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IB 數學 AA|微積分入門 備課指引(導師用)|導數、切線與駐點

IB 數學 AA|微積分入門 備課指引(導師用)|導數、切線與駐點

  • 2026-10-28

IB 的微積分題第一步永遠不是求導,而是問「這條線想問斜率、還是想問極值」。這一堂用一條三次函數把兩件事分清楚。

本堂目標 學生能夠:① 用冪法則求 f′(x) 並說明它代表瞬時變化率;② 由導數寫出某一點的切線方程;③ 由 f′(x)=0 找出駐點並判斷極大或極小。

01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)

以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:

技能 快檢題 過關標準
冪法則 f(x) = x³ − 3x + 2,f′(x) 是什麼 3x² − 3
代入 f(2) 是多少 4
直線方程 斜率 9、過 (2, 4) 的直線 y = 9x − 14

02 課堂流程(60 分鐘)

時間 環節 導師做什麼 學生做什麼
0–10 分 斜率到導數 由割線平均變化率推到切線瞬時變化率 講出兩者分別
10–24 分 冪法則 x³ − 3x + 2 → 3x² − 3 逐項求導
24–36 分 切線方程 m = f′(2)、點 (2, f(2)) 寫出 y = 9x − 14
36–48 分 駐點與增減 f′(x)=0 → x = ±1 判斷極大極小
48–56 分 IB 答題格式 寫出方法與理由,不只寫答案 改寫一段
56–60 分 離場檢查 三題收回即批 獨立完成

03 講解腳本(照著說就可以)

第一幕:由割線到切線:導數是什麼

割線斜率 = [f(x+h) − f(x)] / h;h 越來越細,割線就越貼近切線,極限就是 f′(x)。
對 x³ − 3x + 2 用冪法則:3x² − 3,這是每一點自己的斜率,不是一個固定數字。

要學生講:為什麼 f′(x) 仍然含 x(因為斜率逐點不同)。

第二幕:切線方程:先斜率、後切點

在 x = 2:m = f′(2) = 3(4) − 3 = 9;切點 y = f(2) = 8 − 6 + 2 = 4。
用點斜式:y − 4 = 9(x − 2),即 y = 9x − 14,常數項 −14 是自算結果,不是背出來的。

要學生計:x = 0 時切線的 y 值(-14)。

第三幕:駐點:f′(x)=0 之後要再看符號

3x² − 3 = 0 → x = 1 或 −1。x = 1 時 f(1) = 0(極小),x = −1 時 f(−1) = 4(極大)。
判斷方法:取 x = 0 得 f′(0) = −3 < 0(遞減),所以左邊 −1 是極大、右邊 1 是極小。

提醒:f′(x)=0 只是候選,還要看兩側符號;IB 的「justify」就是要求這一句。

04 必教題型與步驟

題型 例子 步驟 答案
冪法則求導 f(x) = x³ − 3x + 2 逐項乘指數、減一 f′(x) = 3x² − 3
切線方程 x = 2 的切線 m = f′(2),點 (2, f(2)) y = 9x − 14
駐點與極值 f′(x) = 0 解方程再驗符號 x = 1 極小 0;x = −1 極大 4
變化率應用 給距離函數求速度 位置求導即速度 單位要寫清楚
合理性檢查(一定要教):切線在切點的函數值一定等於原函數值:把 x = 2 代入 y = 9x − 14 得 4,與 f(2) 相同才算對。

05 獨立練習三題

題目 答案 想觀察什麼
f′(x),f(x) = x³ − 3x + 2 3x² − 3 有沒有把常數項變 0
x = 2 的切線斜率 9 有沒有先求導再代入
兩個駐點的座標 (1, 0) 與 (−1, 4) 有沒有分辨極大與極小

06 學生常見錯誤與糾正句

錯誤 學生通常這樣寫 導師這樣說
忘記常數項求導為 0 f′(x) 寫成 3x² − 3 + 2 「常數沒有斜率,求導一定變 0。」
切線用了 f(x) 當斜率 m 寫成 4 「斜率一定來自 f′(x),不是 f(x)。」
找到駐點就當極值 只寫 x = ±1 「要驗兩側符號,IB 要求 justify 這一句。」
單位與意義不分 速度寫成距離 「求導之後單位也變了,速度是米每秒。」

07 家課建議(直接指到練習卷題號)

08 離場檢查(最後 5 分鐘)

題目 答案 判定
f(2) 的值 4 三題全對=可進積分
x = 2 的切線方程 y = 9x − 14 錯一題=重講點斜式
兩個駐點與極值性質 (1, 0) 極小、(–1, 4) 極大 錯兩題以上=回到第二幕

09 導師常問

IB 會不會考導數的極限定義?

Paper 1 少考定義推導,但 Paper 3 或探究題會要求解釋「極限」的意思,所以第一幕仍要講。

計算機可以求導嗎?

計算機能驗答案,但 IB 要求寫出求導步驟,只有答案不給方法分。

微積分與函數章的關係?

函數章讀圖的形狀,微積分章讀斜率與極值,兩章合用同一條多項式最省時間。

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本頁為 TutorZone 導師備課指引,內容由 TutorZone 團隊編寫;題目與流程為原創,並非任何學校或出版社的教材。