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CalcGospel 國際數學圖譜
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CIE 9709 2023 March Paper 12 Q9

A Level / CIE / P1

CIE 9709 2023 March Paper 12 Paper · Question 9

题目

Problem

The function f\mathrm{f} is defined by f(x)=−3x2+2\mathrm{f}(x)=-3x^2+2 for x≤−1x\leq-1.

(a) State the range of f\mathrm{f}.

(1)

(b) Find an expression for f−1(x)\mathrm{f}^{-1}(x).

(3)

The function g\mathrm{g} is defined by g(x)=−x2−1\mathrm{g}(x)=-x^2-1 for x≤−1x\leq-1.

(c) Solve the equation fg(x)−gf(x)+8=0\mathrm{fg}(x)-\mathrm{gf}(x)+8=0.

(5)
题目中文翻译

函数 f\mathrm{f} 定义为 f(x)=−3x2+2\mathrm{f}(x)=-3x^2+2,其中 x≤−1x\leq-1。

(a) 写出 f\mathrm{f} 的值域。

(1)

(b) 求 f−1(x)\mathrm{f}^{-1}(x) 的表达式。

(3)

函数 g\mathrm{g} 定义为 g(x)=−x2−1\mathrm{g}(x)=-x^2-1,其中 x≤−1x\leq-1。

(c) 解方程 fg(x)−gf(x)+8=0\mathrm{fg}(x)-\mathrm{gf}(x)+8=0。

(5)
原卷通用作答要求

Answer all questions. You should use a calculator where appropriate.

You must show all necessary working clearly; no marks will be given for unsupported answers from a calculator.

Give non-exact numerical answers correct to 3 significant figures, or 1 decimal place for angles in degrees, unless a different level of accuracy is specified in the question.

请回答所有题目。适当时应使用计算器。必须清楚展示所有必要的计算过程;仅给出计算器答案而没有过程,不予评分。除非题目另有精度要求,非精确数值答案保留 3 位有效数字,以度为单位的角度保留 1 位小数。

解答

(a)

解法一

思路

展开

在 x≤−1x\le-1 时,x2x^2 最小为 11。由于二次项系数为负,这给出最大函数值。

答题过程

展开

On the given domain, x2x^2 takes every value in [1,∞)[1,\infty). Thus the range of f\mathrm f is (−∞,−1](-\infty,-1].

(b)

解法一

思路

展开

从函数方程解出 x2x^2,再按原定义域选取负平方根。

答题过程

展开

From y=−3x2+2y=-3x^2+2 we get x2=(2−y)/3x^2=(2-y)/3. Since x≤−1x\le-1, the inverse is

f−1(x)=−2−x3,x≤−1.\mathrm f^{-1}(x)=-\sqrt{\frac{2-x}{3}},\qquad x\le-1.

(c)

解法一

思路

展开

先检查两个复合函数的定义域,再展开相减。因式分解关于 x2x^2 的二次式后,用定义域筛选。

答题过程

展开

For x≤−1x\le-1, f(x)≤−1\mathrm f(x)\le-1 and g(x)≤−2\mathrm g(x)\le-2, so both compositions are defined. We have

fg(x)= −3(−x2−1)2+2= −3x4−6x2−1,gf(x)= −(−3x2+2)2−1= −9x4+12x2−5.\begin{align*} \mathrm{fg}(x)=&\,-3(-x^2-1)^2+2\\ =&\,-3x^4-6x^2-1,\\ \mathrm{gf}(x)=&\,-(-3x^2+2)^2-1\\ =&\,-9x^4+12x^2-5. \end{align*}

The equation becomes 6x4−18x2+12=6(x2−1)(x2−2)=06x^4-18x^2+12=6(x^2-1)(x^2-2)=0. Within the domain, the solutions are x=−1x=-1 and x=−2x=-\sqrt2.