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CalcGospel 國際數學圖譜
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IAL 2025 Jan Q7

A Level / Edexcel / P3

IAL 2025 Jan Paper · Question 7

题目

Problem

Given that aa and bb are positive constants with a>ba>b,

(a) sketch, on separate diagrams, the graph with equation

(i) y=3xay=|3x-a|

(ii) y=3xaby=|3x-a|-b

Show on each sketch

  • the coordinates of the minimum point on the graph
  • the coordinates of the point at which the graph crosses the yy-axis
(6)

(b) Solve the equation

3xab=5x|3x-a|-b=5x

giving any solution for xx in terms of aa and bb.

(2)
题目中文翻译

已知 aabb 是正的常数,且 a>ba>b

(a) 分别画出以下方程的图像:

(i) y=3xay=|3x-a|

(ii) y=3xaby=|3x-a|-b

在每个草图上标出:

  • 图像最低点的坐标
  • 图像与 yy 轴相交点的坐标

(b) 解方程

3xab=5x|3x-a|-b=5x

给出任意一个用 aabb 表示的 xx 的解。

解答

(a)(i)

解法一

思路

展开

y=3xay=|3x-a| 是 V 形图像。令绝对值内部为零可得最低点;令 x=0x=0 可得与 yy 轴的交点。由于 a>0a>0,两个需要标出的点都位于题目要求的正确位置。

答题过程

展开

The minimum occurs when

3xa=0,3x-a=0,

so the minimum point is

(a3,0).\bigg(\frac a3,0\bigg).

At the yy-axis, x=0x=0, and

y=a=a.y=|-a|=a.

Thus the yy-intercept is (0,a)(0,a).

(a)(ii)

解法一

思路

展开

从 (a)(i) 的图像整体向下平移 bb 个单位即可。最低点和 yy 轴交点的横坐标不变,纵坐标都减去 bb;条件 a>ba>b 保证 ab>0a-b>0

答题过程

展开

The graph of

y=3xaby=|3x-a|-b

is the graph in part (a)(i) translated down by bb units.

Therefore, its minimum point is

(a3,b),\bigg(\frac a3,-b\bigg),

and its yy-intercept is

(0,ab).(0,a-b).

(b)

解法一

思路

展开

3xa3x-a 的正负分两种情况。第一种会得到有效解;第二种所得 xx 为负数,却要求 xa3>0x\geq\dfrac a3>0,因此必须舍去。最终只能保留一个解,这与官方评分资料要求一致。

答题过程

展开

If 3xa<03x-a<0, then 3xa=a3x|3x-a|=a-3x. Hence

a3xb=5x8x=abx=ab8.\begin{align*} a-3x-b=&\,5x\\ 8x=&\,a-b\\ x=&\,\frac{a-b}{8}. \end{align*}

This value is valid because

ab8<a3\frac{a-b}{8}<\frac a3

for a>b>0a>b>0.

If 3xa03x-a\geq0, then 3xa=3xa|3x-a|=3x-a. This gives

3xab=5xx=a+b2.\begin{align*} 3x-a-b=&\,5x\\ x=&\,-\frac{a+b}{2}. \end{align*}

However, this is negative and therefore cannot satisfy xa3>0x\geq\dfrac a3>0. Reject this value.

Thus the only solution is

x=ab8.\boxed{x=\frac{a-b}{8}}.