高中数学选修2-2学案
- 资源简介:
约194140字。
1.1 变化率与导数
1.1.1 变化率问题
1.1.2 导数的概念
1.通过对大量实例的分析,经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,了解导数概念的实际背景.
2.会求函数在某一点附近的平均变化率.(重点)
3.会利用导数的定义求函数在某点处的导数.(重点、难点)
4.理解函数的平均变化率,瞬时变化率及导数的概念.(易混点)
[基础•初探]
教材整理1 函数的平均变化率
阅读教材P2~P4“思考”以上部分,完成下列问题.
1.函数的平均变化率
对于函数y=f(x),给定自变量的两个值x1,x2,当自变量x从x1变为x2时,函数值从f(x1)变为f(x2),我们把式子____________称为函数y=f(x)从x1到x2的平均变化率.
2.平均变化率的几何意义
设A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2))是曲线y=f(x)上任意不同的两点,函数y=f(x)的平均变化率ΔyΔx=fx2-fx1x2-x1=
fx1+Δx-fx1Δx为割线AB的______,如图111所示.
图111
【答案】 1.fx2-fx1x2-x1 2.斜率
判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)由Δx=x2-x1,知Δx可以为0.( )
(2)Δy=f(x2)-f(x1)是Δx=x2-x1相应的改变量,Δy的值可正,可负,也可为零,因此平均变化率可正,可负,可为零.( )
(3)对山坡的上、下两点A,B中,ΔyΔx=y2-y1x2-x1可以近似刻画山坡的陡峭程度.( )
【答案】 (1)× (2)√ (3)√
教材整理2 瞬时速度、导数的概念
阅读教材P4~P6“例1”以上部分,完成下列问题.
1.瞬时速度
(1)物体在__________的速度称为瞬时速度.
(2)一般地,设物体的运动规律是s=s(t),则物体在t0到t0+Δt这段时间内的平均速度为ΔsΔt=st0+Δt-st0Δt.如果Δt无限趋近于0时,ΔsΔt无限趋近于某个常数v,我们就说当Δt趋向于0时,ΔsΔt的________是v,这时v就是物体在时刻t=t0时的瞬时速度,即瞬时速度v=limΔt→0 ΔsΔt=limΔt→0 st0+Δt-st0Δt.
2.导数的定义
函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率是
limΔx→0 ΔyΔx=limΔx→0 fx0+Δx-fx0Δx,我们称它为函数y=f(x)在x=x0处的导数,记作_____________________,即f′(x0)=limΔx→0 ΔyΔx=limΔx→0 _________________.
【答案】 1.(1)某一时刻 (2)极限
2.f′(x0)或y′|x=x0 fx0+Δx-fx0Δx
1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)函数y=f(x)在x=x0处的导数值与Δx值的正、负无关.( )
(2)瞬时变化率是刻画某函数值在区间[x1,x2]上变化快慢的物理量.( )
(3)在导数的定义中,Δx,Δy都不可能为零.( )
【解析】 (1)由导数的定义知,函数在x=x0处的导数只与x0有关,故正确.
(2)瞬时变化率是刻画某一时刻变化快慢的物理量,故错误.
(3)在导数的定义中,Δy可以为零,故错误.
【答案】 (1)√ (2)× (3)×
2.函数f(x)=x2在x=1处的瞬时变化率是__________.
【解析】 ∵f(x)=x2.∴在x=1处的瞬时变化率是
lim Δx→0 ΔyΔx=lim Δx→0 f1+Δx-f1Δx
=lim Δx→0 1+Δx2-12Δx
=lim Δx→0 (2+Δx)=2.
【答案】 2
[质疑•手记]
预习完成后,请将你的疑问记录,并与“小伙伴们”探讨交流:
疑问1:_______________________________________________________
解惑:________________________________________________________
疑问2:_______________________________________________________
解惑:________________________________________________________
疑问3:_______________________________________________________
解惑:________________________________________________________
[小组合作型]
求函数的平均变化率
(1)已知函数y=f(x)=x2+1,则在x=2,Δx=0.1时,Δy的值为( ) 【导学号:60030000】
A.0.40 B.0.41
C.0.43 D.0.44
(2)已知函数f(x)=x+1x,分别计算f(x)在自变量x从1变到2和从3变到5时的平均变化率,并判断在哪个区间上函数值变化得较快.
【精彩点拨】 (1)由Δy=f(x+Δx)-f(x)
=f(2+0.1)-f(2)可得.
(2)求Δx=x2-x1→求Δy=fx2-fx1→计算ΔyΔx
【自主解答】 (1)Δy=f(2+Δx)-f(2)=f(2.1)-f(2)=2.12-22=0.41.
【答案】 B
(2)自变量x从1变到2时,函数f(x)的平均变化率为
f2-f12-1=2+12-1+11=12;
自变量x从3变到5时,函数f(x)的平均变化率为
f5-f35-3=5+15-3+132=1415.
因为12<1415,所以函数f(x)=x+1x在自变量x从3变到5时函数值变化得较快.
1.求函数平均变化率的三个步骤
第一步,求自变量的增量Δx=x2-x1.
第二步,求函数值的增量Δy=f(x2)-f(x1).
第三步,求平均变化率ΔyΔx=fx2-fx1x2-x1.