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1、2022年高中數(shù)學(xué) 導(dǎo)數(shù)的概念教案 新人教A版選修1-1
?[教學(xué)目的]
1.了解導(dǎo)數(shù)形成的背景、思想和方法;正確理解導(dǎo)數(shù)的定義、幾何意義;
2.使學(xué)生在了解瞬時速度的基礎(chǔ)上抽象出變化率,建立導(dǎo)數(shù)的概念;掌握用導(dǎo)數(shù)的定義求導(dǎo)數(shù)的一般方法
3.在教師指導(dǎo)下,讓學(xué)生積極主動地探索導(dǎo)數(shù)概念的形成過程,鍛煉運用分析、抽象、歸納、總結(jié)形成數(shù)學(xué)概念的能力,體會數(shù)學(xué)知識在現(xiàn)實生活中的廣泛應(yīng)用。
[教學(xué)重點和難點]導(dǎo)數(shù)的概念是本節(jié)的重點和難點
[教學(xué)方法]講授啟發(fā),自學(xué)演練。
[授課類型]:新授課
[課時安排]:1課時
[教 具]:多媒體、實物投影儀
[教學(xué)過程]
一、
2、復(fù)習(xí)提問(導(dǎo)數(shù)定義的引入)
1.什么叫瞬時速度?(非勻速直線運動的物體在某一時刻t0的速度)
2.怎樣求非勻速直線運動在某一時刻t0的速度?
在高臺跳水運動中,如果我們知道運動員相對于水面的高度(單位:)與起跳后的時間(單位:)存在關(guān)系,那么我們就會計算任意一段的平均速度,通過平均速度來描述其運動狀態(tài),但用平均速度不一定能反映運動員在某一時刻的瞬時速度,那么如何求運動員的瞬時速度呢?問題:2秒時的瞬時速度是多少?
(2)新課
我們現(xiàn)在會算任意一段的平均速度,先來觀察一下2秒附近的情況。先計算2秒之前的時間段內(nèi)的平均速度,請同學(xué)們完成表格1左邊部分,(事先準備好的),再完成表
3、格的右邊部分〉
表格1
表格2
時,在這段時間內(nèi)
時,在這段時間內(nèi)
當(dāng)0.01時,13.051;
當(dāng)0.01時,13.149;
當(dāng)0.001時,13.095 1;
當(dāng)0.001時,13.104 9;
當(dāng)0.000 1時,13.099 51;
當(dāng)0.000 1時,13.100 49;
當(dāng)0.000 01時,13.099 951;
當(dāng)0.000 01時,13.100 049;
當(dāng)0.000 001時,13.099 995 1;
當(dāng)0.000 001時,13.100 004 9;
。。。。。。
。。。。。。
4、
問題:1你能描述一下你算得的這些數(shù)據(jù)的變化規(guī)律嗎?(表格2)
關(guān)于這些數(shù)據(jù),下面的判斷對嗎?
2.當(dāng)趨近于0時,即無論從小于2的一邊,還是從大于2的一邊趨近于2時,平均速度都趨近于一個確定的值-13.1。
3. 靠近-13.1且比-13.1大的任何一個數(shù)都可以是某一段上的平均速度;
4. 靠近-13.1且比-13.1小的任何一個數(shù)都可以是某一段上的平均速度;
5. -13.1表示在2秒附近,運動員的速度大約是-13.1。
分析:秒時有一個確定的速度,2秒附近的任何一段上的平均速度都不等于瞬時速度,所以比-13.1大的數(shù)作為2秒的瞬時速度不合理,比-13.1小的數(shù)作為2秒的瞬時速度
5、也不合理,因此,運動員在2秒時的瞬時速度是-13.1。
這樣,我們就得到了2秒時的瞬時速度是-13.1,現(xiàn)在我們一起回憶一下是如何得到的:
首先,算出上的平均速度=,接著觀察當(dāng)趨近于0時,上式趨近于一個確定的值-13.1,這個值就是運動員在2秒時的瞬時速度。為了表述方便,我們用
表示“當(dāng),趨近于0時,平均速度趨近于確定值-13.1”。
思考:當(dāng)趨近于0時,平均速度有什么樣的變化趨勢?
結(jié)論:當(dāng)趨近于0時,即無論從小于2的一邊,還是從大于2的一邊趨近于2時,平均速度都趨近于一個確定的值.
從物理的角度看,時間間隔無限變小時,平均速度就無限趨近于史的瞬時速度,因此,運動員在時的瞬時
6、速度是
為了表述方便,我們用
表示“當(dāng),趨近于0時,平均速度趨近于定值”
小結(jié):局部以勻速代替變速,以平均速度代替瞬時速度,然后通過取極限,從瞬時速度的近似值過渡到瞬時速度的精確值。
3.函數(shù)在處的瞬時變化率如何表示?
導(dǎo)數(shù)的定義(板書)
函數(shù)在處的瞬時變化率是,
我們稱它為函數(shù)在處的導(dǎo)數(shù),記作或,
即=。例如:2秒時的瞬時速度可以表示為或。
附注:①導(dǎo)數(shù)即為函數(shù)y=f(x)在x=x0處的瞬時變化率;
②定義的變化形式:=;
=;=;
,當(dāng)時,,所以
③求函數(shù)在處的導(dǎo)數(shù)步驟:“一差;二比;三極限”。
三.典例分析
7、例1.(1)求函數(shù)y=3x2在x=1處的導(dǎo)數(shù).
分析:先求Δf=Δy=f(1+Δx)-f(1)=6Δx+(Δx)2, 再求再求
解:法一(略); 法二:
(2)求函數(shù)f(x)=在附近的平均變化率,并求出在該點處的導(dǎo)數(shù).
解:
例2.(課本例1)將原油精煉為汽油、柴油、塑膠等各種不同產(chǎn)品,需要對原油進行冷卻和加熱,如果第時,原油的溫度(單位:)為,計算第時和第時,原油溫度的瞬時變化率,并說明它們的意義.
解:在第時和第時,原油溫度的瞬時變化率就是和
根據(jù)導(dǎo)數(shù)定義,
所以;同理可得:
在第時和第時,原油溫度的瞬時變化率分別為和5,說明在附近,原油溫度大約以的速率下
8、降,在第附近,原油溫度大約以的速率上升.
注:一般地,反映了原油溫度在時刻附近的變化情況.
17世紀,力學(xué)、航海、天文等方面取得了突飛猛進的發(fā)展,這些發(fā)展對數(shù)學(xué)提出了新的要求,它們突出地表現(xiàn)為四類問題,其中的兩類問題直接導(dǎo)致了導(dǎo)數(shù)的產(chǎn)生:一是根據(jù)物體的路程關(guān)于時間的函數(shù)求速度和加速度;二是求已知曲線的切線。
由導(dǎo)數(shù)的定義,我們知道,高度關(guān)于時間的導(dǎo)數(shù)是運動員的瞬時速度;氣球半徑關(guān)于體積的導(dǎo)數(shù)就是氣球的瞬時膨脹率。
實際上,導(dǎo)數(shù)可以描述任何事物的瞬時變化率,如效率、點密度、國內(nèi)生產(chǎn)總值GDP 的增長率等等。下面我們來看一個導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用。
四.課堂練習(xí)
1.質(zhì)點運動規(guī)律為,求質(zhì)點在的瞬時速度為.
2.求曲線y=f(x)=x3在時的導(dǎo)數(shù).
3.例2中,計算第時和第時,原油溫度的瞬時變化率,并說明它們的意義.
五、小結(jié)
1.導(dǎo)數(shù)的產(chǎn)生是由于17世紀力學(xué)、天文學(xué)等的飛速發(fā)展,對數(shù)學(xué)提出的要求,主要是兩類問題:一是根據(jù)物體的路程關(guān)于時間的函數(shù)求速度和加速度;二是求已知曲線的切線;
2.導(dǎo)數(shù)就是瞬時變化率;
3.導(dǎo)數(shù)的計算公式:=。
4. 求函數(shù)在處的導(dǎo)數(shù)步驟:“一差;二比;三極限”
六、布置作業(yè)