Zadanie 1e, Paper 3, maj 2024, TZ2, Matematyka AA IB HL

7 pktobliczeniowetrudne (szac.)Paper 3, maj 2024, TZ2

Wzorowane na: Matematyka AA IB HL — maj 2024, TZ2, Paper 3 (zadania wzorowane), pytanie 1(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

This investigation seeks pairs of differentiable functions f,g satisfying (fg)′ = 2f′g′. The ordinary product rule still gives (fg)′ = fg′ + gf′. For general derivations assume f>0 and 2g′ − g ≠ 0 on the interval under consideration. Each concrete pair is specified in its own part.

Polecenie

Use the same companion-function formula, f=Aexp⁡(∫g′/(2g′−g) dx)f=A\exp\left(\int g^{\prime}/(2g^{\prime}-g)\,dx\right), with g(x)=sin⁡(x/2)+cos⁡(x/2)g(x)=\sin(x/2)+\cos(x/2) on 0<x<2π. Find the positive f satisfying f(π) = eπ/4, in the form f(x) = ex/4h(x).

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

g′=(cos⁡(x/2)−sin⁡(x/2))/2g^{\prime}=(\cos(x/2)-\sin(x/2))/2, and 2g′−g=−2sin⁡(x/2)≠02g^{\prime}-g=-2\sin(x/2)\ne0. Thus the ratio is 1/4−(1/4)cot⁡(x/2)1/4-(1/4)\cot(x/2). Its integral is x/4−(1/2)ln⁡sin⁡(x/2)x/4-(1/2)\ln\sin(x/2), since sin(x/2)>0 on the domain. Exponentiating gives f=Aex/4[sin⁡(x/2)]−1/2f=Ae^{x/4}[\sin(x/2)]^{-1/2}. At x=π the sine is 1 and the normalization gives A=1. Therefore h(x)=1/sin⁡(x/2)h(x)=1/\sqrt{\sin(x/2)}.

Schemat punktowania

A1: correct g′. M1: form the prescribed ratio. A1: simplify to 1/4−cot(x/2)/4. M1: attempt an indefinite integral of their nonzero constant multiple of cot(x/2), or the equivalent cosine/sine ratio; the half-angle factor need not yet be correct for this method mark. A1: x/4−(1/2)ln sin(x/2). A1: correctly exponentiate and simplify the logarithmic factor. A1: final normalized h=1/√sin(x/2). Modulus signs may be retained, since sin(x/2)>0 here; arbitrary constants may appear in working but must be fixed in the final answer.

Komentarz. Paper 3: calculator and AA HL formula booklet allowed. Retain exact intermediate expressions; give three significant figures for numerical probabilities.

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.