1.1 变化率与导数概念 学案

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学案 变化率与导数概念
【学习目标】
（1）理解平均变化率的概念；
（2）了解瞬时速度、瞬时变化率的概念；
（3）理解导数的概念，知道瞬时变化率就是导数，体会导数的思想及其内涵；
（4）会求函数在某点的导数或瞬时变化率；
【知识要点】
1.变化率
事物的变化率是相关的两个量的“增量的比值”。如气球的平均膨胀率是半径的增量与体积增量的比值；
2.平均变化率
一般地，函数f(x)在区间上的平均变化率为：
要点诠释：
① 本质：如果函数的自变量的“增量”为,且,相应的函数值的“增量”为,,则函数从到的平均变化率为
② 函数的平均变化率可正可负，平均变化率近似地刻画了曲线在某一区间上的变化趋势.
即递增或递减幅度的大小。
对于不同的实际问题，平均变化率富于不同的实际意义。如位移运动中，位移S（m）从t1秒到t2秒的平均变化率即为t1秒到t2秒这段时间的平均速度。
高台跳水运动中平均速度只能粗略地描述物体在某段时间内的运动状态，要想更精确地刻画物体运动，就要研究某个时刻的速度即瞬时速度。
3.如何求函数的平均变化率
求函数的平均变化率通常用“两步”法：
①作差：求出和
②作商：对所求得的差作商，即。
要点诠释:
① 是的一个“增量”，可用代替，同样。
② 是一个整体符号，而不是与相乘。
③ 求函数平均变化率时注意，两者都可正、可负，但的值不能为零，的值可以为零。若函数为常函数，则=0.
3.导数的概念
定义：函数在处瞬时变化率是，我们称它为函数在处的导数,记作

要点诠释：
① 增量可以是正数，也可以是负，但是不可以等于0。的意义：与0之间距离要多近有多近，即可以小于给定的任意小的正数。
② 时，Δy在变化中都趋于0，但它们的比值却趋于一个确定的常数。
即存在一个常数与无限接近。
③ 导数的本质就是函数的平均变化率在某点处的极限，即瞬时变化率。如瞬时速度即是位移在这一时刻的瞬间变化率。
4.求导数的方法：
求导数值的一般步骤： 求函数的增量：；
求平均变化率：；
求极限，得导数：。也可称为三步法求导数。



类型一：求平均变化率
例1 函数在区间[1，1+Δx]内的平均变化率为________。




【变式1】 求函数y=2x2+5在区间[2，2+Δx]上的平均变化率；并计算当时，平均变化率的值




【变式2】 已知函数f(x)=的图象上的一点及临近一点,则 ．




【变式3】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．







类型二：利用定义求导数值
例2 用导数的定义，求函数在x=1处的导数。




【变式1】（1）求函数 在x=1处的导数.
（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．








【变式2】已知函数，求函数在x=4处的导数.




【变式3】已知，求，






类型三：实际问题中导数的应用
例3. 设一个物体的运动方程是：，其中是初速度，时间单位为ｓ，
求：ｔ＝２ｓ时的瞬时速度（函数s(t)的瞬时变化率）。





【变式1】 质点按规律s (t)=at2+1做直线运动（位移单位：m，时间单位：s）。若质点在t=2 s时的瞬时速度为8 m / s，求常数a的值。






【变式2】如果一个质点从固定点A开始运动，关于时间t的位移函数是
求（1）t=4时、物体的位移是s(4);
（2）t=4时、物体的速度v(4);
（3）t=4时、物体的加速度a(4).









【变式3】 枪弹在枪筒中运动可以看做匀加速运动，如果它的加速度是a=5×105 m / s2，枪弹从枪口射出所用的时间为1.6×10―3 s。求枪弹射出枪口时的瞬时速度。





参考答案
例1

变式1

变式2

变式3

例2

变式1

变式3

例3

变式1

变式2

变式3








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