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导数平均变化率与瞬时变化率

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本讲教育信息】一. 教学内容:

导数——平均变化率与瞬时变化率

二. 本周教学目标:

1、了解导数概念的广阔背景,体会导数的思想及其内涵. 、通过函数图象直观理解导数的几何意义.2 三. 本周知识要点: (一)平均变化率

1、情境:观察某市某天的气温变化图

上的平均变化率x])x在区间[x,2、一般地,函数(f21

平均变化率是曲线陡峭程度的“数量化”,曲线陡峭程度是平均变化率“视觉化”.

(二)瞬时变化率——导数

1、曲线的切线

的图象,点是曲线 c 上一点作割线PQ如图,设曲线c是函数,当 点Q 沿着曲线c无限地趋近于点P,割线PQ无限地趋近于某一极限位置PT我们就把极限 位置上的直线PT,叫做曲线

c在点P 处的 切线

时,即当的斜率为割线PQ,无 P的斜率.限趋近于点 、瞬时速度与瞬时加速度2.运动物体经过某一时刻(某一位置)的速度,叫做瞬时速度1)瞬时速度定义: 2)确定物体在某一点A处的瞬时速度的方法:

要确定物体在某一点A处的瞬时速度,从A点起取一小段位移AA,求出物体在这段位1移上的平均速度,这个平均速度可以近似地表示物体经过A点的瞬时速度.

当位移足够小时,物体在这段时间内的运动可认为是匀速的,所得的平均速度就等于物体经过A点的瞬时速度.

我们现在已经了解了一些关于瞬时速度的知识,现在已经知道物体做直线运动时,它的运动规律用函数表示为s=s(t),也叫做物体的运动方程或位移公式,现在有两个时刻t,0t+Δt,现在问从t到t+Δt这段时间内,物体的位移、平均速度各是:000

位移为Δs=s(t+Δt)-s(t)(Δt称时间增量) 00 平均速度 根据对瞬时速度的直观描述,当位移足够小,现在位移由时间t来表示,也就是说时间足够短时,平均速度就等于瞬时速度.

现在是从t到t+Δt,这段时间是Δt. 时间Δt足够短,就是Δt无限趋近于0.当Δt00

时,位移的平均变化率无限趋近于一个常数,那么称这个常数为物体→0 t

的瞬时速度t在= 0 平均变化率 3、导数

,当Δt→0时,平均速度同样,计算运动物体速度的

那么这个常数为在t= t时的瞬时加速度.0 无限趋近于一个常数,

设函数a,b)上有定义,在(时,比值.若无限趋近于0

.导

=)在xf无限趋近于一个常数A处可导,并称该常,则称(x

数,记作处的在为函数A数 义

上点()处的切线的斜率.是曲线 几何意

(导数):此时对于每在开区间如果函数导函数 内的每点处都有导数,

,从而构成了一个新的函数,都对应着一个确定的导数一个,称这 也可记作,简称导数.函数在开区间内的导函数,为函数

【典型例题】

), 的平均变化率.

后容器甲中水的体积t s水经过虹吸管从容器甲中流向容器乙,(单例1、

计算第一个10s位:内V

解:在区间[0,10]上,体积V的平均变化率为

内容器甲中水的体积的平均变化率为. 即第一个10s 上函数已知函数,,分别计算在区间[-35],[0,,-1]例2、在[-函数3,-1]上的平均变化率为 解:在[-3,-1]上的平均变化率为

在[0,5]函数上的平均变化率为

上的平均变化率为在[0,5]

及的平均变化率.

分别计算函数1.001],[1,1.1],[1,,3例、已知函数2],[1,3],[1在区间 上的平均变化率.函数在区间[1,3]上的平均变化率为 解:函数 [1,2]上的平均变化率为在在[1,1.1]上的平均变化率为函数

在[1,1.001]上的平均变化率为函数

2,其中位移单位m,时间单位s,t)=gtg=9.8 例4、物体自由落体的运动方程s=s(2 m/s.. 求t=3这一时段的速度一小段时间[Δt无限趋于0

,位置改变量Δ3,3+g-·3Δt=(6+3+g(Δt)解:取 22=s]

无限趋于3g= 29.4 m/s.当 时,

平均速度g(6+tΔt)Δt )Δ ,

2

+3做直线运动(位移单位:cm,时间单位:s=2ts),例5、已知质点M按规律

时,求0.01t=,)当t=2Δ(. 1时的瞬时速度.

时,求0.001.=2,Δt 2()当t=(3)求质点M在t =2

即平均速度,当Δt越小,求出Δ分析:s即位移的改变量, 即时间的改变量,

Δt

的.越接近某时刻的速度 ∵

=4t+2Δt解:

时,=4×2+2×0.001=8.002

时,0.01=tΔ,2=t)当1∴( .8.02 cm/s=0.01×2+2×4=

cm/s.2)当t=2,Δt=0.001( , (4t+2Δt)=4t0t=4×2=8 cm/s

Δ(3)

2

+1,那么求此曲线在点P(x1,2)处的切线的斜率,以及切线例6、曲线的方程为y=的方程.

2+),则割线PQ的斜率为:1+, 解:设Q(

斜率为2

∴切线的斜率为2.

切线的方程为y-2=2(x-1),即y=2x.

【模拟试题】

2

则), x,3+Δy(1,3)及邻近点Q(1+)==( )1、若函数f(x2xΔ+1,图象上P

A. 4 B. 4Δx C. 4+2Δx D. 2Δx

,那么时,为2到、一直线运动的物体,从时间时,物体的位移为 )( 在时刻时该物体的瞬时速度; B. 从时间 到时,A. 物体的平均速度;

到当时间为时物体的平均速度从时间时物体的速度;C. D. 2上一点A(1,2),求(1)点A处的切线的斜率.(2)点A处的切线x3、已知曲线y=2方程.

22

+1在点P(-2,54、求曲线y=x)处的切线方程.

+4x在点x=3、求y=2x处的导数. 52(位移单位:m,时间单位:s),=s(t)=t6、一球沿

一斜面自由滚下,其运动方程是s求小球在t=5时的瞬时速度 2+3做直线运动(位移单位:cm,时间单位:s),求质点M27、质点M按规律s=t在t=2时的瞬时速度.

【试题答案】

1、B B2、

) 3、解:(1k =时,

∴点A处的切线的斜率为4.

2-x4=y)即1-x(4=2-y处的切线方程是A)点2(.

=时,4k、解:

∴切线方程是y-5=-4(x+2),即y=-4x-3. 222,x+16Δx)Δ)-(x2×3)=+4×32(x2、解:=2Δ5Δy=(3+Δ)(+43+Δx+16 ∴时,y′|=16 3x

t)=10 m/s.10+(

=瞬时速度6、解:v时,Δ

∴瞬时速度v=2t=2×5=10 m/s.

、解:=7tΔ8+2=()v时,瞬时速度= 8cm/s

导数平均变化率与瞬时变化率

本讲教育信息】一.教学内容:导数——平均变化率与瞬时变化率二.本周教学目标:1、了解导数概念的广阔背景,体会导数的思想及其内涵.、通过函数图象直观理解导数的几何意义.2三.本周知识要点:(一)平均变化率1、情境:观察某市某天的气温变化图
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