内容正文:
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第一章 导数及其应用
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1.1 导数
1.1.1 函数的平均变化率
1.1.2 瞬时速度与导数
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【课标要求】
1.通过对大量实例的分析,经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,了解导数概念的实际背景.
2.会求函数在某一点附近的平均变化率.
3.会利用导数的定义求函数在某点处的导数.
【核心扫描】
1.求函数的平均变化率.(重点)
2.求瞬时速度.(重点)
3.利用导数的定义求函数在某点处的导数.(重难点)
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f(x1)-f(x0)=f(x0+Δx)-f(x0)
x1-x0
自学导引
1.函数的平均变化率
一般地,已知函数y=f(x),x0,x1是其定义域内不同的两点,记Δx= ,Δy=y1-y0= .则当Δx≠0时,商 eq \f(fx0+Δx-fx0,Δx) =eq \f(Δy,Δx)称作函数y=f(x)在区间[x0,x0+Δx](或[x0+Δx,x0])的平均变化率.
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2.函数的瞬时变化率
设函数y=f(x)在x0及其附近有定义,当自变量在x=x0附近改变量为Δx时,函数值相应地改变Δy=f(x0+Δx)-f(x0).如果当Δx趋近于0时,平均变化率eq \f(Δy,Δx)= eq \f(fx0+Δx-fx0,Δx) 趋近于一个常数l,那么常数l称为函数f(x)在点x0的瞬时变化率.
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想一想:函数y=f(x)在[x1,x2]内的平均变化率为0,能否说明函数y=f(x)没有发生变化?
提示 不能说明.理由:函数的平均变化率只能粗略地描述函数的变化趋势,增量Δx取值越小,越能准确地体现函数的变化情况.在某些情况下,求出的平均变化率为0,并不一定说明函数没有发生变化.如函数f(x)=x2在[-2,2]上的平均变化率为0,但f(x)的图象在[-2,2]上先减后增.
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3.函数f(x)在x=x0处的导数
函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率是 eq \o(lim,\s\do14(Δx→0)) eq \f(Δy,Δx)= eq \o(lim,\s\do14(Δx→0)) eq \f(fx0+Δx-fx0,Δx),我们称它为函数y=f(x)在x=x0处的导数,记作f′(x0),即f′(x0)=eq \o(lim,\s\do14(Δx→0)) eq \f(Δy,Δx)= eq \o(lim,\s\do14(Δx→0)) eq \f(fx0+Δx-fx0,Δx) .
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4.导函数
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yx′).导函数通常简称为导数.
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想一想:函数平均变化率的几何意义和物理意义是什么?
提示 平均变化率的几何意义是表示函数y=f(x)图象上割线P1P2的斜率(其中P1(x1,f(x1),P2(x2,f(x2)),即kP1P2=eq \f(fx2-fx1,x2-x1)=eq \f(fx1+Δx-fx1,Δx);
物理意义是把位移s看成时间t的函数s=s(t)在时间段[t1,t2]上的平均速度,即eq \x\to(v)=eq \f(st2-st1,t2-t1).
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名师点睛
1.关于平均变化率的理解
关于函数的平均变化率,应注意以下几点:
(1)Δx是自变量x2相对于x1处的改变量,且x2是x1附近的任意一点,即Δx=x2-x1≠0,但Δx可以为正,也可以为负.
(2)注意自变量与函数值的对应关系,公式中若Δx=x2-x1,则Δy=f(x2)-f(x1);若Δx=x1-x2,则Δy=f(x1)-f(x2).
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(3)在公式eq \f(Δy,Δx)=eq \f(fx2-fx1,x2-x1)=eq \f(fx1+Δx-fx1,Δx)中,当x1取定值,Δx取不同的数值时,函数的平均变化率是不同的;当Δx取定值,x1取不同的数值时,函数的平均变化率也是不同的.特别地,当函数f(x)为常数函数时,Δy=0,则eq \f(Δy,Δx)=0.
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2.对瞬时速度的理解
(1)瞬时速度即位移函数相对于时间的瞬时变化率.
(2)在平均变化率eq \f