内容正文:
5.1.2导数的概念及其几何意义(1)
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学习目标:
(1)通过类比研究瞬时速度、切线的斜率的思想方法,抽象概括出导数的概念,体会极限思想,提升数学抽象素养.
(2)根据对导数概念的理解,能求简单函数的导数,并能归纳出根据导数概念求函数导数的一般步骤,提升数学运算素养.
问题回顾
物理问题:
情境1:高台跳水问题
几何问题:
情境2:抛物线的切线问题
切线斜率
割线斜率
瞬时速度
平均速度
瞬时变化率
平均变化率
取极限
取极限
取极限
逼近
问题1:解决这类问题时有什么共性呢?
平均变化率:.
∆y
∆x
∆x→0时,看平均变化率情况.
若∆x→0时,平均变化率无限趋近于唯一一个确定的值,
即有极限,则称y=f(x)在x=x0处可导,
并把这个确定的值叫做y=f(x)在x=x0处的导数(也称为瞬时变化率),
记作或,
即=
2.瞬时速度是导数,但导数不一定是瞬时速度;
3.导数是一种极限,求导数就是求极限,函数在某点处不一定有导数.
利用导数的定义求导数
小结:利用导数的定义求导数的步骤
用导数定义求函数y=f(x)在x=x0的导数的基本步骤:
①计算函数的平均变化率=并化简;
②求极限,若极限值存在,则导数f '(x0)=
理解导数(瞬时变化率)的意义
例2.将原油精炼为汽油、柴油、塑胶等各种不同产品,需要对原油进行冷却和加热。已知在第x h时,原油的温度(单位: °C)为f(x)=x²-7x+15(0≤x≤8). 计算第2 h与第6 h时原油温度的瞬时变化率,并说明它们的意义.
故在第2 h与第6 h时,原油温度的瞬时变化率分别为-3 ℃/h与5 ℃/h.
意义:
结合图象和导数的意义,函数先下降且下降趋势逐渐平缓,表明温度在逐渐下降,且下降速率逐渐减小,直至到图象最低点所对应的时刻,它温度在该时刻的瞬时变化率为0;此后每一时刻温度的瞬时变化率都为正,且每一时刻的瞬时变化率都在增大.
理解导数(瞬时变化率)的意义
例3.一 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
v(t)=﹣t²+6t+60,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.
故在第2 s与第6 s时,汽车的瞬时加速度分别为2 m/与-6 m/.
意义:在第2 s附近,汽车速度大约以2 m/s的速率增加;
在第6 s附近,汽车速度大约以6 m/s的速率减少.
v'(t0) (t0≥0)反映了汽车速度在时刻t0附近的变化情况
课堂小结
用导数定义求函数y=f(x)在x=x0的导数的基本步骤:
①计算函数的平均变化率=并化简;
②求极限,若极限值存在,则导数f '(x0)=
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