问题1 从平均速度当Δt→0时极限是瞬时速度,推广到一般的函数方面,我们可以得到什么结论? 问题2 导数和瞬时变化率是什么关系?导数有什么作用? 问题3 导函数和函数在一点处的导数有什么关系?
例2 利用导数的定义求函数f(x)=-x2+3x在x=2处的导数. 跟踪训练2 已知y=f(x)=x+2,求f′(2). 探究点三 导数的实际应用
例3 一正方形铁板在0℃时,边长为10cm,加热后铁板会膨胀.当温度为tC时,边长变为10(1+at)cm,a为常数,试求铁板面积对温度的膨胀率.
跟踪训练3 将原油精炼为汽油、柴油、塑胶等各种不同产品,需要对原油进行冷却和加热.如果在第xh0时,原油的温度(单位:C)为y=f(x)=x2-7x+15(0≤x≤8).计算第2 h和第6 h时,原油温度的瞬时
0变化率,并说明它们的意义.
【当堂检测】
1.函数y=f(x)在x=x0处的导数定义中,自变量x在x0处的增量Δx ( ) A.大于0 B.小于0 C.等于0 D.不等于0
1
2.一物体的运动方程是s=at2(a为常数),则该物体在t=t0时的瞬时速度是 ( )
2
1
A.at0 B.-at0 C.at0 D.2at0
23
3.已知f(x)=-x2+10,则f(x)在x=处的瞬时变化率是 ( )
2 B.-3 C.2
1
4.已知函数f(x)=,则f?(1)=________
xA.3
D.-2
【课堂小结】 1.瞬时速度是平均速度当Δt→0时的极限值;瞬时变化率是平均变化率当Δx→0时的极限值. 2.利用导数定义求导数的步骤:
(1)求函数的增量Δy=f(x0+Δx)-f(x0); Δy
(2)求平均变化率;
Δx(2)取极限得导数f′(x0)=lim
Δx→0
Δy. Δx
【拓展提高】
1.设f??3??4,则limh?0f?3?h??f?3?为( )
2h A.-1 B.-2 C.-3 D.1
2.一质点做直线运动,由始点起经过ts后的距离为s?A.4s末 B.8s末 C.0s与8s末 D.0s,4s,8s末
14t?4t3?16t2,则速度为零的时刻是 ( ) 4【教学反思】
4
§1.1.3
【学习要求】
2.会求导函数.
导数的几何意义导学案
1.了解导函数的概念,理解导数的几何意义.
3.根据导数的几何意义,会求曲线上某点处的切线方程.
【学法指导】
前面通过导数的定义已体会到其中蕴涵的逼近思想,本节再利用数形结合思想进一步直观感受这种思想,并进一步体会另一种重要思想——以直代曲.
【知识要点】
1.导数的几何意义 (1)割线斜率与切线斜率
设函数y=f(x)的图象如图所示,AB是过点A(x0,f(x0))与点B(x0+Δx,f(x0+Δx)) Δy
的一条割线,此割线的斜率是=__________________.
Δx
当点B沿曲线趋近于点A时,割线AB绕点A转动,它的最终位置为直线AD,这条直线AD叫做此曲线在点A处的 .于是,当Δx→0时,割线AB的斜率无限趋向于在点A的切线AD的斜率k,即k= =___________________. (2)导数的几何意义
函数y=f(x)在点x0处的导数的几何意义是曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的 .也就是说,曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的斜率是 .相应地,切线方程为_______________________. 2.函数的导数
当x=x0时,f′(x0)是一个确定的数,则当x变化时,f?(x)是x的一个函数,称f?(x)是f(x)的导函数(简称导数).f?(x)也记作y′,即f?(x)=y′=_______________
【问题探究】
探究点一 导数的几何意义
问题1 如图,当点Pn(xn,f(xn))(n=1,2,3,4)沿着曲线f(x)趋近于点P(x0,f(x0))时,割线PPn的变化趋势是什么?
问题2 曲线的切线是不是一定和曲线只有一个交点?
例1 如图,它表示跳水运动中高度随时间变化的函数h(t)=-4.9t2+6.5t+10的图象.根据图象,请描述、比较曲线h(t)在t0,t1,t2附近的变化情况.
5
跟踪训练1 (1)根据例1的图象,描述函数h(t)在t3和t4附近增(减)以及增(减)快慢的情况.
(2)若函数y=f(x)的导函数在区间[a,b]上是增函数,则函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象可能是 ( )
探究点二 求切线的方程
问题1 怎样求曲线f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程?
问题2 曲线f(x)在点(x0,f(x0))处的切线与曲线过某点(x0,y0)的切线有何不同? 例2 已知曲线y=x2,求:
(1)曲线在点P(1,1)处的切线方程; (2)曲线过点P(3,5)的切线方程.
跟踪训练2 已知曲线y=2x2-7,求:
(1)曲线上哪一点的切线平行于直线4x-y-2=0? (2)曲线过点P(3,9)的切线方程.
【当堂检测】
1.已知曲线f(x)=2x2上一点A(2,8),则点A处的切线斜率为 ( ) A.4 B.16 C.8 D.2
2.若曲线y=x2+ax+b在点(0,b)处的切线方程是x-y+1=0,则 ( ) A.a=1,b=1 B.a=-1,b=1 C.a=1,b=-1 D.a=-1,b=-1 3.已知曲线y=2x2+4x在点P处的切线斜率为16,则P点坐标为_______
【课堂小结】
1.导数f′(x0)的几何意义是曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率,即k=lim
Δx→0
f?x0+Δx?-f?x0?
=Δx
f′(x0),物理意义是运动物体在某一时刻的瞬时速度.
2.“函数f(x)在点x0处的导数”是一个数值,不是变数,“导函数”是一个函数,二者有本质的区别,但又有密切关系,f′(x0)是其导数y=f′(x)在x=x0处的一个函数值.
6
3.利用导数求曲线的切线方程,要注意已知点是否在曲线上.如果已知点在曲线上,则以该点为切点的切线方程为y-f(x0)=f′(x0)(x-x0);若已知点不在切线上,则设出切点(x0,f(x0)),表示出切线方程,然后求出切点.
【拓展提高】
,f(1))处的切线方程是y?1.已知函数y?f(x)的图象在点M(11x?2,则f(1)?f?(1)? 22.设P为曲线C:y?x2?2x?3上的点,且曲线C在点P处切线倾斜角的取值范围为?0,?,则点P???横坐标的取值范围为
【教学反思】
7
?4?
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