内容正文:
1.1.3 导数的几何意义
复习回顾:导数的概念
定义:设函数 y=f(x) 在点 x0 处及其附近有定义,当自变量 x 在点 x0 处有改变量Δx时函数有相应的改变量
Δy=f(x0+Δx)- f(x0).如果当Δx0 时,Δy/Δx的极限存在,这个极限就叫做函数f(x)在点x0处的导数(或变化率)记作 即:
下面来看导数的几何意义:
如图,曲线 C 是函数y=f(x)
的图象, P(x0,y0) 是曲线C上的
任意一点, Q(x0+Δx,y0+Δy)
为 P 邻近一点, PQ为C的割线,
PM//x轴,QM//y轴,β为PQ的
倾斜角.
斜率!
β
y=f(x)
P
Q
M
Δx
Δy
O
x
y
β
P
y=f(x)
Q
M
Δx
Δy
O
x
y
P
Q
割线
切线
T
请看当点Q沿着曲线逐渐向点P接近时,割线PQ绕着点P逐渐转动的情况.
我们发现,当点Q沿着曲线无限接近点P即Δx→0时,割线PQ有一个极限位置PT.则我们把直线PT称为曲线在点P处的切线.
o
x
y
y=f(x)
导数几何意义的理解:
设曲线上的一点P(x0,f(x0)),过点P的一条割线交曲线C于另一点Q(x0+Δx,f(x0+Δx)),则割线PQ的斜率为
kPQ=eq \f(fx0+Δx-fx0,x0+Δx-x0)=eq \f(fx0+Δx-fx0,Δx).
当点Q沿曲线C向点P运动,并无限靠近点P时,割线PQ逼近点P的切线l,从而割线的斜率逼近切线l的斜率.因此,函数f(x)在x=x0处的导数就是切线l的斜率k,即
k=eq \o(lim,\s\do10(Δx→0)) eq \f(fx0+Δx-fx0,Δx)=f′(x0).
初中平面几何中圆的切线的定义:直线和圆有唯一公共点时,叫做直线和圆相切。这时直线叫做圆的切线,唯一的公共点叫做切点。
割线趋近于确定的位置的直线定义为切线.
P
Q
T
o
x
y
y=f(x)
割线
切线
问题: 如图,直线l1是曲线C的切线吗?l2呢?
[提示1] l1不是曲线C的切线,l2是曲线C的切线.
曲线与直线相切,并不一定只有一个公共点。反之,若曲线与直线有一个公共点,直线也不一定是曲线的切线。
设切线的倾斜角为