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CalcGospel 國際數學圖譜
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IAL 2026 Jan A Q9

A Level / Edexcel / P1

IAL 2026 Jan A Paper · Question 9

题目

Problem

Given that kk is a constant, 0<k<10<k<1, state the number of solutions of the equation

(a) sinx=k\sin x=k in the interval 0<xπ0<x\leqslant\pi

(b) tanx=k\tan x=k in the interval 0<xπ0<x\leqslant\pi

(c) cos2x=k\cos2x=k in the interval 0<x100π0<x\leqslant100\pi

(d) sinx=k+1\sin x=k+1 in the interval 100π<x100π-100\pi<x\leqslant100\pi

(4)

解答

(a)

解法一

思路

展开

0<k<10<k<1 时,水平线 y=ky=k0<xπ0<x\leqslant\pi 内会与 y=sinxy=\sin x 相交两次:一次在第一象限,一次在第二象限。

答题过程

展开

For 0<k<10<k<1, the equation

sinx=k\begin{align*} \sin x=k \end{align*}

has one solution in 0<x<π20<x<\dfrac{\pi}{2} and one solution in π2<x<π\dfrac{\pi}{2}<x<\pi.

Therefore the number of solutions is

2.\begin{align*} 2. \end{align*}

(b)

解法一

思路

展开

tanx\tan x 的周期是 π\pi,在 0<x<π0<x<\pi 内只有第一象限那一次取正值 kk。在第二象限,tanx<0\tan x<0

答题过程

展开

Since 0<k<10<k<1, tanx=k\tan x=k has one solution in the first quadrant.

On π2<x<π\dfrac{\pi}{2}<x<\pi, tanx<0\tan x<0, so there are no further solutions.

Therefore the number of solutions is

1.\begin{align*} 1. \end{align*}

(c)

解法一

思路

展开

u=2xu=2x,则区间变成 0<u200π0<u\leqslant200\picosu=k\cos u=k 在每个完整的 2π2\pi 周期内有两个解,而 00200π200\pi 一共有 100100 个周期。

答题过程

展开

Let

u=2x.\begin{align*} u=2x. \end{align*}

As 0<x100π0<x\leqslant100\pi,

0<u200π.\begin{align*} 0<u\leqslant200\pi. \end{align*}

For 0<k<10<k<1, the equation

cosu=k\begin{align*} \cos u=k \end{align*}

has two solutions in each interval of length 2π2\pi.

There are 100100 complete periods in 0<u200π0<u\leqslant200\pi, so the number of solutions is

100×2=200.\begin{align*} 100\times2=200. \end{align*}

(d)

解法一

思路

展开

因为 0<k<10<k<1,所以 1<k+1<21<k+1<2。但 sinx\sin x 的最大值是 11,不可能等于一个大于 11 的数。

答题过程

展开

Since

0<k<1,\begin{align*} 0<k<1, \end{align*}

we have

1<k+1<2.\begin{align*} 1<k+1<2. \end{align*}

But

1sinx1.\begin{align*} -1\leqslant\sin x\leqslant1. \end{align*}

Therefore sinx=k+1\sin x=k+1 has no solutions.

The number of solutions is

0.\begin{align*} 0. \end{align*}