内容正文:
[素养目标] 1.了解导数在实际问题中的意义. 2.能够利用实际问题进一步巩固和加强对导数概念的理解. 3.培养数学建模、数学运算的学科素养.
§7 导数的应用
7.1 实际问题中导数的意义
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合作探究 素养形成
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探究点一 导数在物理学中的应用
[基础梳理]
在物理学中,通常称力在单位时间内做的功为__________,它的单位是瓦特.
功率
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[互动探究]
[典例1] 某质点的运动方程为s=s(t)=2t2+3t,其中s是位移(单位:m),t是时间(单位:s).
(1)求当t从1 s变到3 s时,位移s关于时间t的平均变化率,并解释它的实际意义;
(2)求s′(1),s′(2),并解释它们的实际意义.
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方法·技巧
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解析:当0≤t<3时s′=6 t,
所以当t=1时的瞬时速度为s′(1)=6,
当t≥3时s′=6t-18,
所以当t=4时的瞬时速度为s′(4)=6.
答案:6 6
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探究点二 导数在经济生活中的应用
[基础梳理]
在经济学中,通常把生产成本y关于产量x的函数y=f(x)的导函数称为__________,边际成本f′(x0)指的是当产量为x0时,生产成本的增加速度,也就是当产量为x0时,每增加一个单位的产量,需要增加f′(x0)个单位的成本.
边际成本
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解决实际问题的一般步骤
(1)审题:阅读理解文字表达的题意,分清条件和结论,找出问题的主要关系.
(2)建模:将文字语言转化成数学语言,利用数学知识,建立相应的数学模型.
(3)解模:把数学问题化归为常规问题,选择合适的数学方法求解.
(4)对结果进行验证评估,定性、定量分析,作出正确的判断,确定其答案.
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正确理解导数的实际意义
在不同的实际问题中导数的意义是不相同的,要结合具体问题进行分析,在理解导数的实际意义时,要注意函数所表示的对象是什么,在某一点处的导数的实际意义,问题不同有不同的意义.
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[变式训练]
5.服用某种药物后,人体血液中药物的质量浓度f(x)(单位:μg/mL)与时间t(单位:min)的函数关系式是y=f(t),假设函数y=f(t)在t=10和t=100处的导数分别为f′(10)=1.5和f′(100)=-0.6,试解释它们的实际意义.
解:f′(10)=1.5表示服药后10 min时,血液中药物的质量浓度上升的速度为1.5μg/(mL·min).也就是说,如果保持这一速度,每经过1 min,血液中药物的质量浓度将上升1.5μg/mL.f′(100)=-0.6表示服药后100 min时,血液中药物的质量浓度下降的速度为0.6μg/(mL·min).也就是说,如果保持这一速度,每经过1 min,血液中药物的质量浓度将下降0.6μg/mL.
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随堂检测 素养达标
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A.18 m/s是物体从开始到3 s这段时间内的平均速度
B.18 m/s是物体从3 s到(3+Δt)s这段时间内的速度
C.18 m/s是物体在3 s这一时刻的瞬时速度
D.18 m/s是物体从3 s到(3+Δt)s这段时间内的平均速度
C
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2.一质点沿直线运动,如果由始点起经过t s后的位移为s=3t2+t,则速度v=10时的时刻t=________.
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3.某物体的运动速度与时间的关系为v(t)=2t2-1,则t=2时的加速度为________.
解析:因为v′(t)=4t,所以v′(2)=8.
答案:8
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4.球的半径从1增加到2时,球的体积的平均变化率为________.
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5.一杯80 ℃的热红茶置于20 ℃的房间里,它的温度会逐渐下降,温度T(单位:℃)与时间t(单位:min)之间的关系由函数T=f(t)给出.