Ministerul Educatiei, Cercetarii, Tineretului si Sportului
Centrul National de Evaluare si Examinare
Examenul de bacalaureat 2011
Proba E. c)
Proba scrisa la Matematica
Varianta 5
Filiera teoretica, profilul real, specializarea matematica - informatica.
Filiera vocationala, profilul militar, specializarea matematica - informatica.
Toate subiectele sunt obligatorii. Se acorda 10 puncte din oficiu.
Timpul efectiv de lucru este de 3 ore.
La toate subiectele se cer rezolvari complete.
Rezolvare subiectul 1:
1.
![](images/f24.gif)
Din inegalitatile de mai sus rezulta ca 2 este singurul numar intreg din intervalul dat.
2.Axa de simetrie a unei parabole este dreapta de ecuatie
![axa de simetrie a unei parabole](images/f25.gif)
Stiind din ipoteza ca axa de simetrie a parabolei este x=2 obtinem ca:
3.Deoarece 1/2 este in intervalul inchis [-1,1] rezulta ca ecuatia trigonometrica data are solutii.
![](images/f30.gif)
Dam apoi valori lui k (numere intregi)si retinem doar acele valori ale lui x in intervalul [0,2 pi).
Pentru k=0 obtinem:
![](images/f31.gif)
Pentru k=1 obtinem:
![](images/f32.gif)
Pentru alte valori intregi ale lui k(pozitive si negative) se obtin valori ale lui x in afara intervalului [0,2 pi).
In concluzie singurele solutii ale ecuatiei date din intervalul [0,2 pi) sunt:
4.
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?A_n^2=\frac{n!}{ \left ( n-2 \right )!}=\frac{1\cdot2\cdot3\cdot...\cdot\left ( n-2 \right )\left ( n-1 \right )n}{1\cdot2\cdot3\cdot...\cdot\left ( n-2 \right )}=\left ( n-1 \right )\cdot n)
Ecuatia data in exercitiu devine:
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\frac{\left ( n-1 \right )\cdot n}{2}+\left ( n-1 \right )\cdot n=18\Leftrightarrow n^2-n+2n^2-2n=36 \Leftrightarrow 3n^2-3n-36=0 \\ \Leftrightarrow n^2-n-12=0)
Se rezolva aceasta ecuatie de gradul doi si se obtin solutiile
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?n_1=4)
si
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?n_2=-3)
dintre care singura solutie acceptabila este
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?n_1=4)
tinand cont de ipoteza.
5.Dreptele date in exercitiu sunt paralele daca si numai daca
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\frac{a}{1}=\frac{1}{-2})
de unde se obtine
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?a=-\frac{1}{2})
.
6.Egalitatea data in exercitiu se transforma echivalent astfel:
ceea ce trebuia demonstrat.Am folosit mai sus formula fundamentala a trigonometriei(
vezi formule trigonometrice)
Rezolvare subiectul 2:
1.a)Facem inmultirea celor doua matrice(inmultim linii cu coloane):
b)Facem scaderea din paranteza:
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?A\left ( x \right )-A\left ( y \right )= \begin{pmatrix} 1 & x &x^2 \\ 0& 1& 2x\\ 0& 0 & 1 \end{pmatrix}- \begin{pmatrix} 1 & y &y^2 \\ 0& 1& 2y\\ 0& 0 & 1 \end{pmatrix}= \begin{pmatrix} 0& x-y &x^2-y^2 \\ 0& 0 &2\left ( x-y\right ) \\ 0& 0 & 0 \end{pmatrix})
Ridicam matricea obtinuta la puterea a doua apoi la puterea a treia:
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\left (A\left ( x \right )-A\left ( y \right ) \right )^3= \left (A\left ( x \right )-A\left ( y \right ) \right )^2\cdot \left (A\left ( x \right )-A\left ( y \right ) \right )=O_3)
.
In concluzie
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\left ( A\left ( x \right )-A\left ( y \right ) \right )^k=O_3,\forall k\geq 3\Rightarrow \left ( A\left ( x \right )-A\left ( y \right ) \right )^ \left{ 2011 \right}=O_3)
c.c.t.d.
c)Matricea A(x) este inversabila deoarece determinantul ei este egal cu 1 si deci este diferit de 0.
Din egalitatea demonstrata la punctul a) deducem ca:
Aceasta arata ca:
2.a)Calculam f(-1):
![x=-1 este radacina a polinomului f](http://latex.codecogs.com/gif.latex?f\left ( -1 \right )=\left ( -1 \right )^3+\left ( 1-\alpha \right )\left ( -1 \right )^2+\left ( \alpha -2 \right )i \left ( -1 \right )+\alpha +\left ( \alpha -2 \right )i=\\ =-1+1-\alpha -\alpha i +2i +\alpha +\alpha i-2i=0)
de unde rezulta ca polinomul f are radacina x=-1.
b)Daca radacinile lui g sunt numere complexe conjugate atunci ele au forma:
![Radacinile complexe conjugate ale polinomului g](http://latex.codecogs.com/gif.latex?x_1=u+iv\;si\; x_2=u-iv\;unde\; u,v \in \mathbb{R})
Din relatiile lui Viete obtinem:
![Relatiile lui Viete](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\left\{ \begin{matrix} x_1 + x_2=u+iv+u-iv=2u=-p\\ x_1 \cdot x_2=\left ( u+iv \right )\left ( u-iv \right )=u^2+v^2=q \end{matrix}\right}.)
Mai departe avem:
![p si q sunt numere reale](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\left\{ \begin{matrix} p=-2u\in \mathbb{R}\\ q=u^2+v^2\in \mathbb{R} \end{matrix}\right}.)
Ecuatia
![ecuatie de gradul doi](http://latex.codecogs.com/gif.latex?x^2+px+q=0 \; cu \; p,q \in \mathbb{R})
are radacini distincte complexe conjugate daca si numai daca
![delta](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Delta<0)
.
Rezulta ca
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Delta<0 \Leftrightarrow p^2-4q<0\Leftrightarrow p^2<4q)
c.c.t.d.
c)Deoarece polinomul f are radacina x=-1(conform puuncului a) rezulta din teorema lui Bezout ca f este divizibil cu x+1 si deci se poate descompune in factori astfel:
![descompunerea in factori a polinomului f](http://latex.codecogs.com/gif.latex?f=\left ( X+1 \right )\left ( X^2-\alpha X +\alpha +\left ( \alpha -2 \right )i \right ))
Polinomul f are doua radacini complexe conjugate daca paranteza are doua radacini complexe conjugate.
Conform punctului b) rezulta ca
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\alpha \in \mathbb{R}\; si\; \alpha +\left ( \alpha -2 \right )i\in \mathbb{R})
de unde obtinem ca
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\alpha =2)
valoare pentru care paranteza are
![delta pentru ecuatia de gradul doi](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\Delta=-4<0)
si deci f are doua radacini complexe conjugate.
In concluzie
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\alpha =2)
.
Rezolvare subiectul 3:
1.a)Pentru a se studia monotonia unei functii se calculeaza derivata acelei functii.
Calculam deci derivata functiei f.
Observam ca daca x>1 atunci f '(x)<0 de unde rezulta ca functia data este strict descrescatoare pe intervalul
b)Cautam
asimptota orizontala la graficul functiei f spre + infinit.
![asimptota orizontala](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\lim_{x\rightarrow +\infty}f\left ( x \right )= \lim_{x\rightarrow +\infty}\left ( ln\left ( x+1 \right ) -ln\left ( x-1 \right )\right )=\lim_{x\rightarrow +\infty}\left ( ln\frac{x+1}{x-1} \right )=\\ =ln\left ( \lim_{x\rightarrow +\infty}\frac{x+1}{x-1} \right )=ln1=0)
Rezulta ca graficul functiei date are asimptota orizontala catre + infinit dreapta de ecuatie y=0(adica axa Ox).
Daca graficul are asimptota orizontala spre + infinit atunci nu are asimptota oblica spre + infinit.
Mai departe cautam
asimptota verticala in punctul de abscisa x=1.
![asimptote verticale](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\lim_{x\rightarrow 1;x>1}f\left ( x \right )= \lim_{x\rightarrow 1;x>1}ln\frac{x+1}{x-1}=ln\frac{2}{0+}=ln\left ( +\infty\right )=+\infty)
deci graficul are asimptota verticala dreapta de ecuatie x=1.
Functia f este continua pe intervalul
![](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\left ( 1,+\infty \right ))
deci nu are alte asimptote verticale.
c)Limita data devine:
Pentru calculul acestei limite aplicam regula lui l'Hospital si obtinem:
Se ma aplica o data regula lui l'Hospital si se obtine rezultatul final astfel:
2.a)Pentru calculul integralei definite date procedam in felul urmator:
b)Intai sa observam ca functia f este negativa pe intervalul [1;2] si deci si functia g va fi negativa pe intervalul [1;2].
Aria determinata de graficul functiei g cu axa Ox se va calcula astfel:
c)Rezolvarea acestui exercitiu se poate face cu un artificiu putin diferit de cel dat in baremul de corectare, in felul urmator:
![integrale definite](http://latex.codecogs.com/gif.latex?\int_{1}^{2}f^n\left ( x \right )dx=\int_{1}^{2}\left ( x-\frac{3}{2} \right )'f^n\left ( x \right )dx=)
Se foloseste mai departe metoda integrarii prin parti pentru integrale definite si obtinem:
Mai departe se trece totul in membrul stang si rezulta:
Prin inmultirea intregii egalitati cu 2 rezulta ceea ce trebuia demonstrat.