Alevel数学重要一环,A2阶段的重中之重——Differentiation!Differentiation是在Alevel体系中的重要一环,在AS阶段可以占比15%左右的分数,在A2阶段更是重中之重,可以与多种题型联动出题,比如differential equation与binomial expansion,以及长除法进行联动出题,综合占比高达25%。
因此同学们有必要认真学习本章节,打好基础以应对将来A2知识的学习,相反如果AS的微积分基础没有打好,在A2阶段会非常的困难,整个微积分知识体系都是有连接性的。接下来我会重点分析每个知识点,以及对应的题型。
Chain rule
第一个重点是使用chain rule求复合函数的微分,这个内容比较少单独出题,一般融合在其他题型中比如下面的求切线方程,法线方程,以及求stationary point等题目中。
此题型如果不是单独出题,可以不使用chain rule,直接外函数微分乘以内函数微分求解,这样做的更快。
此题型有两点要注意:
1.复合函数微分要注意括号内的正负号问题
2.如果复合函数有根号和分数,需要先整理成(ax+b)^n的形式
Tangents and normals
这个部分属于重点题型,求曲线的切线以及法线方程,注意这个部分都是求直线方程,直线方程要设y=ax+b,需要两个条件,斜率和直线上的一个点。
其中切线方程的斜率需要用曲线的微分,然后带入所需点求得,然后再把所需点带入直线方程即可求出切线方程。
求法线方程会更复杂一点,需知切线和法线互为垂直关系,因此使用两斜率乘积为-1,求得法线的斜率。此外这个题型会用到之前的使用chain rule求复合函数方程。
此题型有三点要注意:
进阶题型1,求直线方程与坐标轴所成三角形的面积,需要求直线与坐标轴的交点。
进阶题型2,求直线与坐标轴交点的中点,或者求直线的垂直平分线。
进阶题型3,已知切线/法线方程,反求曲线方程的未知系数。
Second derivatives
这个部分也是重点题型,考到的概率极高,针对曲线函数的微分方程,再求一遍微分,注意写法d2y/dx2或者写成f“(x)都可以。
注意二阶导数表示函数凹凸性,因此有最大最小值问题:
二阶导数大于0的时候,函数为凹型,因此有极小值
二阶导数小于0的时候,函数为凸型,因此有极大值
但是需要注意先保证一阶导数为0,才能使用二阶导数导数求stationary point。
此题型注意:
1.先使用一阶导数为0,再用二阶导数找最大值和最小值。
2.进阶题型,应用题比如圆内接圆柱,圆锥内接圆柱,这个题型是难点,通常需要先求体积/面积与一个变量(半径,长宽高)的关系式,然后把此关系式求一阶导数和二阶导数来找出体积/面积的极值。
因此球型体积公式4r²球型表面积公式4/3(πr³)需要注意,另外圆柱的表面积体积公式,扇形面积公式,弧长公式,圆锥的体积公式都需要记住。
Increasing and decreasing functions
这个部分比较简单,曲线函数求一阶导数,如果大于0,则为递增函数,如果小于0,则为递减函数。判断函数的增减型是不需要进行二阶求导的,需要注意。
Ratesof change
这个部分会引入第三个变量t,一般题目会出现untis per second等字眼,此时需要先列出dy/dt,或者dx/dt。然后把原函数微分,然后列出chain rule,即可求出所需的x变化率或者y的变化率。
此题型需要注意:
如果题目条件为y的变化率,求x的变化率,那函数的微分式dy/dx需要取个倒数然后用(dx/dy)×(dy/dt)即可。
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