⚡ 核心公式速览
物理量(数一数二):$$v = s'(t), \qquad a = v'(t), \qquad W = \int F(x)\,dx$$
相关变化率(重难点):对方程两边关于 t 求导:$$\frac{d}{dt}F(x(t), y(t)) = 0 \implies \text{解出未知变化率}$$
经济应用(数三):$$\text{边际} = C'(x), \quad \text{弹性} = \frac{dQ/Q}{dP/P} = \frac{P}{Q}\cdot\frac{dQ}{dP}, \qquad A = A_0 e^{rn} \text{(连续复利)}$$
本讲定位:微分学应用(三)——物理应用与经济应用。你是数学一:只考「物理应用与相关变化率」(选择、填空、解答);数三同学考复利与经济应用(边际、弹性)。
一、物理应用(数一、数二)
- 位移对时间的变化率 = 速度 v = s′(t);速度的变化率 = 加速度 a = v′(t)。
- 常见物理量:力做功 W = ∫F(x)dx;液体静压力(微元 dF = ρg·x·dA);引力用微元法;细杆/圆盘/弧的质心(形心公式,数一)。
二、相关变化率(数一、数二,本讲重难点)
- 模型:两个变量 x(t)、y(t) 都随 t 变化,且由一个方程联系;已知一个量的变化率求另一个。方法:对方程两边关于 t 求导,代入已知变化率解出未知变化率。
- 经典模型:水面升降(锥形漏斗注水)、梯子下滑、气球上升、影子移动——先列几何关系(相似三角形、勾股、体积公式)再求导,求导前代入数值可以简化运算(按需)。
三、经济应用(仅数三,了解)
- 常见函数:成本 C(x)、收益 R(x) = x·P(x)、利润 L(x) = R(x) − C(x)。
- 边际函数:边际成本 C′(x)、边际收益 R′(x)、边际利润 L′(x)——产量增加一个单位时约变化多少。
- 弹性函数:需求弹性 E = (dQ/Q)/(dP/P) = (P/Q)·(dQ/dP),|E| > 1 富有弹性,< 1 缺乏弹性;收益与弹性:R′ = R(1 + E)/…(降价促销与收益增减的判别)。
- 复利与连续复利:A = A₀(1+r)ⁿ;连续复利 A = A₀e^{rn}。
易错点
:相关变化率要"先列关系式再求导",不要先代入具体数值后求导(代入后再求导会把变化的量变成常数);单位统一;经济函数中"边际"就是导数、"弹性"是相对变化率之比。