AP微积分BC:参数函数、极坐标函数和向量函数的导数

学习AP微积分BC的概念,示例问题和解释

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例子问题

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例子问题1:参数函数,极坐标函数和向量函数的导数

求下列参数方程的导数:

可能的答案:

正确答案:

解释

我们先求x和y对t的导数,因为这两个方程都是用这个变量表示的

问题要求我们求参数方程dy/dx的导数,从下面的工作中我们可以看出,当我们用dy/dt除以dx/dt时,dt项被消去了,只剩下dy/dx:

现在我们知道了dx/dt和dy/dt,我们要做的就是求参数方程的导数就是用dy/dt除以dx/dt

示例问题9:参数的导数

解出如果而且

可能的答案:

以上都不是

正确答案:

解释

我们可以确定这些项在除法过程中会消掉。

而且,我们可以用幂法则

对所有获得

而且

因此:

例子问题1:参数函数,极坐标函数和向量函数的导数

求下列极坐标方程的导数:

可能的答案:

正确答案:

解释

求极坐标方程dy/dx的导数的第一步是求r对的导数.这给了我们:

现在我们知道了dr/d,我们可以将这个值代入极坐标形式的导数方程:

简化方程,我们得到r的导数的最终答案:

例子问题1:极坐标形式的导数

求导数极坐标函数

可能的答案:

正确答案:

解释

用这个公式求极坐标函数的导数

唯一未知的部分是.回想一下,常数的导数是零

,所以

Substiting把它代入导数公式,我们发现

例子问题1:极坐标形式的导数

求极坐标函数的一阶导数

可能的答案:

正确答案:

解释

一般来说,极坐标下函数的导数可以写成

因此,我们需要找到,然后代入转化为导数公式。

找到链式法则,

,是必要的。

我们也需要知道这一点

因此,

替换转化为导数公式的收益率

示例问题11:极坐标形式的导数

它的导数是什么?

可能的答案:

正确答案:

解释

为了求导数一个极坐标方程,我们必须先求导数关于如下:

我们可以交换给定的值而且将表达式的导数转化为极坐标形式:

利用三角恒等式,我们可以推断.把这个换成分母,我们得到:

例子问题2:参数函数,极坐标函数和向量函数的导数

考虑到.我们将其梯度定义为:

由:

的梯度是什么?

可能的答案:

正确答案:

解释

根据定义,要找到梯度向量,我们必须找到梯度分量。我们知道梯度分量是偏导数。

在我们的例子中,我们知道:

要看到这一点,修正所有其他变量,并假设您只有作为唯一的变量。

现在我们应用给定的定义,即

:

这就给出了解。

示例问题3:参数函数,极坐标函数和向量函数的导数

的梯度定义为:

求向量梯度。

可能的答案:

正确答案:

解释

我们首先注意到:

用链式法则是这里唯一的变量。

用链式法则是这里唯一的变量。

继续以这种方式,我们有:

还是用链式法则,假设是变量,其他的都是常数。

现在应用给定的梯度定义,我们得到了所需的结果。

例子问题1:向量的导数

它的导数是什么?

可能的答案:

正确答案:

解释

为了求出这个向量的导数,我们要做的就是对每个分量对t求导。

微分时使用幂法则和链式法则。

是第一个分量的导数。

第二组分的。

是最后一个分量的导数。我们得到:

问题71:导数的计算

可能的答案:

正确答案:

解释

一般来说:

如果

然后

这里需要的派生规则:

  • 对一项求导,或使用幂法则,可以通过以下方法实现:
  • 当求和的导数时,用求和规则求值,该规则规定求和的导数等于每一项导数的和:
  • 对指数函数求导的特殊规则:, k是一个常数。

在这个问题中,

把这些放在一起

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