AP Calculus Unidade 5: revisão de análise de funções (AB e BC)
Revisão da Unidade 5 de AP Calculus AB e BC: Teorema do Valor Médio, extremos, crescimento e decrescimento, concavidade, esboço de gráficos e otimização.
Unidades de AP Calculus Atualizado 4 min de leitura
Visão geral
- Peso na prova AB
- 15–20%
- Peso na prova BC
- 10–15%
- Ideias centrais
- Teorema do Valor Médio, extremos, testes da primeira e da segunda derivada, otimização
- Só no BC
- Nada, AB e BC cobrem os mesmos tópicos da Unidade 5
- Vem antes de
- Unidade 6, integração e acumulação de variação
- Pratique aqui
- Cálculo 1: Aplicações da derivada
Nesta página
AP Calculus Unidade 5, Aplicações analíticas da derivada (Analytical Applications of Differentiation), ensina a ler uma função por meio das suas derivadas. A primeira derivada diz onde a função sobe e desce. A segunda derivada diz como ela se curva. Juntas, elas encontram máximos e mínimos, que é a essência da otimização. É uma das maiores unidades da prova AB.
| AP Calculus AB | AP Calculus BC | |
|---|---|---|
| Peso na prova | 15–20% | 10–15% |
| Tópicos extras | nenhum | nenhum |
O que a Unidade 5 cobre
O College Board divide a unidade nos tópicos abaixo. Cada linha leva a uma lição em que você pratica com números novos a cada vez.
| Tópico | O que você aprende | Prática |
|---|---|---|
| Teorema do Valor Médio | A taxa média é igual à taxa instantânea em algum ponto | Aproximação linear e TVM |
| Teorema do Valor Extremo e pontos críticos | Quando os extremos precisam existir e onde procurá-los | Pontos críticos |
| Crescimento e decrescimento | Usar o sinal de f' | Crescimento e decrescimento |
| Teste da primeira derivada | Extremos relativos pelas mudanças de sinal de f' | Crescimento e decrescimento |
| Teste dos candidatos | Extremos absolutos em um intervalo fechado | Extremos absolutos |
| Concavidade | Usar o sinal de f'', e pontos de inflexão | Segunda derivada |
| Teste da segunda derivada | Classificar um ponto crítico com f'' | Segunda derivada |
| Esboço de f, f' e f'' | Passar de um gráfico para outro entre os três | Prática de aplicações |
| Otimização | Montar e maximizar uma função a partir de um enunciado | Otimização |
| Relações implícitas | Tangentes horizontais e verticais em curvas como circunferências | Derivação implícita |
As ideias principais
O Teorema do Valor Médio garante uma inclinação igual. Se f é contínua em [a, b] e diferenciável em (a, b), pelo menos um ponto tem reta tangente paralela à reta secante. Leia as páginas do Teorema do Valor Médio e do Teorema do Valor Extremo para ver as condições exatas.
f' controla o sentido, f'' controla a forma. f' > 0 significa crescente e f' < 0 significa decrescente. f'' > 0 significa concavidade para cima e f'' < 0 significa concavidade para baixo. Um ponto de inflexão é onde f'' muda de sinal.
Otimização é encontrar extremos com uma história. Escreva a grandeza a maximizar ou minimizar como função de uma variável, encontre seus pontos críticos e justifique que a resposta é um máximo ou um mínimo, usando o teste da primeira derivada, o teste da segunda derivada ou o teste dos candidatos.
Questões de exemplo
1. Teorema do Valor Médio. Para f(x) = x^2 em [1, 3], a taxa média de variação é \frac{9 - 1}{3 - 1} = 4. Fazendo f'(c) = 2c = 4 obtemos c = 2, que está dentro do intervalo.
2. Extremos relativos. Para f(x) = x^3 - 3x^2 - 9x + 2:
f' passa de positiva para negativa em x = -1, então f(-1) = 7 é um máximo relativo. Ela passa de negativa para positiva em x = 3, então f(3) = -25 é um mínimo relativo. Como f''(x) = 6x - 6 muda de sinal em x = 1, há um ponto de inflexão em (1, -9).
3. Teste dos candidatos. Em [-2, 4], verifique as extremidades e os pontos críticos: f(-2) = 0, f(-1) = 7, f(3) = -25 e f(4) = -18. O máximo absoluto é 7 em x = -1 e o mínimo absoluto é -25 em x = 3.
4. Otimização. Um fazendeiro tem 100 m de cerca para cercar um retângulo junto a um rio, cercando só três lados. Com largura x, a área é A(x) = x(100 - 2x). Então A'(x) = 100 - 4x = 0 em x = 25, e A''(x) = -4 < 0, então é um máximo. A melhor área é 25 \times 50 = 1250 m².
Como estudar a Unidade 5
- Pratique com o gráfico de f'. Muitas questões dissertativas dão apenas f'. Leia o crescimento onde f' está acima do eixo, e a concavidade para cima onde f' está subindo.
- Justifique com mudanças de sinal. Escreva "porque f' passa de negativa para positiva em x = 3". Os corretores querem o motivo, não só a resposta.
- Nunca pule as extremidades. Em um intervalo fechado, o máximo absoluto muitas vezes está numa extremidade.
- Confira primeiro as condições do TVM. Afirme a continuidade e a diferenciabilidade antes de concluir qualquer coisa.
- Resolva listas de exercícios. Tente os exercícios de otimização, os exercícios de esboço de gráficos e os exercícios do Teorema do Valor Médio, todos com resolução completa. O guia de esboço de gráficos com derivadas reúne a unidade inteira.
Para o mapa completo do curso, veja o guia de AP Calculus AB ou o guia de AP Calculus BC.
AP e Advanced Placement são marcas registradas do College Board, que não tem vínculo com a PracticeCalculus e não endossa este guia. Os nomes e pesos das unidades vêm do referencial do curso (course framework) do College Board; confira lá se houver mudanças.
Pratique agora
Pontos críticos
Resolva problemas reais sobre este tópico com feedback instantâneo, dicas e uma resolução passo a passo para cada resposta. Grátis, sem cadastro para começar.
Praticar esta lição