内容正文:
1.1 变化率与导数
【学习目标】
1.感受平均变化率广泛存在于日常生活之中,经历运用数学描述和刻画现实世界的过程 体会数学的博大精深以及学习数学的意义.
2.理解平均变化率的意义,为后续建立瞬时变化率和导数的数学模型提供丰富的背景.
【重点难点】
重点:掌握平均变化率的概念.
难点:对平均变化率的概念的理解
一.创设情景
为了描述现实世界中运动、过程等变化着的现象,在数学中引入了函数,随着对函数的研究,产生了微积分,微积分的创立以自然科学中四类问题的处理直接相关:
一、已知物体运动的路程作为时间的函数,求物体在任意时刻的速度与加速度等;
二、求曲线的切线;
三、求已知函数的最大值与最小值;
四、求长度、面积、体积和重心等。
导数是微积分的核心概念之一,它是研究函数增减、变化快慢、最大(小)值等问题最一般、最有效的工具。
导数研究的问题即变化率问题:研究某个变量相对于另一个变量变化的快慢程度.
在吹气球的过程中, 可发现,随着气球内空气容量的增加, 气球的半径增加得越来越慢. 从数学的角度, 如何描述这种现象呢?
探究过程:如图是函数h(t)= -4.9t2+6.5t+10的图像,结合图形可知, ,所以,
虽然运动员在 这段时间里的平均速为 ,但实际情况是运动员仍然运动,并非静止,可以说明用平均速度不能精确描述运动员的运动状态.
t
h
O
x1+Δx
Δy=f(x2)-f(x1)
函数平均变化率的定义
注意:x1,x2是定义域内不同的两点,因此Δx≠0,但Δx可正也可负;Δy=f(x2)-f(x1)是相应Δx=x2-x1的改变量,Δy的值可正可负,也可为零.因此,平均变化率可正可负,也可为零.
已知函数y=f(x),当自变量x从x1变化到x2时,函数值从f(x1)变化到f(x2),则当x1≠x2时,比值_______________为函数f(x)从x1到x2的平均变化率.习惯上用Δx表示x2-x1,用________代替x2;类似地,_______________,于是平均变化率可以表示为eq \f(Δy,Δx).
eq \f(fx2-fx1,x2-x1)
直线AB的斜率