变化率与导数 (课件)

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高中数学选修1课件:3.1.1变化率与导数

高中数学选修1课件:3.1.1变化率与导数

r(V2 ) r(V1) f (x2 ) f (x1)
V2 V1
x2 x1
设某个变量 f 随 x 的变化而变化,
从 x 经过 △x , 量 f 的改变量为
f f (x x) f (x)
量 f 的平均变化率为
f f (x x) f (x)
x
x
令 x 0,则得到f 在x 的(瞬时)变化率:
t=0.2,0.4,0.6,0.8(min)时,血管中 药物浓度的瞬时变化率,把数据用表格 的形式列出。(精确到0.1)
血管中药物浓度的瞬时变化率, 就是药物浓度 函数f(t)在此时刻的导数, 从图象上看,它表示
曲线在该点处的切线的斜率. (数形结合,以直代曲)
以简单对象刻画复杂的对象
t
0.2
药物浓度的 瞬时变化率
(3) 物体在t =2时的瞬时速度.
v s 2g 1 gt
t
2
(1) 将 t=0.1代入上式,得
O s(2)
v 2.05g 20.09(m / s) (2) 将 t=0.01代入上式,得
s(2+t) s
v 2.005g 19.65(m / s)
( 3) 当t 0,2 t 2
平均速度 v 的极限为:
x0
x
T
P
f (x 0 )
o
x0
x 即 kPT tan f (x 0 )
函数y f (x)在点x0处的导数f (x0 )在几何上表示 曲线y f (x)在点M (x0, f (x0 ))处的切线的斜率。
曲线y f (x)在点M (x0 , f (x0 ))处
的切线方程为 y y0 f (x0 )(x x0 )
0.01 -13.149

人教版高中数学选修2-2全套课件

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(2)根据导数的定义
f′(x0)=Δlixm→0
ΔΔyx=Δlixm→0
fx0+Δx-fx0 Δx
= lim Δx→0
2x0+Δx2+4x0+Δx-2x20+4x0 Δx
= lim Δx→0
4x0·Δx+2Δx2+4Δx Δx
= lim Δx→0
(4x0+2Δx+4)
=4x0+4,
∴f′(x0)=4x0+4=12,解得 x0=2.
(1)函数f(x)在x1处有定义. (2)Δx是变量x2在x1处的改变量,且x2是x1附近的任意一点, 即Δx=x2-x1≠0,但Δx可以为正,也可以为负. (3)注意自变量与函数值的对应关系,公式中若Δx=x2-x1, 则Δy=f(x2)-f(x1);若Δx=x1-x2,则Δy=f(x1)-f(x2).
解析: (1)由已知∵Δy=f(x0+Δx)-f(x0) =2(x0+Δx)2+1-2x20-1=2Δx(2x0+Δx), ∴ΔΔyx=2Δx2Δx0x+Δx=4x0+2Δx. (2)由(1)可知:ΔΔxy=4x0+2Δx,当 x0=2,Δx=0.01 时, ΔΔyx=4×2+2×0.01=8.02.
(3)在 x=2 处取自变量的增量 Δx,得一区间[2,2+Δx]. ∴Δy=f(2+Δx)-f(2)=2(2+Δx)2+1-(2·22+1)=2(Δx)2+ 8Δx. ∴ΔΔyx=2Δx+8,当 Δx→0 时,ΔΔxy→8.
1.求瞬时变化率时要首先明确求哪个点处的瞬时
变化率,然后,以此点为一端点取一区间计算平均变化率,并逐步
已知f(x)=x2+3.
(1)求f(x)在x=1处的导数;
(2)求f(x)在x=a处的导数.
[思路点拨]
确定函数 的增量

人教A版高中数学选修22变化率与导数PPT课件

人教A版高中数学选修22变化率与导数PPT课件
问题二: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
V 如果用运动员在某段时间内的平均速度
描述其运动状态,那么:
(1)在0t0.5 这段时间里,V = h(0.5) h(0) 4.05(m / s)
微积分的创立
到了十七世纪,有许多科学问题需要解决,这些 问题也就成了促使微积分产生的因素。归结起来,大 约有四种主要类型的问题:第一类是研究运动的时候 直接出现的,也就是求即时速度的问题。第二类问题 是求曲线的切线的问题。第三类问题是求函数的最大 值和最小值问题。第四类问题是求曲线长、曲线围成 的面积、曲面围成的体积、物体的重心、一个体积相 当大的物体作用于另一物体上的引力。
0.5 0
(2)在1t2 这段时间里, V = h(2) h(1) -8.2(m / s)
21
人教A版高中数学选修22变化率与导数 PPT课 件
人教A版高中数学选修22变化率与导数 PPT课 件
探究
计算运动员在
0 t 65 49
这段时间
里的平均速度,并思考以下问题:
(1)运动员在这段时间是静止的吗?
lim x0 x x0 lim
x
x 0
x
x0 x( x0 x x0 )
lim
1
1
x0 x0 x x0 2 x0
例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 x h时, 原油的温 度为 y=f (x) = x2–7x+15 (0≤x≤8) . 计算第2h与第6h时, 原 油温度的瞬时变化率,并说明它们的意义.

【精品课件】3.1.1-2变化率问题与导数的概念

【精品课件】3.1.1-2变化率问题与导数的概念
§1.1
1 2
变化率 谁创立了导数 与导数
导数是在怎样的背景之下产生的 呢
背景
十七与十八世纪的数学家们常把自己的数学活动跟各种 不同自然领域(物理、化学、力学、技术)中的研究活动联 系起来,并由实际需要提出了许多数学问题。历史上,导数
概念产生于以下两个实际问题的研究。第一:求曲线的切线
问题,这是一个非常古老的问题,可以追溯到希腊著名的科 学家阿基米德(Archimedes,287-212B.C);第二:求非 均速运动的速度,它最早由开普勒(kepler:1571-1630),伽 利略(Galileo:1564—1642),牛顿(Newton:1642-1727)等 提出来.
y
f (x2)
f f ( x2 ) f ( x1 ) 表示函数f(x) 的图像上 x x2 x1 的两点( x1 , f ( x1 )), ( x2 , f ( x2 ))连线的斜率.
f (x1)

x2 – x1 x1 x2
y = f (x)
f (x 2) – f (x1)
4)物体从3s到3 ts的平均速度 v s(3 t ) s(3) 30 5t (m / s)
(3 t ) 3
平均速度 v 近似地刻画了在某一时间段内物体运动的快慢. 如何精确地刻画物体在某一时刻的速度呢?
物体在某一时刻的速度称为瞬时速度。
即如何求物体在t=3s的瞬时速度呢?
t 0
10t0
定义:
函数 y = f (x) 在 x = x0 处的瞬时变化率是
f ( x0 Δx) f ( x0 ) y lim lim x 0 x x 0 x 称为函数 y = f (x) 在 x = x0 处的导数, 记作 f ( x0 )

高中数学北师大版选修1-1课件:第三章变化率与导数2导数的概念及其几何意义

高中数学北师大版选修1-1课件:第三章变化率与导数2导数的概念及其几何意义

例2 已知曲线y=2x2上一点A(1,2),求:
(1)点A处的切线的斜率;

lim
Δx→0
ΔΔyx=Δlixm→0
21+Δx2-2×12 Δx
4Δx+2Δx2
= lim Δx→0
Δx
=lim (4+2Δx)=4, Δx→0
∴点A处的切线的斜率为4.
(2)点A处的切线方程.
解 点A处的切线方程是y-2=4(x-1),
得a=-7.
反思感悟 利用导数的几何意义将数与形联系起来,根据图像中切线与割线 的倾斜角的大小确定数据的大小.
跟踪训练4 (1)已知函数f(x)在R上可导,其部分图像如图所示,设 f2-f1= 2-1
a,则下列不等式正确的是 A.f′(1)<f′(2)<a
√B.f′(1)<a<f′(2)
C.f′(2)<f′(1)<a
反思感悟 根据切线斜率求切点坐标的步骤 (1)设切点坐标(x0,y0). (2)求导函数f′(x). (3)求切线的斜率f′(x0). (4)由斜率间的关系列出关于x0的方程,解方程求x0. (5)点(x0,y0)在曲线f(x)上,将x0代入求y0,得切点坐标.
跟踪训练3 已知直线l:y=4x+a与曲线C:y=f(x)=x3-2x2+3相切,求a的 值及切点坐标.
D.a<f′(1)<f′(2)
解析 由图像可知,在(0,+∞)上,函数f(x)为增函数,且曲线切线的斜率越
来越大,
f2-f1

=a,∴易知 f′(1)<a<f′(2).
2-1
(2)曲线y=x3在点(a,a3)(a≠0)处的切线与x轴及直线x=a围成的三角形的面积 为 16,则a=__±_1__.

2012高中数学 3.1.1、2变化率与导数 精品课件同步导学 新人教A版选修1-1

2012高中数学 3.1.1、2变化率与导数 精品课件同步导学 新人教A版选修1-1
2
• 答案: B
• 2.如果质点M按照规律s=3t2 运动,则在t=3时的瞬时速
度为( • A.6 • C.54
解析:
) B.18 D.81
2 2 Δs 33+Δt -3×3 = =18+3Δt Δt Δt
• 答案:
Δs s′=lim =lim (18+3Δt)=18.故选 B. Δt Δt→0 Δt→0
• 解答本题,根据瞬时速度和平均速度的意义,准确应用公 式来求.
[解题过程]
(1)当 t 由 t0 取得一个改变量 Δt 时,s 取得的相应改
1 1 2 1 2 变量为 Δs=2g(t0+Δt) -2gt0=gt0Δt+2g(Δt)2. 因此,在 t0 到 t0+Δt 这段时间内,物体的平均速度为: 1 gt0Δt+2gΔt2 Δs 1 v = Δt = =g· 0+2Δt).① (t Δt
2
即 g(x)在 1 到 1+Δx 之间的平均变化率为 4+2Δx.12 分
[题后感悟]
(1)求函数 f(x)在 x1 到 x2 的平均变化率的步骤:

(2)由f(x)在1到1+Δx之间的平均变化率为3,说明f(x)在x
=1附近的平均变化率为定值,而g(x)在1到1+Δx之间的平 均变化率为4+2Δx,说明g(x)在x=1附近的平均变化率与Δx 的大小有关.
1 所以 f′(x0)= ,故选 D. 3
【错因】
错解虽然注意到了系数关系,但却忽略了分子 Δy 与
fx0+Δx-fx0 分母 Δx 的对应关系.在导数的定义 f′(x0)=lim 中, Δx Δx→0 Δx 是分子 f(x0+Δx)与 f(x0)中此类问题时容易忽略分子与分母相应的符号或 Δx 系数的一 致性.
②∵Δy=f(1+Δx)-f(1)=[3×(1+Δx)+1]-(3×1+1)=3·Δx, Δy 3·Δx ∴ = =3, Δx Δx 即 f(x)在 1 到 1+Δx 之间的平均变化率为 3.9 分 ∵Δy=g(1+Δx)-g(1)=[2×(1+Δx)2 +1]-(2×12 +1)=4·Δx+ 2·(Δx)2, Δx Δy 4·Δx+2· ∴Δx= =4+2·Δx, Δx

导数平均变化率课件

导数平均变化率课件
波动方程
导数可以用来描述波动的过程,例如在波动方程中,位移 u与时间t的导数描述了波的传播。
平均变化率在统计学中的应用
平均变化率的定义
平均变化率是函数在某段时间内变化的平均值,可以用导数来计算。
平均变化率的应用
平均变化率可以用于统计学中的回归分析、时间序列分析和方差分析等。例如 在回归分析中,平均变化率可以帮助我们了解自变量和因变量之间的关系。
定义
平均变化率是函数在某区间上 的增量与区间的比值。
计算公式
平均变化率 = (f(b) - f(a)) / (b - a)。
意义
平均变化率描述函数在某区间 上的变化趋势。
局限性
平均变化率只能描述函数在一 个区间的整体变化趋势,不能 描述函数在某一点的局部变化

导数与平均变化率综合应用示例
例1
一个工厂生产某种产品,其总成 本函数为C(x) = 20 + 3x + 4x^2 ,求生产100个产品的平均成本 。
生产量、在成本函数中求得最低成本等。
预测模型
03
导数可以用于预测模型,例如时间序列分析中的ARIMA模型,
通过对数据的导数分析来预测未来的变化趋势。
导数在物理学中的应用
速度与加速度
导数可以用来描述物体的速度和加速度,例如在牛顿第二 定律F=ma中,加速度a就是速度v的导数。
热传导
导数可以用来描述热传导的过程,例如在热传导方程中, 热流密度q与温度T的导数有关。
导数与平均变化率的关系
导数是平均变化率的极限
当函数在某一点的变化时间趋于0时,导数就是该点在单位时间内 的平均变化率。
导数与平均变化率的联系
导数和平均变化率都是描述函数变化的量度,它们之间存在密切的 联系。

高中数学 第二章 变化率与导数 2.1 变化的快慢与变化率课件 北师大版选修22

高中数学 第二章 变化率与导数 2.1 变化的快慢与变化率课件 北师大版选修22

∴瞬时速度为4a,即4a=8.∴a=2.
Δ
即为平均速度,
Δ
答案:A
=
5-3(1+Δ)2 -5+3×12
=-3Δt-6.
Δ
探究一
探究二
探究三
思维辨析
瞬时变化率
1
【例2】 已知s(t)= 2gt2,其中g=10 m/s2.
(1)求t从3 s到3.1 s的平均速度;
(2)求t从3 s到3.01 s的平均速度;
(3)求t在t=3 s时的瞬时速度.
(2)函数y=3x2+2在区间[2,2+Δx]上的平均变化率为
(2+Δ)-(2)
Δ
=
3(2+Δ)2 +2-(3×22 +2)
Δ
=
12Δ+3(Δ)2
=12+3Δx.
Δ
反思感悟求函数平均变化率的步骤
第一步,求自变量的改变量Δx=x2-x1,
第二步,求函数值的改变量Δy=f(x2)-f(x1).
Δ
=
4Δ+(Δ)2
=4+Δt,
Δ
∵≤5,∴4+Δt≤5,∴Δt≤1.
又∵Δt>0,∴Δt的取值范围是(0,1].
答案:(0,1]
探究一
探究二
探究三
思维辨析
因错用平均变化率公式而致误
【典例】 已知曲线y=-2x3+2和这条曲线上的两个点P(1,0),Q(2,14),求该曲线在PQ段的平均变化率.
名师点拨对平均变化率的理解
(1)y=f(x)在区间[x1,x2]上的平均变化率是曲线y=f(x)在区间[x1,x2]
上陡峭程度的“数量化”,曲线陡峭程度是平均变化率的“视觉化”.
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一般地,t1 t2时, h(t2) – h(t1) v= t2 – t1
65 计算运动员在0≤t≤ 49
这段时间 0m/s ,思考 里的平均速度:v=______ 下面的问题: (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?
答: (1)不是。先上升,后下降。
图1.1 1
函数y=f(x),从x1到x2的平均变化率
Δy = Δx
f(x2) – f(x1) x2 – x1
的几何意义是什么?
答:连接函数图象上对应两点的割线的斜率
题型一:求函数的平均变化率
例 (1) 计算函数 f (x) = 2 x +1在区间[ –3 , –1]上的平均变化率 ; (2) 求函数f (x) = x2 +1在x=2附近的
(2)平均速度只能粗略的描述运动员的运动状态 它并不能反映某一刻的运动状态。
在问题中:对于函数h=-4.9t2+6.5t+10 计算运动员在0s到0.5s内的 v
平均速度
h(0.5) h(0) 4.05(m / s ) 0.5 0
一般地,函数f(x)在区间[x1,x2]上的
平均变化率
f ( x2 ) f ( x1 ) x2 x1
f ( x2 ) f ( x1 ) x2 x1
习惯上用x表示x2 x1,即x x2 x1
用y表示f ( x2 ) f ( x1 ),即y f ( x2 ) f ( x1 )
所以,平均变化率可以表示为:
y f ( x2 ) f ( x1 ) f(x1+x)-f(x1) = x x2 x1 x
3.1.1 动中,运动员相对于水面高度h(单位:m)与起跳后的 h(t)= - 4.9 t2+6.5 t+10(如图) 时间t(单位:s)存在函数关系: t:0 0.5时, v= h(0.5) - h(0) = 4.05(m/s) 0.5 - 0 t:1 2时, v= h(2) – h(1) 2–1 = - 8.2(m/s)
思考
y
y f x f x 2 f x 1
A B
思考 观察函数 f x 的图象图1.1.1, 平均 变化率 y f x2 f x1 x x2 x1 表示什么?
直线AB的斜率
f x2 f x1
x 2 x1
O
x1
x2
x
平均变化率
(1)解: △y=f (-1)- f (-3)=4 △x=-1- (-3)=2
y 4 2 x 2
求函数的平均变化率的步骤:
(1)求函数的增量
(2)计算平均变化率
Δy=f(x2)-f(x1);
y x
f(x2 ) f ( x1 ) x2 x1
ks5u精品课件
Y=f(x ) B y
2.平均变化率的几何意义:
割线的斜率
f(x2) f(x2)-f(x1)=△y A
f(x1)
O
ks5u精品课件
x2-x1=△x x x1 x2
练习
2.质点运动规律s=t +3,则在时间(3,3+t)中 1
2
相应的平均速度为(A ) A. 6+t B. 9 6+t+ t C.3+t D.9+t
2 3.求y=x2在x=x0附近的平均变化率. △x+2x0
小结: 1.平均变化率:
y f ( x2 ) f ( x1 ) f ( x1 x ) f ( x1 ) (x 0) x x2 x1 x
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