课件 5.1.2导数的几何意义-高中数学选择性必修2(新教材同步课件)

导数的几何意义
讲师:解老师
情境导入
如何理解导数的几何意义?
问题1:什么是圆的切线? 在初中直线和圆有唯一公共点时,直线叫做圆的切线,唯一公共点叫做切点. 在初中定义切线的基础上理解斜率与导数的关系.
y
A
O
x
l1
情境导入
问题2:如图,当点 Pn(xn,f (xn))(n = 1,2,3,4)沿着曲线 f (x) 趋近点 P (x0, f (x0)) 时,割线 PPn 的变化趋势是什么?
x
x 0
由条件可知 f ' (1) =2,由点斜式可得,过点 P 的切线方程为:
y 2 2( x 1),即 y 2x.
应用探究
求曲线 y = f (x) 在 x = x0 处切线的步骤: (1)先求 f ' (x0),即曲线 y = f (x) 在 P (x0, f (x0)) 处切线的斜率. (2)再求 f (x0) ,则切线过点 (x0, f (x0); (3)最后由点斜式写出直线方程: y- f (x0) = f ' (x0) (x-x0) .
x
如图所示:
当点Q 无限接近于点 P,即 ∆x →0 时,割线 PQ 的极限位置直线 PT 叫做曲线在点 P 处的切线.也就是:当 ∆x →0 时,割线 PQ 斜率 的极限,就是切线的斜率.即:
y k lim
x0 x
lim x 0
f ( x0 x) x
f (x)
f ( x0 ).
应用探究
求曲线的切线方程 【例】求曲线 y=x2+1 在点 P (1, 2) 处的切线方程.
当f ( x0 )>0,切线的倾斜角为锐角, 当f ( x0 )<0,切线的倾斜角为钝角, 当f ( x0 ) 0,切线与x轴平行或重合。
应用探究
【例】已知曲线 y 1 .
x
(1)求曲线过点 A (1, 0) 的切线方程;
分析:观察一下这个题的点不在曲线上,所以先设切点求切点
f ( x x) f ( x)
【思路点拨】利用导数的几何意义,曲线在点 P(1,2)处的切线的 斜率等于函数 y=x2+1 在 x=1 处的导数值,再利用直线的点斜式方程写 出切线方程.
解:先求切线在 x=1的斜率 f ' (1) :
lim y lim 1+x2 1 12 1 lim x+2 =2,
x0 x
x 0
知识海洋
导数的几何意义
f ' (x0) 表示曲线 y = f (x) 在 x = x0 处的切线的斜率, 即 f ' (x0)=tanα(α为切线的倾斜角).
已知点 P (x0,y0) 是曲线 y = f (x) 上一定点,
点 Q (x0+∆x,y0+∆y) 是曲线 y = f (x) 上的动点, 我们知道平均变化率 y 表示割线 PQ 的斜率.
应用探究
【例】已知曲线 y 1 .
x
(2)求满足斜率为 1 的曲线的切线方程.
3
解:令
1 x2
1 3
,解得 x
3.
所以斜率为
1 3
的切线的切点为
3,
3 3

3,
3 3
.
所以所求的切线方程为 y 1 x 2 3 或 y 1 x 2 3 .
33
33
课堂小结
1. 曲线上一点切线的斜率值只与该点的位置有关. 2. 关于切线有两种不同的说法,求法也不同,具体求法与步骤参考类型二: (1)曲线在点 P 处的切线:点 P 在曲线上,在点 P 处作曲线的切线( P 是切点), 此时数量唯一.如图1.
(2)曲线经过点 P 处的切线:点 P 位置不确定(在曲线上或曲线外),过点 P 作曲 线上任意位置的切线(只要切线经过点 P 即可),数量不唯一.如图2,无论点 P 在曲线 上还是曲线外,过点 P 都可以作两条直线 l1、l2 与曲线相切.
y l
P
O
x
图1
y
y
l1
P
l2
O
x
O
P 是切点

图2
l2 x P
f
kPPn
xn ) f ( x0 xn x0
.
当点 Pn 无限趋近于点 P 时,kPPn
无限趋近于切线 PT 的斜率 k.
f (x) 在 x = x0 处导数就是切线 PT 的斜率 k.
y y=f (x)
Pn (xn,f(xn))
Pn
T P (x0,f(x0))
P
x y
Pn
∆y
P ∆x x
1
1
y ' = lim x 0
x
lim
x 0
x
x
x
=
x2
解:由于点
A
不在曲线上,设切点坐标为
a,1 a
,则切线的斜率为
1
11
y ' |xa = a2 ,切线方程为 y a a2 ( x a).
将 A (1,
0) 代入得,0 1 a
1 a2
(1
a),得a
1. 2
所以所求的切线方程为 y=-4x+4 .
y
y
P3 T P
P4 T P
O
xO
x
1. 当 Pn 向 P 逐步逼近的时候你发现了什么?归纳出曲线的切线的定义:
情境导入
当 Pn→P 时,割线 PPn→(确定位置)PT,PT 叫做曲线在点 P 处的切线.
2. 割线 PPn 的斜率 kn与切线 PT 的 斜率 k 有什么关系呢?
割线PPn的斜率是:
P 不是切点
课堂小结
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高二下学期数学人教A版选择性必修第二册5.1.2第二课时导数的几何意义课件

高二下学期数学人教A版选择性必修第二册5.1.2第二课时导数的几何意义课件

1.导数的概念
如果当Δx→0
时,平均变化率Δy无限趋近于一个确定的值,即Δy有极限,则称
Δx
Δx
y=
f (x)在 x = x0 处 _可_导__ , 并 把 这个 _确__定_的__值__ 叫 做 y= f (x) 在 x= x0 处 的 导数 ( 也 称 为
_瞬__时_变__化_率___),记作 f
′(x0)或__y_′|x_=__x_0 _,即 f ′(x0)=Δlixm→0
Δy
Δx =
lim
Δx→0
fx0+Δx-fx0 Δx
.
问题2:导数f ′(x0)表示函数y=f (x)在x=x0处
的瞬时变化率,反应函数y=f (x)在x=x0附近的 变化情况.那么导数的几何意义是什么?
二、 新课讲授
5.1.2导数的概念及其几何意义(第二课时)
学科版本:人教A版202X新课标 教材版本:人教A版(202X) 教材章节:选择性必修第二册5.1.2 学段学科:高中数学 年级学期:高二上学期
一、 新课引入
引导语:
问题1:根据平均变化率的概念回顾导数的概念.
二、 新课讲授
[新知初探]
知识点一 导数的几何意义
四、 知识点二
知识点二 导函数的概念 1.定义:当 x 变化时,y= f′(x) 就是 x 的函数,我们称
它为 y=f(x)的导函数(简称导数). lim fx+Δx-fx
2.记法:f′(x)或 y′,即 f′(x)=y′=_Δ_x→__0______Δ_x_____.
五、 例题练习,巩固新知
求曲线的切线方程 [例 1] 已知曲线 C:y=x2,求曲线 C 上的横坐标为 2 的 点处的切线方程.
已知曲线上一点 P(x0,f(x0)),求在该点处切线方程的三个 步骤

5.1.2导数的概念及其几何意义(上课课件)

5.1.2导数的概念及其几何意义(上课课件)

/人A数学/ 选择性必修 第二册
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1.导数的几何意义就是切线的斜率,因此比较导数大小的问题可以用 数形结合思想来解决.
曲线在某点处的切线斜率的大小反映了曲线在相应点处的变化情况, 由切线的倾斜程度,可以判断出曲线升降的快慢.
/人A数学/ 选择性必修 第二册
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4.(1)某家电制造集团为尽快实现家电下乡提出四种运 输方案,据预测,这四种方案均能在规定时间T内完成预期的运输任务 Q0,各种方案的运输总量Q与时间t的函数关系如下所示.在这四种方 案中,运输效率(单位时间内的运输量)逐步提高的是( B )
/人A数学/ 选择性必修 第二册
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2.f(x)在x=x0处的导数、曲线f(x)在x=x0附近的升降情况、点(x0,f(x0))处切 线的斜率与点(x0,f(x0))处切线的倾斜角的关系如表所示.
f(x)在 x=x0 处的导数
f′(x0)>0 f′(x0)<0 f′(x0)=0
曲线f(x)在x =x0附近的 升降情况
/人A数学/ 选择性必修 第二册
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[刻画曲线h(t)在上述 三个时刻附近的变化情况. (1)当t=t0时,曲线h(t)在t=t0处的切线l0平行于t轴,h′(t0)=0. 这时,在t=t0附近曲线比较平坦,几乎没有升降. (2)当t=t1时,曲线h(t)在t=t1处的切线l1的斜率h′(t1)<0. 这时,在t=t1附近曲线下降,即函数h(t)在t=t1附近单调递减.
/人A数学/ 选择性必修 第二册
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(2)已知函数f1(x),f2(x),f3(x),f4(x),它们在平面直角坐标系中的图象 如图所示,则f1′(x0),f2′(x0),f3′(x0),f4′(x0)的大小关系是( A ) A.f1′(x0)>f2′(x0)>f3′(x0)>f4′(x0) B.f1′(x0)>f3′(x0)>f2′(x0)>f4′(x0) C.f4′(x0)>f1′(x0)>f3′(x0)>f2′(x0) D.f1′(x0)>f3′(x0)>f4′(x0)>f2′(x0)

人教版高二下期数学选择性必修第二册-5.1.2 导数的概念及其几何意义(第1课时)【课件】

人教版高二下期数学选择性必修第二册-5.1.2 导数的概念及其几何意义(第1课时)【课件】

题型一 平均变化率
例 1 求函数 y=x2 在 x=1,2,3 附近的平均变化率,若Δx 都取13,哪一点 附近的平均变化率最大?
【解析】

x=1
附近的平均变化率为
k1

f(1+Δx)-f(1) Δx

(1+ΔΔxx)2-1=2+Δx;
在 x=2 附近的平均变化率为 k2=f(2+ΔΔx)x-f(2)=(2+ΔΔxx)2-22=4 +Δx;
5.1.2 导数的概念及其几何意义(第1课时) 导数的概念
要点 1 平均变化率 对于函数 y=f(x),设自变量 x 从 x0 变化到 x0+Δx,相应地,函数值 y 就从 f(x0)变化到 f(x0+Δx).这时,x 的变化量为Δx,y 的变化量为Δy=f(x0+Δx)- f(x0).我们把比值Δ Δyx,即Δ Δyx=_f_(__x0_+__Δ__xΔ_)_x-__f_(__x0_)__叫做函数 y=f(x)从 x0 到 x0 +Δx 的平均变化率.
要点 2 导数(瞬时变化率)
如果当Δx→0 时,平均变化率Δ Δyx无限趋近于一个确定的值,即Δ Δyx有极限,
则称 y=f(x)在 x=x0 处__可_导___,并把这个确定的值叫做 y=f(x)在___x=__x_0 __处的
__导__数___ (也称为瞬时变化率),记作__f_′(_x0_) ___或__y_′|_x=__x0_____,即 f′(x0)= lim
【解析】 ∵Δy=(1+Δx)-1+1Δx-1-11=Δx+1+ΔΔx x,
∴Δ Δyx=Δx+Δ1+xΔΔx x=1+1+1Δx,
∴ lim
Δx→0
Δ Δyx=Δlixm→0
1+1+1Δx=2.

5.1.2导数的概念及其几何意义 课件高二下学期数学人教A版(2019)选择性必修第二册

5.1.2导数的概念及其几何意义 课件高二下学期数学人教A版(2019)选择性必修第二册

4
巩固练习.求函数 y=x-x在 x=2 处的导数.
解: (导数定义法):

4
4

Δy=(2+Δx)-
-2-2
2+Δx

2Δx
=Δx+

2+Δx
2Δx
Δx+
2+Δx
Δy
2

=1+

Δx
Δx
2+Δx


2
Δy
∴lim
=lim 1+2+Δx=2,
Δx→0 Δx
Δx→0

从而 y′|x=2=2.
= lim
.
→0
→0

巩固练习.若函数 f(x)=-3x-1,则 f′(x)=(
A.0 B.-3x
C.3 D.-3
)
-3x+Δx-1--3x-1
解析:k=li
m
=-3.
Δx
Δx→0
练习.如图,函数 y=f(x)的图象在点 P 处的切线方程是 y=-x+8,
则 f(5)+f′(5)=________.
2
f (1 x) f (1)
则,k0 lim
x 0
(1 x) (1)
(1 x) (1)
lim
x 0
x
2
lim (x 2)
x 0
2
2
抛物线f ( x) x 在点(1,1)处的切线的斜率为 2
2
变式练习
求抛物线f ( x) x 1在点(0,1)处的切线方程.
=li m
Δx
Δx→0
=li m (4x0+2Δx+4)
Δx→0
求切点坐标可以按以下步骤进行

人教版高中数学选择性必修第二册5.1.2.2导数的几何意义【同步教学课件】

人教版高中数学选择性必修第二册5.1.2.2导数的几何意义【同步教学课件】

B.f′(xA)<f′(xB)
C.f′(xA)=f′(xB) D.不能确定
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).
(2)若函数f(x)的导函数在区间[a,b]上是增函数,则函数f(x)在区间[a,b]上的图
象可能是( A )
解析 如图,分别作曲线在x=a,x=b,x=c三 处的切线l1,l2,l3,设切线的斜率分别为k1,k2, k3,易知k1<k2<k3,又f′(a)=k1,f′(b)=k2,f′(c)= k3,所以f′(a)<f′(b)<f′(c).故选A.
4.曲线y=x2+ax+b在点(0,b)处的切线方程是x+y+1=0,则( D )
A.1 解析
B.12
C.-12
D.-1
因为
f′(1)=
lim
x0
a(1+Δx
2aΔx+Δax(Δx)2=
lim
x0
(2a+aΔx)=2a,
所以2a=2,所以a=1.
4.已知函数 y=f(x)的图象在点 M(1,f(1))处的切线方程是 y=12x+2,则 f(1)+f′(1)
lim
x0
(-3x0Δx-3x20-(Δx)2)=-3x20.
由 k1=k2,得 2x0=-3x20,∴x0=0 或 x0=-23.
题型三 与导数的几何意义有关的图象问题
【例3】 (1)已知y=f(x)的图象如图所示,则f′(xA)与f′(xB)的大小关系是( B )
A.f′(xA)>f′(xB)
整理得(x0-1)2(2x0+1)=0,解得 x0=1 或 x0=-12. ①当x0=1时,切点坐标为(1,1),相应的切线方程为3x-y-2=0. ②当 x0=-12时,切点坐标为-12,-18,相应的切线方程为 y+18=34x+12,

高二数学课件(人教A版选择性必修第二册)5.1.2导数的概念及其几何意义(2课时)

高二数学课件(人教A版选择性必修第二册)5.1.2导数的概念及其几何意义(2课时)
l
数 = ()在 = 0 附近的变化情况.那么导数 ’ (0 )的几何意义是什么?
l
思考1:观察函数 = ()的图象,平均变化率


=
(0 +∆)−(0 )


∆→0 ∆
’ (0 ) =
表示什么?瞬时变化率
(0 +∆)−(0 )
表示什么?
=
(0 +∆)−(0 )
叫做函数∆=新知探索源自如果当∆∆∆
→l 0时,平均变化率 无限趋近于一个确定的值,即 有极限,则称


= ()在 = 0 处可导,并把这个确定的值叫做
= ()在 = 0 处的导数(也
l
称为瞬时变化率),记作 ’ (0 )或 ’ |=0 ,即 ’ (0 )
瞬时变化率(精确到0.1).
解:血管中某一时刻药物浓度的瞬时变化率,就是药物浓度()在此时刻的导数,
从图象上看,它表示曲线()在此点处的切线的斜率.
例析
l
l
如图,画出曲线上某点处的切线,利用网格估计这条切线的斜率,可以得到此
时药物浓度瞬时变化率的近似值.
作 = 0.8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
l
l
对原油进行冷却和加热.已知在 ℎ 第时,原油的温度(单位:
℃)为 = () = 2 − 7 + 15(0 ≤ ≤ 8).计算第2 ℎ与第
6 ℎ时,原油温度的瞬时变化率,并说明它们的意义.
同理可得 ’ (6) = 5.
在第2 ℎ和第6 ℎ时,原油温度的瞬时变化率分别为−3℃/ℎ和5℃/ℎ.说明在第
这样,当变化时, = ’ ()就是的函数,我们称它为 = ()的导函数

5.1.2导数的几何意义高二数学教材教学课件(人教A版2019选择性)


01 复习导入
复习导入
导数的概念
导数是平均变化率的极限,是瞬时变化率的数学表达.
复习导入 求某点处导数值的步骤
一差、二比、三极限
02 导数的几何意义
新知探究
新知探究
平均变化率的 几何意义
新知探究
问题2:观察右图,当点 P 沿着曲线y=f(x)趋近于点 f (x)
P0 时,割线 P0 P 的变化趋势是什么?
新知探究
问题:函数在点x =x0处的导数f ′(x0)、导函数 y = f ′(x)、导数之间有什么区别与联系呢?
l
(1)函数在一点x0处的导数 f ′(x0) ,就是在该点的函数的改变量与自变量的改变 量之比的极限,它是一个常数,不是变数。
(2)函数的导数,是指某一区间内任意点x而言的, 就是函数 f (x)的导函数 f ′(x),
A.f′(x1)>f′(x2) C.f′(x1)=f′(x2)
B.f′(x1)<f′(x2) D.不能确定
新知探究
解:如图,根据导数的几何意义,f′(x1)为曲线 f(x)在点 A 处切线的斜率,设该 斜率为 k1,f′(x2l)为曲线 f(x)在点 B 处切线的斜率,设该斜率为 k2,由图象可得
3 即 12x-3y-16=0.
新知探究
方法总结 求曲线上一点处的切线方程可按以下步骤进行:(1)求出该点的坐标.(2)求出 函数在该点处的导数,即曲线在该点处的切线的斜率.(3)利用点斜式写出切 线方程.
新知探究
新知探究
例 2.过点(1,-1)且与曲线 y=x3-2x 相切的直线方程为 ( A )
(D )
新知探究
(1)由导数的l 几何意义知导函数递增说明函数切线斜率随 x 增 大而变大,因此应选 A. (2)从导函数的图象可知两个函数在 x0 处斜率相同,可以排除 B、C.再者导函数的函数值反映的是原函数的斜率大小,可明 显看出 y=f(x)的导函数的值在减小,所以原函数的斜率慢慢 变小,排除 A.

高中数学选择性必修二(人教版)《5.1.2 导数的概念及其几何意义》课件


-2+1 Δx=-12,
故曲线在点(-2,-1)处的切线方程为 y+1=-12(x+2),整理得 x
+2y+4=0.
[方法技巧] 1.过曲线上一点求切线方程的 3 个步骤
2.过曲线外一点 P 求切线方程的 6 个步骤 (1)设切点(x0,f(x0)); (2)利用所设切点求斜率 k=f′(x0)=Δlitm→0 fx0+ΔΔxx-fx0; (3)用(x0,f(x0)),P(x1,y1)表示斜率; (4)根据斜率相等求得 x0,然后求得斜率 k; (5)根据点斜式写出切线方程; (6)将切线方程化为一般式.
[学透用活]
[典例 3] 求曲线 f(x)=2x在点(-2,-1)处的切线方程. [解] 由导数的几何意义,曲线在点(-2,-1)处的切线的斜率就等
于函数 f(x)=2x在点(-2,-1)处的导数.
而 f′(-2)=lim Δt→0
f-2+Δx-f-2 Δx
=lim Δt→0
-2+2ΔΔxx+1=Δlitm→0
知识点二 导数的几何意义
(一)教材梳理填空
导数的几何意义 函数 y=f(x)在 x=x0 处的导数就是切线 PT 的斜率 k,即 k=__Δlit_m→_0__—__ fx0+Δx-fx0
————Δx———=f′(x0).
(二)基本知能小试
1.判断正误
(1)导函数 f′(x)的定义域与函数 f(x)的定义域相同.
解析:设直线 l 与曲线 C 的切点为(x0,y0),
因为 y′=lim Δt →0
x+Δx3-x+Δx2+1-x3-x2+1 Δx
=3x2-2x,
则 y′| x=x0=3x20-2x0=1,
解得 x0=1 或 x0=-13.

人教版高二下期数学选择性必修第二册-5.1.2 导数的概念及其几何意义(第2课时)【课件】


要点 3 导函数
从求函数 y=f(x)在 x=x0 处导数的过程可以看出,当 x=x0 时,f′(x0)是一个 唯一确定的数.这样,当 x 变化时,y=f′(x)就是 x 的函数,我们称它为 y=f(x)
的___导__函_数____ (简称导数).y=f(x)的导函数记作__f′(_x_) ___或___y_′ __,即 f′(x)=y
要点 2 函数的单调性与导数的关系 若 f′(x0)=0,则函数在 x=x0 处切线的斜率 k=__0___; 若 f′(x0)>0,则函数在 x=x0 处切线的斜率 k__>__0,且函数在 x=x0 附近 _单__调_递__增_且 f′(x0)越大,说明函数图象变化得越快; 若 f′(x0)<0,则函数在 x=x0 处切线的斜率 k_<__0,且函数在 x=x0 附近 ___单_调__递_减____,且|f′(x0)|越大,说明函数图象变化得越快.
f(x+Δx)-f(x) Δx

lim
Δx→0
(x+ΔΔxx)2-x2=Δlixm→0 (2x+Δx)=2x.
设点 P(x0,y0)是满足条件的点.
(1)因为点 P 处的切线与直线 y=4x-5 平行,所以 2x0=4,解得 x0=2,所以
y0=4,即满足条件的点的坐标为 P(2,4).
(2)因为点 P 处的切线与直线 2x-6y+5=0 垂直,且直线 2x-6y+5=0 的斜 率为13,所以 2x0·13=-1,解得 x0=-32,所以 y0=94,即满足条件的点的坐标为 P-32,94.
如果函数 y=f(x)在区间(a,b)内的每一点处都有导数,我们就说这个函数在
区间(a,b)上是可导函数.
课时学案
题型一 已知点在曲线上的切线问题

人教版高中数学选择性必修第二册5.1.2导数的概念及其几何意义【课件】


问题的答案也有一样的表示形式.
下面我们用上述思想方法研究更一般的问题.
新知导入
平均速度
平均变化率
缩短时间间隔
缩短时间间隔
瞬时速度 0
瞬时变化率
新知讲解
平均变化率
函数 y=f(x),从 到 的平均变化率:
(1)自变量的改变量:∆ = −
(2)函数值的改变量:∆ = ( ) − ( )
在第2h与第6h时,原油温度的瞬时变化率分别为−3 ℃/ℎ 与 5 ℃/ℎ .
说明在第2h附近,原油温度大约以3 ℃/ℎ的速率下降,在第6h附近,原油温度
大约以5 ℃/ℎ的速率上升.
一般地,′ ( ≤ ≤ )反映了原油温度在时刻 附近的变化情况.
合作探究
例3 一辆汽车在公路上沿直线变速行驶,假设 t s时汽车的速度(单位:m/s)
数值有关,与∆无关.
(2)

限接近.
0 是一个常数,即当∆ → 0时,存在一个常数与
+∆ −( )


合作探究
例1 设 =

,求′


解:

+ ∆ −
=
∆→





+

=
= −
= −
∆→
∆→

+ ∆
合作探究
例2 将原油精炼为汽油、柴油、塑胶等各种不同产品,需要对原油进行冷却和加热.
已知在第 x h时,原油的温度(单位:℃)为
= = − + ( ≤ ≤ ) .
计算第 2 h 与第 6 h 时,原油温度的瞬时变化率,并说明它们的意义.
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