Bac M2 2018, sesiunea specială — subiectul oficial, rezolvat
Toate probele M2 din 2018 · 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)
Determinați al doilea termen al progresiei aritmetice , știind că și .
Exercițiul 2 (5 puncte)
Se consideră funcția , . Determinați numerele naturale , pentru care .
Exercițiul 3 (5 puncte)
Rezolvați în mulțimea numerelor reale ecuația .
Exercițiul 4 (5 puncte)
Determinați numărul submulțimilor cu trei elemente ale mulțimii .
Exercițiul 5 (5 puncte)
În reperul cartezian se consideră dreptele și , unde este număr real. Determinați numărul real , pentru care dreptele și sunt perpendiculare.
Exercițiul 6 (5 puncte)
Arătați că, dacă , atunci .
Partea II – Subiectul al II-lea (30 de puncte)
Fiecare subpunct valorează 5 puncte.
Exercițiul 7 (15 puncte)
Se consideră matricea , unde și sunt numere reale.
a) (5 puncte) Arătați că .
b) (5 puncte) Demonstrați că , pentru orice numere reale , , și .
c) (5 puncte) Determinați perechile de numere întregi pentru care .
Exercițiul 8 (15 puncte)
Se consideră polinomul , unde este număr real.
a) (5 puncte) Pentru , arătați că .
b) (5 puncte) Determinați numărul real pentru care polinomul este divizibil cu .
c) (5 puncte) Determinați numărul real , știind că suma a două rădăcini ale polinomului este egală cu .
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 , .
b) (5 puncte) Determinați ecuația asimptotei orizontale spre la graficul funcției .
c) (5 puncte) Demonstrați că , pentru orice număr natural , .
Exercițiul 10 (15 puncte)
Se consideră funcția , .
a) (5 puncte) Arătați că .
b) (5 puncte) Arătați că volumul corpului obținut prin rotația în jurul axei a graficului funcției , este egal cu .
c) (5 puncte) Calculați .
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 din 2018; rezolvările, explicațiile și controalele sunt scrise de noi.
Exercițiul 1. (5 p) — progresie aritmetică.
Într-o progresie aritmetică, fiecare termen (în afară de primul) este media aritmetică a vecinilor săi:
(Control: rația este , iar . Unde se greșește de obicei: se ia rația , uitând că între și sunt doi pași, și iese .)
Exercițiul 2. (5 p) — funcția de gradul întâi, inecuație în numere naturale.
Cum este număr natural, obținem sau (3 p).
(Control: , , iar , care nu este strict mai mic decât . Unde se greșește de obicei: se omite ; sau se include , citind inegalitatea ca nestrictă.)
Exercițiul 3. (5 p) — ecuație irațională.
Se ridică la pătrat ambii membri: pentru că , iar se reduce. Rezultă
(Verificare: și . Ridicarea la pătrat poate introduce soluții străine, de aceea soluția se verifică în ecuația inițială — aici ea convine. Unde se greșește de obicei: se desface ca și ecuația devine , „fără soluții".)
Exercițiul 4. (5 p) — combinări.
Numărul submulțimilor cu trei elemente ale unei mulțimi cu cinci elemente:
(Elementul se numără ca oricare altul: mulțimea are cinci elemente. Unde se greșește de obicei: se folosesc aranjamentele, ; sau se exclude , ca la numerele de trei cifre, și iese .)
Exercițiul 5. (5 p) — drepte perpendiculare.
Pantele dreptelor se citesc drept coeficienții lui : Dreptele sunt perpendiculare exact când produsul pantelor este :
(Control: pentru , , iar . Unde se greșește de obicei: se pune condiția de paralelism, pante egale, și iese ; sau se ia panta lui egală cu , citind greșit .)
Exercițiul 6. (5 p) — trigonometrie.
Se dezvoltă pătratul și se folosesc și :
(Unde se greșește de obicei: se scrie , uitând termenul dublu; sau se ia .)
Exercițiul 7. (15 p) — matricea .
a) (5 p) Pentru , :
(Unde se greșește de obicei: se adună produsele diagonalelor, , în loc să se scadă; sau se construiește cu în colțul din stânga-jos, în loc de .)
b) (5 p) Se înmulțesc matricele, linie cu coloană: iar elementul din stânga-jos se scrie :
(Unde se greșește de obicei: se înmulțesc elementele de pe aceleași poziții și iese ; sau, la linia a doua, se uită factorul din .)
c) (5 p) Determinantul lui : Cum și sunt numere întregi, , iar singurele descompuneri ale lui în produs de doi întregi sunt și ; deci sau și obținem sau (3 p).
(Din rezultă , apoi . Control: și . Unde se greșește de obicei: se dă doar perechea , uitând descompunerea . Greșeală de redactare de evitat: soluțiile căutate prin încercări, fără argumentul de divizibilitate — chiar dacă perechile găsite sunt bune, nu se arată că altele nu există.)
Exercițiul 8. (15 p) — polinom de gradul al treilea cu parametru.
a) (5 p) Pentru :
(Unde se greșește de obicei: se calculează cu nesubstituit și se ajunge la , fără concluzie.)
b) (5 p) După teorema lui Bézout, divide exact când : pentru că și . Deci , adică :
(Unde se greșește de obicei: se calculează în loc de și iese — rădăcina lui este ; sau se scrie , pierzând semnul.)
c) (5 p) Fie , , rădăcinile, cu . Din relațiile lui Viète, , deci Atunci este rădăcină a lui :
(Control: . Pentru , , iar rădăcinile trinomului, , au chiar suma — deci valoarea găsită chiar îndeplinește condiția. Unde se greșește de obicei: se scrie suma rădăcinilor sau , uitând împărțirea la coeficientul dominant .)
Exercițiul 9. (15 p) — derivată, asimptotă orizontală, inegalitate.
a) (5 p) Cu regula produsului (constanta are derivata ):
(Unde se greșește de obicei: se derivează doar și se scrie ; sau se păstrează în derivată.)
b) (5 p) Se scrie produsul ca un cât, ca să se poată aplica regula lui l'Hôpital: Dreapta de ecuație este asimptotă orizontală spre la graficul funcției (2 p).
(Pentru , , deci câtul este de tip . Unde se greșește de obicei: se scrie , uitând termenul ; sau se crede că , pentru că — exponențiala „câștigă" și produsul tinde la .)
c) (5 p) Pentru , , deci este crescătoare pe și, cum , obținem Pentru orice număr natural , , deci , adică
(Detaliul trecerii: înseamnă ; cum , se înmulțește cu și . Control: pentru , . Unde se greșește de obicei: din se împarte la fără să se schimbe sensul inegalității, deși , și iese inegalitatea falsă (pentru , ). Greșeală de redactare de evitat: inegalitatea verificată pentru și și declarată adevărată pentru orice .)
Exercițiul 10. (15 p) — integrale pe funcția .
a) (5 p) pentru :
(Unde se greșește de obicei: se scrie , ridicând la pătrat și factorul care nu era sub radical; sau se uită semnul la scăderea valorii din , .)
b) (5 p) , deci pentru
(Primitiva lui se obține prin părți: . Unde se greșește de obicei: se înlocuiește în doar primul factor și iese , nedefinită pe ; sau se uită pătratul din formula volumului. În baremul oficial volumul este notat ; la noi, după convenția casei, .)
c) (5 p) Pentru , : de unde
(Unde se greșește de obicei: se simplifică greșit și integrandul devine sau ; sau se uită împărțirea la din primitivă și iese limita .)
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 din 2018 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 sesiunea specială din 2018:
| Subiect | Ce se cere | Structură | Punctaj |
|---|---|---|---|
| Subiectul I | materie din clasele a IX-a și a X-a | șase cerințe independente | p |
| Subiectul al II-lea | 1. matrice de ordinul al doilea de forma : determinant, produs, o ecuație în numere întregi (clasa a XI-a) · 2. polinom de gradul al treilea cu parametru (clasa a XII-a) | două probleme, câte trei subpuncte | p |
| Subiectul al III-lea | 1. derivată, asimptotă orizontală, o inegalitate din monotonie (clasa a XI-a) · 2. integrale definite, volum de rotație, limită cu integrală (clasa a XII-a) | două probleme, câte trei subpuncte | p |
| oficiu | 10 p |
Harta materiei acoperite, pe cerințe:
- Progresii aritmetice: termenul din mijloc este media aritmetică a vecinilor — clasa a IX-a. (cerința 1 — 5 puncte)
- Funcția de gradul întâi: o inecuație rezolvată în numere naturale — clasa a IX-a. (cerința 2 — 5 puncte)
- Ecuație irațională: ridicarea la pătrat și verificarea soluției — clasa a X-a. (cerința 3 — 5 puncte)
- Combinatorică: numărul submulțimilor cu trei elemente, — clasa a X-a. (cerința 4 — 5 puncte)
- Geometrie analitică: pantele a două drepte perpendiculare — clasa a X-a. (cerința 5 — 5 puncte)
- Trigonometrie: — clasa a IX-a. (cerința 6 — 5 puncte)
- Matrice de ordinul al doilea: determinant, produsul a două matrice de aceeași formă, o ecuație în numere întregi — clasa a XI-a. (problema 7, subpunctele a), b), c) — 15 puncte)
- Polinoame: valoarea unui polinom, teorema lui Bézout cu o rădăcină irațională, relațiile lui Viète — clasa a XII-a. (problema 8, subpunctele a), b), c) — 15 puncte)
- Derivate și aplicații: derivata unui produs, asimptota orizontală spre , o inegalitate obținută din monotonie — clasa a XI-a. (problema 9, subpunctele a), b), c) — 15 puncte)
- Integrale: integrala definită, volumul unui corp de rotație, limita unei funcții definite prin integrală — clasa a XII-a. (problema 10, subpunctele a), b), c) — 15 puncte)
Ce a cerut, de fapt, sesiunea specială 2018. Subiectul I este format din șase cerințe scurte; două dintre ele cer atenție la condiții — la cerința 2 răspunsul se dă în numere naturale, iar la cerința 3 soluția ecuației iraționale se verifică. Subiectul al II-lea pune o matrice a cărei formă se păstrează la înmulțire, apoi cere perechile de numere întregi cu — o ecuație care se rezolvă prin descompunere, nu prin încercări; problema a doua este un polinom de gradul al treilea cu parametru, cu o divizibilitate prin și o întrebare despre suma a două rădăcini, care se reduce la a treia rădăcină. Subiectul al III-lea cere o asimptotă orizontală spre , o inegalitate cu care este chiar , apoi trei integrale pe funcția , în care de fiecare dată radicalul se simplifică.
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. Rezultatele sunt întregi, fracții simple, perechi de numere 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 obține împărțind la 10 punctajul total.
- Greșeli de redactare de evitat: soluția ecuației iraționale dată fără verificare; perechile de numere întregi găsite prin încercări, fără descompunerea ; asimptota scrisă fără calculul limitei; inegalitatea de la problema 9 „demonstrată" pe câteva valori ale lui .
- 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:
- Progresii aritmetice: . Ecuații iraționale: , cu verificarea soluțiilor. Combinări: . Drepte: . Trigonometrie: , .
- Matrice: ; .
- Polinoame: teorema lui Bézout — divide exact când ; pentru , .
- Derivate: ; dreapta este asimptotă orizontală spre dacă .
- Integrale: volumul corpului de rotație ; .
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 parametrul dreptei la cerința și al polinomului la cerința , dar la cerința , subpunctul c), și sunt numerele întregi căutate; tot acolo, și de la cerința sunt pantele dreptelor. Litera este un număr natural la cerințele și și un număr întreg la cerința ; litera numește dreptele , la cerința și un număr real la cerința , subpunctul b); litera apare în termenii , , ai progresiei de la cerința și ca număr real în la cerința .
- Litera este o matrice la cerința și nedeterminata polinomului la cerința ; la cerința , înseamnă , pătratul valorii funcției.
Notă: în barem, cuvântul „itemul" este folosit ca termen de evaluare; la clasă, în vorbirea curentă, spunem „exercițiul" sau „cerința".