内容正文:
1.1 导数
1.1.2 导数的概念
【提出问题】
质点M的运动方程为,求时的瞬时速度。
解:因为
所以
当趋近于0时,趋近于2
所以时的瞬时速度为2
那么,对于一般函数的瞬时变化率怎么定义呢?
【抽象概括】
设函数y=f(x)在x0附近有定义,当自变量在x=x0附近改变量为Δx时,函数值相应的改变量为Δy=f(x0+Δx)-f(x0),如果当Δx趋近于0时,平均变化率
=趋近于一个常数l,
那么常数l称为函数f(x)在点x0处的瞬时变化率.事实上,运动的瞬时速度就是路程函数y=s(t)的瞬时变化率.
“当Δx趋近于0时,平均变化率趋近于一个常数l”可以用符号“”记作“当Δx0时, l”
通常也记作
【获得新知】
函数在x0处的瞬时变化率称为函数y=f(x)在x0处的导数,通常记作f′(x0),
即f′(x0)= = .
如果f(x)在开区间(a,b)内每一点x都是可导的,则称f(x)在区间(a,b)可导,这样,对开区间(a,b)内每个值x,都对应一个确定的导数f′(x).于是,在区间(a,b)内,f′(x)构成一个新的函数,我们把这个函数称为函数y=f(x)的导函数,记为f′(x)或y′(或y′x).导函数通常简称为导数.
【概念领悟】
1.对导数概念的理解
(1)Δx→0是指Δx可以从0的左右两侧趋向于0,可以任意小的间隔,但始终不会为0.
(2)如果存在,则称f(x)在x=x0处可导.
(3)令x=x0+Δx,得Δx=x-x0,于是f′(x0)=,与概念中的f′(x0)=意义相同.
(4)这里研究的是两个变量比值变化的性质与状态,尽管在变化过程中都趋近于0,但是它们的比值却趋近于一个确定的常数。
2.函数y=f(x)在x=x0处的导数,就是其导函数f′(x)在x=x0处的函数值.
【经典例题】
例1.已知函数f(x)=x2+4x,求f(x)在x=-1处的导数
解:因为 Δy=(-1+Δx)2+4(-1+Δx)+3=Δx2+2Δx.
所以
所以 = (Δx+2)=2.
所以f(x)在x=-1处的导数为2
【规律技巧】求函数y=在x=x0处的导数的步骤为:
第一步:求函数的增量Δy=f(x0+Δx)-f(x0);
第二步:求平均变化率=;
第三步:取极限,得到导数f′(x0)= .
例2.求函数f(x)=x2+的导数.
解:因为
所以
所以
所以函数的导函数