内容正文:
5.1 导数的概念及其意义
第五章 一元函数的导数及其应用
5.1.2 导数的概念及其几何意义
学习目标:
1. 理解导数的概念及其几何意义;
2. 掌握用导数的概念求简单函数在某点处的导数及曲线的切线问题.
教学重点:
导数的概念及利用导数概念求导数、导数的几何意义及其应用.
教学难点:
导数的概念及其几何意义的理解.
上节课研究了两类变化率问题:一类是物理学中的问题,涉及平均速度和瞬时速度;另一类是几何学中的问题,涉及割线斜率和切线斜率.这两类问题都采用了由“平均变化率”逼近“瞬时变化率”的思想方法;问题的答案也有一样的表示形式.下面我们用上述思想方法研究更一般的问题.
1. 导数的概念
2. 导数的几何意义
练一练
B
练一练
D
练一练
D
练一练
2
练一练
练一练
练一练
课堂小结
——你学到了那些新知识呢?
1. 导数的概念;
2. 导数的几何意义.
对于函数
,设自变量
从
变化到
,相应地,函数值
就从
变化到
.这时,
的变化量为
,
的变化量为
.我们把比值
,即
叫做函
数
从
到
的平均变化率.
如果当
时,平均变化率
无限趋近于一个确定的值,即
有极限,则称
在
处可导,并把这个确定的值叫做
在
处的导数(也称为瞬时变化率),记作
或
,
即
.
例1 设
,求
.
解:
.
例2 一辆汽车在公路上沿直线变速行驶,假设
时汽车的速度(单
位:
)为
,求汽车在第2 s与第6 s时的瞬时加
速度,并说明它们的意义.
解:在第2 s和第6 s时,汽车的瞬时加速度就是
和
.
根据导数的定义,
,
所以
.
同理可得
.
在第2 s与第6 s时,汽车的瞬时加速度分别是
与
.说明
在第2 s附近,汽车的速度每秒大约增加
;在第6 s附近,汽车的速
度每秒大约减少
.
思考:如图,观察函数
的图象,平均变化率
表示什么?瞬时变化率
表示什么?
容易发现,平均变化率
表示割线
的斜率.
如下图,在曲线
上任取一点
,如果当点
沿着曲线
无限趋近于点
时,割线
无限趋近于一个
确定的位置,这个确定位置的直线
称为曲线
在点
处的切线.
割线
的斜率
.记
,当点
沿着曲线
无限趋近于点
时,即当
时,
无限趋近于函数
在
处的导数.因此,函数
在
处的导数
就是切线
的斜率
,即
.这就是导
数的几何意义.
例3 如图是高台跳水运动中运动员的重心相对