时 瞬时变化率——导数
高中数学第一章导数及其应用1.1.2瞬时变化率--导数学案苏教版选修2
1.1.2 瞬时变化率——导数导数定义求函数的导函数.1．瞬时速度(1)在物理学中，运动物体的位移与所用时间的比称为__________．(2)一般地，如果当Δt __________0时，运动物体位移s (t )的平均变化率s (t 0＋Δt )－s (t 0)Δt无限趋近于一个______，那么这个______称为物体在t ＝t 0时的__________，也就是位移对于时间的____________．预习交流1做一做：如果质点A 按规律s ＝3t 2运动，则在t ＝3 s 时的瞬时速度为__________． 2．瞬时加速度一般地，如果当Δt __________时，运动物体速度v (t )的平均变化率v (t 0＋Δt )－v (t 0)Δt无限趋近于一个_______，那么这个________称为物体在t ＝t 0时的_________，也就是速度对于时间的____________．3．导数(1)设函数y ＝f (x )在区间(a ，b )上有定义，x 0∈(a ，b )，若Δx 无限趋近于0时，比值Δy Δx ＝f (x 0＋Δx )－f (x 0)Δx无限趋近于一个______A ，则称f (x )在x ＝x 0处______，并称该______A 为函数f (x )在x ＝x 0处的______，记为______．(2)导数f ′(x 0)的几何意义就是曲线y ＝f (x )在点P (x 0，f (x 0))处切线的________． (3)若f (x )对于区间(a ，b )内任一点都可导，则f (x )在各点的导数也随着自变量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________，记作________．预习交流2做一做：设函数f (x )可导，则当Δx →0时，f (1＋Δx )－f (1)3Δx等于__________．预习交流3做一做：函数y ＝x ＋1x在x ＝1处的导数是__________．预习交流4利用导数求曲线切线方程的步骤有哪些？预习导引1．(1)平均速度 (2)无限趋近于 常数 常数 瞬时速度 瞬时变化率预习交流1：提示：s (3＋Δt )＝3(3＋Δt )2＝3[9＋6Δt ＋(Δt )2]＝27＋18Δt ＋3(Δt )2.s (3)＝3×32＝27.Δs ＝s (3＋Δt )－s (3)＝18Δt ＋3(Δt )2， ∴Δs Δt ＝18＋3Δt ，当Δt →0时，ΔsΔt→18. 2．无限趋近于0 常数 常数 瞬时加速度 瞬时变化率3．(1)常数 可导 常数 导数 f ′(x 0) (2)斜率 (3)导函数 f ′(x )预习交流2：提示：f (1＋Δx )－f (1)3Δx ＝13·f (1＋Δx )－f (1)Δx，当Δx →0时，f (1＋Δx )－f (1)Δx ＝f ′(1)，∴原式＝13f ′(1)．预习交流3：提示：∵函数y ＝f (x )＝x ＋1x，∴Δy ＝f (1＋Δx )－f (1)＝1＋Δx ＋11＋Δx －1－1＝(Δx )21＋Δx.∴Δy Δx ＝Δx 1＋Δx ，当Δx →0时，Δy Δx →0，即y ＝x ＋1x在x ＝1处的导数为0. 预习交流4：提示：利用导数的几何意义求曲线的切线方程的步骤： (1)求出函数y ＝f (x )在点x 0处的导数f ′(x 0)；(2)根据直线的点斜式方程，得切线方程为y －y 0＝f ′(x 0)(x －x 0)； (3)将所得切线方程化为一般式．一、求瞬时速度一辆汽车按规律s ＝at 2＋1做直线运动，当汽车在t ＝2 s 时的瞬时速度为12 m/s ，求a .思路分析：先根据瞬时速度的求法得到汽车在t ＝2 s 时的瞬时速度的表达式，再代入求出a 的值．1．一个物体的运动方程为s ＝1－t ＋t 2.其中s 的单位是m ，t 的单位是s ，那么物体在3 s 末的瞬时速度是__________．2．子弹在枪筒中运动可以看作是匀变速运动，如果它的加速度是a ＝5×105 m/s 2，子弹从枪口射出时所用的时间为t 0＝1.6×10－3s ．求子弹射出枪口时的瞬时速度．根据条件求瞬时速度的步骤：(1)探究非匀速直线运动的规律s ＝s (t )；(2)由时间改变量Δt 确定路程改变量Δs ＝s (t 0＋Δt )－s (t 0)；(3)求平均速度v ＝ΔsΔt；(4)运用逼近思想求瞬时速度，当Δt →0时，ΔsΔt→v (常数)．二、利用导数的定义求函数的导数已知f (x )＝x 2－3.(1)求f (x )在x ＝2处的导数； (2)求f (x )在x ＝a 处的导数．思路分析：根据导数的定义进行求解．深刻理解概念是正确解题的关键．1．若函数f (x )＝ax －2在x ＝3处的导数等于4，则a ＝__________.2．(1)求函数f (x )＝1x ＋1在x ＝1处的导数；(2)求函数f (x )＝2x 的导数．结合函数，先求出Δy ＝f (x 0＋Δx )－f (x 0)，再求ΔyΔx＝f (x 0＋Δx )－f (x 0)Δx ，当Δx →0时，求ΔyΔx 的值，即f ′(x 0)．三、导数的几何意义已知y ＝2x 3上一点A (1,2)，求点A 处的切线斜率．思路分析：为求得过点(1,2)的切线斜率，可以从经过点(1,2)的任意一条直线(割线)入手．1．抛物线y ＝14x 2在点Q (2,1)处的切线方程为__________．2．已知曲线y ＝3x 2－x ，求曲线上一点A (1,2)处的切线的斜率及切线方程．1．导数的几何意义是指：曲线y ＝f (x )在(x 0，y 0)点处的切线的斜率就是函数y ＝f (x )在x ＝x 0处的导数，而切线的斜率就是切线倾斜角的正切值．2．运用导数的几何意义解决曲线的切线问题时，一定要注意所给的点是否是在曲线上，若点在曲线上，则该点的导数值就是该点处的曲线的切线的斜率；若点不在曲线上，则该点的导数值不是切线的斜率．3．若所给的点不在曲线上，应另设切点，然后利用导数的几何意义建立关于所设切点横坐标的关系式进行求解．1．若一物体的运动方程为s ＝2－12t 2，则该物体在t ＝6时的瞬时速度为__________．2．已知曲线y ＝12x 2－2上一点P ⎝⎛⎭⎪⎫1，－32，则过点P 的切线的倾斜角为__________． 3．函数f (x )＝1－3x 在x ＝2处的导数为__________．4．一质点按规律s ＝2t 3运动，则t ＝2时的瞬时速度为__________．5．如图，函数y ＝f (x )的图象在点P 处的切线是l ，则f (2)＋f ′(2)＝__________.答案：活动与探究1：解：∵s ＝at 2＋1，∴s (2＋Δt )＝a (2＋Δt )2＋1＝4a ＋4a ·Δt ＋a ·(Δt )2＋1.于是Δs ＝s (2＋Δt )－s (2)＝4a ＋4a ·Δt ＋a ·(Δt )2＋1－(4a ＋1)＝4a ·Δt ＋a ·(Δt )2，∴Δs Δt ＝4a ·Δt ＋a ·(Δt )2Δt＝4a ＋a ·Δt . 当Δt →0时，ΔsΔt→4a ，依题意有4a ＝12，∴a ＝3. 迁移与应用：1．5 m/s 解析：s (3＋Δt )＝1－(3＋Δt )＋(3＋Δt )2＝(Δt )2＋5Δt ＋7，所以s (3＋Δt )－s (3)＝(Δt )2＋5Δt ， 故s (3＋Δt )－s (3)Δt＝Δt ＋5，于是物体在3 s 末的瞬时速度，即Δt →0时，ΔsΔt→5(m/s)．2．解：运动方程为s ＝12at 2.∵Δs ＝12a (t 0＋Δt )2－12at 20＝at 0·Δt ＋12a ·(Δt )2，∴Δs Δt ＝at 0＋12a ·Δt ，∴Δt →0时，ΔsΔt→at 0. 由题意知a ＝5×105(m/s 2)，t 0＝1.6×10－3(s)，故at 0＝8×102＝800(m/s)．即子弹射出枪口时的瞬时速度为800 m/s.活动与探究2：解：(1)因为Δy Δx ＝f (2＋Δx )－f (2)Δx＝(2＋Δx )2－3－(22－3)Δx＝4＋Δx ，当Δx 无限趋近于0时，4＋Δx 无限趋近于4， 所以f (x )在x ＝2处的导数等于4.(2)因为Δy Δx ＝f (a ＋Δx )－f (a )Δx＝(a ＋Δx )2－3－(a 2－3)Δx＝2a ＋Δx ，当Δx 无限趋近于0时，2a ＋Δx 无限趋近于2a ， 所以f (x )在x ＝a 处的导数等于2a .迁移与应用：1．4 解析：由题意知f ′(3)＝4，而f ′(3)＝Δy Δx ＝a (3＋Δx )－2－(3a －2)Δx＝a ，当Δx →0时，ΔyΔx→a ，故a ＝4.2．解：(1)(导数定义法)∵Δy ＝f (1＋Δx )－f (1)＝12＋Δx －12＝－Δx 2(2＋Δx )，∴ΔyΔx＝－12(2＋Δx )，从而Δx →0时，2＋Δx →2，∴f (x )在x ＝1处的导数等于－14.(导函数的函数值法)∵Δy ＝1x ＋Δx ＋1－1x ＋1＝－Δx (x ＋Δx ＋1)(x ＋1)，∴ΔyΔx＝－1(x ＋Δx ＋1)(x ＋1)，从而Δx →0时，Δy Δx →－1(x ＋1)2，于是f ′(1)＝－1(1＋1)2＝－14.(2)∵Δy ＝f (x ＋Δx )－f (x )＝2x ＋Δx －2x ，∴Δy Δx ＝2x ＋Δx －2x Δx ＝(2x ＋Δx －2x )(x ＋Δx ＋x )Δx (x ＋Δx ＋x )＝2x ＋Δx ＋x，从而Δx →0时，Δy Δx →1x.活动与探究3：解：设A (1,2)，B (1＋Δx,2(1＋Δx )3)，则割线AB 的斜率为k AB ＝2(1＋Δx )3－2Δx ＝6＋6Δx ＋2(Δx )2，当Δx 无限趋近于0时，k AB 无限趋近于常数6，从而曲线y ＝2x 3在点A (1,2)处的切线斜率为6.迁移与应用：1．x －y －1＝0 解析：∵y ＝14x 2，Δy ＝14(2＋Δx )2－14×22＝Δx ＋14(Δx )2，Δy Δx＝1＋14Δx ， ∴当Δx →0时，Δy Δx →1，即f ′(2)＝1，由导数的几何意义得抛物线y ＝14x 2在点Q (2,1)处的切线的斜率为1.∴切线方程为y －1＝x －2，即x －y －1＝0.2．解：因为Δy Δx ＝3(1＋Δx )2－(1＋Δx )－(3×12－1)Δx＝5＋3Δx ，当Δx 无限趋近于0时，5＋3Δx 无限趋近于5，所以曲线y ＝3x 2－x 在点A (1,2)处的切线斜率是5.切线方程为y －2＝5(x －1)，即5x －y －3＝0. 当堂检测1．－6 解析：Δs Δt ＝s (6＋Δt )－s (6)Δt ＝2－12(6＋Δt )2－(－16)Δt ＝－12Δt －6，∴当Δt →0时，ΔsΔt→－6.2．45° 解析：∵Δy Δx ＝12(1＋Δx )2－2－12×1＋2Δx ＝Δx ＋12(Δx )2Δx ＝1＋12Δx ，当Δx无限趋近于0时，1＋12Δx 无限趋近于1，∴曲线y ＝12x 2－2在点P ⎝⎛⎭⎪⎫1，－32处的切线斜率为1，∴倾斜角为45°.3．－3 解析：Δy ＝f (2＋Δx )－f (2)＝－3Δx ，Δy Δx ＝－3，则Δx 趋于0时，ΔyΔx＝－3.∴f (x )在x ＝2处的导数为－3.4．24 解析：Δs ＝s (2＋Δt )－s (2)＝2(2＋Δt )3－2×23＝2×[8＋6(Δt )2＋12Δt ＋(Δt )3]－16＝24Δt ＋12(Δt )2＋2(Δt )3， ∴Δs Δt ＝24＋12Δt ＋2(Δt )2，则当Δt →0时，Δs Δt →24. 5．98解析：由题图可知，直线l 的方程为9x ＋8y －36＝0. 当x ＝2时，y ＝94，即f (2)＝94.又切线斜率为－98，即f ′(2)＝－98，∴f (2)＋f ′(2)＝98.欢迎您的下载，资料仅供参考！。
高中数学第5章导数及其应用1、2瞬时变化率__导数提升训练苏教版选择性必修第一册
瞬时变化率——导数基础过关练题组一 曲线的割线、切线的斜率1.已知函数f (x )=x 2图象上四点A (1,f (1))、B (2,f (2))、C (3,f (3))、D (4,f (4)),割线AB 、BC 、CD 的斜率分别为k 1,k 2,k 3,则 ( )A.k 1<k 2<k 3B.k 2<k 1<k 3C.k 3<k 2<k 1D.k 1<k 3<k 22.过曲线y =x 2+1上两点P (1,2)和Q (1+Δx ,2+Δy )作曲线的割线,当Δx =0.1时,割线的斜率为 ;当Δx =0.001时,割线的斜率为 .3.若抛物线y =x 2-x +c 上一点P 的横坐标是-2,在点P 处的切线恰好过坐标原点,则实数c 的值为 .题组二 瞬时速度与瞬时加速度4.(2020江苏苏州中学高二下阶段调研)一个物体的位移s 关于时间t 的运动方程为s (t )=1-t +t 2,其中s 的单位:m,t 的单位:s,那么物体在t =3 s 时的瞬时速度是 ( )A.5 m/sB.6 m/sC.7 m/sD.8 m/s5.(2020江苏无锡一中高二下期中)一辆汽车做直线运动,位移s 与时间t 的关系为s =at 2+1,若汽车在t =2时的瞬时速度为12,则a = ( ) A.12 B.13 C.2 D.36.(2020江苏常熟高二下期中)火车开出车站一段时间内,速度v (单位:m/s)与行驶时间t (单位:s)之间的关系是v (t )=0.4t +0.6t 2,当加速度为2.8 m/s 2时,火车开出去 ( )A.32 s B.2 s C.52 s D.73 s7.(2020北京陈经纶中学高二下期中)若一辆汽车在公路上做加速运动,设t 秒时的速度为v (t )=12t 2+10,其中v 的单位是m/s,t 的单位是s,则该车在t =2 s 时的瞬时加速度为 .8.已知某物体的运动方程是s ={3t 2+2,0≤t <3,29+3(t -3)2,t ≥3,则该物体在t =1时的瞬时速度为 ;在t =4时的瞬时速度为 .9.航天飞机升空后一段时间内,第t s 时的高度为h (t )=5t 3+30t 2+45t +4,其中h 的单位为m,t 的单位为s .(1)h (0),h (1),h (2)分别表示什么?(2)求第2 s内的平均速度;(3)求第2 s末的瞬时速度.题组三导数的定义及其应用10.函数f(x)在x=x0处的导数可表示为()A.f'(x0)=limΔt→0t(t0+Δt)-t(t0)ΔtB.f'(x0)=limΔt→0[f(x0+Δx)-f(x0)]C.f'(x0)=f(x0+Δx)-f(x0)D.f'(x0)=t(t0+Δt)-t(t0)Δt11.汽车在笔直公路上行驶,如果v(t)表示t时刻的速度,则导数v'(t0) ()A.表示当t=t0时汽车的加速度B.表示当t=t0时汽车的瞬时速度C.表示当t=t0时汽车的位移变化率D.表示当t=t0时汽车的位移12.已知函数f(x)=ax+4,若f'(1)=2,则a=.13.函数f(x)=√t2+1在x=0处的导数为.题组四导数的几何意义14.函数y=f(x)在x=x0处的导数f'(x0)的几何意义是()A.在点(x0,f(x0))处与y=f(x)的图象只有一个交点的直线的斜率B.过点(x0,f(x0))的切线的斜率C.点(x0,f(x0))与点(0,0)的连线的斜率D.函数y=f(x)的图象在点(x0,f(x0))处的切线的斜率15.已知函数f(x)在R上可导,且f(x)的图象如图所示,则下列不等式正确的是()A.f'(a)<f'(b)<f'(c)B.f'(b)<f'(c)<f'(a)C.f'(a)<f'(c)<f'(b)D.f'(c)<f'(a)<f'(b)16.(2020江苏连云港智贤中学高二下月考)已知函数y=f(x)的图象在点M(1,f(1))处的切线方程是y=x+3,则f(1)+f'(1)=.题组五求曲线的切线方程17.(2021江苏镇江八校高三上期中联考)曲线y=f(x)=x-x2在点(1,0)处的切线方程是()A.x-2y-1=0B.x+2y-1=0C.x-y-1=0D.x+y-1=018.若曲线y=f(x)=x2+ax+b在点(1,1)处的切线方程为3x-y-2=0,则()A.a=-1,b=1B.a=1,b=-1C.a=-2,b=1D.a=2,b=-119.(2020广东实验中学高二上期末)与直线2x-y+4=0平行且与抛物线y=x2相切的直线方程是.20.过点M(1,1)且与曲线y=x3+1相切的直线方程为.能力提升练题组一瞬时速度与瞬时加速度1.(2020江苏无锡锡东高级中学4月线上检测,)若小球自由落体的运动方程为s(t)=12gt2(g为常数),该小球在t=1到t=3的平均速度为t,在t=2的瞬时速度为v2,则t和v2关系为()A.t>v2B.t<v2C.t=v2D.不能确定2.()一物体沿斜面自由下滑,测得下滑的位移s与时间t之间的函数关系为s=3t3,则当t=1时,该物体的瞬时加速度为()A.18B.9C.6D.3题组二导数的定义及其应用3.(2021江苏苏州陆慕高级中学高二下质检,)已知函数f(x)可导,则limΔt→0t(1-Δt)-t(1)-Δt等于()A.f'(1)B.不存在f'(1) D.以上都不对C.134. (2019江苏南通启东中学高二下月考,)若函数f(x)满足f'(x0)=-3,则当h无限趋近无限趋近于.于0时,t(t0+t)-t(t0-3t)t5.()服用某种药物后,人体血液中药物的质量浓度f(x)(单位:μg/mL)与时间t(单位:min)的函数关系式是y=f(t),假设函数y=f(t)在t=10和t=100处的导数分别为f'(10)=1.5和f'(100)=-0.6,试解释它们的实际意义.题组三导数的几何意义6.(2020江苏南京中华中学高二上段测,)函数y=f(x)的图象如图所示,f'(x)为函数f(x)的导函数,则下列结论正确的是 ()A.0<f'(2)<f'(3)<f(3)-f(2)B.0<f'(3)<f(3)-f(2)<f'(2)C.0<f'(3)<f'(2)<f(3)-f(2)D.0<f(3)-f(2)<f'(2)<f'(3)7.(多选)(2021江苏无锡一中高三上10月检测,)为满足人民对美好生活的向往,环保部门要求相关企业加强污水治理,排放未达标的企业要限期整改.设企业的污水排放量W与时间t的关系为W=f(t),用-t(t)-t(t)的大小评价在[a,b]这段时间内企业污水治理能力的强t-t弱.已知整改期内,甲、乙两企业的污水排放量与时间的关系如图所示.则结论正确的是()A.在[t1,t2]这段时间内,甲企业的污水治理能力比乙企业强B.在t2时刻,甲企业的污水治理能力比乙企业强C.在t3时刻,甲、乙两企业的污水排放都已达标D.甲企业在[0,t1],[t1,t2],[t2,t3]这三段时间中,在[0,t1]的污水治理能力最强8.(多选)()已知函数f(x)的定义域为R,其导函数f'(x)的图象如图所示,则对于任意x1,x2∈R(x1≠x2),下列结论正确的是 ()A.(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]<0B.(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0C.f(t1+t22)>t(t1)+t(t2)2D.f(t1+t22)<t(t1)+t(t2)2题组四求曲线的切线方程9.(2020江苏淮安淮阴中学高二下期末,)设函数f(x)=x3+(a-1)x2+ax为奇函数,则曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为.10.(2019江苏南通海安中学高二下月考,)已知曲线f(x)=ax2+bx+14与直线y=x相切于点A(1,1),若对任意x∈[1,9],不等式f(x-t)≤x恒成立,则所有满足条件的实数t组成的集合为.11.(2020福建厦门二中高二上期中,)已知曲线y=f(x)=x2,y=g(x)=1t,过两条曲线的交点作两条曲线的切线,求两切线与x轴围成的三角形的面积.(请用导数的定义求切线的斜率)答案全解全析 基础过关练1.A k 1=t (2)-t (1)2-1=4-1=3,k 2=t (3)-t (2)3-2=9-4=5,k 3=t (4)-t (3)4-3=16-9=7,则k 1<k 2<k 3,故选A. 2.答案 2.1;2.001解析 ∵Δy =(1+Δx )2+1-(12+1)=2Δx +(Δx )2,∴Δt Δt=2+Δx ,∴割线的斜率为2+Δx.当Δx =0.1时,割线的斜率为2+0.1=2.1. 当Δx =0.001时,割线的斜率为2+0.001=2.001. 3.答案 4 解析抛物线在点P处切线的斜率为k =limΔt →0ΔtΔt =limΔt →0[(-2+Δt )2-(-2+Δt )+t ]-(6+t )Δt=limΔt →0-5Δt +(Δt )2Δt=-5,因为点P 的横坐标是-2, 所以点P 的纵坐标是6+c , 故直线OP 的斜率为-6+t 2,根据题意有-6+t 2=-5,解得c =4.4.A 因为Δt Δt =t (3+Δt )-t (3)Δt=1-(3+Δt )+(3+Δt )2-1+3-9Δt=Δt +5,所以当Δt 无限趋近于0时,Δt +5无限趋近于5,即物体在t =3s 时的瞬时速度是5m/s,故选A.5.D 因为Δt Δt =t (2+Δt )-t (2)Δt=t (2+Δt )2+1-4t -1Δt=a Δt +4a ,所以当Δt 无限趋近于0时,a Δt +4a 无限趋近于4a ,所以汽车在t =2时的瞬时速度为4a ,即4a =12,解得a =3.故选D. 6.B 设当加速度为2.8m/s 2时,火车开出x s . 则Δt Δt =t (t +Δt )-t (t )Δt=0.4(t +Δt )+0.6(t +Δt )2-0.4t -0.6t 2Δt=0.4+1.2x +0.6Δt ,当Δt 无限趋近于0时,0.4+1.2x +0.6Δt 无限趋近于0.4+1.2x ,所以0.4+1.2x =2.8,解得x =2.故选B. 7.答案 2m/s 2解析 因为Δt Δt =t (2+Δt )-t (2)Δt=12(2+Δt )2+10-12×4-10Δt=12Δt +2,所以当Δt 无限趋近于0时,12Δt +2无限趋近于2,即物体在t =2s 时的瞬时加速度为2m/s 2.8.答案 6;6解析 当t =1时,Δs =3(1+Δt )2+2-3×12-2=3(Δt )2+6Δt , ∴Δt Δt=3Δt +6,∴limΔt →0ΔtΔt=6,即当t =1时的瞬时速度为6.当t =4时,Δs =29+3(4+Δt -3)2-29-3(4-3)2=3(Δt )2+6Δt , ∴ΔtΔt =3Δt +6,∴limΔt →0ΔtΔt=6,即当t =4时的瞬时速度为6.9.解析 (1)h (0)表示航天飞机发射前的高度;h (1)表示航天飞机升空后第1s 时的高度; h (2)表示航天飞机升空后第2s 时的高度.(2)航天飞机升空后第2s 内的平均速度为t (2)-t (1)2-1=5×23+30×22+45×2+4-(5×13+30×12+45×1+4)1=170(m/s).(3)第2s 末的瞬时速度为limΔt →0ΔtΔt =limΔt →0t (2+Δt )-t (2)Δt=lim Δt →05(2+Δt )3+30(2+Δt )2+45(2+Δt )+4-(5×23+30×22+45×2+4)Δt=limΔt →05(Δt )3+60(Δt )2+225ΔtΔt=225(m/s).因此第2s 末的瞬时速度为225m/s . 10.A 由导数的定义知A 正确.11.A 由于v (t )表示t 时刻的速度,因此v'(t 0)表示当t =t 0时汽车的加速度,故选A. 12.答案 2解析 由题意得,Δy =f (1+Δx )-f (1)=a (1+Δx )+4-a -4=a Δx ,∴lim Δt →0ΔtΔt=a ,∴f'(1)=a =2. 13.答案 0解析 Δy =√(0+Δt )2+1-√0+1 =2√(Δt )2+1+1=2√(Δt )2+1+1,∴ΔtΔt =√(Δt )2+1+1,∴当Δx →0时,√(Δt )2+1+1→0,即limΔt √(Δt )2+1+1=0,∴f (x )在x =0处的导数为0,即f'(0)=0.14.D f'(x 0)的几何意义是函数y =f (x )的图象在点(x 0,f (x 0))处的切线的斜率.15.A 由题意可知,f'(a ),f'(b ),f'(c )分别是函数f (x )在x =a 、x =b 和x =c 处切线的斜率,则有f'(a )<0<f'(b )<f'(c ),故选A. 16.答案 5解析 由导数的几何意义可得,f'(1)=1,又M (1,f (1))在切线上,所以f (1)=1+3=4,则f (1)+f'(1)=4+1=5.17.D 由题意得,f'(1)=lim Δt →0ΔtΔt=limΔt →0(1+Δt )-(1+Δt )2-1+1Δt=lim Δt →0(-Δx -1)=-1,所以曲线y =f (x )=x -x 2在点(1,0)处的切线方程为y =-1×(x -1),即x +y -1=0,故选D. 18.B 由题意得,f'(1)=limΔt →0ΔtΔt=lim Δt →0(1+Δt )2+t (1+Δt )+t -1-t -tΔt=limΔt →0(Δt )2+2Δt +t ΔtΔt=2+a.∵曲线y =f (x )=x 2+ax +b 在点(1,1)处的切线方程为3x -y -2=0, ∴2+a =3,解得a =1.又∵点(1,1)在曲线y =f (x )=x 2+ax +b 上, ∴1+a +b =1,解得b =-1, ∴a =1,b =-1.故选B. 19.答案 2x -y -1=0 解析设切点坐标为(x 0,y 0),y =f (x )=x 2,则由题意可得,切线斜率f'(x 0)=limΔt →0t (t 0+Δt )-t (t 0)Δt =2x 0=2,所以x 0=1,则y 0=1,所以切点坐标为(1,1),故所求的直线方程为y -1=2(x -1),即2x -y -1=0. 20.答案 27x -4y -23=0和y =1 解析 Δt Δt=(t +Δt )3+1-t 3-1Δt=3t (Δt )2+3t 2Δt +(Δt )3Δt=3x Δx +3x 2+(Δx )2, 则limΔt →0ΔtΔt=3x 2,因此y'=3x 2. 设过点M (1,1)的直线与曲线y =x 3+1相切于点P (x 0,t 03+1),根据导数的几何意义知曲线在点P 处的切线的斜率k =3t 02①,过点M 和点P 的切线的斜率k =t 03+1-1t 0-1②,由①-②得3t 02=t 03t 0-1,解得x 0=0或x 0=32,所以k =0或k =274,因此过点M (1,1)且与曲线y =x 3+1相切的直线有两条,方程分别为y -1=274(x -1)和y =1,即27x -4y -23=0和y =1. 易错警示要注意“在某点处的切线”和“过某点的切线”的差别,在某点处的切线中该点为切点,过某点的切线中该点可能是切点,也可能不是切点.能力提升练1.C t =t (3)-t (1)3-1=12t ×(32-12)2=2g ,因为Δt Δt =t (2+Δt )-t (2)Δt=12t (2+Δt )2-2t Δt=2g +12g Δt ,所以当Δt 无限趋近于0时,2g +12g Δt 无限趋近于2g ,所以v 2=2g ,即t =v 2.故选C. 2.答案 A信息提取 ①物体下滑位移s 与时间t 之间的关系式为s =3t 3;②求t =1时,该物体的瞬时加速度.数学建模 本题以物理中的瞬时加速度为背景构建函数模型,将物理中的瞬时加速度转化为数学中的瞬时变化率来求解.求解时可先由位移函数求得瞬时速度,再由瞬时速度求得瞬时加速度. 解析ΔtΔt =t (t +Δt )-t (t )Δt =3(t +Δt )3-3t 3Δt =9t 2+9t Δt +3(Δt )2,当Δt 无限趋近于0时,9t 2+9t Δt +3(Δt )2无限趋近于9t 2,即该物体的瞬时速度v 与时间t 的关系为v (t )=9t 2.Δt Δt=t (1+Δt )-t (1)Δt=9(1+Δt )2-9Δt=9Δt +18,当Δt 无限趋近于0时,9Δt +18无限趋近于18,所以当t =1时,该物体的瞬时加速度为18.故选A. 3.A 因为Δx →0,所以(-Δx )→0,所以lim Δt →0t (1-Δt )-t (1)-Δt =lim -Δt →0t (1-Δt )-t (1)-Δt =f'(1).故选A. 4.答案 -12解析 当h 无限趋近于0时,t (t 0+t )-t (t 0-3t )t =4×t (t 0+t )-t (t 0-3t )4t,因为f'(x 0)=-3, 所以lim t →0t (t 0+t )-t (t 0-3t )4t =-3, 所以lim t →0t (t 0+t )-t (t 0-3t )t =4×limt →0t (t 0+t )-t (t 0-3t )4t =-3×4=-12. 5.解析 f'(10)=1.5表示服药后10min 时,血液中药物的质量浓度上升的速度为1.5μg/(mL·min),也就是说,如果保持这一速度,那么每经过1min,血液中药物的质量浓度将上升1.5μg/mL .f'(100)=-0.6表示服药后100min 时,血液中药物的质量浓度下降的速度为0.6μg/(mL·min),也就是说,如果保持这一速度,那么每经过1min,血液中药物的质量浓度将下降0.6μg/mL.6.B 由题图可知,f (x )在x =2处的切线斜率大于在x =3处的切线斜率,且斜率为正, ∴0<f'(3)<f'(2), ∵f (3)-f (2)=t (3)-t (2)3-2,∴f (3)-f (2)可看作过(2,f (2))和(3,f (3))的割线的斜率,由题图可知f'(3)<f (3)-f (2)<f'(2),即0<f'(3)<f(3)-f(2)<f'(2).故选B.7.ABC设y=-t(t)-t(t)t-t,由已知条件可得甲、乙两个企业在[t1,t2]这段时间内污水治理能力强弱的数值计算式为-t(t2)-t(t1)t2-t1,由题图易知y甲>y乙,因此甲企业的污水治理能力比乙企业强,A正确;由题意知在某一时刻企业污水治理能力的强弱由这一时刻的切线的斜率的绝对值表示,B正确;在t3时刻,由题图可知甲、乙两企业的污水排放量都在污水达标排放量以下,C正确;由计算式-t(t)-t(t)t-t可知,甲企业在[0,t1]这段时间内污水治理能力最弱,D错误.8.AD由题中图象可知,导函数f'(x)的图象在x轴下方,即f'(x)<0,且其绝对值越来越小,因此过函数f(x)图象上任一点的切线的斜率为负,并且从左到右切线的倾斜角是越来越大的钝角,由此可得f(x)的大致图象如图所示.A选项表示x1-x2与f(x1)-f(x2)异号,即f(x)图象的割线斜率t(t1)-t(t2)t1-t2为负,故A正确;B选项表示x1-x2与f(x1)-f(x2)同号,即f(x)图象的割线斜率t(t1)-t(t2)t1-t2为正,故B不正确;f(t1+t22)表示t1+t22对应的函数值,即图中点B的纵坐标,t(t1)+t(t2)2表示当x=x1和x=x2时所对应的函数值的平均值,即图中点A的纵坐标,显然有f(t1+t22)<t(t1)+t(t2)2,故C不正确,D正确.故选AD.9.答案4x-y-2=0解析∵f(x)是奇函数,∴f(-x)=-f(x),即(-x)3+(a-1)(-x)2+a(-x)=-x3-(a-1)x2-ax,即a=1,∴f(x)=x3+x,∴f'(1)=limΔt→0t(1+Δt)-t(1)Δt=lim Δt→0(1+Δt)3+(1+Δt)-2Δt=limΔt→0[(Δx)2+3Δx+4]=4,f(1)=2,∴曲线y =f (x )在x =1处的切线方程为y -2=4(x -1),即4x -y -2=0. 10.答案 {4} 解析 f'(1)=limΔt →0t (1+Δt )-t (1)Δt=limΔt →0t (1+Δt )2+t (1+Δt )+14-t -t -14Δt=lim Δt →0(2a +b +a Δx )=2a +b.因为曲线f (x )=ax 2+bx +14与直线y =x 相切于点A (1,1),所以{t +t +14=1,2t +t =1,解得{t =14,t =12,所以f (x )=(t +12)2,由f (x -t )≤x (1≤x ≤9)得(t -t +12)2≤x (1≤x ≤9),解得(√t -1)2≤t ≤(√t +1)2(1≤x ≤9),由此可得(√t -1)max 2=4≤t ≤(√t +1)min 2=4(1≤x ≤9), 所以所有满足条件的实数t 组成的集合为{4}.11.解析 由{t =t 2,t =1t ,得{t =1,t =1,故两条曲线的交点坐标为(1,1).两条曲线切线的斜率分别为f'(1)=limΔt →0t (Δt +1)-t (1)Δt =limΔt →0(Δt +1)2-12Δt=lim Δt →0(Δx +2)=2,g'(1)=lim Δt →0t (Δt +1)-t (1)Δt =lim Δt →01Δt +1-11Δt=lim Δt →0(-1Δt +1)=-1.所以两条切线的方程分别为y -1=2(x -1),y -1=-(x -1),即y =2x -1与y =-x +2,两条切线与x 轴的交点坐标分别为(12,0),(2,0),所以两切线与x 轴围成的三角形的面积为12×1×|2-12|=34.。
瞬时变化率
瞬时变化率—导数教学目标：(1)理解并掌握曲线在某一点处的切线的概念(2)会运用瞬时速度的定义求物体在某一时刻的瞬时速度和瞬时加速度(3)理解导数概念 实际背景，培养学生解决实际问题的能力，进一步掌握在一点处 的导数的定义及其几何意义，培养学生转化问题的能力及数形结合思想一、复习引入1、什么叫做平均变化率；2、曲线上两点的连线（割线）的斜率与函数f(x)在区间[x A ，x B ]上的平均变化率3、如何精确地刻画曲线上某一点处的变化趋势呢？下面我们来看一个动画。
从这个动画可以看出，随着点P 沿曲线向点Q 运动，随着点P 无限逼近点Q 时，则割线的斜率就会无限逼近曲线在点Q 处的切线的斜率。
所以我们可以用Q 点处的切线的斜率来刻画曲线在点Q 处的变化趋势二、新课讲解1、曲线上一点处的切线斜率不妨设P(x 1，f(x 1))，Q(x 0，f(x 0))，则割线PQ 的斜率为0101)()(x x x f x f k PQ --=， 设x 1－x 0=△x ，则x 1 =△x ＋x 0， ∴xx f x x f k PQ ∆-∆+=)()(00 当点P 沿着曲线向点Q 无限靠近时，割线PQ 的斜率就会无限逼近点Q 处切线斜率，即当△x 无限趋近于0时，xx f x x f k PQ ∆-∆+=)()(00无限趋近点Q 处切线斜率。
2、曲线上任一点(x 0，f(x 0))切线斜率的求法：(2) 位移的平均变化率：tt s t t s ∆-∆+)()(00 (3)瞬时速度：当无限趋近于0 时，tt s t t s ∆-∆+)()(00无限趋近于一个常数，这个常数称为t=t 0时的瞬时速度求瞬时速度的步骤： 1.先求时间改变量t ∆和位置改变量)()(00t s t t s s -∆+=∆2.再求平均速度ts v ∆∆=3.后求瞬时速度：当t ∆无限趋近于0，ts ∆∆无限趋近于常数v 为瞬时速度 (4)速度的平均变化率：tt v t t v ∆-∆+)()(00 (5)瞬时加速度：当t ∆无限趋近于0 时，t t v t t v ∆-∆+)()(00无限趋近于一个常数，这个常数称为t=t 0时的瞬时加速度注：瞬时加速度是速度对于时间的瞬时变化率三、数学应用例1、已知f(x)=x 2，求曲线在x=2处的切线的斜率。
高中数学第三章导数及其应用3.1导数的概念3.1.2瞬时变化率—导数学案苏教版选修1-1(2021
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3.1。
2 瞬时变化率—导数学习目标：1。
理解导数的概念和定义及导数的几何意义．(重点） 2.理解运动在某时刻的瞬时变化率(瞬时速度）．（难点)[自主预习·探新知］1．曲线上一点处的切线设曲线C上的一点P，Q是曲线C上的另一点，则直线PQ称为曲线C的割线；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称为曲线在点P处的切线．2．瞬时速度运动物体的位移S(t）对于时间t的导数，即v（t）＝S′（t）．3．瞬时加速度运动物体的速度v（t）对于时间t的导数,即a(t)＝v′（t)．4．导数设函数y＝f(x）在区间(a，b)上有定义,x0∈(a，b），当Δx无限趋近于0时，比值错误!＝错误!无限趋近于一个常数A，则称f(x)在点x＝x0处可导，并称常数A为函数f（x）在点x＝x处的导数,记作f′（x0）．5．导函数若函数y＝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）．6．函数y＝f(x）在点x＝x0处的导数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．[基础自测］1．判断正误：(1)函数y＝f（x）在x＝x0处的导数值与Δx值的正、负无关．（)(2）在导数的定义中，Δx，Δy都不可能为零．( )（3）在导数的定义中，错误!＞0.( ）【解析】(1）√。
导数——平均变化率与瞬时变化率
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．2、通过函数图象直观理解导数的⼏何意义．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2、⼀般地,函数f（x）在区间[x1，x2]上的平均变化率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、曲线的切线如图，设曲线c是函数的图象，点是曲线 c 上⼀点作割线PQ，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 处的切线割线PQ的斜率为，即当时，⽆限趋近于点P的斜率．2、瞬时速度与瞬时加速度1）瞬时速度定义：运动物体经过某⼀时刻（某⼀位置）的速度，叫做瞬时速度.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AA1，求出物体在这段位移上的平均速度，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t0，t0+Δt，现在问从t0到t0+Δt这段时间内，物体的位移、平均速度各是：位移为Δs＝s（t0+Δt）－s（t0）（Δt称时间增量）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t0到t0+Δt，这段时间是Δt. 时间Δt⾜够短，就是Δt⽆限趋近于0．当Δt→0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在t＝ t0的瞬时速度同样，计算运动物体速度的平均变化率，当Δt→0时，平均速度⽆限趋近于⼀个常数，那么这个常数为在t＝ t0时的瞬时加速度．3、导数3、导数设函数在（a,b）上有定义，．若⽆限趋近于0时，⽐值⽆限趋近于⼀个常数A，则称f（x）在x＝处可导，并称该常数A为函数在处的导数，记作．⼏何意义是曲线上点（）处的切线的斜率．导函数（导数）：如果函数在开区间内的每点处都有导数，此时对于每⼀个，都对应着⼀个确定的导数，从⽽构成了⼀个新的函数，称这个函数为函数在开区间内的导函数，简称导数，也可记作．【典型例题】例1、⽔经过虹吸管从容器甲中流向容器⼄，t s后容器甲中⽔的体积（单位：），计算第⼀个10s内V的平均变化率．解：在区间[0，10]上，体积V的平均变化率为即第⼀个10s内容器甲中⽔的体积的平均变化率为．例2、已知函数，，分别计算在区间[－3，－1]，[0，5]上函数及的平均变化率．解：函数在[－3，－1]上的平均变化率为在[－3,－1]上的平均变化率为函数在[0，5]上的平均变化率为在[0，5]上的平均变化率为例3、已知函数，分别计算函数在区间[1，3]，[1，2]，[1，1.1]，[1，1.001]上的平均变化率．解：函数在区间[1，3]上的平均变化率为函数在[1，2]上的平均变化率为函数在[1，1.1]上的平均变化率为函数在[1，1.001]上的平均变化率为例4、物体⾃由落体的运动⽅程s＝s（t）＝gt2，其中位移单位m，时间单位s，g＝9.8 m/s2. 求t＝3这⼀时段的速度.解：取⼀⼩段时间［3，3+Δt］，位置改变量Δs＝g（3+Δt）2－g·32＝（6+Δt）Δt，平均速度g（6+Δt）当Δt⽆限趋于0时，⽆限趋于3g＝29.4 m/s．例5、已知质点M按规律s＝2t2+3做直线运动（位移单位：cm，时间单位：s），（1）当t＝2，Δt＝0.01时，求.（1）当t＝2，Δt＝0.01时，求.（2）当t＝2，Δt＝0.001时，求.（3）求质点M在t＝2时的瞬时速度.分析：Δs即位移的改变量，Δt即时间的改变量，即平均速度，当Δt越⼩，求出的越接近某时刻的速度.解：∵＝4t+2Δt∴（1）当t＝2，Δt＝0.01时，＝4×2+2×0.01＝8.02 cm/s．（2）当t＝2，Δt＝0.001时，＝4×2+2×0.001＝8.002 cm/s．（3） Δt0，（4t+2Δt）＝4t＝4×2＝8 cm/s例6、曲线的⽅程为y＝x2+1，那么求此曲线在点P（1，2）处的切线的斜率，以及切线的⽅程．解：设Q（1+，2+），则割线PQ的斜率为：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】1、若函数f（x）＝2x2+1，图象上P（1,3）及邻近点Q（1+Δx,3+Δy），则＝（）A. 4B. 4ΔxC. 4+2ΔxD. 2Δx2、⼀直线运动的物体，从时间到时，物体的位移为，那么时，为（）A. 从时间到时，物体的平均速度；B. 在时刻时该物体的瞬时速度；C. 当时间为时物体的速度；D. 从时间到时物体的平均速度3、已知曲线y＝2x2上⼀点A（1，2），求（1）点A处的切线的斜率.（2）点A处的切线⽅程.4、求曲线y＝x2+1在点P（－2，5）处的切线⽅程．5、求y＝2x2+4x在点x＝3处的导数．6、⼀球沿⼀斜⾯⾃由滚下，其运动⽅程是s＝s（t）＝t2（位移单位：m，时间单位：s），求⼩球在t＝5时的瞬时速度7、质点M按规律s＝2t2+3做直线运动（位移单位：cm，时间单位：s），求质点M在t＝2时的瞬时速度．【试题答案】1、B2、B3、解：（1）时，k＝∴点A处的切线的斜率为4.（2）点A处的切线⽅程是y－2＝4（x－1）即y＝4x－24、解：时，k＝∴切线⽅程是y－5＝－4（x+2），即y＝－4x－3.5、解：Δy＝2（3+Δx）2+4（3+Δx）－（2×32+4×3）＝2（Δx）2+16Δx，＝2Δx+16∴时，y′|x＝3＝166、解：时，瞬时速度v＝（10+Δt）＝10 m/s.∴瞬时速度v＝2t＝2×5＝10 m/s.7、解：时，瞬时速度v＝＝（8+2Δt）＝8cm/s。
高二数学选修课件第章瞬时变化率导数
在求解一些优化问题时，可以利用微分进行近似计算，如求解最小 值、最大值等问题。
05
高阶导数及其性质探讨
Chapter
高阶导数定义及计算方法
高阶导数定义
高阶导数是指函数导数的导数，即多次求导得到的导数。例如，函数f(x)的一阶导数为f'(x)，二阶导数 为f''(x)，以此类推，n阶导数为f^n(x)。
最值
函数在某一区间内的最大值或最小值称为该函数在该区间内的最值。通过求导并 令导数为零，可以求得函数的驻点，进而判断驻点是否为最值点。
极值
函数在某一点处的极大值或极小值称为该函数在该点的极值。极值是函数局部性 质的一种表现，通过研究函数的极值可以了解函数的整体性质。
04
微分概念及其在近似计算中应 用
06
总结回顾与拓展延伸
Chapter
本章知识点总结回顾
导数的定义与几何意义
导数描述了函数在某一点处的瞬 时变化率，其几何意义是函数图 像在该点处的切线的斜率。
高阶导数
二阶及二阶以上的导数统称为高 阶导数，表示函数的变化率的变 化率。
01 02 03 04
导数的计算法则
包括基本初等函数的导数公式、 导数的四则运算法则、复合函数 的求导法则等。
若f(x) = log_a x（a > 0，a ≠ 1），则 f'(x) = 1 / (x ln a)
常数函数
若f(x) = c（c为常数 ），则f'(x) = 0
幂函数
指数函数
对数函数
三角函数
若f(x) = a^x（a > 0 ，a ≠ 1），则f'(x) = a^x ln a
瞬时速度和导数
9.8t0 6.54.9t
当t趋近0时 于，上式右边 9.8趋 t0近 6.5于 这就是说 t0， ，运 在动 时员 刻 的 9.8t0速 6.5） 度 m/s是 以上分析h表 （ t） 明 t在 0到 ， t0 函 t之数 间的平均
h（t0 t）h（t0） t
2.函 数 f(x)在 x=x0处 的 瞬 时 变 化 率 怎 样 表 示 ?
h一 （t0般 t地 ）h， （t0） 对任t0， 一也 时可 刻以计算出 度瞬 ：时速
t [104.（ 9 t0 t）2 6.（ 5 t0 t）][104.9t02 6.5t0]
t 24.9t0 t 4.（ 9 t）2 6.5t
在x=x0处的函数值，即 f(x0)f(x)|xx0。这也是 求函数在点x0处的导数的方法之一。
课堂小结
课本82 练习B 1,2
义中,自变量的增量Δx的形式是多样的,但不论Δx
选择哪种形式, Δy也必须选择与之相对应的形式.
解 (1 )原 ： l式 im f(x 0 x)f(x 0)lim f(x 0 x)f(x 0)
x 0 ( x)
x 0
x
f'(x 0);
(2)原 式 limf(x0h)f(x0)[f(x0h)f(x0)]
当 t趋近 0时 于 ，趋于 9.8t0常 6.5数
我们把它称t0时 为刻的瞬时速度
一般地 ,函数y f x在xx0处的瞬时变化率是
limf x0 x f x0,我们称它为函数
x0
x
y f x在xx0处的导数
记 f'x 0 作 或 y '|x x 0 即 lx 0 if m x 0 x x fx 0 .
瞬时变化率——导数课件
随着数学与其他学科的交叉融 合，导数的应用将更加深入和 广泛，为解决实际问题提供更 加有效的工具。
THANKS
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隐函数导数计算
总结词
掌握隐函数的求导方法
详细描述
隐函数的导数可以通过对等式两边同 时求导来获得，注意处理复合变量和 函数之间的关系。
高阶导数计算
总结词
理解高阶导数的概念和计算方法
详细描述
高阶导数表示导数在研究函数的极值、拐点等问题中有重 要应用。
导数的几何意义
总结词
导数的几何意义是切线的斜率。
详细描述
在二维平面坐标系中，函数图像上某一点的切线斜率即为该点的导数值。导数可 以用来判断函数在该点的增减性以及变化趋势。
导数与瞬时速度的关系
总结词
导数与瞬时速度之间存在密切联系。
详细描述
在物理和工程领域中，瞬时速度的概念常常用到。瞬时速度可以理解为物体在某一时刻的运动速度，这个速度是 通过物体在该点的加速度与时间的变化率来计算的，而加速度的变化率即为该点的导数。因此，导数可以用来描 述瞬时速度的变化趋势。
要点二
详细描述
在实际问题中，经常需要解决一些优化问题，如最大利润 、最小成本等。通过建立数学模型，将实际问题转化为数 学问题，并利用导数研究函数的性质，可以找到最优解， 为实际问题的解决提供有效的途径。
04
导数的物理意义与经济学意义
导数在物理中的应用
速度与加速度
导数可以用来描述物体运动的速度和 加速度，例如自由落体运动中，物体 的速度和加速度可以通过对高度关于 时间的函数求导得到。
导数在其他领域的应用
工程学
在工程学中，导数可以用来描述机械运动的 规律，例如在机械振动中，物体的振动频率 和振幅可以通过对位移关于时间的函数求导 得到。
02_瞬时变化率——导数
一、瞬时速度
设物体运动所经过的路程为 s=s(t). 以 t0 为起始时刻，物体在 t 时 间内的平均速度为
(tt00 t) (t f( t) f (ft 0 )0 ) s s f v v 。。 tt tt
当t0时， v 常数 这个常数就是物体在t0时刻 的瞬时速度.
三、导函数
1．如果 f(x)在开区间(a，b)内每一点 x 都是可导的，则称 f(x)在区间(a，b)可导．这样，对开区间(a，b)内每个值 x，都 对应一个确定的导数 f′(x)．于是，在区间(a，b)内，f′(x)构 成一个新的函数，这个函数称为 y＝f(x)的导函数，记为 f′(x) 或 y′(或 y′x)．导函数通常简称为导数．
实例:
小明去蹦极,假设小明下降的运动 1 2 符合方程 s gt ,请同学们计算 2 小明从3秒到5秒间的平均速度。
如何计算出在第3秒时的速度,即t=3时 的瞬时速度呢?
1 2 s gt (s表示位移,t表示时间) 2
解 : 先计算t 3到t 3 t时间内 的平均速度 , 1 1 2 2 g (3 t ) g 3 s 2 1 2 v g (6 t ) t (3 t ) 3 2 当t无限趋近于0时, v无限趋近于常数3g , 此即t 3秒时的瞬时时 速
重要结论:
平均变化率
x 0
瞬时变化率
二、瞬时变化率与导数
设函数 y＝f(x)在 x0 附近有定义，当自变量在 x＝x0 附近的 改变量为 Δx 时，函数值相应地改变 Δy＝f(x0＋Δx)－f(x0)． Δy fx0＋Δx－fx0 如果当 Δx 趋近于 0 时， 平均变化率 ＝ 趋 Δx Δx 近于一个常数 l， 那么常数 l 称为函数 f(x)在点 x0 处的瞬时变化 率．记作： fx0＋Δx－fx0 当 Δx→0 时， →l.上述过程通常也记作 Δx
高中数学第一章1.1导数的概念1.1.2瞬时变化率导数教学案苏教版选修
1．1.2 瞬时变化率——导数曲线上一点处的切线如图P n 的坐标为(x n ，f (x n ))(n ＝1,2,3,4…)，P 的坐标为(x 0，y 0)．问题1：当点P n →点P 时，试想割线PP n 如何变化？ 提示：当点P n 趋近于点P 时，割线PP n 趋近于确定的位置． 问题2：割线PP n 斜率是什么？ 提示：割线PP n 的斜率是k n ＝f x n －f x 0x n －x 0.问题3：割线PP n 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P n 无限趋近于点P 时，k n 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 ＝8－3t 2，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？提示：该质点在[1,1＋Δt ]这段时间内的平均速度为8－31＋Δt 2－8＋3×12Δt＝－6－3Δt .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S t 0＋Δt －S t 0Δt无限趋近于一个常数，那么这个常数称为物体在t ＝t 0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v t 0＋Δt －v t 0Δt无限趋近于一个常数，那么这个常数称为物体在t ＝t 0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．导数设函数y ＝f (x )在区间(a ，b )上有定义，x 0∈(a ，b )，若Δx 无限趋近于0时，比值Δy Δx＝f x 0＋Δx －f x 0Δx无限趋近于一个常数A ，则称f (x )在x ＝x 0处可导，并称该常数A 为函数f (x )在x ＝x 0处的导数，记作f ′(x 0)．2．导数的几何意义导数f ′(x 0)的几何意义是曲线y ＝f (x )在点P (x 0，f (x 0))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 ＝x 0处的导数f ′(x 0)就是导函数f ′(x )在x ＝x 0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x 0处的导数f ′(x 0)就是导函数f ′(x )在x ＝x 0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]求曲线上某一点处的切线[例1] 已知曲线y ＝x ＋1x 上的一点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2，52，用切线斜率定义求：(1)点A 处的切线的斜率； (2)点A 处的切线方程． [思路点拨] 先计算f 2＋Δx －f 2Δx，再求其在Δx 趋近于0时无限逼近的值．[精解详析] (1)∵Δy ＝f (2＋Δx )－f (2)＝2＋Δx ＋12＋Δx －⎝ ⎛⎭⎪⎫2＋12＝－Δx 22＋Δx ＋Δx ，∴Δy Δx ＝－Δx 2Δx 2＋Δx ＋Δx Δx ＝－122＋Δx ＋1. 当Δx 无限趋近于零时，Δy Δx 无限趋近于34，即点A 处的切线的斜率是34.(2)切线方程为y －52＝34(x －2)，即3x －4y ＋4＝0.[一点通] 根据曲线上一点处的切线的定义，要求曲线过某点的切线方程，只需求出切线的斜率，即在该点处，Δx 无限趋近于0时，ΔyΔx无限趋近的常数．1．曲线y ＝－12x 2－2在点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1，－52处的切线的斜率为________．解析：设P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1，－52，Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋Δx ，－121＋Δx2－2，则割线PQ 的斜率为k PQ ＝－121＋Δx 2－2＋52Δx＝－12Δx －1.当Δx 无限趋近于0时，k PQ 无限趋近于－1，所以曲线y ＝－12x 2－2在点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1，－52处的切线的斜率为－1.答案：－12．已知曲线y ＝2x 2＋4x 在点P 处的切线的斜率为16，则P 点坐标为________．解析：设P 点坐标为(x 0，y 0)，则f x 0＋Δx －f x 0x 0＋Δx －x 0＝2Δx2＋4x 0Δx ＋4ΔxΔx＝4x 0＋4＋2Δx .当Δx 无限趋近于0时，4x 0＋4＋2Δx 无限趋近于4x 0＋4， 因此4x 0＋4＝16，即x 0＝3， 所以y 0＝2×32＋4×3＝18＋12＝30. 即P 点坐标为(3,30)． 答案：(3,30)3．已知曲线y ＝3x 2－x ，求曲线上一点A (1,2)处的切线的斜率及切线方程． 解：设A (1,2)，B (1＋Δx,3(1＋Δx )2－(1＋Δx ))， 则k AB ＝31＋Δx2－1＋Δx －3×12－1Δx＝5＋3Δx ，当Δx 无限趋近于0时，5＋3Δx 无限趋近于5，所以曲线y ＝3x 2－x 在点A (1,2)处的切线斜率是5.切线方程为y －2＝5(x －1)，即5x －y －3＝0.瞬时速度[例2] 一质点按规律S (t )＝at 2＋1做直线运动(位移单位：m ，时间单位：s)，若该质点在t ＝2 s 时的瞬时速度为8 m/s ，求常数a 的值．[思路点拨] 先求出质点在t ＝2s 时的平均速度，再根据瞬时速度的概念列方程求解． [精解详析] 因为ΔS ＝S (2＋Δt )－S (2)＝a (2＋Δt )2＋1－a ·22－1＝4a Δt ＋a (Δt )2，所以ΔSΔt ＝4a ＋a Δt .当Δt 无限趋近于0时，ΔSΔt 无限趋近于4a .所以t ＝2 s 时的瞬时速度为4a m/s. 故4a ＝8，即a ＝2.[一点通] 要计算物体的瞬时速度，只要给时间一个改变量Δt ，求出相应的位移的改变量ΔS ，再求出平均速度v ＝ΔS Δt ，最后计算当Δt 无限趋近于0时，ΔSΔt无限趋近常数，就是该物体在该时刻的瞬时速度．4．一做直线运动的物体，其位移S 与时间t 的关系是S ＝3t －t 2，则此物体在t ＝2时的瞬时速度为________．解析：由于ΔS ＝3(2＋Δt )－(2＋Δt )2－(3×2－22)＝3Δt －4Δt －(Δt )2＝－Δt －(Δt )2， 所以ΔS Δt ＝－Δt －Δt 2Δt＝－1－Δt .当Δt 无限趋近于0时，ΔSΔt 无限趋近于常数－1.故物体在t ＝2时的瞬时速度为－1. 答案：－15．如果一个物体的运动方程S (t )＝⎩⎨⎧t 2＋2，0≤t <3，29＋3t －32，t ≥3，试求该物体在t ＝1和t ＝4时的瞬时速度．解：当t ＝1时，S (t )＝t 2＋2， 则ΔS Δt ＝S 1＋Δt －S 1Δt＝1＋Δt 2＋2－3Δt＝2＋Δt ，当Δt 无限趋近于0时，2＋Δt 无限趋近于2， 所以v (1)＝2； ∵t ＝4∈[3，＋∞)，∴S (t )＝29＋3(t －3)2＝3t 2－18t ＋56， ∴ΔS Δt＝34＋Δt 2－184＋Δt ＋56－3×42＋18×4－56Δt＝3Δt 2＋6·Δt Δt＝3·Δt ＋6，∴当Δt 无限趋近于0时，3·Δt ＋6→6，即ΔSΔt →6，所以v (4)＝6.导数及其应用[例3] 已知f (x )＝x 2－3. (1)求f (x )在x ＝2处的导数； (2)求f (x )在x ＝a 处的导数．[思路点拨] 根据导数的定义进行求解．深刻理解概念是正确解题的关键． [精解详析] (1)因为Δy Δx ＝f 2＋Δx －f 2Δx＝2＋Δx2－3－22－3Δx＝4＋Δx ，当Δx 无限趋近于0时，4＋Δx 无限趋近于4， 所以f (x )在x ＝2处的导数等于4.(2)因为Δy Δx ＝f a ＋Δx －f aΔx＝a ＋Δx2－3－a 2－3Δx＝2a ＋Δx ，当Δx 无限趋近于0时，2a ＋Δx 无限趋近于2a ， 所以f (x )在x ＝a 处的导数等于2a .[一点通] 由导数的定义知，求一个函数y ＝f (x )在x ＝x 0处的导数的步骤如下： (1)求函数值的改变量Δy ＝f (x 0＋Δx )－f (x 0)； (2)求平均变化率Δy Δx ＝f x 0＋Δx －f x 0Δx ；(3)令Δx 无限趋近于0，求得导数．6．函数y ＝x ＋1x在x ＝1处的导数是________．解析：∵函数y ＝f (x )＝x ＋1x，∴Δy ＝f (1＋Δx )－f (1)＝1＋Δx ＋11＋Δx －1－1＝Δx 21＋Δx ，∴Δy Δx ＝Δx 1＋Δx ，当Δx →0时，ΔyΔx →0， 即y ＝x ＋1x在x ＝1处的导数为0.答案：07．设f (x )＝ax ＋4，若f ′(1)＝2，则a ＝________. 解析：∵f 1＋Δx －f 1Δx ＝a 1＋Δx ＋4－a －4Δx＝a ，∴f ′(1)＝a ，即a ＝2. 答案：28．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，如果第x h 时，原油的温度(单位：℃)为f (x )＝x 2－7x ＋15(0≤x ≤8)．求函数y ＝f (x )在x ＝6处的导数f ′(6)，并解释它的实际意义．解：当x 从6变到6＋Δx 时，函数值从f (6)变到f (6＋Δx )，函数值y 关于x 的平均变化率为：f 6＋Δx －f 6Δx＝6＋Δx2－76＋Δx ＋15－62－7×6＋15Δx＝5Δx ＋Δx 2Δx＝5＋Δx .当x →6时，即Δx →0，平均变化率趋近于5，所以f ′(6)＝5，导数f ′(6)＝5表示当x ＝6 h 时原油温度的瞬时变化率即原油温度的瞬时变化速度．也就是说，如果保持6 h 时温度的变化速度，每经过1 h 时间，原油温度将升高5℃.1．利用导数的几何意义求过某点的切线方程(1)若已知点(x 0，y 0)在已知曲线上，则先求出函数y ＝f (x )在点x 0处的导数，然后根据直线的点斜式方程，得切线方程y －y 0＝f ′(x 0)(x －x 0)．(2)若题中所给的点(x 0，y 0)不在曲线上，首先应设出切点坐标，然后根据导数的几何意义列出等式，求出切点坐标，进而求出切线方程．2．f ′(x 0)与f ′(x )的异同区别 联系f ′(x 0) f ′(x 0)是具体的值，是数值在x ＝x 0处的导数f ′(x 0)是导函数f ′(x )在x ＝x 0处的函数值，因此求函数在某一点处的导数，一般先求导函数，再计算导函数在这点的函数值f ′(x )f ′(x )是f (x )在某区间I 上每一点都存在导数而定义的一个新函数，是函数[对应课时跟踪训练(二)]一、填空题1．一质点运动的方程为S ＝5－3t 2，若该质点在时间段[1,1＋Δt ]内相应的平均速度为－3Δt －6，则该质点在t ＝1时的瞬时速度为________．解析：∵当Δt 无限趋近于0时，－3Δt －6无限趋近于常数－6，∴该质点在t ＝1时的瞬时速度为－6.答案：－62．函数f (x )＝1－3x 在x ＝2处的导数为________． 解析：Δy ＝f (2＋Δx )－f (2)＝－3Δx ，ΔyΔx ＝－3，则Δx 趋于0时，ΔyΔx ＝－ 3.故f (x )在x ＝2处的导数为－3. 答案：－33．已知函数y ＝f (x )的图象在点M (1，f (1))处的切线方程是y ＝12x ＋2，则f (1)＋f ′(1)＝________.解析：由题意知f ′(1)＝12，f (1)＝12＋2＝52，所以f (1)＋f ′(1)＝52＋12＝3.答案：34．曲线f (x )＝12x 2－2在点⎝⎛⎭⎪⎫1，－32处的切线的倾斜角为________．解析：∵f 1＋Δx －f 1Δx＝121＋Δx 2－2－⎝ ⎛⎭⎪⎫12－2Δx＝12Δx 2＋ΔxΔx＝12Δx ＋1. ∴当Δx 无限趋近于0时，f 1＋Δx －f 1Δx无限趋近于常数1，即切线的斜率为1.∴切线的倾斜角为π4.答案：π45．已知曲线y ＝2ax 2＋1过点P (a ，3)，则该曲线在P 点处的切线方程为________． 解析：∵y ＝2ax 2＋1过点P (a ，3)， ∴3＝2a 2＋1，即a 2＝1.又∵a ≥0，∴a ＝1，即y ＝2x 2＋1. ∴P (1,3)．又Δy Δx ＝f 1＋Δx －f 1Δx＝21＋Δx 2＋1－2×12－1Δx＝4＋2Δx .∴当Δx 无限趋近于0时，ΔyΔx 无限趋近于常数4，∴f ′(1)＝4，即切线的斜率为4.由点斜式可得切线方程为y －3＝4(x －1)， 即4x －y －1＝0. 答案：4x －y －1＝0 二、 解答题6．已知质点运动方程是S (t )＝12gt 2＋2t －1(g 是重力加速度，常量)，求质点在t ＝4 s 时的瞬时速度(其中s 的单位是m ，t 的单位是s)．解：ΔS Δt ＝S 4＋Δt －S 4Δt＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤12g 4＋Δt 2＋24＋Δt －1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12g ·42＋2×4－1Δt＝12g Δt 2＋4g ·Δt ＋2·Δt Δt＝12g Δt ＋4g ＋2.∵当Δt →0时，ΔS Δt→4g ＋2， ∴S ′(4)＝4g ＋2，即v (4)＝4g ＋2，所以，质点在t ＝4 s 时的瞬时速度为(4g ＋2) m/s.7．求过点P (－1,2)且与曲线y ＝3x 2－4x ＋2在点M (1,1)处的切线平行的直线方程．解：∵31＋Δx 2－41＋Δx ＋2－3×12－4×1＋2Δx ＝2Δx ＋3Δx 2Δx ＝2＋3·Δx ，∴当Δx →0时，2＋3·Δx →2，∴f ′(1)＝2， 所以直线的斜率为2，所以直线方程为y －2＝2(x ＋1)，即2x －y ＋4＝0. 8．已知直线l ：y ＝4x ＋a 和曲线C ：y ＝x 3－2x 2＋3相切．求a 的值及切点的坐标． 解：设直线l 与曲线C 相切于点P (x 0，y 0)，∵Δy Δx ＝x 0＋Δx 3－2x 0＋Δx 2＋3－x 30－2x 20＋3Δx＝(Δx )2＋(3x 0－2)Δx ＋3x 20－4x 0.∴当Δx →0时，Δy Δx→3x 20－4x 0， 即f ′(x 0)＝3x 20－4x 0，由导数的几何意义，得3x 20－4x 0＝4，解得x 0＝－23或x 0＝2. ∴切点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫－23，4927或(2,3)， 当切点为⎝ ⎛⎭⎪⎫－23，4927时， 有4927＝4×⎝ ⎛⎭⎪⎫－23＋a ，∴a ＝12127， 当切点为(2,3)时，有3＝4×2＋a ，∴a ＝－5，当a ＝12127时，切点为⎝ ⎛⎭⎪⎫－23，4927； a ＝－5时，切点为(2,3)．。
3.1.2瞬时变化率——导数(一) 作业1 2017-2018学年高中数学选修1-1苏教版
3.1.2 瞬时变化率——导数（一）5分钟训练（预习类训练，可用于课前）1.已知f(x)=-x 2+10,则f(x)在x=23处的瞬时变化率是( ) A.3 B.-3 C.2 D.-2答案：B 解析：x y ∆∆=xx ∆+---+∆+-]10)23([10)23(22=-3-Δx. 当Δx 无限趋近于0时，xy ∆∆无限趋近于-3，选B. 2.曲线f(x)=x 3+1上对应于x=1处的切线的斜率为( )A.1B.-1C.3D.-3答案：C 解析：x y ∆∆=xx ∆+-+∆+)11(1)1(33=3+3Δx+Δx 2. 当Δx 无限趋近于0时，xy ∆∆无限趋近于3，选C. 3.求曲线y=x +1在点（1，2）处的切线的斜率.解：设在x=1处有改变量Δx ，则对应的函数的改变量为 Δy=1+221)1(1-∆+=+-∆++x x x . 则当Δx 无限趋近于0时，x y ∆∆=)22()22)(22(22+∆+∙∆+∆+-∆+=∆-∆+x x x x x x 221+∆+=x 无限趋近于42，即曲线y=x +1在（1，2）处的切线的斜率是42. 10分钟训练（强化类训练，可用于课中）1.在导数定义中,自变量的增量Δx （ ）A.Δx ＞0B.Δx ＜0C.Δx=0D.Δx≠0答案：D解析：Δx 表示一个趋向于0的无穷小量,可以大于0,也可以小于0,但不能等于0.2.设函数y=f(x),当自变量x 由x 0改变到x 0+Δx 时,函数的改变量Δy 为（ ）A.f(x 0+Δx)B.f(x 0)+ΔxC.f(x 0)·ΔxD.f(x 0+Δx)-f(x 0) 答案：D解析：Δy 表示变量y 在区间［x 0,x 0+Δx ］上的增量.即Δy=f(x 0+Δx)-f(x 0).3.已知曲线y=2x 3上一点A(1,2),则A 处的切线的斜率为（ ）A.6B.4C.6+Δx+2(Δx)2D.2答案：A解析：求点A 处的切线的斜率即求f(x)在点A(1,2)处的导数.∵x y ∆∆=xx x f x f ∆⨯-∆+=∆-∆+3212)1(2)1()1(=6+6Δx+2(Δx)2, ∴Δx 趋向于0时,xy ∆∆趋向于6,所以f(x)在点A(1,2)处的导数为6,即点A 处切线的斜率为6. 4.已知某质点按规律s=2t 2+2t(米)作直线运动,质点在3秒时的瞬时速度为___________. 答案：14 m/s解析：求质点在3秒时的瞬时速度也就是求t=3时的导数.v=0lim →∆t t s ∆∆=0lim →∆t tt t t f t f ∆⨯+⨯-∆++∆+=∆-∆+)3232()]3(2)3(2[)3()3(22 =0lim →∆t (14+2Δt)=14(m/s). 5.已知y=x 3-2x+1,则y′|x=2=______________.答案：10解析：Δy=(2+Δx)3-2(2+Δx)+1-(23-2×2+1)=(Δx)3+6(Δx)2+10Δx,xy ∆∆=（Δx)2+6Δx+10, ∴y′|x=2=0lim →∆x ［(Δx)2+6Δx+10］=10. 6.如图,曲线y=x 3在x 0=0处的切线是否存在?若存在,求出切线的斜率和切线方程;若不存在,请说明理由.插入图片F03；Z3mm解:Δy=f(0+Δ x)-f(0)=(Δx)3,x y ∆∆=(Δx)2.当Δx 无限趋近于0时,xy ∆∆无限趋近于常数0,这说明割线会无限趋近于一个极限位置,即曲线在x=0处的切线存在,此时切线的斜率为0(x y ∆∆无限趋近于0),又曲线过点(0,0),故切线方程为y=0.30分钟训练（巩固类训练，可用于课后）1.一质点按规律s=2t 3运动,则在t=2时的瞬时速度为( )A.4B.6C.24D.48答案：Ct s ∆∆=tt ∆⨯-∆+3322)2(2=24+12Δt+2Δt 2. 当Δt 无限趋近于0时，ts ∆∆无限趋近于24. 2.一物体的运动方程是s=5t+23t 2,则下述四个结论中正确的个数是( ) ①物体在时间段［0,1］内的平均速度是213m/s;②物体在t=1 s 时的瞬时速度是8 m/s;③物体在时间段［0,1］内经过的位移是8 m;④物体在时间段［0,1］内经过的位移是213m.A.1B.2C.3D.4答案：C只有③错,选C.3.物体运动方程为s=41t 4-3,则t=5时的瞬时速度为( ) A.5 B.25 C.125 D.625答案：C Δs=41（t+Δt ）4-3-（41t 4-3） =41［t 4+4t 3·Δt+6t 2·（Δt ）2+4t·（Δt ）3+（Δt ）4］-3-41t 4+3 =41·［（Δt ）4+4t·（Δt ）3+6t 2·（Δt ）2+4t 3·Δt ］. ∴t s ∆∆=tt t t t t t t ∆∙∆∙+∆∙+∆∙+∆44)(6)(4)(32234 =41［（Δt ）3+4t·（Δt ）2+6t 2·Δt+4t 3］. ∴当Δt 无限趋近于0时， s′=41（0+0+0+4t 3）=t 3. ∴s′|t =5=53=125.∴t=5时的瞬时速度为125.4.曲线f(x)=x 在点(4,2)处的切线的斜率是_______________. 答案:41 解析:x y ∆∆=24124+∆+=∆-∆+x x x .当Δx 无限趋近于0时，x y ∆∆无限趋近于41. 5.如图,A,B 是抛物线y=2-x 2上的两点,则割线AB 的斜率是_____________,当Δx 无限趋于0时,可得抛物线上过点A 的切线的斜率为_______________.插入图片F04;S*2;X*2答案:-2-Δx -2解析:x y ∆∆=xx ∆--∆+-22)12()1(2=-2-Δx. 当Δx 无限趋近于0时，xy ∆∆无限趋近于-2. 6.曲线y=x 3-4x 在点(1,-3)处的切线的倾斜角为_______________.答案:43π解析:Δy=f(1+Δx)-f(1)=(1+Δx)3-4(1+Δx)-(1-4)=(Δx)3+3(Δx ）2-Δx.xy ∆∆=(Δx)2+3Δx -1. 当Δx 无限趋近于0时,xy ∆∆无限趋近于-1,所以曲线y=x 3-4x 在点(1,-3)处的切线的斜率为-1. 因为直线的倾斜角α∈［0，π）， 所以，所求切线的倾斜角α=43π. 7.抛物线y=x 2+bx+c 在点(1,2)处的切线平行于直线bx+y+c=0,求两条平行线间的距离.解:x y ∆∆=xc b c x b x ∆++-+∆++∆+)1()1()1(2 =2+Δx+b.当Δx 无限趋近于0时，xy ∆∆无限趋近于2+b ，即切线的斜率为2+b. ∴⎩⎨⎧=-=⎩⎨⎧++=-=+.2,1,12,2c b c b b b 切线方程为x-y+1=0， 平行直线方程为x-y-2=0，两平行直线间的距离为223. 8.若一物体的运动方程为s=⎪⎩⎪⎨⎧≥-+<≤+).3()3(32),30(1322t t t t 求此物体在t=1和t=4时的瞬时速度.解:当t=1时,s=3t 2+1,Δs=s （1+Δt ）-s （1）=3（1+Δt ）2+1-4=6Δt+3（Δt ）2. ∴t s ∆∆=tt t ∆∆+∆2)(36=6+3Δt. 当Δt 无限趋近于0时，ts ∆∆无限趋近于常数6，即物体在t=1时的瞬时速度为6. 当t=4时,s=2+3(t-3)2.Δs=s(t+Δt)-s(t)=s(4+Δt)-s(4)=2+3(4+Δt -3)2-2-3(4-3)2=3［6Δt+3（Δt ）2］， ∴t s ∆∆=6+3Δt.当Δt 无限趋近于0时,ts ∆∆无限趋近于常数6,即物体在t=4时的瞬时速度为6. 9.已知x 轴是曲线y=x 3+bx+c 的一条切线,试求b 、c 满足的关系式.解：∵y=x 3+bx+c ，∴Δy=（x+Δx ）3+b （x+Δx ）+c-（x 3+bx+c ）=3x 2Δx+3x·（Δx ）2+（Δx ）3+bΔx. ∴xy ∆∆=3x 2+b+3x·Δx+（Δx ）2. ∴当Δx→0时，x y ∆∆→3x 2+b. ∴y′=3x 2+b.由于x 轴是曲线y=x 3+bx+c 的一条切线.设切点(x 0,0),则有⎪⎩⎪⎨⎧=++=+)2(.0)1(,0303020c bx x b x由②得x 0（x 02+b ）=-c ，两边平方得：x 02（x 02+b ）2=c 2，由①得x 02=3b -，将它代入上式得： 3b -（3b -+b ）2=c 2， ∴2743b -=c 2,即27432b c -=. 10.已知自由落体的运动方程为s=21gt 2,求: (1)落体在t 0到t 0+Δt 这段时间内的平均速度;(2)落体在t 0时的瞬时速度;(3)落体在t 0=2秒到t 1=2.1秒这段时间内的平均速度;(4)落体在t=2秒时的瞬时速度.解:平均速度v =ts ∆∆,瞬时速度v=0lim →∆t t s ∆∆. (1)落体在t 0到t 0+Δt 这段时间内（即Δt 时间内）取得的路程增量为Δs=21g （t 0+Δt ）2-21gt 02. 因此,落体在这段时间内的平均速度为:v =t s ∆∆=tt t t g t gt t t g ∆∆+∆=∆-∆+)2(2121)(2102020=21g(2t 0+Δt ）. (2)落体在t 0时的瞬时速度为v=0lim →∆t v =0lim →∆t 21g(2t 0+Δt)=gt 0. (3)落体在t 0=2秒到t 1=2.1秒时,其时间增量Δt=t 1-t 0=0.1(秒),由(1)知平均速度为 v =21g(2×2+0.1)=2.05g≈2.05×9.8=20.09(米/秒). (4)由(2)知落体在t 0=2秒时的瞬时速度为v=g×2≈9.8×2=19.6(米/秒).。
第1章 1.1.2 瞬时变化率——导数
1.1.2 瞬时变化率——导数1．结合实际背景理解函数的瞬时变化率——导数的概念及其几何意义．(重点、难点)2．会求简单函数在某点处的导数及切线方程．(重点)3．理解导数与平均变化率的区别与联系．(易错点)[基础·初探]教材整理1 曲线上一点处的切线阅读教材P8～P9“例1”以上部分，完成下列问题．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，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称为曲线在点P 处的切线．判断正误：(1)直线与曲线相切，则直线与已知曲线只有一个公共点．( )(2)过曲线外一点作已知曲线的切线有且只有一条．( )【答案】 (1)× (2)×教材整理2 瞬时速度与瞬时加速度阅读教材P11～P12，完成下列问题．(1)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．(2)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．1．判断正误：(1)自变量的改变量Δx是一个较小的量，Δx可正可负但不能为零．( )(2)瞬时速度是刻画某物体在某一时间段内速度变化的快慢．( )【答案】 (1)√ (2)×2．如果质点A按规律s＝3t2运动，则在t＝3时的瞬时速度为________．【解析】 ＝＝18＋3 ”t，当Δt→0时，＝18＋3×0＝18.∴质点A在t＝3时的瞬时速度为18.【答案】 18教材整理3 导数阅读教材P13～P14，完成下列问题．1．函数在一点处的导数及其几何意义(1)导数设函数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＝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)在x＝x0处的导数，记作f′(x0)．(2)导数的几何意义导数f′(x0)的几何意义就是曲线y＝f(x)在点P(x0，f(x0))处的切线的斜率．2．导函数若f(x)对于区间(a，b)内任一点都可导，则f(x)在各点的导数也随着自变量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)．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．判断正误：(1)函数y＝f(x)在x＝x0处的导数值与Δx值的正、负无关．( )(2)函数y＝f(x)在x＝x0处的导数f′(x0)的几何意义是曲线y＝f(x)在点x＝x0处切线的斜率．( )(3)若曲线y＝f(x)在点(x0，f(x0))处有切线，则f′(x0)必存在．( )(4)若f′(x0)不存在，则曲线y＝f(x)在点(x0，f(x0))处的切线斜率不存在．( )【解析】 根据导数的几何意义及切线的定义知曲线在(x0，y0)处有导数，则切线一定存在，但反之不一定成立．【答案】 (1)√ (2)√ (3)× (4)√2．已知f(x)＝2x＋5，则f(x)在x＝2处的导数为________．【解析】 ”y＝f(2＋Δx)－f(2)＝2(2＋Δx)＋5－(2×2＋5)＝2 ”x，∴＝2，∴f′(2)＝2.【答案】 23．函数y＝f(x)的图象在点P处的切线方程是y＝－2x＋9，若P点的横坐标为4，则f(4)＋f′(4)＝________.【解析】 由导数的几何意义，f′(4)＝－2.又f(4)＝－2×4＋9＝1.故f(4)＋f′(4)＝1－2＝－1.【答案】 －1[质疑·手记]预习完成后，请将你的疑问记录，并与“小伙伴们”探讨交流：疑问1：_______________________________________________解惑：_______________________________________________疑问2：_______________________________________________解惑：_______________________________________________疑问3：_______________________________________________解惑：_______________________________________________[小组合作型]求瞬时速度、瞬时加速度 (1)以初速度v0(v0>0)垂直上抛的物体，t秒时的高度为s(t)＝v0t－gt2，则物体在t0时刻的瞬时速度为__________．(2)某物体的运动方程为s＝2t3，则物体在第t＝1时的瞬时速度是__________．【精彩点拨】 先求出，再求瞬时速度．【自主解答】 (1)∵”s＝v0(t0＋Δt)－g(t0＋Δt)2－＝v0”t－gt0”t－g( ”t)2，∴＝v0－gt0－g”t，∴当Δt→0时，→v0－gt0，即t0时刻的瞬时速度为v0－gt0.(2)∵当t＝1时，Δs＝2(1＋Δt)3－2×13＝2[1＋( ”t)3＋3 ”t＋3( ”t)2]－2＝2＋2( ”t)3＋6 ”t＋6( ”t)2－2＝2( ”t)3＋6( ”t)2＋6 ”t，∴＝＝2( ”t)2＋6 ”t＋6，∴当Δt→0时，→6，则物体在第t＝1时的瞬时速度是6.【答案】 (1)v0－gt0 (2)6求运动物体瞬时速度的三个步骤：(1)求时间改变量Δt和位移改变量Δs＝s(t0＋Δt)－s(t0)；(2)求平均速度＝；(3)求瞬时速度，当Δt无限趋近于0时，无限趋近于常数v，即为瞬时速度．[再练一题]1．一做直线运动的物体，其位移s与时间t的关系是s＝3t－t2(位移单位：m，时间单位：s)．(1)求此物体的初速度；(2)求此物体在t＝2时的瞬时速度；(3)求t＝0到t＝2时的平均速度.【导学号：01580003】【解】 (1)＝＝＝(3－Δt)，当Δt→0时，3－Δt→3即物体的初速度为3 m/s.(2)＝＝＝＝－Δt－1，当Δt→0时，－Δt－1→－1，即物体在t＝2时的瞬时速度为1 m/s，方向与初速度方向相反．(3)＝＝＝1，即t＝0到t＝2时的平均速度为1 m/s.求函数在某点处的导数 求函数y＝在x＝2处的导数．【精彩点拨】 求Δy→计算→当Δx→0，得导数【自主解答】 令f(x)＝，则Δy＝f(2＋Δx)－f(2)＝－1＝，∴＝，当Δx→0时，→－1，∴函数y＝在x＝2处的导数为－1.由导数的定义，求函数y＝f(x)在点x0处的导数的方法：(1)求函数的增量Δy＝f(x0＋Δx)－f(x0)；(2)求平均变化率＝；(3) ”x→0，得导数f′(x0)．[再练一题]2．求函数f(x)＝x－在x＝1处的导数．【解】 ∵”y＝(1＋Δx)－－＝”x＋1－＝Δx＋，∴＝＝1＋，当Δx→0时，1＋→2∴函数在x＝1处的导数等于2.[探究共研型]导数的几何意义及其应用探究10P(x0，f(x0))处的切线方程是什么？【提示】 根据直线的点斜式方程，得切线方程为y－f(x0)＝f′(x0)·(x－x0)．探究2 曲线在某点处的切线是否与曲线只有一个交点．【提示】 不一定，切线只是一个局部概念，是该点处的割线的极限位置，在其他地方可能还有一个或多个公共点．探究3 函数在某点处的导数与导函数有什么区别和联系．【提示】 区别：函数在某点处的导数是一个定值，导函数是一个函数．联系：函数f(x)在x0处的导数就是导函数f′(x)在x＝x0时的函数值． 已知曲线f(x)＝.(1)求曲线过点A(1,0)的切线方程；(2)求满足斜率为－的曲线的切线方程．【精彩点拨】 (1)点A不在曲线上，设切点坐标，写出切线方程，把A(1,0)代入求出切点坐标，进而求出切线方程．(2)设出切点坐标，由该点斜率为－，求出切点，进而求出切线方程．【自主解答】 (1)＝＝，当Δx→0时，→－.设过点A(1,0)的切线的切点为P，①则f′(x0)＝－，即该切线的斜率为k＝－.因为点A(1,0)，P在切线上，所以＝－，②解得x0＝.故切线的斜率k＝－4.故曲线过点A(1,0)的切线方程为y＝－4(x－1)，即4x＋y－4＝0.(2)设斜率为－的切线的切点为Q，由(1)知，k＝f′(a)＝－＝－，得a＝±.所以切点坐标为或.故满足斜率为－的曲线的切线方程为y－＝－(x－)或y＋＝－(x＋)，即x＋3y－2＝0或x＋3y＋2＝0.1．求曲线过已知点的切线方程的步骤2．若已知切线的斜率，则可根据切点处的导数即为斜率求得切点的坐标，根据点斜式写出切线方程．[再练一题]3．已知抛物线y＝2x2，则抛物线在点(1,2)处的切线方程为________.【导学号：01580004】【解析】 因为＝＝＝4＋2 ”x，当Δx→0时，4＋2 ”x→4，所以f′(1)＝4.所以切线方程为y－2＝4(x－1)，即4x－y－2＝0.【答案】 4x－y－2＝0[构建·体系]1．一个物体的运动方程为s＝1－t＋t2，其中s的单位是：m，t的单位是：s，那么物体在3 s末的瞬时速度是________．【解析】 ∵＝＝5＋Δt，∴”t→0，＝(5＋Δt)→5(m/s)．【答案】 5 m/s2．一质点M按运动方程s(t)＝at2＋1做直线运动(位移单位：m，时间单位：s)．若质点M在t＝2 s时的瞬时速度为8 m/s，则常数a＝________.【解析】 因为Δs＝s(2＋Δt)－s(2)＝a(2＋Δt)2＋1－a·22－1＝4a”t＋a( ”t)2，所以＝4a＋a”t，故当t＝2时，瞬时速度为Δt→0时→4a，所以4a＝8，所以a＝2.【答案】 23．曲线f(x)＝在点(－2，－1)处的切线方程为________．【解析】 ＝＝＝，令Δx→0时，→－.∴切线方程为y＋1＝－(x＋2)，即x＋2y＋4＝0.【答案】 x＋2y＋4＝04．已知f′(1)＝－2，则当Δx→0时，→________.【解析】 ＝2·当Δx→0时，→f′(1)，∴2·→2f′(1)＝2×(－2)＝－4.【答案】 －45．求曲线y＝f(x)＝x2＋1过点P(1,0)的切线方程．【解】 设切点为Q(a，a2＋1)，＝＝2a＋Δx，当Δx→0时，2a＋Δx→2a，所以所求切线的斜率为2a.因此，＝2a，解得a＝1±，所以所求的切线方程为y＝(2＋2)x－(2＋2)或y＝(2－2)x－(2－2)．我还有这些不足：(1)_______________________________________________(2)_______________________________________________我的课下提升方案：(1)_______________________________________________(2)_______________________________________________。
苏教版高中数学选修2-2第一章第一节《瞬时变化率—导数》课件(共40张PPT)
Q 割线 切线
y=f(x) P（x0,f(x0))
f (x0+x) f (x0) Q(x0+△x,f(x0+ △x))
（即 y) △x>0时,点Q位于点P的右侧
x
M
X0＋x x
△x<0时,点Q位于点P的左侧
求曲线y=f (x)上一点P(x0,f(x0))处切线斜率的一般步骤：
1.设曲线上另一点Q(x0+Δx,f(x0 + Δx))
2.1 2
（2）计算运动员在2s到2＋Δt s（t∈[2，2＋ Δt]）内的平均速度.
则割线PQ的斜率为：
kPQ＝
xQ 2－4 xQ－2
令xQ－2＝x，
所以xQ＝x＋2
＝xQ＋2
k
PQ＝
(2＋x) x
2－4
＝ 4x＋x2 x
＝4＋x
当xQ无限趋近于2时， kPQ无限趋近于常数4， 从而曲线f(x)＝x2 在点(2，4)处的切线 斜率为4．
当Δx无限趋近于0时， kPQ无限趋近于常数4， 从而曲线f(x)＝x2 在点(2，4)处的切线 斜率为4．
问题二：
跳水运动员从10m高跳台腾空到入水的过程 中，不同时刻的速度是不同的．假设t 秒后运动 员相对于水面的高度为H(t)＝－4.9t2＋6.5t ＋ 10， 试确定t＝2s时运动员的速度.
（1）计算运动员在2s到2.1s（t∈[2，2.1]） 内的平均速度.
v H 2.1 H 2 13.59m / s
高中数学 选修２-２
放大
放大
问题一 如何精确地刻画曲线上某一点处的变化趋势呢？
问题二 观察“点P附近的曲线”，随着图形放大，你 看到了怎样的现象？
3.1.2瞬时变化率---导数
s s ff ((tt00 tt)) ff ((tt00)) v 。 v 。 tt tt
s 近似的程度就越好。所以当t0时，比值 t
就是物体在t0时刻的瞬时速度，即
f (t0 t ) f (t0 ) v在t0的瞬时速度 t
解:
v f (t0 t ) f (t0 ) a ． t t
2t 0 x
当t无限趋于0时， a无限趋于2t 0 ,即a 2t 0
H ( 2.1) H ( 2) v 13.59( m / s ) 2.1 2
(2)计算运动员在2s到2+⊿t s(t∈[2,2+⊿t])
内的平均速度。
时间区间 [2，2.1] [2,2.01] [2,2.001] [2,2.0001] [2,2.00001] [2,2.000001] 当△t→0时，
数学运用：
例2 设一辆轿车在公路上作直线运动，假设t s时
v(t ) t 2 3 ，求当 的速度为
t t0 s时轿车的瞬时
加速度．
分析:
1 s s(t0 t ) s(t0 ) 2 g t g (t ) 2 2 __ s s(t0 t ) s(t0 ) 1 v 2 g g ( t ) t t 2
v 可作为物体在t0时刻的速度的近似值， t 越小，
当t 0时
1.曲线在某一点切线的斜率
y
y=f(x)
Q
割 线
T
回顾
P
切线
o
x
k PQ
f ( x x) f ( x) ) x
(当x无限趋限0时, k PQ无限趋限趋近点P处切 斜率)
3.物体在某一时刻的加速度称为瞬时加速度. （即t=t0时速度相对时间的瞬时变化率） 以平均加速度代替瞬时加速度，然后通过 取极限，从瞬时加速度的近似值过渡到瞬时加速 度的精确值。 其实函数在某一点处的瞬时变化 率---------导数。
苏教版选择性必修第一册5.1.2瞬时变化率——导数 新课授课课件
度，S(b)是从t＝0到t＝b的路程，则下列说法正确的是( BC)
A.a甲(b)>a乙(b) C.S甲(b)>S乙(b)
B.a甲(b)<a乙(b) D.S甲(b)<S乙(b)
解析 加速度是速度v对t的函数图象的切线斜率，由图可得在b处，甲的切线
斜率小于乙的切线斜率，即甲在b处的加速度小于乙在b处的加速度；由图知t
(3)质点在3 s时的瞬时速度.
解 (2)v－2＝S（3）3－ －2S（2）＝2×32＋2×3－2×22－2×2＝12(m/s).
所以质点在 2 s 到 3 s 内的平均速度为 12 m/s.
(3)
因
为
S（3＋Δt）－S（3） Δt
＝
2（3＋Δt）2＋2（3＋Δt）－（2×32＋2×3） Δt
＝
2Δt＋14，
索引
思维升华
瞬时加速度为状态量，反映某一时刻物体运动规律，是表征速度变化快慢的物 理量.
索引
训练3 有一做直线运动的物体，其速度v(单位：m/s)与时间t(单位：s)的关系是v ＝3t－t2，求此物体在t＝2 s时的瞬时加速度. 解 因为 v(2＋Δt)－v(2)＝3(2＋Δt)－(2＋Δt)2－(3×2－22)＝3Δt－4Δt－(Δt)2＝ －Δt－(Δt)2，所以v（2＋Δt）Δt－v（2）＝－1－Δt， 所以当Δt无限趋近于0时，－1－Δt无限趋近于－1. 所以该物体在t＝2 s时的瞬时加速度为－1 m/s2.
索引
题型二 求瞬时速度
例2 一质点按S＝2t2＋2t(位移单位：m，时间单位：s)做直线运动.求： (1)该质点在前3 s内的平均速度； 解 v－1＝S（3）3－ －0S（0）＝（2×32＋32×3）－0＝8(m/s)， 所以该质点在前 3 s 内的平均速度为 8 m/s.
瞬时变化率-导数
Dt 0, Ds 2 g 19.6(m / s) Dt
s
即物体在时刻t0=2(s)的瞬时速度等于19.6(m/s).
当时间间隔Dt 逐渐变小时,平均速度 v就越接近
t0=2(s) 时的瞬时速度v=19.6(m/s)
瞬时速度
要精确地描述非匀速直线运动，就要知道物 体在每一时刻运动的快慢程度．如果物体的运动规 律是 s =s(t )，那么物体在时刻t 的瞬时速度v，就是
3.1 瞬时变化率 与导数
1． 瞬时速度 平均速度的概念
这段时间内汽车的平均速度为
v
经过的路程 所有的时间
s t
150 10
54(km
/
h)
平均速度反映了汽车在前10秒内的快慢程度，为了了
解汽车的性能，还需要知道汽车在某一时刻的速度—
—瞬时速度．
已知物体作变速直线运动，其运动方程为
s＝s(t)(ｓ表示位移，t
4.9Dt 13.1 13.1
导数的概念 一般地，函数 y =f(x) 在点x=x0处的瞬时变化 率是
当Dx 0，f (x0 Dx) f (x0 ) A Dx
我们称A它为函数 y = f (x)在点x=x0处的导数，
记为 f (x0 ) 或 y xxo
说明：
（1）函数 f (x) 在点 x0 处可导，是指 Dx 0 时，
Dy 有极限．如果 Dy 不存在极限，就说函数在
Dx
Dx
点 x0 处不可导，或说无导数． （2）Dx是自变量x在 x0 处的改变量，Dx 0，而
Dy 是函数值的改变量，可以是零．
由导数的定义可知，求函数 y f (x) 在 x0 处的
导数的步骤:
（1）求函数的增量: Df f (x0 Dx) f (x0 ) ；
2021年高二苏教版数学选修2-2名师导学：第1章 第4课时 瞬时变化率——导数(1)
第4课时瞬时变化率——导数(1)教学过程一、数学运用【例1】已知f(x)=,求曲线y=f(x)在x=处的切线斜率.(见同学用书P8)[处理建议]让同学体会割线斜率无限靠近于切线斜率,生疏求曲线y=f(x)上一点P(x0,y0)处的切线斜率的步骤:(1)求差f(x0+Δx)-f(x0);(2)当Δx(Δx可正,也可负)无限趋近于0时,趋近于某个常数k;(3)曲线y=f(x)上一点P(x0,y0)处的切线斜率为k.[规范板书]解==-.当Δx无限趋近于0时,无限趋近于-,所以曲线在x=处的切线斜率是-.[题后反思]本题应留意分子有理化,再用靠近思想处理.变式已知曲线y=2x2上一点A(1,2),求点A处的切线的斜率与切线方程.[规范板书]解设A(1,2),B(1+Δx,2(1+Δx)2),则割线AB的斜率为k AB ==4+2Δx,当Δx无限趋近于0时,k AB无限趋近于常数4,从而曲线y=f(x)在点A(1,2)处的切线斜率为4,所求切线方程为4x-y-2=0.【例2】物体自由落体的运动方程为S=S(t)=gt2,其中位移S的单位为m,时间t的单位为s,g=9.8 m/s2,求t=3 s时的瞬时速度.(见同学用书P8)[处理建议]瞬时速度是位移对时间的瞬时变化率.[规范板书]解取一小段时间[3,3+Δt],位移转变量ΔS=g(3+Δt)2-g·32=(6+Δt)Δt,平均速度==g(6+Δt),当Δt→0时,g(6+Δt)→3g=29.4,即瞬时速度v=29.4 m/s.[题后反思]若求t=3s时的瞬时加速度呢?变式设一物体在t s内所经过的路程为S m,并且S=4t2+2t-3,试求物体分别在运动开头及第5s末的速度.[规范板书]解在t到t+Δt的时间内,物体的平均速度为===8t+2+4Δt,当Δt→0时,→8t+2,所以,时刻t s的瞬时速度为8t+2,由题意,物体在第5s末的瞬时速度是42 m/s,在运动开头时的速度为2 m/s.【例3】假如曲线y=x3+x-10的某一切线与直线y=4x+3平行,求切点坐标与切线方程.(见同学用书P8)[处理建议]曲线在某点的切线的斜率等于函数在切点处的导数值.[规范板书]解设切点坐标为(x,x3+x-10),==3x2+1+3xΔx+(Δx)2,当Δx→0时,3x2+1+3xΔx+(Δx)2→3x2+1,由题得,3x2+1=4⇒x=1或-1.所以切点坐标为(1,-8),此时切线方程为4x-y-12=0;或切点坐标为(-1,-12),此时切线方程为4x-y-8=0.变式已知曲线y=x2上过某一点的切线分别满足下列条件,求此点:(1)平行于直线y=4x-5;(2)垂直于直线2x-6y+5=0;(3)与x轴成135°的倾斜角.[处理建议]利用导数的概念及两直线的位置关系来求解.[规范板书]解设P(x0,y0)是满足条件的点.==2x0+Δx,当Δx→0时,2x0+Δx→2x0.(1)由于切线与直线y=4x-5平行,所以2x0=4⇒x0=2,y0=4,即P(2,4).(2)由于切线与直线2x-6y+5=0垂直,所以2x0·=-1⇒x0=-,即P.(3)由于切线与x轴成135°的倾斜角,所以k=-1,即2x0=-1⇒x0=-,即P -,.*【例4】设函数f(x)=x3-3ax2+3bx的图象与直线12x+y-1=0相切于点(1,-11),求a,b的值.[处理建议]利用切点坐标既满足曲线方程也满足切线方程来求解.[规范板书]解利用导数的定义可得f'(x)=3x2-6ax+3b,由于函数f(x)=x3-3ax2+3bx的图象与直线12x+y-1=0相切于点(1,-11),所以f(1)=-11,f'(1)=-12,解得a=1,b=-3.变式已知f(x)=ax4+bx2+c的图象过点(0,1),且在x=1处的切线方程是y=x-2,求a,b,c.[处理建议]利用导数的几何意义——函数在某点处的导数就等于在该点处的切线的斜率——来求解.[规范板书]解由题意有解得.二、课堂练习1.借助直尺,用割线靠近切线的方法作出下列曲线在点P处的切线:(第1题)解。
高中数学 3.1 瞬时变化率——导数学案(无答案)苏教版选修1(2021年整理)
江苏省镇江市丹徒镇高中数学3.1 瞬时变化率——导数学案（无答案）苏教版选修1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（江苏省镇江市丹徒镇高中数学3.1 瞬时变化率——导数学案（无答案）苏教版选修1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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瞬时变化率——导数●三维目标1．知识与技能了解导数概念的实际背景;理解函数在某点处导数以及在某个区间的导函数的概念；会用定义求瞬时速度和函数在某点处的导数．2．过程与方法用函数的眼光来分析研究物理问题；经历由平均速度与瞬时速度关系类比由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,体会数形结合、特殊到一般、局部到整体的研究问题的方法．3．情感、态度与价值观通过导数概念的形成过程,体会导数的思想及其内涵；激发学生兴趣：在从物理到数学，再用数学解决物理问题的过程中感悟数学的价值．●重点难点重点：函数在某一点处的导数的概念及用导数概念求函数在一点处的导数．难点:从实例中归纳、概括函数瞬时变化率的定量分析过程,及函数在开区间内的导函数的理解．【知识一】曲线上一点处的切线【问题导思】如图，当点P n（x n，f（x n）)（n＝1，2，3,4）沿着曲线f（x）趋近于点P（x0，f(x0）)时，割线PP n的变化趋势是什么?设曲线C上的一点P,Q是曲线C上的另一点，则直线PQ称为曲线C的；当点Q沿曲线C向点P运动，割线PQ在点P附近越来越．当点Q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称为曲线在点P处的．【知识二】瞬时速度、瞬时加速度【问题导思】在高台跳水运动中，如果我们知道运动员相对于水面的高度h（单位：m)与起跳后的时间t(单位:s）存在关系h（t)＝－4.9t2＋6.5t＋10，那么我们就能计算起跳后任意一段时间内的平均速度v，通过平均速度v来描述运动员的运动状态，但用平均速度一般不能反映运动员在某一时刻的瞬时速度．1．怎么求运动员在t0时刻的瞬时速度？2．当Δx趋于0时，函数f（x)在（x0,x0＋Δx)上的平均变化率即为函数f（x）在x0处的瞬时变化率，你能说出其中的原因吗？1．瞬时速度运动物体的位移S(t）对于时间t的导数,即v（t）＝．2．瞬时加速度运动物体的速度v（t)对于时间t的导数,即a（t）＝．【知识三】导数及导数的几何意义【问题导思】在函数y＝f（x）的图象上任取两点A（x1，f(x1)），B(x1＋Δx，f(x1＋Δx）)．1。
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课堂练习
• 1:曲线y=x2+1在点P(1,2)处的切线方程y是什Q 么?
解 : P(1, 2), Q(1 x, (1 x)2 y 1=)x,2则+1 (1 x)2 1 2
kPQ (1 x) 1 2 x 当x无限趋近于0时, kPQ无限
y
P
M
x
1j
x
趋近于常数2
-1 O 1
第13页/共14页
课堂小结
求曲线在某点处的切线方程的基本步骤:
1、求从 x0 起横坐标改变 x 时纵坐标的改变量 y
2、求yx 3、让 x无限趋近于0时，确定 y 无限趋近值（常
x
数A），常数A即为曲线C在点 Px0, y0 处的切线斜率。 4、利用点斜式求出切线的方程。
第14页/共14页
利用割线求切线
第8页/共14页
变式训练
变式:1.求 f
(x)
1 x2
过点(1,1)的切线方程
y 2x 3
（2）若曲线方程为y
3x2 2
1
3x
0 32
x
2
x2
求此曲线在x 1和x 3处的切线斜率。
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求曲线在某点处的切线方程的基本步骤:
1、求从 x0 起横坐标改变 x 时纵坐标的改变量 y
kPQ (x x) x
x
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(3)如何求切线的斜率?
y
y=f(x) Q
割 线
T 切线
o
P
x
kPQ
f (x x) x
f (x)
当x无限趋近0时, kPQ就无限趋近点P处的切线斜率。
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例题讲解
例1、已知f (x) x2 2x，分别求曲线y f (x) 在x 1, x 0, x 1处的切线的斜率。
如右图所示，直线 l1, l2为经过
曲线上的一点 p的两条直线。
（1）试判断哪一条直线在点P 附 近更加逼近曲线。
（2）在点P附近你能作出一条
l 比 l1, l2 更加逼近曲线的直线
吗？
3
l1
l2
•p
（3）在点P附近你能作出一条比更 l1, l2 , l3
加逼近曲线的直线 l4吗？
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怎样找到在曲线上一点P处最逼近曲线的直线l ?
2、求yx 3、让 x无限趋近于0时，确定 y 无限趋近值（常
x
数A），常数A即为曲线C在点 Px0, y0 处的切线斜率。 4、利用点斜式求出切线的方程。
Vy y y0 Vx (x x0 ) y y0 A(x x0 )
割线方程 Vx 0 切线的方程
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例题讲解
例2、曲线y x3在点P处切线斜率为k,当k 12时, P点的坐标为_________ . 变式：求曲线y 3x2 2x在x 2处的切线方程， 并判断该切线是否过点（1，2）？
复习回顾:
1、平均变化率
一般的，函数 化率为
f
(
x)
在区间上[
x1
,
x2
]
的平均变
f (x2 ) f (x1)
x2 x1
曲线“陡峭”程度
函数变化快慢
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问问题题情2景高台跳水
在高台跳水运动中, 运动员相对于水面的高度 h (单
位:m)与起跳后的时间 t (单位:s) 存在函数关系
h(t) 4.9t 2 6.5t 10
并思考下面的问题:
49
(1) 运动员在这段时间里是静止的吗? (2) 你认为用平均速度描述运动员的运动状态有什么问题吗?
平均速度不能反映他在这段时间里运动状态， 需要用瞬时速度描述运动状态。
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问题思考
平均变化率近似地刻画了曲线在某一区间上的变化趋
势，那么，如何精确的刻画曲线上某一点处的变化趋势呢？
如果用运动员在某段时间内的平均速度 v 描述其运
动状态, 那么:
在0 ≤ t ≤0.5这段时间里, 在1≤ t ≤2这段时间里,
v h(0.5) h(0) 4.05(m/s); 0.5 0
v h(2) h(1) 8.2(m/s); 2 1
第2页/共14页
探 究:
பைடு நூலகம்
计算运动员在 0 t 65 这段时间里的平均速度,
(1)概念:曲线的割线和切线 y=f(x) 割
y
线 Q
T 切线
P o
结论:当Q点无限逼近P点时,此时 x 直线PQ就是P点处的切线.
第5页/共14页
(2)如何求割线的斜率?
y
y=f(x)
Q
f (x x) f (x)
P
o
x
x x x x
f (x x) f (x) f (x x) f (x)
所以点P(2, 4)处的切线斜率为2
因此,切线方程为y-2=2(x-1),即y=2x.
第12页/共14页
2．已知曲线 y 2x2 上一点 A(-1,2)，
求(1) 点 A 处的切线的斜率. K=-4 (2)点 A 处的切线的方程.
3．求曲线 y 2x2 1 在点 P(2，9)处的切 线方程．
K=8