内容正文:
第三章 导数及其应用
3.1 变化率与导数
3.1.1 变化率问题
3.1.2 导数的概念
主题1 平均变化率
1.写出气球的体积V(单位:L)与半径r(单位:dm)之间的关系式.然后将球半径r表示为球体积V的函数.
提示:体积V与半径r之间的关系式为V(r)= 将半径
r表示为体积V的函数为r(V)=
2.当空气容量V从0增加到1 L时,气球半径增加了多少?此时气球的平均膨胀率是多少?当空气容量V从1 L 增加到2 L呢?
提示:当空气容量V从0增加到1 L时,气球半径增加了
r(1)- r(0)≈0.62(dm).
气球的平均膨胀率为 ≈0.62(dm/L).
当空气容量V从1 L增加到2 L时,气球半径增加了r(2)
-r(1)≈0.16(dm).
气球的平均膨胀率为 ≈0.16(dm/L).
3.若运动员相对于水面的高度h(单位:m)与起跳后的时间t(单位:s)存在函数关系:h(t)=-4.9t2+6.5t+10,则运动员在0≤t≤0.5这段时间里的平均速度是多少?运动员在1≤t≤2这段时间里的平均速度是多少?
提示:在0≤t≤0.5这段时间里的平均速度是
在1≤t≤2这段时间里的平均速度是
=-8.2(m/s).
结论:平均变化率概念
我们把式子__________称为函数y=f(x)从__到__的平
均变化率.
x1
x2
【对点训练】
1.函数y=x3在 上的变化率为A,在[1,2]上的变化
率为B,则 的值为 ( )
【解析】选B.因为
所以
2.质点运动规律s=t2+3,则在时间[3,3+Δt]中,相应的
平均速度等于 ( )
A.6+Δt B.6+Δt+
C.3+Δt D.9+Δt
【解析】选A.
【补偿训练】婴儿从出生到第24个月的体重变化如图,则第二年婴儿体重的月平均变化率是 .
【解析】由题图可知,第二年婴儿体重的月平均变化
率为 =0.25(千克/月).
答案:0.25千克/月
主题2 导数的概念
1.物体的平均速度能否精确反映它的运动状态?
提示:不能,如高台跳水运动员相对于水面的高度h与起
跳时间t的函数关系h(t)=-4.9t2+6.5t+10,易知
=h(0), 而运动员依然是运动状态.
2.如何精确描述物体在某一时刻的运动状态?
提示:可以使用瞬时速度精确描述物体在某一时刻的运
动状态.如求t=2时的瞬时速度,可考察在t=2附近的一
个间隔Δt,当Δt趋近于0时,看平均速度 的变化趋
势,用式子 表示,这就是物体在t=2时
的瞬时速度.
3.导数和瞬时变化率是什么关系?导数有什么作用?
提示:函数在某点处的导数就是函数在这点处的瞬时变化率,导数可以反映函数在一点处变化的快慢程度.
结论:函数在某点处的导数
函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率是____________
_____________________,
我们称它为函数y=f(x)在x=x0处的导数,记作_______
___________,即f′(x0)=_________________________.
f′(x0)
或
【对点训练】
1.已知函数f(x)=20x-19,则表达式
的值为 ( )
A.3 B.Δx C.3+Δx D.20
【解析】选D.因为
所以 的值为20.
2.设函数f(x)在点x0附近有定义,且有f(x0+Δx)-
f(x0)=aΔx+b(Δx)2(a,b为常数),则 ( )
A.f′(x)=a B.f′(x)=b
C.f′(x0)=a D.f′(x0)=b
【解析】选C.
f′(x0)=
3.已知函数f(x)= 则 = .
【解析】
答案:-2
类型一 平均变化率
【典例1】(1)如果函数y=ax+b在区间[1,2]上的平均变
化率为3,则a= ( )
A.-3 B.2 C.3 D.-2
(2)已知函数f(x)=-x2+x的图象上的一点A(-1,-2)及临
近一点B(-1+Δx,-2+Δy),则 = .
(3)求函数f(x)=x2在x=1,2,3附近的平均变化率,取Δx
都为 则在哪一点附近平均变化率最大?
【解题指南】列出Δy=f(x0+Δx)-f(x0),应用 求平
均变化率.
【解析】(1)选C.根据平均变化率的定义,可知
(2)因为Δy=f(-1+Δx)-f(-1)
=-(-1+Δx)2+(-1+Δx)-[-(-1)2+(-1)]
=