VCE中數和VCE高數必考知識點解析:微積分中的切線方程問題

在麵對眾(zhong) 多數學知識點,同學們(men) 一定要抓住一些必考的內(nei) 容,今天就為(wei) 同學們(men) 講解一下VCE中數和VCE高數都必考的一個(ge) 知識點——微積分中的切線方程問題

1、首先,我們(men) 先回顧一下這個(ge) 知識點的來源,同學們(men) 可以翻開VCE中數unit3-4的textbook的10A,或者VCE高數unit3-4的6A

根據微積分的基本定義(yi) ,在一個(ge) 函數(或者曲線)上的某一點的導數值,是過該點的切線方程(tangent line)的斜率。為(wei) 了方便同學們(men) 記,我們(men) 可以簡化記憶為(wei) 導函數值=斜率

VCE 高數&中數 | SM和MM都年年考的知識點

根據切線方程的知識,後麵會(hui) 相繼引出法線方程(normal function),即與(yu) 切線方程垂直的一條函數方程,考察的知識則是:兩(liang) 條垂直的直線方程,它們(men) 的斜率乘積為(wei) -1,即m1*m2=-1。同時還會(hui) 考察與(yu) 切線方程平行的直線方程求法,考察的知識點則是:兩(liang) 條平行直線方程的斜率相等,即m1=m2。

2、在回顧完知識點後,我們(men) 來梳理下這種題型的常見求法,通常來說,題目中會(hui) 給定一個(ge) 函數方程,然後給定一個(ge) 具體(ti) 的點讓你求過這個(ge) 點的切線方程。

具體(ti) 步驟如下:

由於(yu) 該知識點既會(hui) 出現在VCE中數、VCE高數卷1,也會(hui) 出現在VCE中數、VCE高數卷2。

我們(men) 將為(wei) 同學們(men) 講解手算和計算器兩(liang) 種解法

1、手算:

1、對目標函數進行求導

此處要注意計算的準確率,通常函數求導會(hui) 用到product rule或者chain rule。同學們(men) 切記不要套錯公式或者漏掉符號

2、將該點帶入1中所求的導函數方程,求出該點的導函數值,即斜率m

3、通常來說題目中隻會(hui) 給你這個(ge) 點的橫坐標,如,pass x=6。這時候我們(men) 要求出該點所對應的縱坐標,即把x=6代入原函數方程中。切記一定是要帶入題目中的原始函數方程,而不是1中求出的導函數。這是同學們(men) 最容易出錯和產(chan) 生誤解的地方

4、將2和3中求出的斜率和點的坐標帶入上麵圖片中的公式,即可求出最終答案,此處同學們(men) 記得將答案化簡為(wei) y= mx + c的形式

接下來問同學們(men) 歸納一下常見的問題:

求出的是切線方程,它是一條直線,所以一定是y=mx+c的形式,如果你的答案中x的指數不是1,例如x^2, 1/x, 那麽(me) 一定是計算過程中出現了錯誤,回去好好檢查一下

切記不要把點帶入到求完導之後的函數方程裏,這裏再次強調一下

不要套錯公式

如果題目中問的是normal function,那麽(me) 還是根據上述的流程,先求出斜率,再根據m1*m2=-1求出法線方程的斜率,再將點的坐標代入公式。所以同學們(men) 一定要審清題目,不要看到normal function而不知所措

接下來我們(men) 拿一些

VCE中數、VCE高數曆年真題來具體(ti) 講解一下

下麵是2020年VCE中數卷1的一道題

VCE 高數&中數 | SM和MM都年年考的知識點VCE 高數&中數 | SM和MM都年年考的知識點

其中b問的後三問全部都是和切線方程有關(guan)

我們(men) 根據上述的步驟來一起計算下,首先對題目中的函數進行求導,得出導函數方程為(wei) 2x+3

將點的橫坐標代入1中的導函數方程,

由於(yu) 點的橫坐標是a,所以斜率m=2a+3

求出Q點的完整坐標,

將a代入題目中的原始函數求出Q的縱坐標

套入公式,求得

VCE 高數&中數 | SM和MM都年年考的知識點

之後再根據題目中的進一步要求,繼續求解a的值

3、手算部分的過程已經為(wei) 同學們(men) 講解完了,接下來為(wei) 同學們(men) 梳理下如何用計算器快速的求解。

我們(men) 同樣拿一道

2021北半球VCE中數卷2中的題來看一下

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e問中雖然問的是y- intercept,但是我們(men) 需要求出具體(ti) 的切線方程才能知道y- intercept,所以其實是一回事。

我們(men) 拿CAS計算器為(wei) 例,同學們(men) 記住按鍵順序:menu—4—9 就是求切線方程的功能,按順序輸入函數方程和點的橫坐標,此處記得打逗號

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此處化簡一下並寫(xie) 成y=mx+c的形式,

即可寫(xie) 出最終答案

VCE 高數&中數 | SM和MM都年年考的知識點

(由於(yu) 題目中問的是y-intercept,所以標答為(wei) 了更明確寫(xie) 成了y=c+mx的形式,並不影響結果)

今天的分享就到這裏啦!

 

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