内容正文:
5.1.2 导数的概念及其几何意义
第五章 一元函数的导数及其应用
学习目标
3、培养学生数学抽象及直观想象的核心素养,提升数学运算核心素养.
1、据导数的几何意义,会求曲线上某点处的切线方程.
2、正确理解曲线“过某点”和“在某点”处的切线,并会求其方程.
新课导入
一类是物理学中的问题,涉及平均速度和瞬时速度;
一类是几何学中的问题,涉及割线斜率和切线斜率.
这两类问题来自不同的学科领域,但在解决问题时,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.
前面我们研究了两类变化率问题:
无限逼近
无限逼近
导数(瞬时变化率)定义:
如果当 无限趋近于 0 时,平均变化率 无限趋近于一个确定的值,
即 有极限,则称_________________________,
并把这个确定的值叫做________________________(也称为___________ ) ,记作______或______.
用极限符号表示这个定义,就是____________________________________
导数是平均变化率的极限,是瞬时变化率的数学表达.
y = f (x) 在x = x0处可导
瞬时变化率
y = f (x) 在x=x0处的导数
概念强化:
1. f′(x0)与x0的值有关,不同的x0其导数值一般也不相同;
2. f′(x0)与∆x的具体取值无关;
3. 瞬时变化率与导数是同一概念的两个名称;
4. 导数可以描述任何运动变化事物的瞬时变化率 .
例题1 设 ,求
分析:
因为
所以
为了便于计算,我们可以先求出 ,再对它取极限.
解:
思考 你能总结出求函数y=f (x)在 x=x0 处导数的步骤吗?
例题1 设 ,求
求函数y=f (x)在 x=1处导数
求y’| x=1
查看导数定义,思考题目还可以怎么表述?
归纳步骤
2.求函数 y=f (x)在 x=x0 处导数的步骤
一差、二比、三极限
1. 设函数 f (x)在x=x0处可导,若 ,则f ′(x0)=( )
A.1 B.-1 C. D.
C
2. 设函数 f (x)在x=x0处可导,若 ( )
A. f ′(x0) B.2 f ′(x0) C.-2 f ′(x0) D.0
B
跟踪练习
这个实际问题与导数有什么关系?
例题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:℃)为
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.
例题巩固
导数是瞬时变化率的数学表达.
解:
在第2h和第6h时,原油温度的瞬时变化率就是 和
所以
因为
同理,
在本题中 是原油温度在时刻 x0 的瞬时变化率,它反映的是原油温度在时刻 x0 附近的变化情况.
表示在第2h时,原油温度的瞬时变化率为-3℃/h. 这说明在第2h附近,原油温度大约以3℃/h的速率下降.
导数(瞬时变化率)为负,体现了下降的变化趋势.
和 在这个实际问题中的意义是什么?
表示在第6h时,原油温度的瞬时变化率为5℃/h,这说明在第6h附近,原油温度大约以5℃/h的速率上升.
导数(瞬时变化率)为正,体现了上升的变化趋势.
在本题中 是t0时刻汽车的瞬时加速度,反映了速度在t0时刻附近的变化情况.
表示在第2s时,汽车的瞬时加速度是2m/s2,这说明在第2s附近,汽车的速度每秒大约增加2m/s.
导数(瞬时变化率)为正,体现了增加的变化趋势.
和 在这个实际问题中的意义