如何自學(xué)備考ALevel高數(shù)純數(shù)2課程?
CAIE考試局的A Level高數(shù)分為了四張卷子,分別為高數(shù)純數(shù)1(FP1)、高數(shù)力學(xué)(FM)、高數(shù)統(tǒng)計(jì)(FS)和高數(shù)純數(shù)2(FP2),難度逐漸攀升,而高數(shù)純數(shù)2毫無疑問是這四張卷子里最難的。...
CAIE考試局的A Level高數(shù)分為了四張卷子,分別為高數(shù)純數(shù)1(FP1)、高數(shù)力學(xué)(FM)、高數(shù)統(tǒng)計(jì)(FS)和高數(shù)純數(shù)2(FP2),難度逐漸攀升,而高數(shù)純數(shù)2毫無疑問是這四張卷子里最難的。
如果說同為純數(shù)卷的高數(shù)純數(shù)1的重點(diǎn)還在于和A Level數(shù)學(xué)的內(nèi)容銜接上的話,那么高數(shù)純數(shù)2的難度系數(shù)就要“更上一層樓”了。如果你對(duì)純數(shù)的印象僅僅局限于微積分,那么你就“too young,too naive”了,因?yàn)镕P2顯然引入了更多較為陌生、也是更為進(jìn)階的概念。
舉個(gè)直觀點(diǎn)的例子,F(xiàn)P2在積分(integration)這一章引入了全新的歸約公式(reduction formula)的概念,而在微分(differentiation)這一章里更是引入了新奇的麥克勞林級(jí)數(shù)(Maclaurin Series)的內(nèi)容。
看到這里,你是不是有些焦慮如何學(xué)好FP2了呢?別急,下面的內(nèi)容或許對(duì)你有所幫助。
如何自學(xué)高數(shù)純數(shù)2
FP2這張卷子一共包含了六個(gè)章節(jié),讓我們來逐個(gè)擊破~
Chapter 1
第一章雙曲線函數(shù)(hyperbolic function)的內(nèi)容是首次與大家見面,但千萬別被這個(gè)“下馬威”給嚇到了,只要掌握技巧,雙曲線函數(shù)并沒有想象中那么難。
Chapter 2
來到了不少同學(xué)頭疼的矩陣(Matrix)這一章,其實(shí)矩陣這一章難就難在“信息量太大”了,而且概念又確實(shí)頗為抽象。
就比如diagonalisation的過程,那可真是太太太長了:假設(shè)有一個(gè)A矩陣,我們得先計(jì)算出一個(gè)P矩陣(由eigenvectors組成)和一個(gè)D矩陣(由eigenvalues組成),再計(jì)算出A矩陣和P矩陣的乘積,即AP(劃重點(diǎn)?。〔皇荘A。在矩陣相乘中,先后順序是非常重要的,也是決定對(duì)錯(cuò)的關(guān)鍵);計(jì)算出P矩陣和D矩陣的乘積,即PD;最后,可得AP=PD。我們把一個(gè)可以寫成A=PDP-1這種形式的矩陣稱之為diagonalisable。
這也就意味著當(dāng)題目要求計(jì)算出A20的時(shí)候,你沒必要把A矩陣重復(fù)乘以20次了(那肯定考試結(jié)束還沒算出來)。由于A=PDP-1,那么A20=(PDP-1)20;又因?yàn)镻P-1=I(Identity matrix,是一個(gè)任何矩陣與之相乘都等于自己本身的矩陣),所以A20=PD20P-1。看似不可能計(jì)算出來的題目,就可以通過巧妙的diagonalisation解決了。
剛開始做矩陣相關(guān)題目時(shí),感到困擾是正常的,不要因此急躁氣餒。而破局之法也很簡單——“無他,唯手熟爾”。
Chapter 3
第三章的章節(jié)名是微分(differentiation),相信大家都不陌生,畢竟是從A Level數(shù)學(xué)開始就耳熟能詳?shù)母拍睢?/p>
那么高數(shù)純數(shù)2的微分到底有何不同凡響之處呢?
首當(dāng)其沖便是對(duì)雙曲線函數(shù)的微分。就比如sinhx的微分是coshx,而coshx的微分是sinhx。
此外,翻看Formula Sheet也是有時(shí)間成本的,而考試時(shí)間非常寶貴。想想看若是你對(duì)公式掌握熟練,節(jié)省下的時(shí)間是頗為可觀的。悄咪咪提醒一句,每年都有因?yàn)樽鲱}太慢,所以不能做完整張卷子的考生,而他們往往得再花好幾個(gè)月的時(shí)間去準(zhǔn)備重考。浪費(fèi)時(shí)間金錢不說,對(duì)心理也是一個(gè)巨大的考驗(yàn),實(shí)在是得不償失。
剩下有關(guān)麥克勞林級(jí)數(shù)的內(nèi)容就更是小case啦~看似是很復(fù)雜的全新概念,但其實(shí)只需要掌握多次微分的知識(shí)點(diǎn),再依照公式往里代入就行,可以說是非常樸實(shí)無華且枯燥了。
Chapter 4
既然微分是和雙曲線函數(shù)有所關(guān)聯(lián)的,那么無獨(dú)有偶,F(xiàn)P2的積分(integration)部分自然也和它密不可分。
在解決積分部分的題目時(shí),尤其需要注意觀察題目類型,由于題型有些相似,建議看準(zhǔn)題型再往上套公式,會(huì)順暢很多,也避免踩坑。
若是遇到歸約公式(reduction formula)也不打緊,只要把In的冪(power)分割正確就成功了一大半了。
Chapter 5
復(fù)數(shù)(complex number)這一章的核心概念在于de Moivre’s theorem,以及一些之前A Level數(shù)學(xué)P3卷里學(xué)到過的知識(shí)點(diǎn)的進(jìn)階內(nèi)容。
打個(gè)比方,之前我們就已經(jīng)知道z=rcosθ+irsinθ,這是modulus-argument form;但在FP2的考綱內(nèi),我們還需要掌握zn=(rcosθ+irsinθ)n=rn(cosnθ+isin nθ),這就是大名鼎鼎的de Moivre’s theorem,它的重要性簡直不言而喻??梢赃@么說,這個(gè)theorem是你想要進(jìn)入complex number這一章的門檻,跨不過去就只能止步于門外了。
終于來到最后一章啦~
與之前的三張paper有所不同的是:作為FP2最后一章的微分方程(Differential Equation,之后簡稱DE)單論難度,其實(shí)并不能說是所有章節(jié)中的翹楚,但這不代表你可以輕敵。
微分方程分為兩種:
第一種是First order DE。一般來說有兩類方法可以解決,其一是分離變量法,其二是積分因子(integrating factor)。
第二種是Second order DE,情況相較于First order DE更為復(fù)雜,需要整理出particular integral(PI)和complementary function(CF),把二者相加才可以成功得出這個(gè)微分方程的general solution(GS)。
學(xué)習(xí)建議
如果你認(rèn)真看完了以上的內(nèi)容,就會(huì)發(fā)現(xiàn)第一章的雙曲線函數(shù)的意義非同凡響,絕不是打個(gè)醬油就走的那類知識(shí)點(diǎn),它可是在之后的幾章都一直保持著“高出鏡率”的。
所以我建議大家在學(xué)第一章的時(shí)候一定要把基礎(chǔ)打好,可以采取結(jié)合圖像的方法去學(xué)習(xí)雙曲線函數(shù)的有關(guān)內(nèi)容,再根據(jù)圖像去推導(dǎo)infinity和limit等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。圖像承載的信息非常豐富,掌握?qǐng)D像會(huì)讓之后的學(xué)習(xí)更順?biāo)煲恍?/p>
除此之外,如果你為了FP2的題目煩惱的話,也千萬不要自暴自棄。首先得承認(rèn)的一點(diǎn)是,高數(shù)純數(shù)2確實(shí)是四張卷子里難度系數(shù)最大的那一張paper,不要著急,多給自己一些時(shí)間。可以在刷真題時(shí),總結(jié)錯(cuò)題經(jīng)驗(yàn),并且盡量保證下一次不要犯同樣的錯(cuò)誤,至少要保證自己是在不斷進(jìn)步的,哪怕慢一些,也沒有關(guān)系。
希望大家能夠成功攻克這一高數(shù)最難關(guān)卡,離A*更進(jìn)一步~
【微語】留學(xué)之際,愿你帶著希望與夢(mèng)想揚(yáng)帆起航,歸來時(shí),熠熠生輝。
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