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
个
(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