内容正文:
5.1 导数的概念及其意义
5.1.2 导数的概念及其几何意义
复习巩固
对于函数,设自变量从变化到,则,
叫做函数从变化到的平均变化率.
结合瞬时变化率的思想方法,当时
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,即
导数的概念
注:①函数应在点附近有定义,否则导数不存在;
②导数只与函数在及其附近的函数值有关,与无关;
③导数可以描述任何运动变化事物的瞬时变化率,它的实质是极限值.
例1 设,求
解:
=-1
解
=-1
练习 设 ,求函数在处的导数.
解:
=2
例2 一辆汽车在公路上沿直线变速行驶,假设t s时汽车的速度(单位:m/s),为 求汽车在第2 s与第6 s时的瞬时加速度,并说明他们的意义.
解:在第2 s和第6 s时,汽车的瞬时加速度就是
根据导数的定义,
2
所以
同理可得
在第2 s和第6 s时,汽车的瞬时加速度分别是m/s与-6m/s.说明在第2 s附近,汽车的速度每秒大约增加 m/s ;在第6 s附近,汽车的速度每秒大约减少6m/s .
通过求函数的导数,可以反映出函数在附近的变化情况.那么导数的几何意义是什么?
思考
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?
O
P
T
O
P
T
平均变化率
表示割线的斜率.
瞬时变化率
表示切线的斜率k.
导数的几何意义
当点P沿着曲线无限接近点时,即当时,k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.
1.曲线在点P(1,1)处的切线方程为 .
B
练习
2.曲线在点 A(-1,6)处的切线方程是
A. B. C. D.
.
例3 如图,是人体血管中药物浓度(单位:mg/mL)随时间t(单位:min)变化的函数图象,估计 t=0.2,0.4,0.6,0.8 min时,血管中药物浓度的瞬时变化率(精确到0.1).
解:血管中药物浓度的瞬时变化率,就是药物浓度的导数,从图像上看,它表示曲线在此点处的切线的斜率.
作t=0.8处的切线,并在切线上取两点,如(0.7,0.91), (1.0,0.48),则该切线的斜率
所以
t 0.2 0.4 0.6 0.8
药物浓度的瞬时变化率
0.4 0 -0.7 -1.4
导函数
从求函数在处的导数的过程可以看到,当变化时,记作就是的函数,我们称它为的导函数(简称导数).的导数有时也记作,即
解:
所以,m=2.
又,即2+n=-1,所以,n=-3
故,
例4 已知 的导函数,则求m ,n的值.
思考
设函数处若该曲线的斜率最小的切线与直线平行,求的值.
答:-3
小结
导数
概念
几何
意义
导
函数
𝒇𝒙𝟎′=𝒍𝒊𝒎𝜟𝒙→𝟎𝜟𝒚𝜟𝒙=𝐥𝐢𝐦𝚫𝒙→𝟎𝒇𝒙𝟎+𝚫𝒙−𝒇𝒙𝟎𝚫𝒙 瞬时变化率
𝒌𝟎=𝒇𝒙𝟎′ 在该点切线的斜率
𝒇𝒙′=𝒚′=𝐥𝐢𝐦𝚫𝒙→𝟎𝒇𝒙𝟎+𝚫𝒙−𝒇𝒙𝟎𝚫𝒙.
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