Bac M2 2013, sesiunea specială — 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)
Calculați probabilitatea ca, alegând la întâmplare un element din mulțimea , acesta să fie multiplu de .
Exercițiul 5 (5 puncte)
Se consideră punctele , și astfel încât și . Calculați lungimea vectorului .
Exercițiul 6 (5 puncte)
Determinați știind că .
Partea II – Subiectul al II-lea (30 de puncte)
Fiecare subpunct valorează 5 puncte.
Exercițiul 7 (15 puncte)
Pentru fiecare număr real se consideră matricea
a) (5 puncte) Calculați .
b) (5 puncte) Arătați că .
c) (5 puncte) Determinați numerele reale pentru care .
Exercițiul 8 (15 puncte)
Se consideră polinomul , unde este număr real.
a) (5 puncte) Pentru , calculați .
b) (5 puncte) Determinați numărul real știind că restul împărțirii polinomului la este egal cu .
c) (5 puncte) Pentru , arătați că , unde , , sunt rădăcinile polinomului .
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) Calculați , .
b) (5 puncte) Calculați .
c) (5 puncte) Demonstrați 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) Determinați volumul corpului obținut prin rotația în jurul axei a graficului funcției , .
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 sesiunii speciale 2013; rezolvările, explicațiile și controalele sunt scrise de noi. La cerința 4 baremul are trei rânduri punctate (); le-am păstrat exact așa.
Exercițiul 1. (5 p) — radicali.
Se scoate factorul de sub radical: , deci Desfăcând paranteza,
(Unde se greșește de obicei: se scrie sau , și radicalii nu se mai reduc; sau se uită să se înmulțească și cu , și iese .)
Exercițiul 2. (5 p) — funcția de gradul întâi, suma valorilor.
Fiecare termen este ; adunând cei zece termeni, se adună separat și :
(Control: suma primelor zece numere impare, , este . Unde se greșește de obicei: se scade doar un singur în loc de zece, și iese ; sau se calculează .)
Exercițiul 3. (5 p) — ecuație exponențială.
Se aduce membrul drept la baza : Funcția exponențială este injectivă, deci exponenții sunt egali:
(Verificare: . Unde se greșește de obicei: se scrie sau se împarte și se ajunge la .)
Exercițiul 4. (5 p) — probabilități.
Multiplii lui din mulțimea sunt și , deci sunt cazuri favorabile (2 p).
Numărul de elemente ale mulțimii este , deci sunt cazuri posibile (1 p).
(Unde se greșește de obicei: se socotește și ca multiplu al lui — dar —, sau se ia și , care depășește .)
Exercițiul 5. (5 p) — vectori.
Cu regula triunghiului, adunând componentele după și după : Lungimea vectorului este , deci (2 p).
(Unde se greșește de obicei: se scad vectorii, , și iese ; sau se adună lungimile, , ca și cum , , ar fi coliniare.)
Exercițiul 6. (5 p) — ecuație trigonometrică.
Pe avem , deci putem înmulți cu : , adică , de unde Pe , egalitatea are loc doar pentru
(Echivalent: . Verificare: . Unde se greșește de obicei: se trece în membrul drept fără să se observe că din rezultă , nu .)
Exercițiul 7. (15 p) — matrice de ordinul al treilea cu parametru.
a) (5 p) Pentru :
(Cu regula lui Sarrus: produsele de pe diagonala principală și paralelele ei dau , iar cele de pe diagonala secundară și paralelele ei dau . Unde se greșește de obicei: se adună toate cele șase produse, și iese .)
b) (5 p) Se înmulțesc matricele:
(Fiecare linie a lui este formată numai din , deci fiecare element al produsului este suma unei coloane a lui : . Unde se greșește de obicei: se înmulțesc matricele element cu element și iese .)
c) (5 p) Cu regula lui Sarrus, Polinomul se descompune ( este rădăcină):
(Detaliul: . Control: pentru formula dă , ca la subpunctul a). Unde se greșește de obicei: se găsește rădăcina și se oprește acolo, fără a descompune .)
Exercițiul 8. (15 p) — polinom de gradul al treilea cu parametru.
a) (5 p) Pentru :
(Unde se greșește de obicei: se înlocuiește cu și cu — confundând rolurile —, sau se uită semnul minus din fața lui .)
b) (5 p) După teorema restului, restul împărțirii lui la este :
(Control: pentru , . Unde se greșește de obicei: se calculează în loc de — rădăcina lui este — sau se pune condiția , ca la divizibilitate.)
c) (5 p) Pentru , relațiile lui Viète dau Cum ,
(Rădăcinile nu sunt nule, pentru că produsul lor este . Control: pentru , , cu rădăcinile , , ; suma lor este , iar suma inverselor este . Unde se greșește de obicei: se ia , cu semnul greșit, și iese .)
Exercițiul 9. (15 p) — derivată, limită, convexitate.
a) (5 p) Se derivează produsul:
(Unde se greșește de obicei: se derivează factorii separat și se înmulțesc, , și iese .)
b) (5 p) Se simplifică cu : Limita este de tip , deci se aplică regula lui l'Hôpital:
(Unde se greșește de obicei: se aplică l'Hôpital direct pe fără simplificare — merge, dar trebuie aplicat de două ori; sau se scrie „". Control numeric: pentru , .)
c) (5 p) Derivata a doua este
(Unde se greșește de obicei: se studiază semnul lui — care schimbă semnul în — și se trage o concluzie despre monotonie, nu despre convexitate.)
Exercițiul 10. (15 p) — integrale și volume.
a) (5 p) Numărătorul este jumătate din derivata numitorului:
(Unde se greșește de obicei: se uită factorul și iese ; sau se integrează ca . Control numeric: integrala pe dă , iar .)
b) (5 p) Se integrează prin părți, cu :
(Detaliul: , iar . Rezultatul este negativ, , ceea ce e firesc: este descrescătoare pe , deci . Unde se greșește de obicei: se calculează întâi și se integrează direct — drum mai lung.)
c) (5 p) Funcția , deci
(Detaliul: . Control numeric: . Unde se greșește de obicei: se integrează în loc de , și iese ; sau se desface , fără termenul dublu. În baremul oficial volumul este notat ; la noi, după convenția casei, .)
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 sesiunea specială 2013 a examenului național de bacalaureat — Varianta 3. 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 subiectul sesiunii speciale din 2013:
| Subiect | Ce se cere | Structură | Punctaj |
|---|---|---|---|
| Subiectul I | materie din clasele a IX-a și a X-a (cu vectorii și trigonometria) | șase cerințe independente | p |
| Subiectul al II-lea | 1. matrice de ordinul al treilea cu parametru, determinant și produs de matrice (clasa a XI-a) · 2. polinom de gradul al treilea cu parametru, teorema restului, relațiile lui Viète (clasa a XII-a) | două probleme, câte trei subpuncte | p |
| Subiectul al III-lea | 1. derivată, limită la , convexitate (clasa a XI-a) · 2. integrale definite și volumul unui corp de rotație (clasa a XII-a) | două probleme, câte trei subpuncte | p |
| oficiu | 10 p |
Harta materiei acoperite, pe cerințe:
- Radicali: scoaterea factorilor de sub radical, — clasa a IX-a. (cerința 1 — 5 puncte)
- Funcția de gradul întâi: suma valorilor , cu suma lui Gauss — clasa a IX-a. (cerința 2 — 5 puncte)
- Ecuație exponențială: aducerea la aceeași bază — clasa a X-a. (cerința 3 — 5 puncte)
- Probabilități: multiplii lui dintr-o mulțime cu elemente — clasa a X-a. (cerința 4 — 5 puncte)
- Vectori: regula triunghiului și lungimea unui vector dat prin și — clasa a IX-a. (cerința 5 — 5 puncte)
- Trigonometrie: o ecuație cu sinus și cosinus pe un interval — clasa a IX-a. (cerința 6 — 5 puncte)
- Matrice și determinanți: determinantul unei matrice de ordinul al treilea, un produs de matrice, o ecuație cu determinant — clasa a XI-a. (problema 7, subpunctele a), b), c) — 15 puncte)
- Polinoame: valoarea unui polinom, restul împărțirii la și relațiile lui Viète — clasa a XII-a. (problema 8, subpunctele a), b), c) — 15 puncte)
- Derivate și aplicații: derivata unui produs, o limită de tip , convexitatea prin derivata a doua — clasa a XI-a. (problema 9, subpunctele a), b), c) — 15 puncte)
- Integrale și volume: o primitivă de tipul , integrarea prin părți, volumul unui corp de rotație — clasa a XII-a. (problema 10, subpunctele a), b), c) — 15 puncte)
Ce a cerut, de fapt, sesiunea specială din 2013. Subiectul I este format din șase cerințe directe, fiecare cu o singură idee: scoaterea factorului de sub radical, suma primelor zece numere naturale nenule, aducerea la aceeași bază, numărarea multiplilor lui , regula triunghiului pentru vectori și o ecuație care se reduce la . La Subiectul al II-lea, matricea are pe diagonală și în rest ; determinantul ei se descompune ca , iar produsul de la subpunctul b) se face „pe linii", fiecare linie a lui adunând coloanele lui . Polinomul de gradul al treilea cere teorema restului și relațiile lui Viète, cu suma inverselor rădăcinilor scrisă ca . La Subiectul al III-lea, funcția este studiată cu derivate, iar la integrale funcția aduce în scenă primitiva și, la subpunctul c), funcția , adică (inversul valorii lui , nu funcția inversă), al cărei grafic se rotește în jurul axei .
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".
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. Toate rezultatele sunt „curate": întregi, , , , 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: la cerința 6, împărțirea la fără să se observe că pe ; la cerința 9, subpunctul b), regula lui l'Hôpital aplicată fără să se spună că limita este de tip ; la cerința 10, subpunctul c), volumul scris fără factorul sau cu în loc de .
- 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: , pentru , . Suma lui Gauss: . Exponențiale: , pentru , . Vectori: ; lungimea vectorului este . Trigonometrie: pe , exact pentru .
- Polinoame: restul împărțirii lui la este ; pentru , relațiile lui Viète dau , , , iar .
- Derivate: , ; regula lui l'Hôpital pentru ; dacă pe un interval, este convexă pe acel interval.
- Integrale: ; ; volumul corpului obținut prin rotația graficului lui în jurul axei 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, la cerința , parametrul real al matricei , nu o variabilă de funcție; la cerința , , , sunt rădăcinile polinomului.
- La cerința , subpunctul c), înseamnă , pătratul valorii funcției, nu compunerea . Baremul oficial notează volumul cu ; la noi, după convenția casei, volumul se notează .
Notă: în barem, cuvântul „itemul" este folosit ca termen de evaluare; la clasă, în vorbirea curentă, spunem „exercițiul" sau „cerința".