Pearson Edexcel IGCSE Mathematics A (4MA1 Higher) · ClipSAT
ClipSAT
⏱ Exam Timer: 00:00
📖 Bilingual Math Glossary/ القاموس الرياضي
📐 Official Reference & Formula Sheets/ أوراق القوانين والمفاهيم الرسمية
📋 Mistake Log
0 mistakes recorded
📊 Your Progress
Across your visited tracks
☁️ Sync Your Progress
Sign in to save your mistake log, flashcard schedule, and streaks across every device — and to use the AI tutor and question generator.
Also unlocks Google Forms export for generated quizzes.
or use email
🏫 Classes
Create a class to get a code you can share with students, or join one with a code your teacher gave you. You can do both.
Join a class
Create a class
🔗 Connect Google Account
Pearson Edexcel IGCSE Mathematics A (4MA1 Higher)رياضيات إدكسل الدولية (Edexcel IGCSE 4MA1 Higher)
Specificationالمواصفة القياسية · Edexcel 4MA1 (Grade 9–1 Higher)رياضيات إدكسل الدولية (Edexcel IGCSE 4MA1 & IAL) — Edexcel 4MA1 (Grade 9–1 Higher)Exam Structureهيكل الاختبار · Paper 1H (2h) + Paper 2H (2h)رياضيات إدكسل الدولية (Edexcel IGCSE 4MA1 & IAL) — Paper 1H (2h) + Paper 2H (2h)Chaptersالفصول · 8 Higher-Tier Domainsرياضيات إدكسل الدولية (Edexcel IGCSE 4MA1 & IAL) — 8 Higher-Tier DomainsInteractive Labsالمختبرات التفاعلية · 8 Canvas & 3D Explorersرياضيات إدكسل الدولية (Edexcel IGCSE 4MA1 & IAL) — 8 Canvas & 3D Explorers
✓ Official Syllabus VerifiedLast reviewed against official syllabus:2025–2026 Academic YearStandards & Rigor ↗
1
Number, Surds, Bounds & Set Notationالأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات
🇬🇧 4MA1 Unit 1 — Number & Set TheoryCore Mastery · Rationalising surd denominators · Upper & lower bounds in calculations · Recurring decimals to fractions · Indices & standard form · Set notation & Venn diagrams
Mastering the essential concepts, analytical methods, and exam-grade problem-solving techniques for Number, Surds, Bounds & Set Notation (4MA1 Unit 1 — Number & Set Theory).إتقان المفاهيم الأساسية والطرق التحليلية واستراتيجيات حل المسائل المتقدمة في الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات.
Official curriculum weighting and examination domain distribution for Pearson Edexcel IGCSE (4MA1).
● Definition 1.1 — Surd Rationalisation & Degree-of-Accuracy Bounds● تعريف 1.1 — الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات
If a quantity x is rounded to the nearest unit Δ, its true value lies in the half-open interval \( x - \frac{\Delta}{2} \le x_{\text{true}} < x + \frac{\Delta}{2} \). For quotients \( Q = \frac{a}{b} \) of positive quantities, \( Q_{\text{UB}} = \frac{a_{\text{UB}}}{b_{\text{LB}}} \) and \( Q_{\text{LB}} = \frac{a_{\text{LB}}}{b_{\text{UB}}} \). To rationalise \( \frac{p}{a + \sqrt{b}} \), multiply numerator and denominator by the conjugate \( a - \sqrt{b} \) using \( (a + \sqrt{b})(a - \sqrt{b}) = a^2 - b \).
If a quantity x is rounded to the nearest unit Δ, its true value lies in the half-open interval \( x - \frac{\Delta}{2} \le x_{\text{true}} < x + \frac{\Delta}{2} \). For quotients \( Q = \frac{a}{b} \) of positive quantities, \( Q_{\text{UB}} = \frac{a_{\text{UB}}}{b_{\text{LB}}} \) and \( Q_{\text{LB}} = \frac{a_{\text{LB}}}{b_{\text{UB}}} \). To rationalise \( \frac{p}{a + \sqrt{b}} \), multiply numerator and denominator by the conjugate \( a - \sqrt{b} \) using \( (a + \sqrt{b})(a - \sqrt{b}) = a^2 - b \).
● Deep Conceptual Intuition — Number, Surds, Bounds & Set Notation● الفهم المفاهيمي العميق — الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات
Structural Invariants & Analytical Rigor: Every problem in Number, Surds, Bounds & Set Notation reduces to identifying the underlying algebraic or geometric structure before computing. Whether isolating parameters, verifying domain constraints, or exploiting symmetry, writing down the governing identity first eliminates arithmetic traps and guarantees full method marks.
البنية الرياضية والدقة التحليلية: يعتمد الحل المتقن في الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات على تحديد العلاقة الرياضية الحاكمة والتحقق من شروط المجال والتناظر قبل إجراء الحسابات العددية.
Coordinate representation of f(x)=(x−0)2−2 and secant line g(x)=x+1 illustrating Number, Surds, Bounds & Set Notation.تمثيل بياني يوضح المنحنى والمقاطع الأساسية في درس الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات.
⊙ Explorer · Upper & Lower Bounds Error Propagation Lab⊙ مستكشف تفاعلي · مختبر حدود الخطأ العليا والدنيا في العمليات الحسابية
interactive
Live numerical table for Upper & Lower Bounds Error Propagation Labجدول القيم العددية لـ مختبر حدود الخطأ العليا والدنيا في العمليات الحسابية
Parameter / Metricالمتغير / المعيار
Valueالقيمة
Lower Bound LminLower Bound Lmin9.75
Upper Bound LmaxUpper Bound Lmax10.25
Max Relative ErrorMax Relative Error2.50%
Drag the sliders or directly manipulate the canvas to explore how changes in the parameters govern Number, Surds, Bounds & Set Notation.حرّك المنزلقات أو تفاعل مباشرة مع اللوحة لاستكشاف العلاقات الرياضية في درس الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات.
Orthogonal components and Euclidean distance relationship (6)2+(8)2=(10)2 for Number, Surds, Bounds & Set Notation.العلاقة الهندسية المتعامدة (6)2+(8)2=(10)2 في درس الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات.
Upper & lower bounds in calculationsUpper & lower bounds in calculations
Key Principle 1.3القاعدة الأساسية 1.3
Recurring decimals to fractionsRecurring decimals to fractions
Key Principle 1.4القاعدة الأساسية 1.4
Indices & standard formIndices & standard form
◆ Why It Works — First-Principles Derivation (Number, Surds, Bounds & Set Notation)◆ لماذا تعمل هذه القاعدة — الاشتقاق الرياضي (الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات)
First-Principles Justification: Any quadratic or bilinear relation ax2+bx+c=0 can be transformed by completing the square:
a(x+2ab)2=4ab2−4ac.
This single identity simultaneously proves the quadratic formula, determines the exact turning-point coordinates (−2ab,c−4ab2), and establishes the discriminant criterion Δ=b2−4ac for tangency and root existence.
البرهان من المبادئ الأولية: بإكمال المربع للمقدار ax2+bx+c نحصل على a(x+2ab)2+(c−4ab2)، وهو ما يفسر قانون المميز وإحداثيات نقطة الرأس بدقة.
Worked Example 1.A — Foundational Formulation (Number, Surds, Bounds & Set Notation)مثال محلول 1.A — تطبيق أساسي (الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات)
Problem: Given the quadratic function f(x)=x2−4x+7, express f(x) in the completed-square form (x−h)2+k and state its minimum value and the value of x at which it occurs.
Step-by-Step Solution: 1. Halve the coefficient of x: −24=−2. 2. Write (x−2)2=x2−4x+4. 3. Adjust the constant term: f(x)=(x−2)2−4+7=(x−2)2+3. 4. Since (x−2)2≥0 for all real x, the minimum value is k=3, achieved at x=2.
Final Answer:f(x)=(x−2)2+3; minimum value 3 at x=2.
الحل خطوة بخطوة: بإكمال المربع: f(x)=(x−2)2+3، وبما أن المربع الكامل غير سالب، فإن القيمة الصغرى هي 3 وتتحقق عند x=2.
Worked Example 1.B — Intermediate Multi-Step Synthesis (Number, Surds, Bounds & Set Notation)مثال محلول 1.B — تطبيق متوسط متعدد الخطوات (الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات)
Problem: The line y=2x+k intersects the curve y=x2−4x+9 at two distinct points. Find the range of possible values for the constant k.
Step-by-Step Solution: 1. Equate the line and curve equations: x2−4x+9=2x+k⟹x2−6x+(9−k)=0 2. For two distinct real intersections, the discriminant must satisfy Δ=b2−4ac>0: (−6)2−4(1)(9−k)>0 36−36+4k>0⟹4k>0⟹k>0
Final Answer:k>0.
المسألة: المستقيم y=2x+k يقطع المنحنى y=x2−4x+9 في نقطتين متمايزتين. أوجد مدى قيم k.
الحل: بمساواة المعادلتين ووضع المميز Δ>0 نجد أن k>0.
Worked Example 1.C — Advanced Rate & Vector Application (Number, Surds, Bounds & Set Notation)مثال محلول 1.C — تطبيق متقدم (الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات)
Problem: Consider the cubic function g(x)=x3−6x2+12x+3. Find the coordinates of the stationary point of inflection and the gradient of the curve at x=4.
Step-by-Step Solution: 1. Differentiate term by term: g′(x)=3x2−12x+12=3(x−2)2 2. Setting g′(x)=0 yields x=2, with g(2)=3. Thus (2,3) is the stationary point. 3. At x=4, the gradient is g′(4)=3(2)2=12.
Final Answer: Stationary point (2,3); gradient at x=4 is 12.
المسألة: للدالة g(x)=x3−6x2+12x+3، أوجد النقطة الحرجة وميل المماس عند x=4.
الحل: المشتقة g′(x)=3(x−2)2، تنعدم عند (2,3)، وعند x=4 يكون الميل 3(4)=12.
Worked Example 1.D — Exam-Grade Challenge Synthesis (Number, Surds, Bounds & Set Notation)مثال محلول 1.D — مسألة تحدي بمستوى الاختبار (الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات)
Problem: Let Sn denote the sum of the first n terms of an arithmetic progression where Sn=2n2+3n. Find an expression for the n-th term un, determine the common difference d, and evaluate u10.
Step-by-Step Solution: 1. For n=1, u1=S1=2(1)2+3(1)=5. 2. For n≥2, use the fundamental identity un=Sn−Sn−1: un=[2n2+3n]−[2(n−1)2+3(n−1)]=4n+(1) 3. The coefficient of n gives the common difference d=4. 4. Substituting n=10 yields u10=41.
Final Answer:un=4n+1, d=4, and u10=41.
المسألة: إذا كان مجموع أول n حداً من متتابعة حسابية هو Sn=2n2+3n، فأوجد الحد النوني un والأساس d والحد العاشر u10.
الحل: من العلاقة un=Sn−Sn−1 نجد un=4n+1، والأساس d=4، والحد العاشر u10=41.
⚠️ Common Exam Traps — Number, Surds, Bounds & Set Notation⚠️ أخطاء شائعة في الاختبار — الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات
1. Sign & Domain Omissions: Always verify whether negative roots or boundary values violate denominator, square-root, or logarithmic domain restrictions before writing your final answer.
2. Premature Rounding: Keep exact fractions, surds, or π expressions throughout intermediate steps and round only at the final line if requested.
1. إغفال قيود المجال والإشارات: تحقق دائماً من استبعاد القيم التي تجعل المقام صفراً أو ما تحت الجذر التربيعي سالباً.
2. التقريب المبكر: احتفظ بالقيم الدقيقة (الكسور والجذور) في خطوات الحل الوسطى ولا تقرب إلا في الناتج النهائي.
Error Diagnosis — Common Student Traps vs. Exam-Board Method (Number, Surds, Bounds & Set Notation)تشخيص الأخطاء — مقارنة الخطأ الشائع بالطريقة الصحيحة (الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات)
Common Student Trapالخطأ الشائع للطالب
Why It Fails Mathematicallyالسبب الرياضي للخطأ
Correct Exam-Board Methodالطريقة الصحيحة المعتمدة
Canceling terms across a sum in x+ax2+aاختصار حدود مجموعة في بسط ومقام الكسر الجبري
Division only cancels common multiplicative factors of the entire numerator and denominator.الاختصار يصح فقط للعوامل المضروبة في كامل البسط والمقام.
Factorize numerator and denominator completely before canceling common binomial factors.حلل البسط والمقام إلى عوامل أولية مضروبة قبل الاختصار.
Writing (a+b)2=a2+b2 when squaring binomialsفك المربع الكامل (a+b)2 بدون الحد الأوسط 2ab
Omits the cross-product term 2ab required by the distributive law.يهمل حد الضرب التبادلي الأوسط 2ab.
Always expand as (a±b)2=a2±2ab+b2.طبق المتطابقة الكاملة (a±b)2=a2±2ab+b2.
Solving quadratic inequalities by treating \( < \) like \( = \) without a sign chartحل المتباينة التربيعية كمعادلة دون اختبار إشارة الفترات
A parabola changes sign at its distinct real roots, so the solution is an interval or union of rays.القطع المكافئ يغير إشارته حول الجذور، لذا الحل فترة متصلة أو اتحاد فترتين.
Find the critical roots first, then sketch the parabola or test a point in each interval.أوجد الجذور الحرجة أولاً ثم ارسم القطع المكافئ لتحديد الفترة الصحيحة.
▲ Exam Pacing & Verification Strategy — Number, Surds, Bounds & Set Notation▲ استراتيجية الحل السريع والتحقق — الأعداد والجذور الصماء وحدود الخطأ ونظرية المجموعات
10-Second Sanity Check: Substitute a simple test value (such as x=0,1, or 2) into both your simplified expression and the original problem statement. If the numerical outputs match, your algebraic manipulation is guaranteed to be error-free.
فحص التحقق السريع: عوّض بقيمة عددية بسيطة (مثل x=1 أو x=2) في الناتج النهائي وفي المسألة الأصلية للتأكد من تطابق القيمتين فوراً.
[Practice 1 · Easy] Evaluate f(3) for the quadratic function f(x)=2x2−2x+10.[تدريب 1 · Easy] احسب قيمة f(3) للدالة التربيعية f(x)=2x2−2x+10.
💡 Hint 1 of 3
Substitute x=3 directly into f(x)=2x2−2x+10.
عوّض عن x=3 مباشرة في قاعدة الدالة f(x).
💡 Hint 2 of 3
Factor out 2x(x−1)+10=2(3)(2)+10.
أخرج عاملاً مشتركاً لتسهيل الحساب: 2(3)(2)+10.
💡 Hint 3 of 3
Compute 12+10 to obtain the final answer.
اجمع 12+10 للحصول على النتيجة النهائية.
Substituting x=3 gives f(3)=2(3)2−2(3)+10=18−6+10=22.بالتعويض عن x=3 نجد f(3)=2(3)2−2(3)+10=22.
[Practice 2 · Easy] Find the positive root of the equation x2−5x+6=0 that is greater than 2.[تدريب 2 · Easy] أوجد الجذر الموجب الأكبر من 2 للمعادلة x2−5x+6=0.
💡 Hint 1 of 3
Look for two integers whose sum is 5 and whose product is 6.
ابحث عن عددين مجموعهما 5 وحاصل ضربهما 6.
💡 Hint 2 of 3
Factor the quadratic as (x−2)(x−3)=0.
حلل المعادلة إلى (x−2)(x−3)=0.
💡 Hint 3 of 3
Compare the two roots x=2 and x=3 and select the larger root.
قارن بين الجذرين x=2 و x=3 واختر الأكبر.
Factoring gives (x−2)(x−3)=0, so the roots are x=2 and x=3. The root greater than 2 is x=3.بالتحليل نحصل على (x−2)(x−3)=0، وبذلك يكون الجذر الأكبر من 2 هو x=3.
[Practice 3 · Medium] If the quadratic equation x2−2kx+18=0 has equal (repeated) real roots and k>0, find the exact value of k2.[تدريب 3 · Medium] إذا كان للمعادلة التربيعية x2−2kx+18=0 جذران حقيقيان متساويان وكان k>0، فأوجد قيمة k2.
💡 Hint 1 of 3
For equal real roots, the discriminant Δ=b2−4ac must equal zero.
لوجود جذرين متساويين يجب أن يكون المميز Δ=b2−4ac=0.
💡 Hint 2 of 3
Substitute a=1,b=−2k,c=18 into (−2k)2−4(1)(18)=0.
عوّض بالمعاملات في المميز: (−2k)2−4(1)(18)=0.
💡 Hint 3 of 3
Simplify 4k2=72 and divide both sides by 4.
بسّط المعادلة 4k2=72 واقسم الطرفين على 4.
Setting the discriminant to zero: Δ=(−2k)2−4(1)(18)=4k2−72=0⟹k2=18.بوضع المميز مساوياً للصفر: 4k2−72=0⟹k2=18.
[Practice 4 · Hard] An arithmetic progression has first term a=2 and common difference d=6. Find the sum of the first 10 terms, S10.[تدريب 4 · Hard] متتابعة حسابية حدها الأول a=2 وأساسها d=6. أوجد مجموع الحدود العشرة الأولى S10.
💡 Hint 1 of 3
Recall the arithmetic series sum formula Sn=2n[2a+(n−1)d].
استخدم قانون مجموع المتسلسلة الحسابية Sn=2n[2a+(n−1)d].
💡 Hint 2 of 3
Substitute n=10,a=2,d=6: S10=5[2(2)+9(6)].
عوّض بالقيم المعطاة: S10=5[2(2)+9(6)].
💡 Hint 3 of 3
Evaluate 5(4+54)=290.
احسب الناتج 5(4+54)=290.
Using Sn=2n[2a+(n−1)d], we have S10=210[2(2)+9(6)]=5(58)=290.بتطبيق قانون المجموع: S10=5(4+54)=290.
[Practice 5 · Hard] Find the instantaneous rate of change dxdy of the curve y=x3+2x2−3x+7 at x=3.[تدريب 5 · Hard] أوجد معدل التغير اللحظي dxdy للمنحنى y=x3+2x2−3x+7 عند x=3.
💡 Hint 1 of 3
Differentiate y=x3+2x2−3x+7 term by term with respect to x.
اشتق معادلة المنحنى حداً بحداّ بالنسبة إلى x.
💡 Hint 2 of 3
The derivative is dxdy=3x2+4x−3.
المشتقة الأولى هي dxdy=3x2+4x−3.
💡 Hint 3 of 3
Substitute x=3: 3(3)2+4(3)−3=36.
عوّض عن x=3 لحساب الميل: 27+12−3=36.
Differentiating gives dxdy=3x2+4x−3. At x=3, dxdy=3(9)+12−3=36.المشتقة هي dxdy=3x2+4x−3، وعند x=3 يكون الميل 27+12−3=36.
🇬🇧 4MA1 Unit 2 — Higher AlgebraCore Mastery · Single-fraction simplification · Completing the square a(x+p)²+q · Quadratic inequalities & critical values · Linear-nonlinear simultaneous systems · Algebraic proof
Mastering the essential concepts, analytical methods, and exam-grade problem-solving techniques for Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems (4MA1 Unit 2 — Higher Algebra).إتقان المفاهيم الأساسية والطرق التحليلية واستراتيجيات حل المسائل المتقدمة في الكسور الجبرية والمعادلات التربيعيةوأنظمة المعادلات الآنية.
Before adding or subtracting algebraic fractions B(x)A(x)±D(x)C(x), factorise all denominators completely to find their lowest common multiple (LCM). For a quadratic inequality ax2+bx+c>0 with a>0 and roots \( \alpha < \beta \), the solution set is the outer disjoint union \( x < \alpha \) or \( x > \beta \); for \( ax^2 + bx + c < 0 \), it is the connected interior interval \( \alpha < x < \beta \).
Before adding or subtracting algebraic fractions B(x)A(x)±D(x)C(x), factorise all denominators completely to find their lowest common multiple (LCM). For a quadratic inequality ax2+bx+c>0 with a>0 and roots \( \alpha < \beta \), the solution set is the outer disjoint union \( x < \alpha \) or \( x > \beta \); for \( ax^2 + bx + c < 0 \), it is the connected interior interval \( \alpha < x < \beta \).
Structural Invariants & Analytical Rigor: Every problem in Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems reduces to identifying the underlying algebraic or geometric structure before computing. Whether isolating parameters, verifying domain constraints, or exploiting symmetry, writing down the governing identity first eliminates arithmetic traps and guarantees full method marks.
البنية الرياضية والدقة التحليلية: يعتمد الحل المتقن في الكسور الجبرية والمعادلات التربيعيةوأنظمة المعادلات الآنية على تحديد العلاقة الرياضية الحاكمة والتحقق من شروط المجال والتناظر قبل إجراء الحسابات العددية.
Coordinate representation of f(x)=(x−1)2−2 and secant line g(x)=x+2 illustrating Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems.تمثيل بياني يوضح المنحنى والمقاطع الأساسية في درس الكسور الجبرية والمعادلات التربيعيةوأنظمة المعادلات الآنية.
Live numerical table for Linear-Quadratic Simultaneous Intersection & Discriminant Labجدول القيم العددية لـ مختبر تقاطع المستقيم والقطع المكافئ والمميز
Parameter / Metricالمتغير / المعيار
Valueالقيمة
Discriminant ΔDiscriminant ΔΔ=14.25
Intersection StatusIntersection Status2 Distinct Real Points
Roots x1,x2Roots x1,x2x=−1.14,2.64
Drag the sliders or directly manipulate the canvas to explore how changes in the parameters govern Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems.حرّك المنزلقات أو تفاعل مباشرة مع اللوحة لاستكشاف العلاقات الرياضية في درس الكسور الجبرية والمعادلات التربيعيةوأنظمة المعادلات الآنية.
Orthogonal components and Euclidean distance relationship (9)2+(12)2=(15)2 for Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems.العلاقة الهندسية المتعامدة (9)2+(12)2=(15)2 في درس الكسور الجبرية والمعادلات التربيعيةوأنظمة المعادلات الآنية.
Linear-nonlinear simultaneous systemsLinear-nonlinear simultaneous systems
◆ Why It Works — First-Principles Derivation (Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems)◆ لماذا تعمل هذه القاعدة — الاشتقاق الرياضي (الكسور الجبرية والمعادلات التربيعيةوأنظمة المعادلات الآنية)
First-Principles Justification: Any quadratic or bilinear relation ax2+bx+c=0 can be transformed by completing the square:
a(x+2ab)2=4ab2−4ac.
This single identity simultaneously proves the quadratic formula, determines the exact turning-point coordinates (−2ab,c−4ab2), and establishes the discriminant criterion Δ=b2−4ac for tangency and root existence.
البرهان من المبادئ الأولية: بإكمال المربع للمقدار ax2+bx+c نحصل على a(x+2ab)2+(c−4ab2)، وهو ما يفسر قانون المميز وإحداثيات نقطة الرأس بدقة.
Worked Example 2.A — Foundational Formulation (Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems)مثال محلول 2.A — تطبيق أساسي (الكسور الجبرية والمعادلات التربيعيةوأنظمة المعادلات الآنية)
Problem: Given the quadratic function f(x)=x2−6x+13, express f(x) in the completed-square form (x−h)2+k and state its minimum value and the value of x at which it occurs.
Step-by-Step Solution: 1. Halve the coefficient of x: −26=−3. 2. Write (x−3)2=x2−6x+9. 3. Adjust the constant term: f(x)=(x−3)2−9+13=(x−3)2+4. 4. Since (x−3)2≥0 for all real x, the minimum value is k=4, achieved at x=3.
Final Answer:f(x)=(x−3)2+4; minimum value 4 at x=3.
الحل خطوة بخطوة: بإكمال المربع: f(x)=(x−3)2+4، وبما أن المربع الكامل غير سالب، فإن القيمة الصغرى هي 4 وتتحقق عند x=3.
Worked Example 2.B — Intermediate Multi-Step Synthesis (Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems)مثال محلول 2.B — تطبيق متوسط متعدد الخطوات (الكسور الجبرية والمعادلات التربيعيةوأنظمة المعادلات الآنية)
Problem: The line y=2x+k intersects the curve y=x2−6x+14 at two distinct points. Find the range of possible values for the constant k.
Step-by-Step Solution: 1. Equate the line and curve equations: x2−6x+14=2x+k⟹x2−8x+(14−k)=0 2. For two distinct real intersections, the discriminant must satisfy Δ=b2−4ac>0: (−8)2−4(1)(14−k)>0 64−56+4k>0⟹4k>−8⟹k>−2
Final Answer:k>−2.
المسألة: المستقيم y=2x+k يقطع المنحنى y=x2−6x+14 في نقطتين متمايزتين. أوجد مدى قيم k.
الحل: بمساواة المعادلتين ووضع المميز Δ>0 نجد أن k>−2.
Worked Example 2.C — Advanced Rate & Vector Application (Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems)مثال محلول 2.C — تطبيق متقدم (الكسور الجبرية والمعادلات التربيعيةوأنظمة المعادلات الآنية)
Problem: Consider the cubic function g(x)=x3−9x2+27x+4. Find the coordinates of the stationary point of inflection and the gradient of the curve at x=5.
Step-by-Step Solution: 1. Differentiate term by term: g′(x)=3x2−18x+27=3(x−3)2 2. Setting g′(x)=0 yields x=3, with g(3)=4. Thus (3,4) is the stationary point. 3. At x=5, the gradient is g′(5)=3(2)2=12.
Final Answer: Stationary point (3,4); gradient at x=5 is 12.
المسألة: للدالة g(x)=x3−9x2+27x+4، أوجد النقطة الحرجة وميل المماس عند x=5.
الحل: المشتقة g′(x)=3(x−3)2، تنعدم عند (3,4)، وعند x=5 يكون الميل 3(4)=12.
Problem: Let Sn denote the sum of the first n terms of an arithmetic progression where Sn=3n2+4n. Find an expression for the n-th term un, determine the common difference d, and evaluate u10.
Step-by-Step Solution: 1. For n=1, u1=S1=3(1)2+4(1)=7. 2. For n≥2, use the fundamental identity un=Sn−Sn−1: un=[3n2+4n]−[3(n−1)2+4(n−1)]=6n+(1) 3. The coefficient of n gives the common difference d=6. 4. Substituting n=10 yields u10=61.
Final Answer:un=6n+1, d=6, and u10=61.
المسألة: إذا كان مجموع أول n حداً من متتابعة حسابية هو Sn=3n2+4n، فأوجد الحد النوني un والأساس d والحد العاشر u10.
الحل: من العلاقة un=Sn−Sn−1 نجد un=6n+1، والأساس d=6، والحد العاشر u10=61.
1. Sign & Domain Omissions: Always verify whether negative roots or boundary values violate denominator, square-root, or logarithmic domain restrictions before writing your final answer.
2. Premature Rounding: Keep exact fractions, surds, or π expressions throughout intermediate steps and round only at the final line if requested.
1. إغفال قيود المجال والإشارات: تحقق دائماً من استبعاد القيم التي تجعل المقام صفراً أو ما تحت الجذر التربيعي سالباً.
2. التقريب المبكر: احتفظ بالقيم الدقيقة (الكسور والجذور) في خطوات الحل الوسطى ولا تقرب إلا في الناتج النهائي.
Error Diagnosis — Common Student Traps vs. Exam-Board Method (Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems)تشخيص الأخطاء — مقارنة الخطأ الشائع بالطريقة الصحيحة (الكسور الجبرية والمعادلات التربيعيةوأنظمة المعادلات الآنية)
Common Student Trapالخطأ الشائع للطالب
Why It Fails Mathematicallyالسبب الرياضي للخطأ
Correct Exam-Board Methodالطريقة الصحيحة المعتمدة
Canceling terms across a sum in x+ax2+aاختصار حدود مجموعة في بسط ومقام الكسر الجبري
Division only cancels common multiplicative factors of the entire numerator and denominator.الاختصار يصح فقط للعوامل المضروبة في كامل البسط والمقام.
Factorize numerator and denominator completely before canceling common binomial factors.حلل البسط والمقام إلى عوامل أولية مضروبة قبل الاختصار.
Writing (a+b)2=a2+b2 when squaring binomialsفك المربع الكامل (a+b)2 بدون الحد الأوسط 2ab
Omits the cross-product term 2ab required by the distributive law.يهمل حد الضرب التبادلي الأوسط 2ab.
Always expand as (a±b)2=a2±2ab+b2.طبق المتطابقة الكاملة (a±b)2=a2±2ab+b2.
Solving quadratic inequalities by treating \( < \) like \( = \) without a sign chartحل المتباينة التربيعية كمعادلة دون اختبار إشارة الفترات
A parabola changes sign at its distinct real roots, so the solution is an interval or union of rays.القطع المكافئ يغير إشارته حول الجذور، لذا الحل فترة متصلة أو اتحاد فترتين.
Find the critical roots first, then sketch the parabola or test a point in each interval.أوجد الجذور الحرجة أولاً ثم ارسم القطع المكافئ لتحديد الفترة الصحيحة.
10-Second Sanity Check: Substitute a simple test value (such as x=0,1, or 2) into both your simplified expression and the original problem statement. If the numerical outputs match, your algebraic manipulation is guaranteed to be error-free.
فحص التحقق السريع: عوّض بقيمة عددية بسيطة (مثل x=1 أو x=2) في الناتج النهائي وفي المسألة الأصلية للتأكد من تطابق القيمتين فوراً.
[Practice 1 · Easy] Evaluate f(4) for the quadratic function f(x)=3x2−3x+10.[تدريب 1 · Easy] احسب قيمة f(4) للدالة التربيعية f(x)=3x2−3x+10.
💡 Hint 1 of 3
Substitute x=4 directly into f(x)=3x2−3x+10.
عوّض عن x=4 مباشرة في قاعدة الدالة f(x).
💡 Hint 2 of 3
Factor out 3x(x−1)+10=3(4)(3)+10.
أخرج عاملاً مشتركاً لتسهيل الحساب: 3(4)(3)+10.
💡 Hint 3 of 3
Compute 36+10 to obtain the final answer.
اجمع 36+10 للحصول على النتيجة النهائية.
Substituting x=4 gives f(4)=3(4)2−3(4)+10=48−12+10=46.بالتعويض عن x=4 نجد f(4)=3(4)2−3(4)+10=46.
[Practice 2 · Easy] Find the positive root of the equation x2−7x+12=0 that is greater than 3.[تدريب 2 · Easy] أوجد الجذر الموجب الأكبر من 3 للمعادلة x2−7x+12=0.
💡 Hint 1 of 3
Look for two integers whose sum is 7 and whose product is 12.
ابحث عن عددين مجموعهما 7 وحاصل ضربهما 12.
💡 Hint 2 of 3
Factor the quadratic as (x−3)(x−4)=0.
حلل المعادلة إلى (x−3)(x−4)=0.
💡 Hint 3 of 3
Compare the two roots x=3 and x=4 and select the larger root.
قارن بين الجذرين x=3 و x=4 واختر الأكبر.
Factoring gives (x−3)(x−4)=0, so the roots are x=3 and x=4. The root greater than 3 is x=4.بالتحليل نحصل على (x−3)(x−4)=0، وبذلك يكون الجذر الأكبر من 3 هو x=4.
[Practice 3 · Medium] If the quadratic equation x2−2kx+27=0 has equal (repeated) real roots and k>0, find the exact value of k2.[تدريب 3 · Medium] إذا كان للمعادلة التربيعية x2−2kx+27=0 جذران حقيقيان متساويان وكان k>0، فأوجد قيمة k2.
💡 Hint 1 of 3
For equal real roots, the discriminant Δ=b2−4ac must equal zero.
لوجود جذرين متساويين يجب أن يكون المميز Δ=b2−4ac=0.
💡 Hint 2 of 3
Substitute a=1,b=−2k,c=27 into (−2k)2−4(1)(27)=0.
عوّض بالمعاملات في المميز: (−2k)2−4(1)(27)=0.
💡 Hint 3 of 3
Simplify 4k2=108 and divide both sides by 4.
بسّط المعادلة 4k2=108 واقسم الطرفين على 4.
Setting the discriminant to zero: Δ=(−2k)2−4(1)(27)=4k2−108=0⟹k2=27.بوضع المميز مساوياً للصفر: 4k2−108=0⟹k2=27.
[Practice 4 · Hard] An arithmetic progression has first term a=3 and common difference d=8. Find the sum of the first 10 terms, S10.[تدريب 4 · Hard] متتابعة حسابية حدها الأول a=3 وأساسها d=8. أوجد مجموع الحدود العشرة الأولى S10.
💡 Hint 1 of 3
Recall the arithmetic series sum formula Sn=2n[2a+(n−1)d].
استخدم قانون مجموع المتسلسلة الحسابية Sn=2n[2a+(n−1)d].
💡 Hint 2 of 3
Substitute n=10,a=3,d=8: S10=5[2(3)+9(8)].
عوّض بالقيم المعطاة: S10=5[2(3)+9(8)].
💡 Hint 3 of 3
Evaluate 5(6+72)=390.
احسب الناتج 5(6+72)=390.
Using Sn=2n[2a+(n−1)d], we have S10=210[2(3)+9(8)]=5(78)=390.بتطبيق قانون المجموع: S10=5(6+72)=390.
[Practice 5 · Hard] Find the instantaneous rate of change dxdy of the curve y=x3+3x2−4x+7 at x=3.[تدريب 5 · Hard] أوجد معدل التغير اللحظي dxdy للمنحنى y=x3+3x2−4x+7 عند x=3.
💡 Hint 1 of 3
Differentiate y=x3+3x2−4x+7 term by term with respect to x.
اشتق معادلة المنحنى حداً بحداّ بالنسبة إلى x.
💡 Hint 2 of 3
The derivative is dxdy=3x2+6x−4.
المشتقة الأولى هي dxdy=3x2+6x−4.
💡 Hint 3 of 3
Substitute x=3: 3(3)2+6(3)−4=41.
عوّض عن x=3 لحساب الميل: 27+18−4=41.
Differentiating gives dxdy=3x2+6x−4. At x=3, dxdy=3(9)+18−4=41.المشتقة هي dxdy=3x2+6x−4، وعند x=3 يكون الميل 27+18−4=41.
🇬🇧 4MA1 Unit 3 — Functions & SequencesCore Mastery · Domain & range restrictions · Composite fg(x) & inverse f⁻¹(x) · Graph transformations f(x-a), kf(x) · Arithmetic progressions u_n = a+(n-1)d · Arithmetic series sum S_n
Mastering the essential concepts, analytical methods, and exam-grade problem-solving techniques for Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series (4MA1 Unit 3 — Functions & Sequences).إتقان المفاهيم الأساسية والطرق التحليلية واستراتيجيات حل المسائل المتقدمة في الدوال والتحويلات الهندسية للمنحنيات والمتسلسلات الحسابية.
● Definition 3.1 — Arithmetic Series (4MA1 Exclusive) & Function Composition● تعريف 3.1 — الدوال والتحويلات الهندسية للمنحنيات والمتسلسلات الحسابية
In Pearson Edexcel 4MA1, an arithmetic sequence with first term a and common difference d has n-th term un=a+(n−1)d and sum of the first n terms Sn=2n[2a+(n−1)d]=2n(a+l). For composite functions, fg(x)=f(g(x)) applies g first and f second, and values where the denominator of a rational function equals zero must be excluded from the domain.
In Pearson Edexcel 4MA1, an arithmetic sequence with first term a and common difference d has n-th term un=a+(n−1)d and sum of the first n terms Sn=2n[2a+(n−1)d]=2n(a+l). For composite functions, fg(x)=f(g(x)) applies g first and f second, and values where the denominator of a rational function equals zero must be excluded from the domain.
Structural Invariants & Analytical Rigor: Every problem in Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series reduces to identifying the underlying algebraic or geometric structure before computing. Whether isolating parameters, verifying domain constraints, or exploiting symmetry, writing down the governing identity first eliminates arithmetic traps and guarantees full method marks.
البنية الرياضية والدقة التحليلية: يعتمد الحل المتقن في الدوال والتحويلات الهندسية للمنحنيات والمتسلسلات الحسابية على تحديد العلاقة الرياضية الحاكمة والتحقق من شروط المجال والتناظر قبل إجراء الحسابات العددية.
Coordinate representation of f(x)=(x−2)2−2 and secant line g(x)=x+1 illustrating Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series.تمثيل بياني يوضح المنحنى والمقاطع الأساسية في درس الدوال والتحويلات الهندسية للمنحنيات والمتسلسلات الحسابية.
Live numerical table for Composite Functions, Inverse Reflection & Arithmetic Sum Labجدول القيم العددية لـ مختبر الدوال المركبة والعكسية ومجموع المتسلسلة الحسابية
Parameter / Metricالمتغير / المعيار
Valueالقيمة
Composite fg(1)Composite fg(1)7.00
Inverse f−1(5)Inverse f−1(5)2.00
Fixed Point f(x)=xFixed Point f(x)=xx=−1.00
Drag the sliders or directly manipulate the canvas to explore how changes in the parameters govern Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series.حرّك المنزلقات أو تفاعل مباشرة مع اللوحة لاستكشاف العلاقات الرياضية في درس الدوال والتحويلات الهندسية للمنحنيات والمتسلسلات الحسابية.
Orthogonal components and Euclidean distance relationship (12)2+(16)2=(20)2 for Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series.العلاقة الهندسية المتعامدة (12)2+(16)2=(20)2 في درس الدوال والتحويلات الهندسية للمنحنيات والمتسلسلات الحسابية.
Key Principle 3.1القاعدة الأساسية 3.1
Domain & range restrictionsDomain & range restrictions
◆ Why It Works — First-Principles Derivation (Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series)◆ لماذا تعمل هذه القاعدة — الاشتقاق الرياضي (الدوال والتحويلات الهندسية للمنحنيات والمتسلسلات الحسابية)
First-Principles Justification: Any quadratic or bilinear relation ax2+bx+c=0 can be transformed by completing the square:
a(x+2ab)2=4ab2−4ac.
This single identity simultaneously proves the quadratic formula, determines the exact turning-point coordinates (−2ab,c−4ab2), and establishes the discriminant criterion Δ=b2−4ac for tangency and root existence.
البرهان من المبادئ الأولية: بإكمال المربع للمقدار ax2+bx+c نحصل على a(x+2ab)2+(c−4ab2)، وهو ما يفسر قانون المميز وإحداثيات نقطة الرأس بدقة.
Worked Example 3.A — Foundational Formulation (Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series)مثال محلول 3.A — تطبيق أساسي (الدوال والتحويلات الهندسية للمنحنيات والمتسلسلات الحسابية)
Problem: Given the quadratic function f(x)=x2−8x+21, express f(x) in the completed-square form (x−h)2+k and state its minimum value and the value of x at which it occurs.
Step-by-Step Solution: 1. Halve the coefficient of x: −28=−4. 2. Write (x−4)2=x2−8x+16. 3. Adjust the constant term: f(x)=(x−4)2−16+21=(x−4)2+5. 4. Since (x−4)2≥0 for all real x, the minimum value is k=5, achieved at x=4.
Final Answer:f(x)=(x−4)2+5; minimum value 5 at x=4.
الحل خطوة بخطوة: بإكمال المربع: f(x)=(x−4)2+5، وبما أن المربع الكامل غير سالب، فإن القيمة الصغرى هي 5 وتتحقق عند x=4.
Worked Example 3.B — Intermediate Multi-Step Synthesis (Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series)مثال محلول 3.B — تطبيق متوسط متعدد الخطوات (الدوال والتحويلات الهندسية للمنحنيات والمتسلسلات الحسابية)
Problem: The line y=2x+k intersects the curve y=x2−8x+21 at two distinct points. Find the range of possible values for the constant k.
Step-by-Step Solution: 1. Equate the line and curve equations: x2−8x+21=2x+k⟹x2−10x+(21−k)=0 2. For two distinct real intersections, the discriminant must satisfy Δ=b2−4ac>0: (−10)2−4(1)(21−k)>0 100−84+4k>0⟹4k>−16⟹k>−4
Final Answer:k>−4.
المسألة: المستقيم y=2x+k يقطع المنحنى y=x2−8x+21 في نقطتين متمايزتين. أوجد مدى قيم k.
الحل: بمساواة المعادلتين ووضع المميز Δ>0 نجد أن k>−4.
Worked Example 3.C — Advanced Rate & Vector Application (Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series)مثال محلول 3.C — تطبيق متقدم (الدوال والتحويلات الهندسية للمنحنيات والمتسلسلات الحسابية)
Problem: Consider the cubic function g(x)=x3−12x2+48x+5. Find the coordinates of the stationary point of inflection and the gradient of the curve at x=6.
Step-by-Step Solution: 1. Differentiate term by term: g′(x)=3x2−24x+48=3(x−4)2 2. Setting g′(x)=0 yields x=4, with g(4)=5. Thus (4,5) is the stationary point. 3. At x=6, the gradient is g′(6)=3(2)2=12.
Final Answer: Stationary point (4,5); gradient at x=6 is 12.
المسألة: للدالة g(x)=x3−12x2+48x+5، أوجد النقطة الحرجة وميل المماس عند x=6.
الحل: المشتقة g′(x)=3(x−4)2، تنعدم عند (4,5)، وعند x=6 يكون الميل 3(4)=12.
Problem: Let Sn denote the sum of the first n terms of an arithmetic progression where Sn=4n2+5n. Find an expression for the n-th term un, determine the common difference d, and evaluate u10.
Step-by-Step Solution: 1. For n=1, u1=S1=4(1)2+5(1)=9. 2. For n≥2, use the fundamental identity un=Sn−Sn−1: un=[4n2+5n]−[4(n−1)2+5(n−1)]=8n+(1) 3. The coefficient of n gives the common difference d=8. 4. Substituting n=10 yields u10=81.
Final Answer:un=8n+1, d=8, and u10=81.
المسألة: إذا كان مجموع أول n حداً من متتابعة حسابية هو Sn=4n2+5n، فأوجد الحد النوني un والأساس d والحد العاشر u10.
الحل: من العلاقة un=Sn−Sn−1 نجد un=8n+1، والأساس d=8، والحد العاشر u10=81.
1. Sign & Domain Omissions: Always verify whether negative roots or boundary values violate denominator, square-root, or logarithmic domain restrictions before writing your final answer.
2. Premature Rounding: Keep exact fractions, surds, or π expressions throughout intermediate steps and round only at the final line if requested.
1. إغفال قيود المجال والإشارات: تحقق دائماً من استبعاد القيم التي تجعل المقام صفراً أو ما تحت الجذر التربيعي سالباً.
2. التقريب المبكر: احتفظ بالقيم الدقيقة (الكسور والجذور) في خطوات الحل الوسطى ولا تقرب إلا في الناتج النهائي.
Error Diagnosis — Common Student Traps vs. Exam-Board Method (Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series)تشخيص الأخطاء — مقارنة الخطأ الشائع بالطريقة الصحيحة (الدوال والتحويلات الهندسية للمنحنيات والمتسلسلات الحسابية)
Common Student Trapالخطأ الشائع للطالب
Why It Fails Mathematicallyالسبب الرياضي للخطأ
Correct Exam-Board Methodالطريقة الصحيحة المعتمدة
Canceling terms across a sum in x+ax2+aاختصار حدود مجموعة في بسط ومقام الكسر الجبري
Division only cancels common multiplicative factors of the entire numerator and denominator.الاختصار يصح فقط للعوامل المضروبة في كامل البسط والمقام.
Factorize numerator and denominator completely before canceling common binomial factors.حلل البسط والمقام إلى عوامل أولية مضروبة قبل الاختصار.
Writing (a+b)2=a2+b2 when squaring binomialsفك المربع الكامل (a+b)2 بدون الحد الأوسط 2ab
Omits the cross-product term 2ab required by the distributive law.يهمل حد الضرب التبادلي الأوسط 2ab.
Always expand as (a±b)2=a2±2ab+b2.طبق المتطابقة الكاملة (a±b)2=a2±2ab+b2.
Solving quadratic inequalities by treating \( < \) like \( = \) without a sign chartحل المتباينة التربيعية كمعادلة دون اختبار إشارة الفترات
A parabola changes sign at its distinct real roots, so the solution is an interval or union of rays.القطع المكافئ يغير إشارته حول الجذور، لذا الحل فترة متصلة أو اتحاد فترتين.
Find the critical roots first, then sketch the parabola or test a point in each interval.أوجد الجذور الحرجة أولاً ثم ارسم القطع المكافئ لتحديد الفترة الصحيحة.
10-Second Sanity Check: Substitute a simple test value (such as x=0,1, or 2) into both your simplified expression and the original problem statement. If the numerical outputs match, your algebraic manipulation is guaranteed to be error-free.
فحص التحقق السريع: عوّض بقيمة عددية بسيطة (مثل x=1 أو x=2) في الناتج النهائي وفي المسألة الأصلية للتأكد من تطابق القيمتين فوراً.
[Practice 1 · Easy] Evaluate f(5) for the quadratic function f(x)=4x2−4x+10.[تدريب 1 · Easy] احسب قيمة f(5) للدالة التربيعية f(x)=4x2−4x+10.
💡 Hint 1 of 3
Substitute x=5 directly into f(x)=4x2−4x+10.
عوّض عن x=5 مباشرة في قاعدة الدالة f(x).
💡 Hint 2 of 3
Factor out 4x(x−1)+10=4(5)(4)+10.
أخرج عاملاً مشتركاً لتسهيل الحساب: 4(5)(4)+10.
💡 Hint 3 of 3
Compute 80+10 to obtain the final answer.
اجمع 80+10 للحصول على النتيجة النهائية.
Substituting x=5 gives f(5)=4(5)2−4(5)+10=100−20+10=90.بالتعويض عن x=5 نجد f(5)=4(5)2−4(5)+10=90.
[Practice 2 · Easy] Find the positive root of the equation x2−9x+20=0 that is greater than 4.[تدريب 2 · Easy] أوجد الجذر الموجب الأكبر من 4 للمعادلة x2−9x+20=0.
💡 Hint 1 of 3
Look for two integers whose sum is 9 and whose product is 20.
ابحث عن عددين مجموعهما 9 وحاصل ضربهما 20.
💡 Hint 2 of 3
Factor the quadratic as (x−4)(x−5)=0.
حلل المعادلة إلى (x−4)(x−5)=0.
💡 Hint 3 of 3
Compare the two roots x=4 and x=5 and select the larger root.
قارن بين الجذرين x=4 و x=5 واختر الأكبر.
Factoring gives (x−4)(x−5)=0, so the roots are x=4 and x=5. The root greater than 4 is x=5.بالتحليل نحصل على (x−4)(x−5)=0، وبذلك يكون الجذر الأكبر من 4 هو x=5.
[Practice 3 · Medium] If the quadratic equation x2−2kx+36=0 has equal (repeated) real roots and k>0, find the exact value of k2.[تدريب 3 · Medium] إذا كان للمعادلة التربيعية x2−2kx+36=0 جذران حقيقيان متساويان وكان k>0، فأوجد قيمة k2.
💡 Hint 1 of 3
For equal real roots, the discriminant Δ=b2−4ac must equal zero.
لوجود جذرين متساويين يجب أن يكون المميز Δ=b2−4ac=0.
💡 Hint 2 of 3
Substitute a=1,b=−2k,c=36 into (−2k)2−4(1)(36)=0.
عوّض بالمعاملات في المميز: (−2k)2−4(1)(36)=0.
💡 Hint 3 of 3
Simplify 4k2=144 and divide both sides by 4.
بسّط المعادلة 4k2=144 واقسم الطرفين على 4.
Setting the discriminant to zero: Δ=(−2k)2−4(1)(36)=4k2−144=0⟹k2=36.بوضع المميز مساوياً للصفر: 4k2−144=0⟹k2=36.
[Practice 4 · Hard] An arithmetic progression has first term a=4 and common difference d=10. Find the sum of the first 10 terms, S10.[تدريب 4 · Hard] متتابعة حسابية حدها الأول a=4 وأساسها d=10. أوجد مجموع الحدود العشرة الأولى S10.
💡 Hint 1 of 3
Recall the arithmetic series sum formula Sn=2n[2a+(n−1)d].
استخدم قانون مجموع المتسلسلة الحسابية Sn=2n[2a+(n−1)d].
💡 Hint 2 of 3
Substitute n=10,a=4,d=10: S10=5[2(4)+9(10)].
عوّض بالقيم المعطاة: S10=5[2(4)+9(10)].
💡 Hint 3 of 3
Evaluate 5(8+90)=490.
احسب الناتج 5(8+90)=490.
Using Sn=2n[2a+(n−1)d], we have S10=210[2(4)+9(10)]=5(98)=490.بتطبيق قانون المجموع: S10=5(8+90)=490.
[Practice 5 · Hard] Find the instantaneous rate of change dxdy of the curve y=x3+4x2−5x+7 at x=3.[تدريب 5 · Hard] أوجد معدل التغير اللحظي dxdy للمنحنى y=x3+4x2−5x+7 عند x=3.
💡 Hint 1 of 3
Differentiate y=x3+4x2−5x+7 term by term with respect to x.
اشتق معادلة المنحنى حداً بحداّ بالنسبة إلى x.
💡 Hint 2 of 3
The derivative is dxdy=3x2+8x−5.
المشتقة الأولى هي dxdy=3x2+8x−5.
💡 Hint 3 of 3
Substitute x=3: 3(3)2+8(3)−5=46.
عوّض عن x=3 لحساب الميل: 27+24−5=46.
Differentiating gives dxdy=3x2+8x−5. At x=3, dxdy=3(9)+24−5=46.المشتقة هي dxdy=3x2+8x−5، وعند x=3 يكون الميل 27+24−5=46.
Coordinate Geometry & Straight-Line Equationsالهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم
🇬🇧 4MA1 Unit 4 — Coordinate GeometryCore Mastery · Gradient m = (y₂-y₁)/(x₂-x₁) · Perpendicular gradients m₁m₂ = -1 · Perpendicular bisectors of chords · Collinearity & area of rectilinear figures · Graphical linear programming regions
Mastering the essential concepts, analytical methods, and exam-grade problem-solving techniques for Coordinate Geometry & Straight-Line Equations (4MA1 Unit 4 — Coordinate Geometry).إتقان المفاهيم الأساسية والطرق التحليلية واستراتيجيات حل المسائل المتقدمة في الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم.
● Definition 4.1 — Perpendicular Bisectors & Orthogonal Line Equations● تعريف 4.1 — الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم
Given two points A(x1,y1) and B(x2,y2), the midpoint is M=(2x1+x2,2y1+y2) and the segment gradient is mAB=x2−x1y2−y1. Any line perpendicular to AB has negative-reciprocal gradient m⊥=−mAB1 (so mAB⋅m⊥=−1), and the perpendicular bisector of AB satisfies y−yM=m⊥(x−xM).
Given two points A(x1,y1) and B(x2,y2), the midpoint is M=(2x1+x2,2y1+y2) and the segment gradient is mAB=x2−x1y2−y1. Any line perpendicular to AB has negative-reciprocal gradient m⊥=−mAB1 (so mAB⋅m⊥=−1), and the perpendicular bisector of AB satisfies y−yM=m⊥(x−xM).
● Deep Conceptual Intuition — Coordinate Geometry & Straight-Line Equations● الفهم المفاهيمي العميق — الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم
Structural Invariants & Analytical Rigor: Every problem in Coordinate Geometry & Straight-Line Equations reduces to identifying the underlying algebraic or geometric structure before computing. Whether isolating parameters, verifying domain constraints, or exploiting symmetry, writing down the governing identity first eliminates arithmetic traps and guarantees full method marks.
البنية الرياضية والدقة التحليلية: يعتمد الحل المتقن في الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم على تحديد العلاقة الرياضية الحاكمة والتحقق من شروط المجال والتناظر قبل إجراء الحسابات العددية.
Coordinate representation of f(x)=(x−0)2−2 and secant line g(x)=x+2 illustrating Coordinate Geometry & Straight-Line Equations.تمثيل بياني يوضح المنحنى والمقاطع الأساسية في درس الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم.
Live numerical table for Perpendicular Bisector & Orthogonal Gradients Labجدول القيم العددية لـ مختبر العمود المنصف والمستقيمات المتعامدة
Parameter / Metricالمتغير / المعيار
Valueالقيمة
Normal Gradient m2=−1/m1Normal Gradient m2=−1/m1−0.50
Product m1m2Product m1m2−1.00
Intersection FootIntersection Foot(0.00,1.00)
Drag the sliders or directly manipulate the canvas to explore how changes in the parameters govern Coordinate Geometry & Straight-Line Equations.حرّك المنزلقات أو تفاعل مباشرة مع اللوحة لاستكشاف العلاقات الرياضية في درس الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم.
Orthogonal components and Euclidean distance relationship (15)2+(20)2=(25)2 for Coordinate Geometry & Straight-Line Equations.العلاقة الهندسية المتعامدة (15)2+(20)2=(25)2 في درس الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم.
Key Principle 4.1القاعدة الأساسية 4.1
Gradient m = (y₂-y₁)/(x₂-x₁)Gradient m = (y₂-y₁)/(x₂-x₁)
Perpendicular bisectors of chordsPerpendicular bisectors of chords
Key Principle 4.4القاعدة الأساسية 4.4
Collinearity & area of rectilinear figuresCollinearity & area of rectilinear figures
◆ Why It Works — First-Principles Derivation (Coordinate Geometry & Straight-Line Equations)◆ لماذا تعمل هذه القاعدة — الاشتقاق الرياضي (الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم)
First-Principles Justification: Any quadratic or bilinear relation ax2+bx+c=0 can be transformed by completing the square:
a(x+2ab)2=4ab2−4ac.
This single identity simultaneously proves the quadratic formula, determines the exact turning-point coordinates (−2ab,c−4ab2), and establishes the discriminant criterion Δ=b2−4ac for tangency and root existence.
البرهان من المبادئ الأولية: بإكمال المربع للمقدار ax2+bx+c نحصل على a(x+2ab)2+(c−4ab2)، وهو ما يفسر قانون المميز وإحداثيات نقطة الرأس بدقة.
Worked Example 4.A — Foundational Formulation (Coordinate Geometry & Straight-Line Equations)مثال محلول 4.A — تطبيق أساسي (الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم)
Problem: Given the quadratic function f(x)=x2−10x+31, express f(x) in the completed-square form (x−h)2+k and state its minimum value and the value of x at which it occurs.
Step-by-Step Solution: 1. Halve the coefficient of x: −210=−5. 2. Write (x−5)2=x2−10x+25. 3. Adjust the constant term: f(x)=(x−5)2−25+31=(x−5)2+6. 4. Since (x−5)2≥0 for all real x, the minimum value is k=6, achieved at x=5.
Final Answer:f(x)=(x−5)2+6; minimum value 6 at x=5.
الحل خطوة بخطوة: بإكمال المربع: f(x)=(x−5)2+6، وبما أن المربع الكامل غير سالب، فإن القيمة الصغرى هي 6 وتتحقق عند x=5.
Worked Example 4.B — Intermediate Multi-Step Synthesis (Coordinate Geometry & Straight-Line Equations)مثال محلول 4.B — تطبيق متوسط متعدد الخطوات (الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم)
Problem: The line y=2x+k intersects the curve y=x2−10x+30 at two distinct points. Find the range of possible values for the constant k.
Step-by-Step Solution: 1. Equate the line and curve equations: x2−10x+30=2x+k⟹x2−12x+(30−k)=0 2. For two distinct real intersections, the discriminant must satisfy Δ=b2−4ac>0: (−12)2−4(1)(30−k)>0 144−120+4k>0⟹4k>−24⟹k>−6
Final Answer:k>−6.
المسألة: المستقيم y=2x+k يقطع المنحنى y=x2−10x+30 في نقطتين متمايزتين. أوجد مدى قيم k.
الحل: بمساواة المعادلتين ووضع المميز Δ>0 نجد أن k>−6.
Worked Example 4.C — Advanced Rate & Vector Application (Coordinate Geometry & Straight-Line Equations)مثال محلول 4.C — تطبيق متقدم (الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم)
Problem: Consider the cubic function g(x)=x3−15x2+75x+6. Find the coordinates of the stationary point of inflection and the gradient of the curve at x=7.
Step-by-Step Solution: 1. Differentiate term by term: g′(x)=3x2−30x+75=3(x−5)2 2. Setting g′(x)=0 yields x=5, with g(5)=6. Thus (5,6) is the stationary point. 3. At x=7, the gradient is g′(7)=3(2)2=12.
Final Answer: Stationary point (5,6); gradient at x=7 is 12.
المسألة: للدالة g(x)=x3−15x2+75x+6، أوجد النقطة الحرجة وميل المماس عند x=7.
الحل: المشتقة g′(x)=3(x−5)2، تنعدم عند (5,6)، وعند x=7 يكون الميل 3(4)=12.
Worked Example 4.D — Exam-Grade Challenge Synthesis (Coordinate Geometry & Straight-Line Equations)مثال محلول 4.D — مسألة تحدي بمستوى الاختبار (الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم)
Problem: Let Sn denote the sum of the first n terms of an arithmetic progression where Sn=5n2+6n. Find an expression for the n-th term un, determine the common difference d, and evaluate u10.
Step-by-Step Solution: 1. For n=1, u1=S1=5(1)2+6(1)=11. 2. For n≥2, use the fundamental identity un=Sn−Sn−1: un=[5n2+6n]−[5(n−1)2+6(n−1)]=10n+(1) 3. The coefficient of n gives the common difference d=10. 4. Substituting n=10 yields u10=101.
Final Answer:un=10n+1, d=10, and u10=101.
المسألة: إذا كان مجموع أول n حداً من متتابعة حسابية هو Sn=5n2+6n، فأوجد الحد النوني un والأساس d والحد العاشر u10.
الحل: من العلاقة un=Sn−Sn−1 نجد un=10n+1، والأساس d=10، والحد العاشر u10=101.
⚠️ Common Exam Traps — Coordinate Geometry & Straight-Line Equations⚠️ أخطاء شائعة في الاختبار — الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم
1. Sign & Domain Omissions: Always verify whether negative roots or boundary values violate denominator, square-root, or logarithmic domain restrictions before writing your final answer.
2. Premature Rounding: Keep exact fractions, surds, or π expressions throughout intermediate steps and round only at the final line if requested.
1. إغفال قيود المجال والإشارات: تحقق دائماً من استبعاد القيم التي تجعل المقام صفراً أو ما تحت الجذر التربيعي سالباً.
2. التقريب المبكر: احتفظ بالقيم الدقيقة (الكسور والجذور) في خطوات الحل الوسطى ولا تقرب إلا في الناتج النهائي.
Error Diagnosis — Common Student Traps vs. Exam-Board Method (Coordinate Geometry & Straight-Line Equations)تشخيص الأخطاء — مقارنة الخطأ الشائع بالطريقة الصحيحة (الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم)
Common Student Trapالخطأ الشائع للطالب
Why It Fails Mathematicallyالسبب الرياضي للخطأ
Correct Exam-Board Methodالطريقة الصحيحة المعتمدة
Canceling terms across a sum in x+ax2+aاختصار حدود مجموعة في بسط ومقام الكسر الجبري
Division only cancels common multiplicative factors of the entire numerator and denominator.الاختصار يصح فقط للعوامل المضروبة في كامل البسط والمقام.
Factorize numerator and denominator completely before canceling common binomial factors.حلل البسط والمقام إلى عوامل أولية مضروبة قبل الاختصار.
Writing (a+b)2=a2+b2 when squaring binomialsفك المربع الكامل (a+b)2 بدون الحد الأوسط 2ab
Omits the cross-product term 2ab required by the distributive law.يهمل حد الضرب التبادلي الأوسط 2ab.
Always expand as (a±b)2=a2±2ab+b2.طبق المتطابقة الكاملة (a±b)2=a2±2ab+b2.
Solving quadratic inequalities by treating \( < \) like \( = \) without a sign chartحل المتباينة التربيعية كمعادلة دون اختبار إشارة الفترات
A parabola changes sign at its distinct real roots, so the solution is an interval or union of rays.القطع المكافئ يغير إشارته حول الجذور، لذا الحل فترة متصلة أو اتحاد فترتين.
Find the critical roots first, then sketch the parabola or test a point in each interval.أوجد الجذور الحرجة أولاً ثم ارسم القطع المكافئ لتحديد الفترة الصحيحة.
▲ Exam Pacing & Verification Strategy — Coordinate Geometry & Straight-Line Equations▲ استراتيجية الحل السريع والتحقق — الهندسة الإحداثية ومعادلات الخط المستقيم
10-Second Sanity Check: Substitute a simple test value (such as x=0,1, or 2) into both your simplified expression and the original problem statement. If the numerical outputs match, your algebraic manipulation is guaranteed to be error-free.
فحص التحقق السريع: عوّض بقيمة عددية بسيطة (مثل x=1 أو x=2) في الناتج النهائي وفي المسألة الأصلية للتأكد من تطابق القيمتين فوراً.
[Practice 1 · Easy] Evaluate f(6) for the quadratic function f(x)=5x2−5x+10.[تدريب 1 · Easy] احسب قيمة f(6) للدالة التربيعية f(x)=5x2−5x+10.
💡 Hint 1 of 3
Substitute x=6 directly into f(x)=5x2−5x+10.
عوّض عن x=6 مباشرة في قاعدة الدالة f(x).
💡 Hint 2 of 3
Factor out 5x(x−1)+10=5(6)(5)+10.
أخرج عاملاً مشتركاً لتسهيل الحساب: 5(6)(5)+10.
💡 Hint 3 of 3
Compute 150+10 to obtain the final answer.
اجمع 150+10 للحصول على النتيجة النهائية.
Substituting x=6 gives f(6)=5(6)2−5(6)+10=180−30+10=160.بالتعويض عن x=6 نجد f(6)=5(6)2−5(6)+10=160.
[Practice 2 · Easy] Find the positive root of the equation x2−11x+30=0 that is greater than 5.[تدريب 2 · Easy] أوجد الجذر الموجب الأكبر من 5 للمعادلة x2−11x+30=0.
💡 Hint 1 of 3
Look for two integers whose sum is 11 and whose product is 30.
ابحث عن عددين مجموعهما 11 وحاصل ضربهما 30.
💡 Hint 2 of 3
Factor the quadratic as (x−5)(x−6)=0.
حلل المعادلة إلى (x−5)(x−6)=0.
💡 Hint 3 of 3
Compare the two roots x=5 and x=6 and select the larger root.
قارن بين الجذرين x=5 و x=6 واختر الأكبر.
Factoring gives (x−5)(x−6)=0, so the roots are x=5 and x=6. The root greater than 5 is x=6.بالتحليل نحصل على (x−5)(x−6)=0، وبذلك يكون الجذر الأكبر من 5 هو x=6.
[Practice 3 · Medium] If the quadratic equation x2−2kx+45=0 has equal (repeated) real roots and k>0, find the exact value of k2.[تدريب 3 · Medium] إذا كان للمعادلة التربيعية x2−2kx+45=0 جذران حقيقيان متساويان وكان k>0، فأوجد قيمة k2.
💡 Hint 1 of 3
For equal real roots, the discriminant Δ=b2−4ac must equal zero.
لوجود جذرين متساويين يجب أن يكون المميز Δ=b2−4ac=0.
💡 Hint 2 of 3
Substitute a=1,b=−2k,c=45 into (−2k)2−4(1)(45)=0.
عوّض بالمعاملات في المميز: (−2k)2−4(1)(45)=0.
💡 Hint 3 of 3
Simplify 4k2=180 and divide both sides by 4.
بسّط المعادلة 4k2=180 واقسم الطرفين على 4.
Setting the discriminant to zero: Δ=(−2k)2−4(1)(45)=4k2−180=0⟹k2=45.بوضع المميز مساوياً للصفر: 4k2−180=0⟹k2=45.
[Practice 4 · Hard] An arithmetic progression has first term a=5 and common difference d=12. Find the sum of the first 10 terms, S10.[تدريب 4 · Hard] متتابعة حسابية حدها الأول a=5 وأساسها d=12. أوجد مجموع الحدود العشرة الأولى S10.
💡 Hint 1 of 3
Recall the arithmetic series sum formula Sn=2n[2a+(n−1)d].
استخدم قانون مجموع المتسلسلة الحسابية Sn=2n[2a+(n−1)d].
💡 Hint 2 of 3
Substitute n=10,a=5,d=12: S10=5[2(5)+9(12)].
عوّض بالقيم المعطاة: S10=5[2(5)+9(12)].
💡 Hint 3 of 3
Evaluate 5(10+108)=590.
احسب الناتج 5(10+108)=590.
Using Sn=2n[2a+(n−1)d], we have S10=210[2(5)+9(12)]=5(118)=590.بتطبيق قانون المجموع: S10=5(10+108)=590.
[Practice 5 · Hard] Find the instantaneous rate of change dxdy of the curve y=x3+5x2−6x+7 at x=3.[تدريب 5 · Hard] أوجد معدل التغير اللحظي dxdy للمنحنى y=x3+5x2−6x+7 عند x=3.
💡 Hint 1 of 3
Differentiate y=x3+5x2−6x+7 term by term with respect to x.
اشتق معادلة المنحنى حداً بحداّ بالنسبة إلى x.
💡 Hint 2 of 3
The derivative is dxdy=3x2+10x−6.
المشتقة الأولى هي dxdy=3x2+10x−6.
💡 Hint 3 of 3
Substitute x=3: 3(3)2+10(3)−6=51.
عوّض عن x=3 لحساب الميل: 27+30−6=51.
Differentiating gives dxdy=3x2+10x−6. At x=3, dxdy=3(9)+30−6=51.المشتقة هي dxdy=3x2+10x−6، وعند x=3 يكون الميل 27+30−6=51.
Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarityنظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ
🇬🇧 4MA1 Unit 5 — Circle Theorems & MensurationCore Mastery · Alternate segment theorem · Cyclic quadrilaterals & central angles · Intersecting chords & secant-tangent theorem · Area & volume scale factors k, k², k³ · Frustums of cones & pyramids
Mastering the essential concepts, analytical methods, and exam-grade problem-solving techniques for Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity (4MA1 Unit 5 — Circle Theorems & Mensuration).إتقان المفاهيم الأساسية والطرق التحليلية واستراتيجيات حل المسائل المتقدمة في نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ.
● Definition 5.1 — Circle Theorems & Intersecting Chords/Secants (4MA1 Higher)● تعريف 5.1 — نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ
Key Edexcel 4MA1 Higher theorems: (1) Alternate Segment Theorem: the angle between a tangent and a chord equals the angle subtended by the chord in the alternate segment; (2) Intersecting Chords / Secant-Tangent Theorem: if chords AB and CD intersect at P (internally or externally), then PA⋅PB=PC⋅PD, and for a tangent PT and secant PAB, PT2=PA⋅PB; (3) Similar Solids: if linear scale factor is k, surface area scales by k2 and volume scales by k3.
Key Edexcel 4MA1 Higher theorems: (1) Alternate Segment Theorem: the angle between a tangent and a chord equals the angle subtended by the chord in the alternate segment; (2) Intersecting Chords / Secant-Tangent Theorem: if chords AB and CD intersect at P (internally or externally), then PA⋅PB=PC⋅PD, and for a tangent PT and secant PAB, PT2=PA⋅PB; (3) Similar Solids: if linear scale factor is k, surface area scales by k2 and volume scales by k3.
● Deep Conceptual Intuition — Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity● الفهم المفاهيمي العميق — نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ
Structural Invariants & Analytical Rigor: Every problem in Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity reduces to identifying the underlying algebraic or geometric structure before computing. Whether isolating parameters, verifying domain constraints, or exploiting symmetry, writing down the governing identity first eliminates arithmetic traps and guarantees full method marks.
البنية الرياضية والدقة التحليلية: يعتمد الحل المتقن في نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ على تحديد العلاقة الرياضية الحاكمة والتحقق من شروط المجال والتناظر قبل إجراء الحسابات العددية.
Coordinate representation of f(x)=(x−1)2−2 and secant line g(x)=x+1 illustrating Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity.تمثيل بياني يوضح المنحنى والمقاطع الأساسية في درس نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ.
⊙ Explorer · Circle Theorems, Chord-Tangent Angles & 3D Frustum Lab⊙ مستكشف تفاعلي · مختبر نظريات الدائرة والقطاعات الدائرية والمجسمات
interactive
Live numerical table for Circle Theorems, Chord-Tangent Angles & 3D Frustum Labجدول القيم العددية لـ مختبر نظريات الدائرة والقطاعات الدائرية والمجسمات
Parameter / Metricالمتغير / المعيار
Valueالقيمة
Drag to rotate, scroll to zoom · loads a small 3D library on first use
Arc Length s=rθArc Length s=rθ5.60
Sector AreaSector Area9.80
Segment AreaSegment Area3.68
Drag the sliders or directly manipulate the canvas to explore how changes in the parameters govern Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity.حرّك المنزلقات أو تفاعل مباشرة مع اللوحة لاستكشاف العلاقات الرياضية في درس نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ.
Orthogonal components and Euclidean distance relationship (18)2+(24)2=(30)2 for Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity.العلاقة الهندسية المتعامدة (18)2+(24)2=(30)2 في درس نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ.
◆ Why It Works — First-Principles Derivation (Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity)◆ لماذا تعمل هذه القاعدة — الاشتقاق الرياضي (نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ)
First-Principles Justification: Any quadratic or bilinear relation ax2+bx+c=0 can be transformed by completing the square:
a(x+2ab)2=4ab2−4ac.
This single identity simultaneously proves the quadratic formula, determines the exact turning-point coordinates (−2ab,c−4ab2), and establishes the discriminant criterion Δ=b2−4ac for tangency and root existence.
البرهان من المبادئ الأولية: بإكمال المربع للمقدار ax2+bx+c نحصل على a(x+2ab)2+(c−4ab2)، وهو ما يفسر قانون المميز وإحداثيات نقطة الرأس بدقة.
Worked Example 5.A — Foundational Formulation (Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity)مثال محلول 5.A — تطبيق أساسي (نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ)
Problem: Given the quadratic function f(x)=x2−12x+43, express f(x) in the completed-square form (x−h)2+k and state its minimum value and the value of x at which it occurs.
Step-by-Step Solution: 1. Halve the coefficient of x: −212=−6. 2. Write (x−6)2=x2−12x+36. 3. Adjust the constant term: f(x)=(x−6)2−36+43=(x−6)2+7. 4. Since (x−6)2≥0 for all real x, the minimum value is k=7, achieved at x=6.
Final Answer:f(x)=(x−6)2+7; minimum value 7 at x=6.
الحل خطوة بخطوة: بإكمال المربع: f(x)=(x−6)2+7، وبما أن المربع الكامل غير سالب، فإن القيمة الصغرى هي 7 وتتحقق عند x=6.
Worked Example 5.B — Intermediate Multi-Step Synthesis (Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity)مثال محلول 5.B — تطبيق متوسط متعدد الخطوات (نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ)
Problem: The line y=2x+k intersects the curve y=x2−12x+41 at two distinct points. Find the range of possible values for the constant k.
Step-by-Step Solution: 1. Equate the line and curve equations: x2−12x+41=2x+k⟹x2−14x+(41−k)=0 2. For two distinct real intersections, the discriminant must satisfy Δ=b2−4ac>0: (−14)2−4(1)(41−k)>0 196−164+4k>0⟹4k>−32⟹k>−8
Final Answer:k>−8.
المسألة: المستقيم y=2x+k يقطع المنحنى y=x2−12x+41 في نقطتين متمايزتين. أوجد مدى قيم k.
الحل: بمساواة المعادلتين ووضع المميز Δ>0 نجد أن k>−8.
Worked Example 5.C — Advanced Rate & Vector Application (Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity)مثال محلول 5.C — تطبيق متقدم (نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ)
Problem: Consider the cubic function g(x)=x3−18x2+108x+7. Find the coordinates of the stationary point of inflection and the gradient of the curve at x=8.
Step-by-Step Solution: 1. Differentiate term by term: g′(x)=3x2−36x+108=3(x−6)2 2. Setting g′(x)=0 yields x=6, with g(6)=7. Thus (6,7) is the stationary point. 3. At x=8, the gradient is g′(8)=3(2)2=12.
Final Answer: Stationary point (6,7); gradient at x=8 is 12.
المسألة: للدالة g(x)=x3−18x2+108x+7، أوجد النقطة الحرجة وميل المماس عند x=8.
الحل: المشتقة g′(x)=3(x−6)2، تنعدم عند (6,7)، وعند x=8 يكون الميل 3(4)=12.
Worked Example 5.D — Exam-Grade Challenge Synthesis (Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity)مثال محلول 5.D — مسألة تحدي بمستوى الاختبار (نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ)
Problem: Let Sn denote the sum of the first n terms of an arithmetic progression where Sn=6n2+7n. Find an expression for the n-th term un, determine the common difference d, and evaluate u10.
Step-by-Step Solution: 1. For n=1, u1=S1=6(1)2+7(1)=13. 2. For n≥2, use the fundamental identity un=Sn−Sn−1: un=[6n2+7n]−[6(n−1)2+7(n−1)]=12n+(1) 3. The coefficient of n gives the common difference d=12. 4. Substituting n=10 yields u10=121.
Final Answer:un=12n+1, d=12, and u10=121.
المسألة: إذا كان مجموع أول n حداً من متتابعة حسابية هو Sn=6n2+7n، فأوجد الحد النوني un والأساس d والحد العاشر u10.
الحل: من العلاقة un=Sn−Sn−1 نجد un=12n+1، والأساس d=12، والحد العاشر u10=121.
⚠️ Common Exam Traps — Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity⚠️ أخطاء شائعة في الاختبار — نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ
1. Sign & Domain Omissions: Always verify whether negative roots or boundary values violate denominator, square-root, or logarithmic domain restrictions before writing your final answer.
2. Premature Rounding: Keep exact fractions, surds, or π expressions throughout intermediate steps and round only at the final line if requested.
1. إغفال قيود المجال والإشارات: تحقق دائماً من استبعاد القيم التي تجعل المقام صفراً أو ما تحت الجذر التربيعي سالباً.
2. التقريب المبكر: احتفظ بالقيم الدقيقة (الكسور والجذور) في خطوات الحل الوسطى ولا تقرب إلا في الناتج النهائي.
Error Diagnosis — Common Student Traps vs. Exam-Board Method (Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity)تشخيص الأخطاء — مقارنة الخطأ الشائع بالطريقة الصحيحة (نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ)
Common Student Trapالخطأ الشائع للطالب
Why It Fails Mathematicallyالسبب الرياضي للخطأ
Correct Exam-Board Methodالطريقة الصحيحة المعتمدة
Canceling terms across a sum in x+ax2+aاختصار حدود مجموعة في بسط ومقام الكسر الجبري
Division only cancels common multiplicative factors of the entire numerator and denominator.الاختصار يصح فقط للعوامل المضروبة في كامل البسط والمقام.
Factorize numerator and denominator completely before canceling common binomial factors.حلل البسط والمقام إلى عوامل أولية مضروبة قبل الاختصار.
Writing (a+b)2=a2+b2 when squaring binomialsفك المربع الكامل (a+b)2 بدون الحد الأوسط 2ab
Omits the cross-product term 2ab required by the distributive law.يهمل حد الضرب التبادلي الأوسط 2ab.
Always expand as (a±b)2=a2±2ab+b2.طبق المتطابقة الكاملة (a±b)2=a2±2ab+b2.
Solving quadratic inequalities by treating \( < \) like \( = \) without a sign chartحل المتباينة التربيعية كمعادلة دون اختبار إشارة الفترات
A parabola changes sign at its distinct real roots, so the solution is an interval or union of rays.القطع المكافئ يغير إشارته حول الجذور، لذا الحل فترة متصلة أو اتحاد فترتين.
Find the critical roots first, then sketch the parabola or test a point in each interval.أوجد الجذور الحرجة أولاً ثم ارسم القطع المكافئ لتحديد الفترة الصحيحة.
▲ Exam Pacing & Verification Strategy — Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity▲ استراتيجية الحل السريع والتحقق — نظريات الدائرة والمضلعات والتشابه الهندسي في الفراغ
10-Second Sanity Check: Substitute a simple test value (such as x=0,1, or 2) into both your simplified expression and the original problem statement. If the numerical outputs match, your algebraic manipulation is guaranteed to be error-free.
فحص التحقق السريع: عوّض بقيمة عددية بسيطة (مثل x=1 أو x=2) في الناتج النهائي وفي المسألة الأصلية للتأكد من تطابق القيمتين فوراً.
[Practice 1 · Easy] Evaluate f(7) for the quadratic function f(x)=6x2−6x+10.[تدريب 1 · Easy] احسب قيمة f(7) للدالة التربيعية f(x)=6x2−6x+10.
💡 Hint 1 of 3
Substitute x=7 directly into f(x)=6x2−6x+10.
عوّض عن x=7 مباشرة في قاعدة الدالة f(x).
💡 Hint 2 of 3
Factor out 6x(x−1)+10=6(7)(6)+10.
أخرج عاملاً مشتركاً لتسهيل الحساب: 6(7)(6)+10.
💡 Hint 3 of 3
Compute 252+10 to obtain the final answer.
اجمع 252+10 للحصول على النتيجة النهائية.
Substituting x=7 gives f(7)=6(7)2−6(7)+10=294−42+10=262.بالتعويض عن x=7 نجد f(7)=6(7)2−6(7)+10=262.
[Practice 2 · Easy] Find the positive root of the equation x2−13x+42=0 that is greater than 6.[تدريب 2 · Easy] أوجد الجذر الموجب الأكبر من 6 للمعادلة x2−13x+42=0.
💡 Hint 1 of 3
Look for two integers whose sum is 13 and whose product is 42.
ابحث عن عددين مجموعهما 13 وحاصل ضربهما 42.
💡 Hint 2 of 3
Factor the quadratic as (x−6)(x−7)=0.
حلل المعادلة إلى (x−6)(x−7)=0.
💡 Hint 3 of 3
Compare the two roots x=6 and x=7 and select the larger root.
قارن بين الجذرين x=6 و x=7 واختر الأكبر.
Factoring gives (x−6)(x−7)=0, so the roots are x=6 and x=7. The root greater than 6 is x=7.بالتحليل نحصل على (x−6)(x−7)=0، وبذلك يكون الجذر الأكبر من 6 هو x=7.
[Practice 3 · Medium] If the quadratic equation x2−2kx+54=0 has equal (repeated) real roots and k>0, find the exact value of k2.[تدريب 3 · Medium] إذا كان للمعادلة التربيعية x2−2kx+54=0 جذران حقيقيان متساويان وكان k>0، فأوجد قيمة k2.
💡 Hint 1 of 3
For equal real roots, the discriminant Δ=b2−4ac must equal zero.
لوجود جذرين متساويين يجب أن يكون المميز Δ=b2−4ac=0.
💡 Hint 2 of 3
Substitute a=1,b=−2k,c=54 into (−2k)2−4(1)(54)=0.
عوّض بالمعاملات في المميز: (−2k)2−4(1)(54)=0.
💡 Hint 3 of 3
Simplify 4k2=216 and divide both sides by 4.
بسّط المعادلة 4k2=216 واقسم الطرفين على 4.
Setting the discriminant to zero: Δ=(−2k)2−4(1)(54)=4k2−216=0⟹k2=54.بوضع المميز مساوياً للصفر: 4k2−216=0⟹k2=54.
[Practice 4 · Hard] An arithmetic progression has first term a=6 and common difference d=14. Find the sum of the first 10 terms, S10.[تدريب 4 · Hard] متتابعة حسابية حدها الأول a=6 وأساسها d=14. أوجد مجموع الحدود العشرة الأولى S10.
💡 Hint 1 of 3
Recall the arithmetic series sum formula Sn=2n[2a+(n−1)d].
استخدم قانون مجموع المتسلسلة الحسابية Sn=2n[2a+(n−1)d].
💡 Hint 2 of 3
Substitute n=10,a=6,d=14: S10=5[2(6)+9(14)].
عوّض بالقيم المعطاة: S10=5[2(6)+9(14)].
💡 Hint 3 of 3
Evaluate 5(12+126)=690.
احسب الناتج 5(12+126)=690.
Using Sn=2n[2a+(n−1)d], we have S10=210[2(6)+9(14)]=5(138)=690.بتطبيق قانون المجموع: S10=5(12+126)=690.
[Practice 5 · Hard] Find the instantaneous rate of change dxdy of the curve y=x3+6x2−7x+7 at x=3.[تدريب 5 · Hard] أوجد معدل التغير اللحظي dxdy للمنحنى y=x3+6x2−7x+7 عند x=3.
💡 Hint 1 of 3
Differentiate y=x3+6x2−7x+7 term by term with respect to x.
اشتق معادلة المنحنى حداً بحداّ بالنسبة إلى x.
💡 Hint 2 of 3
The derivative is dxdy=3x2+12x−7.
المشتقة الأولى هي dxdy=3x2+12x−7.
💡 Hint 3 of 3
Substitute x=3: 3(3)2+12(3)−7=56.
عوّض عن x=3 لحساب الميل: 27+36−7=56.
Differentiating gives dxdy=3x2+12x−7. At x=3, dxdy=3(9)+36−7=56.المشتقة هي dxdy=3x2+12x−7، وعند x=3 يكون الميل 27+36−7=56.
🇬🇧 4MA1 Unit 6 — 3D Trig & VectorsCore Mastery · 3D angle between line & plane · Sine Rule (including ambiguous case) · Cosine Rule & triangle area ½ab sin C · Vector geometry & ratio division · Collinearity & parallel vector proofs
Mastering the essential concepts, analytical methods, and exam-grade problem-solving techniques for 3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs (4MA1 Unit 6 — 3D Trig & Vectors).إتقان المفاهيم الأساسية والطرق التحليلية واستراتيجيات حل المسائل المتقدمة في حساب المثلثات ثلاثي الأبعاد وقوانين الجيب وجيب التمام وبراهين المتجهات.
● Definition 6.1 — 3D Line-Plane Angles & Vector Ratio Proofs● تعريف 6.1 — حساب المثلثات ثلاثي الأبعاد وقوانين الجيب وجيب التمام وبراهين المتجهات
To find the angle θ between a space diagonal AG and a horizontal base plane ABCD, project G orthogonally onto C in the plane; the base diagonal has length AC=l2+w2 and tanθ=ACCG. In vector proofs, if P divides AB in the ratio m:n, then OP=OA+m+nmAB=m+nnOA+mOB.
To find the angle θ between a space diagonal AG and a horizontal base plane ABCD, project G orthogonally onto C in the plane; the base diagonal has length AC=l2+w2 and tanθ=ACCG. In vector proofs, if P divides AB in the ratio m:n, then OP=OA+m+nmAB=m+nnOA+mOB.
● Deep Conceptual Intuition — 3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs● الفهم المفاهيمي العميق — حساب المثلثات ثلاثي الأبعاد وقوانين الجيب وجيب التمام وبراهين المتجهات
Structural Invariants & Analytical Rigor: Every problem in 3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs reduces to identifying the underlying algebraic or geometric structure before computing. Whether isolating parameters, verifying domain constraints, or exploiting symmetry, writing down the governing identity first eliminates arithmetic traps and guarantees full method marks.
البنية الرياضية والدقة التحليلية: يعتمد الحل المتقن في حساب المثلثات ثلاثي الأبعاد وقوانين الجيب وجيب التمام وبراهين المتجهات على تحديد العلاقة الرياضية الحاكمة والتحقق من شروط المجال والتناظر قبل إجراء الحسابات العددية.
Coordinate representation of f(x)=(x−2)2−2 and secant line g(x)=x+2 illustrating 3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs.تمثيل بياني يوضح المنحنى والمقاطع الأساسية في درس حساب المثلثات ثلاثي الأبعاد وقوانين الجيب وجيب التمام وبراهين المتجهات.
⊙ Explorer · Vector Addition, Ratio Division & 3D Space Diagonal Lab⊙ مستكشف تفاعلي · مختبر جمع المتجهات وتقسيم القطع المستقيمة والقطر الفراغي
interactive
Live numerical table for Vector Addition, Ratio Division & 3D Space Diagonal Labجدول القيم العددية لـ مختبر جمع المتجهات وتقسيم القطع المستقيمة والقطر الفراغي
Parameter / Metricالمتغير / المعيار
Valueالقيمة
Drag to rotate, scroll to zoom · loads a small 3D library on first use
Drag the sliders or directly manipulate the canvas to explore how changes in the parameters govern 3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs.حرّك المنزلقات أو تفاعل مباشرة مع اللوحة لاستكشاف العلاقات الرياضية في درس حساب المثلثات ثلاثي الأبعاد وقوانين الجيب وجيب التمام وبراهين المتجهات.
Orthogonal components and Euclidean distance relationship (21)2+(28)2=(35)2 for 3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs.العلاقة الهندسية المتعامدة (21)2+(28)2=(35)2 في درس حساب المثلثات ثلاثي الأبعاد وقوانين الجيب وجيب التمام وبراهين المتجهات.
Key Principle 6.1القاعدة الأساسية 6.1
3D angle between line & plane3D angle between line & plane
Key Principle 6.2القاعدة الأساسية 6.2
Sine Rule (including ambiguous case)Sine Rule (including ambiguous case)
Key Principle 6.3القاعدة الأساسية 6.3
Cosine Rule & triangle area ½ab sin CCosine Rule & triangle area ½ab sin C
Key Principle 6.4القاعدة الأساسية 6.4
Vector geometry & ratio divisionVector geometry & ratio division
◆ Why It Works — First-Principles Derivation (3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs)◆ لماذا تعمل هذه القاعدة — الاشتقاق الرياضي (حساب المثلثات ثلاثي الأبعاد وقوانين الجيب وجيب التمام وبراهين المتجهات)
First-Principles Justification: Any quadratic or bilinear relation ax2+bx+c=0 can be transformed by completing the square:
a(x+2ab)2=4ab2−4ac.
This single identity simultaneously proves the quadratic formula, determines the exact turning-point coordinates (−2ab,c−4ab2), and establishes the discriminant criterion Δ=b2−4ac for tangency and root existence.
البرهان من المبادئ الأولية: بإكمال المربع للمقدار ax2+bx+c نحصل على a(x+2ab)2+(c−4ab2)، وهو ما يفسر قانون المميز وإحداثيات نقطة الرأس بدقة.
Worked Example 6.A — Foundational Formulation (3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs)مثال محلول 6.A — تطبيق أساسي (حساب المثلثات ثلاثي الأبعاد وقوانين الجيب وجيب التمام وبراهين المتجهات)
Problem: Given the quadratic function f(x)=x2−14x+57, express f(x) in the completed-square form (x−h)2+k and state its minimum value and the value of x at which it occurs.
Step-by-Step Solution: 1. Halve the coefficient of x: −214=−7. 2. Write (x−7)2=x2−14x+49. 3. Adjust the constant term: f(x)=(x−7)2−49+57=(x−7)2+8. 4. Since (x−7)2≥0 for all real x, the minimum value is k=8, achieved at x=7.
Final Answer:f(x)=(x−7)2+8; minimum value 8 at x=7.
الحل خطوة بخطوة: بإكمال المربع: f(x)=(x−7)2+8، وبما أن المربع الكامل غير سالب، فإن القيمة الصغرى هي 8 وتتحقق عند x=7.
Worked Example 6.B — Intermediate Multi-Step Synthesis (3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs)مثال محلول 6.B — تطبيق متوسط متعدد الخطوات (حساب المثلثات ثلاثي الأبعاد وقوانين الجيب وجيب التمام وبراهين المتجهات)
Problem: The line y=2x+k intersects the curve y=x2−14x+54 at two distinct points. Find the range of possible values for the constant k.
Step-by-Step Solution: 1. Equate the line and curve equations: x2−14x+54=2x+k⟹x2−16x+(54−k)=0 2. For two distinct real intersections, the discriminant must satisfy Δ=b2−4ac>0: (−16)2−4(1)(54−k)>0 256−216+4k>0⟹4k>−40⟹k>−10
Final Answer:k>−10.
المسألة: المستقيم y=2x+k يقطع المنحنى y=x2−14x+54 في نقطتين متمايزتين. أوجد مدى قيم k.
الحل: بمساواة المعادلتين ووضع المميز Δ>0 نجد أن k>−10.
Problem: Consider the cubic function g(x)=x3−21x2+147x+8. Find the coordinates of the stationary point of inflection and the gradient of the curve at x=9.
Step-by-Step Solution: 1. Differentiate term by term: g′(x)=3x2−42x+147=3(x−7)2 2. Setting g′(x)=0 yields x=7, with g(7)=8. Thus (7,8) is the stationary point. 3. At x=9, the gradient is g′(9)=3(2)2=12.
Final Answer: Stationary point (7,8); gradient at x=9 is 12.
المسألة: للدالة g(x)=x3−21x2+147x+8، أوجد النقطة الحرجة وميل المماس عند x=9.
الحل: المشتقة g′(x)=3(x−7)2، تنعدم عند (7,8)، وعند x=9 يكون الميل 3(4)=12.
Problem: Let Sn denote the sum of the first n terms of an arithmetic progression where Sn=7n2+8n. Find an expression for the n-th term un, determine the common difference d, and evaluate u10.
Step-by-Step Solution: 1. For n=1, u1=S1=7(1)2+8(1)=15. 2. For n≥2, use the fundamental identity un=Sn−Sn−1: un=[7n2+8n]−[7(n−1)2+8(n−1)]=14n+(1) 3. The coefficient of n gives the common difference d=14. 4. Substituting n=10 yields u10=141.
Final Answer:un=14n+1, d=14, and u10=141.
المسألة: إذا كان مجموع أول n حداً من متتابعة حسابية هو Sn=7n2+8n، فأوجد الحد النوني un والأساس d والحد العاشر u10.
الحل: من العلاقة un=Sn−Sn−1 نجد un=14n+1، والأساس d=14، والحد العاشر u10=141.
⚠️ Common Exam Traps — 3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs⚠️ أخطاء شائعة في الاختبار — حساب المثلثات ثلاثي الأبعاد وقوانين الجيب وجيب التمام وبراهين المتجهات
1. Sign & Domain Omissions: Always verify whether negative roots or boundary values violate denominator, square-root, or logarithmic domain restrictions before writing your final answer.
2. Premature Rounding: Keep exact fractions, surds, or π expressions throughout intermediate steps and round only at the final line if requested.
1. إغفال قيود المجال والإشارات: تحقق دائماً من استبعاد القيم التي تجعل المقام صفراً أو ما تحت الجذر التربيعي سالباً.
2. التقريب المبكر: احتفظ بالقيم الدقيقة (الكسور والجذور) في خطوات الحل الوسطى ولا تقرب إلا في الناتج النهائي.
Canceling terms across a sum in x+ax2+aاختصار حدود مجموعة في بسط ومقام الكسر الجبري
Division only cancels common multiplicative factors of the entire numerator and denominator.الاختصار يصح فقط للعوامل المضروبة في كامل البسط والمقام.
Factorize numerator and denominator completely before canceling common binomial factors.حلل البسط والمقام إلى عوامل أولية مضروبة قبل الاختصار.
Writing (a+b)2=a2+b2 when squaring binomialsفك المربع الكامل (a+b)2 بدون الحد الأوسط 2ab
Omits the cross-product term 2ab required by the distributive law.يهمل حد الضرب التبادلي الأوسط 2ab.
Always expand as (a±b)2=a2±2ab+b2.طبق المتطابقة الكاملة (a±b)2=a2±2ab+b2.
Solving quadratic inequalities by treating \( < \) like \( = \) without a sign chartحل المتباينة التربيعية كمعادلة دون اختبار إشارة الفترات
A parabola changes sign at its distinct real roots, so the solution is an interval or union of rays.القطع المكافئ يغير إشارته حول الجذور، لذا الحل فترة متصلة أو اتحاد فترتين.
Find the critical roots first, then sketch the parabola or test a point in each interval.أوجد الجذور الحرجة أولاً ثم ارسم القطع المكافئ لتحديد الفترة الصحيحة.
▲ Exam Pacing & Verification Strategy — 3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs▲ استراتيجية الحل السريع والتحقق — حساب المثلثات ثلاثي الأبعاد وقوانين الجيب وجيب التمام وبراهين المتجهات
10-Second Sanity Check: Substitute a simple test value (such as x=0,1, or 2) into both your simplified expression and the original problem statement. If the numerical outputs match, your algebraic manipulation is guaranteed to be error-free.
فحص التحقق السريع: عوّض بقيمة عددية بسيطة (مثل x=1 أو x=2) في الناتج النهائي وفي المسألة الأصلية للتأكد من تطابق القيمتين فوراً.
[Practice 1 · Easy] Evaluate f(8) for the quadratic function f(x)=7x2−7x+10.[تدريب 1 · Easy] احسب قيمة f(8) للدالة التربيعية f(x)=7x2−7x+10.
💡 Hint 1 of 3
Substitute x=8 directly into f(x)=7x2−7x+10.
عوّض عن x=8 مباشرة في قاعدة الدالة f(x).
💡 Hint 2 of 3
Factor out 7x(x−1)+10=7(8)(7)+10.
أخرج عاملاً مشتركاً لتسهيل الحساب: 7(8)(7)+10.
💡 Hint 3 of 3
Compute 392+10 to obtain the final answer.
اجمع 392+10 للحصول على النتيجة النهائية.
Substituting x=8 gives f(8)=7(8)2−7(8)+10=448−56+10=402.بالتعويض عن x=8 نجد f(8)=7(8)2−7(8)+10=402.
[Practice 2 · Easy] Find the positive root of the equation x2−15x+56=0 that is greater than 7.[تدريب 2 · Easy] أوجد الجذر الموجب الأكبر من 7 للمعادلة x2−15x+56=0.
💡 Hint 1 of 3
Look for two integers whose sum is 15 and whose product is 56.
ابحث عن عددين مجموعهما 15 وحاصل ضربهما 56.
💡 Hint 2 of 3
Factor the quadratic as (x−7)(x−8)=0.
حلل المعادلة إلى (x−7)(x−8)=0.
💡 Hint 3 of 3
Compare the two roots x=7 and x=8 and select the larger root.
قارن بين الجذرين x=7 و x=8 واختر الأكبر.
Factoring gives (x−7)(x−8)=0, so the roots are x=7 and x=8. The root greater than 7 is x=8.بالتحليل نحصل على (x−7)(x−8)=0، وبذلك يكون الجذر الأكبر من 7 هو x=8.
[Practice 3 · Medium] If the quadratic equation x2−2kx+63=0 has equal (repeated) real roots and k>0, find the exact value of k2.[تدريب 3 · Medium] إذا كان للمعادلة التربيعية x2−2kx+63=0 جذران حقيقيان متساويان وكان k>0، فأوجد قيمة k2.
💡 Hint 1 of 3
For equal real roots, the discriminant Δ=b2−4ac must equal zero.
لوجود جذرين متساويين يجب أن يكون المميز Δ=b2−4ac=0.
💡 Hint 2 of 3
Substitute a=1,b=−2k,c=63 into (−2k)2−4(1)(63)=0.
عوّض بالمعاملات في المميز: (−2k)2−4(1)(63)=0.
💡 Hint 3 of 3
Simplify 4k2=252 and divide both sides by 4.
بسّط المعادلة 4k2=252 واقسم الطرفين على 4.
Setting the discriminant to zero: Δ=(−2k)2−4(1)(63)=4k2−252=0⟹k2=63.بوضع المميز مساوياً للصفر: 4k2−252=0⟹k2=63.
[Practice 4 · Hard] An arithmetic progression has first term a=7 and common difference d=16. Find the sum of the first 10 terms, S10.[تدريب 4 · Hard] متتابعة حسابية حدها الأول a=7 وأساسها d=16. أوجد مجموع الحدود العشرة الأولى S10.
💡 Hint 1 of 3
Recall the arithmetic series sum formula Sn=2n[2a+(n−1)d].
استخدم قانون مجموع المتسلسلة الحسابية Sn=2n[2a+(n−1)d].
💡 Hint 2 of 3
Substitute n=10,a=7,d=16: S10=5[2(7)+9(16)].
عوّض بالقيم المعطاة: S10=5[2(7)+9(16)].
💡 Hint 3 of 3
Evaluate 5(14+144)=790.
احسب الناتج 5(14+144)=790.
Using Sn=2n[2a+(n−1)d], we have S10=210[2(7)+9(16)]=5(158)=790.بتطبيق قانون المجموع: S10=5(14+144)=790.
[Practice 5 · Hard] Find the instantaneous rate of change dxdy of the curve y=x3+7x2−8x+7 at x=3.[تدريب 5 · Hard] أوجد معدل التغير اللحظي dxdy للمنحنى y=x3+7x2−8x+7 عند x=3.
💡 Hint 1 of 3
Differentiate y=x3+7x2−8x+7 term by term with respect to x.
اشتق معادلة المنحنى حداً بحداّ بالنسبة إلى x.
💡 Hint 2 of 3
The derivative is dxdy=3x2+14x−8.
المشتقة الأولى هي dxdy=3x2+14x−8.
💡 Hint 3 of 3
Substitute x=3: 3(3)2+14(3)−8=61.
عوّض عن x=3 لحساب الميل: 27+42−8=61.
Differentiating gives dxdy=3x2+14x−8. At x=3, dxdy=3(9)+42−8=61.المشتقة هي dxdy=3x2+14x−8، وعند x=3 يكون الميل 27+42−8=61.
Mastering the essential concepts, analytical methods, and exam-grade problem-solving techniques for Differentiation, Turning Points & Kinematics (4MA1 Unit 7 — Calculus & Kinematics).إتقان المفاهيم الأساسية والطرق التحليلية واستراتيجيات حل المسائل المتقدمة في التفاضل والنقاط الحرجة وتطبيقات الحركة المستقيمة.
● Definition 7.1 — Power-Rule Differentiation & Variable-Acceleration Kinematics● تعريف 7.1 — التفاضل والنقاط الحرجة وتطبيقات الحركة المستقيمة
For any rational or negative integer power y=axn, the derivative is dxdy=anxn−1. Stationary turning points occur where dxdy=0. In 4MA1 kinematics, if displacement from a fixed origin O at time t is s(t), then instantaneous velocity is v(t)=dtds (the particle is momentarily at rest when v=0) and acceleration is a(t)=dtdv=dt2d2s.
For any rational or negative integer power y=axn, the derivative is dxdy=anxn−1. Stationary turning points occur where dxdy=0. In 4MA1 kinematics, if displacement from a fixed origin O at time t is s(t), then instantaneous velocity is v(t)=dtds (the particle is momentarily at rest when v=0) and acceleration is a(t)=dtdv=dt2d2s.
● Deep Conceptual Intuition — Differentiation, Turning Points & Kinematics● الفهم المفاهيمي العميق — التفاضل والنقاط الحرجة وتطبيقات الحركة المستقيمة
Structural Invariants & Analytical Rigor: Every problem in Differentiation, Turning Points & Kinematics reduces to identifying the underlying algebraic or geometric structure before computing. Whether isolating parameters, verifying domain constraints, or exploiting symmetry, writing down the governing identity first eliminates arithmetic traps and guarantees full method marks.
البنية الرياضية والدقة التحليلية: يعتمد الحل المتقن في التفاضل والنقاط الحرجة وتطبيقات الحركة المستقيمة على تحديد العلاقة الرياضية الحاكمة والتحقق من شروط المجال والتناظر قبل إجراء الحسابات العددية.
Coordinate representation of f(x)=(x−0)2−2 and secant line g(x)=x+1 illustrating Differentiation, Turning Points & Kinematics.تمثيل بياني يوضح المنحنى والمقاطع الأساسية في درس التفاضل والنقاط الحرجة وتطبيقات الحركة المستقيمة.
Live numerical table for Derivative Gradient, Turning Points & Kinematics Velocity Labجدول القيم العددية لـ مختبر المشتقة والنقاط الحرجة وسرعة الجسيم
Parameter / Metricالمتغير / المعيار
Valueالقيمة
Drag to rotate, scroll to zoom · loads a small 3D library on first use
Tangent Gradient dy/dxTangent Gradient dy/dx0.00
Point NaturePoint NatureStationary Turning Point
Normal GradientNormal GradientVertical
Drag the sliders or directly manipulate the canvas to explore how changes in the parameters govern Differentiation, Turning Points & Kinematics.حرّك المنزلقات أو تفاعل مباشرة مع اللوحة لاستكشاف العلاقات الرياضية في درس التفاضل والنقاط الحرجة وتطبيقات الحركة المستقيمة.
Orthogonal components and Euclidean distance relationship (24)2+(32)2=(40)2 for Differentiation, Turning Points & Kinematics.العلاقة الهندسية المتعامدة (24)2+(32)2=(40)2 في درس التفاضل والنقاط الحرجة وتطبيقات الحركة المستقيمة.
Kinematics: v = ds/dt and a = dv/dtKinematics: v = ds/dt and a = dv/dt
◆ Why It Works — First-Principles Derivation (Differentiation, Turning Points & Kinematics)◆ لماذا تعمل هذه القاعدة — الاشتقاق الرياضي (التفاضل والنقاط الحرجة وتطبيقات الحركة المستقيمة)
First-Principles Justification: Any quadratic or bilinear relation ax2+bx+c=0 can be transformed by completing the square:
a(x+2ab)2=4ab2−4ac.
This single identity simultaneously proves the quadratic formula, determines the exact turning-point coordinates (−2ab,c−4ab2), and establishes the discriminant criterion Δ=b2−4ac for tangency and root existence.
البرهان من المبادئ الأولية: بإكمال المربع للمقدار ax2+bx+c نحصل على a(x+2ab)2+(c−4ab2)، وهو ما يفسر قانون المميز وإحداثيات نقطة الرأس بدقة.
Worked Example 7.A — Foundational Formulation (Differentiation, Turning Points & Kinematics)مثال محلول 7.A — تطبيق أساسي (التفاضل والنقاط الحرجة وتطبيقات الحركة المستقيمة)
Problem: Given the quadratic function f(x)=x2−16x+73, express f(x) in the completed-square form (x−h)2+k and state its minimum value and the value of x at which it occurs.
Step-by-Step Solution: 1. Halve the coefficient of x: −216=−8. 2. Write (x−8)2=x2−16x+64. 3. Adjust the constant term: f(x)=(x−8)2−64+73=(x−8)2+9. 4. Since (x−8)2≥0 for all real x, the minimum value is k=9, achieved at x=8.
Final Answer:f(x)=(x−8)2+9; minimum value 9 at x=8.
الحل خطوة بخطوة: بإكمال المربع: f(x)=(x−8)2+9، وبما أن المربع الكامل غير سالب، فإن القيمة الصغرى هي 9 وتتحقق عند x=8.
Worked Example 7.B — Intermediate Multi-Step Synthesis (Differentiation, Turning Points & Kinematics)مثال محلول 7.B — تطبيق متوسط متعدد الخطوات (التفاضل والنقاط الحرجة وتطبيقات الحركة المستقيمة)
Problem: The line y=2x+k intersects the curve y=x2−16x+69 at two distinct points. Find the range of possible values for the constant k.
Step-by-Step Solution: 1. Equate the line and curve equations: x2−16x+69=2x+k⟹x2−18x+(69−k)=0 2. For two distinct real intersections, the discriminant must satisfy Δ=b2−4ac>0: (−18)2−4(1)(69−k)>0 324−276+4k>0⟹4k>−48⟹k>−12
Final Answer:k>−12.
المسألة: المستقيم y=2x+k يقطع المنحنى y=x2−16x+69 في نقطتين متمايزتين. أوجد مدى قيم k.
الحل: بمساواة المعادلتين ووضع المميز Δ>0 نجد أن k>−12.
Worked Example 7.C — Advanced Rate & Vector Application (Differentiation, Turning Points & Kinematics)مثال محلول 7.C — تطبيق متقدم (التفاضل والنقاط الحرجة وتطبيقات الحركة المستقيمة)
Problem: Consider the cubic function g(x)=x3−24x2+192x+9. Find the coordinates of the stationary point of inflection and the gradient of the curve at x=10.
Step-by-Step Solution: 1. Differentiate term by term: g′(x)=3x2−48x+192=3(x−8)2 2. Setting g′(x)=0 yields x=8, with g(8)=9. Thus (8,9) is the stationary point. 3. At x=10, the gradient is g′(10)=3(2)2=12.
Final Answer: Stationary point (8,9); gradient at x=10 is 12.
المسألة: للدالة g(x)=x3−24x2+192x+9، أوجد النقطة الحرجة وميل المماس عند x=10.
الحل: المشتقة g′(x)=3(x−8)2، تنعدم عند (8,9)، وعند x=10 يكون الميل 3(4)=12.
Worked Example 7.D — Exam-Grade Challenge Synthesis (Differentiation, Turning Points & Kinematics)مثال محلول 7.D — مسألة تحدي بمستوى الاختبار (التفاضل والنقاط الحرجة وتطبيقات الحركة المستقيمة)
Problem: Let Sn denote the sum of the first n terms of an arithmetic progression where Sn=8n2+9n. Find an expression for the n-th term un, determine the common difference d, and evaluate u10.
Step-by-Step Solution: 1. For n=1, u1=S1=8(1)2+9(1)=17. 2. For n≥2, use the fundamental identity un=Sn−Sn−1: un=[8n2+9n]−[8(n−1)2+9(n−1)]=16n+(1) 3. The coefficient of n gives the common difference d=16. 4. Substituting n=10 yields u10=161.
Final Answer:un=16n+1, d=16, and u10=161.
المسألة: إذا كان مجموع أول n حداً من متتابعة حسابية هو Sn=8n2+9n، فأوجد الحد النوني un والأساس d والحد العاشر u10.
الحل: من العلاقة un=Sn−Sn−1 نجد un=16n+1، والأساس d=16، والحد العاشر u10=161.
⚠️ Common Exam Traps — Differentiation, Turning Points & Kinematics⚠️ أخطاء شائعة في الاختبار — التفاضل والنقاط الحرجة وتطبيقات الحركة المستقيمة
1. Sign & Domain Omissions: Always verify whether negative roots or boundary values violate denominator, square-root, or logarithmic domain restrictions before writing your final answer.
2. Premature Rounding: Keep exact fractions, surds, or π expressions throughout intermediate steps and round only at the final line if requested.
1. إغفال قيود المجال والإشارات: تحقق دائماً من استبعاد القيم التي تجعل المقام صفراً أو ما تحت الجذر التربيعي سالباً.
2. التقريب المبكر: احتفظ بالقيم الدقيقة (الكسور والجذور) في خطوات الحل الوسطى ولا تقرب إلا في الناتج النهائي.
Error Diagnosis — Common Student Traps vs. Exam-Board Method (Differentiation, Turning Points & Kinematics)تشخيص الأخطاء — مقارنة الخطأ الشائع بالطريقة الصحيحة (التفاضل والنقاط الحرجة وتطبيقات الحركة المستقيمة)
Common Student Trapالخطأ الشائع للطالب
Why It Fails Mathematicallyالسبب الرياضي للخطأ
Correct Exam-Board Methodالطريقة الصحيحة المعتمدة
Canceling terms across a sum in x+ax2+aاختصار حدود مجموعة في بسط ومقام الكسر الجبري
Division only cancels common multiplicative factors of the entire numerator and denominator.الاختصار يصح فقط للعوامل المضروبة في كامل البسط والمقام.
Factorize numerator and denominator completely before canceling common binomial factors.حلل البسط والمقام إلى عوامل أولية مضروبة قبل الاختصار.
Writing (a+b)2=a2+b2 when squaring binomialsفك المربع الكامل (a+b)2 بدون الحد الأوسط 2ab
Omits the cross-product term 2ab required by the distributive law.يهمل حد الضرب التبادلي الأوسط 2ab.
Always expand as (a±b)2=a2±2ab+b2.طبق المتطابقة الكاملة (a±b)2=a2±2ab+b2.
Solving quadratic inequalities by treating \( < \) like \( = \) without a sign chartحل المتباينة التربيعية كمعادلة دون اختبار إشارة الفترات
A parabola changes sign at its distinct real roots, so the solution is an interval or union of rays.القطع المكافئ يغير إشارته حول الجذور، لذا الحل فترة متصلة أو اتحاد فترتين.
Find the critical roots first, then sketch the parabola or test a point in each interval.أوجد الجذور الحرجة أولاً ثم ارسم القطع المكافئ لتحديد الفترة الصحيحة.
10-Second Sanity Check: Substitute a simple test value (such as x=0,1, or 2) into both your simplified expression and the original problem statement. If the numerical outputs match, your algebraic manipulation is guaranteed to be error-free.
فحص التحقق السريع: عوّض بقيمة عددية بسيطة (مثل x=1 أو x=2) في الناتج النهائي وفي المسألة الأصلية للتأكد من تطابق القيمتين فوراً.
[Practice 1 · Easy] Evaluate f(9) for the quadratic function f(x)=8x2−8x+10.[تدريب 1 · Easy] احسب قيمة f(9) للدالة التربيعية f(x)=8x2−8x+10.
💡 Hint 1 of 3
Substitute x=9 directly into f(x)=8x2−8x+10.
عوّض عن x=9 مباشرة في قاعدة الدالة f(x).
💡 Hint 2 of 3
Factor out 8x(x−1)+10=8(9)(8)+10.
أخرج عاملاً مشتركاً لتسهيل الحساب: 8(9)(8)+10.
💡 Hint 3 of 3
Compute 576+10 to obtain the final answer.
اجمع 576+10 للحصول على النتيجة النهائية.
Substituting x=9 gives f(9)=8(9)2−8(9)+10=648−72+10=586.بالتعويض عن x=9 نجد f(9)=8(9)2−8(9)+10=586.
[Practice 2 · Easy] Find the positive root of the equation x2−17x+72=0 that is greater than 8.[تدريب 2 · Easy] أوجد الجذر الموجب الأكبر من 8 للمعادلة x2−17x+72=0.
💡 Hint 1 of 3
Look for two integers whose sum is 17 and whose product is 72.
ابحث عن عددين مجموعهما 17 وحاصل ضربهما 72.
💡 Hint 2 of 3
Factor the quadratic as (x−8)(x−9)=0.
حلل المعادلة إلى (x−8)(x−9)=0.
💡 Hint 3 of 3
Compare the two roots x=8 and x=9 and select the larger root.
قارن بين الجذرين x=8 و x=9 واختر الأكبر.
Factoring gives (x−8)(x−9)=0, so the roots are x=8 and x=9. The root greater than 8 is x=9.بالتحليل نحصل على (x−8)(x−9)=0، وبذلك يكون الجذر الأكبر من 8 هو x=9.
[Practice 3 · Medium] If the quadratic equation x2−2kx+72=0 has equal (repeated) real roots and k>0, find the exact value of k2.[تدريب 3 · Medium] إذا كان للمعادلة التربيعية x2−2kx+72=0 جذران حقيقيان متساويان وكان k>0، فأوجد قيمة k2.
💡 Hint 1 of 3
For equal real roots, the discriminant Δ=b2−4ac must equal zero.
لوجود جذرين متساويين يجب أن يكون المميز Δ=b2−4ac=0.
💡 Hint 2 of 3
Substitute a=1,b=−2k,c=72 into (−2k)2−4(1)(72)=0.
عوّض بالمعاملات في المميز: (−2k)2−4(1)(72)=0.
💡 Hint 3 of 3
Simplify 4k2=288 and divide both sides by 4.
بسّط المعادلة 4k2=288 واقسم الطرفين على 4.
Setting the discriminant to zero: Δ=(−2k)2−4(1)(72)=4k2−288=0⟹k2=72.بوضع المميز مساوياً للصفر: 4k2−288=0⟹k2=72.
[Practice 4 · Hard] An arithmetic progression has first term a=8 and common difference d=18. Find the sum of the first 10 terms, S10.[تدريب 4 · Hard] متتابعة حسابية حدها الأول a=8 وأساسها d=18. أوجد مجموع الحدود العشرة الأولى S10.
💡 Hint 1 of 3
Recall the arithmetic series sum formula Sn=2n[2a+(n−1)d].
استخدم قانون مجموع المتسلسلة الحسابية Sn=2n[2a+(n−1)d].
💡 Hint 2 of 3
Substitute n=10,a=8,d=18: S10=5[2(8)+9(18)].
عوّض بالقيم المعطاة: S10=5[2(8)+9(18)].
💡 Hint 3 of 3
Evaluate 5(16+162)=890.
احسب الناتج 5(16+162)=890.
Using Sn=2n[2a+(n−1)d], we have S10=210[2(8)+9(18)]=5(178)=890.بتطبيق قانون المجموع: S10=5(16+162)=890.
[Practice 5 · Hard] Find the instantaneous rate of change dxdy of the curve y=x3+8x2−9x+7 at x=3.[تدريب 5 · Hard] أوجد معدل التغير اللحظي dxdy للمنحنى y=x3+8x2−9x+7 عند x=3.
💡 Hint 1 of 3
Differentiate y=x3+8x2−9x+7 term by term with respect to x.
اشتق معادلة المنحنى حداً بحداّ بالنسبة إلى x.
💡 Hint 2 of 3
The derivative is dxdy=3x2+16x−9.
المشتقة الأولى هي dxdy=3x2+16x−9.
💡 Hint 3 of 3
Substitute x=3: 3(3)2+16(3)−9=66.
عوّض عن x=3 لحساب الميل: 27+48−9=66.
Differentiating gives dxdy=3x2+16x−9. At x=3, dxdy=3(9)+48−9=66.المشتقة هي dxdy=3x2+16x−9، وعند x=3 يكون الميل 27+48−9=66.
Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagramsالمدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات
🇬🇧 4MA1 Unit 8 — Statistics & ProbabilityCore Mastery · Frequency density = Frequency / Class Width · Cumulative frequency ogives & IQR · Conditional probability without replacement · Tree diagrams & Venn conditional queries · Grouped mean estimation
Mastering the essential concepts, analytical methods, and exam-grade problem-solving techniques for Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams (4MA1 Unit 8 — Statistics & Probability).إتقان المفاهيم الأساسية والطرق التحليلية واستراتيجيات حل المسائل المتقدمة في المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات.
● Definition 8.1 — Frequency Density Histograms & Conditional Probability Without Replacement● تعريف 8.1 — المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات
In a histogram with unequal class intervals, the area of each bar is proportional to the frequency, and the vertical axis plots Frequency DensityFrequency Density=Class WidthFrequency. When items are drawn without replacement from a finite population of size N, the second-stage denominator decreases to N−1, and P(A∩B)=P(A)⋅P(B∣A).
In a histogram with unequal class intervals, the area of each bar is proportional to the frequency, and the vertical axis plots Frequency DensityFrequency Density=Class WidthFrequency. When items are drawn without replacement from a finite population of size N, the second-stage denominator decreases to N−1, and P(A∩B)=P(A)⋅P(B∣A).
● Deep Conceptual Intuition — Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams● الفهم المفاهيمي العميق — المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات
Structural Invariants & Analytical Rigor: Every problem in Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams reduces to identifying the underlying algebraic or geometric structure before computing. Whether isolating parameters, verifying domain constraints, or exploiting symmetry, writing down the governing identity first eliminates arithmetic traps and guarantees full method marks.
البنية الرياضية والدقة التحليلية: يعتمد الحل المتقن في المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات على تحديد العلاقة الرياضية الحاكمة والتحقق من شروط المجال والتناظر قبل إجراء الحسابات العددية.
Coordinate representation of f(x)=(x−1)2−2 and secant line g(x)=x+2 illustrating Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams.تمثيل بياني يوضح المنحنى والمقاطع الأساسية في درس المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات.
⊙ Explorer · Unequal-Class Histogram Frequency Density & IQR Lab⊙ مستكشف تفاعلي · مختبر كثافة التكرار للمدرج التكراري والمدى الربيعي
interactive
Live numerical table for Unequal-Class Histogram Frequency Density & IQR Labجدول القيم العددية لـ مختبر كثافة التكرار للمدرج التكراري والمدى الربيعي
Parameter / Metricالمتغير / المعيار
Valueالقيمة
Frequency Density FD=F/WFrequency Density FD=F/W3.00
Bar Area =FBar Area =F30
Median / IQR StatusMedian / IQR StatusProportional Area
Drag the sliders or directly manipulate the canvas to explore how changes in the parameters govern Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams.حرّك المنزلقات أو تفاعل مباشرة مع اللوحة لاستكشاف العلاقات الرياضية في درس المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات.
Orthogonal components and Euclidean distance relationship (27)2+(36)2=(45)2 for Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams.العلاقة الهندسية المتعامدة (27)2+(36)2=(45)2 في درس المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات.
Key Principle 8.1القاعدة الأساسية 8.1
Frequency density = Frequency / Class WidthFrequency density = Frequency / Class Width
Key Principle 8.2القاعدة الأساسية 8.2
Cumulative frequency ogives & IQRCumulative frequency ogives & IQR
Key Principle 8.3القاعدة الأساسية 8.3
Conditional probability without replacementConditional probability without replacement
◆ Why It Works — First-Principles Derivation (Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams)◆ لماذا تعمل هذه القاعدة — الاشتقاق الرياضي (المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات)
First-Principles Justification: Any quadratic or bilinear relation ax2+bx+c=0 can be transformed by completing the square:
a(x+2ab)2=4ab2−4ac.
This single identity simultaneously proves the quadratic formula, determines the exact turning-point coordinates (−2ab,c−4ab2), and establishes the discriminant criterion Δ=b2−4ac for tangency and root existence.
البرهان من المبادئ الأولية: بإكمال المربع للمقدار ax2+bx+c نحصل على a(x+2ab)2+(c−4ab2)، وهو ما يفسر قانون المميز وإحداثيات نقطة الرأس بدقة.
Worked Example 8.A — Foundational Formulation (Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams)مثال محلول 8.A — تطبيق أساسي (المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات)
Problem: Given the quadratic function f(x)=x2−18x+91, express f(x) in the completed-square form (x−h)2+k and state its minimum value and the value of x at which it occurs.
Step-by-Step Solution: 1. Halve the coefficient of x: −218=−9. 2. Write (x−9)2=x2−18x+81. 3. Adjust the constant term: f(x)=(x−9)2−81+91=(x−9)2+10. 4. Since (x−9)2≥0 for all real x, the minimum value is k=10, achieved at x=9.
Final Answer:f(x)=(x−9)2+10; minimum value 10 at x=9.
الحل خطوة بخطوة: بإكمال المربع: f(x)=(x−9)2+10، وبما أن المربع الكامل غير سالب، فإن القيمة الصغرى هي 10 وتتحقق عند x=9.
Worked Example 8.B — Intermediate Multi-Step Synthesis (Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams)مثال محلول 8.B — تطبيق متوسط متعدد الخطوات (المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات)
Problem: The line y=2x+k intersects the curve y=x2−18x+86 at two distinct points. Find the range of possible values for the constant k.
Step-by-Step Solution: 1. Equate the line and curve equations: x2−18x+86=2x+k⟹x2−20x+(86−k)=0 2. For two distinct real intersections, the discriminant must satisfy Δ=b2−4ac>0: (−20)2−4(1)(86−k)>0 400−344+4k>0⟹4k>−56⟹k>−14
Final Answer:k>−14.
المسألة: المستقيم y=2x+k يقطع المنحنى y=x2−18x+86 في نقطتين متمايزتين. أوجد مدى قيم k.
الحل: بمساواة المعادلتين ووضع المميز Δ>0 نجد أن k>−14.
Worked Example 8.C — Advanced Rate & Vector Application (Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams)مثال محلول 8.C — تطبيق متقدم (المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات)
Problem: Consider the cubic function g(x)=x3−27x2+243x+10. Find the coordinates of the stationary point of inflection and the gradient of the curve at x=11.
Step-by-Step Solution: 1. Differentiate term by term: g′(x)=3x2−54x+243=3(x−9)2 2. Setting g′(x)=0 yields x=9, with g(9)=10. Thus (9,10) is the stationary point. 3. At x=11, the gradient is g′(11)=3(2)2=12.
Final Answer: Stationary point (9,10); gradient at x=11 is 12.
المسألة: للدالة g(x)=x3−27x2+243x+10، أوجد النقطة الحرجة وميل المماس عند x=11.
الحل: المشتقة g′(x)=3(x−9)2، تنعدم عند (9,10)، وعند x=11 يكون الميل 3(4)=12.
Worked Example 8.D — Exam-Grade Challenge Synthesis (Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams)مثال محلول 8.D — مسألة تحدي بمستوى الاختبار (المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات)
Problem: Let Sn denote the sum of the first n terms of an arithmetic progression where Sn=9n2+10n. Find an expression for the n-th term un, determine the common difference d, and evaluate u10.
Step-by-Step Solution: 1. For n=1, u1=S1=9(1)2+10(1)=19. 2. For n≥2, use the fundamental identity un=Sn−Sn−1: un=[9n2+10n]−[9(n−1)2+10(n−1)]=18n+(1) 3. The coefficient of n gives the common difference d=18. 4. Substituting n=10 yields u10=181.
Final Answer:un=18n+1, d=18, and u10=181.
المسألة: إذا كان مجموع أول n حداً من متتابعة حسابية هو Sn=9n2+10n، فأوجد الحد النوني un والأساس d والحد العاشر u10.
الحل: من العلاقة un=Sn−Sn−1 نجد un=18n+1، والأساس d=18، والحد العاشر u10=181.
⚠️ Common Exam Traps — Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams⚠️ أخطاء شائعة في الاختبار — المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات
1. Sign & Domain Omissions: Always verify whether negative roots or boundary values violate denominator, square-root, or logarithmic domain restrictions before writing your final answer.
2. Premature Rounding: Keep exact fractions, surds, or π expressions throughout intermediate steps and round only at the final line if requested.
1. إغفال قيود المجال والإشارات: تحقق دائماً من استبعاد القيم التي تجعل المقام صفراً أو ما تحت الجذر التربيعي سالباً.
2. التقريب المبكر: احتفظ بالقيم الدقيقة (الكسور والجذور) في خطوات الحل الوسطى ولا تقرب إلا في الناتج النهائي.
Error Diagnosis — Common Student Traps vs. Exam-Board Method (Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams)تشخيص الأخطاء — مقارنة الخطأ الشائع بالطريقة الصحيحة (المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات)
Common Student Trapالخطأ الشائع للطالب
Why It Fails Mathematicallyالسبب الرياضي للخطأ
Correct Exam-Board Methodالطريقة الصحيحة المعتمدة
Canceling terms across a sum in x+ax2+aاختصار حدود مجموعة في بسط ومقام الكسر الجبري
Division only cancels common multiplicative factors of the entire numerator and denominator.الاختصار يصح فقط للعوامل المضروبة في كامل البسط والمقام.
Factorize numerator and denominator completely before canceling common binomial factors.حلل البسط والمقام إلى عوامل أولية مضروبة قبل الاختصار.
Writing (a+b)2=a2+b2 when squaring binomialsفك المربع الكامل (a+b)2 بدون الحد الأوسط 2ab
Omits the cross-product term 2ab required by the distributive law.يهمل حد الضرب التبادلي الأوسط 2ab.
Always expand as (a±b)2=a2±2ab+b2.طبق المتطابقة الكاملة (a±b)2=a2±2ab+b2.
Solving quadratic inequalities by treating \( < \) like \( = \) without a sign chartحل المتباينة التربيعية كمعادلة دون اختبار إشارة الفترات
A parabola changes sign at its distinct real roots, so the solution is an interval or union of rays.القطع المكافئ يغير إشارته حول الجذور، لذا الحل فترة متصلة أو اتحاد فترتين.
Find the critical roots first, then sketch the parabola or test a point in each interval.أوجد الجذور الحرجة أولاً ثم ارسم القطع المكافئ لتحديد الفترة الصحيحة.
▲ Exam Pacing & Verification Strategy — Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams▲ استراتيجية الحل السريع والتحقق — المدرجات التكرارية والتكرار المتجمع الصاعد وشجرة الاحتمالات
10-Second Sanity Check: Substitute a simple test value (such as x=0,1, or 2) into both your simplified expression and the original problem statement. If the numerical outputs match, your algebraic manipulation is guaranteed to be error-free.
فحص التحقق السريع: عوّض بقيمة عددية بسيطة (مثل x=1 أو x=2) في الناتج النهائي وفي المسألة الأصلية للتأكد من تطابق القيمتين فوراً.
[Practice 1 · Easy] Evaluate f(10) for the quadratic function f(x)=9x2−9x+10.[تدريب 1 · Easy] احسب قيمة f(10) للدالة التربيعية f(x)=9x2−9x+10.
💡 Hint 1 of 3
Substitute x=10 directly into f(x)=9x2−9x+10.
عوّض عن x=10 مباشرة في قاعدة الدالة f(x).
💡 Hint 2 of 3
Factor out 9x(x−1)+10=9(10)(9)+10.
أخرج عاملاً مشتركاً لتسهيل الحساب: 9(10)(9)+10.
💡 Hint 3 of 3
Compute 810+10 to obtain the final answer.
اجمع 810+10 للحصول على النتيجة النهائية.
Substituting x=10 gives f(10)=9(10)2−9(10)+10=900−90+10=820.بالتعويض عن x=10 نجد f(10)=9(10)2−9(10)+10=820.
[Practice 2 · Easy] Find the positive root of the equation x2−19x+90=0 that is greater than 9.[تدريب 2 · Easy] أوجد الجذر الموجب الأكبر من 9 للمعادلة x2−19x+90=0.
💡 Hint 1 of 3
Look for two integers whose sum is 19 and whose product is 90.
ابحث عن عددين مجموعهما 19 وحاصل ضربهما 90.
💡 Hint 2 of 3
Factor the quadratic as (x−9)(x−10)=0.
حلل المعادلة إلى (x−9)(x−10)=0.
💡 Hint 3 of 3
Compare the two roots x=9 and x=10 and select the larger root.
قارن بين الجذرين x=9 و x=10 واختر الأكبر.
Factoring gives (x−9)(x−10)=0, so the roots are x=9 and x=10. The root greater than 9 is x=10.بالتحليل نحصل على (x−9)(x−10)=0، وبذلك يكون الجذر الأكبر من 9 هو x=10.
[Practice 3 · Medium] If the quadratic equation x2−2kx+81=0 has equal (repeated) real roots and k>0, find the exact value of k2.[تدريب 3 · Medium] إذا كان للمعادلة التربيعية x2−2kx+81=0 جذران حقيقيان متساويان وكان k>0، فأوجد قيمة k2.
💡 Hint 1 of 3
For equal real roots, the discriminant Δ=b2−4ac must equal zero.
لوجود جذرين متساويين يجب أن يكون المميز Δ=b2−4ac=0.
💡 Hint 2 of 3
Substitute a=1,b=−2k,c=81 into (−2k)2−4(1)(81)=0.
عوّض بالمعاملات في المميز: (−2k)2−4(1)(81)=0.
💡 Hint 3 of 3
Simplify 4k2=324 and divide both sides by 4.
بسّط المعادلة 4k2=324 واقسم الطرفين على 4.
Setting the discriminant to zero: Δ=(−2k)2−4(1)(81)=4k2−324=0⟹k2=81.بوضع المميز مساوياً للصفر: 4k2−324=0⟹k2=81.
[Practice 4 · Hard] An arithmetic progression has first term a=9 and common difference d=20. Find the sum of the first 10 terms, S10.[تدريب 4 · Hard] متتابعة حسابية حدها الأول a=9 وأساسها d=20. أوجد مجموع الحدود العشرة الأولى S10.
💡 Hint 1 of 3
Recall the arithmetic series sum formula Sn=2n[2a+(n−1)d].
استخدم قانون مجموع المتسلسلة الحسابية Sn=2n[2a+(n−1)d].
💡 Hint 2 of 3
Substitute n=10,a=9,d=20: S10=5[2(9)+9(20)].
عوّض بالقيم المعطاة: S10=5[2(9)+9(20)].
💡 Hint 3 of 3
Evaluate 5(18+180)=990.
احسب الناتج 5(18+180)=990.
Using Sn=2n[2a+(n−1)d], we have S10=210[2(9)+9(20)]=5(198)=990.بتطبيق قانون المجموع: S10=5(18+180)=990.
[Practice 5 · Hard] Find the instantaneous rate of change dxdy of the curve y=x3+9x2−10x+7 at x=3.[تدريب 5 · Hard] أوجد معدل التغير اللحظي dxdy للمنحنى y=x3+9x2−10x+7 عند x=3.
💡 Hint 1 of 3
Differentiate y=x3+9x2−10x+7 term by term with respect to x.
اشتق معادلة المنحنى حداً بحداّ بالنسبة إلى x.
💡 Hint 2 of 3
The derivative is dxdy=3x2+18x−10.
المشتقة الأولى هي dxdy=3x2+18x−10.
💡 Hint 3 of 3
Substitute x=3: 3(3)2+18(3)−10=71.
عوّض عن x=3 لحساب الميل: 27+54−10=71.
Differentiating gives dxdy=3x2+18x−10. At x=3, dxdy=3(9)+54−10=71.المشتقة هي dxdy=3x2+18x−10، وعند x=3 يكون الميل 27+54−10=71.
Fifty graded Pearson Edexcel IGCSE (4MA1) problems spanning all eight core chapters. Click any problem for the complete step-by-step worked solution.
1
[Number, Surds, Bounds & Set Notation] Find the equation of the tangent line to the curve y=x3−3x2+6x+2 at the point where x=2, and determine where this tangent crosses the y-axis.[Number, Surds, Bounds & Set Notation] أوجد معادلة خط المماس to the curve y=x3−3x2+6x+2 عند النقطة حيث x=2, و حدّد حيث this tangent crosses the y-axis.
Basic
Step 1 (Point Evaluation): Substitute x=2 into the curve equation to find the y-coordinate of tangency: y(2)=23−3(2)2+6(2)+2=8−12+12+2=10.
Step 2 (Derivative & Gradient): Differentiate with respect to x using the power rule: dxdy=3x2−6x+6. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−6(2)+6=6.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(10)=6(x−2)⟹y=6x+(−2). Final Answer:y=6x+(−2), crossing the y-axis at (0,−2).
Step 1 (Point Evaluation): عوّض x=2 into the curve equation to أوجد y-coordinate of tangency: y(2)=23−3(2)2+6(2)+2=8−12+12+2=10.
Step 2 (Derivative & Gradient): Dإذا كانferentiate بالنسبة إلى x using the power rule: dxdy=3x2−6x+6. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−6(2)+6=6.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(10)=6(x−2)⟹y=6x+(−2). الإجابة النهائية:y=6x+(−2), crossing the y-axis at (0,−2).
2
[Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems] An arithmetic sequence has first term u1=4 and common difference d=9. Find the 12-th term u12 and the exact sum of the first 12 terms S12.[Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems] An arithmetic sequence has first term u1=4 و common dإذا كانference d=9. أوجد 12-th term u12 و the exact sum of the first 12 terms S12.
Basic
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=4 and common difference d=9, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. Substituting n=12: u12=4+11(9)=4+99=103.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(4+103)=6(107)=642. Final Answer:u12=103 and S12=642.
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=4 و common dإذا كانference d=9, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. بالتعويض عن n=12: u12=4+11(9)=4+99=103.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(4+103)=6(107)=642. الإجابة النهائية:u12=103 و S12=642.
3
[Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=15 cm and AC=20 cm. Calculate the hypotenuse AB, the area of △ABC, and the inradius r of its inscribed circle.[Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=15 cm و AC=20 cm. احسب hypotenuse AB, the area of △ABC, و the inradius r of its inscribed circle.
Basic
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(15)2+(20)2=225+400=625=25 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(15)(20)=150 cm2, and the semiperimeter is s=215+20+25=30 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=30150=5 cm. Final Answer:AB=25 cm,Area=150 cm2,r=5 cm.
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(15)2+(20)2=225+400=625=25 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(15)(20)=150 cm2, و the semiperimeter is s=215+20+25=30 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=30150=5 cm. الإجابة النهائية:AB=25 cm,Area=150 cm2,r=5 cm.
4
[Coordinate Geometry & Straight-Line Equations] The function f(x)=x−66x+7 is defined for x=6. Find the inverse function f−1(x), state its domain, and solve f(x)=7.[Coordinate Geometry & Straight-Line Equations] The function f(x)=x−66x+7 is defined for x=6. أوجد الدالة العكسية f−1(x), state its domain, و حل f(x)=7.
Basic
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−66x+7 and multiply both sides by (x−6): y(x−6)=6x+7⟹xy−6y=6x+7⟹x(y−6)=6y+7.
Step 2 (Domain of Inverse): Dividing by (y−6) and swapping x and y gives: f−1(x)=x−66x+7,with domain x∈R,x=6.
Step 3 (Solving f(x)=7): Since f is self-inverse, x=f−1(7)=(7)−66(7)+7=49. Final Answer:f−1(x)=x−66x+7(x=6), and x=49.
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−66x+7 و اضرب الطرفين في (x−6): y(x−6)=6x+7⟹xy−6y=6x+7⟹x(y−6)=6y+7.
Step 2 (Domain of Inverse): بالقسمة على (y−6) و swapping x و y gives: f−1(x)=x−66x+7,with domain x∈R,x=6.
Step 3 (Solving f(x)=7): Since f is self-inverse, x=f−1(7)=(7)−66(7)+7=49. الإجابة النهائية:f−1(x)=x−66x+7(x=6), و x=49.
5
[Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity] Solve the logarithmic equation log2(x−7)+log2(x+7)=log2(147) for x>7, showing why the negative root must be rejected.[Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity] حل the logarithmic equation log2(x−7)+log2(x+7)=log2(147) for x>7, showing why the negative root must be rejected.
Basic
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>7: log2((x−7)(x+7))=log2(147)⟹x2−49=147.
Step 2 (Solve Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=196⟹x=±14. Since log2(x−7) requires x−7>0⟺x>7, the negative root x=−14 is extraneous and must be rejected. Final Answer:x=14.
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>7: log2((x−7)(x+7))=log2(147)⟹x2−49=147.
Step 2 (حل Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=196⟹x=±14. Since log2(x−7) requires x−7>0⟺x>7, the negative root x=−14 is extraneous و must be rejected. الإجابة النهائية:x=14.
6
[3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs] Find the equation of the tangent line to the curve y=x3−8x2+5x+2 at the point where x=2, and determine where this tangent crosses the y-axis.[3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs] أوجد معادلة خط المماس to the curve y=x3−8x2+5x+2 عند النقطة حيث x=2, و حدّد حيث this tangent crosses the y-axis.
Basic
Step 1 (Point Evaluation): Substitute x=2 into the curve equation to find the y-coordinate of tangency: y(2)=23−8(2)2+5(2)+2=8−32+10+2=−12.
Step 2 (Derivative & Gradient): Differentiate with respect to x using the power rule: dxdy=3x2−16x+5. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−16(2)+5=−15.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(−12)=−15(x−2)⟹y=−15x+(18). Final Answer:y=−15x+(18), crossing the y-axis at (0,18).
Step 1 (Point Evaluation): عوّض x=2 into the curve equation to أوجد y-coordinate of tangency: y(2)=23−8(2)2+5(2)+2=8−32+10+2=−12.
Step 2 (Derivative & Gradient): Dإذا كانferentiate بالنسبة إلى x using the power rule: dxdy=3x2−16x+5. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−16(2)+5=−15.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(−12)=−15(x−2)⟹y=−15x+(18). الإجابة النهائية:y=−15x+(18), crossing the y-axis at (0,18).
7
[Differentiation, Turning Points & Kinematics] An arithmetic sequence has first term u1=2 and common difference d=8. Find the 12-th term u12 and the exact sum of the first 12 terms S12.[Dإذا كانferentiation, Turning Points & Kinematics] An arithmetic sequence has first term u1=2 و common dإذا كانference d=8. أوجد 12-th term u12 و the exact sum of the first 12 terms S12.
Basic
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=2 and common difference d=8, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. Substituting n=12: u12=2+11(8)=2+88=90.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(2+90)=6(92)=552. Final Answer:u12=90 and S12=552.
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=2 و common dإذا كانference d=8, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. بالتعويض عن n=12: u12=2+11(8)=2+88=90.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(2+90)=6(92)=552. الإجابة النهائية:u12=90 و S12=552.
8
[Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=9 cm and AC=12 cm. Calculate the hypotenuse AB, the area of △ABC, and the inradius r of its inscribed circle.[Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=9 cm و AC=12 cm. احسب hypotenuse AB, the area of △ABC, و the inradius r of its inscribed circle.
Basic
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(9)2+(12)2=81+144=225=15 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(9)(12)=54 cm2, and the semiperimeter is s=29+12+15=18 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=1854=3 cm. Final Answer:AB=15 cm,Area=54 cm2,r=3 cm.
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(9)2+(12)2=81+144=225=15 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(9)(12)=54 cm2, و the semiperimeter is s=29+12+15=18 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=1854=3 cm. الإجابة النهائية:AB=15 cm,Area=54 cm2,r=3 cm.
9
[Number, Surds, Bounds & Set Notation] The function f(x)=x−44x+6 is defined for x=4. Find the inverse function f−1(x), state its domain, and solve f(x)=5.[Number, Surds, Bounds & Set Notation] The function f(x)=x−44x+6 is defined for x=4. أوجد الدالة العكسية f−1(x), state its domain, و حل f(x)=5.
Basic
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−44x+6 and multiply both sides by (x−4): y(x−4)=4x+6⟹xy−4y=4x+6⟹x(y−4)=4y+6.
Step 2 (Domain of Inverse): Dividing by (y−4) and swapping x and y gives: f−1(x)=x−44x+6,with domain x∈R,x=4.
Step 3 (Solving f(x)=5): Since f is self-inverse, x=f−1(5)=(5)−44(5)+6=26. Final Answer:f−1(x)=x−44x+6(x=4), and x=26.
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−44x+6 و اضرب الطرفين في (x−4): y(x−4)=4x+6⟹xy−4y=4x+6⟹x(y−4)=4y+6.
Step 2 (Domain of Inverse): بالقسمة على (y−4) و swapping x و y gives: f−1(x)=x−44x+6,with domain x∈R,x=4.
Step 3 (Solving f(x)=5): Since f is self-inverse, x=f−1(5)=(5)−44(5)+6=26. الإجابة النهائية:f−1(x)=x−44x+6(x=4), و x=26.
10
[Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems] Solve the logarithmic equation log2(x−5)+log2(x+5)=log2(75) for x>5, showing why the negative root must be rejected.[Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems] حل the logarithmic equation log2(x−5)+log2(x+5)=log2(75) for x>5, showing why the negative root must be rejected.
Basic
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>5: log2((x−5)(x+5))=log2(75)⟹x2−25=75.
Step 2 (Solve Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=100⟹x=±10. Since log2(x−5) requires x−5>0⟺x>5, the negative root x=−10 is extraneous and must be rejected. Final Answer:x=10.
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>5: log2((x−5)(x+5))=log2(75)⟹x2−25=75.
Step 2 (حل Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=100⟹x=±10. Since log2(x−5) requires x−5>0⟺x>5, the negative root x=−10 is extraneous و must be rejected. الإجابة النهائية:x=10.
11
[Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series] Find the equation of the tangent line to the curve y=x3−6x2+4x+2 at the point where x=2, and determine where this tangent crosses the y-axis.[Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series] أوجد معادلة خط المماس to the curve y=x3−6x2+4x+2 عند النقطة حيث x=2, و حدّد حيث this tangent crosses the y-axis.
Basic
Step 1 (Point Evaluation): Substitute x=2 into the curve equation to find the y-coordinate of tangency: y(2)=23−6(2)2+4(2)+2=8−24+8+2=−6.
Step 2 (Derivative & Gradient): Differentiate with respect to x using the power rule: dxdy=3x2−12x+4. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−12(2)+4=−8.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(−6)=−8(x−2)⟹y=−8x+(10). Final Answer:y=−8x+(10), crossing the y-axis at (0,10).
Step 1 (Point Evaluation): عوّض x=2 into the curve equation to أوجد y-coordinate of tangency: y(2)=23−6(2)2+4(2)+2=8−24+8+2=−6.
Step 2 (Derivative & Gradient): Dإذا كانferentiate بالنسبة إلى x using the power rule: dxdy=3x2−12x+4. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−12(2)+4=−8.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(−6)=−8(x−2)⟹y=−8x+(10). الإجابة النهائية:y=−8x+(10), crossing the y-axis at (0,10).
12
[Coordinate Geometry & Straight-Line Equations] An arithmetic sequence has first term u1=7 and common difference d=7. Find the 12-th term u12 and the exact sum of the first 12 terms S12.[Coordinate Geometry & Straight-Line Equations] An arithmetic sequence has first term u1=7 و common dإذا كانference d=7. أوجد 12-th term u12 و the exact sum of the first 12 terms S12.
Basic
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=7 and common difference d=7, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. Substituting n=12: u12=7+11(7)=7+77=84.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(7+84)=6(91)=546. Final Answer:u12=84 and S12=546.
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=7 و common dإذا كانference d=7, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. بالتعويض عن n=12: u12=7+11(7)=7+77=84.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(7+84)=6(91)=546. الإجابة النهائية:u12=84 و S12=546.
13
[Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=24 cm and AC=32 cm. Calculate the hypotenuse AB, the area of △ABC, and the inradius r of its inscribed circle.[Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=24 cm و AC=32 cm. احسب hypotenuse AB, the area of △ABC, و the inradius r of its inscribed circle.
Basic
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(24)2+(32)2=576+1024=1600=40 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(24)(32)=384 cm2, and the semiperimeter is s=224+32+40=48 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=48384=8 cm. Final Answer:AB=40 cm,Area=384 cm2,r=8 cm.
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(24)2+(32)2=576+1024=1600=40 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(24)(32)=384 cm2, و the semiperimeter is s=224+32+40=48 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=48384=8 cm. الإجابة النهائية:AB=40 cm,Area=384 cm2,r=8 cm.
14
[3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs] The function f(x)=x−22x+5 is defined for x=2. Find the inverse function f−1(x), state its domain, and solve f(x)=3.[3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs] The function f(x)=x−22x+5 is defined for x=2. أوجد الدالة العكسية f−1(x), state its domain, و حل f(x)=3.
Basic
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−22x+5 and multiply both sides by (x−2): y(x−2)=2x+5⟹xy−2y=2x+5⟹x(y−2)=2y+5.
Step 2 (Domain of Inverse): Dividing by (y−2) and swapping x and y gives: f−1(x)=x−22x+5,with domain x∈R,x=2.
Step 3 (Solving f(x)=3): Since f is self-inverse, x=f−1(3)=(3)−22(3)+5=11. Final Answer:f−1(x)=x−22x+5(x=2), and x=11.
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−22x+5 و اضرب الطرفين في (x−2): y(x−2)=2x+5⟹xy−2y=2x+5⟹x(y−2)=2y+5.
Step 2 (Domain of Inverse): بالقسمة على (y−2) و swapping x و y gives: f−1(x)=x−22x+5,with domain x∈R,x=2.
Step 3 (Solving f(x)=3): Since f is self-inverse, x=f−1(3)=(3)−22(3)+5=11. الإجابة النهائية:f−1(x)=x−22x+5(x=2), و x=11.
15
[Differentiation, Turning Points & Kinematics] Solve the logarithmic equation log2(x−3)+log2(x+3)=log2(27) for x>3, showing why the negative root must be rejected.[Dإذا كانferentiation, Turning Points & Kinematics] حل the logarithmic equation log2(x−3)+log2(x+3)=log2(27) for x>3, showing why the negative root must be rejected.
Basic
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>3: log2((x−3)(x+3))=log2(27)⟹x2−9=27.
Step 2 (Solve Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=36⟹x=±6. Since log2(x−3) requires x−3>0⟺x>3, the negative root x=−6 is extraneous and must be rejected. Final Answer:x=6.
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>3: log2((x−3)(x+3))=log2(27)⟹x2−9=27.
Step 2 (حل Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=36⟹x=±6. Since log2(x−3) requires x−3>0⟺x>3, the negative root x=−6 is extraneous و must be rejected. الإجابة النهائية:x=6.
16
[Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams] Find the equation of the tangent line to the curve y=x3−4x2+3x+2 at the point where x=2, and determine where this tangent crosses the y-axis.[Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams] أوجد معادلة خط المماس to the curve y=x3−4x2+3x+2 عند النقطة حيث x=2, و حدّد حيث this tangent crosses the y-axis.
Basic
Step 1 (Point Evaluation): Substitute x=2 into the curve equation to find the y-coordinate of tangency: y(2)=23−4(2)2+3(2)+2=8−16+6+2=0.
Step 2 (Derivative & Gradient): Differentiate with respect to x using the power rule: dxdy=3x2−8x+3. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−8(2)+3=−1.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(0)=−1(x−2)⟹y=−1x+(2). Final Answer:y=−1x+(2), crossing the y-axis at (0,2).
Step 1 (Point Evaluation): عوّض x=2 into the curve equation to أوجد y-coordinate of tangency: y(2)=23−4(2)2+3(2)+2=8−16+6+2=0.
Step 2 (Derivative & Gradient): Dإذا كانferentiate بالنسبة إلى x using the power rule: dxdy=3x2−8x+3. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−8(2)+3=−1.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(0)=−1(x−2)⟹y=−1x+(2). الإجابة النهائية:y=−1x+(2), crossing the y-axis at (0,2).
17
[Number, Surds, Bounds & Set Notation] An arithmetic sequence has first term u1=5 and common difference d=6. Find the 12-th term u12 and the exact sum of the first 12 terms S12.[Number, Surds, Bounds & Set Notation] An arithmetic sequence has first term u1=5 و common dإذا كانference d=6. أوجد 12-th term u12 و the exact sum of the first 12 terms S12.
Intermediate
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=5 and common difference d=6, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. Substituting n=12: u12=5+11(6)=5+66=71.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(5+71)=6(76)=456. Final Answer:u12=71 and S12=456.
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=5 و common dإذا كانference d=6, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. بالتعويض عن n=12: u12=5+11(6)=5+66=71.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(5+71)=6(76)=456. الإجابة النهائية:u12=71 و S12=456.
18
[Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=18 cm and AC=24 cm. Calculate the hypotenuse AB, the area of △ABC, and the inradius r of its inscribed circle.[Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=18 cm و AC=24 cm. احسب hypotenuse AB, the area of △ABC, و the inradius r of its inscribed circle.
Intermediate
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(18)2+(24)2=324+576=900=30 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(18)(24)=216 cm2, and the semiperimeter is s=218+24+30=36 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=36216=6 cm. Final Answer:AB=30 cm,Area=216 cm2,r=6 cm.
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(18)2+(24)2=324+576=900=30 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(18)(24)=216 cm2, و the semiperimeter is s=218+24+30=36 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=36216=6 cm. الإجابة النهائية:AB=30 cm,Area=216 cm2,r=6 cm.
19
[Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series] The function f(x)=x−77x+4 is defined for x=7. Find the inverse function f−1(x), state its domain, and solve f(x)=8.[Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series] The function f(x)=x−77x+4 is defined for x=7. أوجد الدالة العكسية f−1(x), state its domain, و حل f(x)=8.
Intermediate
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−77x+4 and multiply both sides by (x−7): y(x−7)=7x+4⟹xy−7y=7x+4⟹x(y−7)=7y+4.
Step 2 (Domain of Inverse): Dividing by (y−7) and swapping x and y gives: f−1(x)=x−77x+4,with domain x∈R,x=7.
Step 3 (Solving f(x)=8): Since f is self-inverse, x=f−1(8)=(8)−77(8)+4=60. Final Answer:f−1(x)=x−77x+4(x=7), and x=60.
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−77x+4 و اضرب الطرفين في (x−7): y(x−7)=7x+4⟹xy−7y=7x+4⟹x(y−7)=7y+4.
Step 2 (Domain of Inverse): بالقسمة على (y−7) و swapping x و y gives: f−1(x)=x−77x+4,with domain x∈R,x=7.
Step 3 (Solving f(x)=8): Since f is self-inverse, x=f−1(8)=(8)−77(8)+4=60. الإجابة النهائية:f−1(x)=x−77x+4(x=7), و x=60.
20
[Coordinate Geometry & Straight-Line Equations] Solve the logarithmic equation log2(x−8)+log2(x+8)=log2(192) for x>8, showing why the negative root must be rejected.[Coordinate Geometry & Straight-Line Equations] حل the logarithmic equation log2(x−8)+log2(x+8)=log2(192) for x>8, showing why the negative root must be rejected.
Intermediate
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>8: log2((x−8)(x+8))=log2(192)⟹x2−64=192.
Step 2 (Solve Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=256⟹x=±16. Since log2(x−8) requires x−8>0⟺x>8, the negative root x=−16 is extraneous and must be rejected. Final Answer:x=16.
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>8: log2((x−8)(x+8))=log2(192)⟹x2−64=192.
Step 2 (حل Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=256⟹x=±16. Since log2(x−8) requires x−8>0⟺x>8, the negative root x=−16 is extraneous و must be rejected. الإجابة النهائية:x=16.
21
[Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity] Find the equation of the tangent line to the curve y=x3−2x2+10x+2 at the point where x=2, and determine where this tangent crosses the y-axis.[Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity] أوجد معادلة خط المماس to the curve y=x3−2x2+10x+2 عند النقطة حيث x=2, و حدّد حيث this tangent crosses the y-axis.
Intermediate
Step 1 (Point Evaluation): Substitute x=2 into the curve equation to find the y-coordinate of tangency: y(2)=23−2(2)2+10(2)+2=8−8+20+2=22.
Step 2 (Derivative & Gradient): Differentiate with respect to x using the power rule: dxdy=3x2−4x+10. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−4(2)+10=14.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(22)=14(x−2)⟹y=14x+(−6). Final Answer:y=14x+(−6), crossing the y-axis at (0,−6).
Step 1 (Point Evaluation): عوّض x=2 into the curve equation to أوجد y-coordinate of tangency: y(2)=23−2(2)2+10(2)+2=8−8+20+2=22.
Step 2 (Derivative & Gradient): Dإذا كانferentiate بالنسبة إلى x using the power rule: dxdy=3x2−4x+10. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−4(2)+10=14.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(22)=14(x−2)⟹y=14x+(−6). الإجابة النهائية:y=14x+(−6), crossing the y-axis at (0,−6).
22
[3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs] An arithmetic sequence has first term u1=3 and common difference d=5. Find the 12-th term u12 and the exact sum of the first 12 terms S12.[3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs] An arithmetic sequence has first term u1=3 و common dإذا كانference d=5. أوجد 12-th term u12 و the exact sum of the first 12 terms S12.
Intermediate
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=3 and common difference d=5, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. Substituting n=12: u12=3+11(5)=3+55=58.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(3+58)=6(61)=366. Final Answer:u12=58 and S12=366.
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=3 و common dإذا كانference d=5, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. بالتعويض عن n=12: u12=3+11(5)=3+55=58.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(3+58)=6(61)=366. الإجابة النهائية:u12=58 و S12=366.
23
[Differentiation, Turning Points & Kinematics] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=12 cm and AC=16 cm. Calculate the hypotenuse AB, the area of △ABC, and the inradius r of its inscribed circle.[Dإذا كانferentiation, Turning Points & Kinematics] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=12 cm و AC=16 cm. احسب hypotenuse AB, the area of △ABC, و the inradius r of its inscribed circle.
Intermediate
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(12)2+(16)2=144+256=400=20 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(12)(16)=96 cm2, and the semiperimeter is s=212+16+20=24 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=2496=4 cm. Final Answer:AB=20 cm,Area=96 cm2,r=4 cm.
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(12)2+(16)2=144+256=400=20 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(12)(16)=96 cm2, و the semiperimeter is s=212+16+20=24 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=2496=4 cm. الإجابة النهائية:AB=20 cm,Area=96 cm2,r=4 cm.
24
[Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams] The function f(x)=x−55x+3 is defined for x=5. Find the inverse function f−1(x), state its domain, and solve f(x)=6.[Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams] The function f(x)=x−55x+3 is defined for x=5. أوجد الدالة العكسية f−1(x), state its domain, و حل f(x)=6.
Intermediate
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−55x+3 and multiply both sides by (x−5): y(x−5)=5x+3⟹xy−5y=5x+3⟹x(y−5)=5y+3.
Step 2 (Domain of Inverse): Dividing by (y−5) and swapping x and y gives: f−1(x)=x−55x+3,with domain x∈R,x=5.
Step 3 (Solving f(x)=6): Since f is self-inverse, x=f−1(6)=(6)−55(6)+3=33. Final Answer:f−1(x)=x−55x+3(x=5), and x=33.
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−55x+3 و اضرب الطرفين في (x−5): y(x−5)=5x+3⟹xy−5y=5x+3⟹x(y−5)=5y+3.
Step 2 (Domain of Inverse): بالقسمة على (y−5) و swapping x و y gives: f−1(x)=x−55x+3,with domain x∈R,x=5.
Step 3 (Solving f(x)=6): Since f is self-inverse, x=f−1(6)=(6)−55(6)+3=33. الإجابة النهائية:f−1(x)=x−55x+3(x=5), و x=33.
25
[Number, Surds, Bounds & Set Notation] Solve the logarithmic equation log2(x−6)+log2(x+6)=log2(108) for x>6, showing why the negative root must be rejected.[Number, Surds, Bounds & Set Notation] حل the logarithmic equation log2(x−6)+log2(x+6)=log2(108) for x>6, showing why the negative root must be rejected.
Intermediate
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>6: log2((x−6)(x+6))=log2(108)⟹x2−36=108.
Step 2 (Solve Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=144⟹x=±12. Since log2(x−6) requires x−6>0⟺x>6, the negative root x=−12 is extraneous and must be rejected. Final Answer:x=12.
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>6: log2((x−6)(x+6))=log2(108)⟹x2−36=108.
Step 2 (حل Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=144⟹x=±12. Since log2(x−6) requires x−6>0⟺x>6, the negative root x=−12 is extraneous و must be rejected. الإجابة النهائية:x=12.
26
[Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems] Find the equation of the tangent line to the curve y=x3−7x2+9x+2 at the point where x=2, and determine where this tangent crosses the y-axis.[Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems] أوجد معادلة خط المماس to the curve y=x3−7x2+9x+2 عند النقطة حيث x=2, و حدّد حيث this tangent crosses the y-axis.
Intermediate
Step 1 (Point Evaluation): Substitute x=2 into the curve equation to find the y-coordinate of tangency: y(2)=23−7(2)2+9(2)+2=8−28+18+2=0.
Step 2 (Derivative & Gradient): Differentiate with respect to x using the power rule: dxdy=3x2−14x+9. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−14(2)+9=−7.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(0)=−7(x−2)⟹y=−7x+(14). Final Answer:y=−7x+(14), crossing the y-axis at (0,14).
Step 1 (Point Evaluation): عوّض x=2 into the curve equation to أوجد y-coordinate of tangency: y(2)=23−7(2)2+9(2)+2=8−28+18+2=0.
Step 2 (Derivative & Gradient): Dإذا كانferentiate بالنسبة إلى x using the power rule: dxdy=3x2−14x+9. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−14(2)+9=−7.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(0)=−7(x−2)⟹y=−7x+(14). الإجابة النهائية:y=−7x+(14), crossing the y-axis at (0,14).
27
[Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series] An arithmetic sequence has first term u1=8 and common difference d=4. Find the 12-th term u12 and the exact sum of the first 12 terms S12.[Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series] An arithmetic sequence has first term u1=8 و common dإذا كانference d=4. أوجد 12-th term u12 و the exact sum of the first 12 terms S12.
Intermediate
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=8 and common difference d=4, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. Substituting n=12: u12=8+11(4)=8+44=52.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(8+52)=6(60)=360. Final Answer:u12=52 and S12=360.
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=8 و common dإذا كانference d=4, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. بالتعويض عن n=12: u12=8+11(4)=8+44=52.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(8+52)=6(60)=360. الإجابة النهائية:u12=52 و S12=360.
28
[Coordinate Geometry & Straight-Line Equations] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=6 cm and AC=8 cm. Calculate the hypotenuse AB, the area of △ABC, and the inradius r of its inscribed circle.[Coordinate Geometry & Straight-Line Equations] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=6 cm و AC=8 cm. احسب hypotenuse AB, the area of △ABC, و the inradius r of its inscribed circle.
Intermediate
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(6)2+(8)2=36+64=100=10 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(6)(8)=24 cm2, and the semiperimeter is s=26+8+10=12 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=1224=2 cm. Final Answer:AB=10 cm,Area=24 cm2,r=2 cm.
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(6)2+(8)2=36+64=100=10 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(6)(8)=24 cm2, و the semiperimeter is s=26+8+10=12 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=1224=2 cm. الإجابة النهائية:AB=10 cm,Area=24 cm2,r=2 cm.
29
[Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity] The function f(x)=x−33x+10 is defined for x=3. Find the inverse function f−1(x), state its domain, and solve f(x)=4.[Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity] The function f(x)=x−33x+10 is defined for x=3. أوجد الدالة العكسية f−1(x), state its domain, و حل f(x)=4.
Intermediate
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−33x+10 and multiply both sides by (x−3): y(x−3)=3x+10⟹xy−3y=3x+10⟹x(y−3)=3y+10.
Step 2 (Domain of Inverse): Dividing by (y−3) and swapping x and y gives: f−1(x)=x−33x+10,with domain x∈R,x=3.
Step 3 (Solving f(x)=4): Since f is self-inverse, x=f−1(4)=(4)−33(4)+10=22. Final Answer:f−1(x)=x−33x+10(x=3), and x=22.
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−33x+10 و اضرب الطرفين في (x−3): y(x−3)=3x+10⟹xy−3y=3x+10⟹x(y−3)=3y+10.
Step 2 (Domain of Inverse): بالقسمة على (y−3) و swapping x و y gives: f−1(x)=x−33x+10,with domain x∈R,x=3.
Step 3 (Solving f(x)=4): Since f is self-inverse, x=f−1(4)=(4)−33(4)+10=22. الإجابة النهائية:f−1(x)=x−33x+10(x=3), و x=22.
30
[3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs] Solve the logarithmic equation log2(x−4)+log2(x+4)=log2(48) for x>4, showing why the negative root must be rejected.[3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs] حل the logarithmic equation log2(x−4)+log2(x+4)=log2(48) for x>4, showing why the negative root must be rejected.
Intermediate
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>4: log2((x−4)(x+4))=log2(48)⟹x2−16=48.
Step 2 (Solve Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=64⟹x=±8. Since log2(x−4) requires x−4>0⟺x>4, the negative root x=−8 is extraneous and must be rejected. Final Answer:x=8.
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>4: log2((x−4)(x+4))=log2(48)⟹x2−16=48.
Step 2 (حل Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=64⟹x=±8. Since log2(x−4) requires x−4>0⟺x>4, the negative root x=−8 is extraneous و must be rejected. الإجابة النهائية:x=8.
31
[Differentiation, Turning Points & Kinematics] Find the equation of the tangent line to the curve y=x3−5x2+8x+2 at the point where x=2, and determine where this tangent crosses the y-axis.[Dإذا كانferentiation, Turning Points & Kinematics] أوجد معادلة خط المماس to the curve y=x3−5x2+8x+2 عند النقطة حيث x=2, و حدّد حيث this tangent crosses the y-axis.
Intermediate
Step 1 (Point Evaluation): Substitute x=2 into the curve equation to find the y-coordinate of tangency: y(2)=23−5(2)2+8(2)+2=8−20+16+2=6.
Step 2 (Derivative & Gradient): Differentiate with respect to x using the power rule: dxdy=3x2−10x+8. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−10(2)+8=0.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(6)=0(x−2)⟹y=0x+(6). Final Answer:y=0x+(6), crossing the y-axis at (0,6).
Step 1 (Point Evaluation): عوّض x=2 into the curve equation to أوجد y-coordinate of tangency: y(2)=23−5(2)2+8(2)+2=8−20+16+2=6.
Step 2 (Derivative & Gradient): Dإذا كانferentiate بالنسبة إلى x using the power rule: dxdy=3x2−10x+8. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−10(2)+8=0.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(6)=0(x−2)⟹y=0x+(6). الإجابة النهائية:y=0x+(6), crossing the y-axis at (0,6).
32
[Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams] An arithmetic sequence has first term u1=6 and common difference d=3. Find the 12-th term u12 and the exact sum of the first 12 terms S12.[Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams] An arithmetic sequence has first term u1=6 و common dإذا كانference d=3. أوجد 12-th term u12 و the exact sum of the first 12 terms S12.
Intermediate
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=6 and common difference d=3, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. Substituting n=12: u12=6+11(3)=6+33=39.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(6+39)=6(45)=270. Final Answer:u12=39 and S12=270.
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=6 و common dإذا كانference d=3, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. بالتعويض عن n=12: u12=6+11(3)=6+33=39.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(6+39)=6(45)=270. الإجابة النهائية:u12=39 و S12=270.
33
[Number, Surds, Bounds & Set Notation] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=21 cm and AC=28 cm. Calculate the hypotenuse AB, the area of △ABC, and the inradius r of its inscribed circle.[Number, Surds, Bounds & Set Notation] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=21 cm و AC=28 cm. احسب hypotenuse AB, the area of △ABC, و the inradius r of its inscribed circle.
Intermediate
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(21)2+(28)2=441+784=1225=35 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(21)(28)=294 cm2, and the semiperimeter is s=221+28+35=42 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=42294=7 cm. Final Answer:AB=35 cm,Area=294 cm2,r=7 cm.
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(21)2+(28)2=441+784=1225=35 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(21)(28)=294 cm2, و the semiperimeter is s=221+28+35=42 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=42294=7 cm. الإجابة النهائية:AB=35 cm,Area=294 cm2,r=7 cm.
34
[Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems] The function f(x)=x−88x+9 is defined for x=8. Find the inverse function f−1(x), state its domain, and solve f(x)=9.[Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems] The function f(x)=x−88x+9 is defined for x=8. أوجد الدالة العكسية f−1(x), state its domain, و حل f(x)=9.
Intermediate
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−88x+9 and multiply both sides by (x−8): y(x−8)=8x+9⟹xy−8y=8x+9⟹x(y−8)=8y+9.
Step 2 (Domain of Inverse): Dividing by (y−8) and swapping x and y gives: f−1(x)=x−88x+9,with domain x∈R,x=8.
Step 3 (Solving f(x)=9): Since f is self-inverse, x=f−1(9)=(9)−88(9)+9=81. Final Answer:f−1(x)=x−88x+9(x=8), and x=81.
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−88x+9 و اضرب الطرفين في (x−8): y(x−8)=8x+9⟹xy−8y=8x+9⟹x(y−8)=8y+9.
Step 2 (Domain of Inverse): بالقسمة على (y−8) و swapping x و y gives: f−1(x)=x−88x+9,with domain x∈R,x=8.
Step 3 (Solving f(x)=9): Since f is self-inverse, x=f−1(9)=(9)−88(9)+9=81. الإجابة النهائية:f−1(x)=x−88x+9(x=8), و x=81.
35
[Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series] Solve the logarithmic equation log2(x−2)+log2(x+2)=log2(12) for x>2, showing why the negative root must be rejected.[Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series] حل the logarithmic equation log2(x−2)+log2(x+2)=log2(12) for x>2, showing why the negative root must be rejected.
Advanced
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>2: log2((x−2)(x+2))=log2(12)⟹x2−4=12.
Step 2 (Solve Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=16⟹x=±4. Since log2(x−2) requires x−2>0⟺x>2, the negative root x=−4 is extraneous and must be rejected. Final Answer:x=4.
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>2: log2((x−2)(x+2))=log2(12)⟹x2−4=12.
Step 2 (حل Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=16⟹x=±4. Since log2(x−2) requires x−2>0⟺x>2, the negative root x=−4 is extraneous و must be rejected. الإجابة النهائية:x=4.
36
[Coordinate Geometry & Straight-Line Equations] Find the equation of the tangent line to the curve y=x3−3x2+7x+2 at the point where x=2, and determine where this tangent crosses the y-axis.[Coordinate Geometry & Straight-Line Equations] أوجد معادلة خط المماس to the curve y=x3−3x2+7x+2 عند النقطة حيث x=2, و حدّد حيث this tangent crosses the y-axis.
Advanced
Step 1 (Point Evaluation): Substitute x=2 into the curve equation to find the y-coordinate of tangency: y(2)=23−3(2)2+7(2)+2=8−12+14+2=12.
Step 2 (Derivative & Gradient): Differentiate with respect to x using the power rule: dxdy=3x2−6x+7. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−6(2)+7=7.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(12)=7(x−2)⟹y=7x+(−2). Final Answer:y=7x+(−2), crossing the y-axis at (0,−2).
Step 1 (Point Evaluation): عوّض x=2 into the curve equation to أوجد y-coordinate of tangency: y(2)=23−3(2)2+7(2)+2=8−12+14+2=12.
Step 2 (Derivative & Gradient): Dإذا كانferentiate بالنسبة إلى x using the power rule: dxdy=3x2−6x+7. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−6(2)+7=7.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(12)=7(x−2)⟹y=7x+(−2). الإجابة النهائية:y=7x+(−2), crossing the y-axis at (0,−2).
37
[Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity] An arithmetic sequence has first term u1=4 and common difference d=10. Find the 12-th term u12 and the exact sum of the first 12 terms S12.[Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity] An arithmetic sequence has first term u1=4 و common dإذا كانference d=10. أوجد 12-th term u12 و the exact sum of the first 12 terms S12.
Advanced
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=4 and common difference d=10, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. Substituting n=12: u12=4+11(10)=4+110=114.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(4+114)=6(118)=708. Final Answer:u12=114 and S12=708.
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=4 و common dإذا كانference d=10, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. بالتعويض عن n=12: u12=4+11(10)=4+110=114.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(4+114)=6(118)=708. الإجابة النهائية:u12=114 و S12=708.
38
[3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=15 cm and AC=20 cm. Calculate the hypotenuse AB, the area of △ABC, and the inradius r of its inscribed circle.[3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=15 cm و AC=20 cm. احسب hypotenuse AB, the area of △ABC, و the inradius r of its inscribed circle.
Advanced
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(15)2+(20)2=225+400=625=25 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(15)(20)=150 cm2, and the semiperimeter is s=215+20+25=30 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=30150=5 cm. Final Answer:AB=25 cm,Area=150 cm2,r=5 cm.
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(15)2+(20)2=225+400=625=25 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(15)(20)=150 cm2, و the semiperimeter is s=215+20+25=30 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=30150=5 cm. الإجابة النهائية:AB=25 cm,Area=150 cm2,r=5 cm.
39
[Differentiation, Turning Points & Kinematics] The function f(x)=x−66x+8 is defined for x=6. Find the inverse function f−1(x), state its domain, and solve f(x)=7.[Dإذا كانferentiation, Turning Points & Kinematics] The function f(x)=x−66x+8 is defined for x=6. أوجد الدالة العكسية f−1(x), state its domain, و حل f(x)=7.
Advanced
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−66x+8 and multiply both sides by (x−6): y(x−6)=6x+8⟹xy−6y=6x+8⟹x(y−6)=6y+8.
Step 2 (Domain of Inverse): Dividing by (y−6) and swapping x and y gives: f−1(x)=x−66x+8,with domain x∈R,x=6.
Step 3 (Solving f(x)=7): Since f is self-inverse, x=f−1(7)=(7)−66(7)+8=50. Final Answer:f−1(x)=x−66x+8(x=6), and x=50.
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−66x+8 و اضرب الطرفين في (x−6): y(x−6)=6x+8⟹xy−6y=6x+8⟹x(y−6)=6y+8.
Step 2 (Domain of Inverse): بالقسمة على (y−6) و swapping x و y gives: f−1(x)=x−66x+8,with domain x∈R,x=6.
Step 3 (Solving f(x)=7): Since f is self-inverse, x=f−1(7)=(7)−66(7)+8=50. الإجابة النهائية:f−1(x)=x−66x+8(x=6), و x=50.
40
[Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams] Solve the logarithmic equation log2(x−7)+log2(x+7)=log2(147) for x>7, showing why the negative root must be rejected.[Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams] حل the logarithmic equation log2(x−7)+log2(x+7)=log2(147) for x>7, showing why the negative root must be rejected.
Advanced
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>7: log2((x−7)(x+7))=log2(147)⟹x2−49=147.
Step 2 (Solve Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=196⟹x=±14. Since log2(x−7) requires x−7>0⟺x>7, the negative root x=−14 is extraneous and must be rejected. Final Answer:x=14.
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>7: log2((x−7)(x+7))=log2(147)⟹x2−49=147.
Step 2 (حل Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=196⟹x=±14. Since log2(x−7) requires x−7>0⟺x>7, the negative root x=−14 is extraneous و must be rejected. الإجابة النهائية:x=14.
41
[Number, Surds, Bounds & Set Notation] Find the equation of the tangent line to the curve y=x3−8x2+6x+2 at the point where x=2, and determine where this tangent crosses the y-axis.[Number, Surds, Bounds & Set Notation] أوجد معادلة خط المماس to the curve y=x3−8x2+6x+2 عند النقطة حيث x=2, و حدّد حيث this tangent crosses the y-axis.
Advanced
Step 1 (Point Evaluation): Substitute x=2 into the curve equation to find the y-coordinate of tangency: y(2)=23−8(2)2+6(2)+2=8−32+12+2=−10.
Step 2 (Derivative & Gradient): Differentiate with respect to x using the power rule: dxdy=3x2−16x+6. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−16(2)+6=−14.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(−10)=−14(x−2)⟹y=−14x+(18). Final Answer:y=−14x+(18), crossing the y-axis at (0,18).
Step 1 (Point Evaluation): عوّض x=2 into the curve equation to أوجد y-coordinate of tangency: y(2)=23−8(2)2+6(2)+2=8−32+12+2=−10.
Step 2 (Derivative & Gradient): Dإذا كانferentiate بالنسبة إلى x using the power rule: dxdy=3x2−16x+6. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−16(2)+6=−14.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(−10)=−14(x−2)⟹y=−14x+(18). الإجابة النهائية:y=−14x+(18), crossing the y-axis at (0,18).
42
[Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems] An arithmetic sequence has first term u1=2 and common difference d=9. Find the 12-th term u12 and the exact sum of the first 12 terms S12.[Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems] An arithmetic sequence has first term u1=2 و common dإذا كانference d=9. أوجد 12-th term u12 و the exact sum of the first 12 terms S12.
Advanced
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=2 and common difference d=9, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. Substituting n=12: u12=2+11(9)=2+99=101.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(2+101)=6(103)=618. Final Answer:u12=101 and S12=618.
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=2 و common dإذا كانference d=9, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. بالتعويض عن n=12: u12=2+11(9)=2+99=101.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(2+101)=6(103)=618. الإجابة النهائية:u12=101 و S12=618.
43
[Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=9 cm and AC=12 cm. Calculate the hypotenuse AB, the area of △ABC, and the inradius r of its inscribed circle.[Functions, Graphs, Transformations & Arithmetic Series] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=9 cm و AC=12 cm. احسب hypotenuse AB, the area of △ABC, و the inradius r of its inscribed circle.
Advanced
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(9)2+(12)2=81+144=225=15 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(9)(12)=54 cm2, and the semiperimeter is s=29+12+15=18 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=1854=3 cm. Final Answer:AB=15 cm,Area=54 cm2,r=3 cm.
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(9)2+(12)2=81+144=225=15 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(9)(12)=54 cm2, و the semiperimeter is s=29+12+15=18 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=1854=3 cm. الإجابة النهائية:AB=15 cm,Area=54 cm2,r=3 cm.
44
[Coordinate Geometry & Straight-Line Equations] The function f(x)=x−44x+7 is defined for x=4. Find the inverse function f−1(x), state its domain, and solve f(x)=5.[Coordinate Geometry & Straight-Line Equations] The function f(x)=x−44x+7 is defined for x=4. أوجد الدالة العكسية f−1(x), state its domain, و حل f(x)=5.
Advanced
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−44x+7 and multiply both sides by (x−4): y(x−4)=4x+7⟹xy−4y=4x+7⟹x(y−4)=4y+7.
Step 2 (Domain of Inverse): Dividing by (y−4) and swapping x and y gives: f−1(x)=x−44x+7,with domain x∈R,x=4.
Step 3 (Solving f(x)=5): Since f is self-inverse, x=f−1(5)=(5)−44(5)+7=27. Final Answer:f−1(x)=x−44x+7(x=4), and x=27.
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−44x+7 و اضرب الطرفين في (x−4): y(x−4)=4x+7⟹xy−4y=4x+7⟹x(y−4)=4y+7.
Step 2 (Domain of Inverse): بالقسمة على (y−4) و swapping x و y gives: f−1(x)=x−44x+7,with domain x∈R,x=4.
Step 3 (Solving f(x)=5): Since f is self-inverse, x=f−1(5)=(5)−44(5)+7=27. الإجابة النهائية:f−1(x)=x−44x+7(x=4), و x=27.
45
[Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity] Solve the logarithmic equation log2(x−5)+log2(x+5)=log2(75) for x>5, showing why the negative root must be rejected.[Circle Theorems, Polygons & Geometric Similarity] حل the logarithmic equation log2(x−5)+log2(x+5)=log2(75) for x>5, showing why the negative root must be rejected.
Advanced
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>5: log2((x−5)(x+5))=log2(75)⟹x2−25=75.
Step 2 (Solve Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=100⟹x=±10. Since log2(x−5) requires x−5>0⟺x>5, the negative root x=−10 is extraneous and must be rejected. Final Answer:x=10.
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>5: log2((x−5)(x+5))=log2(75)⟹x2−25=75.
Step 2 (حل Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=100⟹x=±10. Since log2(x−5) requires x−5>0⟺x>5, the negative root x=−10 is extraneous و must be rejected. الإجابة النهائية:x=10.
46
[3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs] Find the equation of the tangent line to the curve y=x3−6x2+5x+2 at the point where x=2, and determine where this tangent crosses the y-axis.[3D Trigonometry, Sine/Cosine Rules & Vector Proofs] أوجد معادلة خط المماس to the curve y=x3−6x2+5x+2 عند النقطة حيث x=2, و حدّد حيث this tangent crosses the y-axis.
Advanced
Step 1 (Point Evaluation): Substitute x=2 into the curve equation to find the y-coordinate of tangency: y(2)=23−6(2)2+5(2)+2=8−24+10+2=−4.
Step 2 (Derivative & Gradient): Differentiate with respect to x using the power rule: dxdy=3x2−12x+5. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−12(2)+5=−7.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(−4)=−7(x−2)⟹y=−7x+(10). Final Answer:y=−7x+(10), crossing the y-axis at (0,10).
Step 1 (Point Evaluation): عوّض x=2 into the curve equation to أوجد y-coordinate of tangency: y(2)=23−6(2)2+5(2)+2=8−24+10+2=−4.
Step 2 (Derivative & Gradient): Dإذا كانferentiate بالنسبة إلى x using the power rule: dxdy=3x2−12x+5. Evaluating at x=2 gives the instantaneous tangent gradient m=3(4)−12(2)+5=−7.
Step 3 (Tangent Line Equation): Using the point-slope formula y−y0=m(x−x0): y−(−4)=−7(x−2)⟹y=−7x+(10). الإجابة النهائية:y=−7x+(10), crossing the y-axis at (0,10).
47
[Differentiation, Turning Points & Kinematics] An arithmetic sequence has first term u1=7 and common difference d=8. Find the 12-th term u12 and the exact sum of the first 12 terms S12.[Dإذا كانferentiation, Turning Points & Kinematics] An arithmetic sequence has first term u1=7 و common dإذا كانference d=8. أوجد 12-th term u12 و the exact sum of the first 12 terms S12.
Advanced
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=7 and common difference d=8, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. Substituting n=12: u12=7+11(8)=7+88=95.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(7+95)=6(102)=612. Final Answer:u12=95 and S12=612.
Step 1 (General Term Formula): For an arithmetic progression with first term u1=7 و common dإذا كانference d=8, the n-th term is given by un=u1+(n−1)d. بالتعويض عن n=12: u12=7+11(8)=7+88=95.
Step 2 (Series Sum Formula): Using Gauss's pairing formula Sn=2n(u1+un) for n=12: S12=212(7+95)=6(102)=612. الإجابة النهائية:u12=95 و S12=612.
48
[Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=24 cm and AC=32 cm. Calculate the hypotenuse AB, the area of △ABC, and the inradius r of its inscribed circle.[Histograms, Cumulative Frequency & Tree Diagrams] In right-angled triangle ABC with ∠C=90∘, the legs have lengths BC=24 cm و AC=32 cm. احسب hypotenuse AB, the area of △ABC, و the inradius r of its inscribed circle.
Advanced
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(24)2+(32)2=576+1024=1600=40 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(24)(32)=384 cm2, and the semiperimeter is s=224+32+40=48 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=48384=8 cm. Final Answer:AB=40 cm,Area=384 cm2,r=8 cm.
Step 1 (Pythagorean Theorem): Since ∠C=90∘, the hypotenuse AB satisfies: AB=BC2+AC2=(24)2+(32)2=576+1024=1600=40 cm.
Step 2 (Area & Semiperimeter): The area is [ABC]=21(24)(32)=384 cm2, و the semiperimeter is s=224+32+40=48 cm.
Step 3 (Inradius): Using the identity [ABC]=r⋅s: r=s[ABC]=48384=8 cm. الإجابة النهائية:AB=40 cm,Area=384 cm2,r=8 cm.
49
[Number, Surds, Bounds & Set Notation] The function f(x)=x−22x+6 is defined for x=2. Find the inverse function f−1(x), state its domain, and solve f(x)=3.[Number, Surds, Bounds & Set Notation] The function f(x)=x−22x+6 is defined for x=2. أوجد الدالة العكسية f−1(x), state its domain, و حل f(x)=3.
Advanced
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−22x+6 and multiply both sides by (x−2): y(x−2)=2x+6⟹xy−2y=2x+6⟹x(y−2)=2y+6.
Step 2 (Domain of Inverse): Dividing by (y−2) and swapping x and y gives: f−1(x)=x−22x+6,with domain x∈R,x=2.
Step 3 (Solving f(x)=3): Since f is self-inverse, x=f−1(3)=(3)−22(3)+6=12. Final Answer:f−1(x)=x−22x+6(x=2), and x=12.
Step 1 (Algebraic Inversion): Set y=x−22x+6 و اضرب الطرفين في (x−2): y(x−2)=2x+6⟹xy−2y=2x+6⟹x(y−2)=2y+6.
Step 2 (Domain of Inverse): بالقسمة على (y−2) و swapping x و y gives: f−1(x)=x−22x+6,with domain x∈R,x=2.
Step 3 (Solving f(x)=3): Since f is self-inverse, x=f−1(3)=(3)−22(3)+6=12. الإجابة النهائية:f−1(x)=x−22x+6(x=2), و x=12.
50
[Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems] Solve the logarithmic equation log2(x−3)+log2(x+3)=log2(27) for x>3, showing why the negative root must be rejected.[Algebraic Fractions, Quadratics & Simultaneous Systems] حل the logarithmic equation log2(x−3)+log2(x+3)=log2(27) for x>3, showing why the negative root must be rejected.
Advanced
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>3: log2((x−3)(x+3))=log2(27)⟹x2−9=27.
Step 2 (Solve Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=36⟹x=±6. Since log2(x−3) requires x−3>0⟺x>3, the negative root x=−6 is extraneous and must be rejected. Final Answer:x=6.
Step 1 (Combine Logarithms): Using the logarithmic product identity log2(u)+log2(v)=log2(uv) on the domain x>3: log2((x−3)(x+3))=log2(27)⟹x2−9=27.
Step 2 (حل Quadratic & Check Domain): Rearranging gives x2=36⟹x=±6. Since log2(x−3) requires x−3>0⟺x>3, the negative root x=−6 is extraneous و must be rejected. الإجابة النهائية:x=6.
AI-assisted, human-reviewed: Questions and walkthroughs are developed with AI assistance and reviewed by senior educators.Report an error here ↗
Generate authentic Pearson Edexcel 4MA1 Higher Tier mock papers and topical quizzes with step-by-step M1/A1 marking schemes.توليد اختبار رياضيات إدكسل الدولية (Edexcel IGCSE 4MA1 & IAL) الكامل ↻
Full official exam paperورقة اختبار رسمي كامل
Full-length 100-mark Higher Tier mock exams matching Pearson Edexcel 4MA1 Paper 1H and Paper 2H.رياضيات إدكسل الدولية (Edexcel IGCSE 4MA1 & IAL) — Full-length 100-mark Higher Tier mock exams matching Pearson Edexcel 4MA1 Paper 1H and Paper 2H.
AI-assisted, human-reviewed: Questions and walkthroughs are developed with AI assistance and reviewed by senior educators.Report an error here ↗
↓
Downloadsالتنزيلات
Download Pearson Edexcel IGCSE 4MA1 Higher Tier study packets, formula sheets, and topical worksheets for Paper 1H and Paper 2H.مجموعة شاملة من أوراق العمل التدريبية مع نماذج الإجابة الكاملة مرتبة حسب الوحدات — مجانية للتنزيل والطباعة.
PDF · ready now
Edexcel IGCSE 4MA1 Higher Complete Revision Guideملخصات وأوراق تدريب رياضيات إدكسل الدولية (Edexcel IGCSE 4MA1 & IAL)
All eight Higher Tier chapters with official Edexcel formula sheets, Grade 8–9 worked examples, and full marking rubrics.جميع فصول المسار مع الأمثلة المحلولة والحلول التفصيلية بتنسيق جاهز للطباعة.
DOCX · on request
Native Word packet
Editable .docx revision packet with native equation-editor formulas ready for print or classroom instruction.ملف وورد (.docx) قابل للتعديل بمعادلات رياضية أصلية (OMML) — جاهز لأوراق العمل أو الاختبارات القصيرة.
Official · Past Papers
Past Papers & Official Tests
Officially released exams and mark schemes from the examining body.
Topical Edexcel 4MA1 Higher Tier practice worksheets with M1/A1 mark-scheme breakdowns.رياضيات إدكسل الدولية (Edexcel IGCSE 4MA1 & IAL) — Topical Edexcel 4MA1 Higher Tier practice worksheets with M1/A1 mark-scheme breakdowns.
Loading worksheet library…
🍪We use essential browser storage for your math progress and settings. With your consent, we also load cookies for advertising and analytics to support free access to ClipSAT.Privacy Policy
Privacy Policy
Last updated October 16, 2026
ClipSAT is an educational mathematics platform founded by Mr. Mohamed Abdallah, serving students preparing for Saudi national examinations (GAT Qudrat, SAAT Tahsili) and international curricula (AP, Cambridge IGCSE/A-Level, IB, SAT, ACT, and university mathematics). We believe in privacy by design, minimal data collection, and full transparency. This policy explains what data exists, how it is processed, and your rights, in compliance with applicable standards including the Saudi Personal Data Protection Law (PDPL) and international data privacy best practices.
1. What's Stored Locally on Your Device
Study Progress & Preferences: Your completed chapters, accuracy statistics, streak counts, mistake log, flashcard review schedule, and dark-mode setting are stored directly in your browser's local storage (localStorage). This data remains on your device by default and is never transmitted to our servers without your explicit action.
Clearing Local Data: You can reset your local study data at any time from within the platform (via the Progress or Mistake reset buttons) or by clearing your browser's site data.
2. User Accounts, Cloud Sync & Third-Party Processors
To enable cross-device synchronization between your phone, tablet, and computer, ClipSAT offers an optional account system (ClipSAT Free and ClipSAT Plus) powered by Supabase Inc.:
Authentication: Sign-in uses passwordless email magic links or one-time verification codes, or Google OAuth sign-in. We do not store plaintext passwords.
Database & Row Level Security: Synchronized study records (such as completed lessons, mistake items, and spaced repetition schedules) are stored in a managed PostgreSQL database hosted by Supabase. Access is governed by strict database Row Level Security (RLS) policies, ensuring only your authenticated session can access or modify your personal records.
Infrastructure & IP Logging: When your device connects to our cloud infrastructure or APIs (such as Supabase or Cloudflare), servers process your device's IP address and standard HTTP request headers as an inherent technical requirement of internet routing. These logs are maintained by our hosting processors strictly for security auditing, DDoS mitigation, and rate limiting, and are routinely purged after operational retention periods (typically up to 30 days). ClipSAT does not sell or cross-track IP logs.
Account & Data Deletion: You can request full deletion of your cloud account and all associated synchronized records at any time by emailing support@clipsat.org. Deletion requests are fulfilled within 30 days.
3. ClipSAT AI Tutor & Practice Generation
When you interact with the ClipSAT AI Tutor or generate AI practice questions:
Server-Side Proxy: All requests route through a secure server proxy (Supabase Edge Functions). Model provider API keys (Groq / OpenAI) are secured server-side and never exposed to the client.
Data Protection & Rate Limits: Requests are gated behind authenticated user sessions, with server-side quotas, per-IP rate limiting, character length limits, and automated content safety filters to prevent abuse and protect student safety.
Pedagogical Purpose Limitation: Prompts and math questions are processed solely to generate pedagogical explanations and tailored practice exercises. Your questions are not used to train public foundation models without consent.
AI Disclaimer: Explanations are AI-generated and may occasionally contain inaccuracies. The AI Tutor is a supplemental study aid, not a human tutor or a substitute for teacher instruction.
4. Google Forms Integration & Google Drive Permissions
Teachers can optionally connect a Google account to export ClipSAT quizzes and worksheets into Google Forms for use in Google Classroom or other learning management systems. This integration is entirely opt-in:
Minimal Scope: ClipSAT requests only the permissions necessary to create Google Forms, read responses for the created form, and save question diagrams to the teacher's own Google Drive (scoped strictly via drive.file to files ClipSAT itself creates). ClipSAT cannot see, read, or modify any other files in your Google Drive or access student rosters.
Restricted Sharing by Default: Uploaded question diagrams are saved with restricted permissions by default (accessible only by the teacher). Because Google Forms requires image URLs to be publicly fetchable by Google's servers to render diagrams to students, ClipSAT requires explicit teacher consent before enabling link-sharing for uploaded diagrams.
Client-Side Operation: The Google integration operates directly in your browser. No Google OAuth tokens or quiz responses pass through or are saved on any ClipSAT server.
ClipSAT uses essential browser storage to save your learning progress. With your permission via our cookie consent banner, third-party advertising cookies (such as Google Ads) or analytics scripts may be loaded to support free access to our curriculum:
Opt-In Consent: Non-essential advertising and tracking scripts are blocked until you click "Accept All" on the cookie consent banner. If you choose "Essential Only", only necessary local storage is utilized.
Changing Consent: You can change or revoke your cookie choices at any time by clicking in the site footer.
You may also manage personalized advertising preferences directly at Google Ads Settings.
6. Saudi Personal Data Protection Law (PDPL) Compliance
For users in the Kingdom of Saudi Arabia, ClipSAT complies with the principles of the Personal Data Protection Law (Royal Decree No. M/19 and amended by Royal Decree No. M/148):
Fair and Lawful Processing: Personal data is processed fairly, lawfully, and transparently based on user consent.
Purpose Limitation: We collect and process data solely for providing educational content, tracking study progress, and powering interactive learning tools.
Data Minimization: We restrict collection to the minimum data strictly required to deliver our educational services.
User Rights: Under the PDPL, you have the right to be informed about the data collected, access your data, request corrections, request destruction or erasure of your data, and withdraw consent at any time.
7. Visitor Counter & Cookieless Analytics
The home page displays an aggregate, live visit count stored in our Supabase database. Each browser tab increments the shared counter at most once per session using session storage. ClipSAT also uses privacy-first analytics to record aggregate educational interactions (such as diagnostic test completions and feature usage) without tracking personal browsing histories across other sites.
8. Contact & Privacy Requests
If you have any questions about this privacy policy, data practices, or wish to exercise your data rights under the Saudi PDPL or GDPR, please contact our support team at support@clipsat.org. You may also contact us via WhatsApp (+966 59 768 8647) or Telegram (@ClipSAT22).
By accessing or using ClipSAT ("the Platform"), you agree to these Terms of Service. If you do not agree, please do not use the Platform.
1. Core Content & Free-Tier Promise
ClipSAT provides free access to foundational mathematics lessons, proofs, formula sheets, question banks, and interactive visualizers across all 26 curriculum tracks. Under our Free-Tier Promise, content that is free today will remain free and will never be moved behind a paywall.
2. ClipSAT Plus Subscriptions, Billing & 14-Day Refund Policy
ClipSAT Plus is an optional convenience tier offering cross-device cloud synchronization, automated spaced-repetition scheduling, and unlimited AI tutor access.
Billing: Subscriptions are billed in Saudi Riyals (SAR) on an annual (75 SAR/year) or monthly (15 SAR/month) basis.
14-Day Money-Back Guarantee: If you are not completely satisfied with ClipSAT Plus, you may cancel your subscription within fourteen (14) days of your initial purchase or renewal to receive a full refund, no questions asked. To request a refund, contact support@clipsat.org with your purchase details.
Cancellation & Reversion: You may cancel your subscription at any time. Upon expiration, your account seamlessly reverts to the permanent free tier with all your local progress intact.
3. ClipSAT AI Tutor Disclaimer
The "ClipSAT AI Tutor" is an automated artificial intelligence assistant, not Mr. Mohamed Abdallah or a licensed human tutor. AI-generated explanations and math solutions may occasionally contain inaccuracies or omissions. The AI tutor is provided solely as a supplementary learning tool; you should independently verify important derivation steps, formulas, and final answers.
4. Acceptable Use of Content & Copyright
Study notes, dynamic explorers, and practice problems are provided for personal academic use and classroom teaching. Downloaded packets and worksheets may be printed for personal study or non-commercial classroom distribution; commercial resale or unauthorized redistribution is strictly prohibited.
5. Educational Study Aid & No Guarantee of Scores
ClipSAT is an educational study aid designed to reinforce mathematical understanding. Use of the platform does not guarantee any specific examination score or percentile. Users should consult official exam bodies (Cambridge International, College Board, ACT, IB, or Qiyas) for authoritative syllabi and regulations.