Subiect și barem BAC 2021 Matematică M2 (științe ale naturii)
2021
Model oficial
Rezolvare explicată

Rezolvare BAC 2021 Matematică M2 (științe ale naturii) — Model oficial

Rezolvarea completă a modelului de subiect pentru Bacalaureat 2021 la Matematică M_șt-nat. 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. log⁡23\log_23, log⁡26\log_26, log⁡212\log_212 sunt termeni consecutivi ai unei progresii aritmetice

Trebuie ca termenul din mijloc să fie media celorlalți:

log⁡23+log⁡212=log⁡236=log⁡262=2log⁡26. ■\log_23 + \log_212 = \log_236 = \log_26^2 = 2\log_26.\ \blacksquare

Barem: 3p + 2p.

2. f(x)=x2−x+1f(x) = x^2 - x + 1; xx cu f(x)=xf(x) = x

x2−x+1=x  ⟺  x2−2x+1=0  ⟺  x=1.x^2 - x + 1 = x \iff x^2 - 2x + 1 = 0 \iff x = 1.

Barem: 3p + 2p.

3. Ecuația ∣2x−1∣=2x+1|2x - 1| = 2x + 1

Necesar 2x+1≥02x + 1 \ge 0. Avem 2x−1=2x+12x - 1 = 2x + 1 (imposibil) sau 2x−1=−(2x+1)  ⟺  4x=0  ⟺  x=02x - 1 = -(2x + 1) \iff 4x = 0 \iff x = 0 (verifică: ∣−1∣=1|-1| = 1).

Răspuns: x=0x = 0. Barem: 3p + 2p.

4. Probabilitatea ca un număr de două cifre să aibă cifra zecilor pară și a unităților impară

90 cazuri posibile. Zecile: 2,4,6,82, 4, 6, 8 (4 moduri); unitățile: 1,3,5,7,91, 3, 5, 7, 9 (5 moduri): 2020 favorabile.

p=2090=29.p = \frac{20}{90} = \frac29.

Barem: 2p + 2p + 1p.

5. aa cu u⃗=ai⃗+j⃗\vec u = a\vec i + \vec j și v⃗=8i⃗+2j⃗\vec v = 8\vec i + 2\vec j coliniari

Coliniari   ⟺  a8=12  ⟺  a=4\iff \frac a8 = \frac12 \iff a = 4.

Barem: 3p + 2p.

6. △ABC\triangle ABC dreptunghic în AA, BC=12BC = 12, B=π6B = \frac\pi6; aria =183= 18\sqrt3

cos⁡B=ABBC⇒AB=12⋅32=63\cos B = \frac{AB}{BC} \Rightarrow AB = 12\cdot\frac{\sqrt3}2 = 6\sqrt3.

A=12AB⋅BC⋅sin⁡B=12⋅63⋅12⋅12=183.\mathcal A = \frac12AB\cdot BC\cdot\sin B = \frac12\cdot6\sqrt3\cdot12\cdot\frac12 = 18\sqrt3.

Barem: 3p + 2p.

Subiectul al II-lea (30 de puncte)

1. A(a)=(2a−14a−41−a3−2a)A(a) = \begin{pmatrix}2a - 1 & 4a - 4\\ 1 - a & 3 - 2a\end{pmatrix}

a) det⁡A(2)=1\det A(2) = 1

A(2)=(34−1−1),det⁡=−3+4=1.A(2) = \begin{pmatrix}3&4\\-1&-1\end{pmatrix},\quad \det = -3 + 4 = 1.

Barem: 3p + 2p.

b) A(a)A(b)=A(a+b−1)A(a)A(b) = A(a + b - 1)

A(a)A(b)=((2a−1)(2b−1)+(4a−4)(1−b)(2a−1)(4b−4)+(4a−4)(3−2b)(1−a)(2b−1)+(3−2a)(1−b)(1−a)(4b−4)+(3−2a)(3−2b))=(2a+2b−34a+4b−82−a−b5−2a−2b).A(a)A(b) = \begin{pmatrix}(2a-1)(2b-1) + (4a-4)(1-b) & (2a-1)(4b-4) + (4a-4)(3-2b)\\ (1-a)(2b-1) + (3-2a)(1-b) & (1-a)(4b-4) + (3-2a)(3-2b)\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}2a + 2b - 3 & 4a + 4b - 8\\ 2 - a - b & 5 - 2a - 2b\end{pmatrix}.

Cu t=a+b−1t = a + b - 1: 2t−1=2a+2b−32t - 1 = 2a + 2b - 3, 4t−4=4a+4b−84t - 4 = 4a + 4b - 8, 1−t=2−a−b1 - t = 2 - a - b, 3−2t=5−2a−2b3 - 2t = 5 - 2a - 2b. Deci produsul este A(a+b−1)A(a + b - 1). ■\blacksquare Barem: 3p + 2p.

c) nn natural cu A(1)A(2)A(22)A(23)A(24)=A(32)A(−n)A(1)A(2)A(2^2)A(2^3)A(2^4) = A(32)A(-n)

Aplicând repetat b), parametrii se adună și se scade câte 1 la fiecare înmulțire (4 înmulțiri):

A(1+2+4+8+16−4)=A(27),A(32)A(−n)=A(31−n).A(1 + 2 + 4 + 8 + 16 - 4) = A(27),\qquad A(32)A(-n) = A(31 - n).

Cum A(a)=A(b)⇒2a−1=2b−1⇒a=bA(a) = A(b) \Rightarrow 2a - 1 = 2b - 1 \Rightarrow a = b: 27=31−n  ⟺  n=427 = 31 - n \iff n = 4.

Barem: 3p + 2p.

2. Legea x∘y=3x2−5xy+2y2x\circ y = 3x^2 - 5xy + 2y^2

a) 1∘2=11\circ2 = 1

1∘2=3−10+8=1.1\circ2 = 3 - 10 + 8 = 1.

Barem: 3p + 2p.

b) x∘x=0x\circ x = 0

x∘x=3x2−5x2+2x2=0.x\circ x = 3x^2 - 5x^2 + 2x^2 = 0.

Barem: 3p + 2p.

c) xx cu 2x∘3x=02^x\circ3^x = 0

Legea se factorizează: x∘y=(x−y)(3x−2y)x\circ y = (x - y)(3x - 2y). Deci

2x∘3x=(2x−3x)(3⋅2x−2⋅3x)=0.2^x\circ3^x = (2^x - 3^x)(3\cdot2^x - 2\cdot3^x) = 0.

2x=3x  ⟺  (23)x=1  ⟺  x=02^x = 3^x \iff \left(\frac23\right)^x = 1 \iff x = 0; 3⋅2x=2⋅3x  ⟺  2x−1=3x−1  ⟺  x=13\cdot2^x = 2\cdot3^x \iff 2^{x-1} = 3^{x-1} \iff x = 1.

Răspuns: x∈{0,1}x \in \{0, 1\}. Barem: 3p + 2p.

Subiectul al III-lea (30 de puncte)

1. f(x)=x2+2x+2−xf(x) = \sqrt{x^2 + 2x + 2} - x

a) f′(x)=x+1x2+2x+2−1f'(x) = \dfrac{x+1}{\sqrt{x^2+2x+2}} - 1

f′(x)=2x+22x2+2x+2−1=x+1x2+2x+2−1.f'(x) = \frac{2x + 2}{2\sqrt{x^2+2x+2}} - 1 = \frac{x + 1}{\sqrt{x^2+2x+2}} - 1.

Barem: 3p + 2p.

b) Tangenta în punctul de abscisă x=−1x = -1

f(−1)=1+1=2f(-1) = \sqrt1 + 1 = 2, f′(−1)=0−1=−1f'(-1) = 0 - 1 = -1:

y−2=−(x+1)  ⟺  y=−x+1.y - 2 = -(x + 1) \iff y = -x + 1.

Barem: 2p + 3p.

c) (x2+1)2+2(x2+1)+2−4x2+4x+2≤(x−1)2\sqrt{(x^2+1)^2 + 2(x^2+1) + 2} - \sqrt{4x^2 + 4x + 2} \le (x - 1)^2

Cum (x+1)2+1>∣x+1∣≥x+1\sqrt{(x+1)^2 + 1} > |x + 1| \ge x + 1, avem f′(x)<0f'(x) < 0: ff e descrescătoare pe R\mathbb R. Din x2+1≥2xx^2 + 1 \ge 2x rezultă f(x2+1)≤f(2x)f(x^2 + 1) \le f(2x):

(x2+1)2+2(x2+1)+2−(x2+1)≤4x2+4x+2−2x,\sqrt{(x^2+1)^2 + 2(x^2+1) + 2} - (x^2 + 1) \le \sqrt{4x^2 + 4x + 2} - 2x,

adică (x2+1)2+2(x2+1)+2−4x2+4x+2≤x2−2x+1=(x−1)2\sqrt{(x^2+1)^2 + 2(x^2+1) + 2} - \sqrt{4x^2+4x+2} \le x^2 - 2x + 1 = (x - 1)^2. ■\blacksquare Barem: 3p + 2p.

2. f(x)=2xx2+1f(x) = \dfrac{2x}{\sqrt{x^2+1}}

a) ∫01(4−f2(x))dx=π\displaystyle\int_0^1\left(4 - f^2(x)\right)dx = \pi

4−f2(x)=4−4x2x2+1=4x2+14 - f^2(x) = 4 - \dfrac{4x^2}{x^2+1} = \dfrac{4}{x^2+1}:

∫014x2+1dx=4arctg⁡x∣01=4⋅π4=π.\int_0^1\frac4{x^2+1}dx = 4\operatorname{arctg}x\Big|_0^1 = 4\cdot\frac\pi4 = \pi.

Barem: 3p + 2p.

b) Aria suprafeței dintre GfG_f, OxOx, x=0x = 0, x=1x = 1 este 2(2−1)2(\sqrt2 - 1)

f(x)≥0f(x) \ge 0 pe [0,1][0,1], deci

A=∫012xx2+1dx=2x2+1∣01=22−2=2(2−1).\mathcal A = \int_0^1\frac{2x}{\sqrt{x^2+1}}dx = 2\sqrt{x^2+1}\Big|_0^1 = 2\sqrt2 - 2 = 2(\sqrt2 - 1).

Barem: 3p + 2p.

c) ∫12f(x2)xdx=ln⁡(34−17+42−4)\displaystyle\int_1^2\frac{f(x^2)}{x}dx = \ln\left(\sqrt{34} - \sqrt{17} + 4\sqrt2 - 4\right)

f(x2)x=2xx4+1\dfrac{f(x^2)}{x} = \dfrac{2x}{\sqrt{x^4+1}}. Cu t=x2t = x^2, dt=2x dxdt = 2x\,dx:

∫14dtt2+1=ln⁡(t+t2+1)∣14=ln⁡4+171+2.\int_1^4\frac{dt}{\sqrt{t^2+1}} = \ln\left(t + \sqrt{t^2+1}\right)\Big|_1^4 = \ln\frac{4 + \sqrt{17}}{1 + \sqrt2}.

Amplificăm cu 2−1\sqrt2 - 1: 4+171+2=(4+17)(2−1)=42−4+34−17\dfrac{4 + \sqrt{17}}{1 + \sqrt2} = (4 + \sqrt{17})(\sqrt2 - 1) = 4\sqrt2 - 4 + \sqrt{34} - \sqrt{17}. ■\blacksquare

Barem: 3p + 2p.

Rezumatul răspunsurilor

CerințăRăspuns
I.2x=1x = 1
I.3x=0x = 0
I.4p=29p = \frac29
I.5a=4a = 4
II.1.cn=4n = 4
II.2.cx∈{0,1}x \in \{0,1\}
III.1.by=−x+1y = -x + 1

Ce merită reținut din model

  • Lege de forma A(a)A(b)=A(a+b−1)A(a)A(b) = A(a + b - 1): la kk factori, parametrul e suma minus (k−1)(k - 1).
  • Formă pătratică omogenă 3x2−5xy+2y2=(x−y)(3x−2y)3x^2 - 5xy + 2y^2 = (x - y)(3x - 2y) — factorizează!
  • ∫dtt2+1=ln⁡(t+t2+1)\int\frac{dt}{\sqrt{t^2+1}} = \ln\left(t + \sqrt{t^2+1}\right).

Alte subiecte Matematică M2 (științe ale naturii) rezolvate

Reclamă