2019-2020年高中數(shù)學(xué)第三單元導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用3.1.1函數(shù)的平均變化率3.1.2瞬時速度與導(dǎo)數(shù)教學(xué)案新人教B版選修1.doc
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2019-2020年高中數(shù)學(xué)第三單元導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用3.1.1函數(shù)的平均變化率3.1.2瞬時速度與導(dǎo)數(shù)教學(xué)案新人教B版選修1 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解導(dǎo)數(shù)概念的實際背景,理解平均變化率和瞬時速度.2.會求函數(shù)在某一點(diǎn)附近的平均變化率.3.會利用導(dǎo)數(shù)的定義求函數(shù)在某點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù). 知識點(diǎn)一 函數(shù)的平均變化率 假設(shè)如圖是一座山的剖面示意圖,并建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系.A是出發(fā)點(diǎn),H是山頂.爬山路線用函數(shù)y=f(x)表示. 自變量x表示某旅游者的水平位置,函數(shù)值y=f(x)表示此時旅游者所在的高度.設(shè)點(diǎn)A的坐標(biāo)為(x1,y1),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(x2,y2). 思考1 若旅游者從點(diǎn)A爬到點(diǎn)B,自變量x和函數(shù)值y的改變量分別是多少? 思考2 怎樣用數(shù)量刻畫彎曲山路的陡峭程度? 思考3 觀察函數(shù)y=f(x)的圖象,平均變化率=表示什么? 梳理 函數(shù)y=f(x)從x1到x2的平均變化率 (1)定義式:=. (2)實質(zhì):____________的增量與____________的增量之比. (3)作用:刻畫函數(shù)值在區(qū)間[x1,x2]上變化的快慢. (4)幾何意義:已知P1(x1,f(x1)),P2(x2,f(x2))是函數(shù)y=f(x)的圖象上兩點(diǎn),則平均變化率=表示割線P1P2的________. 知識點(diǎn)二 瞬時變化率 思考1 物體的路程s與時間t的關(guān)系是s(t)=5t2,試求物體在[1,1+Δt]這段時間內(nèi)的平均速度. 思考2 當(dāng)Δt趨近于0時,思考1中的平均速度趨近于多少?怎樣理解這一速度? 梳理 (1)物體運(yùn)動的瞬時速度 設(shè)物體運(yùn)動的路程與時間的關(guān)系是s=f(t),當(dāng)________________時,當(dāng)Δt趨近于0時,函數(shù)f(t)在t0到t0+Δt之間的平均變化率為________________趨近于常數(shù),這個常數(shù)稱為t0時刻的瞬時速度. (2)函數(shù)的瞬時變化率 設(shè)函數(shù)y=f(x)在x0附近有定義,當(dāng)自變量在x=x0附近改變Δx時,函數(shù)值相應(yīng)地改變Δy=f(x0+Δx)-f(x0),如果當(dāng)Δx趨近于0時,平均變化率____________趨近于一個常數(shù)l,則數(shù)l稱為函數(shù)f(x)在點(diǎn)x0的瞬時變化率. 知識點(diǎn)三 函數(shù)在某一點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)與導(dǎo)函數(shù) 思考 f′(x0)與f′(x)表示的意義一樣嗎? 梳理 (1)函數(shù)f(x)在x=x0處的導(dǎo)數(shù) 函數(shù)y=f(x)在x=x0處的________________稱為函數(shù)y=f(x)在x=x0處的導(dǎo)數(shù),記作____________,即f′(x0)=________________. (2)導(dǎo)函數(shù)定義 如果f(x)在開區(qū)間(a,b)內(nèi)每一點(diǎn)x導(dǎo)數(shù)都存在,則稱f(x)在區(qū)間(a,b)可導(dǎo),這樣,對開區(qū)間(a,b)內(nèi)每個值x,都對應(yīng)一個________________,于是在區(qū)間(a,b)內(nèi)f′(x)構(gòu)成一個新的函數(shù),我們把這個函數(shù)稱為函數(shù)y=f(x)的導(dǎo)函數(shù).記為f′(x)(或y′x、y′). (3)函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x0處的導(dǎo)數(shù)f′(x0)就是導(dǎo)函數(shù)f′(x)在點(diǎn)x=x0處的函數(shù)值,即f′(x0)=f′(x)|x=x0. 類型一 函數(shù)的平均變化率 例1 (1)已知函數(shù)f(x)=2x2+3x-5. ①求:當(dāng)x1=4,x2=5時,函數(shù)增量Δy和平均變化率; ②求:當(dāng)x1=4,x2=4.1時,函數(shù)增量Δy和平均變化率. (2)求函數(shù)y=f(x)=x2在x=1,2,3附近的平均變化率,取Δx都為,哪一點(diǎn)附近的平均變化率最大? 反思與感悟 求平均變化率的主要步驟 (1)先計算函數(shù)值的改變量Δy=f(x2)-f(x1); (2)再計算自變量的改變量Δx=x2-x1; (3)得平均變化率=. 跟蹤訓(xùn)練1 (1)已知函數(shù)f(x)=x2+2x-5的圖象上的一點(diǎn)A(-1,-6)及鄰近一點(diǎn)B(-1+Δx,-6+Δy),則=________. (2)如圖所示是函數(shù)y=f(x)的圖象,則函數(shù)f(x)在區(qū)間[-1,1]上的平均變化率為________;函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,2]上的平均變化率為________. 類型二 求瞬時速度 例2 某物體的運(yùn)動路程s(單位:m)與時間t(單位:s)的關(guān)系可用函數(shù)s(t)=t2+t+1表示,求物體在t=1 s時的瞬時速度. 引申探究 1.若本例的條件不變,試求物體的初速度. 2.若本例的條件不變,試問物體在哪一時刻的瞬時速度為9 m/s. 反思與感悟 (1)不能將物體的瞬時速度轉(zhuǎn)化為函數(shù)的瞬時變化率是導(dǎo)致無從下手解答本題的常見問題. (2)求運(yùn)動物體瞬時速度的三個步驟 ①求時間改變量Δt和位移改變量Δs=s(t0+Δt)-s(t0). ②求平均速度=. ③求瞬時速度,當(dāng)Δt無限趨近于0時,無限趨近于的常數(shù)v即為瞬時速度,即v=s′(t0). 跟蹤訓(xùn)練2 一質(zhì)點(diǎn)M按運(yùn)動方程s(t)=at2+1做直線運(yùn)動(位移單位:m,時間單位:s),若質(zhì)點(diǎn)M在t=2 s時的瞬時速度為8 m/s,求常數(shù)a的值. 類型三 求函數(shù)在某一點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù) 例3 求函數(shù)f(x)=在x=1處的導(dǎo)數(shù). 反思與感悟 求一個函數(shù)y=f(x)在x=x0處的導(dǎo)數(shù)的步驟如下: (1)求函數(shù)值的變化量Δy=f(x0+Δx)-f(x0); (2)求平均變化率=; (3)取極限,得導(dǎo)數(shù)f′(x0)= . 跟蹤訓(xùn)練3 已知f(x)=3x2,f′(x0)=6,求x0. 1.一物體的運(yùn)動方程是s=3+2t,則在[2,2.1]這段時間內(nèi)的平均速度是( ) A.0.4 B.2 C.0.3 D.0.2 2.函數(shù)f(x)在x0處可導(dǎo),則 ( ) A.與x0、h都有關(guān) B.僅與x0有關(guān),而與h無關(guān) C.僅與h有關(guān),而與x0無關(guān) D.與x0、h均無關(guān) 3.當(dāng)球的半徑從1增加到2時,球的體積的平均膨脹率為________. 4.函數(shù)y=f(x)=2x2+4x在x=3處的導(dǎo)數(shù)為________. 5.已知函數(shù)f(x)=在x=1處的導(dǎo)數(shù)為-2,則實數(shù)a的值是________. 利用導(dǎo)數(shù)定義求導(dǎo)數(shù)三步曲 (1)求函數(shù)的增量Δy=f(x0+Δx)-f(x0). (2)求平均變化率=. (3)取極限,得導(dǎo)數(shù)f′(x0)= . 簡記為一差,二比,三極限. 特別提醒:①取極限前,要注意化簡,保證使當(dāng)Δx→0時,分母不為0. ②函數(shù)在x0處的導(dǎo)數(shù)f′(x0)只與x0有關(guān),與Δx無關(guān). 答案精析 問題導(dǎo)學(xué) 知識點(diǎn)一 思考1 自變量x的改變量為x2-x1,記作Δx,函數(shù)值y的改變量為y2-y1,記作Δy. 思考2 對山路AB來說,用=可近似地刻畫其陡峭程度. 思考3 觀察圖象可看出,表示曲線y=f(x)上兩點(diǎn)(x1,f(x1)),(x2,f(x2))連線的斜率. 梳理 (2)函數(shù)值 自變量 (4)斜率 知識點(diǎn)二 思考1 Δs=5(1+Δt)2-5=10Δt+5(Δt)2, ==10+5Δt. 思考2 當(dāng)Δt趨近于0時,趨近于10,這時的平均速度即為t=1時的瞬時速度. 梳理 (1)t0到t0+Δt (2) 知識點(diǎn)三 思考 f′(x0)表示f(x)在x=x0處的導(dǎo)數(shù),是一個確定的值.f′(x)是f(x)的導(dǎo)函數(shù),它是一個函數(shù).f′(x0)是導(dǎo)函數(shù)f′(x)在x=x0處的函數(shù)值. 梳理 (1)瞬時變化率 f′(x0)或y′|x=x0 (2)確定的導(dǎo)數(shù)f′(x) 題型探究 例1 解 (1)因為f(x)=2x2+3x-5, 所以Δy=f(x1+Δx)-f(x1) =2(x1+Δx)2+3(x1+Δx)-5-(2x+3x1-5) =2[(Δx)2+2x1Δx]+3Δx =2(Δx)2+(4x1+3)Δx. = =2Δx+4x1+3. ①當(dāng)x1=4,x2=5時,Δx=1, Δy=2(Δx)2+(4x1+3)Δx=2+19 =21,=21. ②當(dāng)x1=4,x2=4.1時,Δx=0.1, Δy=2(Δx)2+(4x1+3)Δx =0.02+1.9=1.92. =2Δx+4x1+3=19.2. (2)在x=1附近的平均變化率為 k1== =2+Δx; 在x=2附近的平均變化率為 k2== =4+Δx; 在x=3附近的平均變化率為 k3== =6+Δx. 當(dāng)Δx=時,k1=2+=, k2=4+=,k3=6+=. 由于k1- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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