Bac M2 2013, sesiunea iunie-iulie, varianta de rezervă — subiectul oficial, rezolvat
Toate probele M2 din 2013 · Toate subiectele Bac M2 2010–2026
Disciplina: Matematică · Clasa a XII-a · Unitatea: Subiecte oficiale de Bacalaureat M2
Exerciții
Partea I – Subiectul I (30 de puncte)
Fiecare dintre cele șase cerințe valorează 5 puncte. Toate rezultatele se justifică prin calcul scris.
Exercițiul 1 (5 puncte)
Arătați că numărul este natural.
Exercițiul 2 (5 puncte)
Calculați pentru funcția , .
Exercițiul 3 (5 puncte)
Rezolvați în mulțimea numerelor reale ecuația .
Exercițiul 4 (5 puncte)
După o ieftinire cu prețul unui produs scade cu de lei. Calculați prețul produsului după ieftinire.
Exercițiul 5 (5 puncte)
Determinați numărul real pentru care vectorii și sunt opuși.
Exercițiul 6 (5 puncte)
Calculați lungimea medianei din în triunghiul dreptunghic cu ipotenuza .
Partea II – Subiectul al II-lea (30 de puncte)
Fiecare subpunct valorează 5 puncte.
Exercițiul 7 (15 puncte)
Se consideră sistemul de ecuații liniare unde este un număr real.
a) (5 puncte) Determinați numărul real știind că este soluție a sistemului.
b) (5 puncte) Calculați determinantul matricei sistemului.
c) (5 puncte) Rezolvați sistemul pentru .
Exercițiul 8 (15 puncte)
Se consideră polinomul , unde este număr întreg.
a) (5 puncte) Pentru , calculați .
b) (5 puncte) Arătați că , unde , , sunt rădăcinile polinomului .
c) (5 puncte) Arătați că, dacă polinomul are o rădăcină întreagă, atunci este multiplu de .
Partea III – Subiectul al III-lea (30 de puncte)
Fiecare subpunct valorează 5 puncte. Se cere rezolvare completă, cu justificări.
Exercițiul 9 (15 puncte)
Se consideră funcția , .
a) (5 puncte) Arătați că , pentru orice .
b) (5 puncte) Determinați punctele de extrem ale funcției .
c) (5 puncte) Arătați că funcția este convexă pe intervalul .
Exercițiul 10 (15 puncte)
Se consideră funcția , .
a) (5 puncte) Arătați că .
b) (5 puncte) Calculați .
c) (5 puncte) Arătați că aria suprafeței delimitate de graficul funcției , axa și dreptele de ecuație și , este egală cu .
Barem și răspunsuri
Punctaj total: 90 p din itemi + 10 p din oficiu = 100 p. Subiectul I – 30 p (itemii 1–6, câte 5 p) · Subiectul al II-lea – 30 p (itemii 7–8) · Subiectul al III-lea – 30 p (itemii 9–10). La itemii 7–10, fiecare subpunct valorează 5 p, acordate pe pași. Repartiția punctelor pe pași urmează baremul oficial de evaluare și de notare al variantei de rezervă din sesiunea iunie-iulie 2013; rezolvările, explicațiile și controalele sunt scrise de noi. Baremul are, la problema 7, subpunctul c), și la problema 9, subpunctul b), câte trei rânduri punctate; le-am păstrat exact așa.
Exercițiul 1. (5 p) — radicali.
Se scoate factorul de sub radical: Se desface paranteza, cu semnul minus în față:
(Unde se greșește de obicei: se desface paranteza fără să se schimbe semnul lui , și iese , care nu este natural; sau se scrie , și radicalii nu se mai reduc.)
Exercițiul 2. (5 p) — compunerea funcțiilor.
Întâi valoarea din interior: Apoi se aplică încă o dată :
(Unde se greșește de obicei: se înmulțește , confundând compunerea cu produsul; sau se calculează .)
Exercițiul 3. (5 p) — ecuație logaritmică.
Logaritmii au aceeași bază, , iar funcția logaritmică este injectivă, deci argumentele sunt egale: Rezultă , deci sau , care verifică ecuația: pentru amândouă, (2 p).
(Condiția de existență este adevărată pentru orice real, deci ambele soluții rămân. Unde se greșește de obicei: se păstrează doar ; sau se scrie .)
Exercițiul 4. (5 p) — procente.
Se notează cu prețul inițial. Reducerea este din prețul inițial și este egală cu de lei: Din rezultă , deci prețul după ieftinire este de lei (3 p).
(Control: din este . Unde se greșește de obicei: se consideră că de lei este prețul final și se calculează din ; sau se oprește rezolvarea la prețul inițial, de lei, deși se cere prețul după ieftinire.)
Exercițiul 5. (5 p) — vectori opuși.
Doi vectori sunt opuși când ; coeficienții lui sunt deja egali (), iar pentru :
(Control: pentru , , iar . Unde se greșește de obicei: se pune condiția de egalitate, , și iese — dar atunci coeficienții lui , și , nu mai sunt egali.)
Exercițiul 6. (5 p) — mediana în triunghiul dreptunghic.
Fie mijlocul ipotenuzei . Într-un triunghi dreptunghic, mediana dusă din vârful unghiului drept este jumătate din ipotenuză:
(De ce: mijlocul ipotenuzei este centrul cercului circumscris triunghiului dreptunghic, deci . Unde se greșește de obicei: se ia ; sau se ia , confundând cu poziția centrului de greutate, și iese .)
Exercițiul 7. (15 p) — sistem de ecuații liniare cu parametru.
a) (5 p) Se înlocuiesc , , în fiecare ecuație: A doua și a treia ecuație sunt verificate, iar prima dă (2 p).
(Verificarea ultimelor două ecuații nu e o formalitate: dacă n-ar fi fost adevărate, tripletul n-ar fi putut fi soluție pentru nicio valoare a lui . Unde se greșește de obicei: se pierde minusul din fața lui , , și iese .)
b) (5 p) Matricea sistemului are pe linii coeficienții necunoscutelor , , (unde lipsește o necunoscută, coeficientul este ): Cu regula lui Sarrus,
(Detaliu: produsele pe diagonale sunt , , ; cele scăzute sunt , , . Unde se greșește de obicei: coeficienții ecuației se așază de la stânga, pe linia , în loc de , uitând că în ea lipsește — atunci determinantul iese .)
c) (5 p) Pentru , din a doua ecuație , iar din a treia . Înlocuind în prima: , adică , de unde Soluția sistemului este .
(Control: , , . Cum determinantul este , sistemul este compatibil determinat, deci soluția este unică. Unde se greșește de obicei: din se scrie și iese .)
Exercițiul 8. (15 p) — polinom de gradul al treilea cu parametru întreg.
a) (5 p) Pentru polinomul este ; se înlocuiește cu :
(Unde se greșește de obicei: se ia în loc de și iese .)
b) (5 p) Polinomul nu are termen în , iar coeficientul lui este ; relațiile lui Viète dau
(Observație: rezultatul nu depinde de , pentru că intră doar în produsul rădăcinilor. Control: pentru rădăcinile sunt , , , iar . Unde se greșește de obicei: se ia , cu semnul greșit, și iese .)
c) (5 p) Fie o rădăcină întreagă a lui : Atunci deoarece este divizibil cu trei numere întregi consecutive (3 p).
(De ce : dintre trei numere întregi consecutive unul este par și unul este multiplu de , deci produsul lor este divizibil cu și cu , adică cu . Control: pentru , ; pentru , . Unde se greșește de obicei: se verifică afirmația pe câteva valori ale lui , fără argumentul general.)
Exercițiul 9. (15 p) — derivată, punct de extrem și convexitate.
a) (5 p) Se derivează termen cu termen:
(Unde se greșește de obicei: se scrie , fără minus, și iese ; sau la aducerea la același numitor se scrie .)
b) (5 p) Numitorul este pozitiv, deci semnul și zerourile lui sunt ale lui : Derivata își schimbă semnul în , deci punctul de extrem este (1 p).
(Pe tablou: descrește pe și crește pe , deci este punct de minim, cu . Unde se greșește de obicei: se declară punct de extrem fără tabelul de semn.)
c) (5 p) Se derivează cu regula câtului: Pentru avem și :
(Detaliu: , iar . Unde se greșește de obicei: la regula câtului se inversează ordinea din numărător, , și iese , cu semnul opus.)
Exercițiul 10. (15 p) — integrale definite și aria unei suprafețe plane.
a) (5 p) Numitorul se descompune, , iar factorul pe se simplifică:
(Unde se greșește de obicei: se simplifică greșit, , și iese ; sau se scrie diferența de logaritmi ca .)
b) (5 p) Se simplifică factorul , folosind : Cum , fracția este :
(Detaliu: și . Control numeric: . Unde se greșește de obicei: se scrie , uitând termenul ; sau se simplifică .)
c) (5 p) Pe funcția este pozitivă, deci modulul dispare: Cu primitiva , care se obține din descompunerea :
(Detaliu: . Control numeric: , iar integrala calculată numeric pe dă tot . Unde se greșește de obicei: se scrie primitiva , ca și cum numărătorul ar fi derivata numitorului; sau se inversează fracția, , și iese un rezultat negativ, imposibil pentru o arie. În baremul oficial aria este notată ; la noi, după convenția casei, aria se notează .)
Pentru părinți și profesori
Aceasta nu este o simulare scrisă de noi: este subiectul oficial dat la proba E. c), Matematică M_șt-nat, în varianta de rezervă a sesiunii iunie-iulie 2013 a examenului național de bacalaureat — Varianta 6, cea publicată de autoritatea examenului. Enunțurile sunt reproduse exact, cu valorile, notațiile și ordinea din documentul publicat de Ministerul Educației Naționale prin Centrul Național de Evaluare și Examinare. Rezolvările, explicațiile, controalele numerice și ghidajul pas cu pas sunt scrise de noi; structura punctajului urmează baremul oficial de evaluare și de notare, pas cu pas, așa cum a fost publicat împreună cu subiectul.
Proba se adresează filierei teoretice, profilul real, specializarea științe ale naturii (programa M_șt-nat, numită în școală și „M2").
Structura probei, așa cum arată ea în varianta de rezervă din 2013:
| Subiect | Ce se cere | Structură | Punctaj |
|---|---|---|---|
| Subiectul I | materie din clasele a IX-a și a X-a (cu radicalii, procentele și vectorii) | șase cerințe independente | p |
| Subiectul al II-lea | 1. sistem de trei ecuații liniare cu parametru (clasa a XI-a) · 2. polinom de gradul al treilea cu parametru întreg, relațiile lui Viète și rădăcini întregi (clasa a XII-a) | două probleme, câte trei subpuncte | p |
| Subiectul al III-lea | 1. derivată, punct de extrem, convexitate (clasa a XI-a) · 2. integrale definite și aria unei suprafețe plane (clasa a XII-a) | două probleme, câte trei subpuncte | p |
| oficiu | 10 p |
Harta materiei acoperite, pe cerințe:
- Radicali: scoaterea factorilor de sub radical și reducerea termenilor asemenea — clasa a IX-a. (cerința 1 — 5 puncte)
- Compunerea funcțiilor: valoarea lui într-un punct — clasa a IX-a. (cerința 2 — 5 puncte)
- Ecuație logaritmică cu aceeași bază în ambii membri — clasa a X-a. (cerința 3 — 5 puncte)
- Procente: prețul după o ieftinire dată în lei — clasa a X-a. (cerința 4 — 5 puncte)
- Vectori: condiția ca doi vectori să fie opuși — clasa a IX-a. (cerința 5 — 5 puncte)
- Geometrie plană: mediana corespunzătoare ipotenuzei — gimnaziu, recapitulat în clasa a IX-a. (cerința 6 — 5 puncte)
- Sisteme de ecuații liniare: o soluție dată, determinantul matricei sistemului, rezolvarea pentru o valoare a parametrului — clasa a XI-a. (problema 7, subpunctele a), b), c) — 15 puncte)
- Polinoame: valoarea unui polinom, relațiile lui Viète și rădăcinile întregi — clasa a XII-a. (problema 8, subpunctele a), b), c) — 15 puncte)
- Derivate și aplicații: derivata, punctul de extrem și convexitatea prin derivata a doua — clasa a XI-a. (problema 9, subpunctele a), b), c) — 15 puncte)
- Integrala definită și aria: simplificarea integrandului, împărțirea polinoamelor, primitiva lui — clasa a XII-a. (problema 10, subpunctele a), b), c) — 15 puncte)
Ce a cerut, de fapt, varianta de rezervă a sesiunii iunie-iulie 2013. Subiectul I este format din calcule directe; singurul loc cu o capcană este cerința 4, unde cei de lei sunt reducerea, nu prețul final. Subiectul al II-lea pune un sistem liniar în care subpunctele a) și c) se fac prin înlocuire, fără regula lui Cramer, și un polinom la care ultimul subpunct este o problemă de divizibilitate: dacă este rădăcină întreagă, atunci , un produs de trei numere întregi consecutive. Subiectul al III-lea cere la problema 1 derivata a doua și semnul ei, iar la problema 2 trei integrale în care numitorul se descompune: la a) se simplifică factorul , la b) factorul și apoi o împărțire, iar la c) primitiva lui .
Notă pentru elevii care învață pe programa nouă: problema a doua a Subiectului al II-lea este despre polinoame, capitol care nu mai apare în programa de clasa a XII-a intrată în vigoare, dar care se află în programa după care se dau sesiunile de Bacalaureat M2 până în 2029. La noi, materia lui stă în unitatea de supliment „Supliment Bac M2 2027–2029: polinoame peste un corp comutativ". Tot așa, la problema a doua a Subiectului al III-lea: la subpunctul b), împărțirea numărătorului la numitor, , iar la subpunctul c), primitiva lui , pe care baremul o ia direct din tabelul de primitive; formula nu mai apare în tabelul programei de clasa a XII-a intrate în vigoare, dar se află în programa după care se dau sesiunile de Bacalaureat M2 până în 2029, iar pe programa nouă ea se obține prin descompunerea . Amândouă stau în unitatea „Supliment Bac M2 2027–2029: integrale de funcții raționale".
Cum se aplică, ca probă completă:
- Punctaj total: 100 de puncte (90 de puncte din cerințe + 10 puncte din oficiu).
- Timp de lucru: 3 ore, cronometrate, exact ca la examen. Reper de gestiune a timpului: de minute pentru Subiectul I, câte de minute pentru Subiectele al II-lea și al III-lea, iar ultimele de minute pentru recitire.
- Materiale: foi de examen, pix cu pastă albastră, riglă. Fără calculator, fără formulare — ca la proba reală. Rezultatele sunt „curate": întregi, soluția a sistemului, , și .
- Redactare: la toate cele trei subiecte se cere rezolvare completă, cu justificări scrise. La Subiectele al II-lea și al III-lea, fiecare subpunct valorează câte 5 puncte, acordate pe pași.
- Regulile oficiale de notare, tipărite chiar pe barem (le redăm pe scurt): orice soluție corectă, chiar dacă este diferită de cea din barem, primește punctajul corespunzător; fracțiunile de punct nu există, dar rezolvările parțiale pot primi punctaje intermediare, în limitele punctajului indicat în barem; nota finală se calculează împărțind la 10 punctajul total acordat pentru lucrare.
- Greșeli de redactare de evitat: soluțiile ecuației logaritmice date fără verificare; punctul de extrem dat fără semnul derivatei; convexitatea afirmată fără semnul derivatei a doua; divizibilitatea cu afirmată fără argumentul celor trei numere consecutive.
- După corectare: fiecare subpunct pierdut trimite la o unitate anume — harta de mai sus este și fișa de recuperare.
Interpretarea rezultatului:
| Punctaj | Nivel | Ce înseamnă |
|---|---|---|
| 90–100 p | foarte bine | Nivel de notă mare la examen. De rafinat doar viteza și redactarea. |
| 75–89 p | bine | Materia e stăpânită; lipsesc din redactare pași intermediari. De reluat baremul pas cu pas. |
| 60–74 p | satisfăcător | Subiectul I și primele subpuncte ies; subpunctele c) încă nu. De lucrat pe probleme complete, nu pe exerciții izolate. |
| 45–59 p | insuficient | Lipsesc automatismele. De reluat capitolele din harta materiei, cu câte un test scurt după fiecare. |
| sub 45 p | de reluat | Se reia materia pe unități, în ordinea din manifest, înainte de a mai da o probă întreagă. |
Formule de reținut, pe subiecte:
- Radicali: . Compunere: . Logaritmi: , cu , . Procente: din este . Vectori: și sunt opuși când , adică au coeficienții lui și opuși. Triunghi dreptunghic: mediana dusă din vârful unghiului drept este jumătate din ipotenuză.
- Sisteme liniare: determinantul matricei sistemului se calculează cu regula lui Sarrus; un triplet este soluție când verifică toate cele trei ecuații.
- Polinoame: pentru , relațiile lui Viète dau , ; .
- Derivate: , , ; este convexă pe un interval unde .
- Integrale: Leibniz–Newton, ; pe ; pe , ; aria suprafeței delimitate de graficul unei funcții continue , axa și dreptele , este .
Trei dezambiguizări de notație, pentru că subiectul oficial folosește aceleași litere în locuri diferite:
- Litera denumește în această probă patru obiecte diferite: funcția de la cerința , polinomul de la cerința , funcția de la cerința și funcția de la cerința . Așa este scris subiectul oficial și așa l-am transcris; fiecare problemă se citește separat.
- Litera este număr real la cerințele și , dar număr întreg la cerința — iar la subpunctul c) al cerinței tocmai faptul că este întreg contează.
- Litera este la cerința una dintre necunoscutele sistemului, ; la cerința , , , sunt rădăcinile polinomului, iar este o rădăcină întreagă.
Notă: în barem, cuvântul „itemul" este folosit ca termen de evaluare; la clasă, în vorbirea curentă, spunem „exercițiul" sau „cerința".