Zadanie 12c, Paper 1, listopad 2022, Matematyka AA IB HL
Wzorowane na: Matematyka AA IB HL — listopad 2022, Paper 1 (zadania wzorowane), pytanie 12(c). Treść, dane i kontekst są zmienione; sprawdzane umiejętności, format i punktacja jak w oryginale.
Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.
Zadanie
Wspólne informacje do wiązki zadań
For integers n≥0, define zn = n2(n + 1)2 + 1 + i(2n + 1) and . Use principal arguments in (−π, π].
Polecenie
Prove by mathematical induction that for every integer n≥0. You may use when a,b>0 and ab<1.
Korepetytor
Nie wiesz, jak ruszyć? Korepetytor zna to zadanie i poprowadzi Cię krok po kroku, bez gotowca.
3 rozmowy · bez karty · Zaloguj się
Sprawdź się
Jak poszło?
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Odpowiedź z klucza
Base n=0: w0=1+i has argument π/4=atan(1²). Assume the result at n=k and put q=k+1 and D=q²(q+1)²+1. Since wk+1 = wkzk+1, the argument sum is . Here D − q2(2q + 1) = q4 + 1 > 0, so the product of the tangent values is less than 1. The sum is in (0,π/2) and is the principal argument. The addition identity yields . Its denominator is q⁴+1, while its numerator is q6 + 2q5 + q4 + q2 + 2q + 1 = (q + 1)2(q4 + 1). Therefore the argument is atan((q+1)²)=atan((k+2)²), as required for the next index. The base and induction step establish the result for all n≥0.
Schemat punktowania
R1:verify n=0. M1:state the induction hypothesis. M1:use the argument of w(k)z(k+1). A1:correct sum of arctangents. M1:apply the addition identity. A1:correct ratio with common denominators removed. A1:denominator q⁴+1 and valid branch condition. A1:numerator factorization (q+1)²(q⁴+1). A1:atan((k+2)²). R1:complete induction conclusion, requiring at least four earlier marks and a genuine induction step.
Komentarz. Paper 1: no calculator; AA HL formula booklet allowed. Give exact values and show working.