Zadanie 2e, Paper 3, listopad 2022, Matematyka AA IB HL

13 pktobliczeniowetrudne (szac.)Paper 3, listopad 2022

Wzorowane na: Matematyka AA IB HL — listopad 2022, Paper 3 (zadania wzorowane), pytanie 2(e). 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 a nonnegative differentiable profile y(x), rotation once about the x-axis produces lateral surface area A=2π∫x1x2y1+(dy/dx)2 dxA=2\pi\int_{x_1}^{x_2}y\sqrt{1+(dy/dx)^2}\,dx. End disks are excluded. First consider y = mx + c on 0≤x≤h, where m,c,h>0; its rotation forms a conical frustum.

Polecenie

Let f(x)=r2−x2f(x)=\sqrt{r^2-x^2} for −r≤x≤r, with r>0, and let k>0. (i) Describe the transformation from y=f(x) to y=kf(x). (ii) State both x-intercepts of y=kf(x). (iii) Find its derivative for −r<x<r. (iv) The full transformed arc is rotated about the x-axis. Express its curved surface area in the form 2π∫x1x2p(x) dx2\pi\int_{x_1}^{x_2}\sqrt{p(x)}\,dx, where p is a polynomial. (v) A manufactured ellipsoid has total length 30 cm along its rotation axis and maximum diameter 18 cm perpendicular to that axis. Choose r,k and calculate its surface area, to four significant figures in the form a×10^q, where 1≤a<10.

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) A vertical stretch by factor k about the x-axis. (ii) x=±r. (iii)y′=−kx/r2−x2y\prime=-kx/\sqrt{r^2-x^2}. (iv)y1+y′2=kr2−x21+k2x2/(r2−x2)=k2r2+k2(k2−1)x2y\sqrt{1+y\prime^2}=k\sqrt{r^2-x^2}\sqrt{1+k^2x^2/(r^2-x^2)}=\sqrt{k^2r^2+k^2(k^2-1)x^2}. Therefore A=2π∫−rrk2r2+k2(k2−1)x2 dxA=2\pi\int_{-r}^{r}\sqrt{k^2r^2+k^2(k^2-1)x^2}\,dx. The expression is interpreted by continuous limits at the arc endpoints. (v) The axial semilength is r=15 cm, while kr=9 cm gives k=3/5. Evaluate 2π∫−151581−0.2304x2 dx=1492.137557...2\pi\int_{-15}^{15}\sqrt{81-0.2304x^2}\,dx=1492.137557... cm². To four significant figures this is 1.492 × 103 cm².

Schemat punktowania

(i) A1:vertical stretch/compression. A1:factor k. (ii) A1:both ±r. (iii) M1:differentiate the profile using the chain rule or implicit method. A1:correct derivative. (iv) A1:correct substitution into the supplied surface integral. M1:simplify the radical product. A1:limits −r,r, independently of the method mark. A1:p(x)=k²r²+k²(k²−1)x². (v) A1:r=15. A1:k=3/5. M1:attempt to form the corresponding definite surface-area integral. A1:1.492×10³ cm², with four significant figures and scientific notation. For (v), reversing axial and radial measurements gives r=9, k=15/9: award A0 A1FT M1 A0 when the integral follows this choice. Correct equivalent transformation descriptions earn the marks in (i).

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

Źródło: Matematyka AA IB HL — listopad 2022, Paper 3 (zadania wzorowane)

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.