Mục lục bài họcĐang ở d04-b4
← AP Calculus AB
0/32 bài đã học xong
Chương 4 · Unit 4 — Contextual Applications of Differentiation · Bài 4/4 của chương · bài 16/32 của AP Calculus AB

Interpreting the Derivative in Context: Units and Rates from Tables

Diễn giải đạo hàm trong ngữ cảnh: đơn vị và tốc độ từ bảng số
← Mục lục bài học
Lý thuyết · English

The sentence that earns the point

A derivative in context is the rate of change of one quantity with respect to another. If $W(t)$ is the water temperature in °C at time $t$ minutes, then $W'(4)=1.5$ means: "At $t=4$ minutes, the temperature of the water is increasing at a rate of $1.5$ °C per minute." Graders award the interpretation point only when the sentence has all four ingredients: what is changing, increasing or decreasing, the value with units, and when.

Units are always output units per input unit: $\dfrac{dV}{dt}$ in litres per hour, $\dfrac{dC}{dx}$ in dollars per item; a second derivative doubles the denominator, so $W''(t)$ is in °C per minute per minute.

Estimating a rate from a table

With only a table, estimate $f'(a)$ by the difference quotient over the smallest interval containing $a$ and show the arithmetic. Example: $W(4)=61$, $W(7)=70$ give $W'(5)\approx\dfrac{70-61}{7-4}=3$ °C per minute — "at $t=5$ minutes the temperature is increasing at approximately $3$ °C per minute."

Rates outside motion

The same reading covers marginal cost $C'(x)$, population growth $P'(t)$, or the rate $R(t)$ at which water enters a tank. When $R$ is itself a rate, $R'(t)\lt0$ says the inflow is slowing, not that the amount is decreasing — two claims AP distractors deliberately swap.

Giải thích tiếng Việt

Đạo hàm trong ngữ cảnh là tốc độ thay đổi của một đại lượng theo một đại lượng khác. Câu diễn giải ăn điểm phải đủ bốn thứ: cái gì đang thay đổi, tăng hay giảm, giá trị kèm đơn vị, và tại thời điểm nào. Ví dụ $W'(4)=1.5$: “Tại $t=4$ phút, nhiệt độ nước đang tăng với tốc độ $1{,}5$ °C mỗi phút”. Thiếu một trong bốn là không có điểm.

Đơn vị luôn là đơn vị đầu ra chia đơn vị đầu vào: lít/giờ, đô la/sản phẩm; đạo hàm cấp hai nhân đôi mẫu: °C/phút².

Ước lượng từ bảng: tỉ số sai phân trên khoảng nhỏ nhất kẹp điểm cần tính. Với $W(4)=61$, $W(7)=70$: $W'(5)\approx\dfrac{70-61}{7-4}=3$ °C/phút — và phải viết ra phép tính.

Ngoài chuyển động khuôn đọc vẫn vậy: chi phí biên $C'(x)$, dân số $P'(t)$, tốc độ nước vào $R(t)$. Nếu $R$ đã là tốc độ thì $R'(t)\lt0$ nghĩa là dòng vào chậm lại, không phải lượng nước giảm — đề AP cố tình đánh tráo hai ý này.

Ví dụ — tốc độ nguội từ bảng số và câu diễn giải

Nhiệt độ cà phê $H(t)$ (°C) là hàm khả vi theo thời gian $t$ (phút). Bảng: $t=0,2,5,9,10$ ứng với $H=66,60,52,44,43$. (a) Ước lượng $H'(3.5)$, ghi rõ phép tính và đơn vị. (b) Diễn giải ý nghĩa của $H'(3.5)$. (c) Có thời điểm nào trong $(0,10)$ mà $H'(t)=-2.3$ không? Giải thích.

Giải.

(a) Hai mốc kẹp $3.5$ là $t=2$ và $t=5$:

$$H'(3.5)\approx\frac{H(5)-H(2)}{5-2}=\frac{52-60}{3}=-\frac{8}{3}\approx-2.667\ \text{°C/phút}$$

(b) At $t=3.5$ minutes, the temperature of the coffee is decreasing at a rate of approximately $2.67$ °C per minute.

(c) $H$ khả vi trên $[0,10]$ nên liên tục trên $[0,10]$ và khả vi trên $(0,10)$. Tốc độ trung bình: $\dfrac{H(10)-H(0)}{10-0}=\dfrac{43-66}{10}=-2.3$. By the Mean Value Theorem, there exists $c$ in $(0,10)$ with $H'(c)=-2.3$. Bỏ câu “khả vi nên liên tục” là mất điểm lập luận.

Bẫy hay mất điểm —

Một: câu diễn giải thiếu đơn vị hoặc thiếu chữ “tăng/giảm” — rubric tách riêng một điểm cho câu này, và đó là điểm dễ nhất bài. Hai: ước lượng $f'(a)$ bằng hai mốc xa nhau (ví dụ $t=0$ và $t=10$ để tính $H'(3.5)$) trong khi có hai mốc gần hơn — bị trừ vì không dùng khoảng nhỏ nhất. Ba: nhầm dấu của $R'(t)$ với dấu của lượng: tốc độ nước vào giảm không có nghĩa là bể đang cạn. Bốn: đơn vị đạo hàm cấp hai — viết °C/phút cho $H''$ là sai, phải là °C/phút².

Phải nhớ —

Đạo hàm trong ngữ cảnh = tốc độ thay đổi, đơn vị đầu ra trên đơn vị đầu vào. Câu diễn giải đủ bốn phần: cái gì, tăng hay giảm, bao nhiêu kèm đơn vị, lúc nào. Từ bảng thì lấy tỉ số sai phân trên khoảng nhỏ nhất kẹp điểm cần tính. Và phân biệt cho rõ: tốc độ đang giảm khác với lượng đang giảm.

Đọc xong rồi — làm thử ngay

Bài tập của chương Unit 4 — Contextual Applications of Differentiation gồm 14 câu trắc nghiệm và 3 đề tự luận. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.

Làm bài tập chương →