题目
Problem
The diagram shows the curves with equations y=2(2x−3)4 and y=(2x−3)2+1 meeting at points A and B.
(a) By using the substitution u=2x−3 find, by calculation, the coordinates of A and B.
(4)
(b) Find the exact area of the shaded region.
(5)
题目中文翻译
图中所示的曲线 y=2(2x−3)4 和 y=(2x−3)2+1 相交于点 A 和 B。
(a) 使用代换 u=2x−3,通过计算求出点 A 和 B 的坐标。
(4)
(b) 求阴影区域面积的精确值。
(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
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按题意设 u=2x−3。交点方程是关于 u2 的二次方程,只有非负的 u2 可以保留。
答题过程
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Equating the heights gives 2u4=u2+1, or
(2u2+1)(u2−1)=0.
Hence u=−1 or 1, giving x=1 or 2. The common height is 2, so A=(1,2) and B=(2,2).
(b)
解法一
思路
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从图中判定上方曲线,用上下两条曲线的纵坐标之差积分。保留 2x−3 的形式直接求原函数。
答题过程
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The shaded area is
==∫12((2x−3)2+1−2(2x−3)4)dx[6(2x−3)3+x−5(2x−3)5]1231+1−52=1514.
解法二
思路
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也可以沿用 (a) 的代换。记得把积分端点和微分同时改成新变量。
答题过程
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With u=2x−3, we have dx=21du and the endpoints are −1 and 1. Thus
===21∫−11(u2+1−2u4)du∫01(u2+1−2u4)du[3u3+u−52u5]011514,
where the second equality uses the even integrand.