01.02基本初等函数
电池的两条脾气曲线封面场景

基本初等函数 · 沉浸式数学故事

电池的两条脾气曲线

快充前段一路猛冲,接近满电却忽然慢下来。小林第一次发现:曲线的脾气,会直接改变交车时间。

第 1 章 · 代数与函数基础 · 5 幕故事 · 1 个训练

电池的两条脾气曲线:前二十分钟,电量一路猛冲。

快充台 · 08:10

前二十分钟,电量一路猛冲。

小林把测试电池接上快充台。10%、20%、40%……指针抬得又快又稳,他顺手按一条直线估算:再过同样久,就该接近满电。

20 分钟:18% → 52%第一段看起来近似匀速增长。
电池的两条脾气曲线:越接近满格,越像踩了刹车。

意外 · 08:42

越接近满格,越像踩了刹车。

电量到了 80% 后,每一分钟只挪一点。小林原先写下的交车时间被连续划掉三次:不是设备坏了,而是变化规律变了。

相同时间内:ΔQ 越来越小输出仍在增加,增长速度却在下降。
电池的两条脾气曲线:一条按差增加,一条让剩余差距按比例缩小。

比曲线

一条按差增加,一条让剩余差距按比例缩小。

师傅让他把两种规律分开:一次函数在相同时间里增加相同的量;接近上限时,更适合观察“离满电还差多少”,这个差距可近似按同一比例衰减。

Q=kt+b | Qₘₐₓ−Q=C·e⁻ᵏᵗ看自变量每走一步,函数值是“加多少”,还是离上限的差距“乘多少”。
电池的两条脾气曲线:曲线的斜率,正在泄露剩余时间。

读图 · 三个时刻

曲线的斜率,正在泄露剩余时间。

小林圈出 30%、60%、90% 三个位置。曲线越平,单位时间增加的电量越少;只看当前电量不够,还要看这一段曲线有多陡。

同一横向步长下,纵向增量不同先识别函数族,再谈外推。
电池的两条脾气曲线:不是所有“越来越慢”,都能用一条直线。

估时 · 重新排班

不是所有“越来越慢”,都能用一条直线。

他改用分段估计:前段用近似线性速度,后段根据弯曲趋势留出缓冲。新的交车时间没有再被指针打脸。

总时间 ≈ 前段时间 + 后段修正模型不必复杂,但必须尊重曲线的形状。
电池的两条脾气曲线训练场景

尾声 · 带着方法进课堂

故事落幕,判断才刚开始。

把这一课的条件、公式与易错点带进最后一次判断。

某量每小时都变成原来的 0.8 倍,最合适的初步模型是?
再读一遍

互动实验 · 同一块电量,两种充法Δ · RATE

一条匀速涨,一条越充越慢

恒流充电时电量匀速上升,每 20 分钟涨的量都一样(直线 Q=kt+b)。恒压充电则先猛后缓,电量贴着上限爬(Qₘₐₓ−Q=C·e⁻ᵏᵗ)。拖动时间,看两条曲线在相同的 20 分钟窗口里,ΔQ 一个恒定、一个越来越小。

电量 Q(t) · % 恒流(直线)恒压(饱和) 容量上限 100%