Bacalaureat 2027 · matematică

Matrice, determinanți și sisteme de ecuații liniare la bacalaureat

Matricele sunt cerute la bacalaureat în fiecare an, la toate cele patru profiluri: în iunie 2023–2026, punctul a) a cerut mereu un determinant, iar următoarele puncte o operație cu matrice, o ecuație sau un sistem. Aici ai formulele, metoda pas cu pas, patru exemple rezolvate și două subiecte CNCE cu baremul lor.

La bac, toate profilurile: în fiecare an 2023–2026, la subiectul al II-lea, 1 (la M_pedagogic: subiectul al III-lea, 1–6).

Ce trebuie să știi

asta trebuie să știi
  • Matrice și operații: o matrice are linii și coloane, iar M2(R)\mathcal{M}_2(\mathbb{R}) este mulțimea matricelor pătratice de ordin 22 cu elemente reale. Adunarea și înmulțirea cu un număr se fac element cu element. I2=(1001)I_2 = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} este matricea unitate, iar O2O_2 matricea nulă.
  • Produsul se face linie cu coloană: (abcd)⋅(xyzt)=(ax+bzay+btcx+dzcy+dt)\begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} x & y \\ z & t \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} ax + bz & ay + bt \\ cx + dz & cy + dt \end{pmatrix}. În general A⋅B≠B⋅AA \cdot B \ne B \cdot A, dar A⋅I2=A \cdot I_2 ={}I2⋅A= I_2 \cdot A ={}A A.
  • Determinantul de ordin 22: ∣abcd∣=ad−bc\begin{vmatrix} a & b \\ c & d \end{vmatrix} = ad - bc. Pentru ordin 33, regula lui Sarrus: Δ=a11a22a33+\Delta = a_{11}a_{22}a_{33} +{}a12a23a31+ a_{12}a_{23}a_{31} +{}a13a21a32− a_{13}a_{21}a_{32} -{}a13a22a31− a_{13}a_{22}a_{31} -{}a11a23a32− a_{11}a_{23}a_{32} -{}a12a21a33 a_{12}a_{21}a_{33}. Primii trei termeni sunt pe diagonala principală și paralelele ei, ceilalți pe diagonala secundară.
  • Inversa: matricea AA este inversabilă exact când det⁡A≠0\det A \ne 0. Pentru ordin 22, A−1=1det⁡A(d−b−ca)A^{-1} = \dfrac{1}{\det A}\begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix} și A⋅A−1=A \cdot A^{-1} ={}A−1⋅A= A^{-1} \cdot A ={}I2 I_2. Ecuația A⋅X=BA \cdot X = B se rezolvă cu X=A−1⋅BX = A^{-1} \cdot B, iar X⋅A=BX \cdot A = B cu X=B⋅A−1X = B \cdot A^{-1}.
  • Sisteme liniare: un sistem se scrie matriceal A⋅X=BA \cdot X = B, cu AA matricea coeficienților. Dacă Δ=det⁡A≠0\Delta = \det A \ne 0, sistemul are soluție unică, dată de metoda lui Cramer: x=x ={}ΔxΔ \dfrac{\Delta_x}{\Delta}, y=y ={}ΔyΔ \dfrac{\Delta_y}{\Delta}, unde Δx\Delta_x se obține din Δ\Delta înlocuind coloana lui xx cu termenii liberi. Dacă Δ=0\Delta = 0, sistemul se studiază separat; la M_mate-info programa cuprinde rangul și metoda lui Gauss.
  • Aplicații în geometrie (în programa tuturor profilurilor): punctele AA, BB, CC sunt coliniare exact când ∣xAyA1xByB1xCyC1∣=0\begin{vmatrix} x_A & y_A & 1 \\ x_B & y_B & 1 \\ x_C & y_C & 1 \end{vmatrix} = 0, iar aria triunghiului ABCABC este egală cu jumătate din modulul acestui determinant.

Metoda pas cu pas

pe rând
  1. 1.Vezi ce ți se cere

    Un determinant, un produs, o inversă, o ecuație matriceală sau un sistem au metode diferite. Multe itemuri le înlănțuie: la punctul a) calculezi un determinant, la b) o egalitate între matrice, la c) o ecuație cu parametru. Folosește rezultatele de la punctele anterioare.
  2. 2.Scrie matricea cu valoarea parametrului

    Dacă matricea depinde de un parametru, de exemplu A(x)A(x), înlocuiește valoarea cerută în fiecare element și recopiază matricea numerică. Greșelile de semn apar mai ales aici.
  3. 3.Aplică formula potrivită

    Pentru determinantul de ordin 22 scade produsul diagonalei secundare din cel al diagonalei principale; pentru ordin 33 folosește regula lui Sarrus. La produs înmulțești linia cu coloana, în ordinea dată în enunț.
  4. 4.Folosește condiția cu determinantul

    Matricea este inversabilă când det⁡A≠0\det A \ne 0, iar un sistem cu atâtea ecuații câte necunoscute are soluție unică tot atunci. Pentru „nu este inversabilă” sau „sistem fără soluție unică” pui condiția det⁡A=0\det A = 0 și rezolvi ecuația în parametru.
  5. 5.Verifică înmulțind sau înlocuind

    O inversă o verifici calculând A⋅A−1=I2A \cdot A^{-1} = I_2. O soluție a sistemului o verifici înlocuind-o în fiecare ecuație. O egalitate între matrice cere egalitatea tuturor elementelor corespunzătoare.

Exemple rezolvate

Încearcă întâi singur, apoi compară cu rezolvarea. Am recalculat fiecare număr.
  1. 1.Determinanți de ordin 2 și 3

    Calculează det⁡A\det A pentru A=(3−142)A = \begin{pmatrix} 3 & -1 \\ 4 & 2 \end{pmatrix} și det⁡N\det N pentru N=(1203−12014)N = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 0 \\ 3 & -1 & 2 \\ 0 & 1 & 4 \end{pmatrix}.
  2. 2.Produsul nu este comutativ

    Se consideră matricele A=(1201)A = \begin{pmatrix} 1 & 2 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} și B=(2013)B = \begin{pmatrix} 2 & 0 \\ 1 & 3 \end{pmatrix}. Calculează A⋅BA \cdot B și B⋅AB \cdot A.
  3. 3.Inversa și o ecuație matriceală

    Se consideră matricele A=(2153)A = \begin{pmatrix} 2 & 1 \\ 5 & 3 \end{pmatrix} și B=(1002)B = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 2 \end{pmatrix}. Arată că AA este inversabilă, află A−1A^{-1} și rezolvă ecuația A⋅X=BA \cdot X = B.
  4. 4.Un sistem rezolvat cu metoda lui Cramer

    Rezolvă în mulțimea numerelor reale sistemul {2x+y=7x−3y=0\begin{cases} 2x + y = 7 \\ x - 3y = 0 \end{cases}.

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 2026, matematică M_mate-info — subiectul al II-lea, 1.b)

Problema 1.b) (0–5 p)

Se consideră matricea A(a)=(1aaa3a021)A(a) = \begin{pmatrix} 1 & a & a \\ a & 3 & a \\ 0 & 2 & 1 \end{pmatrix} și sistemul de ecuații liniare {x+ay+az=1ax+3y+az=02y+z=0\begin{cases} x + ay + az = 1 \\ ax + 3y + az = 0 \\ 2y + z = 0 \end{cases}, unde aa este număr real. b) Arătați că, pentru orice număr real aa, sistemul de ecuații are soluție unică.

Sursa: CNCE, Bacalaureat 2026, Matematică M_mate-info, sesiunea iunie, subiectul al II-lea, 1.b) (varianta 3). Punctajul după baremul CNCE. · Subiectul și baremul CNCE · Rezolvă gratuit tot subiectul

Subiect CNCEM_șt-nat

Bacalaureat 2025, matematică M_șt-nat — subiectul al II-lea, 1.b)

Problema 1.b) (0–5 p)

Se consideră matricele I2=(1001)I_2 = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} și A=(−28−13)A = \begin{pmatrix} -2 & 8 \\ -1 & 3 \end{pmatrix}. b) Arătați că matricea B=12(I2−A)B = \dfrac{1}{2}\left(I_2 - A\right) este inversa matricei AA.

Sursa: CNCE, Bacalaureat 2025, Matematică M_șt-nat, sesiunea iunie, subiectul al II-lea, 1.b) (varianta 1). Punctajul după baremul CNCE. · Subiectul și baremul CNCE

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

    • Matrice (clasa a XI-a)
    • Determinanți (clasa a XI-a)
    • Sisteme de ecuații liniare (clasa a XI-a)

    Itemi: 2023: II.1 · 2024: II.1 · 2025: II.1 · 2026: II.1

    Toate noțiunile profilului
  • M_șt-nat

    în fiecare an 2023–2026

    • Matrice (clasa a XI-a)
    • Determinanți (clasa a XI-a)
    • Sisteme de ecuații liniare (clasa a XI-a)

    Itemi: 2023: II.1 · 2024: II.1 · 2025: II.1 · 2026: II.1

    Toate noțiunile profilului
  • M_tehnologic

    în fiecare an 2023–2026

    • Matrice (clasa a XI-a)
    • Determinanți (clasa a XI-a)
    • Sisteme de ecuații liniare (clasa a XI-a)

    Itemi: 2023: II.1 · 2024: II.1 · 2025: II.1 · 2026: II.1

    Toate noțiunile profilului
  • M_pedagogic

    în fiecare an 2023–2026

    • Matrice (clasa a XII-a)
    • Determinanți (clasa a XII-a)
    • Sisteme de ecuații liniare (clasa a XII-a)

    Itemi: 2023: III.1–6 · 2024: III.1–6 · 2025: III.1–6 · 2026: III.1–6

    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 matricea A(x)=(x+4−322)A(x) = \begin{pmatrix} x + 4 & -3 \\ 2 & 2 \end{pmatrix}, unde xx este număr real. Determinați numărul real xx pentru care det⁡(A(x))=10\det\left(A(x)\right) = 10. 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_șt-nat

Întrebarea 2. (0–2)

Se consideră matricea A=(−11−20)A = \begin{pmatrix} -1 & 1 \\ -2 & 0 \end{pmatrix}. Determinați inversa matricei AA. Scrieți inversa sub forma A−1=(abcd)A^{-1} = \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix}. 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_pedagogic

Întrebarea 3. (0–2)

Se consideră matricele A=(3110)A = \begin{pmatrix} 3 & 1 \\ 1 & 0 \end{pmatrix} și B=(044−1)B = \begin{pmatrix} 0 & 4 \\ 4 & -1 \end{pmatrix}. Calculați A⋅B−B⋅AA \cdot B - B \cdot A. Scrieți rezultatul sub forma (abcd)\begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix}.

Scrie doar numărul, cu virgula ca separator zecimal.

Exercițiu Kleksa în formatul CNCE — explicație Kleksa.

M_tehnologic

Întrebarea 4. (0–1)

Rezolvați în mulțimea numerelor reale sistemul de ecuații {x−2y=10−3x+3y=−18\begin{cases} x - 2y = 10 \\ -3x + 3y = -18 \end{cases}.

Scrie doar numărul, cu virgula ca separator zecimal.

Exercițiu Kleksa în formatul CNCE — explicație Kleksa.

M_mate-info

Întrebarea 5. (0–2)

Rezolvați în mulțimea numerelor reale sistemul de ecuații {2x+3y+3z=−2−2x+3y+2z=−123x−2y+z=16\begin{cases} 2x + 3y + 3z = -2 \\ -2x + 3y + 2z = -12 \\ 3x - 2y + z = 16 \end{cases}.

Scrie doar numărul, cu virgula ca separator zecimal.

Exercițiu Kleksa în formatul CNCE — explicație Kleksa.

Mai multe exerciții: rezolvă gratuit un test întreg

Greșeli frecvente

aici se pierd puncte
  • Schimbi ordinea factorilor la produs. A⋅BA \cdot B și B⋅AB \cdot A sunt în general diferite, iar ecuația A⋅X=BA \cdot X = B dă X=A−1⋅BX = A^{-1} \cdot B, nu B⋅A−1B \cdot A^{-1}: inversa se înmulțește pe aceeași parte pe care stă AA.
  • Greșești semnul la determinantul de ordin 22. Este ad−bcad - bc: produsul diagonalei principale minus produsul diagonalei secundare. Cu elemente negative pune produsele în paranteze, ca să nu pierzi semnul.
  • Scrii inversa fără 1det⁡A\dfrac{1}{\det A} sau fără să schimbi semnele. La ordin 22 interschimbi elementele de pe diagonala principală și schimbi semnul celor de pe diagonala secundară; apoi împarți totul la determinant.
  • La metoda lui Cramer înlocuiești linia în loc de coloană. Pentru Δx\Delta_x coloana lui xx se înlocuiește cu termenii liberi, iar restul determinantului rămâne neschimbat.
  • Inversezi condiția pentru soluție unică. Un sistem cu atâtea ecuații câte necunoscute are soluție unică când Δ≠0\Delta \ne 0; pentru Δ=0\Delta = 0 nu mai ai soluție unică, deci „sistem fără soluție unică” cere ecuația Δ=0\Delta = 0.

Reține

  • ∣abcd∣=ad−bc\begin{vmatrix} a & b \\ c & d \end{vmatrix} = ad - bc.
  • A−1=1det⁡A(d−b−ca)A^{-1} = \dfrac{1}{\det A}\begin{pmatrix} d & -b \\ -c & a \end{pmatrix}, cu det⁡A≠0\det A \ne 0.
  • A⋅X=A \cdot X ={}B⇒X= B \Rightarrow X ={}A−1⋅B A^{-1} \cdot B; X⋅A=X \cdot A ={}B⇒X= B \Rightarrow X ={}B⋅A−1 B \cdot A^{-1}.
  • Cramer: x=x ={}ΔxΔ \dfrac{\Delta_x}{\Delta}, y=y ={}ΔyΔ \dfrac{\Delta_y}{\Delta}, pentru Δ≠0\Delta \ne 0.
  • Sarrus: trei produse cu plus (diagonala principală și paralelele), trei cu minus.

Întrebări și răspunsuri

  1. 1.Cum calculez determinantul de ordin 3?+
    Răspuns:Cu regula lui Sarrus: adaugi produsele elementelor de pe diagonala principală și de pe cele două paralele cu ea, apoi scazi produsele de pe diagonala secundară și de pe paralelele ei. Sunt șase produse de câte trei elemente. Baremul CNCE notează calculul pe pași, așa că scrie întâi determinantul cu valorile înlocuite și abia apoi calculează-l.
  2. 2.Când este o matrice inversabilă?+
    Răspuns:Când determinantul ei este nenul. Dacă det⁡A=0\det A = 0, matricea nu are inversă. De aceea un item de tipul „determinați valorile lui aa pentru care matricea A(a)A(a) este inversabilă” se rezolvă calculând det⁡A(a)\det A(a) și cerând ca el să fie diferit de zero.
  3. 3.Cum aflu inversa unei matrice de ordin 2?+
    Răspuns:Calculezi determinantul, interschimbi elementele de pe diagonala principală, schimbi semnul elementelor de pe diagonala secundară și împarți toate elementele la determinant. Verifici apoi că produsul dintre matrice și inversa ei este matricea unitate I2I_2.
  4. 4.Cum rezolv o ecuație matriceală de forma AX = B?+
    Răspuns:Dacă AA este inversabilă, o înmulțești la stânga cu A−1A^{-1} și obții X=A−1⋅BX = A^{-1} \cdot B. Dacă necunoscuta stă în stânga, X⋅A=BX \cdot A = B, înmulțești la dreapta și obții X=B⋅A−1X = B \cdot A^{-1}. Ordinea contează, pentru că produsul de matrice nu este comutativ.
  5. 5.Cum rezolv un sistem cu metoda lui Cramer?+
    Răspuns:Calculezi determinantul Δ\Delta al coeficienților. Dacă Δ≠0\Delta \ne 0, calculezi Δx\Delta_x, Δy\Delta_y (și Δz\Delta_z pentru trei necunoscute), înlocuind pe rând coloana necunoscutei cu termenii liberi, și împarți fiecare la Δ\Delta. Soluția verifică toate ecuațiile.
  6. 6.Cum apar matricele la bacalaureat?+
    Răspuns:În iunie 2023–2026 au apărut în fiecare an, la toate cele patru profiluri. La M_mate-info, M_șt-nat și M_tehnologic sunt itemurile 1.a–c din subiectul al II-lea, cu matrice de ordin 33 la M_mate-info și de ordin 22 la celelalte două. La M_pedagogic sunt cele șase itemuri din subiectul al III-lea, toate cu matrice de ordin 22. Fiecare cerință se notează pe pași, după barem.

Ultimul exercițiu.

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