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CIE 9709 2023 June Paper 13 Q7

A Level / CIE / P1

CIE 9709 2023 June Paper 13 Paper · Question 7

题目

Problem

The function ff is defined by f(x)=2−5x+2f(x) = 2 - \frac{5}{x + 2} for x>−2x > -2.

(a) State the range of ff.

[1]

(b) Obtain an expression for f−1(x)f^{-1}(x) and state the domain of f−1f^{-1}.

[4]

The function gg is defined by g(x)=x+3g(x) = x + 3 for x>0x > 0.

(c) Obtain an expression for fg(x)fg(x) giving your answer in the form ax+bcx+d\frac{ax + b}{cx + d}, where aa, bb, cc and dd are integers.

[3]
题目中文翻译

函数 ff 定义为 f(x)=2−5x+2f(x) = 2 - \frac{5}{x + 2},其中 x>−2x > -2。

(a) 写出 ff 的值域。

[1]

(b) 求 f−1(x)f^{-1}(x) 的表达式,并写出 f−1f^{-1} 的定义域。

[4]

函数 gg 定义为 g(x)=x+3g(x) = x + 3,其中 x>0x > 0。

(c) 求 fg(x)fg(x) 的表达式,并将答案写成 ax+bcx+d\frac{ax + b}{cx + d} 的形式,其中 aa、bb、cc 和 dd 是整数。

[3]

解答

(a)

解法一

思路

展开

分母 x+2x+2 在定义域内为正,分式可以取到任意正值。

答题过程

展开

As x+2x+2 ranges over (0,∞)(0,\infty), 5/(x+2)5/(x+2) takes every positive value. Thus the range of ff is (−∞,2)(-\infty,2).

(b)

解法一

思路

展开

反解时先移走常数项,再取倒数。反函数的定义域来自 (a)。

答题过程

展开

From y=2−5/(x+2)y=2-5/(x+2), we obtain (2−y)(x+2)=5(2-y)(x+2)=5, so

x=52−y−2=2y+12−y.x=\frac5{2-y}-2=\frac{2y+1}{2-y}.

The inverse is f−1(x)=(2x+1)/(2−x)f^{-1}(x)=(2x+1)/(2-x) with domain x<2x<2.

(c)

解法一

思路

展开

先做 gg,再将 x+3x+3 代入 ff。把常数 22 通分到同一个分母。

答题过程

展开

For x>0x>0, g(x)=x+3>−2g(x)=x+3>-2, so f(g(x))f(g(x)) is defined. We have

fg(x)= 2−5x+5= 2(x+5)−5x+5=2x+5x+5.\begin{align*} fg(x)=&\,2-\frac5{x+5}\\ =&\,\frac{2(x+5)-5}{x+5}=\frac{2x+5}{x+5}. \end{align*}