Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

download Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

of 24

Transcript of Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    1/24

    CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1A  |  1

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    Exercise 1A — The binomial theorem

    1 a  ( x + 3)2 =  2

    2

    0 x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     +  1 12

    31

     x⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     +  22

    32

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    =  x2 + 6 x + 9

    b  ( x + 4)5 =  55

    0 x⎛ ⎞⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ +  4

    54

    1 x⎛ ⎞⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ +  3 2

    54

    2 x⎛ ⎞⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ +  2 3

    54

    3 x⎛ ⎞⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    +  45

    44 x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     +  55

    45

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    =  x5 + 5 x44 + 10 x316 + 10 x264 + 5 x256 + 1 × 1024

    =  x5 + 20 x

    4 + 160 x

    3 + 640 x

    2 + 1280 x + 1024

    c  ( x − 1)8  =  8

    8

    0 x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     +  78

    ( 1)1 x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ +  6 2

    8( 1)

    2 x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    +  5 38

    ( 1)3 x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ +  4 4

    8( 1)

    4 x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ +  3 5

    8( 1)

    5 x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    +  2 68

    ( 1)6 x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ +  7

    8( 1)

    7 x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ +  8

    8( 1)

    8

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    =  x8 − 8 x7 + 28 x6 − 56 x5 + 70 x4 − 56 x3 + 28 x2 

    − 8 x + 1

    d  (2 x + 3)4 =  44

    (2 )0

     x⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     +  34

    (2 ) 31

     x⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     +  2 24

    (2 ) 32

     x⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    +  34

    (2 )33

     x⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     +  44

    34

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    = 16 x4 + 96 x3 + 216 x2 + 216 x + 81

    e  (7 − x)4  =  44

    70

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     +  3 2 24 4

    7 ( ) 7 ( )1 2

     x x⎛ ⎞ ⎛ ⎞

    − + −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

     

    +  3 44 4

    7( ) ( )3 4

     x x⎛ ⎞ ⎛ ⎞− + −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

     

    = 2401 − 1372 x + 294 x2 − 28 x3 +  x4 

    f   (2 − 3 x)5 =  55

    20

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     +  45

    2 ( 3 )1

     x⎛ ⎞

    −⎜ ⎟⎝ ⎠

     +  3 25

    2 ( 3 )2

     x⎛ ⎞

    −⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    + 2 35

    2 ( 3 )3

     x⎛ ⎞

    −⎜ ⎟⎝ ⎠

     + 45

    2( 3 )4

     x⎛ ⎞

    −⎜ ⎟⎝ ⎠

     + 55

    ( 3 )5

     x⎛ ⎞

    −⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    = 32 − 240 x + 720 x2 − 1080 x

    3 + 810 x

    4 − 243 x

    2 a 

    31

     x x

    ⎛ ⎞+⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ =  x3 + 3 x2

    1

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  + 3 x

    21

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     + 

    31

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    =  x3 + 3 x +  3 x

     + 3

    1 x

     

    72

    3 x x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ = (3 x)7 − 7(3 x)6

    2

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  + 21(3 x)

    5

    22

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  

    − 35(3 x)4

    32

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  + 35(3 x)

    3

    42

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  

    − 21(3 x)2

    52

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  + 7(3 x)

    6 72 2

     x x

    ⎛ ⎞ ⎛ ⎞−⎜ ⎟ ⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 

    = 2187 x7 − 10 206 x5 + 20 412 x3 − 22 680 x

    + 3

    15 120 6048

     x  x−  + 

    5 7

    1344 128

     x x−  

    62 3 x

     x

    ⎛ ⎞+⎜ ⎟

    ⎝ ⎠= ( x2)6 + 6( x2)5

    3

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  + 15( x

    2)4

    23

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  

    + 20( x2)3

    33

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  + 15( x

    2)2

    43

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  

    + 6( x2)

    5

    3 x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     + 

    6

    3 x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    =  x12 + 18 x9 + 135 x6 + 540 x3 + 1215 + 3

    1458

     x 

    + 6

    729

     x 

    5

    2

    32 x

     x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ = 

    5 4

    2 2

    3 35 (2 ) x

     x x

    ⎛ ⎞ ⎛ ⎞−⎜ ⎟ ⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ + 

    32

    2

    310 (2 ) x

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    − 

    23

    2

    310 (2 ) x

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     +4 5

    2

    35 (2 ) (2 ) x x x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    = 10 7

    243 810

     x x−  + 

    4

    1080 720

     x x−  + 240 x2 − 32 x5 

    3  (r  + 1)th

     term isn

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     (ax)n − r b

    r  

    a  ( x − 7)3 

    i  x2is the 2nd term

    ⇒  = 1

    Coefficient = 3

    1

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     x2 (−7)

    = −21

    ii  x3 is first term ⇒ r  = 0

    term = 

    3

    0

    ⎛ ⎞

    ⎜ ⎟⎝ ⎠ x3

    70

     

    Coefficient = 1

    iii  x4 

    Coefficient = 0

    b  (2 x + 1)5 

    i  x2 is the 4

    th term ⇒ r  = 3

    term = 5

    3

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

    (2 x)213 

    Coefficient = 40

    ii  x3 is the third term

    ⇒ r  = 2

    term = 5

    2

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

    (2 x)31

    Coefficient = 80

    iii  x4 is the 2nd term ⇒ r  = 1

    term = 5

    1

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

    (2 x)411 

    Coefficient = 80

    52

    3 x x

    ⎛ ⎞+⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    i  Coefficient of x2 = 0

    Chapter 1 — Graphs and polynomials

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    2/24

    2  |  CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1B

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    ii  x3 is the 5th term ⇒ r  = 4

    term = 

    15 2

    4  x

    ⎛ ⎞⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟

    ⎝ ⎠⎝ ⎠(3 x)4 

    Coefficient = 810

    iii Coefficient of x4 = 0

    62 3 x

     x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    i  Coefficient of x2 = 0

    ii  x3 is the 4th term ⇒ r  = 3

    term = 6

    3

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

    ( x2)3

    33

     x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠  

    Coefficient = −540

    iii Coefficient of x4 = 0

    6

    2

    37 x

     x

    ⎛ ⎞+⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    i Coefficient of x2 = 0

    ii  x3 is the 2nd term ⇒ r  = 1

    term = 6

    1

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

    (7 x)5

    1

    2

    3

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  

    Coefficient = 302 526iii Coefficient of x4 is 0.

    32 5

    3 x x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

     x3 is the 2nd term ⇒ r  = 1

    term = 3

    1

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

    (3 x2)2

    15

     x

    −⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  

    = 3 × 9 x4 × 1

    5

     x

    − 

    = −135 x3 The answer is A. 

    5  When the expression for C is expanded it does not contain an x5 term. The first three terms contain x8, x6 and x4 respectively.

    All the other expressions contain an x5

     term.The answer is C.

    53

    2

    2 x

     x

    ⎛ ⎞+⎜ ⎟

    ⎝ ⎠  = ( x

    3)5 + 5( x

    3)4

    2

    2

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  + 10( x

    3)

    3

    2

    2

    2

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  

    + 10( x3)2

    3

    2

    2

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  + 5( x

    3)

    4

    2

    2

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     + 

    5

    2

    2

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    = 1 x15 + 10 x10 + 40 x5 + 80 + 3

    80

     x + 

    2

    32

     x 

    ∴  = 1 + 10 + 40 + 80 + 80 + 32

    = 243

    The answer is D.

    7  (2 x − 3)4 

    = (2 x)4 − 4(2 x)33 + 6(2 x)232 − 4(2 x)33 + 34 

    = 16 x4 − 96 x

    3 + 216 x

    2 − 216 x

    3 + 81

    The answer is D.

    8  Fourth term = 6C 3 x

    3 × (3 y)

    = 20 ×  x3 × 27 y3 

    = 540 x3 y3 

    9  Term 3 ⇒ r  = 2

    2

    79 32 4

     x⎛ ⎞   ⎛ ⎞−⎜ ⎟   ⎜ ⎟

    ⎝ ⎠⎝ ⎠ 

    = 278 732

    16

     x 

    = 219 683

    4

     x 

    10  x6, x3, x0

    3rd term is independent of x. r  = 2

    2

    4

    2

    6 2(3 )

    2 x

     x

    ⎛ ⎞   ⎛ ⎞⎜ ⎟   ⎜ ⎟

    ⎝ ⎠⎝ ⎠ 

    = 4860

    11  Powers of x are ( x2)5, ( x2)4 31

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠ , ( x

    2)3

    2

    3

    1

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  

     x10, x5, x0, …

    The third term is independent of x.

    term = 5C 2( x

    2)3

    2

    3

    4

     x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠  

    = 10 × (+16)

    = 160

    12 

    4

    2

    2

    3 x

     x

    ⎛ ⎞+⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    Powers of x are ( x2)4, ( x2)3 21

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠ , ( x

    2)2

    2

    2

    1

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  

     x8, x4, x0, …The third term is independent of x.

    term = 

    4

    C 2( x

    2

    )

    2

    2

    2

    3

     x

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠  

    = 6 × 9

    = 54

    13  Expand ( p + 3)5

    =  p5 + 5 p43 + 10 p332 + 10 p233 + 5 p34 + 35 

    =  p5 + 15 p4 + 90 p3 + 270 p2 + 405 p + 243

    ∴ (2 p − 5)( p5 + 15 p4 + 90 p3 + 270 p2 + 405 p + 243)

    ⇒ 2 p6 + 30 p5 + 180 p4 + 540 p3 + 810 p2 + 486 p − 5 p5 − 75 p4 − 450 p3 − 1350 p2 − 2025 p − 1215

    Coefficient of p4 term = 180 − 75 = 105

    14  (2a − 1)n 

    2nd term is nC 1(2a)n − 1(−1)1 

    coefficient: −n × 2n − 1 = −192

    n × 2n ×  12

      = 192

    n × 2n  = 384

    = 3 × 27 

    = 3 × 2 × 26 

    = 6 × 26 

    n  = 6

    Exercise 1B — Polynomials

    1  Polynomial expressions consist of terms which have non-negative integer powers of x only.

     Not Polynomial:

    ii  x4 + 3 x2 − 2 x +   x  

    iii  x7

     + 3 x6

     − 2 xy + 5 x 

    vi 2 x5 +  x

    4 −  x

    3 +  x

    2 + 3 x −  2

     x 

    Polynomial:

    i  x3 − 2 x 

    iv 3 x8 − 2 x5 +  x2 − 7

    v 4 x6 −  x3 + 2 x − 3

    2 a   P ( x) + Q( x) = 8 − 3 x + 2 x2 +  x4 +  x5 − 3 x4 − 4 x2 − 1

    =  x5 − 2 x

    4 − 2 x

    2 − 3 x + 7

    b  Q( x) −  R( x) =  x5 − 3 x4 − 4 x2 − 1 − (8 x3 + 7 x2 − 4 x)

    =  x5 − 3 x

    4 − 4 x

    2 − 1 − 8 x

    3 − 7 x

    2 + 4 x

    =  x5 − 3 x4 − 8 x3 − 11 x2 + 4 x − 1

    c  3 P ( x) − 2 R( x)

    3 P ( x) = 3(8 − 3 x + 2 x2 +  x4)

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    3/24

    CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1B  |  3

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    = 24 − 9 x + 6 x2 + 3 x4

    2 R( x) = 2(8 x3 + 7 x2 − 4 x)

    = 16 x3 + 14 x2 − 8 x

    ∴ 3 P ( x) − 2 R( x) = 24 − 9 x + 6 x2 + 3 x4 − (16 x3 + 14 x2 − 8 x)

    = 24 − 9 x + 6 x2 + 3 x4 − 16 x3 − 14 x2 + 8 x

    = 3 x4 − 16 x3 − 8 x2 −  x + 24

    d  2 P ( x) − Q( x) + 3 R( x)

    2 P ( x) = 2(8 − 3 x + 2 x2 +  x4)

    = 16 − 6 x + 4 x2 + 2 x4

    3 R( x) = 3(8 x3 + 7 x2 − 4 x)= 24 x3 + 21 x2 − 12 x

    2 P ( x) − Q( x) + 3 R( x)

    = 16 − 6 x + 4 x2 + 2 x

    4− ( x5 − 3 x

    4 − 4 x

    2 − 1) + 24 x

    3 + 21 x

    − 12 x

    = 16 − 6 x + 4 x2 + 2 x4 −  x5 + 3 x4 + 4 x2 + 1 + 24 x3 + 21 x2 − 12 x

    = 17 − 18 x + 29 x2 + 24 x

    3 + 5 x

    4 −  x

    5

    3 a   P ( x) =  x6 + 2 x5 −  x3 +  x2

    i degree = 6

    ii  P (0) = 06 + 2 × 05 − 03 + 02

    = 0

    iii  P (2) = 26 + 2 × 25 − 23 + 22

    = 124

    iv  P (−1) = −16 + 2 × −15 − (−1)3 + (−1)2

    = 1

    b  P ( x) = 3 x7 − 2 x6 +  x5 − 8

    i degree = 7

    ii  P (0) = 3 × 07 − 2 × 06 + 05 − 8

    = −8

    iii  P (2) = 3 × 27 − 2 × 2

    6 + 2

    5 − 8

    = 280

    iv  P (−1) = 3 × (−1)7 − 2 × (−1)6 + (−1)5 − 8

    = −3 − 2 − 1 − 8

    = −14

    c   P ( x) = 5 x6 + 3 x4 − 2 x3 − 6 x2 + 3

    i degree = 6

    ii  P (0) = 5 × 06 + 3 × 04 − 2 × 03 − 6 × 02 + 3

    = 3iii  P (2) = 5 × 26 + 3 × 24 − 2 × 23 − 6 × 22 + 3

    = 331

    iv  P (−1) = 5 × (−1)6 + 3 × (−1)4 − 2 × (−1)3 − 6 × (−1)2 + 3

    = 5 + 3 + 2 − 6 + 3

    = 7

    d  P ( x) = −7 + 2 x − 5 x2 + 2 x3 − 3 x4

    i degree = 4

    ii  P (0) = −7 + 2 × 0 − 5 × 02 + 2 × 03 − 3 × 04

    = −7

    iii  P (2) = −7 + 2 × 2 − 5 × 22 + 2 × 23 − 3 × 24

    = −55

    iv  P (−1) = −7 + 2 × (−1) − 5 × (−1)2 + 2 × (−1)3 − 3(−1)4

    = − 7 − 2 − 5 − 2 − 3

    = −19

    4   P ( x) =  x8 − 3 x6 + 2 x4 −  x2 + 3

     P (−2) = (−2)8 − 3 × (−2)6 + 2 × (−2)4 − (−2)2 + 3

    = 95

    The answer is B.

    5  P ( x)= 2 x7 + ax

    5 + 3 x

    3 + bx − 5

     P (1)= 4

    ∴ 4 = 2 × 17 + a × 15 + 3 × 13 + b × 1 − 5

    4 = 2 + a + 3 + b − 5

    4 = a + b  [1]

     P (2) = 163

    163 = 2 × 27 + a × 2

    5 + 3 × 2

    3 + b × 2 − 5

    = 256 + 32a + 24 + 2b − 5

    −112 = 32a + 2b  [2]

    [1] × 2 8 = 2a + 2b  [3]

    [2] − [3] −120 = 30a

    a = −4 b = 8

    6   f ( x) = ax4 + bx3 − 3 x2 − 4 x + 7

     f (1) = −2

    ∴ −2= a × (1)4 + b × (1)3 − 3 × 12 −4 × 1 + 7

    −2= a + b − 3 − 4 + 7

    −2= a + b

    ∴ −2 − b = a 

    [1] f (2) = −5

    ∴ −5= a × 24 + b × 2

    3 − 3 × 2

    2 − 4 × 2 + 7

    −5= 16a + 8b − 12 − 8 + 7

    −5= 16a + 8b − 13

    8 = 16a + 8b

    8 = 8(2a + b)

    1 = 2a + b  [2]Substitute [1] into [2]

    1 = 2(−2 − b) + b

    1 = −4 − 2b + b

    1 = −4 − b

    b = −5

    If b = −5, then [1] −2 − −5 = a.

    3 = a∴ f ( x) = 3 x4

     − 5 x3

     − 3 x2

     − 4 x + 7

    7  Q( x) =  x5 + 2 x

    4 + ax3 − 6 x + b

    Q(2) = 45

    ∴ 45 = 25 + 2 × 24 + 23a − 6 × 2 + b

    45 = 52 + 8a + b

    −7 = 8a + b

    −7 − 8a = b  [1]

    Q(0) = −7

    ∴ −7 = 05 + 2 × 04

     + a × 03

     − 6 × 0 + b

    −7 = b  [2]Substitute [2] into [1].

    −7 − 8a = −7

    −8a  = 0

    a  = 0∴ Q( x) =  x5

     + 2 x4

     − 6 x − 7. 

    8  P ( x) = ax6 + bx4

     +  x3

     − 6

    If 3 P (1) = −24

    then 3 P ( x) = 3(ax6 + bx4

     +  x3

     − 6)

    −24 = 3(a × 16 + b × 14

     + 13

     − 6)

    −8 = a + b + 1 − 6

    −8 = a + b − 5

    −3 = a + b

    −3 − a = b  [1]

    If 3 P (−2) = 102

    then 3 P ( x) = 3(ax6 + bx4

     +  x3

     − 6)

    102 = 3[a(−2)6 + b(−2)4

     + (−2)3

     − 6)

    34 = 64a + 16b − 8 − 6

    34 = 64a 

    + 16b 

    − 1448 = 64a + 16b

    (÷ 16) 3 = 4a + b  [2]Substitute [1] into [2]

    3 = 4a + (−3 − a)

    3 = 4a − 3 − a

    6 = 3a

    2 = a

    If 2 = a then b = −3 − a

    b = −3 − 2

    b = −5

    ∴ P ( x) = 2 x6 − 5 x4

     +  x3

     − 6

    9 a  P ( x) = ax4 −  x3

     + 3 x2

     − 5

    If P (1) = −1

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    4/24

    4  |  CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1C

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    then −1 = a × (1)4 − (1)3

     + 3 × (1)2 − 5

    −1 = a − 1 + 3 − 5 

    −1 = a − 3

    2 = a

    The answer is C.

    b  f ( x) =  xn 

    − 2 x3 +  x2

     − 5 x

    If f (2) = 10

    then 10 = 2n 

    − 2 × 23 + 22

     − 5 × 2

    10 = 2n 

    − 16 + 4 − 10

    10 = 2n − 22

    32 = 2n

    25  = 2n

    ∴ n  = 5

    The answer is D.

    Exercise 1C — Division of polynomials

    1 a2

    3 2

    3 2

    2

    2

    2 13

    2 5 24

    4

    2 5 

    2 8

    13 2 

    13 52

      50

     x x

     x x x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    + +

    ⎡ − + −− − ⎢

    −⎢⎣

    ⎡ +− ⎢

    −⎢⎣

    −⎡− ⎢

    −⎣

     

    Q( x) =  x2 + 2 x + 13

     R( x) = 50

    b

    4 3 2

    5 4 3 2

    5 4

    4 3

    4 3

    3 2

    3 2

    3 6 18 58

    0 3 0 4 33

    3

    3 3

     3 9

    6 0 

    6 18

     x x x x

     x x x x x x

     x x

     x x

     x x

     x x

     x x

    − + − +

    ⎡ + − + + ++ − ⎢

    +⎢⎣

    ⎡− −− ⎢− −⎢⎣

    ⎡ +− ⎢

    +⎢⎣

     

    2

    2

    18 4 

    18 54

    58 3 

    58 174

      171

     x x

     x x

     x

     x

    ⎡− +− ⎢

    − −⎢⎣

    +⎡− ⎢

    +⎣

     

    Q( x) =  x4 − 3 x3 + 6 x2 − 18 x + 58

     R( x) = −171

    c

    3 2

    4 3 2

    4 3

    6 17 53 155

    6 2 4 03

    6 18

     x x x

     x x x x x

     x x

    + + +⎡ − + − +

    − − ⎢−⎢⎣

     

    3 2

    3 2

    2

    17 2

    17 51

    53 4 

    53 159

    155 0 

    155 465

      465

     x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    ⎡ +− ⎢

    −⎢⎣

    ⎡ −− ⎢

    −⎣

    +⎡− ⎢

    −⎣

     

    Q( x) = 6 x3 + 17 x2 + 53 x + 155

     R( x) = 465

    d

    3 2

    4 3 2

    4 3

    3 2

    3 2

    7 7 101

    3 9 27

    3 6 0 12 03 1

    3

    7 0  7

    73

     x x x

     x x x x x

     x x

     x x

     x x

    − + +

    ⎡ − + + ++ − ⎢

    +⎢⎣

    ⎡− +⎢−⎢− −⎢⎣

     

    2

    2

    712

    7 7

    3 9

    1010

    101 101

    9 27

    101

      27

     x x

     x x

     x

     x

    ⎡+⎢

    ⎢−⎢

    +⎢⎣

    ⎡+⎢

    − ⎢⎢ +⎢⎣

     

    Q( x) =  x3 − 7

    3 x2 + 

    7

    9 x + 

    101

    27 

     R( x) = 20

    327

    −101

    27

    −⎛ ⎞=⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    2 a i  P ( x)=  x3 − 2 x

    2 + 5 x − 2

     P (4) = 43 − 2 × 42 + 5 × 4 − 2

    = 50

    ii  P ( x)=  x5 − 3 x3 + 4 x + 3

     P (−3) = (−3)5 − 3 × (−3)3 + 4 × (−3) + 3

    = −171iii  P ( x) = 6 x4 −  x3 + 2 x2 − 4 x

     P (3) = 6 × 34 − 33 + 2 × 32 − 4 × 3

    = 465

    iv  P ( x) = 3 x4 − 6 x3 + 12 x

    1

    3 P 

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠  = 3 × 

    41

    3

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠− 6 ×

    31

    3

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠+ 12 × −

    1

    = −320

    27 

    b  The values obtained in 2 were the same as the remainder

    values obtained in 1. 

    3 a   P (3) = 33 + 9 × 32 + 26 × 3 − 30

    = 156

    Since P (3) ≠ 0, x − 3 is not a factor

    b  P (−2) = (−2)4 − (−2)3 − 5 × (−2)2 − 2 × (−2) − 8

    = 0

    Since P (−2) = 0 then x + 2 is a factor.

    c   P (+ 4) = 4 − 9 × + 4 + 6 × 42 − 13 × (+ 4)

    − 12 × (+ 4)4 + 3 × (+ 4)5 

    = 4 − 36 + 94 − 832 − 3072 + 3072

    = −768

    Since P (−4) ≠ 0 then 4 −  x is not a factor.

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    5/24

    CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1C  |  5

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    d  P 1

    2

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ = 4 × 

    61

    2

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠+ 2 × 

    51

    2

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠− 8 × 

    41

    2

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    − 4 ×

    31

    2

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠+ 6 × 

    21

    2

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠− 9 × − 

    1

    2 − 6

    = 0.0625 + − 0.0625 − 0.5 + 0.5 + 1.5 + 4.5 − 6

    = 0

    Since P 1

    2

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ = 0 then 2 x + 1 is a factor.

    4 a   f ( x) =  x4 − 4 x3 −  x2 + 16 x − 12

    A  x + 1 ⇒  f (− 1)= (−1)4 − 4 × (−1)3 − (−1)2 + 16 × (−1) − 12

    = 1 + 4 − 1 − 16 − 12

    = −24

    B  x ⇒ f (0)= −12

    C  x + 2 ⇒  f (− 2)= (−2)4 − 4 × (−2)3 − (−2)2 + 16 × (−2) − 12

    = 16 + 32 − 4 − 32 − 12

    = 0

    Since f (−2) = 0 then ( x + 2) is a factor.

    D  x + 3 ⇒  f (−3)= (−3)4 − 4 × (−3)3 − (−3)2 + 16 × (−3) − 12

    = 120E  x − 4 ⇒  f (4)

    = 44 − 4 × 43 − 42 + 16 × 4 − 12

    = 36The answer is C.

    b

    3 2

    4 3 2

    4 3

    3 2

    3 2

    2

    2

    6 11 6

    4 16 122

    2

    6 12

    11 16 11 22

    6 12 

    6 12

      0

     x x x

     x x x x x

     x x

     x x

     x x

     x x x x

     x

     x

    − + −

    ⎡ − − + −+ − ⎢

    +⎢⎣

    ⎡− −− ⎢

    − −⎢⎣

    ⎡+− ⎢+⎢⎣

    − −⎡− ⎢

    − −⎣

     

    Test x = 1 into x3 − 6 x2 + 11 x − 6

    = 13 − 6 × 1 + 11 − 6

    = 0

    ∴ x − 1 is a factor.

    2

    3 2

    3 2

    2

    2

    5 6

    6 11 61

    5 11 

    5 5

    6 6 

    6 6

      0

     x x

     x x x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    − +

    ⎡ − + −− − ⎢

    −⎢⎣

    ⎡− +− ⎢

    − +⎢⎣

    −⎡− ⎢

    −⎣

     

     x2 − 5 x + 6 = ( x − 3)( x − 2) f ( x) factorises to

    ( x + 2)( x − 1)( x − 3)( x − 2)

    The answer is B.

    5 a   P ( x) =  x3 + 4 x

    2 − 3 x − 18

    Test x = ± 1 P ( x) ≠ 0

     x = 2, P ( x) = 0

    ∴ ( x − 2) is a factor

    2

    3 2

    3 2

    2

    2

    6 9

    4 3 182

    2

    6 3 

    6 12

    9 18

      9 18

      0

     x x

     x x x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    + +

    ⎡ + − −− − ⎢

    −⎢⎣

    ⎡ −− ⎢

    −⎢⎣

    −⎡

    − ⎢ −⎣

     

    ∴ ( x − 2)( x2 + 6 x + 9)

    = ( x − 2)( x + 3)2 

    b  P ( x) = 3 x3 − 13 x2 − 32 x + 12

    Test x = ± 1 P ( x) ≠ 0

     x = ± 2

    when x = −2, P ( x) = 0

    ∴ ( x + 2) is a factor.

    2

    3 2

    3 2

    2

    2

    3 19 6

    3 13 32 122

    3 6

    19 32 

    19 38

    6 12 

    6 12

      0

     x x

     x x x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    + − +

    ⎡ − − ++ − ⎢

    +⎢⎣⎡− −

    − ⎢− −⎢⎣

    +⎡− ⎢

    +⎣

     

    ∴ ( x + 2)(3 x2 − 19 x + 6)

    = ( x + 2)(3 x − 1)( x − 6)

    c   P ( x) =  x4 + 2 x

    3 − 7 x2 − 8 x + 12

    Test x = −2, P ( x) = 0

    ∴ ( x + 2) is a factor.

    3 2

    4 3 2

    4 3

    2

    2

    0 7 6

    2 7 8 122

    2

    0 7 8 

    7 14

    6 12 

    6 12

      0

     x x x

     x x x x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    + − +

    ⎡ + − − ++ − ⎢

    +⎢⎣

    ⎡ − −− ⎢

    − −⎢⎣

    +⎡− ⎢

    +⎣

     

    ∴ ( x + 2)( x3 + 0 x

    2 − 7 x + 6)

    Test x = 2, P ( x) = 0

    ∴ ( x − 2) is a factor.2

    3 2

    3 2

    2

    2

    2 3

    0 7 62

    2

    2 7 

    2 4

    3 6 

    3 6

      0

     x x

     x x x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    + −

    ⎡ + − +− − ⎢

    −⎢⎣

    ⎡ −−⎢

    −⎢⎣

    − +⎡−⎢

    − +⎣

     

    ∴ ( x + 2)( x − 2)( x2 + 2 x − 3)

    ( x + 2)( x − 2)( x + 3)( x − 1) 

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    6/24

    6  |  CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1C

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    d  P ( x) = 4 x4 + 12 x3 − 24 x2 − 32 x 

    Test x = −1, P ( x) = 0

    ∴ x + 1 is a factor3 2

    4 3 2

    4 3

    3 2

    3 2

    2

    2

    4 8 32

    4 12 24 32 01

    4 4

    8 24 

    8 8

    32 32 

    32 32

      0

     x x x

     x x x x x

     x x

     x x

     x x

     x x

     x x

    + −

    ⎡ + − − ++ − ⎢

    +⎢⎣

    ⎡ −− ⎢

    +⎢⎣⎡− −

    − ⎢− −⎢⎣

     

    ∴ ( x + 1)(4 x3 + 8 x2 − 32 x)

    Take out factor of 4 x.

    4 x( x + 1)( x2 + 2 x − 8)

    ∴ 4 x( x + 1)( x − 2)( x + 4)

    6 a  3 x3 + 3 x

    2 − 18 x = 0

    3 x is a common factor

    ∴ 3 x( x2 +  x − 6) = 0

    3 x( x + 3)( x − 2) = 0

     x = 0, −3, 2b  2 x

    4 + 10 x3 − 4 x

    2 − 48 x = 0

    Take out 2 x as a common factor

    ∴ 2 x( x3 + 5 x2 − 2 x − 24) = 0

    Factorise x3 + 5 x2 − 2 x − 24

    Test x = 2, f (2) = 0

    ∴ ( x – 2) is a factor2

    3 2

    3 2

    2

    2

    7 12

    5 2 242

    2

    7 2 

    7 14

    12 24 

    12 24

      0

     x x

     x x x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    + +

    ⎡ + − −− − ⎢

    −⎢⎣

    ⎡ −− ⎢

    −⎢⎣

    −⎡− ⎢

    −⎣

     

    ∴ 2 x( x − 2)( x2 + 7 x + 12)

    = 2 x( x − 2)( x + 3)( x + 4) = 0

    ∴ x = 2, −3, 0, and − 4

    c  2 x4 +  x

    3 − 14 x2 − 4 x + 24 = 0

    Test x = 2,  f ( x) = 0

    ∴ ( x − 2) is a factor

    3 2

    4 3 2

    4 3

    3 2

    3 2

    2

    2

    2 5 4 12

    2 14 4 242

    2 45 14

     5 10

    4 4 

    4 8

    12 24 

    12 24

      0

     x x x

     x x x x x

     x x x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    + − −

    ⎡ + − − +− − ⎢

    −⎢⎣⎡ −

    − ⎢−⎢⎣

    ⎡− −− ⎢

    − +⎢⎣

    − +⎡− ⎢

    − +⎣

     

    ∴ ( x − 2)(2 x3 + 5 x2 − 4 x − 12)

    Test x = −2, f (−2) = 0

    ∴ ( x + 2) is a factor

    2

    3 2

    3 2

    2 6

    2 5 4 122

    2 4

     x x

     x x x x

     x x

    + −

    ⎡ + − −+ − ⎢

    +⎢⎣ 

    2

    2

    2

    6 12 

    6 12

      0

     x x

     x x

     x

     x

    ⎡ −− ⎢

    −⎢⎣

    − −⎡− ⎢

    − −⎣ 

    ∴ ( x − 2)( x + 2)(2 x2 +  x − 6)

    ( x − 2)( x + 2)(2 x − 3)( x + 2)

     x = 2, −2, or3

    d  x4 − 2 x

    2 + 1 = 0

    Test x = + 1,  f ( x) = 0

    ∴ ( x − 1) is a factor3 2

    4 3 2

    4 3

    3 2

    3 2

    2

    2

    1

    0 2 0 11

    1

      0

     x x x

     x x x x x

     x x

     x x x x

     x x

     x x

     x

     x

    + − −

    ⎡ + − + +− − ⎢

    −⎢⎣

    ⎡−− ⎢−⎢⎣

    ⎡− +− ⎢

    − +⎢⎣

    − +⎡− ⎢

    − +⎣

     

    ∴ ( x − 1)( x3 +  x2 −  x − 1)

    Test x = −1,  f ( x) = 0

    ∴ ( x + 1) is a factor2

    3 2

    3 2

    1

    11

      0

    1

      0

     x

     x x x x x x

     x

     x

    ⎡ + − −+ − ⎢+⎢⎣

    − −⎡− ⎢

    − −⎣

     

    ∴ ( x − 1)( x + 1)( x2 − 1) = 0

    ( x − 1)( x + 1)( x − 1)( x + 1) = 0

     x = ±1AlternativelyLet u = x2 

    u2 – 2u + 1 = 0

    (u – 1)(u – 1) = 0u = 1 ∴  x2 = 1

     x = ±1 

    7  If ( x − 2) is a factor then

    when x = 2, f ( x) = 0

    0 =  x3 + ax

    2 − 6 x − 4

     f (2) = 0 = 23 + a2

    2 − 6 × 2 − 4

    0 = 8 + 4a − 12 − 4

    0 = 4a − 8

    8 = 4a

    2 = a

    8  Let

     P ( x) =  x3 +  x2

     − ax + 3

     P (1) = 1 + 1 − a + 3 = 0

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    7/24

    CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1D  |  7

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    ( x − 1) is a factor

    a = 5

    9  If ( x + 3) is a factor then

    when x = −3, f ( x) = 0

     f (−3) = 0 = 2(−3)4 + a(−3)3 − 3 × (−3)

    + 18

    0 = 162 − 27a + 9 + 18

    0 = 189 − 27a

    27a = 189

    a = 710  If ( x + 1) is a factor then

    when x = −1, f ( x) = 0

     f (−1)= 0 = −a − 4 − b − 12

    0 = −a − b − 16

    a = −b − 16 [1]

    If ( x − 2) is a factor then

    when x = 2, f ( x) = 0

     f (2) = 0 = 8a − 16 + 2b − 12

    0 = 8a + 2b − 28

    28 = 8a + 2b

    14 = 4a + b [2]Sub [1] into [2]

    14 = 4(−b − 16) + b

    14 = −4b − 64 + b14 = −3b − 64

    78 = −3b

    −26 = b

    ∴ a = + 26 − 16

    a = 10

    11  (2 x − 3) and ( x + 2) are factors of

    2 x3 + ax2

     + bx + 30

     P ( x) = 2 x3 + ax2

     + bx + 30

     P (−2) = 2(−2)3 + a(−2)2

     + b(−2) 

    + 30 = 0

    −16 + 4a − 2b + 30 = 0

    4a − 2b = −14  [1]

     P 

    3

    2

    ⎛ ⎞

    ⎜ ⎟⎝ ⎠ = 2

    33

    2

    ⎛ ⎞

    ⎜ ⎟⎝ ⎠ + a

    23

    2

    ⎛ ⎞

    ⎜ ⎟⎝ ⎠ + b3

    2

    ⎛ ⎞

    ⎜ ⎟⎝ ⎠  

    + 30 = 0

    2 × 27

    8 + 

    9

    4

    a + 

    3

    2

    b + 30 = 0

    27 + 9a + 6b + 120 = 0

    9a + 6b = −147

    3a + 2b = −49 [2]

    [1] + [2] 7a = −63

    a = −9

    Substitute into [1] 4 × −9 − 2b = −14

    −2b = 22

    b = −11

    a = −9, b = −11.

    Exercise 1D — Linear graphs

    1 a  2 x + 3 y = 12

     x-intercept when y = 0

    2 x = 12

     x = 6

     y-intercept when x = 0

    3 y = 12

     y  = 4

    b  2 y − 5 x − 10 = 0

     x-intercept when y = 0

    −5 x = 10

     x  = −2

     y-intercept when x = 0

    2 y = 10

     y  = 5

    c  2 x −  y = 1

     x-intercept when y = 0

    2 x = 1

     x = 1

     y-intercept when x = 0

    − y = 1

     y  = −1

    2 a   y = mx + c

     y = 3 x + c 

    find c using the point (2, 1)

    1 = 3 × 2 + c 

    −5 = c 

    ∴ y = 3 x − 5

    −3 x +  y + 5 = 0

    b  y = mx + c 

     y = −2 x + c 

    find c, sub in (−4, 3)3 = −2 × −4 + c 

    3 = 8 + c 

    −5 = c 

    ∴ y = −2 x − 5

    2 x +  y + 5 = 0

    3 a  (−3, −4), (−1, −10)

    m = 10 4

    1 3

    − +

    − + 

    = 6

    2

    − 

    = −3

     y = −3 x + c

    sub in (−3, −4)

    −4 = −3 × −3 + c

    −13 = c

     y = −3 x − 13

    3 x +  y + 13 = 0

    b  (7, 5), (2, 0)

    m = 5 0

    7 2

    − 

    = 5

    = 1

     y =  x + csub in (2, 0)

    0 = 2 + c

    −2 = c

     y =  x − 2

    − x +  y + 2 = 0

    4  2 y − 3 x − 6 = 0

    A 2 × 6 − 3 × 2 − 6 = 0

    12 − 6 − 6 = 0

    B 2 × 0 − 3 × − 2 − 6 = 0

    0 + 6 − 6 = 0

    C 2 × 3 − 3 × 0 − 6 = 0

    6 − 0 − 6 = 0

    D 2 × 2 − 3 × 1 − 6 = 0

    4 − 3 − 6 ≠ 0

    E 2 × 9 − 3 × 4 − 6 = 0

    18 − 12 − 6 = 0

    The answer is D.

    5 a  i  −2 = 5

    1 2

    b −

    −2 = 5

    3

    b − 

    −6 = b − 5

    −1 = b

    ii   y 

    −  x 

    = 7

    ∴ y  =  x + 7

    m  = 1

    1 = 5

    1 2

    b −

    3 = b − 5

    8 = b

    b  parallel to y = 3 x − 4

    ∴ m = 3

     y = 3 x + c

    sub in (4, 5)

    5 = 3 × 4 + c

    −7 = c

    ∴ y 

    = 3 x 

    − 7

    0 = 3 x −  y − 7

    c  2 y −  x + 1 = 0

    2 y =  x − 1

     y = 1

    2 x − 

    1

    m = −2 gradient of perpendicular line

     y −  y1 = m( x −  x1)

    Sub in (−2, 4)  y − 4 = −2( x + 2)

     y − 4  = −2 x − 4

    2 x +  y  = 0

    6 i  x + 2 y + 4 = 0

    •  x-intercept when y = 0

     x = − 4•  y-intercept when x = 0

    2 y = − 4

     y = − 2

    Graph e

    ii  y = 3 − Graph f

    iii  y − 2 x − 2 = 0

    •   x-intercept when y = 0

    −2 = 2 x

    −1 =  x

    •  y-intercept when x = 0

     y = 2Graph a

    iv 3 y + 2 x = 6

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    8/24

    8  |  CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1E

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    •  x-intercept when y = 0

    2 x = 6

     x = 3

    •  y-intercept when x = 0

    3 y = 6

     y = 2

    Graph c

    v y − 2 x = 0

    •   x- and y-intercepts occur at the

    origin.Graph b

    vi  x = −2 − Graph d.

    7 a   y ≥ −2 or [−2, ∞)

    b  y > −5 or (−5, ∞)

    c  −2 ≤  y < 3 or [−2, 3)

    d  −2 ≤  y ≤ 3 or [−2, 3]

    e   R

    f   −∞ 

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    9/24

    CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1E  |  9

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    c   f ( x) = 10 + 3 x −  x2

     y-intercept x = 0

     y  = 10

     x-intercept y = 00 = (5 −  x)(2 +  x)

     x = 5 or −2

    d  f ( x) = 6 x2 −  x − 12

     y-intercept x  = 0

     y  = −12

     x-intercept(s) y = 0

    0 = (3 x + 4) (2 x − 3)

     x = −4

    3 or

    3

    3 a   f ( x) =  x2 − 6 x + 8

    =  x2 − 6 x + 32 − 32 + 8

    = ( x − 3)2 − 9 + 8

    = ( x − 3)2 − 1TP is (3, −1)

    b  f ( x) =  x2 − 5 x + 4

    =  x2 − 5 x +

    2 25 5

    2 2

    ⎛ ⎞ ⎛ ⎞−⎜ ⎟ ⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ + 4

    25

    2 x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠−

    25

    4 + 4

    25

    2 x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠−

    25

    4 + 

    16

    25

    2 x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠− 

    9

    TP is5 9

    ,2 4

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    c   f ( x)= 10 + 3 x −  x2

    = −( x2 − 3 x − 10)

    = −

    2 22 3 33 10

    2 2 x x

    ⎡ ⎤⎛ ⎞ ⎛ ⎞− + − −⎢ ⎥⎜ ⎟ ⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎢ ⎥⎣ ⎦ 

    = −

    23 9

    102 4

     x⎡ ⎤⎛ ⎞

    − − −⎢ ⎥⎜ ⎟⎝ ⎠⎢ ⎥⎣ ⎦

     

    = −

    23 9 40

    2 4 4 x

    ⎡ ⎤⎛ ⎞− − −⎢ ⎥⎜ ⎟

    ⎝ ⎠⎢ ⎥⎣ ⎦ 

    = −

    23

    2 x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ + 

    49

    TP is3 49

    ,2 4

    ⎛ ⎞+⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ = 

    1 11 , 12

    2 4

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    d  f ( x)= 6 x2 −  x − 12

    = 2

    6 26

     x x

    ⎛ ⎞− −⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    2 22 1 16 2

    6 12 12 x x⎡ ⎤⎛ ⎞ ⎛ ⎞− + − −⎢ ⎥⎜ ⎟ ⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎢ ⎥⎣ ⎦ 

    21 1 288

    612 144 144

     x⎡ ⎤⎛ ⎞

    − − −⎢ ⎥⎜ ⎟⎝ ⎠⎢ ⎥⎣ ⎦

     

    21 289

    612 144

     x⎡ ⎤⎛ ⎞

    − −⎢ ⎥⎜ ⎟⎝ ⎠⎢ ⎥⎣ ⎦

     

    21

    612

     x⎛ ⎞

    −⎜ ⎟⎝ ⎠

    −289

    24 

    TP is1 1

    , 1212 24

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    4  a  i   y = 2 −  x2

    a = −1, h = 0, k  = 2

    TP = (0, 2)

    ii Domain =  R

    iii Range = (−∞, 2]

    b i  y = ( x − 6)2

    a = 1, h = 6, k  = 0

    TP = (6, 0)

    ii  Domain =  R

    iii  Range = [0, ∞)

    c  i   y = −( x + 2)2 

    a = −1, h = −2, k  = 0

    TP = (−2, 0)

    ii  Domain =  R

    iii  Range = (−∞, 0]

    d i   y  = 2( x + 3)2 − 6

    a  = 2, h = −3, k  = −6

    TP = (−3, −6)

    ii  Domain =  R

    iii  Range = [−6, ∞)

    5  Using y = A ( x + B)2 + C

    a  i  TP = (1, − 2)

    ∴ B = −1 and C = −2

    Assume A = 1

    ⇒  y = 1( x − 1)2 − 2 y =  x2 − 2 x + 1 − 2

     y =  x2 − 2 x − 1

    ii  Domain =  R

    iii Range [−2, ∞)

    b  i  TP = (2, −3)

    ∴ B = −2

    C = −3

    Assume A = 1

    ⇒  y  = 1 ( x − 2)2 − 3

    =  x2 − 4 x + 4 − 3

    =  x2 − 4 x + 1

    ii  Domain = [−1, ∞)

    iii  Range = [−3, ∞)

    c  i  TP = (1, 9)

    ∴ B = −1 and C = 9

    Assume A = −1

    ⇒  y = −1( x − 1)2 + 9 y = −1( x2 − 2 x + 1) + 9

     y = − x2 + 2 x − 1 + 9

     y = − x2 + 2 x + 8

    ii  Domain = [−4, 4)

    iii  Range = [−16, 9]

    6 a   y = 2 x2 + 3

    TP = (0, 3)

     y-intercept when x = 0

     y = 3 x-intercepts when y = 0

    0 = 2 x2 + 3

    There are no x-intercepts.

    b  y = (2 x − 5) (2 x − 3)

    = 4 x2 − 16 x + 15

    = 4 215

    44

     x x⎛ ⎞

    − +⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    = 4 215

    4 4 44

     x x⎛ ⎞

    − + − +

    ⎜ ⎟⎝ ⎠ 

    = 4 21

    ( 2)4

     x⎛ ⎞

    − −⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    = 4( x − 2)2 − 1 

    TP = (2, −1)

     y-int = (0, 15)

     x-int = (1, 5, 0), (2, 5, 0)

    c   y = (2 x − 3)2 − 8

    TP = 3

    , 82

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

     y-intercept when x = 0

     y = (−3)2 − 8

    = 1

     x-intercepts when y = 0

    0 = (2 x − 3)2 − 8

    = 4 x2 − 12 x + 9 − 8

    = 4 x2 − 12 x + 1From the graphics calculator,

     x = 2.91 and x = 0.09

    7 a   y =  x2 − 2 x − 3

     x-intercepts y = 0

    0 = ( x − 3)( x + 1)

     x = 3 or −1

    (3, 0)(−1, 0)The answer is B.

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    10/24

    10  |  CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1E

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    b  y =  x2 − 2 x − 3

     y =  x2 − 2 x + 12 − 12 − 3

     y = ( x − 1)2 − 4

    TP = (1, −4)The answer is C.

    8  f ( x) = −( x + 3)2 + 4

    TP = (−3, 4)

    ∴ range ( ,4]−∞  

    The answer is D.

    9  y = ( x − 4)2

     

     x ∈ [0, 6]TP = (4, 0)

    When x = 0   y = (−4)2 = 16

    ∴ range [0, 16]

    When x = 6   y = (6 − 4)2 = 22 = 4

    But x = 4   y = 0The answer is A.

    10 a   f ( x) = ( x − 2)2

     − 4TP = (2, −4)

     y-int   x = 0

     y = (0 − 2)2 − 4

     y = (−2)2 − 4

     y = 0

     x-int   y = 0

    0 = ( x − 2 − 2)( x − 2 + 2)

    0 = ( x − 4)( x)

    ∴ x = 4 or 0

    b  f ( x) = −( x + 4)2 + 9

    TP = (−4, 9)

     y-int  x = 0

     y = −(0 + 4)2 + 9

     y = −16 + 9

     y = −7

     x-int   y = 0

    0 = 9 − ( x + 4)2 

    0 = (3 − ( x + 4))(3 + ( x + 4))

    0 = (3 −  x − 4) (3 +  x + 4)

    0 = (− x − 1)(7 +  x)

     x = −1 or −7

    c  y =  x2 + 4 x + 3

     y =  x2 + 4 x + 4 − 4 + 3

     y = ( x + 2)2 − 1

    TP = (−2, −1)

     y-int   x = 0

     y = 3

     x-int   y = 0

    0 = ( x + 2 − 1)( x + 2 + 1)

    0 = ( x + 1)( x + 3)

    ∴ x = −1 or −3

    d  y = 2 x2 − 4 x − 6

     y = 2[ x2 − 2 x − 3]

    = 2[ x2 − 2 x + 1 − 1 − 3]

    = 2[( x − 1)2 − 4]

     y = 2( x − 1)2 − 8

    TP = (1, −8)

     y-int   x = 0

     y = −6

     x-int  y = 0

    0 = 2[( x − 1 − 2)( x − 1 + 2)]

    0 = 2( x − 3)( x + 1)

    ∴ x = 3 or −1

    11 a   y =  x2 − 2 x + 2   x ∈ [−2, 2]

     y =  x2 − 2 x + 1 − 1 + 2

     y = ( x − 1)2 + 1

    ∴ TP = (1, 1)

    i  Domain = [−2, 2]ii  Range:

    When x = −2 

     y = 10When x = 2   y = 2

     but TP = (1, 1)

    ∴ [1, 10]

    b  y = − x2 +  x − 1   x ∈  R+ 

     y = −( x2 −  x + 1)

     y = −

    2 2

    2 1 1 12 2

     x x⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ − + − +   ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝ ⎠

     

     y = −

    21 3

    2 4 x

    ⎡ ⎤⎛ ⎞− +⎢ ⎥⎜ ⎟

    ⎝ ⎠⎢ ⎥⎣ ⎦ 

     y = −

    21

    2

     x⎛ ⎞

    −⎜ ⎟

    ⎝ ⎠

    −3

    4

     

    ∴ TP = 1 3

    ,2 4

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    i  Domain =  R+ 

    ii  Range = (−∞, −3

    4]

    c   f ( x)=  x2 − 3 x − 2   x ∈ [−10, 6]

     f ( x)=  x − 3 x + 

    23

    2

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

    23

    2

    ⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

    − 2

    23

    2 x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ − 

    9

    4 − 

    8

    23

    2 x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠− 

    17

    ∴ TP = 3 17

    ,

    2 4

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠

     

    i  Domain = [−10, 6]ii  Range:

    When x = −10   y = 128

    ∴ 17 ,1284

    ⎡ ⎤−⎢ ⎥⎣ ⎦

     

    d  f ( x) = −3 x2 + 6 x + 5   x ∈ [−5, 3)

    2 5

    3 2 3 x x

    ⎡ ⎤

    − − −⎢ ⎥⎣ ⎦  

    = 25

    3 2 1 13

     x x⎡ ⎤

    − − + − −⎢ ⎥⎣ ⎦

     

    =  28

    3 ( 1)3

     x⎡ ⎤

    − − −⎢ ⎥⎣ ⎦

     

    = −3( x − 1)2 + 8

    TP = (1, 8)

    i  Domain = [– 5, 3)ii  Range:

    When x = −5, y = −100

    ∴ [– 100, 8]

    12 V (t ) = 2t 2 − 16t  + 40  t  ∈ [0, 10]

    V (t ) = 2(t 2 − 8t  + 20)

    = 2[t 2 − 8t  + 16 − 16 + 20]

    = 2[(t  − 4)2 + 4]

    = 2(t  − 4)2 + 8

    ∴ TP = (4, 8)

    When t  = 0 V (t ) = 40

    When t  = 10

    V (t ) = 2 × 62 + 8

    = 80

    a  minimum V  = 8 m3

    b  maximum V = 80 m3 

    13  h(t ) = −3t 2 + 12t  + 36

    h(t ) = −3[t 2 − 4t  − 12]

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    11/24

    CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1F  |  11

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    = −3[t 2 − 4t  + 4 − 4 − 12]

    = −3[(t  − 2)2 − 16]

    = −3(t  − 2)2 + 48

    ∴ TP = (2, 48)

    a  maximum height = 48 m

    b  When h(t ) = 0

    0 = −3[(t  − 2 − 4)(t  − 2 + 4)]

    0 = −3(t  − 6)(t  + 2)

    ∴ t  = 6 or −2

    Since time 0≥   ⇒ 6 secondsc  Domain [0, 6]Range [0, 48] 

    14 a  h(t ) = t 2 − 12t  + 48, t  ∈ [0, 11]The lowest point is the

     y-coordinate of the turning pointh(t ) = t 2 − 12t  + 36 − 36 + 48

    = (t  − 6)2 + 12

    TP = (6, 12)Lowest point is 12 m above theground.

    b  Time taken is the x-coordinate ofthe turning point.

    t  = 6 secondsc  Check the end points of the domain.

    h(0) = 48

    h(11) = 112 − 12 × 11 + 48

    = 37The highest point above the ground

    is 48 m.d  Domain = [0, 11]

    Range = [12, 48]e 

    Exercise 1F — Cubic graphs1 a  Positive cubic so a = 1. Goes

    through origin so x is a factor. y =  x( x − a)( x − b)

    =  x( x + 6)( x − 5)b  Positive cubic in form

     y = a( x − m)( x − n)2 

    ∴ a = 1, m = 1, n = −2

    ∴ y = 1( x − 1)( x + 2)2 

    2 a  Positive cubic in form

     y = ( x − l )( x − m)( x − n)

    l = −3, m = 1, n = 4

    ∴ y = ( x + 3)( x − 1)( x − 4)

    ∴ (v)

    b  Negative cubic in form

     y = a( x − m)( x − n)2 

    ∴ a = −1, m = 5, n = − 2

    ∴ y = −1( x − 5)( x + 2)2 

     y = (5 −  x)( x + 2)2 (iv)

    c  Negative cubic in form

     y = a( x − l )( x − m)( x − n)

    a = −1, l = −3, m = 1, n = 4

    ∴ y = −1( x + 3)( x − 1)( x − 4)

     y = ( x + 3)(1 −  x)( x − 4)

    (ii)d  Positive cubic in form

     y = a( x − t )3 

    a = 1, t = 3

    ∴ y = ( x − 3)3 (i)

    e  Positive cubic in form

     y = a( x − l )( x − m)( x − n)

    a = 1, l = −4, m = −2, n = 1

    ∴ y = ( x + 4)( x + 2)( x − 1)(vi)

    f   Positive cubic in form

     y = a( x − m)( x − n)2 

    a = 1, m = 5, n = −2

     y = ( x − 5)( x + 2)2 (viii)

    g  Negative cubic in form

     y = a( x − t )3 

    a = −1, t = 3

    ∴ y = −1( x − 3)3 

     y = (3 −  x)3 (vii)

    h  Negative cubic in form

     y = a( x − l )( x − m)( x − n)

    a = −1, l = − 4, m = −2, n = 1

    ∴ y = −1( x + 4)( x + 2)( x − 1)

     y = ( x + 4)( x + 2)(1 −  x)(iii)

    3 a   y =  x3 +  x2 − 4 x − 4

     y-intercept 

     x = 0 y = −4Factorise to find x-intercepts

    Test x = −1, y = 0

    ∴  x + 1 is a factor2

    3 2

    3 2

    4

    4 41

    4 4 

    4 4

      0

     x

     x x x x

     x x

     x

     x

    ⎡ + − −+ − ⎢

    +⎢⎣

    − −⎡− ⎢

    − −⎣

     

    ∴ y = ( x + 1)( x2 − 4)

     y = ( x + 1)( x − 2)( x + 2)

    If y = 0, x = −1, 2, or −2

    b  y = 2 x3 − 8 x2 + 2 x + 12

     y-int   x = 0

     y = 12Factorise to find x-intercepts

    Test x = −1 so y = 0

    ∴ ( x + 1) is a factor

    2

    3 2

    3 2

    2

    2

    2 10 12

    2 8 2 121

    2 2

    10 2 

    10 10

    12 12 

    12 12

      0

     x x

     x x x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    − +

    ⎡ − + ++ − ⎢

    +⎢⎣

    ⎡− +− ⎢

    − −⎢⎣

    +⎡− ⎢

    +⎣

     

    ∴  y = ( x + 1)(2 x2 − 10 x + 12)

     y = 2( x + 1)( x − 2)( x − 3)

    If y = 0, then x = −1, 2 or 3

    c   y = −2 x3 + 26 x + 24

     y-int   x = 0

     y = 24

    Factorise to find x-interceptsTest x = −1 so y = 0

    ∴ ( x + 1) is a factor.2

    3 2

    3 2

    2

    2

    2 2 24

    2 0 26 241

    2 2

    2 26 

    2 2

    24 24 

    24 24

      0

     x x

     x x x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    − + +

    ⎡− + + ++ − ⎢

    − −⎢⎣

    ⎡ +− ⎢

    +⎢⎣

    +⎡− ⎢

    +⎣

     

    ∴  y = ( x + 1)(−2 x2 + 2 x + 24)

     y = 2( x + 1)(− x − 3)( x − 4)

    If y = 0, then x = −1, −3 or 4.

    d  y = − x3 + 8 x2 − 21 x + 18

     y-int   x = 0

     y = 18

     x-intercept

    Factorise:Test x = 3  so y = 0

    ∴ ( x − 3) is a factor.2

    3 2

    3 2

    2

    2

    5 6

    8 21 183

    3

    5 21 

    5 15

    6 18 

    6 18

      0

     x x

     x x x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    − + −

    ⎡− + − +− − ⎢

    − +⎢⎣

    ⎡ −− ⎢

    −⎢⎣

    − +⎡− ⎢

    − +⎣

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    12/24

    12  |  CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1F

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    ∴ y = ( x − 3)(− x2 + 5 x − 6)

    = −( x − 3)( x2 − 5 x + 6)

     y = −1( x − 3)( x − 3)( x − 2)

    ∴ x = 3 or 2

    4 a   x3 + 6 x2 + 12 x + 8 =  y

    Test x = −2 so y = 0

    ∴ ( x + 2) is a factor.2

    3 2

    3 2

    2

    4 4

    6 12 82

    2

    4 12 

    4 8

    4 8 

    4 8

      0

     x x

     x x x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    + +

    ⎡ + + ++ − ⎢

    +⎢⎣

    ⎡ +− ⎢

    +⎣

    +⎡− ⎢

    +⎣

     

    ∴ y = ( x + 2)( x2 + 4 x + 4)

    = ( x + 2)( x + 2)2 

     y = ( x + 2)3 

    The answer is B.

    b  In form y = a( x − t )3 

    a = 1, t  is intercept

    The answer is E.

    5  Function graph is a negative cubic so

    a = −1

    Point of inflection (2, 2)

    The answer is C.

     y = (2 −  x)3 + 2

    6  f ( x) = 5( x + 1)3

     − 3Point of inflection (−1, −3)

    Graph is a positive cubic.

    Τhe answer is A.

    7  Positive cubic

    Turning point at (1, 0) because ofrepeated factor

     x-intercept at (−3, 0)

     y-intercept at (0, 6)

    The answer is B.

    8  Negative cubic B or D

    Point of inflection is (a, b)

    a < 0 so,

     y = −( x + a)3 + b

    The answer is D.9  y = −h( x − a)2 ( x − c)

     x = 0, y = −ha2(−c)

    b = ha2c

    h = 2

    b

    a c 

     y = 2

    b

    a c− ( x − a)2( x − c)

    The answer is E.

    10 a   f ( x) =  x3 +  x

    2 − 10 x + 8 x ∈ [2, ∞)

    a > 1 positive

    b > 1 so 2 turning points.

     y-intercept   x = 0

     y = 8

    When x = 2

     y = 23 + 22 − 20 + 8

    = 0

    Closed end point = (2, 0)

    i  Domain [2, ∞)

    ii  range [0, ∞)

    b  f ( x) = 3 x3 − 5 x2 − 4 x + 4 for  

     x ∈ [−2, −1]

    a > 1 so positive

    b ≠ 0 ∴ 2 turning points.

     y-intercept   x = 0

     y = 4

    When x = −2

     y = 3 × (−2)3 − 5 × (−2)2 − 4 × −2

    + 4

    = −32

    When x = −1

     y = 3 × (−1)3 − 5 × (−1)2 − 4 × −1

    + 4

    = 0

    Closed end point (−2, −32)

    Closed end point (−1, 0)

    i  Domain [−2, −1]

    ii  Range [–32, 0]

    c   f ( x) = −3 x3 + 4 x2 + 27 x − 36

     x ∈ (0, 1]

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    13/24

    CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1G  |  13

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    0 = 4a + 2a − 36

    0 = 6a − 36

    36 = 6a

    6 = a

    ∴ b = 12 − 36 

    = −24

    12  0 = −1 − 2 − a + 10

    0 = 7 − a  [1]

    ∴ a = 7

    ∴  y = 6 + (7 + b) x − 4 x2 −  x3 0 = 6 + (7 + b) × (−1) − 4 × 1

    − (−1)

    0 = 6 − 7 − b − 4 + 1

    0 = −4 − b

    b = −4

    13 a   f ( x) = a( x + b)3 + c

     point of inflection (3, 3)

    ⇒ b = −3 and c = 3

     f ( x) = a( x − 3)3 + 3

    When x = 2, f ( x) = 0

    0 = a(2 − 3)3 + 3

    0 = a × (−1)3 + 3

    0 = −a + 3∴ a = 3

    ∴  f ( x) = 3( x − 3)3 + 3

    b  Point of inflection due to

    reflection = (−3, 3)

    ∴  g ( x) = −3( x + 3)3 + 3

    domain [−4, −2]

    range [0, 6]

    c  When f ( x) = 3.375

    3.375 = 3( x − 3)3 + 3

     x  = 3.5

    ∴ width = 3.5 × 2

    = 7 cm 

    14  d (t ) = at 2(b − t )

    a  (2, 3) and (5, 0)

    ∴ 3 = 4a(b − 2)  [1]

    0 = 25a(b − 5)  [2]

    3 = (4ab − 8a) × 25

    0 = (25ab − 125a) × 4

    75 = 100ab − 200a

    0 = 100ab − 500a

    ∴ 75 = 300a

    1

    4 = a

    Sub1

    4 = a into [1]

    3 = 4 × 1

    4  (b − 2)

    3 = 1(b − 2)

    5 = b

    b  ∴ Rule: d (t ) = 2

    4

    t  (5 − t ) for

    domain = [0, 5]

    d  d (t ) =2 3

    5

    4 4

    t t −  

    d  ′(t ) = 2

    10 3

    4 4

    t t −  

    Let d  ′(t ) = 0 = 2

    10 3

    4

    t t − 

    0 = 10t − 3t 2

    0 = t (10 − 3t )

    ∴ t = 0 or 10 − 3t = 010 = 3t

    ∴ time is1

    33

     hours

    When time is1

    33

    ,

    d (t ) = 2(3.3)

    4

     × 1.6  

    Maximum distance = 4.6 km

    Exercise 1G — Quartic graphs

    1 a   y = ( x − 2)( x + 3)( x − 4)( x + 1)

     y-intercept when x = 0 y = −2 × + 3 × −4 × + 1

     y = 24

     x-intercepts when y = 0

     x = −3, −1, 2 and 4

    b  y = 2 x4 + 6 x3 − 16 x2 − 24 x + 32

     y-intercept when x = 0

     y = 32

     x-intercept when y = 0Test x = 1,   y = 0

    ∴ ( x − 1) is a factor

    Test x = + 2 so y = 0

    ∴ ( x − 2) is a factor

    ( x − 1)( x − 2) =  x2 − 3 x + 2

    2

    4 3 22

    4 3 2

    3 2

    3 2

    2

    2

    2 12 16

    2 6 16 24 323 2

    2 6 4

    12 20 24 

    12 36 24

    16 48 32 

    16 48 32

      0

     x x

     x x x x x x

     x x x

     x x x

     x x x

     x x

     x x

    + +

    ⎡ + − − +− + −⎢

    − +⎢⎣

    ⎡ − −− ⎢

    − +⎢⎣

    ⎡ − +− ⎢ − +⎢⎣

      ∴ ( x − 1)( x − 2)(2 x2 + 12 x + 16) =  y

    ( x − 1)( x − 2)2( x2 + 6 x + 8) =  y

    2( x − 1)( x − 2)( x + 4)( x + 2) =  y

    When using N.F.L, x = 1, 2, −4, −2

    then y = 0.

    c   y =  x4 − 4 x2 + 4

     y-intercept when x = 0

     y = 4

     x-intercept when y = 0

    Let a =  x2 

     y = a2 − 4a + 4

     y = (a − 2)2

    Sub a =  x2 back in

     y = ( x2 − 2)2 

    ∴ x = ± 2

    d  y = −2 x4 + 15 x3 − 37 x2 + 30 x

     y-intercept, when x = 0

     y = 0

     x-intercepts when y = 0

    Test x = 2  ∴ y = 0

    Test x = 3  ∴ y = 0

    ( x − 2)( x − 3) are factors

    ( x − 2)( x − 3) = x2

     − 5 x + 62

    4 3 22

    4 3 2

    3 2

    3 2

    2 5

    2 15 37 305 6

    2 10 12

    5 25 30 

    5 25 30

      0

     x x

     x x x x x x

     x x x

     x x x

     x x x

    − +

    ⎡− + − +− + − ⎢

    − + −⎢⎣

    ⎡ − +− ⎢

    − +⎢⎣

      ∴ ( x − 2)( x − 3)(−2 x2 + 5 x)=  y

     x( x − 2)( x − 3)(−2 x + 5) =  y

    Using N.F.L, x = 0, 2, 3 or5

    e   y = 6 x4 + 11 x3 − 37 x2 − 36 x + 36

     y-intercept when x = 0

     y = 36

     x-intercepts when y = 0

    Test x = −3  ∴  y = 0

    Test x = 2

    ( x + 3)( x − 2) are factors

    ( x + 3)( x − 2) = x2

     +  x − 62

    4 3 22

    4 3 2

    3 2

    3 2

    2

    2

    6 5 6

    6 11 37 36 366

    6 6 36

    5 36 

    5 5 30

    6 6 36 

    6 6 36

      0

     x x

     x x x x x x

     x x x

     x x x

     x x x

     x x

     x x

    + −

    ⎡ + − − ++ − −⎢

    + −⎢⎣

    ⎡ − −− ⎢

    + −⎢⎣

    ⎡− − +− ⎢

    − − +⎢⎣

      ∴ ( x + 3)( x − 2)(3 x − 2)(2 x + 3) =  y

    Using N.F.L

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    14/24

    14  |  CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1G

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

     x = −3, 2,2

    3, −

    3

    2 a   y =  x2( x − 2)( x − 3)

     y = 0, x2( x − 2)( x − 3) = 0

    Turning point (0, 0)

    Intercepts at x = 2 and x = 3

     y-intercept when x = 0

     y = 0(−2)(−3)

    = 0Positive quarticMaximum turning point at (1.16, 2.08)

    Minimum turning points at (0, 0)

    and (2.59, −1.62)

    b  y = −( x + 1)2( x − 1)

     x = 0, y = 1   y-intercept is 1

     y = 0, ( x + 1)2( x − 1)2 = 0

     x = −1, x = 1

    Minimum turning points at (−1, 0)and (1, 0).

    Maximum turning point (0, 1)

    c   y = ( x − 1)2( x + 1)( x + 3)

     x = 0, y = 3   y-intercept is 3

     y = 0, ( x − 1)2( x + 1)( x + 3) = 0

     x = 1, −1, −3

    Positive quarticMinimum turning points

    (−2.28, −9.91) and (1, 0)Maximum turning point

    (−0.22, 3.23)

    d  y = ( x + 2)3(1 −  x)

     x = 0, y = 8   y-intercept is 8

     y = 0, ( x + 2)3(1 −  x) = 0

     x = −2, 1

    Point of inflection (2, 0)

     x-intercept is 1

     Negative quartic (1 −  x) = −( x − 1)

    Maximum turning point (0.25, 8.54)

    3 a   f ( x) =  x4 − 8 x2 + 16

    Let x2 = a

     f ( x) = a2 − 8a + 16

    = (a − 4)2 

    Substitute x2 = a back in:

     f ( x)=

     ( x

    2

     −

     4)

    2

     ∴ ( x − 2)2( x + 2)

    The answer is E.

    b  f ( x) =  x4 − 8 x2 + 16

     y-int when x = 0

     y = 16 (0, 16)

     x-int when y = 0

    2, −2

    ∴ The answer is B.

    c  range = [0, 16]

    The answer is A.

    d  25 =  x4 − 8 x

    2 + 16

    0 =  x4 − 8 x2 − 9

    Let x2 = a

    0 = a2

     − 8a − 90 = (a − 9)(a + 1)

    Substitute x2 = a back in

    0 = ( x2 − 9)( x2 + 1)

    ∴ x = ± 3

    ∴ (−3, +3) is the restricted domain.The answer is D.

    e  f  (−1) = 1 − 8 + 16 = 9

     f  (0) = 16Range: (9, 16)

    Answer is D.

    f  f  (0) = 16

     f  (2) = 0

    Range is y ≥ 0 or [0, ∞ )

    Answer is C.4 a   x = −2, −1, 1, 3

     y = a( x + 2)( x + 1)( x − 1)( x − 3) y-int (0, 6)

    6 = a(0 + 2)(0 + 1)(0 − 1)(0 − 3)

    6 = a × 6

    a = 1

     y = ( x + 2)( x + 1)( x − 1)( x − 3)

    b  x = 4, 2, −1

    Repeated factor at x = −2.

     y = a( x − 4)( x − 2)2( x + 1)

     y-int (0, 8)

    8 = a(0 − 4)(0 − 2)2(0 + 1)

    8 = −16a

    a = −1

     y = 1

    2

    −( x − 4)( x − 2)2( x + 1)

    5 a   y = (2 −  x)( x2 − 4)( x + 3) x ∈ [2, 3]

     y-int when x = 0

     y = 2 × −4 × 3

    = −24

     x-int when y = 0

     x = 2, −2, −3.

    when x = 2,   y = 0 closed end point

     x = 3, y = −30 closed end point

    i  Domain [2, 3]

    ii  Range [−30, 0]

    b  y = 9 x4 − 30 x

    3 + 13 x

    2 + 20 x + 4 x ∈ 

    (−2, −1]

     y-int when x = 0 

     y = 4 x-int when y = 0

    Test x = 2 y = 0

    ∴ ( x − 2) factor

    3 2

    4 3 2

    4 3

    3 2

    3 2

    2

    2

    9 12

    9 30 13 20 42

    9 18

    12 13 

    12 24

    11 20 

    11 22

    2 4 

    2 4

      0

     x x

     x x x x x

     x x

     x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    − −

    ⎡ − + + +− − ⎢

    −⎢⎣

    ⎡− +− ⎢

    − +⎢⎣

    ⎡− +− ⎢

    − +⎢⎣

    − +⎡− ⎢

    − +⎣

    11 2 x −

     

     y = ( x − 2)(9 x3 − 12 x2 − 11 x − 2)

    Try for 2nd factor of x − 2

    Test x = 2, 9 x3 − 12 x2 − 11 x − 2 = 0

     x − 2 is a factor. So turning pointat (2, 0)

    2

    3 2

    3 2

    2

    2

    9 6 1

    2 9 12 11 2

    9 18

      6 11

      6 12

      2

     x x

     x x x x

     x x

     x x

     x x

     x

    + +

    − − − −

     

     y = ( x − 2)2(9 x2 + 6 x + 1)

     y = ( x − 2)2(9 x2 + 6 x + 1)

    = ( x − 2)2(3 x + 1)2 

    Turning points at (2, 0) and

    1, 0

    3

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    when x = −2, y = 400 open end point

    when x = −1, y = 36 closed end point

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    15/24

    CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1H  |  15

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    i Domain (−2, −1]ii  Range [36, 400)

    c   y = −( x − 2)2( x + 1)2  x ∈ (−∞, −2]

     y-int when x = 0 y = −1 × 4 × 1

     y = −4

     x-int when y = 0

    0 = −1( x − 2)2( x + 1)

    ∴ x = −1 or 2

    When x = −2, y = −16.

     y = −(−2 − 2)2(−2 + 1)2 

     y = −(−4)2(−1)

     y = −16 × 1

     y = −16

    i Domain (−∞,−2]

    ii  Range (−∞,−16]

    d  y = − x4 + 4 x2 

     x ∈ [−3, −2]

     y-int when x = 0

     y = 0

     x-int when y = 0

    0 =  x2(− x2 + 4)

    0 =  x2(4 −  x2)

    0 =  x2(2 −  x)(2 +  x)

    ∴ x = 0 ± 2When x = −3, y = −45

     x = −2, y = 0

    Both of these are closed end points.

    i Domain [−3, −2]

    ii  Range [−45, 0]

    6  f ( x) =  x4 + ax3 − 4 x2 + bx + 6

    (2, 0):

    0 = 24 + 23a − 4 × 22 + 2b + 6

    16 + 8a − 16 + 2b + 6 = 0

    6 + 8a + 2b = 0

    8a + 2b = −6

    Divide both sides by 2:

    4a + b = −3

    −4a − 3 = b [1]

    4a + 3 = − b

    (−3, 0):

    0 = (−3)4 + (−3)3a − 4 × (−3)2 − 3b + 6

    0 = 81 − 27a − 36 − 3b + 6

    0 = 51 − 27a − 3b

    0 = 17 − 9a − b [2]

    Sub [1] into [2]

    0 = 17 − 9a + 4a + 3,

    0 = 20 − 5a

    5a = 20

    a = 4

    If a = 4 then

    b = −4 × 4 − 3

    b = −16 − 3

    b = −19

    7  f ( x) =  x4 + ax3 + bx2 −  x + 6( x − 1) is a factor

     P (1) = 1 + a + b − 1 + 6

    a + b = −6 [1]

    ( x + 3) is a factor

     P (−3) = 81 − 27a + 9b + 3 + 6 = 0

    27a − 9b = 90

    3a − b = 10 [2]

    [1] + [2] 4a  = 4

    a  = 1

    b  = −7

    8  y = (a − 2b) x4 − 3 x − 2

    Sub in (1, 0):

    0 = (a − 2b)1

    4

     − 3 − 20 = a − 2b − 5

    5 = a − 2b

    5 + 2b = a  [1]

    Sub (1, 0) into equation.

     y =  x4 −  x3 + (a + 5b) x2 − 5 x + 7

    0 =  1 −  1 + (a + 5b)1 − 5 + 7

    0 = a + 5b + 2

    −2 = a + 5b  [1]

    Sub [1] into  [2]

    −2 = 5 + 2b + 5b

    −7 = 7b

    −1 = b

    If −1 = b then 5 − 2 = a

    ∴ 3 = a

    Exercise 1H — Solving systemsof equations

    1 9 0ax y+ =   [1]

    3 ( 6) 0 x a y+ − =   [2]

    From [1] 9 y ax= −  

    9

    ax y = −   [3]

    From [2] ( 6) 3a y x− = −  

    3

    6

     x y

    a= −

    −  [4]

    Lines which are parallel have no

    solutions while lines which are co-incident have infinitely many solutions.In both cases the gradients are thesame. Equate the gradients for [3] and

    [4].

    2

    3

    9 6

    ( 6) 27

    6 27 0

    ( 9)( 3) 0

    9 or 3

    a

    a

    a a

    a a

    a a

    a a

    − =−

    − =

    − − =

    − + =

    = = −

     

    Check: When 3a = −  then there are

    co-incident lines andsubsequently infinitely manysolutions because equations

     become

    3 9 0

    3 9 0

     x y

     x y

    − + =

    − = 

    3 ( 3 6) 0

    3 9 0

     x y

     x y

    + − − =

    − =

     

    When 9a =  then there are again

    co-incident lines because equations become

    9 9 0

    0

     x y

     x y

    + =

    + = 

    3 (9 6) 0

    3 3 0

    0

     x y

     x y

     x y

    + − =

    + =

    + =

     

    For a unique solution then

    \{ 3,9}.a R∈ −  

    2 a 5 10mx y− =   [1] 

    3 ( 2) 6 x m y− − =   [2]

    From [1]  5 10 y mx− = −  

    25

    mx y = −   [3]

    From [2] 3 6 ( 2) x m y− = −  

    3 6

    2 2

     x y

    m m= −

    − −  [4]

    Equate gradients

    2

    3

    5 2

    ( 2) 15

    2 15 0( 5)( 3) 0

    5 or 3

    m

    m

    m m

    m mm m

    m m

    =−

    − =

    − − =− + =

    = = −

     

    Check: When 3m = −  there are

     parallel lines and

    subsequently no solutions asequations become

    3 5 10

    3 5 10

     x y

     x y

    − − =

    + = − 

    3 ( 3 2) 6

    3 5 6

     x y

     x y

    − − − =

    + = 

    When 5m =  there are co-incident lines

    and subsequently infinitely manysolutions as equations become

    5 5 10

    2

     x y

     x y

    − =

    − = 

    3 (5 2) 6

    3 3 6

    0

     x y

     x y

     x y

    − − =

    − =

    − =

     

    b

    5 10 [1] 3

    3 ( 2) 6 [2]

      3 15 30 [3]

    3 ( 2) 6 [4]

    mx y

     x m y m

    mx y

    mx m m y m

    − = ×

    − − = ×

    − =

    − − =

     

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    16/24

    16  |  CHAPTER 1 Graphs and polynomials • EXERCISE 1H

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    2

    3 15 30 [3]

    3 ( 2) 6 [4]

    15 ( 2) 30 6

    ( 15 ( 2)) 30 6

      ( 2 15) 30 6

    6( 5) 

    ( 5)( 3)

    6  , 53

    mx y

    mx m m y m

     y m m y m

     y m m m

     y m m m

    m y

    m m

     y mm

    − = −

    − − =

    − + − = −

    − + − = −

    − − = −

    − −=

    − +

    = − ≠+

     

    Substitute6

     3

     ym

    = −+

     into [1]

    65 10

    3

    3010

    3

    mxm

    mxm

    ⎛ ⎞− − =⎜ ⎟

    +⎝ ⎠

    + =+

     

    3010

    3

    10( 3) 30

    3

    103

    10

    ( 3)

    10, 0, 3

    3

    mxm

    mmx

    m

    mmxm

    m x

    m m

     x m mm

    = −+

    + −=

    +

    =+

    =+

    = ≠ ≠ −+

     

    For a unique solution10

    ,3

     xm

    =+

     

    6

    3 y

    m= −

    + providing

    \ [ 3, 0, 5}m R∈ −  

    3 a  9 x y z + + =   (1)

    2 3 15 x y z − + − = −   (2)5 3 29 x y z + + =   (3)

    (1) + (2) 3 2 6 y z − = −   (4)

    (2) + (3) 7 14 y =  

    2 y =  

    Substitute 2 y =  into (4)

    3(2) 2 6 z − = −  

    6 2 6 z − = −  

    2 12 z − = −  

    6 z =  

    Substitute 2, 6 y z = =  into (1)

    2 6 9 x + + =  

    8 9 x + =  

    1 x =  

    b

    1 1 1 9

    2 2 3 15

    1 5 3 29

     x

     y

     z 

    ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥− − = −⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥

    ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦

     

    1

    2

    6

     x

     y

     z 

    ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥

    =⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦

     

    4 a 5 x y z − − = −   (1) 

    6 2 5 2 x y z + − = −   (2) 

    3 4 13 x y z − + + =   (3) 

    (1) 2×   2 2 2 10 x y z − − = −   (4) 

    (2) (4)+   8 7 12 x z − = −   (5) 

    (3) 2×   6 2 8 26 x y z − + + =   (7) 

    (2) (7)−   12 13 28 x z − = −   (8) 

    (5) 3×   24 21 36 x z − = −   (9) 

    (8) 2×   24 26 56 x z − = −   (10) 

    (10) (9)−   5 20 z − = −  4 z =  

    Substitute 4 z =  into (5)

    8 7(4) 12 x − = −  

    8 28 12 x − = −  

    8 12 28 x = − +  

    8 16 x =  

    2 x =  

    Substitute 2, 4 x z = =  into (1)

    2 4 5 y− − = −  

    2 5 y− − = −  

    3 y− = −  

    3 y =  

    b

    1 1 1 5

    6 2 5 2

    3 1 4 13

     x

     y

     z 

    − − −⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥

    − = −⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥−⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦

     

    2

    3

    4

     x

     y

     z 

    ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥

    =⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦

     

    5 3 2 1 x y z + − =   [1]

    2 x y z + + =   [2]

    1kx y z  + − =   [3]

    3 2 1

    1 1 1

    1 1

    ma

    −⎡ ⎤⎢ ⎥ →⎢ ⎥⎢ ⎥−⎣ ⎦

     

    det (ma) = 3k  − 5

    (using a calculator)

    ⇒ when5

    3k ≠  

    there is a unique solution.

    Therefore, when5

    3k = , there is no

    solution.

    6 a  Let a  be the number of adult

    tickets bought.

    Let c  be the number of children’s

    tickets bought.

    Let  s  be the number of seniors’

    tickets bought.

    200a c s+ + =   (1)

    9.5 4.5 3.5 1375a c s+ + =   (2)

    3c s=   (3)

    Substitute (3) into (1) and (2)

    3 200a s s+ + =  

    4 200a s+ =   (4)

    9.5 4.5(3 ) 3.5 1375a s s+ + =  

    9.5 13.5 3.5 1375a s s+ + =  

    9.5 17 1375a s+ =  

    95 170 13 750a s+ =  

    19 34 2750a s+ =   (5)

    (4) 19×   19 76 3800a s+ =   (6)

    (6) (5)−   42 1050 s =  

    105025

    42 s = =  

    Substitute 25 s =  into (3)

    3(25) 75c = =  

    Substitute 25, 75 s c= =  into (1)

    75 25 200a + + =  

    100 200a + =  

    100a =  

    b

    1 1 1 200

    9.5 4.5 3.5 1375

    0 1 3 0

    a

    c

     s

    ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥

    =⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥−⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦

     

    100

    75

    25

    a

    c

     s

    ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥

    =⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦

     

    There were 100 adult tickets,75 children’s tickets and 25 seniors’tickets sold on the opening night.

    7 a  255 F C P + + =   (1)

    6 4.5 1067.5 F C P + + =   (2)

    50C F = +   (3)

    Substitute (3) into (1)

    50 255 F F P + + + =  

    2 205 F P + =   (4) 

    Substitute (3) into (2)

    6 4.5( 50) 1067.5 F F P + + + =  

    6 4.5 225 1067.5 F F P + + + =  

    10.5 1067.5 225 F P + = −  

    10.5 842.5 F P + =  105 10 8425 F P + =   (5)

    (4) 10×   20 10 2050 F P + =   (6)

    (5) (6)−   85 6375 F =  

    637575

    85 F = =  

    Substitute 75 F =  into (3)

    75 50 125C = + =  Substitute 75, 125 F C = =  into (1)

    75 125 255 P + + =  

    200 255 P + =  

    55 P =  

    b  255 F C P + + =   (1)6 4.5 1067.5 F C P + + =   (2)

    50 F C − + =   (3)

    1 1 1 255

    6 4.5 1 1067.5

    1 1 0 50

     F 

     P 

    ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥

    =⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥−⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦

     

    75

    125

    55

     F 

     P 

    ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥

    =⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦

     

    75 portions of flake, 125 portions of

    chips and 55 potato cakes were soldduring the ‘lunch special’ period.

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    17/24

    CHAPTER 1 Graphs and polynomials • CHAPTER REVIEW  |  17

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    8 a  3 2 y ax bx cx d = + + +  

    When 0, 4; x y= =  

    3 24 (0) (0) (0)a b c d  = + + +  

    4 d =  

    3 2  4 y ax bx cx= + + +  

    When 2, 62; x y= − = −  

    3 262 ( 2) ( 2) ( 2) 4a b c− = − + − + − +  

    66 8 4 2a b c− = − + −  

    33 4 2a b c− = − + −   (1)

    When 2, 26; x y= = −  

    3 226 (2) (2) (2) 4a b c− = + + +  

    30 8 4 2a b c− = + +  

    15 4 2a b c− = + +   (2)

    When 5, 64; x y= =  

    3 264 (5) (5) (5) 4a b c= + + +  

    60 125 25 5a b c= + +  

    12 25 5a b c= + +   (3)

    (1) (2)+   48 4b− =  

    12 b− =  

    (1) (3)+   21 21 7a b− = +  

    3 3a b− = +   (4)

    Substitute 12b = −  into (4)

    3 3 12a− = −  

    9 3a=  

    3 a=  

    Substitute 12, 3b a= − =  into (3)

    12 25(3) 5( 12) c= + − +  

    12 75 60 c= − +  

    12 15 c= +  

    3 c− =  

    b  4 2 33a b c− + − = −   (1)

    4 2 15a b c+ + = −   (2)

    25 5 12a b c+ + =   (3)

    4 2 1 33

    4 2 1 15

    25 5 1 12

    a

    b

    c

    − − −⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥

    = −⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦

     

    3

    12

    3

    a

    b

    c

    ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥

    = −⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥−⎣ ⎦ ⎣ ⎦

     

    The equation of the cubic function is

    3 23 12 3 4. y x x x= − − +  

    9 a When 0, 2; x y= =

      2 20 2 (0) 2 0a b c+ + + + =  

    4 2 0b c+ + =  

    2 4b c+ = −   [1]

    When 6, 2; x y= =

      2 26 2 6 2 0a b c+ + + + =  

    36 4 6 2 0a b c+ + + + =  

    6 2 40a b c+ + = −   [2] 

    When 3, 1; x y= = −

     2 2

    3 ( 1) 3 0a b c+ − + − + =  

    3 10a b c− + = −   [3] 

    From (1)  2 4c b= − −   [4]

    Substitute (4) into (2)

      6 2 2 4 40a b b+ − − = −  

    6 36a = −  

    6a = −  

    Substitute (4) into (3)

      3 2 4 10a b b− − − = −  

    3 3 6a b− = −  

    2a b− = −  

    Substitute 6a = −  into (5) 6 2b− − = −  

    4b− =  

    4b = −  

    Substitute 4b = −  into (1)

      2( 4) 4c− + = −  

    8 4c− + = −  

    4c =  

    b 2 4b c+ = −   (1) 

    6 2 40a b c+ + = −   (2) 

    3 10a b c− + = −   (3)

    0 2 1 4

    6 2 1 403 1 1 10

    a

    bc

    −⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥

    = −⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥− −⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦

     

    6

    4

    4

    a

    b

    c

    −⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥

    = −⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦

     

    10  2 24a b c d e+ − + − =  

    2 3 2 3 34a b c d e+ − − − =  

    2 3 2 31a b c d e− + + − + = −  

    3 5 2 2 3 18a b c d e+ − − + =  

    4 2 3 5a b c d e− − − + =  

    1 2 1 1 1 24

    2 3 2 1 3 342 1 3 2 1 31

    3 5 2 2 3 18

    4 2 1 3 1 5

    a

    bc

    e

    − −⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥

    − − −⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥=− − −⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥

    − −⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥− − −⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦

     

    7

    3

    2

    5

    4

    a

    b

    c

    e

    ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥= −⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥−⎣ ⎦ ⎣ ⎦

     

    Chapter review

    Short answer

    1 a  (2 y − 3 x)5 

    = (2 y)5 + 5(2 y)4(−3 x) + 10(2 y)3(−3 x)2 

    + 10(2 y)2(−3 x)

    3 + 5(2 y)(−3 x)

    4 + (−3 x)

    = 32 y5 + 5 × 16 × (−3) y4 x + 10 × 8

    × 9 y3 x2 + 10 × 4 × (−27) y2 x3 + 5

    × 2 × 81 yx4 − 243 x5 

    = 32 y5 − 240 y4 x + 720 y3 x2 

    − 1080 y2 x3 + 810 yx4 − 243 x5 

    82

    2

     x

     x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ = 

    8

    2

     x⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     + 8

    72

    2

     x

     x

    ⎛ ⎞ ⎛ ⎞−⎜ ⎟ ⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 

    + 28

    6 22

    2

     x

     x

    ⎛ ⎞ ⎛ ⎞−⎜ ⎟ ⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ ⎝ ⎠+ 56

    5 32

    2

     x

     x

    ⎛ ⎞ ⎛ ⎞−⎜ ⎟ ⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 

    + 70

    4 42

    2

     x

     x

    ⎛ ⎞ ⎛ ⎞−⎜ ⎟ ⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ ⎝ ⎠+ 56

    3 52

    2

     x

     x

    ⎛ ⎞ ⎛ ⎞−⎜ ⎟ ⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 

    + 28

    2 62

    2

     x

     x

    ⎛ ⎞ ⎛ ⎞−⎜ ⎟ ⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ ⎝ ⎠+ 8

    72

    2

     x

     x

    ⎛ ⎞⎛ ⎞−⎜ ⎟⎜ ⎟

    ⎝ ⎠⎝ ⎠ 

    82

     x

    ⎛ ⎞−⎜ ⎟

    ⎝ ⎠ 

    = 8 6

    256 8

     x x−  + 

    47

    4

     x − 14 x2 + 70

    − 2

    224

     x +

    4

    448

     x − 

    6

    512

     x + 

    8

    256

     x 

    2  ( x2 − 1) = ( x − 1)( x + 1)

    ∴ solutions are x = −1 or 1

    ∴ If x = −1 then 0 = −7 − a + 5 − 15 + b

    0 = −17 − a + b

    17 + a = b  [1]

    If x = 1, then 0 = −7 + a + 5 + 15 + b

    0 = 13 + a + b  [2]

    Sub [1] into [2]

    0 = 13 + a + 17 + a

    0 = 30 + 2a

    −30 = 2a

    −15 = a

    ∴ b = 17 − 15

    b  = 2

    3 a   x3 − 12 x2 + 17 x + 90 =  y

    Test x = −2.   y = 0

    ∴ ( x + 2) is a factor2

    3 2

    3 2

    2

    2

    14 45

    12 17 902

    2

    14 17 

    14 28

    45 90 

    45 90

      0

     x x

     x x x x

     x x

     x x

     x x

     x

     x

    − +

    ⎡ − + ++ − ⎢

    +⎢⎣

    ⎡− +− ⎢

    − −⎢⎣+⎡

    − ⎢+⎣

     

    ∴ ( x + 2)( x2 − 14 x + 45)

    ( x + 2)( x − 9)( x − 5)

    b  2 x4 + 7 x3 − 31 x2 + 0 x + 36 =  y

    Test x = −1 ∴  y = 0

    Test x = 2 ∴  y = 0

    ∴ ( x + 1)( x − 2) are factors

    ∴ ( x2 −  x − 2) is a factor

    2

    4 3 22

    4 3 2

    3 2

    3 2

    2 9 18

    2 7 31 0 362

    2 2 4

    9 27 0 

    9 9 18

     x x

     x x x x x x

     x x x

     x x x

     x x x

    + −

    ⎡ + − + +− − − ⎢

    − −⎢⎣

    ⎡ − +− ⎢

    − −⎢⎣

     

    2

    2

    18 18 36

    18 18 36

      0

     x x

     x x

    ⎡− + +−⎢

    − + +⎢⎣  

    ∴ ( x + 1)( x − 2) (2 x2 + 9 x − 18)

    ( x + 1)( x − 2) (2 x − 3)( x + 6)

  • 8/9/2019 Chapter 1 Graphs and Polynomials Solutions

    18/24

    18  |  CHAPTER 1 Graphs and polynomials • CHAPTER REVIEW

    Maths Quest 12 Mathematical Methods CAS Second Edition Solutions Manual

    4 a  (−5, 6), (1, −1)

    m  = 6 1

    5 1

    +

    − − 

    = 7

    6− 

    ∴ y = 7

    6

    − x + c

    Sub in (1, −1) to find c:

    −1 = 7

    6−  × 1 + c

    −1 +7

    6 = c

    1

    6 = c

    ∴  y = 7

    6

    − x + 

    1

    6 y = −7 x + 1

    7 x + 6 y − 1 = 0

    b  2 x −  y + 10 = 0

    2 x + 10 =  y

    Perpendicular ⇒ m = 1

    2

    − 

    ∴  y = 1

    2−  x + c

    Sub in point (3, 3)

    3 = 3

    2

    − + c

    3 +3

    2 = c so c = 

    9

    2.

    ∴  y = 1

    2

    − x + 

    9

    2 y = − x + 9

     x + 2 y − 9 = 0

    5  y = − x2 − 2 x + 8

     y-int when x = 0∴  y = 8

     x-int when y = 0

    0 = −1( x2 + 2 x − 8)

    0 = −1( x + 4)( x − 2)

    ∴ x = −4 or 2

    TP ⇒  y  = −1( x2 + 2 x − 8)= −1( x

    2 + 2 x + 1 − 1 − 8)

    = −1[( x + 1)2 − 9]

    = −1( x + 1)2 + 9

    TP = (−1, 9)

    Domain =  R

    Range = (−∞, 9]

    6  y = 3 x2 + 8 x − 3

     x ∈ [−3, 0)

     y-int when x = 0

     y = −3

     x-intercepts when y = 0

    0 = 3 x2 + 8 x − 3

    0 = (3 x − 1)( x + 3)

    ∴ x = 1

    3 or −3

    TP ⇒  y =  28

    3 13

     x x⎛ ⎞

    + −⎜ ⎟⎝ ⎠

     

     Now x2 + 8

    3 x − 1

    22 8 8 64 36

    3 6 36 36 x x

    ⎛ ⎞⎛ ⎞+ + − −⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

    ⎝ ⎠

     

    ∴ y = 

    28 100

    36 36

     x⎡ ⎤⎛ ⎞

    + −⎢ ⎥⎜ ⎟⎝ ⎠⎢ ⎥⎣ ⎦

     

    28 100

    36 12

     x⎛ ⎞

    + −⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    TP = 8 100

    ,6 12

    − −⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    = 4 25

    ,3 3

    − −⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

     

    Domain [−3, 0)

    Range:

    When x = 3, y = 0 closed end point

    When x = 0, y = −3 open end point

    25, 0

    3

    −⎡ ⎤⎢ ⎥⎣ ⎦

     

    7 a  f ( x) = − x3 + bx2 + ax − 18

    0 = −(−3)3 + b(−3)2 + a × (−3) − 18

    0 = 27 + 9b − 3a − 180 = 9 + 9b − 3a

    0 = 3 + 3b − a

    a  = 3 + 3b  [1]

     g ( x) = ax2 + bx − 75

    0 = a(−3)2 + b × (−3) − 75

    0 = 9a − 3b − 75

    25 = 3a − b  [2]

    Sub [1] into [2]

    25 = 3(3 + 3b) − b

    25 = 9 + 9b − b

    16 = 8b

    2 = b

    ∴ a = 3 + 6= 9

    b  f ( x) = − x3 + 2 x2 + 9 x − 18

     y-int when x = 0

    ∴  y = −18

     x-int when y = 0

    ( x + 3) is a factor2

    3 2

    3 2

    2

    2

    5 6

    2 9 183

    3

    5 9 

    5 15