Test: Sisteme cu ecuații de gradul al doilea
Disciplina: Matematică · Clasa a IX-a · Unitatea: Funcția de gradul al doilea
Exerciții
Partea I – Recunoașterea tipului de sistem și metoda substituției
Exercițiul 1 (6 puncte)
Alege litera corespunzătoare răspunsului corect (câte 2 puncte):
a) Sistemul are, în : A. nicio soluție; B. exact o soluție; C. exact două soluții; D. o infinitate de soluții.
b) Dacă și , atunci și sunt rădăcinile ecuației: A. ; B. ; C. ; D. .
c) Dreapta de ecuație și parabola de ecuație au în comun: A. niciun punct; B. exact un punct; C. exact două puncte; D. o infinitate de puncte.
Exercițiul 2 (6 puncte)
Rezolvă în , prin metoda substituției, sistemul a) Exprimă din prima ecuație și înlocuiește în a doua. (2 p) b) Rezolvă ecuația de gradul al doilea obținută. (2 p) c) Scrie soluțiile sistemului și verifică-le. (2 p)
Exercițiul 3 (6 puncte)
Stabilește dacă fiecare afirmație este adevărată (A) sau falsă (F) și justifică pe scurt (câte 1,5 puncte): a) „Dacă perechea este soluție a unui sistem simetric, atunci și perechea este soluție a aceluiași sistem." b) „La un sistem omogen, împărțirea prin este permisă doar după ce se tratează separat cazul ." c) „Dacă discriminantul ecuației obținute prin egalarea unei drepte cu o parabolă este negativ, atunci dreapta este tangentă parabolei." d) „Sistemul are două soluții reale."
Exercițiul 4 (6 puncte)
Rezolvă în sistemul simetric a) Exprimă cu ajutorul lui și și determină . (2 p) b) Formează și rezolvă ecuația de gradul al doilea care are rădăcinile și . (2 p) c) Scrie toate soluțiile sistemului. (2 p)
Partea a II-a – Sisteme omogene și sisteme simetrice
Exercițiul 5 (8 puncte)
Rezolvă în sistemul a) Verifică dacă există soluții cu . (2 p) b) Împarte prima ecuație prin , notează și rezolvă ecuația obținută. (3 p) c) Tratează fiecare caz și scrie soluțiile sistemului. (3 p)
Exercițiul 6 (8 puncte)
Rezolvă în sistemul omogen a) Elimină termenii liberi între cele două ecuații și obține o ecuație omogenă de gradul al doilea. (3 p) b) Rezolvă ecuația omogenă, tratând separat cazul . (3 p) c) Revino la sistem și determină toate soluțiile reale. (2 p)
Exercițiul 7 (7 puncte)
Rezolvă în sistemul simetric a) Notează , și scrie sistemul obținut în și . (2 p) b) Determină perechile . (3 p) c) Revino la și și scrie toate soluțiile. (2 p)
Exercițiul 8 (7 puncte)
Rezolvă în sistemul a) Determină valorile posibile ale lui . (2 p) b) Rezolvă ecuația în fiecare caz. (3 p) c) Scrie toate soluțiile sistemului. (2 p)
Exercițiul 9 (6 puncte)
Un dreptunghi are perimetrul de de centimetri și diagonala de centimetri. Determină lungimile laturilor dreptunghiului.
Partea a III-a – Dreaptă și parabolă, item de tip examen
Exercițiul 10 (8 puncte)
Se consideră parabola de ecuație și dreapta de ecuație , unde este un număr real. a) Discută, după valorile lui , poziția dreptei față de parabolă (secantă, tangentă sau fără puncte comune). În cazul tangenței, precizează coordonatele punctului de contact. (5 p) b) Pentru , determină coordonatele punctelor comune. (3 p)
Exercițiul 11 (8 puncte)
Determină numerele reale pentru care dreapta de ecuație este tangentă parabolei de ecuație . Pentru fiecare valoare găsită, determină coordonatele punctului de tangență.
Exercițiul 12 (6 puncte)
Rezolvă sistemul și calculează lungimea segmentului determinat de cele două puncte de intersecție ale dreptei cu parabola.
Exercițiul 13 (8 puncte)
(Item tip Bacalaureat M1.) a) Rezolvați în sistemul . (4 p) b) Determinați numărul punctelor comune ale dreptei de ecuație cu parabola de ecuație și calculați coordonatele acestora. (4 p)
Barem și răspunsuri
Punctaj total: 90 p din itemi + 10 p din oficiu = 100 p.
Exercițiul 1. (6 p)
a) C. (2 p) Numerele și au suma și produsul , deci sunt rădăcinile ecuației , adică și . Sistemul are exact două soluții: și — perechile sunt ordonate, deci se numără separat.
b) B. (2 p) Ecuația care are rădăcinile și este , adică . (Atenție la semnul minus dinaintea sumei.)
c) A. (2 p) Din obținem , cu , deci ecuația nu are soluții reale: dreapta nu are niciun punct comun cu parabola. Mai mult, pentru orice , deci mereu: parabola se află în întregime deasupra dreptei.
Exercițiul 2. (6 p)
a) (2 p) Din prima ecuație, . Înlocuind în a doua:
b) (2 p) Dezvoltăm: , deci , adică, după împărțirea la , Cu obținem și .
c) (2 p) Pentru : ; pentru : . Soluțiile sunt Verificare: și ✓; și ✓.
Exercițiul 3. (6 p)
a) A. (1,5 p) Într-un sistem simetric, fiecare ecuație rămâne neschimbată dacă schimbăm între ele și . Deci, dacă verifică ecuațiile, tot ele sunt verificate și de . De aceea soluțiile apar „în oglindă", ca la itemul 4.
b) A. (1,5 p) Împărțirea prin presupune ; dacă am împărți fără să verificăm, am putea pierde soluții cu . Corect este să înlocuim mai întâi în sistem și să vedem dacă rezultă soluții, apoi să lucrăm cu pentru .
c) F. (1,5 p) Tangența înseamnă exact un punct comun, deci . Dacă , ecuația nu are soluții reale, adică dreapta nu are niciun punct comun cu parabola.
d) F. (1,5 p) și ar fi rădăcinile ecuației , care are , deci nu are rădăcini reale. Sistemul nu are nicio soluție în .
Exercițiul 4. (6 p)
a) (2 p) Din rezultă . Cu și :
b) (2 p) Numerele și au suma și produsul , deci sunt rădăcinile ecuației . Cu : și .
c) (2 p) Soluțiile sistemului sunt și . Verificare: ✓ și ✓.
Exercițiul 5. (8 p)
a) (2 p) Dacă , prima ecuație devine , deci . Perechea nu verifică însă a doua ecuație, pentru că . Prin urmare nu există soluții cu , iar în continuare putem presupune .
b) (3 p) Împărțim prima ecuație prin (1 p): Cu notația obținem (1 p), cu , deci și (1 p).
c) (3 p) – Cazul , adică : a doua ecuație devine , deci și ; soluția este (1,5 p). – Cazul , adică : a doua ecuație devine , deci și ; soluția este (1,5 p). Verificare: ✓ și ✓; ✓ și ✓.
Exercițiul 6. (8 p)
a) (3 p) Termenii liberi sunt și ; cel mai mic multiplu comun este . Înmulțim prima ecuație cu și a doua cu (1,5 p): Scăzând a doua relație din prima, termenii liberi se elimină (1,5 p):
b) (3 p) – Cazul : ecuația omogenă dă , deci ; dar perechea nu verifică prima ecuație a sistemului (), deci nu convine (1 p). – Cazul : împărțim prin și notăm : Cu și obținem (1,5 p) (0,5 p)
c) (2 p) – Pentru , adică , a doua ecuație a sistemului devine , deci și . Obținem soluțiile și (1,5 p). – Pentru , adică , a doua ecuație devine , deci — imposibil în . Acest caz nu dă soluții reale (0,5 p). Verificare pentru : ✓ și ✓. Pentru : ✓ și ✓.
Exercițiul 7. (7 p)
a) (2 p) Prima ecuație se scrie direct . A doua se descompune: . Sistemul devine
b) (3 p) Numerele și au suma și produsul , deci sunt rădăcinile ecuației (1,5 p). Cu : și (1 p). Rezultă două posibilități: sau (0,5 p).
c) (2 p) – Pentru , : și sunt rădăcinile ecuației , adică și (aici , deci sunt reale). Soluțiile: și (1 p). – Pentru , : , cu rădăcinile și . Soluțiile: și (1 p). Verificare pentru : ✓ și ✓. Pentru : ✓ și ✓.
Exercițiul 8. (7 p)
a) (2 p) Din obținem , deci sau , iar în ambele cazuri.
b) (3 p) – Pentru : , cu , deci și (1,5 p). – Pentru : , cu , deci și (1,5 p).
c) (2 p) Sistemul are patru soluții: Verificare pentru : ✓ și ✓. (Soluția care omite perechile negative primește cel mult puncte: din , cele două numere au același semn, iar cazul este la fel de valabil.)
Exercițiul 9. (6 p)
Modelul (2 p). Notăm cu și lungimile laturilor. Perimetrul dă , deci . Teorema lui Pitagora în triunghiul format de două laturi și diagonală dă .
Trecerea la și (1,5 p). Din rezultă
Ecuația și rădăcinile (1,5 p). Laturile sunt rădăcinile ecuației , cu și :
Răspunsul și verificarea (1 p). Laturile dreptunghiului măsoară cm și cm. Verificare: perimetrul este cm ✓, iar diagonala este cm ✓.
Exercițiul 10. (8 p)
a) (5 p) Punctele comune se obțin egalând cele două expresii ale lui (1 p): ecuație cu discriminantul (1 p). Numărul punctelor comune este numărul soluțiilor reale ale acestei ecuații: – dacă , adică : dreapta este secantă parabolei (două puncte comune) (1 p); – dacă , adică : dreapta este tangentă parabolei; atunci , cu rădăcina dublă , iar , deci punctul de contact este (1,5 p); – dacă , adică : dreapta nu are niciun punct comun cu parabola (trece pe sub ea) (0,5 p).
b) (3 p) Pentru : , cu și (1 p), deci și (1 p). Ordonatele se calculează din ecuația dreptei: și , deci punctele sunt și (1 p). (Verificare pe parabolă: ✓ și ✓.)
Exercițiul 11. (8 p)
Condiția de tangență (2 p). Punctele comune se obțin din , adică Dreapta este tangentă parabolei dacă și numai dacă această ecuație are o singură soluție reală, adică .
Rezolvarea (3 p). deci sau .
Punctele de tangență (3 p). – Pentru : ecuația devine , adică , cu ; atunci , deci punctul de tangență este . Verificare pe parabolă: ✓. Dreapta este orizontala , tangentă în vârful parabolei. – Pentru : ecuația devine , adică , cu ; atunci , deci punctul de tangență este . Verificare pe parabolă: ✓. (Răspunsul care găsește o singură valoare a lui primește cel mult puncte.)
Exercițiul 12. (6 p)
Rezolvarea sistemului (2,5 p). Egalând cele două expresii ale lui : , adică . Cu și :
Punctele de intersecție (1,5 p). Din : pentru avem , iar pentru avem . Soluțiile sistemului sunt și , adică punctele și . (Verificare pe dreaptă: ✓ și ✓.)
Lungimea segmentului (2 p). Cu formula distanței dintre două puncte:
Exercițiul 13. (8 p)
a) (4 p) Din prima ecuație, (1 p). Înlocuind în a doua: (1,5 p) Cu obținem și (1 p), deci și . Soluțiile sunt și (0,5 p). (Verificare: și ✓; și ✓.)
b) (4 p) Egalăm cele două expresii ale lui (1 p): (1 p) Discriminantul este , deci ecuația are două soluții reale distincte, iar dreapta și parabola au exact două puncte comune (1 p). Rădăcinile sunt și , cu ordonatele și ; punctele sunt și (1 p). (Verificare pe parabolă: ✓ și ✓.)
Pentru părinți și profesori
Acest test încheie unitatea, la nivelul curriculumului diferențiat (mate-info): elevul trebuie să recunoască tipul unui sistem și să aplice metoda potrivită, apoi să citească rezultatul geometric. Sunt acoperite lecțiile Sisteme cu ecuații de gradul al doilea: substituție, omogene, simetrice și Dreaptă și parabolă: interpretarea geometrică a sistemelor. Se evaluează: metoda substituției la un sistem format dintr-o ecuație de gradul întâi și una de gradul al doilea; metoda pentru sistemele omogene (eliminarea termenilor liberi, tratarea separată a cazului , substituția ); metoda pentru sistemele simetrice (trecerea la și , apoi ecuația ); și traducerea geometrică: o soluție a sistemului „dreaptă = parabolă" înseamnă un punct comun, iar semnul discriminantului decide dacă dreapta este secantă, tangentă sau exterioară parabolei.
- Punctaj total: 100 de puncte (90 de puncte din itemi + 10 puncte din oficiu).
- Timp recomandat: 50 de minute (o oră de curs).
- Cum se aplică: elevul lucrează individual, pe foaie, fără calculator. La sisteme, soluțiile se scriu ca perechi ordonate și se verifică în ambele ecuații; la sistemele simetrice se așteaptă toate perechile, inclusiv cele obținute prin schimbarea ordinii; la sistemele omogene, rezolvarea care „împarte prin " fără a discuta cazul este incompletă.
- Interpretare: 90–100 p = foarte bine; 75–89 p = bine; 60–74 p = satisfăcător; sub 60 p = se recomandă reluarea lecțiilor unității, cu accent pe recunoașterea tipului de sistem înainte de a începe calculele.
- Formule de reținut: substituția — dintr-o ecuație de gradul întâi se scoate o necunoscută și se înlocuiește în cealaltă ecuație, obținându-se o ecuație de gradul al doilea cu o singură necunoscută. Sistem simetric — se notează și ; atunci , , , iar și sunt rădăcinile ecuației , care are soluții reale doar dacă . Sistem omogen — se elimină termenii liberi între cele două ecuații, se obține o ecuație de forma ; se verifică separat dacă dă soluții, apoi se împarte prin și se notează . Dreaptă și parabolă — punctele comune ale dreptei cu parabola se află rezolvând ; dacă dreapta este secantă (două puncte comune), dacă este tangentă (un punct), dacă nu are niciun punct comun cu parabola.
Notă: în barem, cuvântul „itemul" este folosit ca termen de evaluare; la clasă, în vorbirea curentă, spunem „exercițiul".
