essential mathematics chapter answers

101
8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 1/101  Answers Chapter 1 Exercise  1A 1 a  {7, 9}  b {7, 9} c {2, 3, 5, 7, 9, 11, 15, 19, 23} d {2, 3, 5, 11)  e {2}   {2, 7, 9} g {2, 3, 5, 7}  h {7} i {7, 9, 15, 19, 23}  j (3, ) 2 a {a, e}  b {a, b, c, , e, i , o, u} c {b, c, }  d {i , o, u} 3 a  {6}  b {2, 4, 8, 10}  c {1, 3, 5, 7, 9} d {1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10} e {1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10}  {5, 7}  g {5, 7}  h {6} 4 a [ 3, 1)  b ( 4, 5]  c ( √ 2, 0) d 1 √ 2 , √ 3  e (−∞, 3) (0, )  g (−∞, 0)  h [2, ) 5 a (2, 3)  b [4, 1) c [1, 5]  d (3, 2] 6 a  –3 –2 –1 1 0 2 b  –3  –4 –2 –1 1 0 2 3 c 1 0 2 3 d  –3  –4 –2 –1 1 0 e  –3  –4 –2 –1 0  –1  –2 0 1 3 2 4 5 7 a  –2  –3 –1 0 2 1 3 4 5 6 b  –2  –3 –1 0 2 1 3 4 5 6 c  –2 –1 0 2 1 3 4 5 6 d  –8 –6 –4 –2 0 Exercise  1B 1 a Domain =  R Range = [2, ) b Domain = (−∞, 2] Range = R c Domain = (2, 3) Range = [0, 9) d Domain = (3, 1) Range = (6, 2) e Domain = [4, 0] Range = [0, 4] Domain =  R Range = (−∞, 2) 2 a  x  y 0 1 Domain =  R Range = [1, ) b  –3  –3 3 3 0  x  y Domain = [3, 3] Range = [3, 3] c 2 8  y 0  x Domain =  R + ∪{0} Range = (−∞, 2] d (1, 2) (4, 4)  y 0  x Domain = [0, ) Range = [0, ) e 5 5  y 0  x Domain = [0, 5] Range = [0, 5] (4, 18) 2 4  y 0  x Domain = [0, 4] Range = [2, 18] 740

Upload: hallam-mitchell-christians

Post on 01-Jun-2018

249 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 1/101

 Answers

Chapter 1

Exercise   1A 

1 a  {7, 9}   b {7, 9}c {2, 3, 5, 7, 9, 11, 15, 19, 23}d {2, 3, 5, 11)   e {2}   f  {2, 7, 9}g {2, 3, 5, 7}   h {7}i {7, 9, 15, 19, 23}   j (3, ∞)

2 a {a, e}   b {a, b, c, d , e, i, o, u}c {b, c, d }   d {i, o, u}

3 a  {6}   b {2, 4, 8, 10}   c {1, 3, 5, 7, 9}d {1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10}e {1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10}f  {5, 7}   g {5, 7}   h {6}

4 a [−

3, 1)   b (−

4, 5]   c (−√ 

2, 0)

d

− 1√ 

2,√ 

3

  e (−∞,−3)

f (0,∞)   g (−∞, 0)   h [−2,∞)

5 a (−2, 3)   b [−4, 1)

c [−1, 5]   d (−3, 2]

6 a

 –3 –2 –1 10 2

b

 –3 –4 –2 –1 10 2 3

c

10 2 3

d

 –3 –4 –2 –1 10

e

 –3 –4 –2 –1 0

 –1 –2 0 1 32 4 5

7 a

 –2 –3 –1 0 21 3 4 5 6

b

 –2 –3 –1 0 21 3 4 5 6

c

 –2 –1 0 21 3 4 5 6

d

 –8 –6 –4 –2 0

Exercise   1B

1 a Domain = R Range = [−2,∞)

b Domain = (−∞, 2] Range = R

c Domain = (−2, 3) Range = [0, 9)

d Domain = (−3, 1) Range = (−6, 2)

e Domain = [−4, 0] Range = [0, 4]

f Domain = R Range = (−∞, 2)

2 a

 x

 y

0

1

Domain = R

Range = [1,∞)

b

 –3

 –3 3

3

0  x

 y

Domain = [−3, 3]

Range = [−3, 3]

c

2

8

 y

0  x

Domain = R+ ∪ {0}Range = (−∞, 2]

d

(1, 2)

(4, 4)

 y

0  x

Domain = [0,∞)

Range = [0,∞)

e

5

5

 y

0  x

Domain = [0, 5]

Range=

[0, 5]

(4, 18)

2

4

 y

0  x

Domain = [0, 4]

Range=

[2, 18]

740

Page 2: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 2/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   741

g

 x

 y

(–1, –5)

 –1

0

2

(2, 4)

 –2

 –5

Domain=

[−

1, 2]

Range = [−5, 4]

h

2

4

 –2

 y

0  x

Domain = R

Range = (−∞, 4]

3 a  Not a function

Domain = {−1, 1, 2, 3}Range = {1, 2, 3, 4}

b A function

Domain = {−2,−1, 0, 1, 2}Range = {−4,−1, 0, 3, 5}

c Not a function

Domain = {−2,−1, 2, 4}Range = {−2, 1, 2, 4, 6}

d A function

Domain

= {−1, 0, 1, 2, 3

}Range = {4}e A function

Domain = R

Range = {4}

f  Not a function

Domain = {2}Range = Z 

g A function

Domain = R

Range = R

h Not a function

Domain = R

Range = R

i Not a function

Domain = [−4, 4]

Range = [−4, 4]

4 a  g (−2) = 10, g (4) = 46   b [−2,∞)

5 a   f (−

1)= −

2, f (2)=

16, f (−

3)=

6

b g (−1) = −10, g (2) = 14, g (3) = 54

c i   f (−2 x) = 8 x2 − 8 x

ii   f ( x − 2) = 2 x2 − 4 x

iii  g (−2 x) = −16 x3 − 4 x − 6

iv  g ( x + 2) = 2 x3 + 12 x2 + 26 x + 14

v  g ( x2) = 2 x6 + 2 x2 − 6

6 a 3   b 7   c −3

2

7 a  x = −3   b x  > −3   c x = 2

38 a   f : R → R , f ( x) = 2 x + 3

b   f : R →

 R , f ( x)= −

4

3 x +

4

c   f : [0,∞) → R , f ( x) = 2 x − 3

d   f : R → R , f ( x) = x 2 − 9

e   f : [0, 2] → R , f ( x) = 5 x − 3

9 a

 x

 y

(2, 3)

(6, 7)

0

Range = [3,∞)

b

 x

 y

(2, –1)0

Range = (−∞,−1]

c

(–4, –7)

11

2 – 

 x

 y

0

Range = [−7,∞)

d

2

3 – 

0

2

(3, 11)

 x

 y

Range

=(

−∞, 11)

e

0

1 –1

(3, 4)

 x

 y

Range = (−∞, 4]

13

0

(6, 17)

(–2, –7)

 –1  x

 y

Range = [−7, 17]

g

0

(–1, 2)

(–5, 14)

 x

 y

Range = [2, 14]

h

0

(4, 19)

(–2, –11)

 –10.2

 x

 y

Range = (−11, 19)

10 a   f (2) = −3, f (−3) = 37, f (−2) = 21

b g (−2) = 7, g (1) = 1, g (−3) = 9

c i   f (a) = 2a2 − 6a + 1

ii   f (a + 2) = 2a2 + 2a − 3

iii   g (−a) = 3+ 2a

iv   g (2a) = 3− 2(2a) = 3− 4a

v   f (5 − a) = 21− 14a + 2a2

vi   f (2a) = 8a2 − 12a + 1

vii   g (a)+

  f (a)=

2a2

−8a+

4

viii   g (a)−   f (a) = 2+ 4a − 2a2

11 a

2

3,−1

  b

− 

2

3,

 2

3

c

0,−1

3

  d (−∞,−1) ∪

2

3,∞

e

−∞,−

 2

3

∪ 

2

3,∞

−1

3, 0

12 a   f (−2) = 2   b   f (2) = 6

c   f (−a) = a2

− ad   f (a)+   f (−a) = 2a2

e   f (a)−   f (−a) = 2a   f  a4 + a2

13 a {2}   b { x : x  > 2}   c

a + 2

3

d

−8

3

  e {1}   f 

13

18

14 a k  = 4

3  b k  = 6   c k  = −7

3

d k  = 9   e k  = 1

3  f  k  = −2

9

15 a6

5

  b1

5

  c

±

1

3

  d 1   e

−1, 2

Page 3: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 3/101

   A   n   s   w   e   r   s

742   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

Exercise   1C

1 One-to-one functions are b, d and  f .

2 a Functions are i, iii, iv, vi, vii and  viii.

b One-to-one functions are iii and  vii.

3 y = √  x + 2, x ≥ −2; range = R+ ∪ {0}

 y = −√ 

 x + 2,

 x ≥ −2;range = R− ∪ {0}4 a

2

0  x

 y

b g 1( x) = x 2 + 2, x ≥ 0

 g 2( x) = x 2 + 2, x  < 0

5 a Domain = R Range = R

b Domain = [0,∞) Range = [0,∞)

c Domain = R Range = [−2,∞)d Domain = [−4, 4] Range = [0, 4]

e Domain = R\{0} Range = R\{0}f Domain = R Range = (−∞, 4]

g Domain = [3,∞) Range = [0,∞)

6 a Domain = R Range = R

b Domain = R Range = [−2,∞)

c Domain = [−3, 3] Range = [0, 3]

d Domain = R\{1} Range = R\{0}7 a  R\(3)   b (−∞,−

√ 3] ∪ [

√ 3,∞)

c R   d [4, 11]   e R\{−1}f (−∞,−1] ∪ [2,∞)   g R\{−1, 2}

h (−∞,−2) ∪ [1,∞)   i

0,1

3

 j [−5, 5]   k [3, 12]

8 a Even   b Odd    c Neither 

d Even   e Odd    f  Neither 

9 a

0 1 2 –1

 –2

 x

 y

 –1

b Range = [−2,∞)

10 Domain = (−3, 0] ∪ [1, 3) Range = [−2, 3)

11 Domain = [−5, 4] Range = [−4, 0) ∪ [2, 5]

12 a

0 2 –4

 –4

65

(2, 10)(–4, 9)

 y

 x

b Domain=

(−∞

, 2]

Range = [5, 10] ∪ {−4}

13 a

0

5

8

 –3

(–3, 8)

 y

 x

b Range = [5,∞)

14 a   f (−4) = −8   b   f (0) = 0

c   f (4) = 1

4

d   f (a + 3) =

1

a + 3,   a  > 0

2(a + 3),   a ≤ 0

e   f (2a) =

1

2a,   a  >

3

2

4a,   a ≤ 3

2

f   f (a − 3) = 1

a − 3 ,   a  > 6

2(a − 3),   a ≤ 6

15 a   f (0) = 4   b   f (3) =√ 

2

c   f (8) =√ 

7

d   f (a + 1) =√ 

a,   a ≥ 0

4,   a  < 0

e   f (a − 1) =√ 

a − 2,   a ≥ 2

4,   a  < 216

0 –2  –1 1

 –1

 –2

 y

 xRange = [−1,∞)

17 y =

− x − 4,   x  < −21

2 x − 1,   −2 ≤ x ≤ 3

−1

2 x + 2,   x  > 3

Exercise   1D

1 a 8   b 8   c 2

d −2   e −2   f 4

2 a30 –3

(−3, 3)

b

50 –5(−∞,−5] ∪ [5,∞)

c321

[1, 3]

d  5 –1

(−1, 5)

e2 –3 –8

(−∞,−8] ∪ [2,∞)

f   –1 –2 –3 [−3,−1]

Page 4: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 4/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   743

3 a

0 (4, 1)

5

 x

 y

Range=

[1,∞

)

b

 –5 –1  –1

(–3, 2)

 x

 y

0

Range=

(−∞

, 2]

c

 –5

(–4, –1)

 –3

3

0 x

 y

Range = [−1,∞)

d

 –1 3

(1, 2)

1 x

 y

0

Range = (−∞, 2]

Exercise   1E

1 a ( f 

 + g )( x)

=4 x

 +2

( f g )( x) = 3 x2 + 6 xdom = R

b ( f  + g )( x) = 1

( f g )( x) = x 2 − x4

dom = (0, 2]

c ( f  + g )( x) =  x + 1√  x

( f g )( x) = 1

dom = [1,∞)

d ( f  + g )( x) = x 2 +√ 4− x

( f g )( x) = x 2√ 

4− x

dom = [0, 4]

2 a i Even   ii Odd iii Even   iv Odd 

b ( f  + h)( x) = x 2 + 1+ 1

 x2even;

( gk )( x) = 1 even;

( f h)( x) = 1+ 1

 x2even;

( f  + g )( x) = x 2 + x + 1 neither;

( g + k )( x) = x + 1

 xodd;

( f g )( x) = x 3 + x odd 

Exercise   1F1 a   f ( g ( x)) = 4 x − 1, g ( f ( x)) = 4 x − 2

b   f ( g ( x)) = 8 x + 5, g ( f ( x)) = 8 x + 3

c   f ( g ( x)) = 4 x − 7, g ( f ( x)) = 4 x − 5

d   f ( g ( x)) = 2 x2 − 1, g ( f ( x)) = (2 x − 1)2

e   f ( g ( x)) = 2( x − 5)2 + 1,

 g ( f ( x)) = 2 x2 − 4

f   f ( g ( x)) = 2| x | + 1, g ( f ( x)) = |2 x + 1|2 a   f  ◦ h( x) = 6 x + 3

b h( f ( x)) = 6 x − 1   c   f  ◦ h(2) = 15

d 11   e 21   f −7   g 3

3 a 9 x2

+12 x

 +3   b 3 x2

+6 x +

1

c 120   d 46   e 3   f  l

4 a h( g ( x)) = 1

(3 x + 2)2

Domain = R+

b g (h( x)) = 3

 x2 + 2

Domain = R\{0}

c

1

25   d 55 a ran   f  = [−4,∞), ran g  = [0,∞)

b   f  ◦ g ( x) = x − 4, ran = [−4,∞)

c ran   f  ⊂ dom g 

6 a   f  ◦ g ( x) = x , domain = R\

1

2

,

range = R\

1

2

b g ◦   f ( x) = x , domain = R\{0],

range = R\{0}7 a ran f  = [−2,∞) ⊂ dom g  = R+ ∪ {0}

b   f  ◦ g ( x) = x − 2, x ≥ 0

210

 –1

 –2

 x

 y

8 a   f  ◦ g ( x) = 4− | x| and 

 g ◦   f ( x) = |4− x|

 x

 y

0 –4 4

4   f o g ( x) = 4 – | x|

04

4

 g o f ( x) = |4 – x| y

 x

b   f  ◦ g ( x) = 9− | x|2 = 9− x2 and 

 g ◦   f ( x) = |9− x2|

 f o g ( x) = 9 – x2

 –3 30

9

 x

 y

 x

 g o f ( x) = |9 – x2|

 –3 30

9

 y

c   f  ◦ g ( x) = 1

| x| and  g ◦   f ( x) =1

 x

= 1

| x |

0

 f o g ( x) = 1

| x|

 x

 y

0

 g o f ( x) = 1

| x|

 x

 y

9 a   f  ◦ g is not defined since

ran g  = [−1,∞) ⊂ dom   f  = (−∞, 3]

b g ∗: [−2, 2] → R , g ∗( x) = x 2 − 1

 f  ◦ g ∗: { x : − 2 ≤ x ≤ 2} → R ,

 f  ◦ g ∗( x) = 4− x2

10 a   f  ◦ g is not defined since ran g  ⊂ dom   f 

b g 1: { x: x  < 3} → R , where g 1( x) = 3− x

Page 5: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 5/101

   A   n   s   w   e   r   s

744   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

11 Domain Range

 f R [0,∞)

 g  (−∞, 3] [0,∞)

a ran g  ⊂ domain   f ,   ∴   f  ◦ g exists

b ran   f  ⊂ domain g ,   ∴ g ◦   f  does not exist

12 a  S  = [−2, 2]b ran   f  = [0, 2], ran g  = [1,∞)

c ran   f  = [0, 2] ⊂ dom g  = R ,

∴ g ◦   f  is defined 

ran g  = [1,∞) ⊂ dom   f  = [−2, 2],

∴   f  ◦ g is not defined 

13 a ∈ [2, 3]

Exercise   1G

1 a   f  −1( x) = x + 4   b   f  −1( x) =  x

2

c   f  −1( x) =4 x

3   d   f  −1( x) =4 x +

2

3

2 a   f  −1( x) = 1

2( x + 4), domain = [−8, 8],

range = [−2, 6]

b g −1( x) = 9− 1

 x, domain = (−∞, 0),

range = (9,∞)

c h−1( x) = √  x − 2, domain = [2,∞),

range = R+ ∪ {0}d   f  −1( x) = 1

5( x + 2), domain = [−17, 28],

range = [−3, 6]

e g −1

( x) = √  x + 1, domain = (0,∞),range = (1,∞)

f  h−1( x) = x 2, domain = (0,∞),

range = (0,∞)

3 a  g −1( x)=√  x + 1− 1, domain= [−1,∞),

range = [−1,∞)

b

 –1 –1

1

0 1 2 3 x

 y

4   f  −1(2) = 12, dom f  −1 = [−3, 3]

5 a   f  −1( x) =  x

2, dom   f  −1 = [−2, 6],

ran   f  −1 = [−1, 3]

b   f  −1( x) = 

 x + 4

2  , dom   f  −1 = [−4,∞),

ran   f  −1 = [0,∞)

c {(6, 1), (4, 2), (8, 3), (11, 5)},dom = {6, 4, 8, 11}, ran = {1, 2, 3, 5}

d h−1( x) = − x2, dom h−1 = R+

,

ran h−1 = R−

e   f  −1( x)=

3√ 

 x −

1, dom   f  −1

= R,

ran   f  −1 = R

f  g −1( x) = −1+√  x, dom g −1 = (0, 16),

ran g −1 = (−1, 3)

g g −1( x) = x 2 + 1, dom g −1 = R+ ∪ {0},ran g −1 = [1,∞)

h h−1( x) =√ 

4− x2, dom h−1 = [0, 2],

ran h−1 = [0, 2]

6 a

(–2, 0)

(4, 0)

(0, 4)

 y = 2 x + 4

0

(0, –2)

 y =2

( x – 4)

 x

 y

 y =  x − 4

2  , dom = R , ran = R

b

 y = 3 –  2 x

 y =2

3 – x

23

230 3

3

 x

 y

 f  −1( x) = 3− 2 x, dom = R , ran = R

c

 y = 2 + √ x  y = ( x – 2)2

(0, 2)

(2, 0)0   x

 y

 f  −1( x) = √  x + 2, dom = R+ ∪ {0},

ran = [2,∞)

d

 y = √ x + 1

 y = ( x – 1)2

(1, 0)0

(0, 1)

 x

 y

 f  −1( x) = √  x + 1, dom = R+ ∪ {0},

ran = [1,∞)

e

 y = – √ x + 2

 y = ( x – 2)2

(0, 4)

(0, 2)

(2, 0)0

(4, 0) x

 y

 f  −1( x)

=2

−√ 

 x

dom = R+ ∪ {0}, ran = (−∞, 2]

Page 6: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 6/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   745

0

 y = x1

 x

 y

 f  −1( x) = 1

 x, dom = R+

, ran = R+

g

 y = x21

1

√ x y =

0  x

 y

 f  −1( x) = 1√  x, dom = R+

, ran = R+

h y = 2 x + 4

4

4

0 –2

 –2

1

2 y =  ( x – 4)

 x

 y

h−1( x) = 2 x + 4, dom = R , ran = R

7 a

(3, 3)

(0, 0)0

 y

 x

b

(3, 4)

(4, 3)

(2, 1)

(1, 0)

(0, 1)

(1, 2)

0

 y

 x

c

3

2

0 2 3

 y

 x

d

1

10 –4

 –4

 x

 y

e

0

3

3 –3

 –3

 x

 y   f 

(1, 1)(0, 0)

(–1, –1)

 x

 y

g

0  x

 y   h

0 y = –2

 x

8 a C   b B   c D   d A

9 a  A

=(

−∞, 3]

b b = 0, g −1( x) = √ 1− x, x ∈ [−3, 1]

Exercise   1H

1   f ( x) =

4 if 0 ≤ x ≤ 2

4+ 2( x − 2) if   x  > 2

=

4 if 0 ≤ x ≤ 2

2 x if  x  > 2

2 40

4

8

 y

 x

2 V ( x) = 4 x(10 − x)(18− x)

Domain = (0, 10)

3 a A( x) = − x2 + 92 x − 720

b 12  < x  < 60

c

(46, 1396)

(12, 240)

(60, 1200)

0

 A

 x

d Maximum area = 1396 m2

occurs when x = 46 and  y = 34

4 a i   S  = 2 x2 + 6 xh

ii   S  = 2 x2 + 3V 

 xb Maximal domain

=(0,

∞)

c Maximum value of  S  = 1508 m2

5 a a = 1

30, b = 1

15, c = 45, d  = −3

2, e = 75

b

3245,

75,72

0

c Range

= 0,7

2

6 a C  = 1.20 for 0  < m ≤ 20

= 2.00 for 20  < m ≤ 50

= 3.00 for 50  < m ≤ 150

b

1

   2   0   4   0   6   0    8   0    1   0   0

   1   2   0

   1  4   0

   1   5   0

2

3

m( g )

C ($)

Domain

=(0, 150]

Range = {1.20, 2.00, 3.00}

Page 7: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 7/101

   A   n   s   w   e   r   s

746   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

Multiple-choice questions1 E   2 B   3 E   4 C   5 E

6 C   7 D   8 B   9 B   10 B

Short-answer questions

(technology-free)1 a

 f ( x) = x2 + 1

(0, 1)

0

 y

 x

Domain = R Range = [1,∞)

b

 f ( x) = 2 x – 6

 –6

0 3

 y

 x

Domain = R Range = R

c

5

 –5

 –5

0 5

 x2 + y2 = 25

 y

 x

Domain = [−5, 5] Range = [−5, 5]

d

1

2 – 

0

1

 y > 2 x + 1 – 

 y

 x

Domain = R Range = R

e

 y <  x –  3 

 –3

3

0

 y

 x

Domain = R Range = R

2 a

 y = g ( x)

(5, 4)

32

 –3 0

 y

 x

b Range of  g  =

3

2, 4

c g −1 :

3

2, 4

→ R

 g −1( x) = 2 x − 3

Range = [0, 5]

Domain =

3

2, 4

d {5}   e 7

23 a

1

5

  b {11}   c

− 1

10

4

 x

 y

(2, 3)

(0, –1)10 2

5 a  R\{3}   b R\(−√ 5,√ 

5)   c R\{1,−2}d [−5, 5]   e [5, 15]   f  R\{2}

6 ( f  + g )( x) = x 2 + 5 x + 1

( f g )( x) = ( x − 3)( x + 2)2

7 ( f  + g ) : [1, 5] → R , ( f  + g )( x) = x 2 + 1

( f g ) : [1, 5] → R , ( f g )( x) = 2 x( x − 1)2

8   f  −1 : [8,∞) → R , f  −1( x) = √  x + 1

9 a ( f  + g )( x) = − x2 + 2 x + 3

b ( f g )( x) = − x2(2 x + 3)   c {−1, 3}10

 y = x

(2, 2)

(–4, 0) 0

43

0,

(0, –4)

 x

 y

43

, 0

Extended-response questions1 a C 

1 =64+

0.25 x

C 2 = 89

Page 8: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 8/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   747

b

 x (km)

C ($)

100

80

60

40

20

020 40 60 80 100 120

C 2

C 1

c x  > 100 km

2 a  S  = 6 x2b S  = 6V 

23

3 a  A =√ 

3 s2

4  b A =

√ 3h2

3

4 a d ( x) =√ 

9− x2,   b dom = [0, 3]

ran = [0, 3]

3

0 3

 x

5 S ( x) = 160 x x + 80

6 a  V 1: (0, 12) → R ,

V 1(h) =

36− h2

4

h

b V 2: (0, 6) → R , V 2(r ) = 2r 2√ 

36− r 2

7 a domain range

 f R R

 g R R

ran   f  = dom g ,∴ g ◦   f  exists

 g ◦   f ( x) = 2+ (1+ x)3

b g ◦   f  is one-to-one and therefore a function.∴ ( g ◦   f )−1 is defined , ( g ◦   f )−1(10) = 1

8 a

 x

 y

 –2

 –4

0 2

2 (3, 3)

b i −3   ii 3

c S  = (−∞, 0]

d   f  ◦ h( x) =

4 x2 − 4 if  x  < 1

2 x if  x ≥ 1

h ◦  f ( x) =

2 x2 − 8 if  x  < 2

2 x if  x ≥ 2

9 A(t ) =

3t 2

2  , 0 ≤ t  ≤ 1

3t  − 3

2, t  > 1

Domain = [0,∞)

Range = [0,∞)

10 a   f : R\a

c

→ R , f  −1( x) = b − xd 

 xc − a

b   i   f  −1: R\{1} → R , f  −1( x) = 2− x

3 x − 3

ii   f  −1: R\

3

2

→ R,

 f  −1

( x) =3 x

 +2

2 x − 3

iii   f  −1: R\{−1} → R , f  −1( x) = 1− x

 x + 1

iv   f  −1: R\{−1} → R , f  −1( x) = 1− x

 x + 1c If  a, b, c, d  ∈ R\{0}, f  =   f  −1 when

a = −d .

11 a i  YB= r    ii  ZB= r 

iii  AZ = x − r    iv  CY = 3− r 

b r  =  x + 3−√ 

 x2 + 9

2

c i  r  = 1   ii 1.2512 b   f ( x) = q

 x

c   i   f  −1( x) = 3 x + 8

 x − 3 =   f ( x)

ii   x = 3±√ 

17

13 a i   f (2) = 3   f ( f (2)) = 2

 f ( f ( f (2))) = 3

ii   f ( f ( x)) = x

b   f ( f ( x)) = − x − 3

 x − 1  , f ( f ( f ( x))) = x ,

i.e.   f ( f ( x)) =   f  −1( x)

Chapter 2

Exercise   2A 

1 a 10   b 1   c 4   d 28   e 81

2

f 17

9g

7

5   h 21   i 2   j7

2

2 a x = 12, y = 8   b x = 5, y = −8

c x = 3, y = 1   d x = 2, y = 1

e x

 =17, y

 = −19   f  x

 =10, y

 =6

3 80 km   4 96 km

5 Width = 6 cm, length= 10 cm

6 John scored 4, David 8

7 a w = 20n + 800   b $1400   c 41 units

8 a V  = 15t  + 250   b 1150 litres

c 5 hours, 16 minutes and 40 seconds

9 a V  = 10 000− 10t    b 9400 litres

c 16 hours and 40 minutes

10 a C  = 25t  + 100

b i $150   ii $162.50

c i 11 hours   ii 12 hours

Page 9: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 9/101

   A   n   s   w   e   r   s

748   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

Exercise   2B

1 a x = m − n

ab x = b

b − ac x = −bc

a

d x = 5

 p − q  e x = m + n

n −mf  x = ab

1− b

g x =

3a   h x = −

mn   i x =

a2 − b2

2ab

 j x =  p − q

 p + q  k  x = 3ab

b − al x = 1

3a − b

m x =  p2 + p2t  + t 2

q( p + t )  n x = −5a

3

4 a x = d − bc

1− ab,   y = c − ad 

1− ab

b x = a2 + ab + b2

a + b,   y = ab

a + b

c x = t  + s

2a, y = t  − s

2bd x = a + b, y = a − b

e x = c, y = −af  x = a + 1, y = a − 1

5 a s = a(2a + 1)   b s = 2a2

1− a

c s = a2 + a + 1

a(a + 1)d s = a

(a − 1)2

e s = 3a3(3a + 1)   f  s = 3a

a + 2

g s = 2a2 − 1+ 1

a2   h s = 5a2

a2 + 6

Exercise  2C1 a

3, 7

1

2

  b

−5

2,−2

  c

3

2,

1

2

2 a

 x1 –1

 –2 –3

0

 y   b

1

1234

0 43

 x

 y

c

42

30 6 x

 y   d

2

0 3 x

 y

e

6

0 –3 x

 y   f 

2

 –4

0  x

 y

3 a 2 x − 6 = y   b −3 x − 5 = y

c 5 = 3 y − 4 x   d y = 2 x + 1

4 a y

2 −  x

3 = 1   b

 x

4 +  y

6 = 1

c − x

4 −  y

3 = 1   d

 x

6 −  y

2 = 1

5 a

 x

 y

2

0 4

 x

4 +  y

2 = 1

b

3

0 –4 x

 y

 y

3 −  x

4 = 1

c

2

 –4 0  x

 y

 y

2 −  x

4 = 1

d

0 6

 –3

 x

 y

 x

6 −  y

3 = 1

6 C  = 11

200n + 2, $57

7 a C  = 5n + 175   b Yes   c $175

8 a√ 

5 ≈ 2.236   b√ 

2 ≈ 1.414

c√ 

29 ≈ 5.385   d 2√ 

82 ≈ 18.111

e√ 

20

≈4.472   f 5

9 a i   y = 2 x + 4   ii 2 y + x = 13b i   y = −2 x + 7   ii 2 y − x = 4

10 y = 2 x − 3   11 y = −5 or 3

12 a i 5 y + 2 x = 13   ii 5 y + 4 x = 11

b i 2 y − 5 x = 11   ii 4 y − 5 x = 17

13 a 32.01◦   b 153.43◦

c 56.31◦   d 120.96◦

14 45◦   15 a = −12 or  a = 8

16 a  y = 3 x − 6   b (2, 0)

17 k  = 5 and  h = 4 or  k  = −2 and  h = −3

18 a a + 2   b4

5

19 a m =1

2 b (5, 7)c AB=√ 13, AC = 2

√ 13

20 a 3 y − x = 22   b (14, 12)

c (16, 6)   d 80 square units

21 a (2, 3)   b y + 5 x = 13

c i 2 y = 3 x − 13

ii (3, −2)   iii (1, 8)

Exercise   2D

1 a 4− T 

b i 90T    ii 70(4−

T )

c i  T  = 1

Page 10: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 10/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   749

ii 90 km on freeway, 210 km on country roads

2 a  L = −120t  + 5400   b 5400 litres

c

t (days)450

5400

(litres)

d [0, 45]

e 45 days   f 120 litres per day

3 a C  A = 0.4n + 1

C  B = 0.6n

b

n0

1

Cost

($)   C  BC  A

c n = 5

d D

 D = 1 –  0.2n

5

1

0   n

The difference in charges against kilometres

travelled.

4 a y = 9

4 x   b 24 622 m

c y = −27

26 x + 855

26  d

5393

108

5 a i

 −4   ii

4

9b i   y = 49 x + 10

3ii   y = −4 x + 30

c Equation of  AC : y = x , equation of  BD: y = 4

d (4, 4)

Exercise   2E

1 a

0   −1

6 4

  b

−1   −2

0   −2

  c−10   −6

12 7

d4 3

0 0   e2k k 

3k  2k    f −2   −4

15 10

g

6 5

−3   −2

  h 1   i

2   −1

−3 2

 j 2   k 

1 1

−3

2  −1

  l 2

2 a−1 1

−4 3

  b

2

7  − 1

141

7

3

14

c

1 0

01

3   A−1 =

1

2

1

20   −1

,   B−1 =

1 0

−3 1

AB =

5 1

−3   −1

, (AB)−1 =

1

2

1

2−3

2

−5

2

A−1B−1=−1

1

23   −1

,   B−1A−1=

12

12

−3

2

−5

2

,(AB)−1 = B−1A−1

4 a

−1

2

3

21   −2

  b

0 7

1   −8

  c

5

2

−7

211

2

−21

2

5 a

−3

8

11

81

16

7

16

b

−11

16

17

16−1

4

3

4

7 a

5 7 7

−6 11 12

14 2 0

  b

16 14 42

0 10 48

24 13 30

c

24 24 16

66 16 6

0 22 16

  d

9 18 15

−18 30 18

36 3 0

e

3

2

−1

2  −1

−3 1 31

2 0   −1

2

1 5 3

−6 9 0

10 0 0

g

−1 4 1

−6 8   −6

8   −1 0

  h

9 9 11

−6 13 24

18 4 0

i

−3

8

7

48

7

244

3

−11

18

−8

9−5

18

4

27

5

27

 j

−3

8

7

48

7

244

3

−11

18

−8

9−5

18

4

27

5

27

8 a

17   −3   −23 824 95 54 22

9 52 58 1

1 13 10 1

b

10 10 14 8

16 26 24 1

63 50 80 13

70 74 92 55

c

9 18 15   −18

30 18 36 3

0 12 3 18

0 0 3 3

Page 11: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 11/101

   A   n   s   w   e   r   s

750   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

d

−1

12

11

24

1

12

−1

8−2

9

−1

9

2

90

7

36

7

72

−7

36

1

837

36

1

72

−1

36

−1

8

e

3 5 4   −7

8 5 10 1

−1   −2   −1 5

0   −7   −7 1

3 4 3   −8

6 4 8 1

−2   −8   −3 4

0   −14   −15 1

9 a1

00

  b

11

2−12

2

10 a

−7

242

913

7243

72

b

−1

2−2

35

611

6

Exercise   2F

1 a  x = 4, y = −3   b x = −3

2  , y = 1

2

c x = 51

38, y = −31

38  d x = 37

10, y = 7

5

2 Their graphs are parallel straight lines that do not

coincide.

3 x = t  + 6, y = t  where   t  ∈ R4 m = 9

5 a m = −5   b m = 3

6 a i  m = −2   ii  m = 4

b x = 4

m + 2, y = 2(m + 4)

m + 2

7 a x = 2, y = 0   k  = −3

2

b k  = −3

2

8 a b ∈ R\{10}b b

=10, c

=8

c b = 10, c = 8

Exercise  2G

1 a  x = 2, y = 3, z  = 1   b x = −3, y = 5, z  = 2

c x = 5, y = 0, z  = 7   d x = 6, y = 5, z  = 1

2 a  y = 4 z − 2

b x = 8− 5, y = 4− 2, z  =

3 a − y + 5 z  = 15,− y + 5 z  = 15b The two equations are the same.

c y = 5− 15

d x = 43− 13

4 a  x = − 1, y = , z  = 5

b x = + 3, y = 3, z  =

c x = 14− 3

6  , y = 10− 3

6  , z  =

5 z  = t , y = −3(t  + 2)

4  , x = 26− 3t 

4  ,

w = t  − 2

2; t  ∈ R

 x = −4, y = −12, z  = 14

6 a  x = 1, y = 2, z  = 3

b x = −5

3  ,   y = −(+ 5)

3  ,  z  =

c z  = t , y = −2(t  − 1), x = 2− 3t 

2

7 a

8−12a13a(a−2)

113 − 2a−8

13a(a−2)3a−4

13a(a−2) + 1

13

13a−213a(a−2)

−2(a+1)

13a(a−2)1−2a

13a(a−2)

1613a(a−2)

16−10a13a(a−2)

3a−813a(a−2)

b a = 0, 2   c a = 0

d x = t 

2, y = 26− t 

8  , z  = t ; t  ∈   R

8 p = 3; z  = t , y = 5− 4t , x = 3(t  − 1)

Multiple-choice questions

1 E   2 E   3 D   4 C   5 B

6 A   7 A   8 C   9 B   10 C

Short-answer questions(technology-free)

1 a −8   b7

5  c 30   d 7

2 a  x = −2, y = 2   b x = −44, y = −39

3 a

0, 5

3

, 05

2

0  x

 y   b

(6, 0)(0, –6)

0  x

Page 12: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 12/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   751

c

0

(0, 3)(2, 0)

 x

 y

4 a  y = −2 x + 5   b y = 2 x + 2

c y = 1

2 x + 1

2  d y = −2 x + 3

5√ 

13

Extended-response questions

1 a

 N 0

100

(100, 50)

 P $

b P  = −1

2 N  + 100

c i $56   ii   N  = 80

2 a p = 1448t + 7656

b

t 0

 p

(8, 19240)

7656

c 22 136   d 1448 people per year 

3 a y = 5

3 x − 4   b

66

7  ,

82

7

  c

5

3

d 15   e629

14square units

4 a y = 4

7 x + 31

14  b

59

14

c√ 

65   d65

28square units

5 a

1,−12

  b √ 269   c √ 269

d y = −13

10 x + 4

5e y = 10

13 x − 33

26

7

2,−15

4

  g (26, −33)

6 a 125 litres   b x = 2912

3, y = 208

1

3

7 Brad 20, Flynn 10, Elizabeth 15

Chapter 3

Exercise   3A 

1 a   f ( x) = 1

 x4

Maximal domain

= R

\{0

}, range

= R+

Asymptotes at x = 0, y = 0

b

0  x

 y

2 a i   f ( x) = 1√  x

Maximal domain

= R+

,

range = R+

Asymptotes at x = 0, y = 0

ii

0  x

 y

b   i   f ( x)

= x

35

Maximal domain= R , range = R

ii

0  x

 y

c   i   f ( x) = x− 3

5

Maximal domain= R\{0}, range = R\{0}Asymptotes at x

 =0, y

 =0

ii

0  x

 y

Page 13: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 13/101

   A   n   s   w   e   r   s

752   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

d   i   f ( x) = 13√ 

 xMaximal domain= R\{0}, range = R\{0}Asymptotes at x = 0, y = 0

ii

0  x

 y

e i   f ( x) = 5√ 

 x

Maximal domain= R , range = R

ii

0  x

3 a { x: 0  < x  < 1}   b { x : 0  < x  < 1}4 a Odd    b Even   c Odd 

d Odd    e Even   f Odd 

Exercise   3B

1 a

4

 x y = 

(1, 4)

0  x

 y   b

012 x

 y = 

12

1,

 x

 y

c

13

, 1

(3, 3)

 y = √3 x

 y

0  x

d

2

 x2 y = 

(1, 2)(–1, 2)

 x

 y

0

2 a

14 x2

 y =

 x

 y

0

b

2

 x2 y = 

(1, 2) x

 y

0

c

4

 x2 y = 

(1, 4)

 x

 y

0

d

0

3

 x2 y = 

(1, 3)

 x

 y

e

 x

 y

0

1

251,

1

25 x2 y = 

16

 x2 y =  (1, 16)

0  x

 y

3

3

2 x y = 

1

 x y = 

(1, 3)

(1, 1)

0

3

 x y=

 

3

21,

32

 –1, – 

(–1, –1)

(–1, –3)

 x

 y

4

 f ( x) = 3√ x

(1, 3)

 x0

 y

Range = R+

5 a Dilation of factor 5 from the x-axis

b Dilation of factor 4 from the x-axis

c Dilation of factor 1

5from the y-axis

6 a i   y = 4| x |   ii   y = 2

3| x|

iii   y = 2| x |   iv   y = 1

5| x|

b i   y = 4 3√  x   ii   y = 23 × 3√  x

iii   y = 3√ 

2 x   iv   y = 3

  x

5

c   i   y = 4

 x3  ii   y = 2

3 x3

iii   y = 1

8 x3  iv   y = 125

 x3

d   i   y = 4

 x4  ii   y = 2

3 x4

iii   y = 1

16 x4  iv   y = 625

 x4

e   i   y = 43√  x ii   y = 23 3√  x

iii   y = 13√ 

2 x  iv   y = 3

 5

 x

f    i   y = 4( x)23   ii   y = 2

3( x)

23

iii   y = (2 x)23   iv   y =

 x5

23

g   i   y = 4

 x34

ii   y = 2

3 x34

iii   y

 =1

(2 x)34

iv   y

 = 5

 x

34

Page 14: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 14/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   753

Exercise  3C

1 a

 y = – √ x0

  x

 y

dom = [0,∞)

b

 y = √ –  x

0

 y

 x

dom= (−∞, 0]

2 Reflection in the y-axis

3 a i   y = −| x |   ii   y = | x|b i   y = − 3

√  x   ii   y = − 3

√  x

c i   y = −1

 x3  ii   y = −1

 x3

d i   y = −1

 x4  ii   y = 1

 x4

e i   y = −13√ 

 xii   y = −1

3√ 

 x

f  i   y = −( x) 23   ii   y = x 23

g i   y = −1

 x34

ii   y = 1

(− x)34

4 a Even   b Odd    c Odd    d Even

e Odd    f Even   g Neither odd nor even

Exercise   3D

1 a

 y = 3

0 x

 y

1 x

 y =  + 3

1

3, 0 – 

Domain = R\{0}, range = R\{3}b

1

 x2 – 3 y =

 y = – 3

 –  , 01

√3 , 0

1

√30

 x

 y

Domain = R\{0}, range = (−3,∞)

c

1

( x + 2)2 y =

 x = –2

0,14

0  x

 y

Domain = R\{−2}, range = R+

d

(2, 0)

 y = √ x – 2

0  x

 y

Domain = [2,∞), range = R+ ∪ {0}e

1

 x – 1 y =

(0, –1)

 x = 1

0  x

 y

Domain

= R

\{1

}, range

= R

\{0

}f 

0

1 x

 y =  – 4

 y = – 4

14

, 0

 x

 y

Domain = R\{0}, range = R\{−4}g

 x = –2

12

0,

1 x + 2

 y =

0  x

 y

Domain = R\{−2}, range = R\{0}h

 x = 3

013

0, – 

1 x – 3

 y =

 x

 y

Domain = R\{3}, range = R\{0}i

 x = 3

0

19

0,1

( x – 3)2 y =

 x

 y

Domain = R\{3}, range = R+

Page 15: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 15/101

   A   n   s   w   e   r   s

754   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

 j

 x = –4

0

1

160,

1

( x + 4)2 y =

 x

 y

Domain = R\{−4}, range = R+

 y = 1

 x = 1

0  x

 y

1 x – 1

 y = + 1

Domain = R\{1}, range = R\{1}l

 y = 2

 x = 2

0

1

20, 1

12

1 , 0

1 x – 2

 y = + 2

 x

 y

Domain = R\{2}, range = R\{2}m

 y = –4

0

1

 x2 y =  – 4

 – 4

12

12

 – 

 x

 y

Domain = R\{0}, range = (−4,∞)

2 a

 x = 1

0

 y = f ( x – 1)

(0, –1)

 x

 y

b

 y = 1

0

 y = f ( x) + 1

( –1, 0) x

c

0

 y = f ( x + 3)

 x = – 3

0,1

3

 y

 x

d

0

 y = f ( x) – 3

 y = – 3

13

, 0

 y

 x

e

0

 y = f ( x + 1)

 x = – 1

(0, 1)

 y

 x

0

 y = f ( x) – 1

 y = – 1

(1, 0)

 y

 x

3 a Translation with mapping

( x, y) → ( x − 5, y)

b Translation with mapping

( x, y) → ( x, y + 2)

c Translation with mapping

( x, y) → ( x, y + 4)

4 a i   y = | x − 7| + 1

ii   y = | x + 2| − 6

iii   y = |

 x −

2| −

3

iv   y = | x + 1| + 4

b i   y = 3√ 

 x − 7+ 1

ii   y = 3√ 

 x + 2− 6

iii   y = 3√ 

 x − 2− 3

iv   y = 3√ 

 x + 1+ 4

c   i   y = 1

( x − 7)3 + 1

ii   y = 1

( x + 2)3 − 6

iii   y = 1

( x − 2)3 − 3

iv   y =1

( x + 1)3 + 4

Page 16: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 16/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   755

d   i   y = 1

( x − 7)4 + 1

ii   y = 1

( x + 2)4 − 6

iii   y = 1

( x − 2)4 − 3

iv   y =1

( x + 1)4 + 4

e   i   y = 13√ 

 x − 7+ 1

ii   y = 13√ 

 x + 2− 6

iii   y = 13√ 

 x − 2− 3

iv   y = 13√ 

 x + 1+ 4

f    i   y = ( x − 7)23 + 1

ii   y = ( x + 2)23 − 6

iii   y = ( x − 2)2

3 − 3

iv   y = ( x + 1)23 + 4

g   i   y = 1

( x − 7)34

+ 1

ii   y = 1

( x + 2)34

− 6

iii   y = 1

( x − 2)34

− 3

iv   y = 1

( x + 1)34

+ 4

Exercise   3E

1 a i   y = −2| x − 3| − 4

ii   y = −2| x − 3| + 4

iii   y = −2| x − 3| − 4

iv   y = −2| x − 3| − 8

v   y = −2| x − 3| + 8

vi   y = −2| x − 3| + 8

b i   y = −2 3√ 

 x − 3− 4

ii   y = −2 3√ 

 x − 3+ 4

iii   y = −

2 3√ 

 x −

3−

4

iv   y = −2 3√  x − 3− 8

v   y = −2 3√ 

 x − 3+ 8

vi   y = −2 3√ 

 x − 3+ 8

c   i   y = −2

( x − 3)3 − 4

ii   y = −2

( x − 3)3 + 4

iii   y = −2

( x − 3)3 − 4

iv   y = −2

( x − 3)3 − 8

v   y = −2

( x − 3)3 + 8

vi   y = −2

( x − 3)3 + 8

d   i   y = −2

( x − 3)4 − 4

ii   y = −2

( x − 3)4 + 4

iii   y =

−2

( x − 3)4 −4

iv   y = −2

( x − 3)4 − 8

v   y = −2

( x − 3)4 + 8

vi   y = −2

( x − 3)4 + 8

e   i   y = −23√ 

 x − 3− 4

ii   y = −23√ 

 x − 3+ 4

iii   y

 =

−23

√  x − 3 −4

iv   y = −23√ 

 x − 3− 8

v   y = −23√ 

 x − 3+ 8

vi   y = −23√ 

 x − 3+ 8

f    i   y = −2( x − 3)23 − 4

ii   y = −2( x − 3)23 + 4

iii   y = −2( x − 3)23 − 4

iv   y

 = −2( x

 −3)

23

 −8

v   y = −2( x − 3) 23 + 8

vi   y = −2( x − 3)23 + 8

g   i   y = −2

( x − 3)34

− 4

ii   y = −2

( x − 3)34

+ 4

iii   y = −2

( x − 3)34

− 4

iv   y = −2

( x − 3)

3

4

− 8

v   y = −2

( x − 3)34

+ 8

vi   y = −2

( x − 3)34

+ 8

2

(8, –2)

(5, 4)

0 3

 y

 x

3

(–4, –3)

0 –3

 –8

 y

 x

Page 17: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 17/101

   A   n   s   w   e   r   s

756   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

4 a

 –3

(–2, 1)

0 – 3

2 – 

5

2

 y

 x

b y =−2| x + 2|+ 1

5 a

0

 –1

7

2 – 

1

2, –2

 y

 x

b y = (1− 2 x)13 − 2

Exercise   3F

1 a A dilation of factor 2 from the x-axis, followed  by a translation of 1 unit in the positive

direction of the x-axis and 3 units in the

 positive direction of the y-axis.

b A reflection in the x-axis and a dilation of 

factor 3 from the x-axis (in either order),

followed by a translation of 4 units in the

negative direction of the x-axis and 7 units in

the negative direction of the y-axis.

c A reflection in the y-axis and a dilation of 

factor 4 from the x-axis (in either order),

followed by a translation of 1 unit in the

 positive direction of the x-axis and 5 units inthe negative direction of the y-axis.

d A reflection in the x-axis, followed by a

translation of 1 unit in the negative direction of 

the x-axis and 2 units in the positive direction

of the y-axis.

e A reflection in the y-axis and a dilation of 

factor 2 from the x-axis (in either order),

followed by a translation of 3 units in the

 positive direction of the y-axis.

f A translation of 3 units in the negative

direction of the x-axis and 4 units in the

negative direction of the y-axis, followed by areflection in either axis and a dilation of factor 1

2from the x-axis (in either order).

2 a

 x = 1

(0, –3)0

3

 x – 1 y =

 x

 y

Range = R\{0}

b

 y = –1

 x = –1

(0, 1)(1, 0)

0 x

 y

 y = 2

 x + 1 – 1

Range = R\{−1}

c

 x = 2

0

3

( x – 2)2 y = 

3

40,

 x

 y

Range = R+

d

 x

2

( x – 1)2 y =   – 1

 x = 1

(0, 1)

 y = –1

0

(1 – √2, 0) (1 + √2, 0)

 y

Range = (−1,∞)

e

 x = 3

0

1

30,

 –1

 x – 3 y = 

 x

 y

Range = R\{0}

 y = 3

 x = –2

01

20, 2

2

3 –1 , 0

 –1

 x + 2 y =  + 3

 x

 y

Range

= R

\{3

}

Page 18: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 18/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   757

g

4

3

0

10627

3 – , 01√23

 x

 y

Range = R\{4}3 a

0

3

 y =  – √ x  –  3

 x

 y

Range = R− ∪ {0}b

 x

 y = – √ x – 3 + 2

(3, 2)

(7, 0)0

 y

Range = (−∞, 2]

c

(0, √6)

0 –3 x

 y = √2( x + 3)

 y

Range = R+ ∪ {0}d

0

13

0, – 

1

2 x – 3 y =

3

2 x =

 x

 y

Range = R\{0}e

(0, 5√2) y = 5√ x + 2

0 –2 x

 y

Range = R+ ∪ {0}

(0, –5√2 – 2)

 y = –5√ x + 2 – 2

0(–2, –2)

 x

 y

Range = (−∞,−2]

g

 x = 2

0

32

0,

 –3 x – 2

 y =

 x

 y

Range = R\{0}h

 y = –4

 x = –2

0

1

2 –40,

2

( x + 2)2 y = – – 4

 x

 y

Range = (−∞,−4)

i

 y = –5

0

3

10, 0

3

2 x y =  – 5

 x

 y

Range = R\{−5} j

5

01

2 – 

 x

 y

Range = R\{5}k 

5

11

0 3 x

 y

Range = [5,∞)

Page 19: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 19/101

   A   n   s   w   e   r   s

758   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

4 a

0 –2

77 – √2

3

 x

 y

Range = R

b

0 1 –7 –2

2 x

 y

Range = R\{2}c

0 –1

 –6

 –7

 x

 y

Range = (−∞,−6]

5 a

 y = 3

 x = –1

(0, 2)

0

 x + 13 x + 2

 y =

23

, 0 – 

 x

 y

b

(0, –5)1

2 x =  – 

 y = 2

0

2 x + 14 x – 5

 y =

54

, 0

 x

 y

6 a

 y = 4

 x = 3

0

13

0, 3

2 x – 3

 y = + 4

12

2 , 0

 x

 y

Range = R\{4}b

 x = 3

 y = 4

(4, 0)0

3  – x4

 y = + 4

13

0, 5

 x

 y

Range

= R

\{4

}

c

 y = 1

 x = 1

(0, 3)

0

( x – 1)22

 y = + 1

 x

 y

Range = (1,∞)

d

(1, 2)

0

 y = 2√ x – 1 + 2

 x

 y

Range = [2,∞)

e

(4, 1)

0

 y = –3√ x – 4 + 1

 x

 y

1

94 , 0

Range = (−∞, 1]

(–2, 1)

(0, 11)

0

 y = 5√2 x + 4 + 1

 x

 y

Range = [1,∞)

Exercise  3G

1 a (1, −6)   b (2, −2)   c (1, 2)

d (−1, −2)   e (−2, 1)

2

1 0

0   −2

3 a

−1 0

0 1

  b

0 1

1 0

  c

0   −1

−1 0

d

1 0

0 2

  e

3 0

0 14

1 00 3

 x y

 +

21

= x

 y

 x = x − 2; y =  y − 1

3

5 y = 2

 x2

16 −  x

4 + 2

=  x2

8 −  x

2 + 4

6 y = −2( x3 + 2 x)

7 y = − x

3  + 3   8 y = 3

2

 x2 − 4

9 y = 3

2 x − 9

10 y =1

6 x +11

2

11 y − 4

2  = −2

 x + 1

4

3

+ 6

 x + 1

4

122− y

2  = −2

 x + 1

3

3

+ 6

 x + 1

3

2

+ 2

Exercise   3H

1 b = −1, B = 2, A = 1   2 A = 2, B = 3

3 A = 2, B = −1   4 b = 2, B = −3, A = 8

5 a = −

2, b=

1   6 a =

3, b= −

5

Page 20: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 20/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   759

Exercise   3I

1

(1, 2)

(1, 1)

0

 y = √ x + x

 y = √ x 

 y = x

 x

 y 2

 x

(2, 4)

(2, 2)

(–2, –2)

 y = x + √ x + 2

 y = √ x + 2(0, √2)

 y =  x

 y

0

3

 y = x

(1, 1)

(1, 0)

(1, –1)

 y = x – √ x 

 y = – √ x 

0 x

 y

4

0

(1, 2)

(–1, 1)

(1, 1)

(–1, –1)local min. at

1 x

 y = 

1

 x2 y = 

1 x

1

 x2 y =  +

1

4 –2, – 

 x

 y

 –1

5 a

(–2, 4)

  y = –2 x

(0, 0)

(–2, 0)

(0, √2)

 y = √ x + 2

 y = √ x + 2 – 2 x

 x

 y

b

0 –2 2

(–2, 2) (2, 2)√2

(0, 2√2)

 y = √ x + 2 y = √2 – x

 x

 y

Exercise   3J

1 a   f  −1: [2,∞)→ R,

 f  −1( x)= ( x − 2)2

0 2 x

 y

b   f  −1: R\{0}→ R,

 f  −1( x)= 1

 x+ 3

0

 y = 3

,013

 x

 y

  – 

c   f  −1: [4, ∞) → R ,

 f  −1( x) = ( x − 4)2 + 2

0

(4, 2)

 x

 y

d   f  −1: R\{1} → R , f  −1( x) = 3

 x − 1 + 2

0   y = 2

 x = 1

(0, –1)

 – 1

2, 0

 x

 y

e   f  −1: R\{−1} → R , f  −1( x) = 5

 x + 1 + 1

0  x

 x = –1

 y = 1

(–6, 0)

(0, 6)

 y

f   f  −1: [1,∞) → R , f  −1( x) = 2− ( x − 1)2

0

(1, 2)

 x

 y

1 + √2 

2 a y = 3 x, domain = R\{0}

b y = ( x + 4)3 − 2, domain = R

c y = (2− x)2, domain = (−∞, 2]

d y = 3

 x − 1, domain = R\{1}

e y = 3

 2

5− x+ 6, domain = R\{5}

f  y = 1

( x − 2)43

+ 1, domain = (2,∞)

Page 21: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 21/101

   A   n   s   w   e   r   s

760   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

3 a3

2

1

1 2 30 –2 –3

 –2

 –3

 x

 y

Inverse is a function.

b4

3

2

1

 –1 –1 1 2 3 40 –2 –3

 –2

 –3

 x

 y

Inverse is not a function.

c

4

32

1

 –1 –1 1 2 3 40 –2 –3

 –2

 –3

 x

Inverse is not a function.

d

4

5

6

3

2

1

1 2 3 4 5 60  x

 y

Inverse is a function.

e4

3

2

1

 –1 –1 1 2 3 40 –2 –3 –4

 –2 –3

 –4

 x

 y

Inverse is not a

function.

4 a   f  −1 : R\{1} → R f  −1( x) =  x + 1

 x − 1b   f  −1 : R+ ∪ {0} → R f  −1( x) = x 2 + 2

c   f  −1 : R\

2

3

→ R f  −1( x) = 2 x + 3

3 x − 25

a

domain range

 f R\1

2   R\1

2Since

ran   f  = dom   f , f  ◦  f  is defined.

b   f  ◦  f ( x) = x , x ∈ R\

1

2

0

12

12

 x

 y

c   f  −1: R\

1

2

→ R , f  −1( x) =  x + 3

2 x − 1

Multiple-choice questions1 C   2 E   3 D   4 A   5 D

6 B   7 B   8 C   9 A   10 A

Short-answer questions(technology-free)1 a Domain = R\{0}, range = R\{2}

b Domain =

2

3,∞, range = (−∞, 3]

c Domain = R\{2}, range = (3,∞)

d Domain = R\{2}, range = R\{4}e Domain = [2,∞), range = [−5,∞)

2 a

 y = – 30

, 013

 x

 y

Range= R\{−3}

b

 x = 2

0  x

 y

Range

=(0,

∞)

c

(0, –5)  y = –3

 x = 1

0

, 053

 x

 y

Range= R\{−3}

d

 y = 4

0

 x = 2

 x

 y

Range = (4,∞)

e

 x = 1

 y = 1(0, 2)

0(2, 0)

 x

 y

Range = R\{1}3 a

0

(3, 1)

 y = 2√ x – 3 + 1

 x

 y b

(2 – √3, 0)

(2 + √3, 0)

 y = –1

 x = 2

0

 y

 x

0,  – 14

c x = 2

0 y = –1

0,  – 74

 x

 y

4 y = − 6

 x+ 9, a = −6, b = 9

5

(6, 6)

(4, 2)

(2, 4)

0

 y = x

 f  –1( x) = ( x – 4)2 + 2

 x

 y 6   f  −1( x) =  x + 2

1− x

Page 22: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 22/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   761

Extended-response questions

1 a R\{−2}b Dilation of factor 24 from the x-axis

Translation of 2 units in the negative

direction of the x-axis

Translation of 6 units in the negative

direction of the y-axisc (0, 6), (2, 0)

d   i  g −1( x) = 24

 x + 6 − 2

ii Domain of  g −1 = range of  g  = (−6,∞)

iii   x = −4+ 2√ 

7

iv

 x

 y

 x = –6

6

2

0 2 6

 x = –2

 y = –2

 y = –6

 y = x

 y = g  –1( x)

 y = g ( x)

2 a [−3,∞)

b Dilation of factor 1

2from the y-axis

Dilation of factor 2 from the x-axis

Reflection in the x-axis

Translation of 3 units in the negative

direction of the x-axis

Translation of 4 units in the positive

direction of the y-axis

c (0, 4− 2√ 6), (−1, 0)

d   f  −1( x) = ( x − 4)2

8  − 3

e Domain of   f  −1 = range of   f  = (−∞, 4]

f  x = 8− 6√ 

2 or  x = 2√ 

2 or  x = −2√ 

2

g

 x

 y

(–2√2, 2√2)

(2√2, –2√2)

(8 – 6√2, 8 – 6√2)

(4, –3)

(–3, 4) y = x

 y = f ( x) y = f  –1( x)

0

3 a   i3

125ii ( x, y) → ( x,− y)

iii ( x, y) → ( x + 25, y + 15)

iv ( x, y) → ( x + 25,− 3

125 y + 15)

b   i   y = − 3

125( x − 25)2 + 15

ii ( x, y) → ( x + 50, y)

iii   y = −3

125 ( x − 75)2 + 15

c   i ( x, y) → x + m

2  ,− 4n

m2 y + n

ii   y = − 4n

m2

 x − m

2

2

+ n

iii   y = − 4n

m2

 x − 3m

2

2

+ n

4 a  R\4

3

  b

4

3

c   f  −1( x) = 4

3 + 1

3

 3

 x − 6d x = 6.015

e

 x

 y

1

3 y =

4

3+

4

3 x =

4

3 y =

 y = 6

 x – 63

 y = + 6(3 x  – 4)2

3

 x = 6

 y = x

0

5 a   f ( x) = 5020− x

52

0 20

 y

 x

b ii

 –50

20

 y

 x0

c g −1( x) = 20 x

50+ x

6 a i   y =   f  −1( x − 5)+ 3

ii   y =   f  −1( x − 3)+ 5

iii   y= 5 f  −1 x

3

  iv   y= 3 f  −1

 x5

b y = c f  −1

 x − b

a

+ d . The graph of 

 y =   f ( x) has undergone the following

sequence of transformations: a reflection in the

line y = x , then a dilation of factor  c from the

 x-axis and factor  a from the y-axis, and a

translation of  b units in the positive direction

of the x-axis and  d units in the positive

direction of the y-axis.

Chapter 4

Exercise   4A 

1 A = 1, B = 3

2 a A = 1, B = −2,C  = 6

b A

=4, B

 = −

3

2

,C 

 =5

c A = 1, B = −3,C  = 5

Page 23: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 23/101

   A   n   s   w   e   r   s

762   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

3 a 2 x2 − x + 12+ 33

 x − 3b 5 x4 + 8 x3 − 8 x2 + 6 x − 6

c x 2 − 9 x + 27− 26( x − 2)

 x2 − 24 a −16   b a = 4

5 a 28   b 0

c   f ( x) = ( x + 2)(3 x + 1)(2 x − 3)

6 b k  = 11

27 a a = 3, b = 8   b (2 x − 1), ( x − 1)

8 a = −92

9  , b = 9

9 81   10 b 6 x − 4

11 b x 2 − 3, x2 + x + 2

12 a 2,−4, 2, 3   b 0, 2   c1

2, 2

d −2, 2   e 0,−2, 2   f 0,−3, 3

g 1,−

2,−

1

4

,1

3

  h 1,−

2   i 1,−

2,1

3

,3

213 a (−1, 0), (0, 0), (2, 0)

b (−2, 0), (0, 6), (1, 0), (3, 0)

c (−1, 0), (0, 6), (2, 0), (3, 0)

d

−1

2, 0

, (0, 2), (1, 0), (2, 0)

e (−2, 0), (−1, 0), (0,−2), (1, 0)

f (−1, 0),

−2

3, 0

, (0,−6), (3, 0)

g (−4, 0), (0,−16),

−2

5, 0

, (2, 0)

h

−1

2, 0, (0, 1),

1

3, 0, (1, 0)

i (−2, 0),

−3

2, 0

, (0,−30), (5, 0)

14 p = 1, q = −6   15 −33

16 a ( x − 9)( x − 13)( x + 11)

b ( x + 11)( x − 9)( x − 11)

c ( x + 11)(2 x − 9)( x − 11)

d ( x + 11)(2 x − 13)(2 x − 9)

17 a ( x − 1)( x + 1)( x − 7)( x + 6)

b ( x − 3)( x + 4)( x2 + 3 x + 9)

18 a ( x − 9)( x − 5)(2 x

2

+ 3 x + 9)b ( x + 5)( x + 9)( x2 − x + 9)

c ( x − 3)( x + 5)( x2 + x + 9)

d ( x − 4)( x − 3)( x + 5)( x + 6)

Exercise   4B

1 a Crosses the x-axis

b Does not cross the x-axis

c Just touches the x-axis

d Crosses the x-axis

e Does not cross the x-axis

f Does not cross the x-axis

2 a

 y = 2( x – 1)2

(1, 0)

(0, 2)

0  x

 y b

 y = 2( x – 1)2  – 2

(2, 0)

(1, –2)

0  x

 y

c

 y = –2( x – 1)2

(1, 0)

(0, –2)0

  x

 y

d

 y = 4 – 2( x + 1)2

(0, 2)

0

(–1, 4)

(–1 – √2, 0) (–1 + √2, 0)

 x

 y

e

 x

 y

12

 –  , 4

0

12

0, 4

12

 y = 4 + 2  x +2

 y = 2( x + 1)2 – 1

1

√2 –1 –  , 0

1√2

 –1 + , 0

(–1, –1)

(0, 1)

0  x

 y

g y = 3( x – 2)2 – 4

(2, –4)

(0, 8)

0

2 + , 02√33

2 –  , 02√33

 x

 y

Page 24: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 24/101

Page 25: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 25/101

   A   n   s   w   e   r   s

764   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

h

 x

 y

(1, 1)

0.291.71

10 2

1

 –1

i

0.3

0 –0.11

 –1.09

(–0.6, –0.6)

 x

 y

 j

 x

 y

(–1.08, 0.604)

 –2.09

 –0.08 –0.1

0

5 a B   b D

6 a C    b B   c D   d A

7 a m  > 3 or  m  < 0   b m = 3

9 a k  < −5 or  k  > 0   b k  = −5

Exercise  4C

1 a y = 4− 425

 x2b y = − x2

c y = x 2 + 2 x   d y = 2 x − x2

e y = x 2 − 5 x + 4   f  y = x 2 − 4 x − 5

g y = x 2 − 2 x − 1   h y = x 2 − 4 x + 6

2 y = −1

8 x2 + x + 1, y = 1

8 x2 + x − 5

3 b = 2, B = 4, A = 1

Exercise   4D

1 a

0  x

 y

(1, 2)

b

0  x

 y

(–1, 2)

c

(–1, 0)(0, 1)

0  x

 y

d

0

(0, –4)

 x

 y

1

34 , 0

e

(–1, –8)(0, –7)

(1, 0)

0  x

 y

(2, 0)

(1, –2)(0, –4)

0  x

 y

g

(0, 4)

(1, 2)

(2, 0)0  x

 y

h

0 (2, –4)

(0, –28)

2 + , 04

3

1

3

 x

 y

Page 26: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 26/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   765

i

0  x

 y

(1, 2)

 j

(0, –2)

0

(1, –4)

1

3 –2 + 1, 0

 x

 y

 –1 0

 –31(–1, –32)

1 x

 y

l

(1, –2)

 –4

0 2 x

 y

2 a = −3, h = 0, k  = 4

3 a = 16, h = −1, k  = 7

4 a  y = 3 x3 b y = ( x + 1)3 + 1

c y = −( x − 2)3 − 3

d y = 2( x + 1)3 − 2   e y =  x3

27

5 a

(0.096, 0)

(1.904, 0)

(0, 1)

0  x

 y

(1, –2)

b

(–2, 0)

(0, –32)

0  x

 y

c

(0.435, 0)(0, 10)

0

(2, –6)

(3.565, 0) x

 y

d

 x

 y

(2.159, 0)(0, 161)

0(3, –1)

(3.841, 0)

e

(–4, 1)

(–5, 0)(–3, 0)

(0, –255)

0  x

 y

(2, –3)

(0, –51)

0   x

 y

Exercise   4E

1 a1 3 6+

 –  x

b –6 –3 1+

 –  x

c –1 3 5+

 –  x

d 12 4 5+

 –  x

Page 27: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 27/101

   A   n   s   w   e   r   s

766   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

2 a y = f ( x)

1

0 1 1.62 –0.62

, –0.194

3

 x

 y

b

 x

 y

1

02 –2 –3

(–2, 1) (2, 1)

 y = f ( x – 2) y = f ( x) y = f ( x + 2)

3 3.62

, –0.1910

3, –0.19

 –2

3

 –1

For clarity the graph of  y = 3 f ( x) is shown on

separate axes.

 y = f ( x)

 y = 3 f ( x)

3

1

0

, –0.5643

 x

 y

Exercise   4F

1 a

(1.37, 0.75)(–0.37, 0.75)1

0

 y = f ( x)

 x

 y

b

 x

(3.37, 0.75)(1.63, 0.75)0

 y = f ( x)   y = f ( x – 2)

Graphs of dilations shown on separate axes for 

clarity.

 x

 y

 y = f ( x)

 y = f (2 x)

(–0.73, 0.75)

 –2.00 –1.00

8.00

6.00

4.00

2.00

01.00 2.00 3.00 4.00

(2.73, 0.75)

 y = f   x

2

Turning points for  y =   f (2 x) are at

(−0.18, 0.75) and (0.68, 0.75).

2 a

0 –2

8

1 4

29

481

 – + 1,29

481

 + 1,

 x

 y

b

0 3 –3

29

281 – ,

29

281,

 x

 y

c

0 –1 2 –4

16

2

9

2

81 – – 1,2

9

2

81 – 1,

 x

 y

d

0

29 – , 0

29 , 0

 x

 y

0,  – 81

4

e

29

485 –  ,

29

485,

(0, 1)

0  x

 y

Page 28: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 28/101

Page 29: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 29/101

   A   n   s   w   e   r   s

768   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

c

 y = x2 – x + 6

(0, 6)

0

, 512

34

 x

 y

d

 y = x2 – x – 6

(3, 0)(–2, 0)

(0, –6)

0

, – 1

2

25

4

 x

 y

e

 y = 2 x2 – x + 5

(0, 5)

0

,1

4

39

8 x

 y

 y = 2 x2 – x – 1

(0, –1)

0 1

, – 1

4

9

8

 – 12

 x

 y

2 y = 4

3 x2 − 1

3; a = 4

3, b = −1

3

31

3(1±

√ 31)

4 a

(3, 0)

0(1, –16)(0, –18)

 x

 y

b

(0, 7)

0 (1, 0)

(–1, 8) x

 y

c

(–3, 0)

(–2, –1)

(0, –9)

0  x

 y

d

(0, 26)

(–2, 0)

(–3, –1)

0  x

 y

e

 x

 y

(0, 2)

(1, 0)0

, 112

5 a +

20

 –1 –2 – 

 x

b

1 30

 –1

+

 –  x

c

0 –1 –2 –4

+

 –  x

d

23

0

 –1 –3

+

 –  x

6 a 8

b 0

c 0

7 y = ( x − 7)( x + 3)( x + 2)

8 a

 y = f ( x – 1)

0 3

23

 –83

342 ,

 x

 y

Page 30: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 30/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   769

b

 y = f ( x + 1)

0 –2

 –8

1

23

 –83

34  ,

 x

 y

c

 y = f (2 x)

5

6

 –83

34  ,

0 1, 01

2 –2

 –  x

 y

d

(–1, 2)

0

 y = f ( x) + 2

2

3

 –83

341 , + 2

 x

 y

9 y = − x3 + 7 x2 − 11 x + 6

Extended-response questions

1 a k  = 43375

b 11.852 mL/min

c i

(15, 40)

0 20   t 

 Rnew

ii 23.704 mL/min

d i

(35, –20)

t 0 20

40

 Rout

ii 11.852 mL/minute out

2 a i 2916 m3 ii 0 m3

b

(0, 2916)

09 t (hours)

 V (m3)

c 3.96 hours

3 a V  = x (96− 4 x)(48 − 2 x) = 8 x(24− x)2

b i 0  < x  < 24

ii   x ≈ 8,

maximum volume ≈ 16 500 cm3

c When x = 10, V  = 15 680 cm3.

d Max. volume = 14 440 cm3

e Min. volume

=9720 cm3

4 V  = 13 x2(18− x)

a i64

3cm3

ii 45cm3 iii224

3cm3

b 144cm3

c(6, 144π)

(3, 45π)

4,224π

3

2,64π

3

0 3 6 x

d x = 5. The depth is 5 cm.

5 a r  = 

25− h2

4b

(5.77, 302.3)

100

h

c V  = 96cm3

d h = 2, r  = 2√ 

6, i.e. height = 2 cm and 

radius = 2√ 6 cm, or  h = 8.85 and  r  = 2.336 a V  = (84− 2 x)(40− 2 x) x   b (0, 20)

c

(8.54, 13 098.71)

 y = V ( x)

200  x

 y

d i  x = 2, V  = 5760   ii  x = 6, V  = 12 096

iii  x = 8, V  = 13056   iv  x = 10, V  = 12 800

e x

 =13.50 or  x

 =4.18   f 13 098.71 cm3

7 a i   A = 2 x(16− x2)   ii (0, 4)

b i 42   ii  x = 0.82 or  x = 3.53

c i  V  = 2 x2(16− x2)

ii  x = 2.06 or  x = 3.43

8 a A =

2 x2 + yx

b i   y = 100−  x

ii   A = 100 x −

2 x2

iii

0,

100

c x = 12.43

d   i  V  =  x2

50

100−

2 x, x ∈

0,

100

ii 248.5 m3 iii  x

 =18.84

Page 31: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 31/101

   A   n   s   w   e   r   s

770   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

9 a y = 1

12 000 x3 − 1

200 x2 + 17

120 x

b x = 20

d y = − 1

6000 x3 + 29

3000 x2 − 1

20 x

e i

(40, 3)

0 40 80 x

 y

ii Second section of graph is formed by a

reflection of the graph of 

 y =   f ( x), x ∈ [0, 40], in the line x = 40.

Chapter 5

Exercise   5A 

1 a

0

 y = 3 x

 y = 2 x

(0, 1) x

 y

 y = 0

b

0

 y = 3 –  x

 y = 2 –  x(0, 1)

 x

 y

 y = 0

c

0

 y = 5 x

 y = –5 x

 y = 0(0, 1)

(0, –1)

 x

 y

d

 x

 y

0

 y = (1.5) x

 y = –(1.5) x

(0, 1)

(0, –1)

 y = 0

2 a

0 1 –1 –1

 –2

2   y = 2 x+1  – 2

 x

 y

Range = (−2,∞)

b

(0, 4) y = 0

0 x

 y

Range = R+

c

 –1

0 x

 y

Range = (−1,∞)

d

5

2

1

1 20  x

 y

Range = (1,∞)

e

0

2

1

40, 2

 x

 y

Range = (2,∞)

(0, 6)

2

0  x

 y

Range = (2,∞)

Page 32: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 32/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   771

3 a

(0, 1) y = 0

0  x

 y

Range = R+

b

(0, 2)

01  x

 y

Range = (1,∞)

c

01  x

 y

Range = (−∞, 1)

d

0

1  y = 0

 x

 y

Range = R+

e

02

3

 x

 y

Range = (2,∞)

0 –1

 x

 y

Range = (−1,∞)

4 a

(–1, 1)(0, 2)   y = 0

 y = f ( x + 1)

0  x

 yb

0

 y = f ( x) + 1

(0, 2)  y = 1

 x

 y

c

0

 y = f (–  x) + 2(0, 3)

 y = 2 x

 yd

0

 y = –  f ( x) – 1

(0, –2)   y = –1

 x

 y

e

0

 y = f (3 x)  y = 0

(1, 8)

(0, 1) x

 yf 

0

(2, 2)(0, 1)

 y = f   x

2

 y = 0 x

 y

g

(0, 2) y = 1

0

 y = 2 f ( x – 1) + 1

 x

 y

h

(2, 1)

 y = 0

0 x

 y

 y = f ( x – 2)

1

40,

5 a

 y = – 1

0

 y = 10 x  – 1

 x

 y

Range

=(

−1,

∞)

b

 y = 1

0

 y = 10

 x

10

(0, 2)

(10, 11)

+ 1

 x

 y

Range = (1,∞)

c

 y = 2(10 x) –  20

(1, 0)

(0, –18) y = – 20

0  x

 y

Range = (−20,∞)

d

 y = 1 – 10 –x

 y = 1

0  x

 y

Range = (−∞, 1)

e

 x

 y = 10 x +1 + 3

 y = 3

0

(0, 13)(–1, 4)

Range = (3,∞)

Page 33: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 33/101

   A   n   s   w   e   r   s

772   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

 y = 4

0

(10, 24)

(0, 6)

 y = 2 10

 x

10 + 4

 x

 y

Range = (4,∞)

6 a

 x0

(100, 408.024)

C 1

b i $408.02   ii $1274.70

c 239 days   d ii 302 days

7 36 days

8 a i

 x

 y y = 5 x  y = 3 x

 y = 2 x

(0,1)

0

ii  x  < 0   iii  x  > 0   iv   x = 0

b i

(0,1)

0

 y = x

1

2

 y =

 x

13

 y = x

1

5

 x

 y

ii  x  > 0   iii  x  < 0   iv   x = 0

c i  a  > 1

 y = a x

(0, 1)0

  x

 y  ii  a = 1

 y = 1

0

1 x

 y

iii 0  < a  < 1

0

(0, 1) y = a x

 x

 y

Exercise   5B

1 a

 y = e x + 1

 y = 1(0, 2)

0   x

 y

Range = (1,∞)

b

 y = 1  –  e x   y = 1

0   x

 y

Range = (−∞, 1)

c

 y = 1  –  e –x   y = 1

0  x

 y

Range = (−∞, 1)

d

 y = e –2 x

0

(0, 1)

 x

 y

Range = (0,∞)

e

 y = –2

(0, e –1 – 2)

 y = e x –1 – 2

0 x

 y

Range = (−2,∞)

(0, 2)

 y = 2e x

0  x

 y

Range = (0,∞)

g

(0, 4) y = 2

 y = 2(1 + e x)

0  x

 y

Range

=(2,

∞)

h

 y = 2

 y = 2(1 – e –x)

0  x

 y

Range = (−∞, 2)

Page 34: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 34/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   773

i

 y = 2e –  x + 1

0

(0, 3)

 y = 1 x

 y

Range = (1,∞)

 j

0

(0, 2e –1)(1, 2)

 x

 y

Range = (0,∞)

 x

 y

0

(0, 3e – 2)

 y = –2

Range = (−2,∞)

l

0

 y = 2

(0, –1) x

 y

Range = (−∞, 2)

2 a  x = 1.146 or  x = −1.841

b x = −0.443   c x = −0.703

d x = 1.857 or  x = 4.536

3 a, b i

0

 y = f ( x)

 y = f ( x – 2)

e –2

1

 x

 y

ii, iii

 y = f ( x) y = f (–  x)

0

1  y = f 

  x

3

 x

 y

Exercise  5C

1 a 6 x6 y9 b 3 x6 c6 y2

 x2

d 18 x8 y4 e 16   f 5 x28

 y6

g 24 x5 y10 h 2 xy2 i x2 y2

2 a 4   b1

2  c 4

d1

4  e

3

5  f 3

g5

2   h 6   i 4

3 a 1   b 1   c −3

2d 3

e −2   f 4   g −10

3   h −3

2

i 6   j3

5  k ±1

2

4 a 1, 2   b 1   c 2   d 1

e 1, 2   f 0, 1   g 2, 4   h 0, 1

i −1, 2   j −1, 0

Exercise  5D

1 a 3   b −4   c −3   d 6e 6   f −7

2 a loge 6   b loge 4

c loge 106(= 6 loge 10) d loge 7

e loge

1

60(= − loge 60)

f  loge u3v6(= 3 loge uv2)

g 7loge x = loge x7 h loge 1 = 0

3 a x = 100   b x = 16

c x = 6   d x = 64

e x = e3 − 5 ≈ 15.086

f  x =1

2g x = −

1

h x = 10−3 = 1

1000  i x = 36

4 a x = 15   b x = 5   c x = 4

d x = 1( x = −1

2is not an allowable solution)

e x = 3

25 a log10 27   b log2 4 (= 2)

c1

2log10

a

b= log10

a

b

12

d log1010a

b

1

3

e log10

1

8

(= −3 log10 2)

6 a 1   b 1   c 21

2  d 3   e 0

7 a − x   b 2log2 x   c 0

8 a x = 4   b x = 3e

5+ 2e≈ 0.7814

9 a x = −1+√ 1+ 12e

6  , i.e. x ≈ 0.7997

b x = loge 2 ≈ 0.6931

Page 35: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 35/101

   A   n   s   w   e   r   s

774   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

101

4, 2

11 N  =

2

3

3

= 8

27

12 a

0 3 4

 x = 3

 x

 y

Domain = (3,∞), range = R

b

0

 –3

 x = –3

(4.39, 0)

 –0.9  x

 y

Domain = (−3,∞), range = R

c

 x = –1

 –1 0

(0, –1)

(0.65, 0) x

 y

Domain = (−1,∞), range = R

d

0 (0.79, 0)

 x =2

3

2

3

 x

 y

Domain =

23,∞, range = R

e

0

 x = –2

 –2 –1 (0, –1.4) x

 y

Domain = (−2,∞), range = R

0 2

(3, 0)

 x = 2

 x

 y

Domain = (2,∞), range = R

g

0 –1

(0, 1)

 x = –1

(1.72, 0)

 x

 y

Domain = (−1,∞), range = R

h

0 1

(0, 0.69)

 x = 2

 x

 y

Domain = (−∞, 2), range = R

i

(0, 0.39)

0

(0.43, 0)

 x =4

3

 x

 y

Domain =−∞,

4

3

, range = R

13 a

0

 y = log2 2 x

, 01

2

 x

 y

Domain = R+

b

0

 x = 5

(6, 0)

 y = log10 ( x – 5)

 x

 y

Domain = (5,∞)

Page 36: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 36/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   775

c

0

(1, 0)

 y = –log10  x

 x

 y

Domain = R+

d

 y = log10 (–  x)

0(–1, 0) x

 y

Domain = R−

e

0

(0, log10 5)

 x = 5

 y = log10 (5 – x)

(4, 0)

 x

 y

Domain = (−∞, 5)

0

  , 01

4

 y = 2 log2 2 x + 2

 x

 y

Domain = R+

g

0

, 01

3

 y = –2 log2 (3 x)

 x

 y

Domain = R+

h

0

 x = –5

 y = log10 (–  x – 5) + 2

 x

 y

 –51

100, 0

Domain=

(−∞

,

−5)

i

0

 y = 4 log2 (–3 x)

 – , 01

3 x

 y

Domain = R−

 j

(–6, 0)

(0, –4)

0

 x = 2 y = 2 log2 (2 – x) – 6

 x

 y

Domain = (−∞, 2)

14 a x = 1.557   b x = 1.189

15b i, ii

 x

 y

0(–1, 0) (1, 0)

 y = f (–  x)   y = f ( x)

 y = –  f ( x)

iii, iv y = f (3 x)

 y = f ( x)

0 3

(1, 0)

 x3

 y = f 

1

3 x

 y

Exercise   5E

1 a = 2, b = 4

2 a = 14

e − 1, b = 14

1− e(a ≈ 8.148,

b ≈ −8.148)

3 a = 200, b = 500   4 a = 250, b = 1

3loge 5

5 a = 3, b = 5   6 a = 2, b =1

3 loge 5

7 a = 2, b = 4   8 a = 2, b = 3

9 b = 1, a = 2

loge 2, c = 8 (a ≈ 2.885)

10 a = 2

loge 2, b = 4

Exercise   5F

1 a 2.58   b −0.32   c 2.18   d 1.16

e −2.32   f −0.68   g −2.15   h −1.38

i 2.89   j

−1.70   k 

−4.42   l 5.76

m −6.21   n 2.38   o 2.80

Page 37: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 37/101

Page 38: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 38/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   777

10 a i  y = e x y = x

 y = loge x

0

1

1 x

 y

ii

 x

 y y = e

 y = x x –32

 y = 2 loge ( x) + 3

0

e

3

2 – 

e

3

2 – 

iii

 x

 y y = 10 x

 y = log10 x

0

1

1

 y = x

b   f ( x) and  g ( x) are inverse functions

Exercise   5H

1 m = 0.094, d 0 = 41.9237   2 k  = 0.349, N 0 = 50.25

3 a i   N 0 = 20 000   ii −0.223

b 6.2 years

4 a  M 0 = 10, k  = 4.95× 10−3

b 7.07 grams   c 325 days

Multiple-choice questions

1 C   2 D   3 B   4 E   5 A

6 C   7 B   8 A   9 C   10 D

Short-answer questions(technology-free)

1 a

 f ( x) = e x – 2

(loge 2, 0)

0

(0, –1)

 y = –2

 x

 y

b

 f ( x) = 10 –  x + 1(0, 2)

 y = 1

0

 x

 y

c

1

2

1

2

h( x) = (e x  – 1)

0

 y = – 

 x

 y

d

0

 y = 2

(0, 1)

(–loge 2, 0)

 x

 y

e

 f ( x) = loge (2 x + 1)

1

2 x = – 

0  x

 y

 x = 1

0

(1 + e –1, 0)

h( x) = loge( x – 1) + 1

 x

 y

g

 x

 y

 x = 1

0

 g ( x) = –loge( x – 1)

(2, 0)

h

 x = 1

0

 f ( x) = –loge (1 – x)

 x

 y

Page 39: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 39/101

   A   n   s   w   e   r   s

778   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

2 a   f  −1 : (−1,∞) → R , f  −1( x) = 1

2 loge ( x + 1)

b   f  −1 : R → R , f  −1( x) = e x3 + 2

c   f  −1 : R → R , f  −1( x) = 10 x − 1

d   f  −1 : (2,∞) → R , f  −1( x) = log2 ( x − 1)

3 a  y = e2 x   b y = 10 x   c y = 16 x3

d y = x5

10   e y =e3

 x   f  y = e2 x

−3

4 a x = loge 11

loge 3  b x = loge (0.8)

loge 2

c x = loge 3

loge( 23)

5 a  x = 1   b x = 2

3  c x = 1

20d x = log10 3 or  x = log10 4

6 a = 2, b = 2− 23 − 1   7 10

65 − 1

81

3 loge

287

4

  9 2a   10 R

11 a = loge 5, b = 5, k  = 2

Extended-response questions1 a 73.5366◦C   b 59.5946

2 a 770   b 1840

3 a k  = 22 497, = 0.22   b $11 627

4 a  A = 65 000, p = 0.064   b $47 200

5 a

t 0

 y = 1 0

 0 0 0 +  1

 0 0 0 t

 y = 8000 + 3 × 2t 

15

 y

b i   (12.210, 22209.62)

ii   t  = 12.21   iii  22210

c ii   (12.21, 12.21)

d c = 0.52

6 a   iii a = 1

2 or  a = 1

iv If  a = 1, e−2 B = 1 and  B = 0,

 A ∈ R+. If  a = 1

2, B = 1

2 loge 2.

v A = 20 000b

n

0

20000

cloge (0.1)12 loge

12

 = 2 loge 10

loge 2  ≈ 6.644

After 6.65 hours the population is 18 000.

7 a 75   b 2.37   c 0.646

8 k  = −0.5, A0 = 100

9 a

 x

 x = 8

0

b i  0 grams   ii  2.64 grams

iii  6.92 grams

c 10.4 minutes

10 a  k  = 0.235   b 22.7◦   c 7.17 minutes

11 a

20e10

10e10

 y = 10e10

(0, 20)

0   50 70

 N (t )

b i   N (10) = 147.78

ii   N (40) = 59 619.16

iii   N (60) = 20e10 = 440 529.32

iv   N (80) = 220 274.66

c i  25 days   ii  35 days

Chapter 6

Exercise   6A 

1 a5

18  b

34

45  c

25

18

d17

9  e

7

3  f 

49

18

2 a  60◦   b 150◦   c 240◦

d 140◦   e 630◦   f  252◦

3 a  45.84◦   b 93.97◦   c 143.24◦

d 226.89◦   e 239.50◦   f  340.91◦

4 a  0.65   b 1.29   c 2.01

d 2.13   e 5.93   f  2.31

Exercise   6B

1 a  0, 1   b −1, 0   c −1, 0

d 1, 0   e 0,−1   f  0, 1

2 a  0   b Not defined    c Not defined 

d 0   e Not defined 

3 a −1   b 0   c −1

d 0   e 1   f  1

4 a  0.99   b 0.52   c −0.87

d 0.92   e −0.67   f −0.23

g−

0.99   h 0.44   i−

34.23

 j −2.57   k  0.95   l 0.75

Page 40: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 40/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   779

Exercise  6C

1 a 0.52   b −0.68   c 0.52   d 0.4

e −0.52   f  0.68   g −0.4   h −0.68

2 a 0.64, 2.5   b 0.64, 5.64

c 3.61, 5.816   d 1.77, 4.51

3 a 17.

46,

162.

54   b 66.

42,

293.

58c 233.13, 306.87   d 120, 240

Exercise   6D

1 0.6   2 0.6   3 −0.7   4 0.3   5 −0.3

6 13

7  7 −0.3   8 0.6   9 −0.6   10 −0.3

Exercise   6E

1 a

1

2,−

√ 3

2  ,−

1√ 3 b −

1√ 2 ,−

1√ 2 , 1

c1√ 2,

1√ 2, 1 d −

√ 3

2  ,−1

2,

√ 3

e1√ 2,

1√ 2, 1 f −1

2,

√ 3

2  ,− 1√ 

3

2 a1√ 2

b −1

2  c −

√ 3

2  d

1

2

e −1

2  f − 1√ 

2g − 1√ 

2h

1

2

i

1

2   j

√ 3

2   k 

1

2   l

√ 3

2

m1√ 2

n −1

2  o

1√ 2

p −1

2

3 a 60◦, 300◦   b 60◦, 120◦   c 210◦, 330◦

d 120◦, 240◦   e 60◦, 120◦   f  150◦, 210◦

4 a −

6 or −5

6  b −

6 or 

 

6  c

−5

6  or 

 5

6

5 a5

6  b

5

6  c

2

3

d

2 + b   e

2 + b

6 a7

6   b4

3   c7

6

d3

2  − b   e b +   f  b +

7 a

4 ,

3

4  b

3

4  ,

5

4  c

5

6  ,

7

6

d7

6  ,

11

6  e

4 ,

7

4  f 

2

3  ,

4

3

8 a5

8  ,

7

8  ,

13

8  ,

15

8

b5

18 ,

7

18 ,

17

18  ,

19

18  ,

29

18  ,

31

18

c

12 ,5

12  ,13

12   ,

17

12

d

12,

7

12 ,

3

4  ,

5

4  ,

17

12  ,

23

12

e

18,

5

18 ,

13

18  ,

17

18  ,

25

18  ,

29

18

8 ,

3

8  ,

9

8  ,

11

8

g5

18 ,

7

18 ,

17

18  ,

19

18  ,

29

18  ,

31

18

h5

12 ,

7

12 ,

13

12  ,

5

4  ,

7

4  ,

23

12

i

3 ,

2

3  ,

4

3  ,

5

3

Exercise   6F

1 a i  2   ii  3

b i2

3  ii  2

c i     ii1

2d i  6   ii  2

e i

2  ii  3

f i  2   ii1

2g i  4   ii  3

2 a

θ

 –2

2

0   π3   3

 y

Amplitude = 2

Period = 2

3

b

θ

 y

 –2

2

0   ππ2

π4   4

Amplitude = 2

Period =

c

 –3

3

0 6π3πθ

29π

23π

 y

Amplitude = 3

Period = 6

Page 41: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 41/101

   A   n   s   w   e   r   s

780   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

d

θ0   π

2

ππ4

13

3 – 1   4

 y

Amplitude

=1

3Period =

e

θ

 –3

3

0   π4

π2

π8 8

 y

Amplitude = 3

Period =

2

3

0

2π3

5π6

π6

π3

π

π2

 x – π

6 – π   – π

3

 – π2

 –2π3

 –5π6

5

 –5

4

0   2π3π2

1

2

ππ2

 x – π   – π

2

1

2 – 

5

0 2π3

2π4π3

5π3

ππ3

 –2

2

 y

 x

6 y = 2 sin x

3

7 y = 1

2 cos

 x

3

8 y = 1

2 sin

 x

2

Exercise  6G

1 a

0   4π3

7π3

π3

 –2

2

 y

θ

Period = 2

Amplitude = 2

Range = [−2, 2]

b

0   ππ2

 y

θ

 –1

1

Period =

Amplitude = 1

Range = [−1, 1]

c

0   π4

 –3

3

3π4

 – π4

θ

 y

Period =

Amplitude = 3

Range = [−3, 3]

d

0   π2

5π6

7π6

 – √3

√3

θ

 y

Period = 2

3Amplitude =

√ 3

Range = [− 

3,√ 

3]

Page 42: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 42/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   781

e

0

 –12π3

π6

π3

π2

3

2

1

 x

 y

Period = 2

3Amplitude = 2

Range = [−1, 3]

0 –1

 –3

 –2

 –4

ππ2

2

1

 x

 y

Period =

Amplitude = 3

Range = [−4, 2]

g

0 –1

  π6

2

4

3

1

7π6

θ

 y

Period =

Amplitude =√ 

2

Range = [−√ 

2 + 2,  2 +√ 

2]

h

ππ2

3

0 –1

7

 x

 y

Period =

Amplitude = 4

Range = [−1, 7]

i

π

π2

5

4

3

2

1

0 –1

3π2

θ

 y

Period =

Amplitude = 3

Range = [−1, 5]

2 a y = 1

2 cos

1

3

 x −

4

b y = 2cos x −

4

c y = −1

3 cos

 x −

3

3 a   Dilation of factor 3 from the x-axis

Dilation of factor  12

 from the y-axis

Reflection in the x-axis

b   Dilation of factor 3 from the x-axis

Dilation of factor  1

2 from the y-axis

Reflection in the x-axis

Translation of  

3 units in the positive

direction of the x-axis

c   Dilation of factor 3 from the x-axis

Dilation of factor  1

2 from the y-axis

Translation of  

3 units in the positive

direction of the x-axis

Translation of 2 units in the positive

direction of the y-axis

d   Dilation of factor 2 from the x-axis

Dilation of factor  1

2 from the y-axis

Reflection in the x-axis

Translation of  

3 units in the positive

direction of the x-axis

Translation of 5 units in the positive

direction of the y-axis

Exercise  6H

1 a

π2π3

3

2

1

0 –1

  2π4π3

 x

 y

Intercepts:2

3  ,  0

,4

3  ,  0

Page 43: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 43/101

   A   n   s   w   e   r   s

782   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

b

ππ2

1

0 –1

 –2

 –3

2π3π2

(0, 2 – √3)

(0, –2 – √3)

 x

 y

Intercepts: 

12,  0,

11

12  ,  0

,

13

12  ,  0

,

23

12  ,  0

c   y

ππ4

0 2π

7π4  x

(0, √2 – 1)

(0, – √2 – 1)

Intercepts:

4 ,  0

,7

4  ,  0

d   y

π   2π  x

0

 –4

Intercepts: (0, 0), (2, 0)

e   y

 x2π

(2π, 2)

3π2

1 + √2(0, 2)

ππ

2

0

1 – √2

Intercepts: (, 0),

3

2  , 0

2 a   y

 x2π

(2π, –2)

(–2π, –2)

 –2π5π6

3π2

 –11π6

 –7π6

π2

π6

0

 –2

 –4

 – π2

 – π6

b  y

 x2π

(–2π, 1 – √2) (2π, 1 – √2)

 –2π  – π17π12

 –23π12

π12

0

 –1

3 –7π

129π12

 –15π12

1 – √2

c   y

 x2π

(2π, –3)

(–2π, –3)

 –2π   – π   π0

 –1

 –3

 –5

d   y

 x2π

(2π, 1)

(–2π, 1)

 –2π   – π   π0

1

 –1

3

 –11π

6

 –7π

6

6

π

6

Page 44: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 44/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   783

e

 x

 y

0

2

 –2(–2π, – √2)  (2π,

 –2π   2π – π π

π12

 – π4

 –7π12

 –11π12

 –15π12

 –19π12

 –23π12

5π12

9π12

13π12

17π12

21π12

 – √2  – √2)

f    y

 x2π

(–2π, √2)(2π, √2)

 –2π   – π   π

0

 –2

2

 –21π12

 –17π12

 –13π12

 –9π12

 –5π12

 – π12

3π12

7π12

11π12

15π12

19π12

23π12

√2

g

 x2π –2π   – π   π0

2

h   y

 x2π –2π

(–2π, –1)   (2π, –1)

 – π   π0

 –1

 –2

3π2

 – π2

Exercise   6I

1   y

 x0 –4   –2 2

 y = sin θ + 2cos θ

4

 –2

2

2

 x

 y

2

21

 –2

 –2 –1

 –4

0

 y = 2cos2θ + 3sin2θ

3

 x

 y

1

0

1 –2 –1

 –1

 –3 –4

2 3

1

2 y =  cos2θ – sinθ

4

 x

 y

4

2

0

1

 –2

 –3 –4   32 4 –1

 y = 3 cosθ + sin2θ

 –2

Page 45: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 45/101

784   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

5

 x

 y

4

2

0 1 –2   –1

 –2

 –3 –4   2   3 4

 y = 2sin θ – 4 cos θ –4

Exercise   6J

1 A = 3, n =

42 A = 0.5, ε = −

3

3 A

=3, b

=5, n

 =3   4 A

= −4, n

 =

65 A = 4, n =

4 , ε = −

2( Note: ε can take infinitely many values.)

6 A = 2, n =

3 , ε = −

6( Note: ε can take infinitely many values.)

7 A = 4, n =

4 , ε = −

2  and  d = 2

( Note: ε can take infinitely many values.)

8 A = 2, n =

3 , ε = −

6  and  d = 2

( Note: ε can take infinitely many values.)

Exercise   6K 

1 a

3  b 2   c

2

3  d 1   e 2

2 a

 x

 y

π   3π2

3π4

5π4

7π4

π2

π4

0

c

 x

 y

(2π, 2)

5π4

7π4

3π4

π4

0

(0, 2)

d

 x

 y

(2π, 1)

3π2

π2

0

(0, 1)

e

2ππ0 x

 y

 x

 y

ππ2 2

π3

π20

3

 x

 y

 –2 –1   0   1

2

3

2

1

2 –    1 2

 –3

2

b

 x

 y

2ππ2π3

5π6

7π6

4π3

3π2

5π3

11π6

π3

π2

π6

0

Page 46: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 46/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   785

4 a

 x

 y

2

π

4

π

2

 –   π

4

 – 

5 a

6 ,

7

6

b

16,

5

16 ,

9

16 ,

13

16  ,

17

16  ,

21

16  ,

25

16  ,

29

16

c

12,

7

12 ,

13

12  ,

19

12

d5

12

 ,11

12

  ,17

12

  ,23

12e

4 ,

7

12 ,

11

12  ,

5

4  ,

19

12  ,

23

12f  0.4636, 3.6052

g 1.1071, 4.2487

h3

8  ,

7

8  ,

11

8  ,

15

8

i

18,

7

18 ,

13

18  ,

19

18  ,

25

18  ,

31

18

 j

9 ,

4

9  ,

7

9  ,

10

9  ,

13

9  ,

16

96 a, c

 x

 y

 – π  –3π4 2 4

3π4

π2

ππ4

 –1

0

1

 y = cos 2 x – sin 2 x

 y = cos 2 x 

 y = –sin 2 x

 – π  – π

b

−5

8  ,

−1√ 2

,

8  ,

1√ 2

,

38  , −1√ 

2

,

78  , 1√ 

2

7 a, c

π   2π3π2

π2

 x

 y

 – √3

 √3

1

0

 –1

 y = √3sin x

 y = cos x + √3 sin x

 y = cos x

b

6 ,

√ 3

2

,

7

6  ,−

√ 3

2

8 a7

24 ,

19

24  ,

31

24  ,

43

24

b5

12 ,

11

12  ,

17

12  ,

23

12

c11

36  ,

23

36  ,

35

36  ,

47

36  ,

59

36  ,

71

36

9 n = 3, A = 5   10 n =

2 , A = 6

Exercise   6L

1 a i  2   ii  4   iii −4

b i4

3  ,

8

3ii

14

3  ,

10

3iii

−14

3  ,

−10

3

2 a 2n ±

3 , n ∈ Z 

b2n

3  +

9 or 

 2n

3  + 2

9  , n ∈ Z 

c 3n +

3 , n ∈ Z 

3 a

6 ,

5

6b

12,

11

12c

3 ,

5

6

4 a−11

6  ,

−7

6  ,

6 ,

5

6

5−

3  ,

3 ,

5

3

6 a x = n − 6

 or  x = n − 2 , n ∈ Z 

b x = n

2  −

12, n ∈ Z 

c x = 2n + 5

6  or  x = 2n −

2 , n ∈ Z 

7 x = (4n − 1)

4  or  x = n, n ∈ Z ,−5

4  ,−,

4 , 0,

3

4  ,,

7

4

8 x = n

3  ; x = −

3  or 

 −2

3  or  − or 0

9 x = 6n − 112

  or  x = 3n + 26

  ;

 x = −2

3  ,

−7

12  ,

−1

6  ,

−1

12  ,

1

3,

5

12,

5

6,

11

12,

Exercise  6M

1 −4

5,−4

3  2 −12

13,− 5

12

3 −2√ 

6

5  ,−2

√ 6

Page 47: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 47/101

   A   n   s   w   e   r   s

786   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

Exercise   6N

1 a   i  Amplitude = 11

2ii  Period = 12

iii  d (t ) = 3.5 − 1.5cos

6 t 

iv  1.5 m

b [0, 3) ∪ (9, 15) ∪ (21, 24]2 a

 y

14 20 2482

10(0, 8)

6

2

0

b 2:00   c 8:00, 20:00

3 a  A = 3, n =

6 , ε =

2 , b = 5

b i  2:21 a.m., 9:39 a.m., 2:21 p.m.,9:39 p.m.

c

12 18 24

5

8

6

2

0

 y = h(t )

 y = 5

4 a 5   b 1

c t  = 0.524 s, 2.618 s, 4.712 sd t  = 0 s, 1.047 s, 2.094 s

e Particle oscillates about the point x = 3 from

 x = 1 to x = 5.

5 a 19.5◦C   b D = −1 + 2cos

12

c

t 12 18 2460

1

 –3 –2

 –1

 D

d {t  : 4  < t  < 20}.

6 a

t (minutes)13.5

16.5

31.5

(0, 5.89)

(120, 30.99)

31.5 49.5 67.5 85.5 120103.5

h(metres)

b 5.89 metres   c 27.51 seconds

d 6 times   e 20 times

f  4.21 metres   g 13.9 metres

Multiple-choice questions1 C   2 E   3 D   4 A   5 A

6 C   7 B   8 C   9 E   10 B

Short-answer questions(technology-free)1   a

6 ,

5

6  b

−2

3  ,

2

3  ,

4

3

c−

6  ,

6 ,

11

6

d−3

4  ,

4  ,

5

4  ,

7

4

e−

6  ,

−5

6  ,

7

6  ,

11

6  f 

4  ,

3

4  ,

7

4

g −3

8  , −

5

8  ,

3

8  ,

5

8  ,

11

8  ,

13

8

h−7

18  ,

−11

18  ,

18,

5

18 ,

13

18  ,

17

18  ,

25

18  ,

29

182 a

 x0

1 f ( x) = sin3 x

 –1

 y

π

3

3

b

 x0

1

 –1

 –3

 y

π12

π5π12

 f ( x) = 2sin2 x – 1

c

 x0

1

 –1

3

 y

7π12

11π12

 f ( x) = 2sin2 x + 1

Page 48: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 48/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   787

d

 x

 y

5π4

π4

9π4

π4

 f ( x) = 2sin  –  x

0

2

 –2

e

 x

 y

π x

3 f ( x) = 2sin

0

2

3 6

 –2

 x

 y

π x4

h( x) = 2cos

0

2

2   4 6 8

 –2

3 a 30, 150

b 45, 135, 225, 315

c 240, 300

d 90, 120, 270, 300

e 120, 240

4 a

 x

 y

0

4 y = 2sin  x + + 2

π3

 y = 2

5π3

7π6

2π33

 – π

(0, √3 + 2)

b

 x

 y

0

 y = 1

5π3

2π3

6

 – π

3 – π

π2

 –1

3

(0, 1 – √3 )

c

π4

 x

 y

0

9π4

19π12

23π12

 √3 + 2

 √3 – 2

 √3 y =

d

 x

 y

0

3

 –3

 y = – 3sin x

π   2π

e

13π6

 x

 y

0

4

2

7π6

π6

 y = 3

 x

 y

0

3

 –1  π

3

5π3

 y = 1

5

 x

 y

0

1

 –1

ππ2

2π3π2

 y = sin2 x

 y = cos x

a 4 solutions   b 4 solutionsc 2 solutions

6 a

 x

 y

0

3

 –3

180   360

Page 49: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 49/101

   A   n   s   w   e   r   s

788   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

b

 x

 y

0

1

 –1

180

90   270

360

c

 x

 y

0

1

 –1

30 210 360

√32

√32

360,

7 a −23

  or  3

  b −4

  or  34

c−5

8  or 

 −

8  or 

 3

8  or 

 7

8

d−2

3  or 

 −

6  or 

 

3 or 

 5

3

Extended-response questions1 a

 y

0

3

4

5

3 6 9 12 15 18 21 24

 y = cos   + 4π6

 t 

b 9:00, 15:00   c 8:00, 16:00

2 a Maximum = 210 cm, minimum = 150 cm,

mean = 180 cm

b y = 30 sin

6 −

2

+ 180;

 A

=30, n

 =

6

 , b

=180, ε

 =

2c i  165 cmii  180 − 15

√ 3 ≈ 154 cm

d ≈ 4:24, ≈ 7:36

3 a a = −3, n = 2

b

 y

0

 –3

3

0.5 1

 y = – 3 cos (2πt )

c i   t 

 =1

3

 second    ii   t 

 =1

6

 second 

d t = 0.196 second 

4 a a = 20 000, b = 100 000, n = 2

365,

ε ≈ 5.77,

i.e. y = 20 000 sin

2t 

365 + 5.77

+ 100 000

b

 y

0 121 303.5

120000

80000

486

c i   t  = 242.7, t  = 364.3

ii   t  = 60.2, t  = 181.8

d ≈ 117219 m3/day

5 a i  1.83 × 10−3 hours   ii  11.79 hours

b April 25 (t  = 3.856), August 14 (t  = 7.477)

6 a

 D

03 6 12 18 24

7

1013

b {t : D(t ) ≥ 8.5} = {t : 0 ≤ t  ≤ 7} ∪{t : 11 ≤ t  ≤ 19} ∪ {t : 23 ≤ t  ≤ 24}

c 12.898 m

7 a  p = 5, q = 2, r  = 30

b

 D

0 6 12

3

5

7

c A ship can enter 2 hours after low tide.

8 a i  25√ 

3   ii  30

b 2.27, 0.53   d b = 8

e  = 0.927 or 1.837   f  a = 4√ 

3

9 c

 x0

π

(3, 5.196)

 A

d i  2.055   ii  0.858   iii  0.0738   iv  0.0041

e nr   tan

n

f i  n sin

n

cos

n

ii

 x

 A

0

 A = π

(3, 1.3)

Page 50: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 50/101

Page 51: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 51/101

   A   n   s   w   e   r   s

790   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

3 a y = 2 ± 1√  x,  domain = R +

b y = 1 ± 1√  x − 1

, domain = (1,∞)

c y = 1 ± 2√  x,  domain = R +

d y = 1

+ x,   y

 ≥1

1 − x,   y  < 1 ,  domain = [0,∞)

e y =

 x − 1,   y ≥ 2

5 − x,   y  < 2,  domain = [3,∞)

f  y =

1 + x,   y ≥ −1

−3 − x,   y  < −1,

domain = [−2,∞)

4 a   f  −1( x) =

 x − 6

2

53

, domain = R

b y = ±

 x − 6

2

52

, domain = [6,∞)

Exercise   7C

1 a i  e−2 x − 2 x   ii −2 xe−2 x

b i  e + 1   ii  e

2 a i  sin x

2

− 2 x

ii −2 x sin x

2

b i  −1   ii −2

3 a i  cos x

2

+ e x ii  e x cos

 x

2

b i  2   ii  1

4

 x

 y

0 y = 3 x + 2

 y = x2

 y = x2 + 3 x + 2

 y = ( f + g )( x)2

3

2 – 

5 a

 x

 y

(0, 0)

 y = g ( x)

 y = ( f + g )( x)

 y = f ( x)

(2, 6)

(2, 3)

b

 x

 y y = f ( x)

 y = g ( x) y = ( f  + g )( x)

(–1, 1)

(–1, –1) (1, –1)

(1, 1)

(1, 0)(–1, 0)

6 a

 x

 y y = x2 + 3

 y = x2 

 y = 3

0

(– √3, 3)

(– √3, 6)(√3, 6)

 (√3, 3)

b

 x

 y

 y = x2 + 2 x + √ x 

 y = √ x 

 y = x2 + 2 x

0

c

 x

 y

 y = √ x 

0

(1, –1)

(1, 0)

(1, 1)

 y = –x2 + √ x 

 y = –x2 

7

 x

 y

0

(0, 1)  y = e –2 x

 y = e –2 x

  – 2 x

 y = –2 x

8

 x

 y

0

2

4  y = x + 2

 y = 2e2 x

 y = 2e2 x + x + 2

 –2

9 a i | x | + x

 x

 y

0

ii  x | x|

 x

 y

0

Page 52: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 52/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   791

b i  | x| − x

 x

 y

0

ii − x| x|

 x

 y

0

c i  x − | x |

 x

 y

0

ii − x| x|

 x

 y

0

Exercise   7D

1   f  ( x − y) =   f  ( x) −   f  ( y)

2   f  ( x + y) =   f  ( x) +   f  ( y) − 3; a = −3

3 g ( x) = 0 or  g ( x) = 1

4   f  ( x + y) = | x + y|. Let x = 2, y = −4.

 f  ( x + y) = 2 = |2| + | − 4| =   f  ( x) +   f  ( y)

5  f  ( x + y) = sin( x + y). Let x = 5

2  , y =

2 .

 f  ( x + y) = sin(3) = 0 = sin

5

2

+ sin

2

= 2

7 a h( x + y) = ( x + y)2. Let x = 1, y = −1.

h( x + y) = 0 = h(1) + h(−1) = 210

 f  ( xy) = axy. Let x = 2 and  y = 3.

 f  ( xy) = 6a and   f  ( x) = 2a and   f  ( y) = 3a

 f  ( x) f  ( y) = 6a2

6a2 = 6a   implies a = 0 or 1

Exercise   7E

1   a4

m  b m ≥ 4 or  m  < 0

c   f  −1( x) =  x + 4

m,  domain = R

d   4

m − 1,

4

m − 1,m ∈ R\{1}

e y = − 1

m x − 4

2 a x = c

2  b c ≤ 2

d   f  −1( x) = c − x

2  , domain = R

e

c

3,

c

3

  f  y = 1

2 x + c

3 a 0 and b   bb

2 , −b

4

c i   (0, 0) and (b − 1, 1 − b)   ii  b = 1

iii  b ∈ R \{1}4 a −1 ± 2

√ 2   b ± 2

√ 2

c a = −8, b = 16

5 a (−∞, 2a]

b

−1 + √ 

1 + 8a

2  ,

−1 + √ 1 + 8a

2

c a = 1   d a = 3   e a = c2 + c

2

6 a (0, 0) and (a, 0)   b (0, 0)   ca2

4d a = 3 or a = −5

7   a1

bloge

c

a

  b e

bc − a

ca + 1

cd

loge (c) − b

a8 a x = a   b (a + 1, 0)

c (a + e1c  , 1)   d c = 1

loge(2 − a)

9 a y = −b   b (loge (b) + 1, 0)

c   i  b = 1

eii  0  < b  <

1

e10 a

 =5

−c, b

= −1 where the rule

is y = ax 2 + bx + c

11 a = 3d + 4

6  , b = 2 − d  and 

c = − (3d + 28)

6  where

 y = ax 3 + bx 2 + cx + d 

12 a c = 28 − 8√ 

6 or c = 28 + 8√ 

6

b (−∞, 8) ∪ (28 + 8√ 

6,∞) ∪ (8, 28 − 8√ 

6)

13 a = 5d − 9

30  , b = 41 − 10d 

30  ,

c

=

−25d − 2

30

  where y

 =ax 3

+bx 2

+cx

 +d 

14   a

 x − 3

−4 y − 2

b y = 4k 

3 − x+ 2   c

−3

2

15   a

a − x

4 y + 2

2

b y = 2 × 2 x−a

4   − 2   c a = 0

Multiple-choice questions

1 B   2 E   3 E   4 D   5 B6 E   7 D   8 E   9 E   10 B

Page 53: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 53/101

Page 54: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 54/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   793

b i   p = 3   ii  h−1( x) = x 2 + 3

iii

 x

 y

0

(1, 4)

(4, 1)

 y = x

5 a (0, 1]   b (0, 1]

c range of  g  ⊆ domain of   f  , f ◦ g ( x) = sin

1

 x

d Not defined as range of   f  is not contained in

the domain of  g 

e g −1( x) = 1

 x, domain of  g −1 = (0, 1], range

of  g −1 = [1,∞)

f  range of   f  = domain of  g −1

 g −1

◦  f  ( x)

=

1

sin xdomain = (0,), range = [1,∞)

6 a i  n = 5790   ii  1158

iii

t 0

1158

5790

n

iv   t  = −100

3  loge

 179

1600

b i  a = 2.518,  b = 0.049,  c = 5097.661

ii

t 0

n = 5097.661

1449.08

n

Chapter 8

Multiple-choice questions1 D   2 A   3 B   4 E   5 A   6 A

7 C   8 A   9 B   10 B   11 C   12 C

13 A   14 E   15 D   16 C   17 E   18 C

19 B   20 D   21 C   22 A   23 C   24 D

25 D   26 E   27 A   28 D   29 D   30 A

31 E   32 D   33 E   34 A   35 A   36 E

37 C   38 D   39 C   40 B   41 E   42 B

43 C   44 D   45 B   46 B   47 E   48 A

49 C   50 D   51 B   52 C   53 C   54 A

55 B   56 A   57 B   58 D   59 D   60 D

61 A   62 A   63 D   64 B   65 D   66 B

67 E   68 C   69 C   70 A

Extended-response questions

1 a a = −0.09, b = 9   b DE = 2.79 m

c Length of bar = 2 ×√ 

30 ≈ 10.95 m

2 a a = −3   b x = −1, x = −1

2, x = 2

c ii  b = 7

2, c = 3

2

3 a

 x

 y

4  x = –4 sin π t 

 –4

0 1 2

b i   x = 0   ii   x = −4   iii   x = 0

c t  = 7

6

d Period =

2

=2 seconds

4 a i  0   ii  2.5   iii  0

b 1 second 

c

t (s)

 y

0 0.5 1

d t  = 0.35 seconds

5 a k  = 0.0292   b 150 × 106

c 6.4494×

108 d 23.417 years

6 a 62.5 metres

b

α

 x (m)

90°45°0

40

c 24◦18 or 65.7◦

7 a A = 80, k  = 0.3466   b 17.5◦C

c 6 hours 18 minutes and 14 seconds after 

2:00 p.m., i.e. 8:18:14

d

t (hours)0

15°C

95°C

T (°C)

8 a Carriage A (0.83)n I , carriage B 0.66(0.89)n I 

b 6 stations

9 a Area = 0.02(0.92) x10   b 0.0199 mm2

c Load = 0.02(0.92)10−2.9 x

d x  < 2.59 m

Page 55: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 55/101

Page 56: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 56/101

Page 57: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 57/101

Page 58: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 58/101

Page 59: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 59/101

   A   n   s   w   e   r   s

798   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

a Minimum value of   f  ( x) is 4.

b x = −0.471 or  x = 0.471

7 a i

 x

 y

0

(0, 12)

0.5 –0.5

ii

 x

 y

0

(0, 16)

0.5 –0.5

iii

 x

 y

0

(0, 32)

0.5 –0.5

b Graphs and tables illustrate that as x → 0 from

the left and from the right the value of  g ( x)

approaches the gradient of  y =   f  ( x) when

 x = 2.

Exercise   9I

1 a 17   b 3   c −4   d1

8

e 3   f  4   g 2   h 2√ 3i −2   j 12   k 

11

9  l

1

42 a 3, 4   b 7

3 a 0 as   f  (0) = 0,   lim x→0+

 f  ( x) = 0, but

lim x→0−

 f  ( x) = 2

b 1 as   f  (1) = 3,   lim x→1+

 f  ( x) = 3, but

lim x→1−

 f  ( x) = −1

c 0 as   f  (0) = 1,   lim x→0+

 f  ( x) = 1, but

lim x

→0−

 f  ( x) = 0

4 R\{1}

Exercise   9J

1 a

 x

 y

0

 –1 1

 y = f ' ( x)

b

 x0

 –3 2 4

c

 x

 y

0

 y = f ' ( x)

d

 x

 y

0

 y = f ' ( x)

e

 x

 y

0 –1   1

 x

0 –1   1

2   f  ( x) =−2 x + 3 if  x ≥ 0

3 if  x  < 0

 x

 y

0

Page 60: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 60/101

Page 61: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 61/101

Page 62: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 62/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   801

11 adT 

dl = √ 

lg b

√ 10

40√ 

 g seconds

12 4%   13 4%

14 a  i1

(1 − x)2  ii  1

15 a  i   f  ( x)

=1

2(1 + x)12

ii   f  (0)

=1

2

17 a8

5  ; 2.5%   b

16

5  ; 3.75%

Exercise   10D

1 a (2,−16), (−2, 16)   b (1,−2)

c (0, 0), (1, 1)   d (4, 48)

e (0, 0),

  2√ 

3,

16

3 ,

−2√ 

3,

16

3 f 

1

3, 4

2

3

  g (3, 2)

h (0,−10), (2, 6)

2 a a = 6   b b = 3

3 a = 2, b = −4, c = −1

4 a = 2

3, b = −2

1

2, c = −3, d  = 7

1

25 a a = 2 and  b = 9   b (−1,−5)

6 x = 1

2 or  x = 1 − 4n

2n + 2

7 x

 = ±1 or  x

 =0   8 1,

1

2  or −

1,

1

2

9 a (2, 4)   b

2√ 

3

3  ,

16√ 

3

9

,

−2

√ 3

3  ,

16√ 

3

9

c (0, 0),

8

3,

256

27

  d (0, 0), (

√ 2, 4), (−

√ 2, 4)

Exercise   10E

1 a  x = 0

+ +

0

0

inflexion

b x = 2, x = −5

+ + – 

 –5 2

0 0

max. min.

c x = −1, x = 1

2

+ + – 

 –11

2

0 0

max. min.

d x = −3, x = 4

 – – +

 –3 4

0 0

min. max.

e x = −3, x = 4

+ + – 

 –3 4

0 0

max. min.

f  x = 0, x = 27

5

+ + – 

027

5

0 0

max. min.

g x = 1, x = 3

+ + – 

1 3

0 0

max. min.

h x = 1, x = 3

 – – +

1 3

0 0

min. max.

2 a x = −2(max.), x = 2(min.)

b x = 0(min.), x = 2(max.)

c x = 1

3(max.), x = 3(min.)

d x = 0(inflexion)

e x = −2(inflexion), x = 0(min.)

f  x = − 1√ 3

(max.), x = 1√ 3

(min.)

Page 63: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 63/101

Page 64: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 64/101

Page 65: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 65/101

   A   n   s   w   e   r   s

804   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

15 a

 x

 y

0   2

2

(1, 4)

(–1, 0)

b

 x0 2

 –4

(–1, 0)

(1, –8)

c

 x

 y

0 3

(2, 8)

d

 x0

 –1

(1, 1)

(–1, –3)

e

 x0 1

(0, 12)

(–2, 0)

16 a (a + l , 0) and (b + l , 0)

b (h + l , kp)

17 a, b

 x0

(6, 816)

(7, 861)

(1, 21)

(2, 96)

9. 142

 y = f ( x)

 y = f' ( x)

(5, 645)

 y = − x4 + 8 x3 + 10 x2 + 4 x

local max. at (6.761, 867.07), no stationary

 point of inflexion, dy

dx= 4 when x = 0

c −960   d x = 4.317 or  x = 8.404

Exercise   10F

1 Absolute minimum = −30

Absolute maximum = 15

2 Absolute minimum = −20.25

Absolute maximum = 0

3 Absolute minimum = −8Absolute maximum = 2304

4 Absolute minimum = −70

Absolute maximum = 2

5 bdV 

dx= 30 x − 36 x2

c Local maximum =

5

6,

125

36

d Absolute maximum value is 3.456 when

 x = 0.8

e Absolute maximum is125

36  when x = 5

66 a  25

≤ y

 ≤28

b Absolute maximum value is 125.Absolute minimum value is 56.

7 bdA

dx= 1

4( x − 5)   c x = 5   d

61

8  metres

8 Absolute maximum = 12.1

Absolute minimum = 4

9 a1

( x − 4)2 − 1

( x − 1)2  b

5

2,

4

3

c Absolute minimum = 4

3

Absolute maximum = 3

210 a

1

( x − 4)

2

 −

1

( x + 1)

2

b (3

2,

4

5)

c Absolute minimum = 4

5

Absolute maximum = 5

411   y

 x

(–1, 1)

(8, –2)Absolute maximum = 2

Absolute minimum = –2

 y = f ( x)

2

0

Exercise   10G

1 First = 4

3, second = 8

32 (1, 1)   3 12◦C

4 8 mm for maximum, 4

3 mm for minimum

5 625 m2 6 Maximum P =

2500

7 2 km × 1 km = maximum of 2 km2

Page 66: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 66/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   805

8 p = 3

2, q = 8

3

9   b V  = 75 x − x3

2  c 125 cm2

Exercise   10H1 a

dV 

dt b

dS 

dr c

dV 

dx

ddA

dt e

dV 

dh

2 Wanes by 0.006 units per day

3 a −3 × 103(90 − t )2 b 90 days

c 7.29 × 108 m3 d 80 days

e

t (days)0 90

7.29 × 108

(m3)

t0

V' (t )

 –2.43 × 107

4 a V (t ) = t 3

160(20 − t )

b

t (minutes)0 20

(15, 105.47)

(mL/min)V' (t )

c t 

 =15

5 a t ≈ 100, t ≈ 250, t ≈ 500b ≈ 430000 m3/day

c ≈ 270000 m3/day

d (100, 250) ∪ (500, 600)

6 a  V  = 6t 2 − 18t  + 12

b t  = 1, x = 5; t  = 2, x = 4

c −6 m/s2, 6 m/s2 d −1.5 m/s

7 a 8 cm from O   b 2 cm/s

c 9 cm from O  after 1 s   d −2 cm/s2

8 a

√ 2t √ 

t 2 + 1b

√ 2

(t 2 + 1)32

c 1 cm/s,1

2 cm/s2

Exercise   10I

13

10cm/s   2 8 cm2/s   3

1

8cm/s

41

133 cm/s   5 2

√ 10 cm3/s

6 1562

 cm/s 7 18

cm/minute

8 a 20 x( x2 − 5)9 b 80 × 119

9

50 m3/year    10   a V  =  x3

48  b

64

5cm/s

Exercise 10J

1 a   f  ( x) = ( x − 1)(3 x − 2b − 1)

b

2b + 1

3  ,

−4(b − 1)3

27

 and (1, 0)

c 2b + 13

  >  1 as b  > 1   d b =11

2

2 a Increasing

0,

2

3a

Decreasing

 2

3a, ∞

b y = −1

a x + 1

a2  c y = ax − 1

d

−∞,

4

27a2

3 a i  2(a − 3)   ii  m = 2(a − 3)

b (a, (a − 3)2)

c y = 2(a − 3) x − a2 + 9

d3 + a

24 a h = 1 or  −3   b a = 2

c a = −48, b = −64

5 a (0, 0),   (√ 

2, −4),   (−√ 

2, −4)

b (a, b),   (√ 

2 + a, −4 + b),

(−√ 

2 + a,−4 + b)

6 a (a, 0) and a + 2

3  ,

4(a − 1)3

27

b (a, 0) local minimum,

a + 2

3  ,

4(a − 1)3

27

local maximum

c i   y

 =(a

−1)2 x

 −(a

−1)2

ii   y = 0

iii   y = − (a − 1)2

4  ( x − a)

7 a 2( x − 1)( x − b)(2 x − b − 1)

b (1, 0),   (b, 0),

b + 1

2  ,

(b − 1)4

16

c b = 3

8 a a = 1

486, b = 0, c = −1

162 and d  = 1459

243

b1 − x

2  = 1

486[( y − 3)3 − 3( y − 3) + 2918]

or  x = −1

243[( y − 3)3 − 3( y − 3) + 2918] + 1

9 a a =  c − 20 and  b = 30 − 2c   b

45

2

Page 67: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 67/101

Page 68: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 68/101

 Answers   807

9 10 m, 10 m, 5 m

10 a  A = 1

2a2   b A = 1

2

  100

+ 2

2

c  = 2   d1

16 m2 = 625 cm2

11 b i  r  =  L

4ii   = 2   iii  maximum

12   b

dT 

dx = x

√  x2 + 900 −3

5

c i  x = 22.5   ii  71 seconds

d 63 seconds

13   b T  = 20 + 16√ 

2

15  ≈ 2.84, 2.84 hours

14 1.16 hours after noon, 1.2 km apart

15 b 0  < x  < 1   c x = 1√ 2, y = ±1

d A = 2√ 

2, i.e. the maximum cross-sectional

area is 2√ 

2

16 c   iid A

dx= −3 x2 − 2ax + a2

17 a b = 5, c = 6b i  6 weeks   ii  3.852 weeks

c 1902

3 cm2

18 a (1,−6)   b 3( x − 1)2 + 3

c 3( x − 1)2 + 3  > 3 for all x ∈ R\{1}19 a a = 1, c = 1, b = −2, d  = 0

b

 x:

 1

3  < x  < 1

c

 x0   (1, 0)

13

427,

 y

20 a 53109 671 m3 bdV 

dy= ( y + 630)2

c

0

(60, 82165214)(m3)

d Capacity=

82165 214 m3

e

0

(0, 13765.51)

(60, 12521.44)

dV 

dt 

21 a i  V (0) = 0   ii  V (20) = 1 000 mL

bdV 

dt = 3

4(20t  − t 2)

c

0 20

1000

V (mL)

t (seconds)

d

(10, 75)

0 20

V' (t )

mL/s

t (seconds)

e t  = 10 seconds, 75 mL/s

22 a i  r  = 2 −

2

ii  h =  1 − 2

22

b49

√ 15

1536  c 0.3281, 2.5271

d i    = 1.153   ii  V max = 0.403 m3

e 0.403 m3

23 a i

(0, 0)

 y = x3 + x2 + x

 x

 y

 No stationary points

ii

 x

 y

0

(1, –1)

 – 0.618 1.618

13

527

, – 

iii

 x

 y

0

(–1, 1)

 –1.618

0.618

13

527

, – 

Page 69: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 69/101

   A   n   s   w   e   r   s

808   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

iv

 x

 y

(0, 0)

 No stationary point

b i   f  ( x) = 3 x2 + 2ax + b

ii  x = −a ±√ 

a2 − 3b

3

c ii   (−1,−1), (1, 1) stationary points of 

inflexion

a = −3 or  a = 3

iii, iv

 x

 y

0 –1

(–1, –1)a = 3, b = 3

 y = x3 + 3 x2 + 3 x

 y = f ' ( x)

iv

 x

 y

0   1

(1, 1)

a = –3, b = 3

 y = x3 – 3 x2 + 3 x

 y = f ' ( x)   y = f ( x)

d a2< 3b

24 a i  a = −21

ii

 x

 y

0   2

 –1

(–0.15, 8.4)

(–1.18, –0.88)(1.45, –21.4)

8

 – 43

12

b i

 x

 y

0

(0, 8)

(0.143, 7.57)

ii  Min. at (0.143, 7.57)

iii  g ( x) = 24 x3 − 3 x2 + 42 x − 6

iv  0.1427

v  g (0) = −6; g (10) = 24114

vi  g ( x) = 72 x2 − 6 x + 42

vii  g ( x)  > 0 for all x. Therefore g ( x) has no

turning points. ∴ only one solution

25 b   i   x = a or  x = b or  x =b

+a

2ii   x = a or  x = b

c Stationary points (a, 0), (b, 0);b + a

2  ,

(a − b)4

16

e i

 x

 y

0   a

 y = ( x – a)4

ii   (a, 0), (−a, 0), (0, a4)

iii

 x

 y

a –a

(0, a4)

26 b   i   x = a or  x = 3b + a

4ii   x = a or  x = b

c (a, 0),

3b + a

4  ,

−27

256 (b − a)4

, local min.

(a, 0) is a stationary point of inflection

e

−a

2,−27a4

16

 and (a, 0)

f i  b

= −

a

3

Page 70: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 70/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   809

27 a i   y =√ 

100− r 2 and  h = 2√ 

100− r 2

ii  V  = 2r 2√ 

100− r 2

b i

r  (cm)

(cm3)

100

ii  V  = 2418.4, r  = 8.165, h = 11.55

iii  r  = 6.456 or  r  = 9.297

c   idV 

dr = 400r  − 6r 3

(100− r 2)12

ii  V max =4000

√ 3

9  occurs when

r  = 20√ 

6

6  = 10

√ 6

3

d   iidV 

dr > 0 for  r  ∈

0,

20√ 66

iiidV 

dr is increasing for  r ∈ (0, 5.21)

28 a   i  h = 100− 3r 2

2r 

ii  V  = r 

6 (300− 5r 2)

iii  defined for 0  < r  < 2√ 

15

ivdV 

dr =

6 (300− 15r 2)

v

r  (cm)

(cm3)

0

(4.47, 468.32)

2√15

29 ady

dt = 2

27b y = 4

225 x2

c   idx

dt = 5

54  ii

ds

dt = 50

9

30 a   i   y =

100

 x2  ii   s

 =3000

 x +60 x2

b   ids

dx= −3000

 x2  + 120 x   ii  1538.99 cm2

c 585 cm2/s

Chapter 11

Exercise   11A 

1 a 5e5 x b −21e−3 x

c −12e−4 x + e x − 2 x   de3 x − e x

e2 x

e (2 x

 +3)e x2+3 x+1 f  (6 x

 −1)e3 x2− x

g 2e2 x − 2e−2 x

2 a e x ( x2 + 2 x + 1)

b e2 x (2 x3 + 3 x2 + 6 x + 5)

c 2e4 x+1( x + 1)(2 x + 3)

d−8 x − 7

2e4 x√ 

 x + 1

3 a3e x − 2e4 x

(e3 x

+3)2

  b−2e x

(e x

−1)2

c−8e2 x

(e2 x − 2)2

4 a2 x3(2− x)

e2 x  b 2e2 x+3

c3

2(2e2 x + 1)(e2 x + x)

12

de x ( x − 1)

 x2

e xe12 x2

f − x2e− x

5 a e x ( f  ( x)+   f  ( x))   be x ( f  ( x)−   f  ( x))

[ f  ( x)]2

c   f  ( x)e f  ( x) d 2e x  f  ( x) f  ( x)+ [ f  ( x)]2e x

Exercise   11B

1 a2

 xb

2

 xc 2 x + 3

 x

d3 x − 1

 x2  e

3+ x

 xf 

1

 x + 1

g2

2 x + 3  h

−2

−2 x + 3  i

6

2 x − 3

 j3

15− x  k  4− 3

 x − 6

2 a2 x

 x2

+1

b loge x + 1

c 1− loge x x2

  d 2 x(2 loge x + 1)

e e x

loge x +

1

 x

  f  loge (− x)+ 1

g 1   h x2 + 1− 2 x2 loge x

 x( x2 + 1)2

3 a (e, 1),m = 1

eb (e, e),m = 2

c (e, log (e2 + 1)),m = 2e

e2 + 1

d (−e, 1),m = −1

ee (1, 1),m = 2

f  (1, 0),m = −1   g (0, 0),m = −2

h (0, 0),m = 0

41

2  5

1+ 2 x

1+ x + x26

3

5  7 2   8 2

Exercise   11C

1

 x

 y

0

1

Page 71: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 71/101

   A   n   s   w   e   r   s

810   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

2 { x : −2  < x  < 0}3 x  < 1, max. value = 100

e4  ≈ 1.83

4 a Min.   f  ( x) =   f  (0) = 0

5 a  y = 2   b y = x

c y = 4e2 x − 3e2d y = e

2( x + 1)

e y =

3 xe−

2e   f  y =

4e−2

6 a (0, 1)(min)   b y = x

c

 x

 y

0

 y = x

( x) = x + e –  x

7 t  = 0, v = 0.4 m/s; t  = 1,

v = 0.4e ≈ 1.087 m/s;   t  = 2,

v

 =0.4e2

≈2.956 m/s

8 a

 y

0

 y = 600

b 2.02

9 Maximum population is 44 (44.107) at t  = 5

10 a −2 y   b ky

11 a 0.18 kg   b 3.47 hours

c i  6.93 hours   ii  10.4 hours

d 0.2 m

12 2q13 a   f  ( x) = aeax b   f  (h) ≈ ha + 1

c   f  (b + h) ≈ eba(ha + 1)

14 a   y ≈ pea2   b   y ≈ −2ea p

c   y ≈ ea(1+ a) p   d   y ≈ e−a(1− a) p

15 ady

dt = 2e2t   dx

dt = et  b 2

16 p = 1, q = −6, r  = 9

17 a5

e4  b

5

e5

182e2

e4

−1

19 a (8 x − 8)e4 x2

−8 x b (1, e−4)c

 x

 y

0

1

(1, e –4)

d y = −1

8 x + 5

420 a Tangent y

 = x

 −1, normal y

 =1

− x

b Tangent y = − x − 1, normal y = x + 1

21 a  y = 2 x − 1   b y = kx − 1

c y = kx − 1

22 Tangents are parallel for any given value of  x.

 x0

(0.2, 0)

(1, 0)

 y = loge  x

 y = loge 5 x

23 a  p b p

a24 0   25

 p

2  26 0.01

27dy

dt = 1

t , dy

dx= t 2 + 1

2t 2  ,

 dy

dx= 1,

 dx

dt = 2t 

t 2 + 1

28 adV 

dh= ([loge (h + 1)]2 + h

+ 2 loge(h + 1)+ h + 1).

When h = 2,dV 

dh= ([loge (3)]2 + 2loge (3) + 5) and 

dh

dt = 5× dh

dv

b When h = 10,dV 

dh= ([loge (11)]2 + 2loge (11)+ 21) and 

dh

dt = 5× dh

dv

29 a  2 x loge x + x   b x = 1   c x = e−12

d

 x

 y

0e 2,

1 – 

2 –1 e –1

Exercise   11D

1 a  5 cos 5 x   b −5sin5 x   c 5 sec2 5 x

d 2 sin x cos x = sin2 x

e 3 sec2 (3 x + 1)   f −2 x sin ( x2 + 1)

g 2 sin x −

4

cos

 x −

4

= sin

2 x −

2

= cos2 x

h −

90 sin x◦   i

60 cos x◦

 j

60 sec2 (3 x)◦

2 a1√ 2

;√ 

2   b 1; 0   c 2; 0

d 0; 0   e 1; 0   f  1; 4

Page 72: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 72/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   811

3 a −5sin x − 6cos3 x   b −sin x + cos x

c cos x + sec2 x   d 2 tan x sec2 x

4 a 3 x2 cos x − x3 sin x

b−(1+ x)sin x − cos x

(1+ x)2

c e− x (cos x − sin x)   d 3− 2sin x

e 3 cos 3 x cos 4 x

 −4sin4 x sin 3 x

f  2 cos 2 x tan 2 x + 2sec2 2 x sin 2 xg 12sin x + 12 x cos x   h esin x ( x2 cos x + 2 x)

i 2 x cos2 x − 2 x2 cos x sin x

 j e x (sec2 x + tan x)

5 a −2   b −6   c −e

d −e e − 1

  f  0

6 a tan x   b tan x

7 a2

sin 2 x − 1 = 2

2sin x cos x − 1

b sec2 xetan x c7

2 x

52 sin 3 x + 3 x

72 cos3 x

Exercise   11E

1 a  y = 2 x   b y = − x +

2

c y = 2 x −

2 + 1   d y = 2 x

e y = 3 x   f  y = − x − 1+

2

2 3− 2 sin x , gradient always positive

3 Distance =

2 − 1   4 45◦   5 18◦26

6 a 4.197   b

−0.4

7 a i p

cos2   ii  2 p

b

90 + 1

8 a1√ 2

; − 1√ 2

b   i1√ 2

(1− h)   ii  0.6967

9 a −2sin(2a) p   b1

2 cos

a

2

 p

c2 p

cos2 (2a)  d − 1

2cos2 a

2

 p

e sin

4 − a

 p   f −1

2 cos

a

2

 p

10 a Max. at x =

3 and 

 5

3  ,

min. at x = 0,   and 2

b Max. at x =

6 , min. at x = 5

6  ,

 point of inflexion at 3

2

c Max. at x =

2 and 

 3

2  ,

min. at x =7

6   and 

 11

6

d Max. at x =

3 , point of inflexion at x = ,

min. at 5

3

11 a12

5  m/s   b −1

5 rad/s

Exercise   11F

1 a 0.69   b 1   c −1.82   d 1.54

2 a Local max. (2.07, 1.61);

local min. (4.49, 0.53)

b Local max. (1.57, 0)

c Local max. (0.56, 0.55), (3.22, 2.85);

local min. (1.39, 0.087) (4.66, 1.24)

d Local min. (0, 0)

e Local max. (4.27,−3.56);

local min. (5.15, 3.56)

f  Local max. (0.32, 0.20),

2 , 1

, (2.82, 0.20),

(3.93, 0), (5.5, 0);

local min. (0.79, 0), (2.36, 0), (3.46,−0.202),

(4.71, 1), (5.96,−0.202)

5 a, c

 x0

 y = –2

 x = –2   y = e x – 2

b (−1.841,−1.841), (1.146, 1.146)

c y = loge ( x + 2)   d R\[−1.841, 1.146]

e i  a = −1   ii   y = x

iii   (0, 0)   iv   y = loge ( x + 1)

v

 x

 y

0

 y = –1

 x = –1

 y = loge ( x + 1)

 y = e x  – 1   y = x

6 bdy

dx= 2 for  y = 2e x − 2

dy

dx= 1

2 for  y = loge

 x + 2

2

c y = 2 x and  y =1

2 x

Page 73: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 73/101

   A   n   s   w   e   r   s

812   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

d i   f  −1: (−a,∞) → R ,

 f  −1( x) = loge

 x + a

a

ii   y = ax  and  y = 1

a x

iv  Pairs of graphs of this form intersect at the

origin.

Exercise   11G

1 a   = 0.1373, P 0 = 30

b 9.625 hours

c i  4.120 units/hour    ii  1.373 units/hour 

2 a1

30 rad/s = 1.9099◦/s   b

200√ 

3

3  m/s

3 a 8 cos  

b Area =16 (1+ cos  ) sin   ;

maximum area = 12√ 

3 square units

4 a

75

cos secondsb 220− 60 tan  seconds

ddT 

d = 75 sin − 60

cos2

e   = sin−1 4

5 ≈ 53◦8

f  T  = 265 seconds; P  is 400 metres from B for 

minimum time

Multiple-choice questions1 C   2 B   3 D   4 E   5 D

6 C   7 A   8 E   9 B   10 C

Short-answer questions(technology-free)

1 a2 x

 x2 + 2  b 3 cos(3 x + 2)

c −1

2 sin

 x2

  d (2 x − 2)e x2−2 x

e1

 x − 3  f  2 cos (2 x)

g 6 sin (3 x + 1) cos (3 x + 1)

=3 sin (6 x

 +2)

h 12 x 

loge x  i 2− 2 loge 2 x

 x2

 j 2 x sin (2 x)+ 2 x2 sin (2 x)

2 a e x sin 2 x + 2e x cos 2 x

b 4 x loge x + 2 x   c1− 3 loge x

 x4

d 2 cos 2 x cos 3 x − 3sin2 x sin 3 x

e2

cos2 2 x= 2sec2 2 x

f −9cos2 (3 x + 2) sin (3 x + 2)

g 2 x sin2 3 x + 6 x2 cos3 x sin 3 x

3 a 2e2

≈14.78   b 0

c 15e3 + 2 ≈ 303.28   d 1

4 a aeax b aeax+b c −bea−bx

d abeax − baebx e (a − b)e(a−b) x

5 0.25 m/s; 0.25e m/s; 0.25e2 m/s; 0.25e4 m/s

6 a  25e100t   ◦C/second    b 25e5 ◦C/second 

7 y = ex

8 b 20 cm/year 

10 2   11 a

 =2 or  a

 =1

12 a y = 1

e x   b y =  x√ 

2−

2√ 

2+√ 

2

c y = x − 3

2  d y =

−1

e

 x

Extended-response questions

1 ady

dx= −9

40  sin

 x

80

b

 x0  80

dy

dx

 –9π40

c Magnitude of gradient is a maximum at the

 point (40, 12)

2 a   f  ( x) = 3000000e−0.3 x

(1+ 100e−0.3 x )2

b i  294 kangaroos/year 

ii  933 kangaroos/year 

3 a a = 30   b (0, 8 loge 6)(25, 0)

c   f  (20)= −

0.8

d   f  −1( x) = 5

6− e x8

  e R

 x

 y

(25, 0)0

(0, 8 loge 6)

 x = 30

4 b

2  , e,3

2   ,

1

e

  c1

e , e

d 2 as g ( x + 2) = g ( x)

6 a i  30 g   ii  12.28 g

bdx

dt = −300et 

(5et − 3)2

c ii

 x0

dx

dt 

Page 74: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 74/101

Page 75: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 75/101

Page 76: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 76/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   815

2 a −3 x−1 + c = −3

 x+ c

b − 2

3 x3 + 3 x2 + c

c4 x

32

3  + 2 x

52

5  + c = 4

√  x3

3  + 2

√  x5

5  + c

d 94 x

43 − 20

9 x

94 + c   e 3 z 

2

2  − 2

 z + c

f 12

7 x

74 − 14

3 x

32 + c

3 a  y = x 2 − 3 x + 3   b y =  x4

4 + 6

c y = 2

3 x

32 + 1

2 x2 − 22

3

4   f  ( x) = x 3 + 1

 x− 8

1

2  5 s = 3

2t 2 + 8

t − 8

6 a k  = −32   b 201

Exercise   12C

1 a1

6(2 x − 1)3 + c   b

−1

4  (t  − 2)4 + c

c1

20(5 x − 2)4 + c   d

2

9(3 x + 6)

32 + c

e2

3(3 x + 6)

12 + c   f 

1

9(2 x − 4)

92 + c

g1

7(3 x + 11)

73 + c   h −2

9(2− 3 x)

32 + c

i −1

10 (5− 2 x)5 + c   j

1

16 (3− 4 x)−4 + c

2 a1

2 loge | x| + c   b

1

3 loge |3 x + 2| + c

c−3

4  loge |1− 4 x| + c   d x − loge | x + 1| + c

e x + loge | x | + c   f −1

 x + 1 + c

g x2

2 + 2 x + loge | x + 1| + c

h 2 x − loge | x + 1| + c

i − 3

2( x − 1)2 + c

3 a 5 loge | x | + c   b 3 loge | x − 4| + cc 5 loge |2 x + 1| + c

d −3loge |2 x − 5| + c   e−3

2 x − 1

f −1

3 loge |3 x − 4| + c

4 a y = 1

2 loge | x | + 1   b y = 10− loge |5− 2 x|

5 y = 10 loge | x − 5|6 y = 3 loge

| x − 2|2

+ 10

7 y

 =

5

4

 loge   5

|2 x − 1|+ 10

Exercise   12D

1 a1

2e2 x − 2e

 x2 + c   b e x − e− x + c

c2

3e3 x + e− x + c   d 15e

 x3 − 15e

 x5 + c

2 a y =1

2 (e2 x

− x2

+ 9)

b y = − 3

e x − e x + 8

3 y = 9− 2e−2

4 a k  = 2   b y = 1

2e2 x + 1

2e2

Exercise   12E

1 a7

3  b 20   c −1

4  d 9

e 12

  f  1403

  g 15 13

  h 343 1120

2 a 10   b 1   c13

3  d

1

3  e

10

441

f  34   g2

3

2

32 − 1

  h 2− 2

12 i

1

15

3 a y = 1

2(e2 − 1)   b y = 1

2(3− e−2)

c y = 6e13 − 4   d y = e2 − e−2

4 a 10   b 17   c −5   d 9   e −3

5 a loge 1

3   b

1

2 loge(3)   c

3

2 loge

19

17

Exercise   12F

1 a 3   b 44

c i  8   ii  10

2 a4

3  b

1

6  c 121

1

2  d

1

6  e 4

√ 3   f  108

3 a

 x

 y

 y = 2 x + 1

1

0 –  1

21 4

b

 x

 y

 y = 3 – x3

0 3

Page 77: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 77/101

   A   n   s   w   e   r   s

816   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

c

 x

 y

 y = x2

0 4

(4, 16)

d

1 –1 x

 y

 y = 4 – 2 x24

0√2  – √2 

e

 y = √ x 

 x

 y

0 2 4

 x

 y

0

 y = (1 – x)(1 + x)2

1

1

 –1

4321

10 square units

5

0 –1

1

 x

 y

   0

−1

1+ x3dx = 3

4 sq. units

6 a5

6 sq. units   b 8

1

6 sq. units

7 a  A (0, 3), B (1, 0)   b 2 sq. units8 b Derivative = (loge a)e x loge a,

antiderivative = e x   loge a

loge a9

0 1

3

7

 x

 y

 y = 3

Area = 2e2 + 1 ≈ 15.78 square units

10

0 1 2 x

Area = 0.5 square units

11

0 –2 –3

1

2

 x

 y

1

3

11

8

2

3

loge 

12

0 –2

 y = 2

 –4 –9

2

 x

 y

loge 2 + 4

Exercise   12G

1 a1

3 sin 3 x   b −2 cos

 1

2 x

c sin 3 x   d −4 cos 1

2 x

e −1

2 cos

2 x −

3

  f 

1

3 sin 3 x − 1

2 cos 2 x

g1

4 sin 4 x + 1

4 cos 4 x h

1

4 cos 2 x + 1

3 sin 3 x

i −1

4 sin

2 x +

3

  j − 1

cos x

2 a 1− 1√ 2

b1

2  c 1+ 1√ 

2d 2

e 1   f 2

3  g −1

2h 4

i1−√ 

3

4  j −2

3 −√ 

2+ 2 square units

4 a

 x

 y

0

1

π4

π2

 

4

0

cos x dx =

1

√ 2

Page 78: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 78/101

Page 79: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 79/101

   A   n   s   w   e   r   s

818   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

9 sin 3 x + 3 x cos 3 x. Hence 

6

0

 x cos 3 x dx =

18 − 1

9

10 a = 1, b = −2; area = 3 square units

11 a 1.450 square units

b 1.716 square units

12 0.1345

13   f  ( x) = 12

( x2 − cos2 x + 3)

14 a

   f  ( x) dx = ( x2 + 1)3 + c

b

   h( x) dx = sin( x2)+ c

c

   ( f  ( x)+ h( x)) dx = ( x2 + 1)3

+ sin x2 + c

d

  − f  ( x) dx = −( x2 + 1)3 + c

e    f  ( x)− 4 dx = ( x2 + 1)3 − 4 x + c

   3h( x) dx = 3 sin x2 + c

15 a1

cos2 x, tan x

b6 x

3 x2 + 7,

1

6 loge

19

7

c 1+  x√ 1+ x2

, loge (1 +√ 

2)

16

 x

 y

 y = 4

 x = 1(0, 2)

  320

 y = + 4 x – 1

2

3 2

  2

 x − 1 + 4

dx = (2 loge 2)+ 4

17

 x

 y

0 2

(2, 1)

3

3 2

√ 2 x − 4+ 1 dx = 1

3 × 2

32 + 1

18 a4√ 

2

3  − 2

3b

252

3  c

1

3 loge 4

d1

2 loge 3+ 3   e −2

2

3  f  2

√ 2− 2

Exercise   12I

1

 x0 1

(2, 1)

(–1, 4)

5

1

 g ( x)

 f ( x)

Area = 9 square units

2 36 square units

3 a  36 square units   b 205

6 square units

c 4 square units   d 41

2 square units

e 41

2 square units

4 a  2 square unitsb e + e−1 − 2 ≈ 1.086 square units

5 3.699 square units

61

4 square units

 x

 y

π

2

π

3

0

 y = sin x

 y = sin2 x

π

71

2

 square units

8 P (loge 3, 3);area ≈ 2.197 square units

Exercise   12J

1 a2

3b

2

c

2

  d 0   e

1

2(e2 − e−2)

2 10(e5 − 1)e−5 ◦C  ≈ 9.93◦C3 a

50

(0, 0)

(5, 100)

v

b

48π

24

0 4

v

Page 80: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 80/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   819

c

(4e5 + 1)e –5

(5, 1 – e –5)

v

t 0

4147

10  m/s   5

a2

66 a 3000(2− 20.9)N/m2

b 1000(40.1 − 1) N/m2

7 a x = t 2 − 3t    b x = 0   c 0

d9

2 metres   e

3

2 m/s

8 a Displacement = 2t 3

3  − 4t 2 + 6t  + 4

Acceleration = 4t  − 8

b When t  = 1, displacement = 20

3  m

When t  = 3, displacement = 4 mc When t  = 1, acceleration = −4m/s2

When t  = 3, acceleration = 4m/s2

9 Initial displacement −3 m

10 Velocity = 73 m/s

Position = 646

3  m

11 a Velocity = −10t  + 25

b Height = −5t 2 + 25t 

c5

2 s

d125

4  m

e 5 s

12 a   f  −1( x) = 1

2e x

 y =

 y = loge 2 x

e x

 x0

 y1

2

1

2

1

2

b3

2c 4 loge (2)− 3

2

13 a

 H 

0 60 120 180 240

200

7/4

1

1/4

dH 

dt 

b t  ∈ (10, 50) ∪ (130, 170)

c t  = 30 or  t  = 150

d i  120 kilojoules

ii  221.48 kilojoules

14 71466 2

3 m3

15 a 465 m2 b 46 500 m3

16 1.26 m

17 a 6 metres   b 18 m2

c i   y −  3 +  3 cosa

3

= −1

sina

3

 ( x − a )

ii  5.409

18 a i  9   ii 3(

√ 2+ 2)2

  iii  12

b Maximum value is 12, minimum value is

0.834

c48( + 1)

litres

Multiple-choice questions1 C   2 C   3 B   4 B   5 A

6 D   7 E   8 C   9 C   10 D

Short-answer questions(technology-free)

1 a65

4b 0   c

−5a32

3  d −55

3

e1

2  f  1   g 0   h 0

223

23 3   4 4   5 820

685

47

5

38

5

3

9    d 

c

 f  ( x)− g ( x)dx +   c

b

 g ( x)−   f  ( x)dx +   b

a

 f  ( x)− g ( x)dx

10 a P (3, 9), Q(7.5, 0)   b 29.25 square units

11 a 5   b p = 20

712 3.45 square units

13 a A(0, 6), B(5, 5)   b 151

6 square units

c125

6  square units

14 a 2 square units

b e + e−1 − 2 ≈ 1.086 square units

15 a

 x

 y = e x + 1

(0, 2)

0

 y

b e2 + 1 ≈ 8.39

Page 81: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 81/101

   A   n   s   w   e   r   s

820   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

16 a

 x

 y = e x y = e –x

0

(0, 1)

2 –2

 y

b 2− 2e−2

17 a e − 1 ≈ 1.72

b 2(e − 1) ≈ 3.44 square units

18 2+ e2 ≈ 9.39 square units

19 3 1

12 square units

 x

 y

0 –1   2

20 a e2 + 1   b loge

2

3

− 3

2

c

2

8 + 1   d

1

2

loge

5

6

− 1

e8 + 1

e10

Extended-response questions1 a When t 

 =0, 1000 million litres/hour.

When t  = 2, 896 million litres/hour.

b i   t  = 0 and  t  = 15

ii  1000 million litres/hour c

t 0 10

1000

15

dV 

dt 

d i  5000

ii  5000 million litres flowed out in the first

10 hours.

2 a When t  = 5,≈ 17.9 penguins per year;

when t  = 10,≈ 23.97 penguins per year;

when t  = 100,≈ 46.15 penguins per year.

b

t 0

 R

 R(t ) = 10 loge (t  + 1)

c

t  = e R10 − 1; R ≥ 0

 R−1(t ) = et 

10 − 1

d i  3661

ii  The growth in the size of the penguin

 population over 100 years (assuming zero

death rate).3 a  4 y − 5 x = −3

b

3

5, 0

  c (1, 0)   d

9

40  e 9 : 49

5   a1

3 square units

d 1− n − 1

n + 1 = 2

n + 1 square units

e9

11,

99

101,

999

1001

f  area between curves approaches 1

6 a  968.3◦

b θ (°C)

0   t  (min)

(0, 30)

c 2.7 min   d 64.5◦C/min

7 a  5× 104 m/s2

b Magnitude of velocity becomes very small

c 5× 104 (1− e−20) m   d v(1− e−t )

e

0   t  (s)

 x (m)v

8 ad 

dx(e−3 x sin 2 x) = −3e−3 x sin 2 x

+ 2e−3 x cos 2 x

c

   e−3 x sin 2 x dx

=−1

13 (3e−3 x sin 2 x

 +2e−3 x cos2 x)

9 a  i tan a = 4

3  ii   sin a = 4

5 cos a = 3

5b  2 square units

10   ady

dx= loge x + 1,

   e

1

(loge x) dx = 1

bdy

dx= (loge x)n + n(loge x)n−1

d

   e

1

(loge x)3 dx = 6− 2e

11 s =   3√ 

ba2

r  =

  3√ 

b2a

Page 82: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 82/101

Page 83: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 83/101

   A   n   s   w   e   r   s

822   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

4 a

t

0

100

b i  20e−0.2t  m/s2ii  20− V 

5  m/s2

c 8.05 s

5 b 0.028

c 0.846◦C/minute

6 a i  0.1155   ii  0.2

b 13.86 days

7 100   8 $600

9 a = ±3, b = ±2

 x02

3 – 

23

 x = –  

 y

10 a 5× 104 m3 b −12 500 m3/day

c −3500 m3/day   d After 222.61 days

e

t (days)

(m3)

0

(0, 5 × 104)

11 a

 N 

($'000)

0

2

(10, 5.65)

b3 N 2

4( N 3

+ 16)

34

c Rate of change of cost in $1000s with respect

to the increase in the number of bottle tops

 produced 

12 a $17000   b C  = 160000

V + 10V 2

c

V (km/h)

($)

0

(20, 12000)

d V  = 20,C  = 12000   e 12560

13 a60√ 39

≈ 9.61km   b60√ 39

≈ 9.61km

14

4−

 12

7

m ≈ 2.7 m

15 a { x: x  > 1}   b { x: 0  < x  < 2}

c { x: x  > 1}, x: 0  < x  <3

2

d { x: x  > 1}, x: 0  < x  <

n + 1

n

16 a  (1, 1), (−1,−1)   b

± 6√ 

2,  2− 1

3

c

± 2n+2

√ n,  n

−   n2n+2

17 a  A = 48+ 16 x + 108

 xb

 x (m)

 A

0   6

(m2)

(2.6, 92.14)

 y = 48 + 16 x

c Height = 3√ 

3

2  m, width = 4

√ 3

3  m

d 172 m2

18 p = 4, number of items = 50

19 a  (a, 0), (−a, 0)

 x0

(0, – a2)

(a, 0)(– a, 0)

 B   A

 y

b4

3 a3 c

2a2

3  d 2 : 3

20 a −51

3  c a = 1 or  a = −2

21 a i  50e−1

litres/minute   ii   t  = 5iii  2 minutes 18 seconds

iv  3 minutes 48 seconds

b 14.74 litres   c 53 seconds

22 a S  = h2 sin

cos2

b   i   100(1+ sin2)

cos3

ii   S  = 100(2− cos2)

cos3

iii2− cos2

cos sin× 100

1  v  29.1◦

Page 84: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 84/101

Page 85: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 85/101

Page 86: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 86/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   825

Short-answer questions(technology-free)

1 Yes, as Pr( A ∩ B) = 0

2

 A B

Pr  ( A′ ∩ B′)= Pr ( A ∪ B)′

3 a40

81  b

5

94 0.4

5 a 0.1   b 1   c 1   d 1.3   e 2.01

6 a 21.5   b53

256

c 630.75   d29√ 

3

27 a   p x − 2  −2

Pr( P  =  p)   45

15

b4

5 x − 2   c x  > $2.50

8 a 0.47   b47

709 21.5%

10 a1

24  b

17

24  c

5

6  d

11

18

Extended-response questions

1 a 0.1   b 0.2   c 42 a

0.7

0.3

0.6

0.4

0.4

0.6

0.4

0.6

0.6

0.4

 A

 A

 A

 A A

 J 

 J 

 J  J 

 J 

b i  0.396   ii  0.604

c i   x   2 3

Pr( X  = x ) 0.6 0.4

ii  2.4

d 0.46

3 a 0.5   b 0.05   c 0.033   d25

334 a i  1.21

ii  Var( P ) = 1.6659, sd( P ) = 1.2907

iii  0.94

b i   t    1 0.40 0

 p(t ) 0.39 0.27 0.34

ii  E(T )=

0.498≈

0.50   iii  1

5 $14

6 a E(Y ) = 2.002

b Var( X ) = 2.014; sd( X ) = 1.419

c i   b   0 100 200

 p(b) 0.677 0.270 0.053

ii  E( B)

=$37.60

7 a mean = 13.5%, sd = 16.2%   b 0.95c E(G ) = 6.9%, sd(G ) = 9.726%

8 Yes   9 $1.00

10 a i  0.65   ii  0.2275

iii  0.079625   iv  0.042875

b Expected cost = 8.439375 million dollars

c Expected profit is 10.703125 million dollars.

11 a1

3(304− 2 x)   b x = 2   c 27

2

9

12 b x = 1

2,

49

288

13 a  i

1

81  ii

8

81   iii

4

81

iv4

27  v

56

81

b 4.4197 cents. (As the lowest value coin is 5c/,

he can settle for that.)

Chapter 15

Exercise   15A 

1 a and   b2 a 0.0595   b 0.0512   c 0.0081

3 a 0.05358   b 0.0087   c 0.0623

4 a54

65 ≈ 0.0804   b

55

65 ≈ 0.4019

5 a 0.1156   b 0.7986   c 0.3170

6 0.6791

7 a 0.1123   b 0.5561   c 0.000 01   d 0.000 01

8 0.6836   9 0.544   10 0.624

11 0.1356

12 a 0.0138   b 0.2765

c 0.8208   d 0.3368

13 a

14

6 = 0.000 24   b 0.1694

14 0.9744

15 0.5432

16 a (0.8)8 ≈ 0.168   b 0.001 23

c 0.002 1

17 a (0.15)10 ≈ 0.000 000 006

b 1− (0.85)10 ≈ 0.8031

c 0.567 4

18 0.962

19 a 0.002 455   b 0.003 37

20 a 0.011 529   b 0.002 59

c 0.0392

Page 87: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 87/101

   A   n   s   w   e   r   s

826   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

Exercise   15B

1 a 4   b 10   c 16

2

 x1

.10

.20

.30

.40

2 3 4 5 6 7 8 9 10

 Legend :

◦  p = 0.3, skewed positively

× p = 0.6, ‘slightly’ skewed positively•   p = 0.9, skewed negatively

3

 x1

.10

.20

.30

.40

2 3 4 5 6 7 8 9   10

 Legend :◦  p = 0.5; n = 6

× p = 0.5; n = 10

Both plots are symmetrical:

( p = 0.5; n = 6) is symmetrical about x = 3

( p = 0.5; n = 10) is symmetrical about x = 5

4   5

6 a, b   c The distribution in part b is a

reflection of the

distribution in part

a in the line X = 5.

7 a, b, c   d When p = 0.5 the

distribution is symmetric,

when p = 0.2 it is

 positively skewed and 

when p = 0.8 negatively

skewed.

Exercise   15C

1 a  Mean = 5, variance = 4

b Mean = 6, variance = 2.4

c Mean = 500

3  , variance = 1000

9

d Mean = 8, variance = 6.42 a  1   b 0.2632   3 37.5

4 n = 48, p = 1

4, Pr( X  = 7) = 0.0339

5 n = 100, p = 3

10, Pr( X  = 20) = 0.0076

6 Mean = 10, sd =√ 

5

The probability of obtaining between 6 and 

14 heads is 0.95.

7 Mean = 120, sd = 4√ 

3

The probability that between 107 and 133

students attend a state school is 0.95.

Exercise   15D

1 a i   (0.8)5 ≈ 0.3277   ii  0.6723   b  14

2 a i  0.1937   ii  1− (0.9)10 ≈ 0.6513

b 12

3 7   4 7

5 10   6 42

7 86

Multiple-choice questions

1 D   2 A   3 E   4 B   5 A6 B   7 C   8 C   9 E   10 B

Short-answer questions(technology-free)

1 a16

81  b

32

81  c

16

27  d

65

81

254

1253 0.40951

4 a  2   b

3√ 

5

55 a  (1− p)4 b 4 p(1− p)3

c 1− (1− p)4 d p4

e 1− (1− p)4 − 4 p(1 − p)3

6 120

75 p(1− p)4

1− (1− p)5

85

16

932

625

Page 88: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 88/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   827

Extended-response questions1 a 0.0173   b 0.2131

2  p   Probability that a batch is accepted 

0 1

0.01 0.9044

0.02 0.81710.05 0.5987

0.1 0.3487

0.2 0.1074

0.5 0.00098

1 0

 p

 y

0.1

0.10.20.30.4

0.50.60.70.80.9

1

0.2 0.5   P  r  o   b  a   b   i   l   i   t  y

   t   h  a   t  a

   b  a   t  c   h

   i  s  a  c  c  e  p   t  e   d

10

3 a 0.0582

b Mean = 0.4, sd = 0.6197,

± 2 = 0.4± 1.2394

c Yes

4 0.0327

5 a i  0.0819   ii  0.9011

b i  15 p2(1

− p)4

iidP 

dp= 30 p(1− p)3(1− 3 p)

6 a 2   b n = 6, p = 1

3c

 No. in

group

wearing

glasses 0 1 2 3 4 5 6

Theoretical 17.56 52.68 65.84 43.90 16.46 3.29 0.27

frequencies

7 a 0.9139   b 0.04145   c 10.702

8 a 0.0735   b 0.5015   c 27

91

3 ≤ q ≤ 1

Exercise   16A 

1 a 0.36   b 0.26

2 a

0.65 0.44

0.35 0.56

  b 0.5492

3 a Pr(W i+1)

Pr( L i+

1) = 0.7 0.4

0.3 0.6× Pr(W i )

Pr( L i ) b 0.517

4 a

Pr( L i+1)

Pr(T i+1)

=

0.35 0.1

0.65 0.9

×

Pr( Li )

Pr(T i )

  b 0.8

5 a 0.214   b 0.096

c

Pr( Ai+1)

Pr( E i+1)

=

0.57 0.47

0.43 0.53

Pr( A1)

Pr( E 1)

i  0.536   ii  0.5236

6 a 0.007   b 0.398c

Pr( Ri+1)

Pr( F i+1)

=

0.43 0.16

0.57 0.84

Pr( R1)

Pr( F 1)

i  0.781   ii  0.219

Exercise   16B

1 a   i

59

41

  ii

67.7

32.3

  iii

70.31

29.69

b

0.7150 0.7126

0.2850 0.2875

c   i67.7

32.3

  ii70.31

29.69

  iii71.4195

28.5805

2 a   i

194.8

185.2

  ii

204.568

175.432

  iii

211.015

168.985

b

0.6223 0.5396

0.3777 0.4604

c   i

204.568

175.432

ii

211.015

168.985

  iii

218.078

161.922

3 a   i

0.23

0.77

  ii

0.2714

0.7286

  iii

0.280435

0.715965

b   i 0.41

0.59   ii 0.3038

0.6962   iii 0.280624

0.719376

4 a   i

2

31

3

ii

17

3619

36

iii

0.5162

0.4838

b   i

3

85

8

ii

107

19285

192

iii

0.5160

0.4840

5 a   i

0.28

0.04

0.68

  ii

0.636

0.1596

0.2044

  iii

0.4718

0.1664

0.3618

b   i0.34

0.48

0.18

  ii0.4024

0.2782

0.3194

  iii0.4761

0.1673

0.3566

c i

0.80

0.19

0.01

  ii

0.2966

0.1251

0.5783

  iii

0.4808

0.1679

0.3513

6 a

0.85 0.2

0.15 0.8

b 186 at Bayside, 179 at Surfside

7 a

0.6 0.3

0.4 0.7

  b 57200

8 a 0.92 0.88

0.08 0.12   b 91.7%

Page 89: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 89/101

   A   n   s   w   e   r   s

828   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

9 a

0.91 0.13

0.09 0.87

b 53.6% at school A, 46.4% at school B

10 a

0.5 0.28

0.5 0.72

b i  0.359   ii  0.359

11 a

0.2 0.70.8 0.3

b i  0.6   ii  0.475

12 a 2000 young, 18 000 middle-aged 

b 6500 young, 3420 middle-aged, 10 080 old 

13 a

0.80 0.40 0.35

0.15 0.30 0.30

0.05 0.30 0.35

  b

60

25

15

c

63.3

21.0

15.8

  d

65.4

20.2

14.4

14 a 0.279   b 0.285

Exercise   16C

1 a

0.6 0.5

0.4 0.5

b

Game (n) Pr( X n= 1| X 0 = 0) Pr( X n= 1| X 0 = 1)

1 0.4 0.5

2 0.44 0.45

3 0.444 0.445

4 0.4444 0.4445

5 0.4444 0.44456 0.4444 0.4444

c 0.4444, 0.5556   d4

9,

5

9

2 a

0.85 0.95

0.15 0.05

b

 Day  (n) Pr ( X n= 0| X 0 = 0) Pr( X n= 0| X 0 = 1)

1 0.85 0.95

2 0.865 0.855

3 0.8635 0.8645

4 0.8637 0.8636

5 0.8636 0.86366 0.8636 0.8636

c 0.8636, 0.1364   d19

22,

3

223 64.3%, 35.7%

4 a

0.74 0.14

0.26 0.86

b 338 at store A, 451 at store B

c 276 at store A, 513 at store B

5 a 18.1818

31.8182   b

200

11350

11

6 a

0.4167

0.5833

  b

  5

12

7 a

0.2743

0.3521

0.3735

  b

0.2743

0.3521

0.3735

c 0.2743

0.35210.3735

  d All the same

8 a

0.70 0.25

0.30 0.75

b 105 in Melbourne, 125 in Ballarat

9 80% sad, 20% happy

10 5405 young, 4865 middle-aged, 9730 old 

11 28.4% cool, 22.3% mild, 21.6% warm,

27.6% hot

Exercise   16D

1 a  0.0034   2 0.0154

3 a  0.0864   b 0.0384

4 a  0.1029   b 0.0353

c 0.0189   d 0.0005

5 a  0.0625   b 0.0366

6 a  0.0655   b 0.0439

7 a  0.0696   b 0.0700

8 a  0.0226   b 0.0656

Multiple-choice questions

1 C   2 A   3 C   4 B   5 B

6 C   7 E   8 B   9 D   10 D

Short-answer questions(technology-free)

1 a

0.2

0.8

  b

0.34

0.66

2 a 0.1

0.3   b 0.64

0.363

4

7

2

53

7

3

5

  4 0.34   5 0.36

6 59.3% club A, 40.7% club B

7 0.1029

Extended-response questions

1 a20

81  b

1

9

c   i5

12  ii

7

18  d

3

5

Page 90: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 90/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   829

2 a

0.84 0.23

0.16 0.77

  b 356 bus, 317 train

c 397 bus, 276 train   d 0.0218

3 a

0.56 0.26

0.44 0.74

b   i  36.95% in Camberwell, 63.05% in

Hawthorn

ii  37.14% in Camberwell, 62.86% in

Hawthorn

Chapter 17

Exercise   17A 

2 −11

63 a, c

 x

 y

0.5

0.5

1

1.5

2

2.5

1

b Pr( X  < 0.5) = 5

164 a 1   b 0.865

5 a

 x

0.2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

0.4

b 0.259

6 b i  0.024   ii  0.155

7 a 0.005   b 0.007

8 a

 x

 y

 –1   0   1

b k = 1   c3

49 a

 x

 y

0.2 0.4 0.6 0.8 1

1

0

2

3

b 0.406

10 a

 x

 y

−10 −5   50   10

0.1

b 0.19011 a k = 1000   b 0.5

12 a2

3  b

17

30

13 a 0.202   b 0.449

14 a 0.45   b 0.711

15 a

 x

 y

0

1

b   i  1− e− 1

2   ii  e−1 iii  e− 1

2

16 a

 x

 f ( x)

 –2 –1

2a

10 2

b a = 1

4

Exercise   17B

1 a F ( x) = 1

5 x if 0  < x ≤ 5 and 0 if  x ≤ 0 and 

 x  > 5

b3

52 a F ( x) = 1− e− x2

if  x ≥ 0 and 0 if  x  < 0

 x

 y

0

b e−4 c 0.0182

3 a k  = 1

36b

1

48

Exercise   17C

1 a2

3b

1

3c

1

2  d Does not exist

2 a 1   b 2.097   c 1.132   d 0.4444

3 a 0.567   b 0.458

Page 91: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 91/101

   A   n   s   w   e   r   s

830   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

4 0   5 A = 2

9, B = 3

6 a 2   b 1.858

7 a 1   b 0.5

8 a 0.632   b 0.233   c 0.693

9 0.1294   10 2.773 minutes

11 a   f  ( x)

=12 x2(1

− x), 0

≤ x

 ≤1   b

2

312

213 a 1   b 1   c 1

14 a 0.714   b 0.736

15 a 12   b 12

16 a 0.4   b

√ 19− 1

6  c 1

17 a ke−kx ,−(kx + 1)

k e−kx

c i,ii,iii

 x

 y

0.5

1

1.5

2

10 2 3

d The graph of  e− x is dilated by a factor of  1

from the x-axis and   from the y-axis.

Exercise   17D

1 a 0.630   b 0.909   c 0.279

2 a 0.366   b Var( X ) = 1

18, sd( X ) =

√ 2

6

3 a

 x

 y

0

0.5

b 1.386

4 a1

loge 9  b E( X ) = 3.641 Var( X ) = 4.948

5 a 0.366   b E( X )=

0.333 Var( X )=

0.056

6 0.641

7 a 0.732   b E( X ) = 4

3 Var( X ) = 2

9

8 a 0.0004   b16

3  c 2.21

9 a3

4a3   b 2√ 

5

10 a

 x

 y

3k 

1 2 3 4 5 6

b k  = 1

9d 4.5

Exercise   17E

1 1300

2 a  0.708, 0.048   b $98.94, $0.33

3 a  0, 5.4   b 3, 0.6

c g ( x) =  x2

18 if −3 ≤ x ≤ 3 and 0 otherwise

4 a  7.5, 8.5   b (1.669, 13.331)

5 35, 10

Multiple-choice questions1 B   2 D   3 D   4 A   5 E

6 B   7 C   8 E   9 A   10 A

Short-answer questions(technology-free)1 a  2   b 0.21   c 0.44

2 a = 1

3, b = 2

3 mean = median = mode =

2

4 a1

2b

1

2c

1

2

5 a

 x

 y

10   1

2

2

3

16

9,

b Pr( X  < 0.5) = 5

16

6 a k  = 12   b x = 2

3  c Pr 

 X  <

2

3

= 16

27

d Pr 

 X  <

1

3| X  <

2

3

= 3

16

7 a 1− e−2 be2 − 1

e2

8 a e12   b e

34 − e

14

c   f  ( x) = 1

 x, 1 <  x  < e

9 (320, 340)   10 (246, 254)

Extended-response questions

1 a−2

81  b 700 hours   c

 x2 − 200 x + 10 000

810000

2 a1

4  b

5−√ 

5

5  c

1

3,  8

15

Page 92: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 92/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   831

3 a Median = 6, IQR =10

3b E( X ) = 6,Var( X ) = 4.736

4 a7

25b $22.13

5 c = 8

3, 4

6 b E( X ) = 2,Var( X ) = 0.2   c 532

7 a 25   b2

3d

2

3

8 a k  = 1

4  b E( X ) = 2,Var( X ) = 2

3

c3

4  d

4√ 

5

5

Chapter 18

Exercise   18A 

1 c

2

µ1 µ2

3 a 1

b   i  E( X )

=   ∞

−∞ x

1

3√ 2e− 1

2

 x−2

3

2dx

ii  2

c   i  E( X 2) =  ∞−∞

 x2   1

3√ 

2e− 1

2

 x−2

3

2dx

ii  13   iii  3

4 a 1

b   i

  ∞−∞

 x1

5√ 

2e− 1

2

 x+4

5

2dx

ii −4

c   i  ∞−∞ x

2   1

5√ 2 e

− 12

 x+45

2

dx

ii  41   iii  5

5 a   = 3, = 10

b

 x

( x)

 –30 –20 –10 0 10 20 30 40

6 a   = −3, = 1

b

 x

 f ( x)

 –6 –5 –4 –3 –2 –1   0

7 a  = 0, = 3

b

 –1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 –2 –3 –4 –5 –6 –7 –8 –9 x

( x)

8 a Translation of 3 units in the positive direction

of the x-axis; dilation of factor 2 from the y-axis; dilation of factor   1

2 from the x-axis

b Translation of 3 units in the positive direction

of the x-axis; dilation of factor   12 from the

 y-axis; dilation of factor 2 from the x-axis

c Translation of 3 units in the negative direction

of the x-axis; dilation of factor 2 from the

 y-axis; dilation of factor   12 from the x-axis

9 a Translation of 3 units in the negative direction

of the x-axis; dilation of factor   12 from the

 y-axis; dilation of factor 2 from the x-axis

b Translation of 3 units in the negative direction

of the x-axis; dilation of factor 2 from the

 y-axis; dilation of factor   12 from the x-axis

c Translation of 3 units in the positive direction

of the x-axis; dilation of factor   12 from the

 y-axis; dilation of factor 2 from the x-axis

Exercise   18B

1 Mean = 135, sd = 5

2 Mean=

10, sd =

4

33 16%

4 a 68%   b 16%   c 0.15%

5 21.1 and 33.5

6 68% of the values lie within one standard 

deviation of the mean;

95% of the values lie within two standard 

deviations of the mean;

99.7% of the values lie within three standard 

deviations of the mean.

7 2.5%

8 a 16%   b 16%

9 a 68%   b 16%   c 2.5%

10 a 95%   b 16%   c 50%   d 99.7%

Page 93: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 93/101

Page 94: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 94/101

A n s 

 w er  s 

 Answers   833

Extended-response questions

1 b9

162 $0.76

3 a 0.27   b 0.3025

c i  0.78   ii  0.27

d 0.4995

4 a  P  = 0.75 x − 0.5 s,0.5 s − 0.25 x,

 x ≤ s x  > s

b $5.95

c E( P ) = s

 x = 24

(0.75 x − 0.5 s) p( x)

+30

 x= s+1

(0.5 s − 0.25 x) p( x)

d 27

6 a   i1

6ii

1

36iii

1

6

b   i4

25ii

41

100

c 121600

7 a

3

4

1

21

4

1

2

i

11

16  ii

85

128

b1

3

8 a

0.85 0.06

0.15 0.94

b   i  51% Dr Laslett, 49% Dr Kildare

c Yes, Dr Laslett during the 9th year 

9 a 0.6915   b 0.1365

10 a 0.0436   b 0.2667   c 183

d 59271

11 a i  0.1587   ii  511.63

b 0.1809

12 a −1   b 28.847   c 0.5276

13 a   i1

8   ii   X : 0.6915,Y : 0.5625

iii  E( X ) = 10,  E(Y ) = 10.67,

machine 1

b

3

4

14 a   i1

2500ii

16

3  iii  0.8281   iv  0.7677

b 0.9971

15 a i

80 104

Pr( X  > 80) = 0.98 – 

Pr( X  > 104) = 0.04 – 

ii   = 92.956, = 6.3084

b i  16.73% of sensors   ii  81◦ C16 a 0.1056

b Machine should be set at 1027.92.

17 a C = 20

49  b E( X ) = 120

49

c Var( X ) = 6180

240118 a i  0.2   ii  0.7   iii  0.125   iv

3

160b i  0.360 15   ii

128

625c 0.163 08

19 a i  0.0105   ii  0.0455

b 0.4396   c1149

190920 a i   = 4.25   ii    = 0.9421

iii  0.94   iv  0.9

b i  Binomial   ii  18

iii  1.342   iv  0.3917

Chapter 20

Multiple choice questions1 B   2 A   3 D   4 B   5 C

6 D   7 A   8 D   9 C   10 D

11 C   12 A   13 A   14 A   15 B

16 D   17 B   18 C   19 D   20 E

21 A   22 A   23 E   24 A   25 E

26 E

Short-answer questions(technology – free)

1 f ( g ( x)) = (3 x + 1)2 + 6 = 9 x2 + 6 x + 7

2 k = −1 −√ 

13 or  k = −1 +√ 

13

3 y = − 6 x

Reflection in x-axis, dilation of factor 2 from

 y-axis, and dilation of factor 3 from the x-axis

or a reflection in the x-axis followed by a

dilation of factor 6 from the x-axis.

4 a f  ( x) = 21 x6 (5 x2 − 3)6 (5 x2 − 1)

b f  (0) = 2

5 a x (1 + 2 loge (2 x))   b   f  

2

= −2

( + 1)2

6 a f  ( x) = 2 cos (2 x) e sin (2 x)

b   f   3 = 8

−3√ 

3

7 x = (4n + 1)

88 a Amplitude = 4, period =

b

 –2p 

 –4

4

 – p 

3

 –5p 

12

 – p 

6

 y

 x

12

3

07p p 

12

5p 

6

2√3

Page 95: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 95/101

   A   n   s   w   e   r   s

834   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

9   y

 x

0 6

3   x = 2

 = 1

7

3(–1, )

10 a f  −1( x) = loge

 x + 3

5

+ 1

b dom f  −1 = (−3, ∞)

11 x = −2

15  ,

2

1512 Required to show

131

4(e4 − 1)

14 a c = 6b 4a + b − 3 = 0, 3a + b = 0

c a = 3, b = −9

15 a g −1( x) = 1

2 loge (3 − x), dom g −1 = (−∞, 3)

b

(3, 3)

0

 y

 x

16 a   y

 x

 = f' ( x)

1

0

b   f  ( x) =−8 x3  x ≤ 0

8 x3 otherwise

17−1

3  loge |1 − 3 x| + c

18   f  −1( x) =  x

2( x − 3)

19−6

  ,

320 a 0.5   b 0.68   c 0.32

21 a

1

6 b √ 31

22 a

(2, 72)

(–5, 5) –4

0

 y

 x

b  [0, 72]

23−2

3  ,

2

324 a 32a − 8a3

b Maximum value of  A = 128√ 

3

9  when

a = 2√ 

3

325 b

=3

26 3.5927 0.36

28 a $0   b $0.65   c 0.425

29 0.37

30 a4000

 x2  b Required to show

c 2000(2+√ 

2)

Extended-response questions1 a   i

1

2, 8

  ii  Minimum

b ii   A = x

12 (60− 5 x)iii  Maximum area is 15 cm2

.

2 a p = 1, q = 3, k  = 2

b i  m = −2   ii   y = −2 x3 + 10 x2 − 14 x + 6

iii

 x0

(1, 0)

2

4

6

1 2 3

64

2773

,

Local minimum at (1, 0)64

2773

,Local maximum at

3 a   y

 x

a2

a2

4,

a0

ba3

6 square units

c   i   y =2a2

9  ,

 y =2a2

9   iii

a3

162 square units

Page 96: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 96/101

Page 97: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 97/101

   A   n   s   w   e   r   s

836   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

10 a   i  OP = 1

sin ii  BQ = 1− cos

sin

d Minimum value of  S  =√ 

3

2

 AP = 2√ 

3− 3

3  units

11 b

θ

 y = 200θ

 y = 400cosθ

 y = 200(θ + 2cos θ)

, 100π

 y

0

400

π2

π2

, 200   + √3π6

π6

Maximum at

6 ,  200

6 +

√ 3

c

θ

0

2a

, a   + √3π6

π6

,π2

πa2

Minimum value for  T  is a

2  .

12 a iii  x = 1 or  x = k − 2

b i  b = 3− 2a; c = a − 2   ii  h = a − 2

iii  a = 0, b = 3, c = −2

iv  a = −1, b = 5, c = −3

13 a Z  =1

2 (7t  − 2t 

2

)

b   Z    7

4

7

2

49

16,

1

2Z  = (7t  – 2t 2)

0   t 

c Maximum value of  Z  = 49

16,when t  = 7

4

14 a   i3

8

ii4

15

b   i27

125ii

8

125iii

38

125

15   a k  = b

a2

b   i   y = b

2a x + b

2ii

−a

2  ,

b

4

d S 1 :  S 2 = 27 : 37

16 a i  0.9332   ii  0.0668   iii  0.1151   iv  0.1151

b i  33.3%   ii  866.4   iii  199.4

17 90− 8√ 

3 metres from A towards E 

18 a i   y = −e−n

 x + e−n

n + e−n

ii  x = n + 1

b   i1

en

1− 1

e

  ii  e : e − 2

19 b   i  h = 3a3 − 2r 3

3r 2  ii   S  =

2a3

r + 5r 2

3

c i

 y

 y =r 

2πa3

 y =3

5πr 2

 y = π   2a3

r 5r 2

3+

0

ii  Coordinates of local minimum 3√ 

0.6

a,a2

  23√ 

0.6+ 5

3

 3√ 

0.6

2

20 a 0.0023

b Q s − 1   −1

Pr(Q = q)  3

4

1

4

c E(Q) = 3

4 s − 1 sd(Q) =

√ 3

4  s

21 a 0.091 21   b 0.2611   c 0.275

22 adP 

dx= 1

90(112 x − 3 x2)

b i

 x0

49

40, 284

1118

(37.3333, 289.0798)

1,

ii  The maximum value of  P  is 289.0798

tonnes.

c A =  x

90(56− x)

i

 x

 A3245

28, 8

19

40, 7

0

11

18

1,

ii   Amax . = 832

45 tonnes/man, x = 28

23 a i

 x

 y

0(1, 0)

 y = 2( x – 1)2(0, 2)

Page 98: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 98/101

Page 99: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 99/101

   A   n   s   w   e   r   s

838   Essential Mathematical Methods 3 & 4 CAS 

ii

 P 

 A' 

0 1

, – 135

64

1

4

iii   p = 1

4iv  Most rapid rate of change of probabilities

is occurring when p = 1

4.

31 a 91.125 cm   b [0, 15]

c V  = 0.64 (4.5− 0.3t )3

d h is a one-to-one function.

h−1(t ) = 15− 10t 13

3dom of  h−1 = [0, 91.125]

e

 y

(0, 91.125)

(91.125, 0)(15, 0)

(0, 15)

0

 y = h(t )

 y = h –1(t )

32 a 0.065 36

b i  0.6595   ii  0.198 14

c i  23.3%   ii  c = 0.1075

33 a i  0.32   ii  0.18   iii  0.5

b 0.64

c i  0.043 95   ii  0.999   iii7

12834 a, b

 y = e x

 y = e x + 1 x

 y = 1 x

 x0

c   y = 1

 x+ e x

dy

dx= − 1

 x2 + e x

d ii  2 loge x  < 0,   ∴ x ∈ (0, 1)

iii   y

 x

 y = 2 loge x

0

 y = –  x

(0.7, –0.7)

iv   (0.7, 3.4)

3 5 a i  e=

12.5, g  =

15, d  =

37.5,

a = 7.5, b = 7.5

ii

0

11.5

(37.5, 4)

(50, 11.5)

 y

 x

b (2.704, 10), (22.296, 10)c

0

(0, 15)

(187.5, 0)

(62.5, 30)

(125, 15) (250, 15)

 y

 x

d i  h( x) = 15+ 15 sin

 

125( x − 10)

ii

0

(10, 15)

(72.5, 30)

(260, 15)

(197.5, 0)

 y

 x

36 a  k  = 4

b i  E( X ) = 13

6  ii

10−√ 

2

4  iii

√ 2

12c 0.1857

37 a k  =

2

a2

b E( X ) = a

3,Var( X ) = a2

18

c6− 4

√ 2

9  d a = 1000(

√ 2+ 2)

38 a 7   c y = 1

10 x − loge 10

d ii  36.852

39 a k  = n + 1   b E( X ) = n + 1

n + 2

cn + 1

(n + 2)2(n + 3)

d Median

=

  n+1 1

2

  e Mode

=1

40   ady

dx=  x√ 

 x2 + 24b(0, 2

√ 6)

c Even

d y

 x

 y = – x

 y = –5 x + 10

 y = x

2√6

10

e y = −5 x + 10   f  14 units/second 

Page 100: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 100/101

Page 101: Essential Mathematics Chapter Answers

8/9/2019 Essential Mathematics Chapter Answers

http://slidepdf.com/reader/full/essential-mathematics-chapter-answers 101/101