Zadanie 2i, Paper 3, listopad 2025, TZ3, Matematyka AA IB HL

5 pktobliczeniowetrudne (szac.)Paper 3, listopad 2025, TZ3

Wzorowane na: Matematyka AA IB HL — listopad 2025, TZ3, Paper 3 (zadania wzorowane), pytanie 2(i). 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 a=2−1=tan⁡(π/8)a=\sqrt2-1=\tan(\pi/8) and TN(x)=∑k=0N−1(−1)kx2k+1/(2k+1)T_N(x)=\sum_{k=0}^{N-1}(-1)^kx^{2k+1}/(2k+1). Define I=∫0a2xarctan⁡x dxI=\int_0^a2x\arctan x\,dx. You may use this theorem: for an alternating series whose term magnitudes decrease to zero, the absolute error after finitely many terms is at most the magnitude of the next term.

Polecenie

Find the smallest N for which ∣I−∫0a2xTN(x) dx∣≤10−8\left|I-\int_0^a2xT_N(x)\,dx\right|\leq10^{-8}. Use the alternating-series bound or directly compare the actual errors.

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

The next arctan term afterN terms has magnitudex^(2N+1)/(2N+1). Multiply by 2x and integrate: E_N=2a^(2N+3)/[(2N+1)(2N+3)]. At N=6 the bound is 1.859345531×10⁻⁸, above the tolerance; at N=7 it is 2.439513156×10⁻⁹, below it. The bounds strictly decrease, so N=7 is the smallest guaranteed count. Alternatively actual integral errors at N=6 and 7 are 1.6444171311×10⁻⁸ and 2.1492839975×10⁻⁹, giving the same smallest N=7. Their magnitudes decrease: the error is ∫₀ᵃ(a²−t²)t^(2N)/(1+t²)dt.

Schemat punktowania

M1: use the integral of the next weighted term. A1: correct bound formula or a correct boundary value. M1: solve its inequality or evaluate adjacent integerN values. A1: correct consecutive bounds identifying the crossing 6→7. A1:N=7. Equivalent actual-error route: M1 calculate exactI minus the N-term weighted polynomial integral; A1 one correct boundary error; M1 compare consecutiveN; A1 second correct boundary error; A1 smallest N=7. Accept equivalent indices for the omitted term or its degree, with correct conversion to number of retained terms. Condone omitted integral limits for the initial method mark.

Komentarz. Paper 3: calculator and AA HL formula booklet allowed. Use radians. Retain unrounded intermediate values; provide the requested precision and full proof reasoning.

Umiejętności w zadaniu

Źródło: Matematyka AA IB HL — listopad 2025, TZ3, 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.