题目
Problem
In this question you must show all stages of your working.
Solutions relying entirely on calculator technology are not acceptable.
Figure 1 shows a sketch of the curve with equation y=f(x), where
f(x)=2e3sinxcosx0≤x≤2π
The curve intersects the x-axis at point R, as shown in Figure 1.
(a) State the coordinates of R
(1)
The curve has two turning points, at point P and point Q, also shown in Figure 1.
(b) Show that, at points P and Q,
asin2x+bsinx+c=0
where a, b and c are integers to be found.
(4)
(c) Hence find the x coordinate of point Q, giving your answer to 3 decimal places.
(2)
题目中文翻译
本题中你必须写出解题过程的所有步骤。
不接受完全依赖计算器技术的解法。
图 1 给出了曲线 y=f(x) 的草图,其中
f(x)=2e3sinxcosx0≤x≤2π
如图 1 所示,曲线与 x 轴交于点 R。
(a) 写出点 R 的坐标。
曲线有两个转折点,分别为点 P 和点 Q,也在图 1 中标出。
(b) 证明在点 P 和点 Q 处,
asin2x+bsinx+c=0
其中 a、b 和 c 是需要求出的整数。
(c) 由此求点 Q 的 x 坐标,答案精确到小数点后 3 位。
解答
(a)
解法一
思路
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指数因子始终为正,因此函数值为零只能来自 cosx=0。图中 R 是右侧的 x 轴交点。
答题过程
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Since 2e3sinx>0 for all x,
f(x)=0
when
cosx=0.
The point R shown is the intercept with x=23π. Therefore,
R(23π,0).
(b)
解法一
思路
展开
函数是 2e3sinx 与 cosx 的乘积,因此使用乘积法则,并在指数函数求导时使用链式法则。转折点处导数为零;提出始终不为零的指数因子后,再用 cos2x=1−sin2x 化成关于 sinx 的二次方程。
答题过程
展开
Using the product rule and the chain rule,
f′(x)===2e3sinx(3cosx)cosx+2e3sinx(−sinx)6e3sinxcos2x−2e3sinxsinx2e3sinx(3cos2x−sinx).
At the turning points P and Q, f′(x)=0. Since 2e3sinx>0,
3cos2x−sinx=0.
Using cos2x=1−sin2x,
3(1−sin2x)−sinx=3sin2x+sinx−3=00.
Thus the required equation is
3sin2x+sinx−3=0,
so a=3, b=1 and c=−3.
(c)
解法一
思路
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由 (b) 解关于 sinx 的二次方程。负根小于 −1,不可能是正弦值;正根在第一、第二象限各对应一个角。根据图像,Q 位于第二象限,所以取补角。
答题过程
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Solving the equation from part (b),
3sin2x+sinx−3=0,
gives
sinx=6−1±37.
The value 6−1−37 is less than −1, so it is not possible. Hence,
sinx=6−1+37.
Point Q lies in quadrant II, so
x==π−sin−1(6−1+37)2.131…
Therefore, to 3 decimal places, the x coordinate of Q is
2.131.