Skip to content
CalcGospel 國際數學圖譜
返回

IAL 2024 Oct Q6

A Level / Edexcel / P3

IAL 2024 Oct Paper · Question 6

题目

Problem

The functions ff and gg are defined by

f(x)=6212x+3x0f(x)=6-\frac{21}{2x+3}\qquad x\geq 0 g(x)=x2+5xRg(x)=x^2+5\qquad x\in\mathbb{R}

(a) Find gf(2)gf(2)

(2)

(b) Find f1f^{-1}

(3)

(c) Solve the equation

gg(x)=126gg(x)=126
(3)
题目中文翻译

函数 ffgg 定义为

f(x)=6212x+3x0f(x)=6-\frac{21}{2x+3}\qquad x\geq 0 g(x)=x2+5xRg(x)=x^2+5\qquad x\in\mathbb{R}

(a) 求 gf(2)gf(2)

(b) 求 f1f^{-1}

(c) 解方程

gg(x)=126gg(x)=126

解答

(a)

解法一

思路

展开

gf(2)gf(2) 表示 g(f(2))g(f(2))。先计算 f(2)f(2),再把所得结果代入 gg,顺序不能颠倒。

答题过程

展开

First,

f(2)=6212(2)+3=63=3.\begin{align*} f(2)=&\,6-\frac{21}{2(2)+3} \\[2mm] =&\,6-3=3. \end{align*}

Therefore,

gf(2)=g(3)=32+5=14.\begin{align*} gf(2)=g(3) =&\,3^2+5 \\[2mm] =&\,\boxed{14}. \end{align*}

(b)

解法一

思路

展开

y=f(x)y=f(x),先把分式单独留在一边,再把 xx 表示成 yy 的函数。反函数的定义域是原函数的值域,因此还要利用 x0x\geq0 确定端点是否包含。

答题过程

展开

Let

y=6212x+3.y=6-\frac{21}{2x+3}.

Then

6y=212x+3,2x+3=216y,x=12(216y3)=3y+32(6y).\begin{align*} 6-y=&\,\frac{21}{2x+3}, \\[2mm] 2x+3=&\,\frac{21}{6-y}, \\[2mm] x=&\,\frac12\bigg(\frac{21}{6-y}-3\bigg) \\[2mm] =&\,\frac{3y+3}{2(6-y)}. \end{align*}

For x0x\geq0, f(0)=1f(0)=-1, and f(x)f(x) increases towards 66 without reaching it. Thus the range of ff is [1,6)[-1,6).

Therefore,

f1(x)=3x+32(6x),1x<6.\boxed{f^{-1}(x)=\frac{3x+3}{2(6-x)}, \qquad -1\leq x<6}.

(c)

解法一

思路

展开

g(x)=x2+5g(x)=x^2+5 代入外层的 gg。得到平方等于 121121 时,先利用 x2+5x^2+5 恒为正数排除负平方根,再继续解 x2=6x^2=6

答题过程

展开

Since

gg(x)=g(x2+5),gg(x)=g\big(x^2+5\big),

the equation becomes

(x2+5)2+5=126.(x^2+5)^2+5=126.

Hence,

(x2+5)2=121.(x^2+5)^2=121.

Since x2+5>0x^2+5>0,

x2+5=11.x^2+5=11.

Therefore,

x2=6,x^2=6,

so

x=±6.\boxed{x=\pm\sqrt{6}}.