IB 的微积分题第一步永远不是求导,而是问“这条线想问斜率、还是想问极值”。这一堂用一条三次函数把两件事分清楚。
本堂目标 学生能够:① 用幂法则求 f′(x) 并说明它代表瞬时变化率;② 由导数写出某一点的切线方程;③ 由 f′(x)=0 找出驻点并判断极大或极小。
01 先备知识(开课前 3 分钟快检)
以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:
| 技能 |
快检题 |
过关标准 |
| 幂法则 |
f(x) = x³ − 3x + 2,f′(x) 是什么 |
3x² − 3 |
| 代入 |
f(2) 是多少 |
4 |
| 直线方程 |
斜率 9、过 (2, 4) 的直线 |
y = 9x − 14 |
02 课堂流程(60 分钟)
| 时间 |
环节 |
导师做什么 |
学生做什么 |
| 0–10 分 |
斜率到导数 |
由割线平均变化率推到切线瞬时变化率 |
讲出两者分别 |
| 10–24 分 |
幂法则 |
x³ − 3x + 2 → 3x² − 3 |
逐项求导 |
| 24–36 分 |
切线方程 |
m = f′(2)、点 (2, f(2)) |
写出 y = 9x − 14 |
| 36–48 分 |
驻点与增减 |
f′(x)=0 → x = ±1 |
判断极大极小 |
| 48–56 分 |
IB 答题格式 |
写出方法与理由,不只写答案 |
改写一段 |
| 56–60 分 |
离场检查 |
三题收回即批 |
独立完成 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:由割线到切线:导数是什么
割线斜率 = [f(x+h) − f(x)] / h;h 越来越细,割线就越贴近切线,极限就是 f′(x)。
对 x³ − 3x + 2 用幂法则:3x² − 3,这是每一点自己的斜率,不是一个固定数字。
要学生讲:为什么 f′(x) 仍然含 x(因为斜率逐点不同)。
第二幕:切线方程:先斜率、后切点
在 x = 2:m = f′(2) = 3(4) − 3 = 9;切点 y = f(2) = 8 − 6 + 2 = 4。
用点斜式:y − 4 = 9(x − 2),即 y = 9x − 14,常数项 −14 是自算结果,不是背出来的。
要学生计:x = 0 时切线的 y 值(-14)。
第三幕:驻点:f′(x)=0 之后要再看符号
3x² − 3 = 0 → x = 1 或 −1。x = 1 时 f(1) = 0(极小),x = −1 时 f(−1) = 4(极大)。
判断方法:取 x = 0 得 f′(0) = −3 < 0(递减),所以左边 −1 是极大、右边 1 是极小。
提醒:f′(x)=0 只是候选,还要看两侧符号;IB 的“justify”就是要求这一句。
04 必教题型与步骤
| 题型 |
例子 |
步骤 |
答案 |
| 幂法则求导 |
f(x) = x³ − 3x + 2 |
逐项乘指数、减一 |
f′(x) = 3x² − 3 |
| 切线方程 |
x = 2 的切线 |
m = f′(2),点 (2, f(2)) |
y = 9x − 14 |
| 驻点与极值 |
f′(x) = 0 |
解方程再验符号 |
x = 1 极小 0;x = −1 极大 4 |
| 变化率应用 |
给距离函数求速度 |
位置求导即速度 |
单位要写清楚 |
合理性检查(一定要教):切线在切点的函数值一定等于原函数值:把 x = 2 代入 y = 9x − 14 得 4,与 f(2) 相同才算对。
05 独立练习三题
| 题目 |
答案 |
想观察什么 |
| f′(x),f(x) = x³ − 3x + 2 |
3x² − 3 |
有没有把常数项变 0 |
| x = 2 的切线斜率 |
9 |
有没有先求导再代入 |
| 两个驻点的座标 |
(1, 0) 与 (−1, 4) |
有没有分辨极大与极小 |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 |
学生通常这样写 |
导师这样说 |
| 忘记常数项求导为 0 |
f′(x) 写成 3x² − 3 + 2 |
“常数没有斜率,求导一定变 0。” |
| 切线用了 f(x) 当斜率 |
m 写成 4 |
“斜率一定来自 f′(x),不是 f(x)。” |
| 找到驻点就当极值 |
只写 x = ±1 |
“要验两侧符号,IB 要求 justify 这一句。” |
| 单位与意义不分 |
速度写成距离 |
“求导之后单位也变了,速度是米每秒。” |
07 家课建议(直接指到练习卷题号)
08 离场检查(最后 5 分钟)
| 题目 |
答案 |
判定 |
| f(2) 的值 |
4 |
三题全对=可进积分 |
| x = 2 的切线方程 |
y = 9x − 14 |
错一题=重讲点斜式 |
| 两个驻点与极值性质 |
(1, 0) 极小、(–1, 4) 极大 |
错两题以上=回到第二幕 |
09 导师常问
IB 会不会考导数的极限定义?
Paper 1 少考定义推导,但 Paper 3 或探究题会要求解释“极限”的意思,所以第一幕仍要讲。
计算机可以求导吗?
计算机能验答案,但 IB 要求写出求导步骤,只有答案不给方法分。
微积分与函数章的关系?
函数章读图的形状,微积分章读斜率与极值,两章合用同一条多项式最省时间。
立即免费找导师
本页为 TutorZone 导师备课指引,内容由 TutorZone 团队编写;题目与流程为原创,并非任何学校或出版社的教材。