
    2. Simplificăm x41x2+1=x21,\dfrac{x^4-1}{x^2+1}=x^2-1, deci termenii fără arctgx\operatorname{arctg} x devin 1(x21)=x2.-1-(x^2-1)=-x^2.
    3. Așadar f(x)=x24x3arctgx=x2(4xarctgx+1).f'(x)=-x^2-4x^3\operatorname{arctg} x=-x^2(4x\operatorname{arctg} x+1).

    Răspuns: f(x)=x2(4xarctgx+1)f'(x)=-x^2(4x\operatorname{arctg} x+1)

  2. b.
    Determinați ecuația tangentei la graficul funcției ff care este paralelă cu axa Ox.Ox.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Tangenta este paralelă cu OxOx în x0x_0 dacă și numai dacă panta f(x0)=0.f'(x_0)=0.
    2. Cum x0arctgx00,x_0\operatorname{arctg} x_0\ge 0, avem 4x0arctgx0+1>0,4x_0\operatorname{arctg} x_0+1>0, deci f(x0)=x02(4x0arctgx0+1)=0    x0=0.f'(x_0)=-x_0^2(4x_0\operatorname{arctg} x_0+1)=0\iff x_0=0.
    3. Calculăm f(0)=10(01)arctg0=1,f(0)=1-0-(0-1)\operatorname{arctg} 0=1, deci ecuația tangentei este y=f(0)=1.y=f(0)=1.

    Răspuns: y=1y=1

  3. c.
    Demonstrați că tg(f(x))f(x)f(tgx),\operatorname{tg}(f(x))\ge f(x)\ge f(\operatorname{tg} x), pentru orice x[0,1].x\in[0,1].
    Rezolvare pas cu pas
    1. Pe [0,1],[0,1], f(x)=x2(4xarctgx+1)0,f'(x)=-x^2(4x\operatorname{arctg} x+1)\le 0, deci ff este descrescătoare; cum f(0)=1f(0)=1 și f(1)=0,f(1)=0, avem f([0,1])=[0,1].f([0,1])=[0,1].
    2. Pentru g(x)=tgxxg(x)=\operatorname{tg} x-x avem g(x)=1cos2x10g'(x)=\dfrac{1}{\cos^2 x}-1\ge 0 pe [0,1],[0,1], deci gg crește și g(x)g(0)=0,g(x)\ge g(0)=0, adică tgxx.\operatorname{tg} x\ge x.
    3. Aplicând tgyy\operatorname{tg} y\ge y pentru y=f(x)[0,1]y=f(x)\in[0,1] obținem tg(f(x))f(x).\operatorname{tg}(f(x))\ge f(x).
    4. Cum tgxx\operatorname{tg} x\ge x și ff este descrescătoare, rezultă f(tgx)f(x);f(\operatorname{tg} x)\le f(x); combinând, tg(f(x))f(x)f(tgx).\operatorname{tg}(f(x))\ge f(x)\ge f(\operatorname{tg} x).

    Răspuns: tg(f(x))f(x)f(tgx), x[0,1].\operatorname{tg}(f(x))\ge f(x)\ge f(\operatorname{tg} x),\ \forall x\in[0,1].

Se consideră funcția f:RRf:\mathbb{R}\to\mathbb{R}, f(x)=x2+ex1+ex.f(x)=\dfrac{x^2+e^x}{1+e^{-x}}.
  1. a.
    Arătați că 03(1+ex)f(x)dx=8+e3.\displaystyle\int_0^3(1+e^{-x})f(x)\,dx=8+e^3.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Simplificăm integrandul: (1+ex)f(x)=(1+ex)x2+ex1+ex=x2+ex.(1+e^{-x})f(x)=(1+e^{-x})\cdot\dfrac{x^2+e^x}{1+e^{-x}}=x^2+e^x.
    2. O primitivă a lui x2+exx^2+e^x este x33+ex.\dfrac{x^3}{3}+e^x.
    3. Aplicăm Leibniz-Newton: [x33+ex]03=(9+e3)(0+1)=8+e3.\left[\dfrac{x^3}{3}+e^x\right]_0^3=(9+e^3)-(0+1)=8+e^3.

    Răspuns: 03(1+ex)f(x)dx=8+e3\displaystyle\int_0^3(1+e^{-x})f(x)\,dx=8+e^3

  2. b.
    Arătați că mmf(x)x2+exdx=m,\displaystyle\int_{-m}^{m}\dfrac{f(x)}{x^2+e^x}\,dx=m, pentru orice m(0,+).m\in(0,+\infty).
    Rezolvare pas cu pas
    1. Simplificăm f(x)x2+ex=11+ex=exex+1=(ex+1)ex+1,\dfrac{f(x)}{x^2+e^x}=\dfrac{1}{1+e^{-x}}=\dfrac{e^x}{e^x+1}=\dfrac{(e^x+1)'}{e^x+1}, care are primitiva ln(1+ex).\ln(1+e^x).
    2. Aplicăm Leibniz-Newton: mm11+exdx=ln(1+em)ln(1+em)=ln1+em1+em.\displaystyle\int_{-m}^{m}\dfrac{1}{1+e^{-x}}\,dx=\ln(1+e^m)-\ln(1+e^{-m})=\ln\dfrac{1+e^m}{1+e^{-m}}.
    3. Cum 1+em=em+1em,1+e^{-m}=\dfrac{e^m+1}{e^m}, raportul devine em,e^m, deci integrala este ln(em)=m.\ln(e^m)=m.

    Răspuns: mmf(x)x2+exdx=m\displaystyle\int_{-m}^{m}\dfrac{f(x)}{x^2+e^x}\,dx=m

  3. c.
    Determinați numărul real nenul aa pentru care limx0(1eax10xf(t)dt)=1.\displaystyle\lim_{x\to 0}\left(\dfrac{1}{e^{ax}-1}\int_0^x f(t)\,dt\right)=1.
    Rezolvare pas cu pas
    1. Limita este de tipul 00;\dfrac{0}{0}; aplicând regula lui l'Hôpital, (0xf(t)dt)=f(x)\left(\displaystyle\int_0^x f(t)\,dt\right)'=f(x) și (eax1)=aeax,(e^{ax}-1)'=ae^{ax}, deci limita devine limx0f(x)aeax.\displaystyle\lim_{x\to 0}\dfrac{f(x)}{ae^{ax}}.
    2. Calculăm f(0)=0+e01+e0=12,f(0)=\dfrac{0+e^0}{1+e^0}=\dfrac{1}{2}, deci limita este f(0)ae0=12a.\dfrac{f(0)}{a\cdot e^0}=\dfrac{1}{2a}.
    3. Impunem 12a=1,\dfrac{1}{2a}=1, de unde 2a=1,2a=1, adică a=12.a=\dfrac{1}{2}.

    Răspuns: a=12a=\dfrac{1}{2}

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.