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CalcGospel 國際數學圖譜
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CIE 9709 2025 November Paper 31 Q2

A Level / CIE / P3

CIE 9709 2025 Nov Paper 31 Paper · Question 2

题目

Problem

(a) Show that the equation log⁡4(2x+1)=2log⁡4(3x−1)−2\log_4(2x+1)=2\log_4(3x-1)-2 can be written as a quadratic equation in xx.

(3)

(b) Hence solve the equation log⁡4(2x+1)=2log⁡4(3x−1)−2\log_4(2x+1)=2\log_4(3x-1)-2.

(2)
题目中文翻译

(a) 证明方程 log⁡4(2x+1)=2log⁡4(3x−1)−2\log_4(2x+1)=2\log_4(3x-1)-2 可以写成关于 xx 的一元二次方程。

(3)

(b) 由此解方程 log⁡4(2x+1)=2log⁡4(3x−1)−2\log_4(2x+1)=2\log_4(3x-1)-2。

(2)
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

先把常数写成以四为底的对数,再合并对数。原式成立还要求各个真数为正。

答题过程

展开

The logarithms require 2x+1>02x+1>0 and 3x−1>03x-1>0, so x>1/3x>1/3.

Using 2=log⁡4162=\log_4 16,

log⁡4(2x+1)= log⁡4(3x−1)2−log⁡416= log⁡4(3x−1)216.\begin{align*} \log_4(2x+1) =&\,\log_4(3x-1)^2-\log_4 16\\ =&\,\log_4\frac{(3x-1)^2}{16}. \end{align*}

Equating arguments gives

16(2x+1)=(3x−1)2.16(2x+1)=(3x-1)^2.

Expanding and collecting terms,

32x+16= 9x2−6x+1,9x2−38x−15= 0.\begin{align*} 32x+16=&\,9x^2-6x+1,\\[4mm] 9x^2-38x-15=&\,0. \end{align*}

(b)

解法一

思路

展开

解(a)的二次方程后,回到原对数的定义域排除负根。

答题过程

展开

From (a),

x= 38±382+4(9)(15)18= 19±4319.\begin{align*} x=&\,\frac{38\pm\sqrt{38^2+4(9)(15)}}{18}\\[4mm] =&\,\frac{19\pm4\sqrt{31}}9. \end{align*}

The negative root is less than 1/31/3, so it is outside the logarithmic domain. Therefore

x=19+4319=4.59 (3 s.f.).\boxed{x=\frac{19+4\sqrt{31}}9=4.59\text{ (3 s.f.)}}.