Subiect Bac matematică pedagogic, model 2013 — rezolvat pas cu pas
Toate probele de la pedagogic din 2013 · Toate subiectele Bac pedagogic 2013–2026
Exerciții
Partea I – Subiectul I (30 de puncte)
Fiecare dintre cele șase cerințe valorează 5 puncte.
Exercițiul 1 (5 puncte)
Determinați valoarea de adevăr a propoziției „“.
Exercițiul 2 (5 puncte)
Rezolvați sistemul de ecuații , .
Exercițiul 3 (5 puncte)
Rezolvați în mulțimea numerelor reale inecuația .
Exercițiul 4 (5 puncte)
Determinați domeniul maxim de definiție al funcției , .
Exercițiul 5 (5 puncte)
Se consideră pătratul de centru . Arătați că .
Exercițiul 6 (5 puncte)
Arătați că triunghiul care are laturile de , și este dreptunghic isoscel.
Partea II – Subiectul al II-lea (30 de puncte)
Fiecare dintre cele șase cerințe valorează 5 puncte.
Pe mulțimea numerelor reale se definește legea de compoziție asociativă .
1. (5 puncte) Arătați că .
2. (5 puncte) Demonstrați că legea de compoziție „” este comutativă pe .
3. (5 puncte) Determinați numărul real pentru care .
4. (5 puncte) Arătați că , pentru orice .
5. (5 puncte) Verificați dacă legea de compoziție „” admite element neutru.
6. (5 puncte) Arătați că , pentru orice .
Partea III – Subiectul al III-lea (30 de puncte)
Fiecare dintre cele șase cerințe valorează 5 puncte.
Se consideră matricea și sistemul (S) , unde .
1. (5 puncte) Pentru , arătați că .
2. (5 puncte) Calculați determinantul matricei .
3. (5 puncte) Determinați numărul real pozitiv pentru care .
4. (5 puncte) Pentru , verificați dacă tripletul este soluție a sistemului (S).
5. (5 puncte) Pentru , rezolvați sistemul (S).
6. (5 puncte) Pentru , arătați că sistemul (S) nu are soluții.
Barem și răspunsuri
Soluțiile păstrează ordinea rândurilor din baremul oficial, iar numărul îngroșat din paranteză arată câte puncte aduce rândul respectiv. Nouă cerințe au câte două rânduri, de sau de , iar celelalte nouă au câte trei rânduri, de , sau ; rândul de un punct se numește în barem uneori „Finalizare”. Cu cele 10 puncte din oficiu, lucrarea are 100 de puncte.
Exercițiul 1. (5 p) — valoarea de adevăr a unei egalități cu fracții.
Aducem fracțiile la numitorul comun : , și , deci
Numitorul comun rămâne , iar numărătorii se combină: . Suma este , adică exact membrul drept, deci propoziția este adevărată (2 p).
Exercițiul 2. (5 p) — un sistem de două ecuații cu două necunoscute.
Ca să dispară , înmulțim prima ecuație cu și a doua cu , așa că amândouă ajung să conțină termenul . Scăzând prima ecuație înmulțită din a doua, termenii cu se reduc; membrul drept devine , iar coeficientul lui devine . Rezultă , deci (2 p).
Din prima ecuație, este minus dublul lui , adică , deci . Verificare în a doua: . Soluția sistemului este perechea (3 p).
Exercițiul 3. (5 p) — o inecuație de gradul al doilea.
Rădăcinile trinomului se află din ecuația asociată lui, cu și :
Parabola are ramurile în sus, deci trinomul ia valori negative doar între cele două rădăcini, care nu aparțin mulțimii fiindcă inegalitatea este strictă: (2 p).
Exercițiul 4. (5 p) — domeniul unei funcții cu logaritm.
Logaritmul este definit doar pentru argument strict pozitiv, așadar (2 p).
Din rezultă , iar domeniul maxim este
Exercițiul 5. (5 p) — o egalitate de vectori în pătrat.
Aplicăm regula triunghiului pentru punctele , , : (2 p).
Pătratul este un paralelogram, deci , iar , centrul pătratului, este punctul în care se înjumătățește diagonala , deci :
Finalizare: înlocuim cele două relații în și obținem (1 p).
Exercițiul 6. (5 p) — un triunghi dreptunghic isoscel.
Două dintre laturi au lungimea , deci triunghiul este isoscel (1 p).
Latura cea mai lungă are pătratul , iar celelalte două au pătratele și , cu suma :
Egalitatea spune că pătratul laturii mari este suma pătratelor celorlalte două; conform reciprocei teoremei lui Pitagora, unghiul din fața laturii este drept, deci triunghiul este dreptunghic (2 p).
Subiectul al II-lea · cerința 1 (5 p) — valoarea legii pentru și .
Punem în definiție:
Puterea este , deci argumentul este și
Logaritmul unui număr în baza lui însăși este , deci (1 p).
Subiectul al II-lea · cerința 2 (5 p) — comutativitatea legii.
Fie și numere reale oarecare. Din definiție,
Cu rolurile schimbate, primul operand este și al doilea este :
Finalizare: adunarea nu ține cont de ordinea termenilor, deci pentru orice și reali, iar legea este comutativă pe (1 p).
Subiectul al II-lea · cerința 3 (5 p) — ecuația .
Cum , avem , deci ecuația este
Numărul este logaritmul în baza al puterii cu exponentul , deci argumentele sunt egale; această putere este de trei ori , iar după scăderea lui din ambii membri rămâne egal cu dublul lui :
Din rezultă (1 p).
Subiectul al II-lea · cerința 4 (5 p) — semnul lui .
Orice putere a numărului pozitiv este pozitivă, oricare ar fi exponentul real:
Atunci ; funcția crește și , deci logaritmul argumentului este pozitiv:
Subiectul al II-lea · cerința 5 (5 p) — elementul neutru nu există.
Presupunem că există un număr real astfel încât pentru orice real. Din definiție,
Egalitatea cere ca argumentul să fie chiar , adică , de unde
Puterile lui sunt strict pozitive, adică pentru orice real, deci nu are nicio soluție reală. Presupunerea duce la contradicție, deci pentru legea nu există niciun element neutru (2 p).
Subiectul al II-lea · cerința 6 (5 p) — identitatea cu .
Pentru , ambii operanzi sunt :
La a doua compunere, primul operand este , iar puterea lui cu acest exponent este chiar argumentul primului logaritm; al doilea operand este :
Argumentul are în total trei puteri , adică o putere cu exponentul , și constantele , deci
Subiectul al III-lea · cerința 1 (5 p) — determinantul lui pentru .
Înlocuim în elementele care conțin pe :
Regula lui Sarrus dă șase produse. Cele trei care se adună sunt , și , cu suma ; cele trei care se scad sunt , și , cu suma . Rezultă (2 p).
Subiectul al III-lea · cerința 2 (5 p) — determinantul lui în funcție de .
Regula lui Sarrus dă șase produse. Cele trei care se adună sunt , și ; cele trei care se scad sunt , și . Rezultă:
Termenii și se reduc, la fel și , iar rămâne
Subiectul al III-lea · cerința 3 (5 p) — o ecuație cu .
Fiecare dintre cele trei linii ale lui este dublul liniei corespunzătoare din , iar dublarea unei linii dublează determinantul; de trei ori la rând, este de ori . Pentru , ecuația cerută devine:
Împărțind la obținem , adică
Rezultă ; cerința cere pozitiv, așa că se respinge și (2 p).
Subiectul al III-lea · cerința 4 (5 p) — verificarea unui triplet pentru .
Pentru sistemul (S) este
Înlocuim , și în fiecare ecuație. Prima dă ; a doua dă ; a treia dă . Cele trei egalități sunt adevărate, așadar tripletul este soluție a sistemului (3 p).
Subiectul al III-lea · cerința 5 (5 p) — rezolvarea sistemului pentru .
Pentru sistemul (S) este
Diferența dintre prima și a treia ecuație este . Atunci a treia ecuație dă , iar a doua dă . Adunând cu rezultă , deci și . Soluția este (3 p).
Subiectul al III-lea · cerința 6 (5 p) — sistemul nu are soluții pentru .
Pentru sistemul (S) este
Prima ecuație minus a doua dă , deci (1 p).
Înlocuim pe în prima și în a treia ecuație: și . A doua, înmulțită cu , dă , care contrazice : și sistemul (S) nu are soluții (2 p).
Pentru părinți și profesori
Modelul din 2013 al probei E. c) la matematică M_pedagogic se adresează filierei vocaționale, profilului pedagogic, specializării învățător-educatoare. Lucrarea are trei subiecte obligatorii, iar fiecare subiect adună șase cerințe de câte 5 puncte. Cerințele valorează împreună 90 de puncte, iar timpul alocat este de 3 ore. Se acordă 10 puncte din oficiu. Cerințele vin de pe foaia oficială; soluțiile și ghidajul interactiv sunt scrise de Matepolis și respectă rândurile punctate din barem.
Ce cuprinde. Subiectul I are șase cerințe fără legătură între ele: valoarea de adevăr a unei egalități cu fracții, un sistem de două ecuații cu două necunoscute, o inecuație de gradul al doilea, domeniul unei funcții cu logaritm, o egalitate de vectori într-un pătrat și un triunghi dreptunghic isoscel. În Subiectul al II-lea se lucrează cu legea , pe care enunțul o numește asociativă: o valoare, comutativitatea, o ecuație, semnul rezultatului, existența elementului neutru, cu răspuns negativ, și o egalitate cu . Subiectul al III-lea se sprijină pe matricea de ordin și pe sistemul (S): doi determinanți, o ecuație cu , verificarea unui triplet, rezolvarea sistemului pentru și lipsa soluțiilor pentru .
Locul în programă. Lucrarea din 2013 este anterioară ordinului OMEN 4430/2014, aplicat din Bacalaureatul 2015, iar Matepolis îl folosește doar ca reper al capitolelor. Propozițiile și valoarea lor de adevăr, sistemele cu două ecuații, inecuațiile de gradul doi, vectorii și triunghiul dreptunghic țin de clasa a IX-a; logaritmii, funcția logaritmică și ecuațiile exponențiale, de clasa a X-a; legile de compoziție, de clasa a XI-a; determinanții de ordin și sistemele liniare cu cel mult trei necunoscute (metoda lui Cramer inclusă), de clasa a XII-a. Pentru sistemul de la Subiectul III se poate relua lecția Cramer pas cu pas: sisteme 3×3 la tehnologic, iar pentru logaritmi lecția Logaritmul produsului: reguli de calcul, tehnologic.
Greșeli de evitat, cu dovada lor.
- Exercițiul 1: la aducerea la numitorul numărătorul se înmulțește odată cu numitorul, deci . Cu numărătorii rămași , suma ar rezulta , nu .
- Exercițiul 2: membrul drept se înmulțește și el, odată cu ecuația: dublul lui este , iar triplul lui este , deci diferența dă . Dacă ar rămâne neînmulțit, ar ieși și , iar perechea nu verifică a doua ecuație: , nu .
- Exercițiul 3: inegalitatea este strictă, deci capetele nu aparțin mulțimii. Pentru avem , care nu este mai mic decât .
- Exercițiul 4: argumentul logaritmului trebuie să fie strict pozitiv. Pentru avem , iar nu există, deci .
- Exercițiul 5: în pătratul vectorii și au sensuri opuse, deci . Pentru , , și avem , iar .
- Exercițiul 6: două laturi egale arată doar că triunghiul este isoscel. Pentru unghiul drept mai trebuie , adică .
- Cerința II.1: puterea este , nu . Argumentul este ; dacă puterea s-ar socoti , argumentul ar fi și ar ieși , nu .
- Cerința II.2: cele două compuneri au aceiași termeni în alte ordini. Pentru valorile și se obține .
- Cerința II.3: puterea cu exponentul este de trei ori , nu cu mai mare decât . Dacă ar fi cu mai mare, după reducerea lui ar rămâne numerele și , care nu sunt egale, deci ecuația n-ar avea soluții.
- Cerința II.4: un argument pozitiv nu dă neapărat un logaritm pozitiv: . Aici argumentul depășește , deci logaritmul este pozitiv.
- Cerința II.5: nu este element neutru, deși egalitatea de la cerința II.3 pare apropiată: , nu .
- Cerința II.6: puterea lui cu exponentul este argumentul primului logaritm, deci a doua compunere adună acest argument, nu pe . Pentru avem .
- Cerința III.1: elementul din centrul lui nu conține pe și rămâne și pentru . Cu în centru, determinantul ar ieși , nu .
- Cerința III.2: în regula lui Sarrus ultimele trei produse se scad. Din rezultă ; cu ar ieși , care pentru dă , iar .
- Cerința III.3: matricea este de ordin , deci dublarea tuturor elementelor înmulțește determinantul cu , nu cu . Pentru matricea unitate de ordin , dublată, determinantul este .
- Cerința III.4: tripletul trebuie pus în fiecare dintre cele trei ecuații, iar numitorul rămâne. A treia ecuație dă , nu .
- Cerința III.5: o soluție trebuie să verifice fiecare ecuație. Tripletul nu convine, fiindcă a treia ecuație dă , nu .
- Cerința III.6: după aflarea lui rămân și , ecuații care se contrazic, fiindcă a doua, înmulțită cu , dă , nu .
Despre litere. În Subiectul I, și sunt necunoscutele sistemului, este necunoscuta inecuației și variabila funcției , iar este domeniul căutat al lui ; , , și numesc vârfurile pătratului, este centrul lui, iar , și sunt laturile triunghiului. În Subiectul II, și sunt numere reale oarecare, cu o singură excepție: în ecuația cu , litera este necunoscuta; pentru elementul neutru presupus folosim litera (baremul oficial îl notează cu ). În Subiectul III, este parametrul real din și din (S): primește valori date în patru cerințe, rămâne variabilă la calculul determinantului și devine necunoscută în ecuația cu ; , și sunt necunoscutele sistemului.