Giới thiệu về tốc độ liên quan
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| related rates/rɪˈleɪtɪd reɪts/ | tỷ lệ thay đổi liên quan |
| time/taɪm/ | thời gian |
When one rate drives another
- Blow up a balloon: its radius grows, and because of that, its volume grows too.
- The two rates are linked — knowing how fast the radius changes tells you how fast the volume changes.
- Problems like this are related rates 相关变化率: several quantities changing together in time.
- The engine that links them is the chain rule, applied with respect to time 时间.
Một bài toán tốc độ liên quan kết nối các tốc độ của các đại lượng thay đổi theo...
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Các biến là hàm của thời gian, liên kết thông qua quy tắc chuỗi.
Start with an equation relating the variables
- First, find an equation that ties the quantities together — usually geometry or a formula.
- Balloon: $V=\tfrac43\pi r^3$ links volume and radius.
- Ladder sliding down a wall: $x^2+y^2=L^2$ (Pythagoras) links the two distances.
- This relating equation is true at every instant, so we can differentiate it in time.

A rising balloon: related rates link how fast radius, volume and height change together
Thể tích tăng theo bán kính
y = a·x³ (V so với r)
$V=\tfrac43\pi r^3$ leo dốc — một tốc độ bán kính nhỏ tạo ra tốc độ thể tích lớn khi $r$ lớn.
Bước đầu tiên là viết một ____ liên hệ các biến đang thay đổi.
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Thường là mối quan hệ hình học hoặc vật lý.
Một thang dài $L$ dựa vào tường. Phương trình nào liên hệ khoảng cách từ chân tường $x$ và chiều cao $y$?
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Pythagoras: tường và sàn tạo thành góc vuông, nên $x^2+y^2=L^2$.
Differentiate with respect to time
- Every variable secretly depends on $t$, so differentiating brings in a rate for each — via the chain rule.
- $\dfrac{d}{dt}\big[V=\tfrac43\pi r^3\big]$ gives $\dfrac{dV}{dt}=4\pi r^2\dfrac{dr}{dt}$.
- Each term contributes a "$\tfrac{d(\text{that variable})}{dt}$" factor — exactly like implicit differentiation, but the hidden variable is $t$.
- Now the equation links the rates $\tfrac{dV}{dt}$ and $\tfrac{dr}{dt}$.
Lấy đạo hàm $V=\tfrac43\pi r^3$ theo $t$ ta được $\dfrac{dV}{dt}=$
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Quy tắc chuỗi theo thời gian: $4\pi r^2$ nhân với $\tfrac{dr}{dt}$.
Sort the givens from the unknown
- Read the problem and label: which rates are given, and which single rate is wanted?
- "The radius grows at $2\,\tfrac{\text{cm}}{\text{s}}$" → $\tfrac{dr}{dt}=2$ is given.
- "How fast is the volume growing?" → $\tfrac{dV}{dt}$ is the unknown.
- Also note any fixed quantities (like the radius at the instant asked about).
Vi phân $r^3$ theo thời gian chỉ cho $3r^2$.
Độ khó 1/5 · 100 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Nó cho $3r^2\tfrac{dr}{dt}$ — hệ số tốc độ là cần thiết.
"Bán kính tăng với tốc độ $2$ cm/s; thể tích tăng nhanh bao nhiêu?" Chọn tất cả nhãn chính xác.
Độ khó 2/5 · 140 xu + một phần thưởng nhỏ cho lần hoàn thành đầu tiên trong ngày
Tốc độ bán kính đã cho, tốc độ thể tích mong muốn, và $V=\tfrac43\pi r^3$ liên kết chúng.
Related-rates variables are functions of time, so differentiating $r^3$ gives $3r^2\tfrac{dr}{dt}$ — never just $3r^2$. Forgetting the $\tfrac{dr}{dt}$ (the chain-rule rate factor) is the defining error. Every changing quantity contributes its own $\tfrac{d(\ )}{dt}$.
A balloon's volume is $V=\tfrac43\pi r^3$. Set up the related-rates equation.
- Differentiate with respect to $t$: $\dfrac{dV}{dt}=\dfrac43\pi\cdot 3r^2\cdot\dfrac{dr}{dt}=4\pi r^2\dfrac{dr}{dt}$.
- This links the growth rate of volume to the growth rate of radius.
- Given $\tfrac{dr}{dt}$ and the current $r$, we could now solve for $\tfrac{dV}{dt}$ (next lesson).
A related rates problem links the rates of two or more quantities changing in time. Write an equation relating the variables (often geometry), differentiate it with respect to $t$ using the chain rule (each variable gets a $\tfrac{d(\ )}{dt}$), and identify which rates are given and which is wanted.