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三次函數

四個係數各自負責一件事。把滑桿拉歪,看極大、極小和反曲點怎麼跑——判別式在說什麼,靜態圖說不清楚,要自己拉才懂。

互動座標紙

拉四個係數滑桿,曲線即時重繪,紅筆自動標出極大、極小與反曲點的座標。

y = x³ − 3x

紅筆拉動滑桿,極值與反曲點會即時重算。

四個係數:a 管開口與陡峭,b 推反曲點,c 決定有沒有極值,d 整條上下平移。

自己驗一次 把 c 拉到 0 以上,兩個極值會合併消失——因為 b² − 3ac 變成負的,導函數沒有實根,曲線就一路單調。

記憶軸

歌詞四句,一句一顆節點。點下去,上面的座標紙會跳到那一句描述的形狀——聽歌和看圖是同一件事。

歌詞待補 節點的機制已經做好、現在就能點。歌詞是否公開、要拆成哪四句,等老王確認之後直接替換上面四行字即可,程式不用再動。

用歌記

公式寫成歌,男聲女聲兩版,挑自己順耳的那個。前一課沒學好也沒關係,補救連結放在第三格。

男聲版待補

音檔待老王確認可公開後上架。

女聲版待補

同一段歌詞的另一個聲線,兩版給選擇權。

前一課補救待補

三次函數卡住,常常是二次函數的極值沒弄懂。補救連結會指回二次函數

隨堂三題

答完立刻給解釋。解釋會叫你回到上面的座標紙自己驗一次——測驗不是終點,是回到互動區的理由。

第一題 y = x³ − 3x 的極大值出現在哪裡?

導函數 y′ = 3x² − 3,令它等於 0 得 x = ±1。二階導數 y″ = 6x,在 x = −1 時為負,凹口向下,所以那裡是極大。回到上面把滑桿保持在預設值,紅筆標的「極大 (−1, 2)」就是這一題的答案。

第二題 y = ax³ + bx² + cx + d 的反曲點,x 座標是多少?

二階導數 y″ = 6ax + 2b,令它等於 0 得 x = −b3a。注意分母是 3a 不是 2a——2a 那個是二次函數的對稱軸。回上面只拉 b,看紅筆標的「反曲」怎麼左右跑。

第三題 如果 b² − 3ac < 0,圖形會長什麼樣子?

極值出現在導函數 y′ = 3ax² + 2bx + c 的實根處。它的判別式化簡後就是 b² − 3ac;小於 0 代表導函數沒有實根,斜率不變號,曲線只能一直上升或一直下降。回上面把 c 從 −3 拉到 +3,親眼看兩個紅點合併然後消失。

生活裡的曲線

這一格目前是空的 三次函數還沒有對應的實拍素材。與其硬把不相關的影片塞進來,不如誠實留白——素材歸位的規矩是依數學概念,不是依上傳日期。找到合適的畫面就會補在這裡。

已經歸位的素材可以到素材庫看:旗津的海浪對應三角函數,台東的熱氣球對應二次函數。

本週任務單

提問、檢索、驗證、產出。做完交回來的東西,就是你自己的理解。

  1. 提問

    在生活裡找一個「先變快、再變慢、然後又變快」的量,把它寫成一句問句。

  2. 檢索

    查這個量的實際數據或圖表,記下資料來源與時間範圍。

  3. 驗證

    回到上面的座標紙,調四個係數去逼近你查到的形狀,記下你用的 abcd

  4. 產出

    錄一段三分鐘的語音或影片,只講一件事:反曲點在你的例子裡代表什麼。

交回來之後 寫得好的產出會回貼到這一頁。內容開始由學生補充的那一刻,這個單元才算活了。