全国通用版2018_2019版高中数学第一章导数及其应用1.1变化率与导数1.1.1变化率问题1.1.2导数的概念学案新人 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/27 9:40:40星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1.1.1 变化率问题1.1.2 导数的概念

学习目标 1.了解导数概念的实际背景.2.会求函数在某一点附近的平均变化率.3.会利用导数的定义求函数在某点处的导数.

知识点一 函数的平均变化率

假设如图是一座山的剖面示意图,并建立如图所示平面直角坐标系.A是出发点,H是山顶.爬

山路线用函数y=f(x)表示.

自变量x表示某旅游者的水平位置,函数值y=f(x)表示此时旅游者所在的高度.设点A的坐

标为(x1,y1),点B的坐标为(x2,y2).

思考1 若旅游者从点A爬到点B,自变量x和函数值y的改变量分别是多少?

答案 自变量x的改变量为x2-x1,记作Δx,函数值的改变量为y2-y1,记作Δy.

思考2 怎样用数量刻画弯曲山路的陡峭程度?

Δyy2-y1

答案 对山路AB来说,用=可近似地刻画其陡峭程度.Δxx2-x1

梳理 函数y=f(x)从x1到x2的平均变化率

Δy

(1)定义式:=错误!.

Δx

(2)实质:函数值的增量与自变量的增量之比.

(3)作用:刻画函数值在区间[x1,x2]上变化的快慢.

(4)几何意义:已知P1(x1,f(x1)),P2(x2,f(x2))是函数y=f(x)的图象上两点,则平均变化

Δy

=错误!表示割线P1P2的斜率.Δx

2

知识点二 瞬时速度

思考1 物体的路程s与时间t的关系是s(t)=5t.试求物体在[1,1+Δt]这段时间内的平

答案 Δs=5(1+Δt)-5=10Δt+5(Δt),v=

2

2

均速度.

Δs

=10+5Δt.Δt

思考2 当Δt趋近于0时,思考1中的平均速度趋近于多少?怎样理解这一速度?

答案 当Δt趋近于0时,

Δs

趋近于10,这时的平均速度即为当t=1时的瞬时速度.Δt

梳理 瞬时速度

(1)物体在某一时刻的速度称为瞬时速度.

(2)一般地,设物体的运动规律是s=s(t),则物体在t0到t0+Δt这段时间内的平均速度为Δs

=错误!.如果Δt无限趋近于0时,错误!无限趋近于某个常数v,我们就说当Δt趋近于Δt

ΔsΔs0时,的极限是v,这时v就是物体在时刻t=t0时的瞬时速度,即瞬时速度v=Δlimt→0ΔtΔt

函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率Δlimx→0

Δlimt→0错误!.

知识点三 函数在某点处的导数

Δy

=lim错误!,我们称它为函数y=f(x)在ΔxΔx→0

,即f′(x0)=Δlimx→0

Δy

=lim错误!.ΔxΔx→0

x=x0处的导数,记作f′(x0)或

1.在平均变化率中,函数值的增量为正值.( × )

2.瞬时变化率是刻画某函数值在区间[x1,x2]上变化快慢的物理量.( × ) 3.函数y=f(x)在x=x0处的导数值与Δx的正、负无关.( √ )

类型一 函数的平均变化率 命题角度1 求函数的平均变化率

12

例1 求函数y=f(x)=x在x=1,2,3附近的平均变化率,取Δx都为,哪一点附近的平均

3变化率最大?

考点 变化问题与变化率 题点 变化率大小的比较 解 在x=1附近的平均变化率为

k1=错误!=错误!

=2+Δx;

在x=2附近的平均变化率为

k2=错误!=错误!

=4+Δx;

在x=3附近的平均变化率为

k3=错误!=错误!

=6+Δx.

117

当Δx=时,k1=2+=,

333

k2=4+=,k3=6+=. 由于k1

(3)得平均变化率=错误!.

Δx

跟踪训练1 (1)已知函数y=f(x)=x+2x-5的图象上的一点A(-1,-6)及邻近一点B(-Δy

1+Δx,-6+Δy),则=________.

Δx

(2)如图所示是函数y=f(x)的图象,则函数f(x)在区间[-1,1]上的平均变化率为________;函数f(x)在区间[0,2]上的平均变化率为________.

2

1

313311933

考点 平均变化率

题点 函数的平均变化率

13

答案 (1)Δx (2)24Δy

解析 (1)=错误!

Δx

=错误!=Δx.

(2)函数f(x)在区间[-1,1]上的平均变化率为错误!=错误!=错误!.

x+3??,-1≤x≤1,由函数f(x)的图象知,f(x)=?2

??x+1,1

所以函数f(x)在区间[0,2]上的平均变化率为错误!=错误!=错误!.