马上就迎来AP大考了,同学们面对AP大考是否复习好了,下面我们就针对AP微积分这门科目,给大家讲讲AP微积分简答题怎么答?希望大家能够拿到简答题满分。
简答题考点:
通过这张表格大家可以看到一些高频出现的考点,虽然每年具体的考点会不太一样,但是每年的微积分的简答题的结构都十分的类似,基本上会有以下几种题型组合起来:
1. “进放水问题”
2. 面积、体积计算题
3. 二维粒子运动题 (今年不再做考察)
4. 积分上限函数题
5. 综合应用题(黎曼求和、估算导数、找切线、最值、微分方程)
6. 级数题 (今年考察知识点删减一部分)
进放水问题有两道大题,并且道大题会给大家25分钟的答题时间,所以这里也是大胆猜测一下,题可能会把“进放水问题”和一些其他的应用题的考点做个结合一并考察。“进放水问题”可能是大家从小就饱受摧残的一类题目,从咱们小时候开始就一直一会进水,一会放水,来折腾咱们。在这里给大家看一个“小问的进放水题目的例子,来分析一下这类题目的解题技巧。
modified from 2019 AP calculus BC NA FRQ 1(这道题下面总共有8问,根据2019年FRQ进行了更改,融合了进放水问题,应用题当中的黎曼求和,估算导数,最值,微分方程的各种考点,简直就是简答题)
我们先来看到这个题干,题干中会给出我们两个函数,其中E(t)代表的是鱼进入小湖的速率,L(t)代表的是鱼离开小湖的速率。当大家看到类似的表述的时候,基本上就可以判断好,这是我们耳熟能详的进放水问题了。
我们来看一张图快速了解这类题目的题干特征:
进放水问题中会给出两个变化率,一个是entering进来的速率,一个是leaving离开的速率,另外有一些题目可能会给出initial value,刚开始的时候里面有多少水,在咱们上面拿到题目当中,initial value就是题干中的最后一句话:100 fish at midnigt,刚开始的时候有100条鱼。
这类题目在解题的时候就需要大家分清楚每一小问问的是什么,分别套用公式即可,我们把一些常考的问题罗列如下,大家可以分别记忆以下公式。
(a) How many fish enter the lake over the 5-hour period from midnight (t=0) to 5 A.M. (t=5)? Give your answer to the nearest whole number.
这一问问的是t=0到t=5,总共进来了多少鱼,因此我们需要在这一段时间之内对进来的变化率进行积分,accumulation of rates
(b) How many fish are in the lake at 5 A.M.?
这一问问的是某一个时刻,现在有多少鱼,这就需要我们知道,一开始有多少条鱼,这段时间里,总共进来了多少,总共出去了多少,再进行计算了。
这一问当中,往往会有同学会忽略掉initial value,举个例子啊,假设你兜里有10块钱,这时候同桌给你发了个红包给了你5块钱,你又花了2块钱去买了一包辣条,请问你身上还剩多少,咱们是不是得算上一开始你兜里有的钱,initial value=10, 入账了5块钱,花掉了2块钱,最终身上还有13块钱。如果不加一开始的10块钱的同学,那你可是偷藏私房钱了哦!
To the nearest whole number, 223 fish are in the lake at 5 A.M.
(c) What is the average number of fish that leave the lake per hour over the 5-hour period from midnight (t=0) to 5 A.M. (t=5)?
有的题目也会让我们来求解平均值,这时候只需要我们套用平均值的公式就好了。
If a function y=f(x) is integrable on the interval[a,b] , then we define the average value of f from a to b to be
这一问要求的是leaving rate的平均值,我们只需要对L(t)积分以后再除以区间大小就好了。
(d) Find E’(5). Using the correct units, interpret the meaning of E’(5).
这道题让大家解释这个导数的意义,要用正确的单位和文字来进行表达。同学们不要慌张!
首先我们先来求个导:
对于这种interpret的题目,咱们也是有模板可以套用的!
如果给我们一个函数y=f(x),要我们解释f’(a)=b的话,我们可以统一使用下面的模板:
At x=.......(value:a+unit)......., .......y....... is increasing (or decreasing) at a rate of .......(value :b+unit).......
我们需要做的具体的事情就是:
1. 找到x是什么量,用文字来带上去,比如咱们这道题目当中,t=5,我们可以说”when the time t=5 hours”, 或者更直接点翻译一下这道题目中t=5代表的就是早上五点,所以可以直接说“At 5 A.M.”
2. 找到y这个函数的文字解释,咱们到题干中抄就完事了,比如这道题目中我们要找的函数就是E(t)代表什么意思,题干中直接是有原话的,E(t)代表的是“the rate at which fish enter the lake”
3. 选择一下是increasing还是decreasing,如果导数是正,就选择increasing,如果导数是负的,就选择decreasing。
咱们这一问算出来是-6.80175,因此选择decreasing。
4. 接下来找到导数的单位
unit of f’(x)=unit of y / unit of x,
咱们这道题目当中,y是E(t),它的单位在题干中给出的是fish per hour,而x是对应的t,时间,单位则是hour,因此我们导数的单位是fish per hour per hour.
最后我们串联成一句完整的话就变成了最后的答案:
At 5 A.M. (t=5), the rate at which fish is entering the lake is decreasing at a rate of 6.802 (or 6.801) fish per hour per hour.
(e) At what time, for 0≤t≤8, is the greatest number of fish in the lake? Justify your answer.
这一问也是要敲重点的一问,很多进放水问题的难点,常考点都是这一问。想要找到什么时刻鱼最多。我们就需要分析一下几种情况了:
如果E(t)>L(t),进来的鱼比出去的鱼多,那现在湖里的鱼的数目肯定是在增加的
如果E(t)=L(t),进来的鱼比出去的鱼多,那现在湖里的鱼的数目肯定是维持不变的
如果E(t)<L(t),进来的鱼比出去的鱼多,那现在湖里的鱼的数目肯定是在减少的
其实,相信同学们已经可以看出来了,
E(t) - L(t) 代表的就是小湖里现有的鱼的数目的一个变化率,假设湖里的鱼的数目是P(t),那么P’(t)=E(t)-L(t),所以我们想找P的最大值,最小值,都是可以看成导数中的极值问题来处理。
(f) Is the rate of change in the number of fish in the lake increasing or decreasing at 5 A.M. (t=5)? Explain your reasoning.
通过之前的一问,我们已经知道了,鱼的数目的变化率是E(t)-L(t), 现在这一问问的是rate of change in the number of fish in the lake是增加还是减少,为了防止大家被过多的文字绕进去,我们可以直接用E(t)-L(t)来代替rate of change in the number of fish in the lake,因此这道题的题干就变成了:
Is the E(t)-L(t) increasing or decreasing at 5 A.M. (t=5)? Explain your reasoning.
那既然要想知道E(t)-L(t)是增还是减,我们只需要对它进行求导即可,看E’(t)-L’(t)是正是负即可。
所以同学们在做题的时候,如果觉得题目很绕,分不清我现在到底要不要求导,看的是鱼的数目的导数,还是二阶导,我们可以分段的来看句子,适当删减以后,简化题干来做题。
(g) Suppose another model for estimating the number of fish P(t) in the lake is given by :
(P<500). Solve this differential equation to find P(t) and find the number of fish in the lake at 5 A.M.
最后这问,也很眼熟了,要求微分方程,解微分方程在今年应该不会是很困难的题目,大家记好我们的步骤即可:
1.separate variable
2.integrate
3.确保C的位置正确
4.use initial condition解C
5.整理形式,写成y=f(x)形式
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