导数的概念及其几何意义
学习目标 1.知道切线的概念,理解导数的几何意义. 2.会用导数的概念求相关实际问题问题,理解导函数的概念.
学习活动
目标一:知道切线的概念,理解导数的几何意义. 任务1:探究导数的几何意义 问题1:观察函数y=f(x)的图象,在图像中平均变化率表示什么? 问题2:在图像中瞬时变化率表示什么? 思考1:观察下列动画,用你的话对曲线的切线下定义,并说说导数的几何意义是什么? 【新知讲解】 切线:在曲线y=f(x)上任取一点P(x,f(x)),如果当点P(x,f(x))沿着曲线y=f(x)无限趋近与点时,割线无限趋近于一个确定的位置,这个确定的位置的直线称为曲线y=f(x)在点处的切线. 导数的几何意义:导数表示函数f(x)的图象在点处切线的斜率,即 (其中为该切线的倾斜角). 思考2:直线与曲线有一个公共点是直线与曲线相切的什么条件? 问题3:将上述曲线图象在点处放大,观察图象,说说能否用切线在点处的值代替曲线在点处的值? 任务2:探究导数与函数图象变换情况的关系 下图表示跳水运动中高度随着时间变化的函数的图象. 请描述、比较曲线分别在,,附近的变化情况. 提示:如何刻画曲线分别在,,附近的变化情况? 思考3:导数符号与曲线的单调性有什么关系?导数大小与曲线的变化率有什么关系 【归纳总结】 1.y=f(x)在点x=x0处的切线斜率为k,则k>0 f ′(x0 )>0;k<0 f ′(x0)<0;k=0 f ′(x0)=0. 2.|f ′(x0)|越大 曲线在x0处瞬时变化越快;|f ′(x0)|越小 曲线在x0处瞬时变化越慢. 练一练. 已知y=f (x)的图象如图所示,则f ′(xA)与f ′(xB)的大小关系是( ) A.f ′(xA)>f ′(xB) B.f ′(xA)<f ′(xB) C.f ′(xA)=f ′(xB) D.不能确定
目标二:会用导数的概念求相关实际问题问题,理解导函数的概念. 任务1:利用导数估算瞬时变化率. 如图表示人体血管中的药物浓度 c = f (t) (单位:mg/mL) 随时间 t (单位:min) 变化的函数图像. 根据图像,估计 t = 0.8 min 时,血管中药物浓度的瞬时变化率 (精确到0.1). 任务2:理解导函数的概念. 回顾上面的例题,思考当变化时,是的函数吗?说明理由. 【新知讲解】 在求函数在点处的导数的过程中我们可以看出,当时,就是一个唯一确定的数,这样当变化时,就是的函数,我们称它为的导函数(简称导数).的导函数也可以记作,即. 思考:函数f(x)在处的导数、导函数之间有什么区别和联系?
学习总结
任务:根据下列关键词,构建知识导图. “导数的几何意义”、“导函数”.
2导数的概念及其几何意义
学习目标 1.知道切线的概念,理解导数的几何意义. 2.会用导数的概念求相关实际问题问题,理解导函数的概念.
学习活动
目标一:知道切线的概念,理解导数的几何意义. 任务1:探究导数的几何意义 问题1:观察函数y=f(x)的图象,在图像中平均变化率表示什么? 参考答案:表示割线的斜率. 问题2:在图像中瞬时变化率表示什么? 参考答案:表示切线的斜率. 思考1:观察下列动画,用你的话对曲线的切线下定义,并说说导数的几何意义是什么? 【新知讲解】 切线:在曲线y=f(x)上任取一点P(x,f(x)),如果当点P(x,f(x))沿着曲线y=f(x)无限趋近与点时,割线无限趋近于一个确定的位置,这个确定的位置的直线称为曲线y=f(x)在点处的切线. 导数的几何意义:导数表示函数f(x)的图象在点处切线的斜率,即 (其中为该切线的倾斜角). 思考2:直线与曲线有一个公共点是直线与曲线相切的什么条件? 参考答案:即不充分也不必要条件. 问题3:将上述曲线图象在点处放大,观察图象,说说能否用切线在点处的值代替曲线在点处的值? 参考答案:根据图象,可知当将点处曲线放大时,点处曲线越来越接近直线,因此可以用切线在点处的值近似代替曲线在点处的值(以直代曲). 任务2:探究导数与函数图象变换情况的关系 下图表示跳水运动中高度随着时间变化的函数的图象. 请描述、比较曲线分别在,,附近的变化情况. 提示:如何刻画曲线分别在,,附近的变化情况? 参考答案:解:用曲线h(t)分别在,,出切线的斜率刻画其在上述三个点附近的变化情况. 当时,曲线在处的切线平行t轴,即,这时在附近曲线比较平坦,几乎没有升降; 当时,曲线在处的切线的斜率,这时在附近曲线下降,即函数h(t)在附近单调递减; 当时,曲线在处的切线的斜率,这时在附近曲线下降,即函数h(t)在附近单调递减; (4)曲线h(t)在附近下降的比在附近下降的要缓慢. 思考3:导数符号与曲线的单调性有什么关系?导数大小与曲线的变化率有什么关系 【归纳总结】 1.y=f(x)在点x=x0处的切线斜率为k,则k>0 f ′(x0 )>0;k<0 f ′(x0)<0;k=0 f ′(x0)=0. 2.|f ′(x0)|越大 曲线在x0处瞬时变化越快;|f ′(x0)|越小 曲线在x0处瞬时变化越慢. 练一练. 已知y=f (x)的图象如图所示,则f ′(xA)与f ′(xB)的大小关系是( ) A.f ′(xA)>f ′(xB) B.f ′(xA)<f ′(xB) C.f ′(xA)=f ′(xB) D.不能确定 参考答案:B 解析:由导数的几何意义,f ′(xA),f ′(xB)分别是切线在点A、B处切线的斜率,由图象可知f ′(xA)<f ′(xB).
目标二:会用导数的概念求相关实际问题问题,理解导函数的概念. 任务1:利用导数估算瞬时变化率. 如图表示人体血管中的药物浓度 c = f (t) (单位:mg/mL) 随时间 t (单位:min) 变化的函数图像. 根据图像,估计 t = 0.8 min 时,血管中药物浓度的瞬时变化率 (精确到0.1). 参考答案:解:如图,作处的切线,并在切线上取两点,如(0.7,0.91),(1.0,0.48),则该切线的斜率,所以. 任务2:理解导函数的概念. 回顾上面的例题,思考当变化时,是的函数吗?说明理由. 【新知讲解】 在求函数在点处的导数的过程中我们可以看出,当时,就是一个唯一确定的数,这样当变化时,就是的函数,我们称它为的导函数(简称导数).的导函数也可以记作,即. 思考:函数f(x)在处的导数、导函数之间有什么区别和联系? 参考答案:(1)区别:①是在处函数值的改变量与自变量的改变量之比的极限,是一个常数,不是变量;②是函数f(x)的导函数,是对某一区间内任意x而言的. (2)联系:函数f(x)在处的导数就是其导函数在处的函数值.
学习总结
任务:根据下列关键词,构建知识导图. “导数的几何意义”、“导函数”. 参考答案:
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