斜率场,诨名腿毛图,是江湖上一种神秘的,能带给特定考试者极大心理不适的优美图像,主要杀伤力在于密集,在紧张buff加成下有一定几率让人产生失焦、混沌、当机,忘记考点的症状。甚至不用在考试里,平时练着练着就会有同学把老师说过的方法扔进记忆漩涡,随一口浊气飘出体外。
但是其实,斜率场是一个构思精巧的图像。给定一个微分方程之后,我们就把二维坐标系里的每一个点,都用一个小短横来代替,这个短横的斜率和微分方程在这一点上的取值一致,这样这个短横实际上就成了原函数在该点处的切线缩影,同时也使得所形成的曲线形状和原函数图像一致了。而且在AP微积分的考试中,我们一般被考到的,都是微分方程和斜率场的匹配,破解相关题型真的很-简-单!
我们有四种方法(四种方法真的我都嫌太多了考试的时候根本用不完DE但还是罗里吧嗦得都写了,就是为了让你们想不起这招想那招)可以解决Slope field(腿毛图)作为选项如何匹配题中的微分方程的一切题目!
1、找到所有选项中斜率不一样的点,把点代入微分方程求值,一一排除。我们以2017-Q13的这道题为例:
应用:x=0,y=1时斜率应该为1,但是A,C,D在这点上的小短横全部水平,因此错误。
2、符号判断:在四个象限内,通过斜率应有的正负进行排除应用:同样以上题为例,应该在所有除了(0,0)的点上为正,因此小短横斜率应该只在原点为零,其他点都是为正的。选出B.
3、平行排除:如果每一行的小短横都平行,说明斜率只与y相关,微分方程里应不含x;如果每一列的小短横都平行,说明斜率只与x相关,微分方程里应不含y。
应用:以上题为例,因为微分方程里同时包含x, y,所以不应该有所有整行或整列的小短横平行的情况出现,通过这个性质可以排除C,D.
4、增减排除:在微分方程里,x, y的增减可以影响斜率的大小。我们可以通过斜率变大的条件对图像进行排除。应用:以上题为例,当x, y的绝对值变大时,斜率应该变大。因此刨去符号,在四个象限都是越往角落走(离原点变远)斜率应该越大。
那么应用上面的理论,大家可以尝试来解决2016-Q16的这道题:
这道题的答案是D喔:首先,我们如果观察得当的话,可以发现(-1,-1)这个点上所有选项斜率都不一样,这一点代入微分方程,很明显结果是0,小短横应该是水平的。因此可以直接选出正确答案。
其次,根据符号来讲,只要y为正,斜率肯定为正,所以看第一,二象限的情况就可以直接排除所有错误,直接选出正确答案。再有,因为这个微分方程里同时包含x, y,所以像B这种每列平行的情况是不可能出现的,可以排除,同时当x作为负数不断变小而y作为正数不断变大,也就是第二象限不断向左上方走的时候,斜率应该不断增大,A, C都是越向Y轴靠近越大,所以不对。运用两个排除,也能够成功选出B,只是没有前两个方法一针见血而已~
当然了,考场上碰到什么样奇葩的腿毛图都有可能哒,大家掌握好方法,兵来将挡水来土掩,我们没有在怕的
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