高中数学第一章1.1导数的概念1.1.2瞬时变化率导数教学案苏教版选修 联系客服

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1.1.2 瞬时变化率——导数

如图Pn的坐标为(xn,f(xn))(n=1,2,3,4…),P的坐标为(x0,y0).

曲线上一点处的切线

问题1:当点Pn→点P时,试想割线PPn如何变化? 提示:当点Pn趋近于点P时,割线PPn趋近于确定的位置. 问题2:割线PPn斜率是什么? 提示:割线PPn的斜率是kn=

fxn-fx0

.

xn-x0

问题3:割线PPn的斜率与过点P的切线PT的斜率k有什么关系呢? 提示:当点Pn无限趋近于点P时,kn无限趋近于切线PT的斜率. 问题4:能否求得过点P的切线PT的斜率? 提示:能.

1.割线

设Q为曲线C上不同于P的一点,这时,直线PQ称为曲线的割线. 2.切线

随着点Q沿曲线C向点P运动,割线PQ在点P附近越来越逼近曲线C.当点Q无限逼近点P时,直线PQ最终就成为在点P处最逼近曲线的直线l,这条直线l也称为曲线在点P处的切线.

瞬时速度与瞬时加速度 马鸣风萧萧整理

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一质点的运动方程为S=8-3t2,其中S表示位移,t表示时间. 问题1:该质点在[1,1+Δt]这段时间内的平均速度是多少?

8-31+Δt2-8+3×12

提示:该质点在[1,1+Δt]这段时间内的平均速度为=-6-3Δ

Δtt.

问题2:Δt的变化对所求平均速度有何影响? 提示:Δt越小,平均速度越接近常数-6.

1.平均速度

运动物体的位移与所用时间的比称为平均速度. 2.瞬时速度

一般地,如果当Δt无限趋近于0时,运动物体位移S(t)的平均变化率

St0+Δt-St0

Δt无限趋近于一个常数,那么这个常数称为物体在t=t0时的瞬时速度,也就是位移对于时间的瞬时变化率.

3.瞬时加速度

vt0+Δt-vt0

一般地,如果当Δt无限趋近于0时,运动物体速度v(t)的平均变化率

Δt无限趋近于一个常数,那么这个常数称为物体在t=t0时的瞬时加速度,也就是速度对于时间的瞬时变化率.

1.导数

设函数y=f(x)在区间(a,b)上有定义,x0∈(a,b),若Δx无限趋近于0时,比值

Δy=Δx导 数 fx0+Δx-fx0

无限趋近于一个常数A,则称f(x)在x=x0处可导,并称该常数A为函

Δx数f(x)在x=x0处的导数,记作f′(x0).

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2.导数的几何意义

导数f′(x0)的几何意义是曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的斜率. 3.导函数

(1)若f(x)对于区间(a,b)内任一点都可导,则f(x)在各点的导数也随自变量x的变化而变化,因而也是自变量x的函数,该函数称为f(x)的导函数,记作f′(x),在不引起混淆时,导函数f′(x)也简称f(x)的导数.

(2)f(x)在x=x0处的导数f′(x0)就是导函数f′(x)在x=x0处的函数值.

1.利用导数的几何意义,可求曲线上在某点处的切线的斜率,然后由点斜式写出直线方程.

2.函数y=f(x)在点x0处的导数f′(x0)就是导函数f′(x)在x=x0处的函数值,所以求函数在一点处的导数,一般先求出函数的导函数,再计算这点的导函数值.

[对应学生用书P5]

求曲线上某一点处的切线 1?5?

[例1] 已知曲线y=x+上的一点A?2,?,用切线斜率定义求:

x?2?(1)点A处的切线的斜率; (2)点A处的切线方程. [思路点拨] 先计算

f2+Δx-f2

,再求其在Δx趋近于0时无限逼近的值.

Δx1-Δx?1?

[精解详析] (1)∵Δy=f(2+Δx)-f(2)=2+Δx+-?2+?=+Δx,

2+Δx?2?22+ΔxΔy-ΔxΔx-1∴=+=+1. Δx2Δx2+ΔxΔx22+ΔxΔy3当Δx无限趋近于零时,无限趋近于,

Δx43

即点A处的切线的斜率是. 4

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(2)切线方程为y-=(x-2),

24即3x-4y+4=0.

[一点通] 根据曲线上一点处的切线的定义,要求曲线过某点的切线方程,只需求出切Δy线的斜率,即在该点处,Δx无限趋近于0时,无限趋近的常数.

Δx

5?12?

1.曲线y=-x-2在点P?1,-?处的切线的斜率为________.

2?2?5?1??

解析:设P?1,-?,Q?1+Δx,-1+Δx2?2??1

-1+Δx2

Δx2

2

-2?,则割线PQ的斜率为kPQ=

??

5-2+

21

=-Δx-1.

2

5?1?

当Δx无限趋近于0时,kPQ无限趋近于-1,所以曲线y=-x2-2在点P?1,-?处的

2?2?切线的斜率为-1.

答案:-1

2.已知曲线y=2x2+4x在点P处的切线的斜率为16,则P点坐标为________.

fx0+Δx-fx02Δx解析:设P点坐标为(x0,y0),则=

x0+Δx-x0

+2Δx.

当Δx无限趋近于0时,4x0+4+2Δx无限趋近于4x0+4, 因此4x0+4=16,即x0=3, 所以y0=2×32+4×3=18+12=30. 即P点坐标为(3,30). 答案:(3,30)

2

+4x0Δx+4Δx=4x0+4

Δx3.已知曲线y=3x2-x,求曲线上一点A(1,2)处的切线的斜率及切线方程. 解:设A(1,2),B(1+Δx,3(1+Δx)2-(1+Δx)), 31+Δx则kAB=2

1+Δx-Δx3×12-1

=5+3Δx,

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