TJ学生微积分把我问糊涂了

x
xiaxie7
楼主 (未名空间)

今天上午辅导一个TJ男生Calc BC。

他问我:critical point是一阶导数等于0或undefined,那么inflection point应该是二阶导数等于0或undefined吧?

我说:你只说对了一半,我们确认拐点,还需要确认拐点一边的二阶导数为负,而另一边的二阶导数为正。

他皱起眉头:为什么critical point不需要确认一边的一阶导数为负,而另一边的一阶导数为正?

我说:这是因为你刚描述的方法是用来确认critical point究竟是对应局部最小值,还是局部最大值,或者什么都不是!

他不等我说完最后一句,就很不礼貌地打断我说:我们老师告诉我们critical point也可能是inflection point。

我说:你是对的,不过你要记住,一个点如果是局部极值,那它就不能同时是拐点。

他似乎懂了,点点头,然后问了一个新问题让我思维崩溃:“Xia, 在你先头描述如何
确认拐点时,你说还需要确认拐点一边的二阶导数为负,而另一边的二阶导数为正。那么,如果拐点两边的二阶导数都是0,怎么办?”

我倒吸了一口凉气说:“这似乎不大可能?当然,如果真是这样,那你也可以接着算三阶导数,如果,如果三阶导数等于0,则该点,该点不可能是拐点。”

他用疑惑的眼光看着我:“Xia,请解释这是为什么?我越听越糊涂了。”

我心里怦怦跳,因为我的微积分是用的同济大学为生物和化学专业学生编写的教材,不是数学分析,直到二阶导数为止。我慢慢说:“你问的问题不属于AP Calc BC考试范围,我们可以省略,我们来做拉格朗日中值定理MVT练习吧,那个是要考的。”

B
BroPingtou

屁大点事,充分必要条件写清楚了这都不是事儿
Y
YouHi1

别整这些没用的。
快去看云。
r
realoption

关于光滑连续函数极值的所有问题,答案都包含在泰勒展开到二阶表达式里,适用于任何有限维度的欧式空间
x
xiaxie7

我当然学过泰勒级数。

我当然知道极值只涉及到1st和2nd derivatives。

学生的问题是拐点是否可能涉及3rd derivative或者更高阶。我刚才在网上查了,美国这边的微积分教科书,无论是Stewart,Anton,Finney,都不讲这个。学生钻牛角尖。

【 在 realoption (Options) 的大作中提到: 】
: 关于光滑连续函数极值的所有问题,答案都包含在泰勒展开到二阶表达式里,适用于任
: 何有限维度的欧式空间

A
Amorphou

问糊涂挖坑系列又来了。

x
xiaxie7

TJHSST的AP老师和学生就是喜欢整这些没用的东西。

【 在 Amorphou (阿毛) 的大作中提到: 】
: 问糊涂挖坑系列又来了。

r
realoption

变量的微小扰动带来的函数值的变化量,在泰勒展开后,只有低阶都为零的时候,相对高阶分量才需要考虑,否则都是低阶分量的极小量,简单来说,只有一阶导为零时,考虑二阶导分量才有意义;只有一二阶导的分量都为零,考虑第三阶导的分量才有意义。。。
r
realoption

拐点暗示二阶导不为零,所以三阶导的分量完全可以忽略,这个就是结论

【 在 xiaxie7 (民科) 的大作中提到: 】
: 我当然学过泰勒级数。
: 我当然知道极值只涉及到1st和2nd derivatives。
: 学生的问题是拐点是否可能涉及3rd derivative或者更高阶。我刚才在网上查了,美国
: 这边的微积分教科书,无论是Stewart,Anton,Finney,都不讲这个。学生钻牛角尖。

x
xiaxie7

您的可笑结论证明:您和我一样只学过微积分,没学过数学分析!

【 在 realoption (Options) 的大作中提到: 】
: 拐点暗示二阶导不为零,所以三阶导的分量完全可以忽略,这个就是结论

k
kanting


【 在 xiaxie7 (民科) 的大作中提到: 】
: 今天上午辅导一个TJ男生Calc BC。
: 他问我:critical point是一阶导数等于0或undefined,那么inflection point应该是
: 二阶导数等于0或undefined吧?
: 我说:你只说对了一半,我们确认拐点,还需要确认拐点一边的二阶导数为负,而另一
: 边的二阶导数为正。
: 他皱起眉头:为什么critical point不需要确认一边的一阶导数为负,而另一边的一阶
: 导数为正?
: 我说:这是因为你刚描述的方法是用来确认critical point究竟是对应局部最小值,还
: 是局部最大值,或者什么都不是!
: 他不等我说完最后一句,就很不礼貌地打断我说:我们老师告诉我们critical point也
: ...................

“我说:你是对的,不过你要记住,一个点如果是局部极值,那它就不能同时是拐点。”

函数
f(x)=x^2, 如果 x<1 或="" x="1;<br">f(x)=-(x-1)^2+1, 如果 x>1.

f(1) 是局部极大值吗?
(1,f(1))=(1,1) 是拐点吗?

考虑 “入”字图的一个修改:去掉交叉点上面冒头的一部分,左边一划写
成上凹的,右边一划写成下凹的。
这个交叉点的高度是局部极大值吗?
这个交叉点是拐点吗?

k
kanting


“Xia, 在你先头描述如何
确认拐点时,你说还需要确认拐点一边的二阶导数为负,而另一边的二阶导数为正。那么,如果拐点两边的二阶导数都是0,怎么办?”

我倒吸了一口凉气说:“这似乎不大可能?当然,如果真是这样,那你也可以接着算三阶导数,如果,如果三阶导数等于0,则该点,该点不可能是拐点。”


“点两边的二阶导数都是0”的意思似乎是
二阶导数在点左边一小段区间上为0,及二阶导数在点左边一小段区间上为0。

这种情况一阶导数在点左边一小段区间上是一常数,
一阶导数在点右边一小段区间上也是一常数,这只要将中值定理对一阶导数分别用于两区间可知。

因此积分后知道这函数在该点两边都是线性函数。图像在该点左边一小段是直线,在该点右边一小段也是直线。该点不是拐点。

r
realoption

除非你想和学生讲无限维的泛函分析,或者约束条件下的极值问题,否则数学分析和微积分对这个问题的讨论没啥区别,你都可以上调和分析,结论也是一样的

【 在 xiaxie7 (民科) 的大作中提到: 】
: 您的可笑结论证明:您和我一样只学过微积分,没学过数学分析!

m
mj1209

虾将军辅导怎么收费?

【 在 kanting(kan) 的大作中提到: 】

: “我说:你是对的,不过你要记住,一个点如果是局部极值,那它就不能同时是拐点。”

: 函数

: f(x)=x^2, 如果 x
: f(x)=-(x-1)^2 1, 如果 x
z
zhetian

你这个叫“最值”,不叫极值了

【 在 kanting (kan) 的大作中提到: 】
: “我说:你是对的,不过你要记住,一个点如果是局部极值,那它就不能同时是拐点。”
: 函数
: f(x)=x^2, 如果 x<1 或="" x="1;<br">: f(x)=-(x-1)^2+1, 如果 x>1.
: f(1) 是局部极大值吗?
: (1,f(1))=(1,1) 是拐点吗?
: 考虑 “入”字图的一个修改:去掉交叉点上面冒头的一部分,左边一划写
: 成上凹的,右边一划写成下凹的。
: 这个交叉点的高度是局部极大值吗?
: 这个交叉点是拐点吗?

a
affineV

不能误导学生,拐点定义不需要导数.
R
Roshou16

Inflection point就是concavity changing point,这个东西定义的很好

Critical point就是candidate of local minima or maxima,这个东西定义的不好,
聊的太细没意义

【 在 xiaxie7 (民科) 的大作中提到: 】
: 今天上午辅导一个TJ男生Calc BC。
: 他问我:critical point是一阶导数等于0或undefined,那么inflection point应该是
: 二阶导数等于0或undefined吧?
: 我说:你只说对了一半,我们确认拐点,还需要确认拐点一边的二阶导数为负,而另一
: 边的二阶导数为正。
: 他皱起眉头:为什么critical point不需要确认一边的一阶导数为负,而另一边的一阶
: 导数为正?
: 我说:这是因为你刚描述的方法是用来确认critical point究竟是对应局部最小值,还
: 是局部最大值,或者什么都不是!
: 他不等我说完最后一句,就很不礼貌地打断我说:我们老师告诉我们critical point也
: ...................

R
Roshou16

神经病

【 在 realoption (Options) 的大作中提到: 】
: 关于光滑连续函数极值的所有问题,答案都包含在泰勒展开到二阶表达式里,适用于任
: 何有限维度的欧式空间

x
xiaxie7

目前因为通胀,辅导AP Calc AB/BC, Physics C E/M, 1/2, Chemistry, Biology,
Computer Science A/Principles, Statistics一律$60/小时。

而SAT/ACT math维持$30/小时。

【 在 mj1209 () 的大作中提到: 】
: 虾将军辅导怎么收费?
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: “我说:你是对的,不过你要记住,一个点如果是局部极值,那它就不能同时是
: 拐点。”
:
: 函数
:
: f(x)=x^2, 如果 x
: f(x)=-(x-1)^2 1, 如果 x

x
xiaxie7

正解!

【 在 Roshou16 (肉手儿) 的大作中提到: 】
: Inflection point就是concavity changing point,这个东西定义的很好
: Critical point就是candidate of local minima or maxima,这个东西定义的不好,
: 聊的太细没意义