| Exam Board | OCR |
|---|---|
| Module | Further Pure Core 2 (Further Pure Core 2) |
| Year | 2021 |
| Session | June |
| Marks | 33 |
| Topic | Complex Numbers Argand & Loci |
| Question | Answer | Marks | AO | Guidance | ||||||
| 1 | (a) | \(\mathbf { A } = \left( \begin{array} { l l } 3 | 0 | |||||||
| 0 | 1 \end{array} \right)\) |
| 1.1 | |||||||
| (b) | Stretch scale factor 1/3 parallel to \(x\)-axis \(\mathbf { A } ^ { - 1 } = \left( \begin{array} { l l } \frac { 1 } { 3 } | 0 | ||||||||
| 0 | 1 \end{array} \right)\) |
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| Must be complete description (except no need to specify 2-D) | ||||||
| (c) | Reflection in the line \(y = - x\) |
| 1.2 | |||||||
| (d) | \(\begin{aligned} | \mathbf { B A } = \left( \begin{array} { c c } 0 | - 1 | |||||||
| - 1 | 0 \end{array} \right) \left( \begin{array} { l l } 3 | 0 | ||||||||
| 0 | 1 \end{array} \right) = \ldots | |||||||||
| \ldots = \left( \begin{array} { c c } 0 | - 1 | |||||||||
| - 3 | 0 \end{array} \right) \end{aligned}\) |
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| For understanding that the matrix representing successive transformations is the product in the correct order. ie \(\mathbf { B A }\), not \(\mathbf { A B }\) | ||||||
| (e) | \(( \mathbf { B A } ) ^ { - 1 } = - \frac { 1 } { 3 } \left( \begin{array} { l l } 0 | 1 | ||||||||
| 3 | 0 \end{array} \right)\) \(\left. \begin{array} { r l } \mathbf { A } ^ { - 1 } \mathbf { B } ^ { - 1 } | = \left( \frac { 1 } { 3 } \right. | ||||||||
| 0 | 0 | |||||||||
| 0 | 1 \end{array} \right) \left( \begin{array} { c c } 0 | - 1 | ||||||||
| - 1 | 0 \end{array} \right) = \left( \begin{array} { c c } 0 | - \frac { 1 } { 3 } | ||||||||
| - 1 | 0 \end{array} \right) ~ \left( \begin{array} { l l } 0 | 1 | ||||||||
| 3 | 0 \end{array} \right) = ( \mathbf { B } \mathbf { A } ) ^ { - 1 }\) | A1 | 1.1a | For carrying out the procedure for inverting the matrix found in (d) (or BA worked out from scratch) | OR \(\mathbf { M 1 }\) find \(\mathbf { A } ^ { - 1 } \mathbf { B } ^ { - 1 }\) from scratch A1 demonstrate that \(( \mathbf { B A } ) \left( \mathbf { A } ^ { - 1 } \mathbf { B } ^ { - 1 } \right)\) is equal to I | |||||
| Question | Answer | Marks | AO | Guidance | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2 | (a) | \(\begin{aligned} | 3 x + 4 y = 28 \text { so } a = 3 , b = 4 , c = 28 \text { (or any non- } | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| \text { zero multiples) so } D = \frac { | 3 \times - 6 + 4 \times 4 - 28 | } { \sqrt { 3 ^ { 2 } + 4 ^ { 2 } } } | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| D = 6 \end{aligned}\) |
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| Identifying \(a , b\) and \(c\) and substituting \(a , b , c\) and \(\left( x _ { 1 } , y _ { 1 } \right)\) correctly into distance formula | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Finding equation of perpendicular line through \(( - 6,4 )\) and solving simultaneously to find foot of perpendicular | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| [2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (b) |
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| Alternative solution \(\begin{aligned} | 4 + 2 \lambda = 11 + 3 \mu , 3 + \lambda = - 1 - \mu \text { and } - 2 - 4 \lambda = 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| + \mu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| \lambda = - 1 , \mu = - 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| \text { eg } - 2 - 4 ( - 1 ) = 2 = 5 + - 3 \text { so lines intersect so } D | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| = 0 \end{aligned}\) |
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| Value of each side must be found, not just equality asserted. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| [3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| (c) | There are two points, one on each line, such that the distance between the points is \(0 . .\). | E1ft | 3.1a | If \(D\) found to be non-zero in (b) then allow "Because there are not two points..." | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Question | Answer | Marks | AO | Guidance | ||||||||||||||
| ...and so the lines must intersect. | E1ft | 2.4 | A convincing demonstration that the two direction vectors are not parallel and "...and so the lines must be skew" | |||||||||||||||
| [2] | ||||||||||||||||||
| 3 | (a) | \(\begin{aligned} | \mathbf { A B } = \left( \begin{array} { c c } 1 | 2 | ||||||||||||||
| a | - 1 \end{array} \right) \left( \begin{array} { c c } 2 | - 1 | ||||||||||||||||
| 4 | 1 \end{array} \right) = \left( \begin{array} { c c } 10 | 1 | ||||||||||||||||
| 2 a - 4 | - a - 1 \end{array} \right) | |||||||||||||||||
| ( \mathbf { A B } ) \mathbf { C } = \left( \begin{array} { c c } 10 | 1 | |||||||||||||||||
| 2 a - 4 | - a - 1 \end{array} \right) \left( \begin{array} { c c } 5 | 0 | ||||||||||||||||
| - 2 | 2 \end{array} \right) | |||||||||||||||||
| = \left( \begin{array} { c c } 48 | 2 | |||||||||||||||||
| 12 a - 18 | - 2 a - 2 \end{array} \right) | |||||||||||||||||
| \mathbf { B C } = \left( \begin{array} { c c } 2 | - 1 | |||||||||||||||||
| 4 | 1 \end{array} \right) \left( \begin{array} { c c } 5 | 0 | ||||||||||||||||
| - 2 | 2 \end{array} \right) = \left( \begin{array} { c c } 12 | - 2 | ||||||||||||||||
| 18 | 2 \end{array} \right) | |||||||||||||||||
| \mathbf { A } ( \mathbf { B C } ) = \left( \begin{array} { c c } 1 | 2 | |||||||||||||||||
| a | - 1 \end{array} \right) \left( \begin{array} { c c } 12 | - 2 | ||||||||||||||||
| 18 | 2 \end{array} \right) | |||||||||||||||||
| = \left( \begin{array} { c c } 48 | 2 | |||||||||||||||||
| 12 a - 18 | - 2 a - 2 \end{array} \right) = ( \mathbf { A B } ) \mathbf { C } \text { (which } | |||||||||||||||||
| \text { demonstrates associativity of matrix } | ||||||||||||||||||
| \text { multiplication) } \end{aligned}\) |
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| (b) | \(\begin{aligned} | \mathbf { A } \mathbf { C } = \left( \begin{array} { c c } 1 | 2 | |||||||||||||||
| a | - 1 \end{array} \right) \left( \begin{array} { c c } 5 | 0 | ||||||||||||||||
| - 2 | 2 \end{array} \right) = \left( \begin{array} { c c } 1 | 4 | ||||||||||||||||
| 5 a + 2 | - 2 \end{array} \right) | |||||||||||||||||
| \mathbf { C A } = \left( \begin{array} { c c } 5 | 0 | |||||||||||||||||
| - 2 | 2 \end{array} \right) \left( \begin{array} { c c } 1 | 2 | ||||||||||||||||
| a | - 1 \end{array} \right) = \left( \begin{array} { c c } 5 | 10 | ||||||||||||||||
| 2 a - 2 | - 6 \end{array} \right) \neq \mathbf { A C } \text { (so } | |||||||||||||||||
| \text { matrix multiplication is not commutative) } \end{aligned}\) |
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| (c) | \(\begin{aligned} | \left( \begin{array} { c c } 1 | 2 | |||||||||||||||
| a | - 1 \end{array} \right) \binom { x } { y } = \binom { x + 2 y } { a x - y } | |||||||||||||||||
| x + 2 y = 3 x = > y = x | ||||||||||||||||||
| a x - y = 3 y \text { and } y = x = > a = 4 \end{aligned}\) | M1
>
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| Multiplying the vector into the matrix using the correct procedure | |||||||||||||||
| A1 |
| A1 |
| \([ 3 ]\) |
| Question | Answer | Marks | AO | Guidance | |||
| \multirow[t]{5}{*}{4} | \(\begin{aligned} | V = \pi \int _ { 1 } ^ { 3 } ( ( x - 3 ) \sqrt { \ln x } ) ^ { 2 } \mathrm {~d} x = \pi \int _ { 1 } ^ { 3 } ( x - 3 ) ^ { 2 } \ln x \mathrm {~d} x | |||||
| V = \pi \left( \left[ \frac { 1 } { 3 } ( x - 3 ) ^ { 3 } \ln x \right] _ { 1 } ^ { 3 } - \int _ { 1 } ^ { 3 } \frac { 1 } { 3 } ( x - 3 ) ^ { 3 } \frac { 1 } { x } \mathrm {~d} x \right) | |||||||
| \frac { 1 } { x } ( x - 3 ) ^ { 3 } = x ^ { 2 } - 9 x + 27 - \frac { 27 } { x } \text { soi } \end{aligned}\) | B1 | 3.1a | \multirow{2}{*}{
| \multirow{3}{*}{ie from \(\int _ { 1 } ^ { 3 } x ^ { 2 } \ln x - 6 x \ln x + 9 \ln x \mathrm {~d} x\) integrated by parts term by term} | |||
| A1 | 1.1 | ||||||
| A1 | 1.1 | Completing the integral. NB \(\left[ ( x - 3 ) ^ { 3 } \ln x \right] _ { 1 } ^ { 3 } = 0\) so may be omitted provided it is seen earlier | |||||
| \(V = \frac { \pi } { 3 } \left( \left[ \begin{array} { l } ( x - 3 ) ^ { 3 } \ln x - \frac { x ^ { 3 } } { 3 } + | |||||||
| \frac { 9 x ^ { 2 } } { 2 } + 27 x - 27 \ln x \end{array} \right] _ { 1 } ^ { 3 } \right)\) | dep *M1 | 3.2a | Correctly dealing with limits | ||||
| [7] | |||||||
| Question | Answer | Marks | AO | Guidance | ||
| 5 | \(\frac { z + 7 \mathrm { i } } { z - 24 } = \frac { x + \mathrm { i } y + 7 \mathrm { i } } { x - 24 + \mathrm { i } y } \times \frac { x - 24 - \mathrm { i } y } { x - 24 - \mathrm { i } y }\) | M1 | 3.1a | Substituting \(z = x + \mathrm { i } y\) into \(\frac { z + 7 \mathrm { i } } { z - 24 }\) | ||
| \multirow{8}{*}{} | \(\operatorname { Im } \frac { z + 7 \mathrm { i } } { z - 24 } = \frac { - x y + ( y + 7 ) ( x - 24 ) } { ( x - 24 ) ^ { 2 } + y ^ { 2 } } = \frac { 1 } { 4 }\) | M1 | 2.1 | conjugate of bottom | ||
| \(28 x - 96 y - 672 = x ^ { 2 } - 48 x + 576 + y ^ { 2 }\) | M1 | 1.1 | Multiplying out to get horizontal | |||
| \(0 = ( x - 38 ) ^ { 2 } - 1444 + ( y + 48 ) ^ { 2 } - 2304 + 1248\) | M1 | 1.1 | Completing both squares with half signed coefficients of \(x\) and \(y\) | |||
| \(( x - 38 ) ^ { 2 } + ( y + 48 ) ^ { 2 } = 2500\) | A1 | 2.2a | ||||
| So the shape of \(C\) is a circle... | E1 | 3.2a | ||||
| ...centre 38 - 48i, radius 50 | E1 | 3.2a | Or \(( 38 , - 48 )\) | |||
| function \(\operatorname { Im } \left( \frac { z + 7 i } { z - 24 } \right)\) is undefined at this point on the circle) | Do not penalise either lack of | |||||
| [7] | ||||||