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§1.1.1变化率问题
教学目标:
教学重点:
教学难点:教学过程:
二、求曲线的切线;
三、求已知函数的最大值与最小值;
四、求长度、面积、体积和重心等。
导数是微积分的核心概念之一它是研究函数增减、变化快慢、最大(小)值等问题最一般、最有效的工具。
导数研究的问题即变化率问题:研究某个变量相对于另一个变量变化的快慢程度.
二.新课讲授
(一)问题提出
问题1 气球膨胀率
我们都吹过气球回忆一下吹气球的过程,可以发现,随着气球内空气容量的增加,气球的半径增加越来越慢.从数学角度,如何描述这种现象呢?
气球的体积V(单位:L)与半径r(单位:dm)之间的函数关系是
如果将半径r表示为体积V的函数,那么
分析: ,
当V从0增加到1时,气球半径增加了
气球的平均膨胀率为
当V从1增加到2时,气球半径增加了
气球的平均膨胀率为
可以看出,随着气球体积逐渐增大,它的平均膨胀率逐渐变小了.
思考:当空气容量从V1增加到V2时,气球的平均膨胀率是多少?
问题2 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)= -4.9t2+6.5t+10.如何用运动员在某些时间段内的平均速度粗略地描述其运动状态?
思考计算:和的平均速度
在这段时间里,;
在这段时间里,
探究:计算运动员在这段时间里的平均速度,并思考以下问题:
⑴运动员在这段时间内使静止的吗?
⑵你认为用平均速度描述运动员的运动状态有什么问题吗?
探究过程:如图是函数h(t)= -4.9t2+6.5t+10的图像,结合图形可知,,
所以,
虽然运动员在这段时间里的平均速度为,但实际情况是运动员仍然运动,并非静止,可以说明用平均速度不能精确描述运动员的运动状态.
(二)平均变化率概念:
1.上述问题中的变化率可用式子 表示, 称为函数f(x)从x1到x2的平均变化率
2.若设, (这里看作是对于x1的一个“增量”可用x1+代替x2,同样)
则平均变化率为
思考:观察函数f(x)的图象
平均变化率表示什么?
直线AB的斜率
三.典例分析
例1.已知函数f(x)=的图象上的一点及临近一点,则 .
解:,
∴
求在附近的平均变化率。
解:,所以
所以在附近的平均变化率为
四.课堂练习
1.质点运动规律为,则在时间中相应的平均速度为 .
2.物体按照s(t)=3t2+t+4的规律作直线运动,求在4s附近的平均变化率.
3.过曲线y=f(x)=x3上两点P(1,1)和Q (1+Δx,1+Δy)作曲线的割线,求出当Δx=0.1时割线的斜率.
五.回顾总结
1.平均变化率的概念
2.函数在某点处附近的平均变化率
六.布置作业
§1.1.2导数的概念
教学目标:
教学重点:
教学难点:教学过程:这段时间里的平均速度,并思考以下问题:
⑴运动员在这段时间内使静止的吗?
⑵你认为用平均速度描述运动员的运动状态有什么问题吗?
探究过程:如图是函数h(t)= -4.9t2+6.5t+10的图像,结合图形可知,,
所以,
虽然运动员在这段时间里的平均速度为,但实际情况是运动员仍然运动,并非静止,可以说明用平均速度不能精确描述运动员的运动状态.
二.新课讲授
1.瞬时速度
我们把物体在某一时刻的速度称为瞬时速度。运动员的平均速度不能反映他在某一时刻的瞬时速度,那么,如何求运动员的瞬时速度呢?比如,时的瞬时速度是多少?考察附近的情况:
思考:当趋近于0时,平均速度有什么样的变化趋势?
结论:当趋近于0时,即无论从小于2的一边,还是从大于2的一边趋近于2时,平均速度都趋近于一个确定的值.
从物理的角度看,时间间隔无限变小时,平均速度就无限趋近于史的瞬时速度,因此,运动员在时的瞬时速度是
为了表述方便,我们用
表示“当,趋近于0时,平均速度趋近于定值”
小结:局部以匀速代替变速,以平均速度代替瞬时速度,然后通过取极限,从瞬时速度的近似值过渡到瞬时速度的精确值。
2 导数的概念
从函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率是:
我们称它为函数在出的导数,记作或,即
说明:(1)导数即为函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率
(2),当时,,所以
三.典例分析
例1.(1)求函数y=3x2在x=1处的导数.
分析:先求Δf=Δy=f(1+Δx)-f(1)=6Δx+(Δx)2
再求再求
解:法一 定义法(略)
法二:
(2)求函数f(x)=在附近的平均变化率,并求出在该点处的导数.
解:
例2.(课本例1)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,如果第时,原油的温度(单位:)为,计算第时和第时,原油温度
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