| Abbreviations used in the mark scheme | Meaning |
| dep* | Mark dependent on a previous mark, indicated by *. The * may be omitted if only one previous M mark |
| cao | Correct answer only |
| ое | Or equivalent |
| rot | Rounded or truncated |
| soi | Seen or implied |
| www | Without wrong working |
| AG | Answer given |
| awrt | Anything which rounds to |
| BC | By Calculator |
| DR | This question included the instruction: In this question you must show detailed reasoning. |
| Question | Answer | Marks | AO | Guidance | |||||||||||||||
| 1 | (a) | DR \(\begin{aligned} | u = x ^ { 2 } | ||||||||||||||||
| 3 ( \sqrt { u } ) ^ { 3 } - 2 ( \sqrt { u } ) ^ { 2 } - 5 \sqrt { u } - 4 ( = 0 ) \end{aligned}\) \(3 u \sqrt { u } - 5 \sqrt { u } = 2 u + 4 \Rightarrow u ( 3 u - 5 ) ^ { 2 } = ( 2 u + 4 ) ^ { 2 }\) \(\begin{aligned} | u \left( 9 u ^ { 2 } - 30 u + 25 \right) = 4 u ^ { 2 } + 16 u + 16 = > | ||||||||||||||||||
| 9 u ^ { 3 } - 34 u ^ { 2 } + 9 u - 16 = 0 \end{aligned}\) |
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| [4] | |||||||||||||||||||
| (b) |
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| Their \(\alpha ^ { 2 } \beta ^ { 2 } + \beta ^ { 2 } \gamma ^ { 2 } + \gamma ^ { 2 } \alpha ^ { 2 }\) from part (a) over \(\pm \frac { 4 } { 3 }\) | Strict ft | ||||||||||||||
| Question | Answer | Marks | AO | Guidance | |||
| 2 | (a) | \(\begin{aligned} | \text { DR } | ||||
| ( r + 2 ) ( r - 1 ) \end{aligned}\) \(\begin{aligned} | \frac { A } { r - 1 } + \frac { B } { r + 2 } | ||||||
| A = 1 , B = - 1 | |||||||
| = \end{aligned}\) \(\begin{array} { c c c c c c } \frac { 1 } { 4 } | - | \frac { 1 } { 7 } | \cdots | - | \frac { 1 } { n - 1 } | ||
| \frac { 1 } { 5 } | - | \frac { 1 } { 8 } | \frac { 1 } { n - 3 } | - | \frac { 1 } { n } | ||
| \frac { 1 } { 6 } | - | \frac { 1 } { 9 } | \frac { 1 } { n - 2 } | - | \frac { 1 } { n + 1 } | ||
| \frac { 1 } { 7 } | - | \cdots | \frac { 1 } { n - 1 } | - | \frac { 1 } { n + 2 } \end{array}\) \(\begin{aligned} | = \frac { 1 } { 4 } + \frac { 1 } { 5 } + \frac { 1 } { 6 } - \frac { 1 } { n } - \frac { 1 } { n + 1 } - \frac { 1 } { n + 2 } | |
| = \frac { 37 } { 60 } - \frac { 1 } { n } - \frac { 1 } { n + 1 } - \frac { 1 } { n + 2 } \end{aligned}\) | A1 | 1.1 | Correct factorisation of denominator soi Correct form for partial fractions |
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| Alternative Method \(\begin{aligned} | \therefore \sum _ { r = 5 } ^ { n } \frac { 3 } { r ^ { 2 } + r - 2 } = \sum _ { r = 5 } ^ { n } \frac { 1 } { r - 1 } - \sum _ { r = 5 } ^ { n } \frac { 1 } { r + 2 } | ||||||
| = \sum _ { r = 5 } ^ { n } \frac { 1 } { r - 1 } - \sum _ { r = 8 } ^ { n + 3 } \frac { 1 } { r - 1 } | |||||||
| = \sum _ { r = 5 } ^ { 7 } \frac { 1 } { r - 1 } - \sum _ { r = n + 1 } ^ { n + 3 } \frac { 1 } { r - 1 } \end{aligned}\) | М1 | Using partial fractions, separating into two sums, re-indexing so that the summands have identical form and cancelling central terms. | Might see start and end terms explicitly. eg \(\sum _ { r = 5 } ^ { n } \frac { 1 } { r - 1 } - \sum _ { r = 8 } ^ { n + 3 } \frac { 1 } { r - 1 }\) | ||||
| Question | Answer | Marks | AO | Guidance | ||||||||||||||
| \multirow{2}{*}{} | \multirow{2}{*}{} | \(\begin{aligned} | \therefore \sum _ { r = 5 } ^ { n } \frac { 3 } { r ^ { 2 } + r - 2 } = | |||||||||||||||
| = \frac { 1 } { 4 } + \frac { 1 } { 5 } + \frac { 1 } { 6 } - \frac { 1 } { n } - \frac { 1 } { n + 1 } - \frac { 1 } { n + 2 } | ||||||||||||||||||
| = \frac { 37 } { 60 } - \frac { 1 } { n } - \frac { 1 } { n + 1 } - \frac { 1 } { n + 2 } \end{aligned}\) | A1 | AG. |
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| [5] | ||||||||||||||||||
| (b) | \(= \frac { 37 } { 60 }\) or awrt 0.617 |
| 2.2a | |||||||||||||||
| 3 | (a) | \(\begin{aligned} | \ln ( 1 + \sin \theta ) = 0 \Rightarrow 1 + \sin \theta = 1 \Rightarrow \sin \theta = 0 | |||||||||||||||
| \text { so } \alpha = 0 \text { and } \beta = \pi \end{aligned}\) |
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| (b) | \(\begin{aligned} | A = \frac { 1 } { 2 } \int _ { 0 } ^ { \pi } ( \ln ( 1 + \sin \theta ) ) ^ { 2 } \mathrm {~d} \theta | ||||||||||||||||
| = 0.4162 ( 4 \mathrm { sf } ) \text { cao } \end{aligned}\) |
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| Correct formula for area with \(r\) correctly substituted and their limits. Must be unambiguous but can be implied by correct answer/later work BC | Incorrect formula = M0A0 Condone missing \(\mathrm { d } \theta\) | ||||||||||||||
| (c) |
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| Question | Answer | Marks | AO | Guidance | ||||||||||
| 4 | (a) | DR | ||||||||||||
| \(\begin{aligned} | r ^ { 2 } = ( - 4 ) ^ { 2 } + ( \sqrt { 48 } ) ^ { 2 } \quad \text { or } ( r \cos \theta = - 4 \text { and } | |||||||||||||
| r \sin \theta = \sqrt { 48 } ) \text { or } \tan \theta = - \sqrt { 3 } \text { oe } | ||||||||||||||
| r = 8 \left( \mathrm { ie } z = 8 \mathrm { e } ^ { \mathrm { i } \theta } \right) \quad \theta = 2 \pi / 3 \left( \mathrm { ie } z = r \mathrm { e } ^ { \mathrm { i } 2 \pi / 3 } \right) | ||||||||||||||
| \sqrt [ 3 ] { 8 } \text { or } 2 | ||||||||||||||
| \frac { 2 \pi } { 9 } \text { soi } | ||||||||||||||
| \frac { 2 \pi } { 3 } + 2 \pi k \text { for } k = 1 \text { and } 2 \text { oe seen } | ||||||||||||||
| 2 \mathrm { e } ^ { \frac { 2 } { 9 } \pi i } , 2 \mathrm { e } ^ { \frac { 8 } { 9 } \pi i } \text { and } 2 \mathrm { e } ^ { - \frac { 4 } { 9 } \pi i } \end{aligned}\) | A1 | 2.1 | Correct use of relevant formula(e). Some working must be seen. | Correct answer with no working: M0A0 or eg \(\theta = 8 \pi / 3\) | ||||||||||
| B1ft | 2.1 | Argument of (principal) cube root is one third of their argument | ||||||||||||
| M1 | 2.2a | Considering further arguments at angular distance \(2 \pi\) | ||||||||||||
| A1 | 1.1 | or eg \(2 \mathrm { e } ^ { \frac { 2 } { 9 } \pi i } , 2 \mathrm { e } ^ { \frac { 8 } { 9 } \pi i }\) and \(2 \mathrm { e } ^ { \frac { 14 } { 9 } \pi i }\) | Must be in exponential form, not just \(r =\) and \(\theta =\). Do not condone any missing i's. | |||||||||||
| (b) |
| B1 |
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| Question | Answer | Marks | AO | Guidance | ||||||||||||||
| 5 | (a) | (i) | \(\begin{aligned} | \mathrm { f } ^ { \prime } ( x ) = \frac { 1 } { \left( 1 - x ^ { 2 } \right) ^ { \frac { 1 } { 2 } } } \text { from the formula book } | ||||||||||||||
| \text { so } \mathrm { f } ^ { \prime \prime } ( x ) = - \frac { 1 } { 2 } \cdot \frac { 1 } { \left( 1 - x ^ { 2 } \right) ^ { \frac { 3 } { 2 } } } \cdot ( - 2 x ) | ||||||||||||||||||
| = \frac { x } { \left( 1 - x ^ { 2 } \right) ^ { \frac { 3 } { 2 } } } \end{aligned}\) | М1 | 1.1 | Formula from the Formula Booklet and attempt differentiation | To within sign error | ||||||||||||||
| (a) | (ii) | \(\begin{aligned} | f ( 0 ) = 0 , f ^ { \prime } ( 0 ) = 1 \text { and } f ^ { \prime \prime } ( 0 ) = 0 | |||||||||||||||
| f ^ { \prime \prime \prime } ( x ) = \frac { \left( 1 - x ^ { 2 } \right) ^ { \frac { 3 } { 2 } } - x \cdot \frac { 3 } { 2 } \left( 1 - x ^ { 2 } \right) ^ { \frac { 1 } { 2 } } \cdot ( - 2 x ) } { \left( 1 - x ^ { 2 } \right) ^ { 3 } } | ||||||||||||||||||
| \text { so } f ^ { \prime \prime \prime } ( 0 ) = 1 \text { and } f ( x ) = x + \frac { 1 } { 6 } x ^ { 3 } + \ldots \end{aligned}\) |
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| (a) | (iii) | \(\begin{aligned} \int _ { 0 } ^ { \frac { 1 } { 2 } } \mathrm { f } ( x ) \mathrm { d } x \approx \int _ { 0 } ^ { \frac { 1 } { 2 } } x | + \frac { 1 } { 6 } x ^ { 3 } \mathrm {~d} x | |||||||||||||||
| = | 0.127604167 \ldots | |||||||||||||||||
| = | 0.127604 \text { to } 6 \mathrm { dp } \end{aligned}\) |
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| (b) | \(\begin{aligned} | \int 1 \times \sin ^ { - 1 } x \mathrm {~d} x = x \sin ^ { - 1 } x - \int \frac { x } { \sqrt { 1 - x ^ { 2 } } } \mathrm {~d} x | ||||||||||||||||
| = x \sin ^ { - 1 } x + \left( 1 - x ^ { 2 } \right) ^ { \frac { 1 } { 2 } } ( + \mathrm { c } ) | ||||||||||||||||||
| \int _ { 0 } ^ { \frac { 1 } { 2 } } \mathrm { f } ( x ) = \frac { \pi } { 12 } + \frac { \sqrt { 3 } } { 2 } - 1 \end{aligned}\) |
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| Attempt integration by parts | ignore limits. Formula for parts must be correct | ||||||||||||||