1.1.2 瞬时变化率——导数
曲线上一点处的切线
如图Pn的坐标为(xn,f(xn))(n=1,2,3,4…),P的坐标为(x0,y0).
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?
f?xn?-f?x0?
提示:割线PPn的斜率是kn=.
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
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?
8-3?1+Δt?2-8+3×12
提示:该质点在[1,1+Δt]这段时间内的平均速度为=-6-3Δt.
Δt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
S?t0+Δt?-S?t0?
一般地,如果当Δt无限趋近于0时,运动物体位移S(t)的平均变化率无
Δt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
v?t0+Δt?-v?t0?
一般地,如果当Δt无限趋近于0时,运动物体速度v(t)的平均变化率无
Δt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.
导 数
1.导数
Δy
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=
Δxf?x0+Δx?-f?x0?
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为函数f(x)
Δx在x=x0处的导数,记作f′(x0).
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]