Subiect și barem BAC 2015 Matematică M2 (științe ale naturii)
2015
Rezervă
Varianta 5
Rezolvare explicată

Rezolvare BAC 2015 Matematică M2 (științe ale naturii) — Rezervă, varianta 5

Rezolvarea completă a subiectului de Bacalaureat 2015 la Matematică M_șt-nat, sesiunea de rezervă, varianta 5. Pentru fiecare cerință găsești enunțul pe scurt, rezolvarea pas cu pas, răspunsul final și cum se punctează conform baremului oficial. Timp de lucru la examen: 3 ore; se acordă 10 puncte din oficiu.

Cum să folosești rezolvarea: lucrează întâi singur subiectul (deschide PDF-ul de mai sus), apoi compară fiecare pas. Dacă ai ajuns la alt drum corect, primești tot punctajul — baremul acceptă orice soluție corectă.

Subiectul I (30 de puncte)

1. (2−3i)(2+3i)(2 - 3i)(2 + 3i)

(2−3i)(2+3i)=4−9i2=4+9=13.(2 - 3i)(2 + 3i) = 4 - 9i^2 = 4 + 9 = 13.

Răspuns: 1313. Barem: 3p, 2p.

2. f(f(3))f(f(3)), f(x)=2x−1f(x) = 2x - 1

f(3)=5f(3) = 5, f(5)=9f(5) = 9.

Răspuns: 99. Barem: 2p, 3p.

3. Ecuația log⁡3(x2+17)=log⁡381\log_3(x^2 + 17) = \log_3 81

x2+17=81  ⟺  x2=64  ⟺  x=±8x^2 + 17 = 81 \iff x^2 = 64 \iff x = \pm 8 (ambele verifică).

Răspuns: x∈{−8,8}x \in \{-8, 8\}. Barem: 2p, 3p.

4. Probabilitatea ca un număr de două cifre să fie divizibil cu 5

Cazuri posibile: 90. Divizibile cu 5: 10,15,…,9510, 15, \dots, 95 — 18.

p=1890=15.p = \frac{18}{90} = \frac15.

Barem: 1p, 2p, 2p.

5. A(1,a)A(1, a), B(3,2)B(3, 2), C(2,1)C(2, 1) coliniare

mBC=1−22−3=1m_{BC} = \dfrac{1 - 2}{2 - 3} = 1, mAB=2−a3−1=2−a2m_{AB} = \dfrac{2 - a}{3 - 1} = \dfrac{2 - a}{2}. Coliniare   ⟺  mAB=mBC  ⟺  2−a=2  ⟺  a=0\iff m_{AB} = m_{BC} \iff 2 - a = 2 \iff a = 0.

Răspuns: a=0a = 0. Barem: 2p, 3p.

6. E(x)=sin⁡x3+cos⁡x2E(x) = \sin\frac x3 + \cos\frac x2; arătați că E(π2)=1+22E\left(\frac\pi2\right) = \frac{1 + \sqrt2}{2}

E(π2)=sin⁡π6+cos⁡π4=12+22=1+22.E\left(\frac\pi2\right) = \sin\frac\pi6 + \cos\frac\pi4 = \frac12 + \frac{\sqrt2}{2} = \frac{1 + \sqrt2}{2}.

Barem: 2p, 3p.

Subiectul al II-lea (30 de puncte)

1. A(a)=(12a2a4)A(a) = \begin{pmatrix} 1 & 2a\\ 2a & 4\end{pmatrix}

a) A(1)+A(−1)=2A(0)A(1) + A(-1) = 2A(0)

(1224)+(1−2−24)=(2008)=2(1004)=2A(0).\begin{pmatrix} 1 & 2\\ 2 & 4\end{pmatrix} + \begin{pmatrix} 1 & -2\\ -2 & 4\end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 & 0\\ 0 & 8\end{pmatrix} = 2\begin{pmatrix} 1 & 0\\ 0 & 4\end{pmatrix} = 2A(0).

Barem: 3p, 2p.

b) aa cu det⁡(A(a))=0\det(A(a)) = 0

det⁡A(a)=4−4a2=0  ⟺  a∈{−1,1}.\det A(a) = 4 - 4a^2 = 0 \iff a \in \{-1, 1\}.

Răspuns: a∈{−1,1}a \in \{-1, 1\}. Barem: 3p, 2p.

c) Ecuația A(2)⋅X=A(8)A(2)\cdot X = A(8)

A(2)=(1444)A(2) = \begin{pmatrix} 1 & 4\\ 4 & 4\end{pmatrix}, det⁡A(2)=−12≠0\det A(2) = -12 \ne 0, deci

(A(2))−1=−112(4−4−41)=(−131313−112).(A(2))^{-1} = -\frac{1}{12}\begin{pmatrix} 4 & -4\\ -4 & 1\end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -\frac13 & \frac13\\ \frac13 & -\frac{1}{12}\end{pmatrix}.

X=(A(2))−1A(8)=(−131313−112)(116164)=(5−4−15).X = (A(2))^{-1}A(8) = \begin{pmatrix} -\frac13 & \frac13\\ \frac13 & -\frac{1}{12}\end{pmatrix}\begin{pmatrix} 1 & 16\\ 16 & 4\end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 5 & -4\\ -1 & 5\end{pmatrix}.

Verificare: A(2)X=(5−4−4+2020−4−16+20)=(116164)=A(8)A(2)X = \begin{pmatrix} 5 - 4 & -4 + 20\\ 20 - 4 & -16 + 20\end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1 & 16\\ 16 & 4\end{pmatrix} = A(8) ✔.

Răspuns: X=(5−4−15)X = \begin{pmatrix} 5 & -4\\ -1 & 5\end{pmatrix}. Barem: 3p, 2p.

2. x∘y=2xy−6x−6y+21x \circ y = 2xy - 6x - 6y + 21 (asociativă)

a) (−3)∘3=3(-3)\circ 3 = 3

(−3)∘3=−18+18−18+21=3.(-3)\circ 3 = -18 + 18 - 18 + 21 = 3.

Barem: 3p, 2p.

b) x∘y=2(x−3)(y−3)+3x \circ y = 2(x - 3)(y - 3) + 3

2(xy−3x−3y+9)+3=2xy−6x−6y+21.2(xy - 3x - 3y + 9) + 3 = 2xy - 6x - 6y + 21.

Barem: 2p, 3p.

c) 1∘2∘3∘⋯∘20151\circ\sqrt2\circ\sqrt3\circ\dots\circ\sqrt{2015}

Din b), x∘3=3∘y=3x \circ 3 = 3 \circ y = 3: 33 este element absorbant. Printre factori apare 9=3\sqrt9 = 3. Prin asociativitate:

(1∘2∘⋯∘8)∘3∘(10∘⋯∘2015)=3.\left(1\circ\sqrt2\circ\dots\circ\sqrt8\right)\circ 3\circ\left(\sqrt{10}\circ\dots\circ\sqrt{2015}\right) = 3.

Răspuns: 33. Barem: 2p, 3p.

Subiectul al III-lea (30 de puncte)

1. f(x)=3ex+x2f(x) = 3e^x + x^2

a) lim⁡x→0f(x)−f(0)x=3\lim\limits_{x\to 0}\dfrac{f(x) - f(0)}{x} = 3

Limita este f′(0)f'(0); f′(x)=3ex+2xf'(x) = 3e^x + 2x, f′(0)=3f'(0) = 3. Barem: 2p, 3p.

b) Tangenta în punctul de abscisă x=0x = 0

f(0)=3f(0) = 3, f′(0)=3f'(0) = 3: y−3=3x  ⟺  y=3x+3y - 3 = 3x \iff y = 3x + 3.

Răspuns: y=3x+3y = 3x + 3. Barem: 2p, 3p.

c) ff este convexă pe R\mathbb R

f′′(x)=3ex+2>0f''(x) = 3e^x + 2 > 0 pentru orice xx, deci ff este convexă. Barem: 2p, 3p.

2. f:(0,+∞)→Rf:(0, +\infty) \to \mathbb R, f(x)=x+1xf(x) = x + \frac1x

a) ∫13(f(x)−1x)dx=4\displaystyle\int_1^3\left(f(x) - \frac1x\right)dx = 4

∫13x dx=x22∣13=9−12=4.\int_1^3 x\,dx = \frac{x^2}{2}\Big|_1^3 = \frac{9 - 1}{2} = 4.

Barem: 3p, 2p.

b) ∫12(f(x)−1x)ex dx=e2\displaystyle\int_1^2\left(f(x) - \frac1x\right)e^x\,dx = e^2

Prin părți:

∫12xex dx=xex∣12−∫12ex dx=2e2−e−(e2−e)=e2.\int_1^2 xe^x\,dx = xe^x\Big|_1^2 - \int_1^2 e^x\,dx = 2e^2 - e - (e^2 - e) = e^2.

Barem: 3p, 2p.

c) a>1a > 1 știind că aria delimitată de GfG_f, OxOx, x=1x = 1, x=ax = a este 4+ln⁡a4 + \ln a

f>0f > 0:

A=∫1a(x+1x)dx=(x22+ln⁡x)∣1a=a2−12+ln⁡a.\mathcal A = \int_1^a\left(x + \frac1x\right)dx = \left(\frac{x^2}{2} + \ln x\right)\Big|_1^a = \frac{a^2 - 1}{2} + \ln a.

a2−12+ln⁡a=4+ln⁡a  ⟺  a2=9⇒a=3 (a>1).\frac{a^2 - 1}{2} + \ln a = 4 + \ln a \iff a^2 = 9 \Rightarrow a = 3\ (a > 1).

Răspuns: a=3a = 3. Barem: 3p, 2p.

Rezumatul răspunsurilor

CerințăRăspuns
I.11313
I.299
I.3x∈{−8,8}x \in \{-8, 8\}
I.4p=15p = \tfrac15
I.5a=0a = 0
II.1.ba∈{−1,1}a \in \{-1, 1\}
II.1.cX=(5−4−15)X = \begin{pmatrix}5&-4\\-1&5\end{pmatrix}
II.2.c33
III.1.by=3x+3y = 3x + 3
III.2.ca=3a = 3

Ce merită reținut din varianta 5

  • (a−bi)(a+bi)=a2+b2(a - bi)(a + bi) = a^2 + b^2 — produsul cu conjugatul este real.
  • Coliniaritate prin pante: pantele ABAB și BCBC trebuie să fie egale.
  • Element absorbant ascuns: printre k\sqrt k apare 9=3\sqrt 9 = 3.
  • ∫xex dx=(x−1)ex+C\int xe^x\,dx = (x - 1)e^x + C — merită reținută.

Alte subiecte Matematică M2 (științe ale naturii) rezolvate

Reclamă