Zadanie 1d, Paper 3, listopad 2022, Matematyka AA IB HL

9 pktobliczeniowetrudne (szac.)Paper 3, listopad 2022

Wzorowane na: Matematyka AA IB HL — listopad 2022, Paper 3 (zadania wzorowane), pytanie 1(d). 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 positive integers n,q define Sq(n)=∑i=1n(2i−1)qS_q(n)=\sum_{i=1}^{n}(2i-1)^q. We investigate polynomial expressions for these sums and a differentiation method for generating them.

Polecenie

Define F0(x)=∑i=1nx2i−1F_0(x)=\sum_{i=1}^n x^{2i-1} and Fq(x) = xFq−1′(x) for q≥1. (i) Show that F2(x)=∑i=1n(2i−1)2x2i−1F_2(x)=\sum_{i=1}^n(2i-1)^2x^{2i-1}. (ii) Prove by induction on q that Fq(x)=∑i=1n(2i−1)qx2i−1F_q(x)=\sum_{i=1}^n(2i-1)^q x^{2i-1} for q≥1. (iii) Write F_q(1) in sigma notation.

Korepetytor

Nie wiesz, jak ruszyć? Korepetytor zna to zadanie i poprowadzi Cię krok po kroku, bez gotowca.

Wypróbuj za darmo

3 rozmowy · bez karty · Zaloguj się

Sprawdź się

Jak poszło?

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Odpowiedź z klucza

(i)F1′(x)=∑(2i−1)2x2i−2F_1\prime(x)=\sum(2i-1)^2x^{2i-2}, hence multiplication by x gives F₂. (ii) For q=1, differentiating F₀ and multiplying by x gives the claimed formula. Assume it holds for q=k. Then Fk+1=xFk′=x∑(2i−1)k+1x2i−2=∑(2i−1)k+1x2i−1F_{k+1}=xF_k\prime=x\sum(2i-1)^{k+1}x^{2i-2}=\sum(2i-1)^{k+1}x^{2i-1}. The base and successor step prove the statement for every positive integer q. (iii)Fq(1)=∑i=1n(2i−1)qF_q(1)=\sum_{i=1}^n(2i-1)^q.

Schemat punktowania

(i) A1:correct general derivative term. A1:multiply by x to obtain the target; at most one mark without a general term. (ii) R1:verify q=1. M1:state an induction hypothesis. M1:apply the defining recurrence at k+1. A1:correct differentiated sum. A1:correct successor expression. R1:valid induction conclusion, requiring at least three of the preceding five marks; subsequent work is not automatically lost if the hypothesis is poorly stated. (iii) A1:correct sigma expression. In (i), also accept the product-rule route F2=xF0′+x²F0″, with one accuracy mark for the differentiated expression and one for combining its general terms. Except for the stated no-general-term cap, the second A1 depends on the first. In (ii), merely writing “let q=k” is not an induction hypothesis.

Komentarz. Paper 3: graphic display calculator and AA HL formula booklet allowed. Give exact expressions except for requested numerical approximations. All nonstandard surface formulae are supplied.

Umiejętności w zadaniu

Pliki cookies

Zapisujemy na Twoim urządzeniu to, bez czego serwis nie działa, np. zalogowanie. Plików analitycznych użyjemy tylko za Twoją zgodą. Szczegóły w polityce prywatności.