Subiect și barem BAC 2022 Matematică M2 (științe ale naturii)
2022
Iunie–Iulie
Varianta 1
Rezolvare explicată

Rezolvare BAC 2022 Matematică M2 (științe ale naturii) — Iunie–Iulie, varianta 1

Rezolvarea completă a subiectului de Bacalaureat 2022 la Matematică M_șt-nat, sesiunea iunie–iulie, varianta 1. 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. Progresia aritmetică cu a2=6a_2 = 6, a3=12a_3 = 12; aflați a1a_1

Rația: r=a3−a2=6r = a_3 - a_2 = 6. Atunci a1=a2−r=6−6=0a_1 = a_2 - r = 6 - 6 = 0.

Răspuns: a1=0a_1 = 0. Barem: 2p rația, 3p a1a_1.

2. f(x)=x−5f(x) = x - 5; aa cu f(a)+f(2a)=2f(a) + f(2a) = 2

(a−5)+(2a−5)=2  ⟺  3a=12  ⟺  a=4.(a - 5) + (2a - 5) = 2 \iff 3a = 12 \iff a = 4.

Răspuns: a=4a = 4. Barem: 3p + 2p.

3. Ecuația 5x⋅15=255^x\cdot\frac15 = 25

5x−1=52  ⟺  x−1=2  ⟺  x=35^{x-1} = 5^2 \iff x - 1 = 2 \iff x = 3.

Răspuns: x=3x = 3. Barem: 3p + 2p.

4. Probabilitatea ca un număr de două cifre să fie multiplu de 16

Cazuri posibile: 10,…,9910, \dots, 99 — 90. Multipli de 16 de două cifre: 16,32,48,64,80,9616, 32, 48, 64, 80, 96 — 6.

p=690=115.p = \frac{6}{90} = \frac{1}{15}.

Barem: 2p + 3p.

5. A(3,2)A(3,2), B(1,4)B(1,4); CC astfel încât AA să fie mijlocul lui BCBC

1+xC2=3⇒xC=5,4+yC2=2⇒yC=0.\frac{1 + x_C}{2} = 3 \Rightarrow x_C = 5,\qquad \frac{4 + y_C}{2} = 2 \Rightarrow y_C = 0.

Răspuns: C(5,0)C(5, 0). Barem: 3p + 2p.

6. E(x)=sin⁡x+sin⁡3x2−cos⁡x2E(x) = \sin x + \sin\frac{3x}{2} - \cos\frac x2; arătați că E(π3)=1E\left(\frac\pi3\right) = 1

E(π3)=sin⁡π3+sin⁡π2−cos⁡π6=32+1−32=1.E\left(\tfrac\pi3\right) = \sin\tfrac\pi3 + \sin\tfrac\pi2 - \cos\tfrac\pi6 = \tfrac{\sqrt3}{2} + 1 - \tfrac{\sqrt3}{2} = 1.

Barem: 3p valorile, 2p finalizarea.

Subiectul al II-lea (30 de puncte)

1. A=(1−1−11)A = \begin{pmatrix}1&-1\\-1&1\end{pmatrix}, B(x)=(x3−x2−xx)B(x) = \begin{pmatrix}x & 3 - x\\ 2 - x & x\end{pmatrix}

a) det⁡A=0\det A = 0

det⁡A=1⋅1−(−1)(−1)=0.\det A = 1\cdot 1 - (-1)(-1) = 0.

Barem: 3p + 2p.

b) B(x)−B(0)=xAB(x) - B(0) = xA

B(0)=(0320)B(0) = \begin{pmatrix}0&3\\2&0\end{pmatrix}, deci

B(x)−B(0)=(x−x−xx)=x(1−1−11)=xA.B(x) - B(0) = \begin{pmatrix}x & -x\\ -x & x\end{pmatrix} = x\begin{pmatrix}1&-1\\-1&1\end{pmatrix} = xA.

Barem: 3p + 2p.

c) C(a)=B(a)B(1)−B(a+1)C(a) = B(a)B(1) - B(a+1) este inversabilă pentru orice a∈Za \in \mathbb Z

B(1)=(1211)B(1) = \begin{pmatrix}1&2\\1&1\end{pmatrix}, deci

B(a)B(1)=(3a+324−a),B(a+1)=(a+12−a1−aa+1),B(a)B(1) = \begin{pmatrix}3 & a + 3\\ 2 & 4 - a\end{pmatrix},\quad B(a+1) = \begin{pmatrix}a+1 & 2 - a\\ 1 - a & a + 1\end{pmatrix},

C(a)=(2−a2a+1a+13−2a),det⁡C(a)=(2−a)(3−2a)−(2a+1)(a+1)=5−10a.C(a) = \begin{pmatrix}2 - a & 2a + 1\\ a + 1 & 3 - 2a\end{pmatrix},\quad \det C(a) = (2-a)(3-2a) - (2a+1)(a+1) = 5 - 10a.

det⁡C(a)=0  ⟺  a=12∉Z\det C(a) = 0 \iff a = \frac12 \notin \mathbb Z, deci pentru orice aa întreg det⁡C(a)≠0\det C(a) \ne 0 și C(a)C(a) este inversabilă. ■\blacksquare Barem: 3p determinantul, 2p concluzia.

2. Legea x∗y=(2x−1)(2y−1)+1x * y = (2x - 1)(2y - 1) + 1

a) 1∗2=41 * 2 = 4

1∗2=(2−1)(4−1)+1=3+1=4.1 * 2 = (2 - 1)(4 - 1) + 1 = 3 + 1 = 4.

Barem: 3p + 2p.

b) xx cu x∗x=2x * x = 2

(2x−1)2+1=2  ⟺  (2x−1)2=1  ⟺  4x2−4x=0  ⟺  4x(x−1)=0.(2x - 1)^2 + 1 = 2 \iff (2x - 1)^2 = 1 \iff 4x^2 - 4x = 0 \iff 4x(x - 1) = 0.

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

c) m∈Z∗m \in \mathbb Z^* cu m∗(1+1m)=1m * \left(1 + \frac1m\right) = 1

2(1+1m)−1=1+2m2\left(1 + \frac1m\right) - 1 = 1 + \frac2m, deci

m∗(1+1m)=(2m−1)(1+2m)+1=1  ⟺  (2m−1)⋅m+2m=0.m * \left(1 + \tfrac1m\right) = (2m - 1)\left(1 + \tfrac2m\right) + 1 = 1 \iff (2m - 1)\cdot\frac{m + 2}{m} = 0.

Soluțiile sunt m=12m = \frac12 (nu e întreg) și m=−2m = -2.

Răspuns: m=−2m = -2. Barem: 2p + 3p.

Subiectul al III-lea (30 de puncte)

1. f:(0,∞)→Rf:(0,\infty)\to\mathbb R, f(x)=2x2+1+ln⁡xf(x) = 2x^2 + 1 + \ln x

a) f′(x)=4x2+1xf'(x) = \dfrac{4x^2 + 1}{x}

f′(x)=4x+1x=4x2+1x,x>0.f'(x) = 4x + \frac1x = \frac{4x^2 + 1}{x},\quad x > 0.

Barem: 2p + 3p.

b) lim⁡x→+∞f(x)−ln⁡xx2+x+4=2\lim\limits_{x\to+\infty}\dfrac{f(x) - \ln x}{x^2 + x + 4} = 2

lim⁡x→∞2x2+1x2+x+4=lim⁡x→∞x2(2+1x2)x2(1+1x+4x2)=2.\lim_{x\to\infty}\frac{2x^2 + 1}{x^2 + x + 4} = \lim_{x\to\infty}\frac{x^2\left(2 + \frac1{x^2}\right)}{x^2\left(1 + \frac1x + \frac4{x^2}\right)} = 2.

Barem: 3p + 2p.

c) ff este bijectivă

Injectivitate: f′(x)>0f'(x) > 0 pe (0,∞)(0, \infty), deci ff este strict crescătoare, deci injectivă.

Surjectivitate: ff este continuă, lim⁡x↘0f(x)=1+(−∞)=−∞\lim\limits_{x\searrow0} f(x) = 1 + (-\infty) = -\infty, lim⁡x→∞f(x)=+∞\lim\limits_{x\to\infty} f(x) = +\infty; din continuitate (proprietatea lui Darboux) ff ia toate valorile reale.

Deci ff este bijectivă. ■\blacksquare Barem: 2p + 3p.

2. f:R→Rf:\mathbb R\to\mathbb R, f(x)=x(ex+2x2)f(x) = x\left(e^x + 2x^2\right)

a) ∫04f(x)ex+2x2dx=8\displaystyle\int_0^4 \frac{f(x)}{e^x + 2x^2}dx = 8

∫04x dx=x22∣04=8.\int_0^4 x\,dx = \frac{x^2}{2}\Big|_0^4 = 8.

Barem: 3p + 2p.

b) ∫01(f(x)−2x3)dx=1\displaystyle\int_0^1\left(f(x) - 2x^3\right)dx = 1

f(x)−2x3=xexf(x) - 2x^3 = xe^x. Integrăm prin părți (u=xu = x, v′=exv' = e^x):

∫01xexdx=xex∣01−∫01exdx=e−(e−1)=1.\int_0^1 xe^x dx = xe^x\Big|_0^1 - \int_0^1 e^x dx = e - (e - 1) = 1.

Barem: 3p + 2p.

c) aa cu ∫121xf(x2) dx=e4−e2+a\displaystyle\int_1^2\frac1x f(x^2)\,dx = \frac{e^4 - e}{2} + a

f(x2)=x2(ex2+2x4)f(x^2) = x^2\left(e^{x^2} + 2x^4\right), deci 1xf(x2)=xex2+2x5\frac1x f(x^2) = xe^{x^2} + 2x^5.

∫12xex2dx=12ex2∣12=e4−e2,∫122x5dx=x63∣12=64−13=21.\int_1^2 xe^{x^2}dx = \frac12 e^{x^2}\Big|_1^2 = \frac{e^4 - e}{2},\qquad \int_1^2 2x^5dx = \frac{x^6}{3}\Big|_1^2 = \frac{64 - 1}{3} = 21.

Răspuns: a=21a = 21. Barem: 3p calculul integralei, 2p valoarea lui aa.

Rezumatul răspunsurilor

CerințăRăspuns
I.1a1=0a_1 = 0
I.2a=4a = 4
I.3x=3x = 3
I.4p=115p = \frac1{15}
I.5C(5,0)C(5,0)
II.2.bx∈{0,1}x \in \{0,1\}
II.2.cm=−2m = -2
III.2.ca=21a = 21

Ce merită reținut din varianta 1

  • Bijectivitate = strict monotonă (injectivă) + continuă cu limitele −∞-\infty și +∞+\infty la capete (surjectivă).
  • ∫xex2dx=12ex2\int xe^{x^2}dx = \frac12e^{x^2} — schimbare de variabilă t=x2t = x^2.
  • Invers­abilitate pentru valori întregi: determinantul se anulează doar într-o valoare neîntreagă.

Alte subiecte Matematică M2 (științe ale naturii) rezolvate

Reclamă