ในปีสองพันสิบเอ็ด โลกสั่นสะเทือน off Japan วัดได้เก้าบนมาตราส่วนริคเตอร์ โลกสั่นสะเทือนเล็กกว่าอาจวัดได้หก ห่างกันเพียงสามจุด — แต่ครั้งแรก…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · การบรรยายภาษาอังกฤษ · คำบรรยายภาษาอังกฤษ + 中文 ลอยตัวบนภาพ
English
This handout covers Topic 2: Pure Mathematics 纯数学 2. It adds the modulus and polynomial algebra, logarithms 对数 and the exponential function 指数函数, more trigonometry, and new ways to differentiate and integrate.
understand the meaning of $|x|$, sketch the graph of $y = |ax + b|$ and use relations such as $|a| = |b| \iff a^2 = b^2$ and $|x - a| < b \iff a - b < x < a + b$ when solving equations and inequalities
Graphs of $y = |f(x)|$ and $y = f(|x|)$ for non-linear functions $f$ are not included. e.g. $|3x - 2| = |2x + 7|$, $2x + 5 < |x + 1|$
divide a polynomial, of degree not exceeding 4, by a linear or quadratic polynomial, and identify the quotient and remainder (which may be zero)
use the factor theorem and the remainder theorem.
e.g. to find factors and remainders, solve polynomial equations or evaluate unknown coefficients. Including factors of the form $(ax + b)$ in which the coefficient of $x$ is not unity, and including calculation of remainders.
ไทย
ผู้เข้าสอบควรสามารถ:
หมายเหตุและตัวอย่าง
เข้าใจความหมายของ $|x|$, วาดกราฟของ $y = |ax + b|$ และใช้ความสัมพันธ์เช่น $|a| = |b| \iff a^2 = b^2$ และ $|x - a| < b \iff a - b < x < a + b$ เมื่อแก้สมการและอสมการ
Source: Cambridge International syllabus · แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International
English
The modulus
The modulus 绝对值$|x|$ is the size of a number with its sign removed, so $|x| \geqslant 0$ always. The graph of $y = |ax + b|$ is a "V" shape that bounces off the $x$-axis. Two useful rules for solving equations and inequalities are
$$|a| = |b| \;\Leftrightarrow\; a^2 = b^2, \qquad |x - a| < b \;\Leftrightarrow\; a - b < x < a + b.$$
Worked example. Solve $|3x + 8| < 9$.
Using the second rule with the inequality written as $-9 < 3x + 8 < 9$:
Polynomial division and the factor and remainder theorems
A polynomial 多项式 is a sum of powers of $x$, such as $2x^4 + 3x^2 - 5$. Its degree 次数 is the highest power. When you divide one polynomial by another you get a quotient 商 and a remainder 余数.
Remainder theorem 余数定理: the remainder when $p(x)$ is divided by $(x - a)$ is $p(a)$.
Factor theorem 因式定理: $(x - a)$ is a factor of $p(x)$ exactly when $p(a) = 0$.
Worked example. The polynomial $p(x) = 2x^4 + kx^3 + kx^2 + 17x + 18$ has factor $(x + 2)$. Find $k$.
The modulus makes a V-shape. Move its vertex with b and c; change how steep the arms are with a. · ฟังก์ชันค่าสัมบูรณ์ทำให้เกิดรูป ตัว V เลื่อน จุดยอด ด้วย b และ c; เปลี่ยนความชันของ แขน ด้วย a
use logarithms to transform a given relationship to linear form, and hence determine unknown constants by considering the gradient and/or intercept.
e.g. $y = kx^n$ gives $\ln y = \ln k + n \ln x$ which is linear in $\ln x$ and $\ln y$$y = k(a^x)$ gives $\ln y = \ln k + x \ln a$ which is linear in $x$ and $\ln y$.
เช่น $y = kx^n$ ให้ $\ln y = \ln k + n \ln x$ ซึ่งเป็นเชิงเส้นใน $\ln x$ และ $\ln y$$y = k(a^x)$ ให้ $\ln y = \ln k + x \ln a$ ซึ่งเป็นเชิงเส้นใน $x$ และ $\ln y$.
Source: Cambridge International syllabus · แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International
English
A logarithm answers the question "what power?". If $a^x = y$ then $x = \log_a y$. Logarithms and indices 指数 (powers) are reverse ideas. The laws of logarithms 对数定律 are
$$\log(mn) = \log m + \log n, \qquad \log\!\frac{m}{n} = \log m - \log n, \qquad \log(m^k) = k\log m.$$
The exponential function $e^x$ and the natural logarithm 自然对数$\ln x$ are inverse functions, so $\ln(e^x) = x$ and $e^{\ln x} = x$. When the unknown is in the power, take logs of both sides.
Linear form 线性形式: a relationship like $y = Ax^n$ becomes a straight line if you take logs: $\ln y = \ln A + n\ln x$. Plotting $\ln y$ against $\ln x$ gives a line with gradient $n$ and intercept $\ln A$, so you can find the unknown constants.
Change the base b: when b > 1 the curve grows, when 0 < b < 1 it decays — and it always passes through (0, a). · เปลี่ยน ฐาน b: เมื่อ b > 1 เส้นโค้งจะ เติบโต, เมื่อ 0 < b < 1 จะ ลดลง — และมันจะผ่านจุด (0, a) เสมอ
understand the relationship of the secant, cosecant and cotangent functions to cosine, sine and tangent, and use properties and graphs of all six trigonometric functions for angles of any magnitude
use trigonometrical identities for the simplification and exact evaluation of expressions, and in the course of solving equations, and select an identity or identities appropriate to the context, showing familiarity in particular with the use of: – $\sec^2 \theta \equiv 1 + \tan^2 \theta$ and $\csc^2 \theta \equiv 1 + \cot^2 \theta$ – the expansions of $\sin(A \pm B)$, $\cos(A \pm B)$ and $\tan(A \pm B)$ – the formulae for $\sin 2A$, $\cos 2A$ and $\tan 2A$ – the expression of $a \sin \theta + b \cos \theta$ in the forms $R \sin(\theta \pm \alpha)$ and $R \cos(\theta \pm \alpha)$.
Source: Cambridge International syllabus · แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International
English
There are three more functions, each the reciprocal of one you know: the secant 正割$\sec\theta = \dfrac{1}{\cos\theta}$, the cosecant 余割$\csc\theta = \dfrac{1}{\sin\theta}$, and the cotangent 余切$\cot\theta = \dfrac{1}{\tan\theta}$.
You must know these trigonometric identities 三角恒等式 and choose the right one for each problem:
So $\sec\theta = \tfrac52$ or $\sec\theta = -4$, giving $\cos\theta = \tfrac25$ or $\cos\theta = -\tfrac14$. The solutions are $\theta = \pm 66.4^\circ$ and $\theta = \pm 104.5^\circ$.
Drag the angle to see how $\sin$, $\cos$ and $\tan$ relate — the key to solving trig equations. · ลากมุมเพื่อดูความสัมพันธ์ระหว่าง $\sin$, $\cos$ และ $\tan$ — กุญแจสำคัญในการแก้สมการตรีโกณมิติ
เช่น $x = t - e^{2t}$, $y = t + e^{2t}$. เช่น $x^2 + y^2 = xy + 7$. รวมถึงการใช้ในโจทย์ที่เกี่ยวข้องกับเส้นสัมผัสและเส้นปกติ
Source: Cambridge International syllabus · แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International
English
Learn these standard derivatives:
$$\frac{d}{dx}e^x = e^x, \quad \frac{d}{dx}\ln x = \frac{1}{x}, \quad \frac{d}{dx}\sin x = \cos x, \quad \frac{d}{dx}\cos x = -\sin x, \quad \frac{d}{dx}\tan x = \sec^2 x.$$
For a product or a quotient of two functions, use:
the product rule 乘积法则: $(uv)' = u'v + uv'$;
the quotient rule 商法则: $\left(\dfrac{u}{v}\right)' = \dfrac{u'v - uv'}{v^2}$.
When a curve is given by parametric equations 参数方程$x = x(t)$, $y = y(t)$, the gradient is $\dfrac{dy}{dx} = \dfrac{dy/dt}{dx/dt}$. When $y$ is defined implicitly 隐式 (not made the subject), differentiate every term with respect to $x$, using the chain rule on the $y$ terms, then solve for $\dfrac{dy}{dx}$.
Worked example. Given $y = 6x\cos(x^2 + 1)$, find $\dfrac{dy}{dx}$.
Use the product rule with $u = 6x$ and $v = \cos(x^2 + 1)$ (and the chain rule for $v$):
Move the point: the tangent line is the derivative at that x. Where the curve turns, the gradient is zero. · เคลื่อนจุด: เส้นสัมผัส คืออนุพันธ์ที่ค่า x นั้น เมื่อเส้นโค้งเปลี่ยนทิศทาง ความชันจะเป็นศูนย์
• extend the idea of ‘reverse differentiation’ to include the integration of $e^{ax + b}$, $\frac{1}{ax + b}$, $\sin(ax + b)$, $\cos(ax + b)$ and $\sec^2(ax + b)$
Knowledge of the general method of integration by substitution is not required.
• use trigonometrical relationships in carrying out integration
e.g. use of double-angle formulae to integrate $\sin^2 x$ or $\cos^2(2x)$.
• understand and use the trapezium rule to estimate the value of a definite integral.
Including use of sketch graphs in simple cases to determine whether the trapezium rule gives an over-estimate or an under-estimate.
Source: Cambridge International syllabus · แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International
English
Integration is reverse differentiation — reverse each new derivative; harder integrals may need integration by substitution 换元积分 (developed in Pure 3). For a linear inside function $(ax + b)$:
To integrate a power of $\sin$ or $\cos$, first use an identity to remove the power. When you cannot integrate exactly, the trapezium rule 梯形法则 estimates a definite integral:
integration by substitution/ˌɪntɪˈɡreɪʃn baɪ ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/
การอินทิเกรตด้วยการแทนตัวแปร
2.6
Numerical solution of equations · การแก้สมการด้วยวิธีเชิงตัวเลข
Syllabus · หลักสูตร
English
Candidates should be able to:
Notes and examples
• locate approximately a root of an equation, by means of graphical considerations and/or searching for a sign change
e.g. finding a pair of consecutive integers between which a root lies.
• understand the idea of, and use the notation for, a sequence of approximations which converges to a root of an equation
• understand how a given simple iterative formula of the form $x_{n + 1} = \text{F}(x_n)$ relates to the equation being solved, and use a given iteration, or an iteration based on a given rearrangement of an equation, to determine a root to a prescribed degree of accuracy.
Knowledge of the condition for convergence is not included, but an understanding that an iteration may fail to converge is expected.
Source: Cambridge International syllabus · แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International
English
Iterating to a root: ride the tangent
Many equations cannot be solved exactly. Two ideas help you find a root 根 (a solution).
Sign change 变号: if $f(a)$ and $f(b)$ have opposite signs (and the graph has no break between them), a root lies between $a$ and $b$.
Iteration 迭代: rearrange the equation into the form $x = F(x)$, then use the iterative formula 迭代公式$x_{n+1} = F(x_n)$. Start from a first guess $x_0$ and repeat. If the values are convergent they settle down and converge 收敛 to a root. Keep going until the answer is steady to the accuracy asked for.
Worked example. A root $\beta$ of an equation satisfies $x = \sqrt[3]{-2x - 4.5}$, and $-1.4 < \beta < -1.0$. Use the iteration $x_{n+1} = \sqrt[3]{-2x_n - 4.5}$ with $x_0 = -1.2$.
A root is where the curve crosses zero. A sign change in f(x) traps a root between two x-values. · ราก คือจุดที่กราฟตัดแกนศูนย์ การเปลี่ยนเครื่องหมาย ของ f(x) บ่งบอกว่ามีรากอยู่ระหว่างค่า x สองค่า
Pick one and the site follows you — notes, papers, videos and practice all open on it. · เลือกหนึ่งตัว และเว็บจะติดตามคุณ — หมายเหตุ, ใบงาน, วิดีโอ และการฝึกฝนจะเปิดอยู่ที่นั้น
Type to search notes, lessons, code, vocabulary and past-paper questions across every subject. · พิมพ์เพื่อค้นหาบันทึก, บทเรียน, โค้ด, คำศัพท์ และคำถามข้อสอบเก่าในทุกวิชา