题目
Problem
Figure 4 shows a sketch of the curve C with equation y=f(x), where
f(x)=(x+5)(3x2−4x+20)
Figure 4
(a) Deduce the range of values of x for which f(x)≥0.
(1)
(b) Find f′(x) giving your answer in simplest form.
(3)
The point R(−4,84) lies on C.
Given that the tangent to C at the point P is parallel to the tangent to C at the point R,
(c) find the x coordinate of P.
(4)
(d) Find the point to which R is transformed when the curve with equation y=f(x) is transformed to the curve with equation,
(i) y=f(x−3)
(ii) y=4f(x)
(2)
解答
(a)
解法一
思路
展开
3x2−4x+20 的判别式小于 0,且二次项系数为正,所以它永远为正。因此 f(x) 的正负只由 x+5 决定。
答题过程
展开
For
3x2−4x+20,
the discriminant is
(−4)2−4(3)(20)==16−240−224<0.
Since the coefficient of x2 is positive,
3x2−4x+20>0
for all real x.
So
f(x)≥0
when
x+5≥0.
Therefore
x≥−5.
(b)
解法一
思路
展开
先展开成三次多项式,再逐项求导。这种方式最稳,也容易把最后答案化成最简。
答题过程
展开
Expand first:
f(x)====(x+5)(3x2−4x+20)x(3x2−4x+20)+5(3x2−4x+20)3x3−4x2+20x+15x2−20x+1003x3+11x2+100.
Therefore
f′(x)=9x2+22x.
解法二
思路
展开
也可以直接用乘积法则。这样不用先完整展开 f(x),但最后仍要合并同类项。
答题过程
展开
Using the product rule,
f′(x)=(1)(3x2−4x+20)+(x+5)(6x−4).
Expand and simplify:
f′(x)===3x2−4x+20+(6x2−4x+30x−20)3x2−4x+20+6x2+26x−209x2+22x.
(c)
解法一
思路
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平行切线表示梯度相同。先求 R 点处的梯度 f′(−4),再令 f′(x) 等于这个梯度。解出来会有一个根是 R 自己的 x=−4,另一个才是 P 的 x 坐标。
答题过程
展开
From part (b),
f′(x)=9x2+22x.
At R, x=−4, so
f′(−4)===9(−4)2+22(−4)144−8856.
For the tangent at P to be parallel to the tangent at R,
f′(x)=56.
So
9x2+22x=9x2+22x−56=(9x−14)(x+4)=5600.
Hence
x=914orx=−4.
The root x=−4 is the point R, so the x coordinate of P is
914.
(d)(i)
解法一
思路
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y=f(x−3) 是把图像向右平移 3。所以点的 x 坐标加 3,y 坐标不变。
答题过程
展开
The transformation from y=f(x) to y=f(x−3) is a translation 3 units to the right.
So
(−4,84)↦(−1,84).
(d)(ii)
解法一
思路
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y=4f(x) 是竖直方向放大 4 倍。x 坐标不变,y 坐标乘以 4。
答题过程
展开
The transformation from y=f(x) to y=4f(x) multiplies the y coordinate by 4.
So
(−4,84)↦(−4,336).