5.1.2 导数的概念及其几何意义
【学习目标】
1. 经历由平均变化率到瞬时变化率的过程,体会导数的概念的实际背景.
2.了解导函数的概念,理解导数的几何意义.
【自主学习】
知识点:
一、导数
1、平均变化率
对于函数,自变量x从x0变化到x0+△x,相应地,函数值y就从f(x0)变化到f(x0+△x)。这时,x的变化量为△x,y的变化量为△y=f(x0+△x)—f(x0)。我们把比值,即=______________叫做函数从x0到x0+△x的平均变化率。
2、导数的概念:
如果当△x→0时,平均变化率无限趋近于一个确定的值,即有极限,则称在x=x0处可导,并把这个确定的值叫做在x=x0处的导数(也称为瞬时変化率),记作_________或_________,即______________________________8ikm_____________________
3、求函数在处的导数的步骤:
①求函数的增量△y=_________________________
②求函数的平均变化率=_________________________
③取极限,得导数=__________________
4、注意事项:
①△x是自变量x在x0处的改变量,所以△x可正可负但≠0,△y是函数值的改变量,可以为0;
②函数在某点的导数,就是在该点的函数值改变量与自变量改变量之比的极限,因此,它是一个常数而不是变量。
③函数在x0处可导,是指△x→0时,有极限。如果不存在极限,就说函数在点x0处不可导,或说无导数。
④的不同表达方式:
二、导数的几何意义
1、函数在x0处的导数的几何意义是曲线在点P(x0,f(x0))处的切线的________。也就是说,曲线在点P(x0,f(x0))处的切线的斜率是_______________,相应的,切线方程为________________________________________
2、当x=x0时,是一个唯一确定的数,当x变化时,y=就是x的函数,我们称它为y=f(x)的导函数(简称导数),的导函数有时也记作,
即==
3、理解导数的几何意义应注意:
(1)利用导数求曲线的切线方程:
①求出函数在x0处的导数;
②利用直线方程的点斜式得切线方程为y-y0=(x-x0)
(2)若曲线点P(x0,f(x0))处的导数不存在,但有切线,则切线与x轴垂直。
(3)显然>0,切线的倾斜角为锐角;<0,切线的倾斜角为钝角;=0,切线与x轴平行。
【合作探究】
探究一 求函数的平均变化率
例1.已知函数,求它在下列区间上的平均变化率
(1)[1,3] (2)[-4,-2] (3)
探究二 利用导数的定义求函数的导数
例2.(1)求函数在处的导数
(2)求函数的导数
探究三 导数定义式的理解与应用
例3.设函数处可导,则等于( )
A. B. C. D.
变:若,则等于( )
A.3 B.4 C.12 D.
探究四 导数几何意义的应用
已知曲线
求曲线C在横坐标为的点处的切线方程
求曲线C过点切线方程
延伸:本例中切线与曲线C是否还有其他的公共点?
【课堂小结】
【当堂检测】
1.函数在区间上的平均变化率为3,则实数m的值为( )
A.3 B.2 C.1 D.4
2.若函数,则的值等于( )
A. B.1 C.-1 D.
3.函数处的瞬时变化率是
4.曲线在点(1,0)处的切线的倾斜角等于
5.已知函数
(1)求函数在区间[3,4]上的平均变化率
(2)求函数的图像在点处的切线方程