Zadanie 12c, Paper 1, listopad 2023, TZ1, Matematyka AA IB HL

7 pktobliczeniowetrudne (szac.)Paper 1, listopad 2023, TZ1

Wzorowane na: Matematyka AA IB HL — listopad 2023, TZ1, 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

Let c=cosθ and s=sinθ. This question uses the complex binomial expansion and De Moivre’s theorem to derive a trigonometric identity and an exact ratio.

Polecenie

(i) Using cos⁡5θ=cos⁡θ(16cos⁡4θ−20cos⁡2θ+5)\cos5\theta=\cos\theta(16\cos^4\theta-20\cos^2\theta+5), show that θ=π/10 and θ=3π/10 solve 16cos⁡4θ−20cos⁡2θ+5=016\cos^4\theta-20\cos^2\theta+5=0. (ii) Hence show that cos⁡(π/10)/cos⁡(3π/10)=(1+5)/2\cos(\pi/10)/\cos(3\pi/10)=(1+\sqrt5)/2.

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) For those angles,5θ is π/2 or 3π/2, so cos5θ=0. Factor the identity as given and note both cosθ are nonzero (indeed positive); thus the quartic factor vanishes. (ii) Set u=cos²θ. Solving 16u²−20u+5=0 gives u=(5±√5)/8. Since cos decreases on (0,π/2), the larger value corresponds to π/10. The positive ratio R therefore satisfies R2=(5+5)/(5−5)=(3+5)/2R^2=(5+\sqrt5)/(5-\sqrt5)=(3+\sqrt5)/2. As [(1+5)/2]2=(3+5)/2[(1+\sqrt5)/2]^2=(3+\sqrt5)/2 and R>0, the asserted exact ratio follows.

Schemat punktowania

(i) M1:use the factored identity. R1:both specified angles make cos5θ zero. R1:their cosines are nonzero, so the quartic factor must vanish; this conclusion depends on the preceding argument. (ii) M1:solve the quadratic in cos²θ. A1:both squared-cosine roots. M1:form the ratio with the larger root in the numerator and simplify its square. A1:verify the positive exact value (1+√5)/2. A valid alternate exact-root argument earns equivalent marks. The first R1 in (i), showing cos5θ=0 at the two angles, is independent of the M1; the final R1 depends on both. Alternative (ii): M1 treat the equation as a quadratic in squared cosines; A1 identify u+v=5/4, uv=5/16; M1 derive for R=√(u/v)>1 that R+1/R=(u+v)/√(uv)=√5; A1 solve for R=(√5+1)/2, choosing R>1. Credit relevant proof work already shown in another part without requiring repetition.

Komentarz. Paper 1: no calculator; AA HL formula booklet allowed. Give exact answers and show the algebra, proof or calculus requested.

Umiejętności w zadaniu

Źródło: Matematyka AA IB HL — listopad 2023, TZ1, Paper 1 (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.