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5 · 미적분

국제바칼로레이트 · IB Diploma · Mathematics: Applications and Interpretation · SL · 주제 5

5.1

범위 및 전제 조건

지원 SL 초점. 첫 평가 2021; 현재有效期至 2028. 첫 평가-2029 과정은 별도임.. 남은 가이드, 평가 및 실습 요구 사항은 기록된 유지 사항이 그대로 보유됨.

사전 요구사항: 명시된 양과 단위를 읽고, 산술 및 아래 모델 조건을 사용하십시오. 각 수업은 독립적 이전 전에 자체 방법을 개발합니다.

이는 실제 측정값이나 완성된 평가된 학습자 조사가 아닌, 원작 또는 명시적으로 허구적인 교육 예시입니다.

5.2

도함수 및 정지점

한 점에서의 기울기는 무엇인가?

  • 곡선 도로의 각 위치마다 기울기는 다르다. 평균 경사도로 모든 점을 설명할 수 없다.
  • 이 수업에서는 미분을 다룹니다. 순간 변화율, 즉 접선의 기울기입니다.

수학 구조 선택하기

  • y=ax^n인 경우, dy/dx=anx^(n-1)입니다. 정지점(stationary point)은 dy/dx=0을 만족합니다. 미분값의 부호 변화나 비영일 때의 이계도함수를 확인하여 분류하십시오.
  • 계산 전에 허용된 입력값과 단위를 명시하라. 방정식은 단순히 계산기 입력 내용을 기록하는 것보다 관계성을 표현해야 한다.

검증된 사례를 풀이하기

$$\frac{d}{dx}(ax^n)=anx^{n-1},\qquad f^{\prime}(x)=0$$
  • 시작값과 결과를 대조하십시오. 원본 관계에 대입하거나, 적절한 경우 그래프와 수치적 답을 비교하십시오.

예시:

y=x³-3x인 경우, dy/dx=3x²-3입니다. x=1일 때 기울기는 0이고 y=-2입니다. 이차 도함수는 6x로, x=1에서 양수이므로 이는 국소 최소점입니다. x=-1일 때 y=2이며 이차 도함수는 음수이므로 국소 최대점을 줍니다.

Derivatives and stationary points — original teaching diagram

유혹적인 단축법을 테스트하기

  • 도함수가 0이라는 것이 항상 극대 또는 극소를 의미하지는 않습니다: y=x³은 0에서 정지하지만 계속 증가합니다. 또한, 제한된 정의역에서 끝점이 극값을 생성할 수도 있습니다.
  • 단축법이 실패하면 그 단축법이 위배하는 가정을 식별하십시오. 요청된 최종 반올림까지 정확한 값을 유지하십시오.

경고:

도함수가 0인 모든 점은 국소 극대 또는 극소입니다. 이 주장은 틀렸습니다. 이 주장이 위반하는 정의나 가정을 설명하십시오.


새로운 상황을 해석하기

  • GCSE/IGCSE에서는 허용된 계수 범위 내에서만 다룹니다. 여기서 합성함수, 곱, 나눗의 미분법(chain, product, quotient rules)을 추가하지 마십시오. 고등 수준에서는 미분값을 변화율 및 최적화 문제와 유효한 정의역으로 연결하십시오.
  • 완전한 해답은 수학적 결과를 제시하고 그 의미를 설명해야 합니다. 주어진 맥락 내에서 가능한지 확인하십시오.

이 내용을 과정에 활용하기

  • 현재 첫 평가-2021 적용 및 해석 SL. 이는 작성자 개념 지원 자료이며, 모든 학습목표를 검증하기 위해서는 완전한 가이드가 필요합니다.
  • 최종 답보다 방법을 먼저 제시하고, 시험지의 계산기 및 공식 규칙을 준수하십시오. 틀린 답을 검토할 때는 첫 번째 유효하지 않은 단계 위치를 찾아보십시오.

핵심:

순간 변화율, 즉 접선의 기울기입니다. 관계식을 선택하고, 방법을 제시하며, 가정을 확인하고 결과를 해석하십시오.

English 한국어
derivative/dɪˈrɪvətɪv/ 미분계수
5.3

근 구하기 및 수치 적분

근사값의 신뢰도는 얼마나 되는가?

  • 비선형 방정식은 편리한 정확한 해가 없습니다. 근사값이라도 그 신뢰성을 입증할 증거가 필요합니다.
  • 이 수업에서는 반복법(iteration) 을 다룹니다: 이전 근사값을 기반으로 다음 근사값을 계산하는 반복적인 업데이트 과정입니다.

수학 구조 선택하기

  • 두 끝점에서 부호가 반대인 연속함수에는 그 사이에 근이 있다. 뉴턴 방법은 비영계 도함수를 사용하여 x next=x-f(x)/f prime(x)를 사용한다. 사다리꼴 규칙은 끝점의 높이로 정적분근사를 한다.
  • 계산 전에 허용된 입력값과 단위를 명시하라. 방정식은 단순히 계산기 입력 내용을 기록하는 것보다 관계성을 표현해야 한다.

검증된 사례를 풀이하기

$$x_{n+1}=x_n-\frac{f(x_n)}{f^{\prime}(x_n)}$$
  • 시작값과 결과를 대조하십시오. 원본 관계에 대입하거나, 적절한 경우 그래프와 수치적 답을 비교하십시오.

예시:

f(x)=x²-2이고 x₀=1.5일 때, 뉴턴법에 의해 x₁=1.5-(2.25-2)/3=1.4166667입니다. y=x²의 [0,2] 구간에서 두 개의 동일한 직사각형 테두리를 사용할 때, h=1이며 사다리꼴 면적=(1/2)(0+2×1+4)=3; 정확한 면적은 8/3입니다.

근 찾기 및 수치 적분 — 원본 교육 도식

유혹적인 단축법을 테스트하기

  • 불연속점에서의 부호 변화는 근이 있음을 증명하지 않습니다. 반복법은 발산하거나 순환할 수 있습니다. 사다리꼴 법칙의 과소평가 또는 과대평가는 함수가 증가하는지 여부가 아니라 곡률에 따라 결정됩니다.
  • 단축법이 실패하면 그 단축법이 위배하는 가정을 식별하십시오. 요청된 최종 반올림까지 정확한 값을 유지하십시오.

경고:

모든 부호 변경은 근을 증명하며, 이는 불연속점을跨过하는 경우에도 포함됩니다. 이 주장은 틀렸습니다. 이 주장이 위배하는 정의 또는 가정을 설명하십시오.


새로운 상황을 해석하기

  • 정지 조건을 제시하고 합리적인 정확도를 보고하십시오. 말한 반올림된 답周围的 부호 경계를 통해 근을 확인하고, 선택한 반복법의 실패를 설명하십시오.
  • 완전한 해답은 수학적 결과를 제시하고 그 의미를 설명해야 합니다. 주어진 맥락 내에서 가능한지 확인하십시오.

이 내용을 과정에 활용하기

  • 현재 첫 평가-2021 적용 및 해석 SL. 이는 작성자 개념 지원 자료이며, 모든 학습목표를 검증하기 위해서는 완전한 가이드가 필요합니다.
  • 최종 답보다 방법을 먼저 제시하고, 시험지의 계산기 및 공식 규칙을 준수하십시오. 틀린 답을 검토할 때는 첫 번째 유효하지 않은 단계 위치를 찾아보십시오.

핵심:

새로운 근사값이 이전 값으로부터 계산되는 반복적인 업데이트입니다. 관계식을 선택하고, 방법을 제시하며, 그 가정을 검토하고 결과를 해석하십시오.

English 한국어
iteration/ˌɪtəˈreɪʃn/ 반복 계산

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