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CalcGospel 國際數學圖譜
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IAL 2023 Oct Q9

A Level / Edexcel / P3

IAL 2023 Oct Paper · Question 9

题目

Problem

In this question you must show all stages of your working.

Solutions relying on calculator technology are not acceptable.

Figure 2 shows a sketch of the curve with equation

y=24ln(x+1)x>ky=\left|2-4\ln(x+1)\right|\qquad x>k

where kk is a constant.

Given that the curve

• has an asymptote at x=kx=k

• cuts the yy-axis at point AA

• meets the xx-axis at point BB

as shown in Figure 2,

(a) state the value of kk

(1)

(b) (i) find the yy coordinate of AA

(ii) find the exact xx coordinate of BB

(3)

(c) Using algebra and showing your working, find the set of values of xx such that

24ln(x+1)>3\left|2-4\ln(x+1)\right|>3
(5)
题目中文翻译

本题中你必须写出解题过程的所有步骤。

不接受依赖计算器技术的解法。

图 2 给出了曲线

y=24ln(x+1)x>ky=\left|2-4\ln(x+1)\right|\qquad x>k

的示意图,其中 kk 为常数。

已知该曲线

• 在 x=kx=k 处有一条渐近线

• 与 yy 轴交于点 AA

• 与 xx 轴交于点 BB

如图 2 所示。

(a) 写出 kk 的值。

(b) (i) 求点 AAyy 坐标。

(ii) 求点 BBxx 坐标的精确值。

(c) 用代数方法并写出过程,求满足

24ln(x+1)>3\left|2-4\ln(x+1)\right|>3

xx 的取值集合。

解答

(a)

解法一

思路

展开

对数 ln(x+1)\ln(x+1) 的定义域要求 x+1>0x+1>0,其边界 x=1x=-1 正是竖直渐近线的位置。

答题过程

展开

For ln(x+1)\ln(x+1) to be defined,

x+1>0,x+1>0,

so x>1x>-1. As x1+x\to-1^+, ln(x+1)\ln(x+1)\to-\infty, and therefore the vertical asymptote is x=1x=-1.

Hence,

k=1.\boxed{k=-1}.

(b)(i)

解法一

思路

展开

AAyy 轴上,所以令 x=0x=0 并代入函数。

答题过程

展开

At the yy-axis, x=0x=0. Therefore,

f(0)=24ln(0+1)=24ln1=2.\begin{align*} f(0)=&\,\big|2-4\ln(0+1)\big|\\[4mm] =&\,|2-4\ln1|\\[4mm] =&\,2. \end{align*}

Thus the yy coordinate of AA is

2.\boxed{2}.

(b)(ii)

解法一

思路

展开

BBxx 轴上,因此函数值为零。绝对值等于零时,绝对值内部也必须等于零。

答题过程

展开

At BB, y=0y=0, so

24ln(x+1)=0.\big|2-4\ln(x+1)\big|=0.

Therefore,

24ln(x+1)=0ln(x+1)=12x+1=e1/2.\begin{align*} 2-4\ln(x+1)=&\,0\\[4mm] \ln(x+1)=&\,\frac12\\[4mm] x+1=&\,e^{1/2}. \end{align*}

Hence the exact xx coordinate of BB is

x=e1/21=e1.\boxed{x=e^{1/2}-1=\sqrt e-1}.

(c)

解法一

思路

展开

利用 u>3|u|>3 等价于 u>3u>3u<3u<-3,分别解两个对数不等式。最后还必须与原函数的定义域 x>1x>-1 取交集。

答题过程

展开

The inequality

24ln(x+1)>3\big|2-4\ln(x+1)\big|>3

is equivalent to

24ln(x+1)>32-4\ln(x+1)>3

or

24ln(x+1)<3.2-4\ln(x+1)<-3.

For the first inequality,

24ln(x+1)>34ln(x+1)>1ln(x+1)<14x+1<e1/4x<e1/41.\begin{align*} 2-4\ln(x+1)>&\,3\\[4mm] -4\ln(x+1)>&\,1\\[4mm] \ln(x+1)<&\,-\frac14\\[4mm] x+1<&\,e^{-1/4}\\[4mm] x<&\,e^{-1/4}-1. \end{align*}

Combining this with the domain x>1x>-1 gives

1<x<e1/41.-1<x<e^{-1/4}-1.

For the second inequality,

24ln(x+1)<34ln(x+1)<5ln(x+1)>54x+1>e5/4x>e5/41.\begin{align*} 2-4\ln(x+1)<&\,-3\\[4mm] -4\ln(x+1)<&\,-5\\[4mm] \ln(x+1)>&\,\frac54\\[4mm] x+1>&\,e^{5/4}\\[4mm] x>&\,e^{5/4}-1. \end{align*}

Therefore, the required set of values is

1<x<e1/41orx>e5/41.\boxed{ -1<x<e^{-1/4}-1 \quad\text{or}\quad x>e^{5/4}-1 }.