Bacalaureat 2027 · matematică

Integrale la bacalaureat: primitive, formula Leibniz–Newton, aria și volumul

Problema 2 din subiectul al III-lea dă o funcție și cere trei calcule cu integrale legate de ea: una de calcul direct, după ce simplifici integrandul, una care cere o primitivă mai atentă (un logaritm, părți, o rădăcină) și una cu o arie, un volum, o limită sau un parametru. Aici ai primitivele uzuale, formula Leibniz–Newton, metodele de calcul, exemple rezolvate și două subiecte CNCE cu barem.

La M_mate-info, M_șt-nat și M_tehnologic: în fiecare an 2023–2026, subiectul al III-lea, problema 2.

Ce trebuie să știi

asta trebuie să știi
  • O funcție FF este primitivă a lui ff pe un interval când F′=fF' = f. Dacă FF este o primitivă, toate primitivele sunt F+cF + c, cu cc constantă; mulțimea lor este integrala nedefinită ∫f(x) dx=F(x)+c\displaystyle\int f(x)\,dx = F(x) + c.
  • Primitive uzuale: ∫xn dx=xn+1n+1+c\displaystyle\int x^n\,dx = \dfrac{x^{n+1}}{n+1} + c pentru n≠−1n \neq -1, ∫1x dx=ln⁡x+c\displaystyle\int \dfrac{1}{x}\,dx = \ln x + c pe (0,+∞)(0, +\infty), ∫ex dx=ex+c\displaystyle\int e^x\,dx = e^x + c, ∫ax dx=axln⁡a+c\displaystyle\int a^x\,dx = \dfrac{a^x}{\ln a} + c, ∫12x dx=x+c\displaystyle\int \dfrac{1}{2\sqrt{x}}\,dx = \sqrt{x} + c. Integrala este liniară: ∫(αf+βg)=α∫f+β∫g\displaystyle\int (\alpha f + \beta g) = \alpha \int f + \beta \int g.
  • Formula Leibniz–Newton: dacă ff este continuă pe [a,b][a, b] și FF este o primitivă a ei, ∫abf(x) dx=F(b)−F(a)=F(x)∣ab\displaystyle\int_a^b f(x)\,dx = F(b) - F(a) = \left. F(x) \right|_a^b. Integrala este liniară, aditivă în raport cu intervalul, ∫abf=∫acf+∫cbf\displaystyle\int_a^b f = \int_a^c f + \int_c^b f, și monotonă: dacă f≥0f \geq 0 pe [a,b][a, b], atunci ∫abf≥0\displaystyle\int_a^b f \geq 0.
  • Integrarea prin părți, pentru ff și gg cu derivate continue: ∫abf(x)g′(x) dx=f(x)g(x)∣ab−∫abf′(x)g(x) dx\displaystyle\int_a^b f(x)g'(x)\,dx = \left. f(x)g(x) \right|_a^b - \int_a^b f'(x)g(x)\,dx. Se alege g′g' astfel încât gg să se găsească ușor, iar f′f' să fie mai simplă decât ff. De regulă, funcția ln⁡x\ln x se ia drept ff, iar exe^x drept g′g'.
  • Dacă numărătorul este, până la o constantă, derivata numitorului, ∫abu′(x)u(x) dx=ln⁡∣u(x)∣∣ab\displaystyle\int_a^b \dfrac{u'(x)}{u(x)}\,dx = \left. \ln|u(x)| \right|_a^b. Raportul P(x)Q(x)\dfrac{P(x)}{Q(x)} se calculează prin descompunere în fracții simple, cu gradul lui QQ cel mult 44, la M_mate-info și M_șt-nat; la M_tehnologic gradul lui QQ este cel mult 22.
  • Aria: pentru ff continuă pe [a,b][a, b], suprafața delimitată de grafic, axa OxOx și dreptele x=ax = a, x=bx = b are aria A=∫ab∣f(x)∣ dx\mathcal{A} = \displaystyle\int_a^b |f(x)|\,dx; dacă f≥0f \geq 0, nu mai scrii modulul. Volumul corpului obținut prin rotația graficului lui ff în jurul axei OxOx este V=π∫abf2(x) dxV = \pi\displaystyle\int_a^b f^2(x)\,dx.

Metoda pas cu pas

pe rând
  1. 1.Simplifică integrandul

    La itemul a) din iunie 2023–2026, funcția ff este combinată cu o expresie care se reduce: f(x)(x+1)3f(x)(x + 1)^3 la M_mate-info în 2025, f(x)−3x−3f(x) - 3x - 3 la M_șt-nat în 2025. Simplifică integrandul înainte să cauți primitiva; deseori rămâne o sumă de puteri.
  2. 2.Recunoaște forma integrandului

    Sumă de puteri sau de exponențiale: primitive uzuale. Fracție cu numărătorul derivata numitorului (până la o constantă): ln⁡∣u∣\ln|u|. Produs între polinom și exe^x sau ln⁡x\ln x: integrare prin părți. Altfel, încearcă o schimbare de variabilă t=u(x)t = u(x), cu capetele schimbate odată cu ea.
  3. 3.Verifică primitiva prin derivare

    Derivează primitiva găsită: trebuie să obții integrandul. O constantă pierdută, de exemplu 23\dfrac{2}{3} sau 12\dfrac{1}{2}, se descoperă imediat.
  4. 4.Aplică formula Leibniz–Newton

    Scrie F(b)−F(a)F(b) - F(a) cu parantezele la loc, mai ales când F(a)F(a) este negativă. Simplifică logaritmii cu ln⁡1=0\ln 1 = 0, ln⁡ak=kln⁡a\ln a^k = k\ln a și ln⁡a−ln⁡b=\ln a - \ln b ={}ln⁡ab \ln\dfrac{a}{b}, ca să ajungi la forma din enunț.
  5. 5.La arie studiază semnul, la volum ridică la pătrat

    Pentru arie stabilește unde f≥0f \geq 0 și unde f≤0f \leq 0 pe interval și integrează ∣f∣|f| pe bucăți, cu semnul schimbat acolo unde f<0f < 0. Pentru volum calculezi π∫abf2(x) dx\pi\displaystyle\int_a^b f^2(x)\,dx; f2f^2 nu are probleme de semn.

Exemple rezolvate

Încearcă întâi singur, apoi compară cu rezolvarea. Am recalculat fiecare număr.
  1. 1.Integrală de polinom

    Calculează ∫12(3x2−4x+5)dx\displaystyle\int_1^2 \left(3x^2 - 4x + 5\right) dx.
  2. 2.Logaritm din raportul u′/uu'/u

    Calculează ∫02xx2+5 dx\displaystyle\int_0^2 \dfrac{x}{x^2 + 5}\,dx.
  3. 3.Integrare prin părți

    Calculează ∫1exln⁡x dx\displaystyle\int_1^e x \ln x\,dx.
  4. 4.Aria cu semn schimbat

    Se consideră funcția f:R→Rf : \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x)=x2−4x+3f(x) = x^2 - 4x + 3. Calculează aria suprafeței plane delimitate de graficul funcției ff, axa OxOx și dreptele de ecuații x=0x = 0 și x=2x = 2.
    −11234−2−112340xy

Subiect de examen

sursa: CNCE
Un item CNCE adevărat, cuvânt cu cuvânt. Rezolvă-l înainte să te uiți la rezolvare.
Subiect CNCEM_mate-info

Bacalaureat 2024, matematică M_mate-info — subiectul al III-lea, 2.b)

Problema 2.b) (0–5 p)

Se consideră funcția f:R→Rf : \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x)=f(x) ={}4x3x2+1 \frac{4x}{3x^2 + 1}. b) Arătați că ∫01f(x) dx=\int_0^1 f(x) \, dx ={}43ln⁡2 \frac{4}{3} \ln 2.

Sursa: CNPEE, Bacalaureat 2024, Matematică M_mate-info, sesiunea iunie, subiectul al III-lea, 2.b) (varianta 10). Punctajul după baremul CNPEE. · Subiectul și baremul CNCE

Subiect CNCEM_tehnologic

Bacalaureat 2026, matematică M_tehnologic — subiectul al III-lea, 2.b)

Problema 2.b) (0–5 p)

Se consideră funcția f:R→Rf : \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x)=x+1+xexf(x) = x + 1 + xe^x. b) Arătați că ∫01(f(x)−x−1)dx=1\displaystyle\int_0^1 \left(f(x) - x - 1\right) dx = 1.

Sursa: CNCE, Bacalaureat 2026, Matematică M_tehnologic, sesiunea iunie, subiectul al III-lea, 2.b) (varianta 3). Punctajul după baremul CNCE. · Subiectul și baremul CNCE · Rezolvă gratuit tot subiectul

Pe profiluri

numărat din subiecte
Ce cere programa fiecărui profil și în ce itemi a dat CNCE această noțiune în sesiunile din iunie 2023–2026.
  • M_mate-info

    în fiecare an 2023–2026

    • Primitive (antiderivate) (clasa a XII-a)
    • Integrala definită (clasa a XII-a)
    • Aplicații ale integralei definite (clasa a XII-a)

    Itemi: 2023: III.2 · 2024: III.2 · 2025: III.2 · 2026: III.2

    Toate noțiunile profilului
  • M_șt-nat

    în fiecare an 2023–2026

    • Primitive (antiderivate) (clasa a XII-a)
    • Integrala definită (clasa a XII-a)
    • Aplicații ale integralei definite (clasa a XII-a)

    Itemi: 2023: III.2 · 2024: III.2 · 2025: III.2 · 2026: III.2

    Toate noțiunile profilului
  • M_tehnologic

    în fiecare an 2023–2026

    • Primitive (antiderivate) (clasa a XII-a)
    • Integrala definită (clasa a XII-a)
    • Aplicații ale integralei definite (clasa a XII-a)

    Itemi: 2023: III.2 · 2024: III.2 · 2025: III.2 · 2026: III.2

    Toate noțiunile profilului

Verifică-te

verifici pe loc
Alege sau scrie răspunsul și verifică-l pe loc: sub exercițiu apare explicația.
M_mate-info

Întrebarea 1. (0–1)

Se consideră funcția f:R→Rf : \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x)=6x2+4x+3f(x) = 6x^2 + 4x + 3. Calculați aria suprafeței plane delimitate de graficul funcției ff, axa OxOx și dreptele de ecuații x=−1x = -1 și x=0x = 0. Dacă rezultatul nu este un număr întreg, scrieți-l ca fracție, de exemplu 7/3.

Scrie doar numărul, cu virgula ca separator zecimal.

Exercițiu Kleksa în formatul CNCE — explicație Kleksa.

M_tehnologic

Întrebarea 2. (0–1)

Calculați ∫361x−1 dx\displaystyle\int_{3}^{6} \dfrac{1}{x - 1} \,dx.

Greu de tastat o fracție, un radical sau o putere? Apasă creionul de lângă casetă și scrie răspunsul de mână.

Sau scrie răspunsul pe o foaie și fotografiază-l: apasă aparatul foto de lângă casetă.

Cum se scrie: o putere ca x^2 sau x², un produs ca 3x sau 3*x, un cât ca (x + 1)/2, un exponent din mai multe simboluri între paranteze, e^(-0,4t); ln(x), √x sau sqrt(x), pi pentru π.

Exercițiu Kleksa în formatul CNCE — explicație Kleksa.

M_șt-nat

Întrebarea 3. (0–1)

Se consideră funcția g:[0,1]→Rg : [0, 1] \to \mathbb{R}, g(x)=3x+2g(x) = \sqrt{3x + 2}. Calculați volumul corpului obținut prin rotația graficului funcției gg în jurul axei OxOx.

Greu de tastat o fracție, un radical sau o putere? Apasă creionul de lângă casetă și scrie răspunsul de mână.

Sau scrie răspunsul pe o foaie și fotografiază-l: apasă aparatul foto de lângă casetă.

Cum se scrie: o putere ca x^2 sau x², un produs ca 3x sau 3*x, un cât ca (x + 1)/2, un exponent din mai multe simboluri între paranteze, e^(-0,4t); ln(x), √x sau sqrt(x), pi pentru π.

Exercițiu Kleksa în formatul CNCE — explicație Kleksa.

M_șt-nat

Întrebarea 4. (0–1)

Calculați ∫01(ex+6x+3) dx\displaystyle\int_{0}^{1} \left(e^x + 6x + 3\right) \,dx.

Greu de tastat o fracție, un radical sau o putere? Apasă creionul de lângă casetă și scrie răspunsul de mână.

Sau scrie răspunsul pe o foaie și fotografiază-l: apasă aparatul foto de lângă casetă.

Cum se scrie: o putere ca x^2 sau x², un produs ca 3x sau 3*x, un cât ca (x + 1)/2, un exponent din mai multe simboluri între paranteze, e^(-0,4t); ln(x), √x sau sqrt(x), pi pentru π.

Exercițiu Kleksa în formatul CNCE — explicație Kleksa.

M_mate-info

Întrebarea 5. (0–1)

Se consideră funcția f:R→Rf : \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x)=−3x2+6xf(x) = -3x^2 + 6x. Determinați primitiva F:R→RF : \mathbb{R} \to \mathbb{R} a funcției ff pentru care F(0)=8F(0) = 8.

Greu de tastat o fracție, un radical sau o putere? Apasă creionul de lângă casetă și scrie răspunsul de mână.

Sau scrie răspunsul pe o foaie și fotografiază-l: apasă aparatul foto de lângă casetă.

Cum se scrie: o putere ca x^2 sau x², un produs ca 3x sau 3*x, un cât ca (x + 1)/2, un exponent din mai multe simboluri între paranteze, e^(-0,4t); ln(x), √x sau sqrt(x), pi pentru π.

Exercițiu Kleksa în formatul CNCE — explicație Kleksa.

Mai multe exerciții: rezolvă gratuit un test întreg

Greșeli frecvente

aici se pierd puncte
  • Scazi primitiva în ordinea greșită. Formula este F(b)−F(a)F(b) - F(a), nu F(a)−F(b)F(a) - F(b). Dacă îți iese o arie negativă, caută greșeala aici.
  • Pierzi constanta la o primitivă compusă. Pentru ∫12x+1 dx\displaystyle\int \dfrac{1}{2x + 1}\,dx primitiva este 12ln⁡(2x+1)\dfrac{1}{2}\ln(2x + 1), nu ln⁡(2x+1)\ln(2x + 1): derivata lui ln⁡(2x+1)\ln(2x + 1) are factorul 22 în plus. Derivează primitiva ca să verifici.
  • Calculezi aria cu integrala fără modul. Dacă ff schimbă semnul pe intervalul dat, integrala dă o diferență de arii, nu aria. Află unde se anulează ff și integrează pe bucăți, cu semnul schimbat unde f<0f < 0.
  • Uiți π\pi sau pătratul la volum. Volumul este π∫abf2(x) dx\pi\displaystyle\int_a^b f^2(x)\,dx. Dacă ai scris π∫abf(x) dx\pi\displaystyle\int_a^b f(x)\,dx sau ai uitat π\pi, valoarea iese greșită.
  • La integrarea prin părți alegi invers cele două funcții. Dacă f(x)=xf(x) = x și g′(x)=exg'(x) = e^x, apare ∫ex dx\displaystyle\int e^x\,dx, ușor de calculat; dacă iei f(x)=exf(x) = e^x și g′(x)=xg'(x) = x, integrala rămasă este mai grea decât cea de la care ai plecat. Încearcă să alegi astfel încât să scadă gradul polinomului.

Reține

  • ∫abf(x) dx=F(b)−F(a)\displaystyle\int_a^b f(x)\,dx = F(b) - F(a), cu F′=fF' = f.
  • ∫xn dx=xn+1n+1\displaystyle\int x^n\,dx = \dfrac{x^{n+1}}{n+1}, ∫ex dx=ex\displaystyle\int e^x\,dx = e^x, ∫1x dx=ln⁡x\displaystyle\int \dfrac{1}{x}\,dx = \ln x.
  • ∫u′u dx=ln⁡∣u∣\displaystyle\int \dfrac{u'}{u}\,dx = \ln|u|.
  • Părți: ∫fg′=fg−∫f′g\displaystyle\int f g' = fg - \int f'g.
  • Aria: ∫ab∣f(x)∣ dx\displaystyle\int_a^b |f(x)|\,dx. Volumul: π∫abf2(x) dx\pi\displaystyle\int_a^b f^2(x)\,dx.

Întrebări și răspunsuri

  1. 1.Care este diferența dintre primitivă și integrala definită?+
    Răspuns:Primitiva unei funcții ff este o funcție FF cu F′=fF' = f; este o familie de funcții, care diferă prin constante. Integrala definită este un număr: ∫abf(x) dx=F(b)−F(a)\displaystyle\int_a^b f(x)\,dx = F(b) - F(a), pentru o primitivă oarecare FF. Constanta se reduce la scădere, deci nu o scrii la integrala definită.
  2. 2.Ce primitive trebuie să știu pe de rost?+
    Răspuns:La bacalaureat nu primești formule: știi primitivele puterilor, ale lui 1x\frac{1}{x}, ale lui exe^x și axa^x, apoi liniaritatea și cazul u′u\dfrac{u'}{u}. Cu ele și cu integrarea prin părți se rezolvă majoritatea cerințelor. Verifică-ți primitiva derivând-o.
  3. 3.Când folosesc integrarea prin părți?+
    Răspuns:Când integrandul este un produs în care una dintre funcții se simplifică prin derivare, de obicei polinomul, iar cealaltă se integrează ușor: xexxe^x, xln⁡xx\ln x, (x+1)ex(x + 1)e^x. Alegi ff funcția care se simplifică prin derivare și g′g' cealaltă, și aplici formula fg−∫f′gfg - \int f'g.
  4. 4.Cum calculez volumul unui corp de rotație?+
    Răspuns:Volumul corpului obținut prin rotația graficului lui ff, pe [a,b][a, b], în jurul axei OxOx este V=π∫abf2(x) dxV = \pi\displaystyle\int_a^b f^2(x)\,dx. Verificare cu un con: pentru f(x)=xf(x) = x pe [0,3][0, 3] obții π⋅273=\pi \cdot \dfrac{27}{3} ={}9π 9\pi, adică 13πr2h\dfrac{1}{3}\pi r^2 h cu r=h=3r = h = 3.
  5. 5.Cum calculez aria dintre grafic și axa OxOx?+
    Răspuns:Calculezi ∫ab∣f(x)∣ dx\displaystyle\int_a^b |f(x)|\,dx. Dacă f≥0f \geq 0 pe tot intervalul, este chiar ∫abf\displaystyle\int_a^b f. Dacă ff își schimbă semnul, găsești punctele în care se anulează, integrezi pe fiecare bucată și aduni valorile absolute, ca la exemplul cu parabola.
  6. 6.Cum se arată o egalitate de forma ∫01f(x) dx=\int_0^1 f(x)\,dx ={}… \ldots într-un subiect CNCE?+
    Răspuns:Întâi simplifici integrandul, scriind funcția dată. Apoi găsești primitiva și aplici formula Leibniz–Newton, scriind F(b)−F(a)F(b) - F(a) cu valorile înlocuite. Baremul dă punctaj separat pentru alegerea primitivei și pentru rezultat, deci scrie ambele etape, nu doar rezultatul.
  7. 7.Ce nu este în programa de M_tehnologic?+
    Răspuns:La M_tehnologic, calculul integralelor de forma P(x)Q(x)\dfrac{P(x)}{Q(x)} se limitează la gradul lui QQ cel mult 22, spre deosebire de M_mate-info și M_șt-nat, unde este cel mult 44. Restul — primitivele, formula Leibniz–Newton, părțile, schimbarea de variabilă, aria și volumul — este comun celor trei profiluri. Calculul unor limite de șiruri cu ajutorul integralei definite apare numai în programa de M_mate-info.

Ultimul exercițiu.

Rezolvă gratuit o lucrare de bacalaureat la matematică, cu timpul de la examen, corectată pas cu pas după barem.