高中数学1.1变化率与导数1.1.1变化率问题1.1.2导数的概念课后课时精练课件新人教A版选修2_2
1.1.1变化率问题、1.1.2导数的概念
趋近于常数,我们把这个常数
称为t0时刻的瞬时速度
第1讲 描述运动第的一基章本概念导数及其应用
3 |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,平均变化率ΔΔyx = f (x2 )-f (x1) 为割线AB的⑦ 斜率 .
x2 -x1
Δx 0
2Δx
=2f'(x0)=8,
故选D.
第1讲 描述运动第的一基章本概念导数及其应用
2 | 求函数在某一点处的导数的方法与技巧 求函数y=f(x)在点x0处的导数的三个步骤,简称:一差、二比、三极限.
第1讲 描述运动第的一基章本概念导数及其应用
(★★☆)已知f(x)=x- a ,若 f'(1)=2,求a的值.
x
解析 ∴ Δy
=
∵Δy=(1+Δx)-
1 Δx aΔx
1 Δx =1+
a Δx
a
- 1,
a 1
=Δx+a-
1
a Δx
=Δx+a-
a(1 1
Δx)-aΔx Δx
=Δx+
aΔx 1 Δx
∴
f'(1)=
lim
Δx 0
Δy Δx
=
lim
Δx 0
1
1
a Δx
=1+a=2,
∴a=1.
Δy Δx
存在.
第1讲 描述运动第的一基章本概念导数及其应用
判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕”. 1.Δx趋近于0表示Δx=0. ( ✕ )
提示:Δx趋近于0,即Δx无限小,但不等于零,否则 ΔΔyx无意义.
高中数学北师大版选修1-1课件：第三章变化率与导数2导数的概念及其几何意义
例2 已知曲线y＝2x2上一点A(1,2)，求：
(1)点A处的切线的斜率；
解
lim
Δx→0
ΔΔyx＝Δlixm→0
21＋Δx2－2×12 Δx
4Δx＋2Δx2
＝ lim Δx→0
Δx
＝lim (4＋2Δx)＝4， Δx→0
∴点A处的切线的斜率为4.
(2)点A处的切线方程.
解 点A处的切线方程是y－2＝4(x－1)，
得a＝－7.
反思感悟 利用导数的几何意义将数与形联系起来，根据图像中切线与割线 的倾斜角的大小确定数据的大小.
跟踪训练4 (1)已知函数f(x)在R上可导，其部分图像如图所示，设 f2－f1＝ 2－1
a，则下列不等式正确的是 A.f′(1)<f′(2)<a
√B.f′(1)<a<f′(2)
C.f′(2)<f′(1)<a
反思感悟 根据切线斜率求切点坐标的步骤 (1)设切点坐标(x0，y0). (2)求导函数f′(x). (3)求切线的斜率f′(x0). (4)由斜率间的关系列出关于x0的方程，解方程求x0. (5)点(x0，y0)在曲线f(x)上，将x0代入求y0，得切点坐标.
跟踪训练3 已知直线l：y＝4x＋a与曲线C：y＝f(x)＝x3－2x2＋3相切，求a的 值及切点坐标.
D.a<f′(1)<f′(2)
解析 由图像可知，在(0，＋∞)上，函数f(x)为增函数，且曲线切线的斜率越
来越大，
f2－f1
∵
＝a，∴易知 f′(1)<a<f′(2).
2－1
(2)曲线y＝x3在点(a，a3)(a≠0)处的切线与x轴及直线x＝a围成的三角形的面积 为 16，则a＝__±_1__.
高中数学第一章导数及其应用1.1.1变化率问题1.1.2导数的概念课件新人教A版选修22072113
1.1.1 变化率问题(wèntí) 1.1.2 导数的概念
第一页，Байду номын сангаас32页。
学习目标
1.了解(liǎojiě)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. 3.会利用导数的定义求函数在某点处的导数.
问题(wèntí) 导学
题型探究 (tànjiū)
解析(jiě xī)
1 2345
2.物体自由落体的运动方程为 s(t)＝12gt2，g＝9.8 m/s2，若 v＝
s1＋Δt－s1
lim
Δx→0
Δt
＝9.8 m/s，那么下列说法中正确的是( C )
A.9.8 m/s是物体(wùtǐ)从0 s到1 s这段时间内的速率
B.9.8 m/s是1 s到(1＋Δt)s这段时间内的速率
简记(jiǎn jì)为一差，二比，三极限.
特别提醒 ①取极限前，要注意化简 ，Δy保证使Δx→0时分母不为0. Δx
②函数在x0处的导数f′(x0)只与x0有关，与Δx无关.
③导数可以描述任何事物的瞬时变化率，应用非常广泛.
第三十二页，共32页。
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x4]这几个(jǐ ɡè)区间内，平均变化率最大的一个区
间是________. [x3，x4]
解析 由平均变化率的定义可知，函数y＝f(x)在区间[x1，x2]，[x2，x3]，[x3，
x4]上平均变化率分别为
fxx22－－fx1x1，fxx33－－fx2x2，fx结x44－ －合(fxj3ixé3h，é)图象可
解 割线PQ的斜率(xiélǜ)即为函数f(x)从1到1＋Δx的平均变化ΔΔ率yx . ∵Δy＝f(1＋Δx)－f(1)＝(1＋Δx)2－(1＋Δx)－(12－1)＝Δx＋(Δx)2， ∴割线PQ的斜率k＝ Δ＝y 1＋Δx.
1.1.1和1.1.2变化率问题、导数的概念课件人教新课标1
【解析】(1)自变量x从1变到2时，函数f(x)=2x+1的函数值的
增量为Δy=5-3=2，故增量之比是2.
答案：2
(2)函数f(x)=x2在x=1处的瞬时变化率是 lim f (1 x) f (1)
x0
x
lim (1 x)2 12 lim (2 x) 2.
x0
x
x0
答案：2
(3)函数y=f(x)= 1 在x=-1处的导数可表示为f′(-1)或
【微思考】
(1)函数f(x)在区间[x1，x2]上的平均变化率的大小与曲线 y=f(x)在区间[x1，x2]上的“峻峭”程度有什么关系？ 提示：平均变化率的绝对值越大，曲线y=f(x)在区间[x1，x2]
上越“峻峭”，反之亦然. (2)平均变化率可以是零吗？ 举例说明. 提示：可以是零，如函数f(x)=a(a为常数).
Δx趋于0的距离要多近有多近，即|Δx-0|可以小于给定的任
意小的正数，且始终Δx≠0.
3.对导数概念的两点说明
(若1)当xy 的Δ极x≠限0不时存，在比，值则xyf的 (x极)在限点存x在0处，不则可f导(x或)在无点导x数0处.可导；
(2)在点x=x0处的导数的定义可变形为f′(x0)=
lim f (x0 x) f (x0 )
取定值，x1取不同的数值时，函数的平均变化率也是不同的.
特别地，当函数f(x)为常数函数时，Δy=0，则 y =0.
x
2.对平均变化率的三点说明 (1)y=f(x)在区间[x1，x2]上的平均变化率是曲线y=f(x)在 区间[x1，x2]上峻峭程度的“数量化”，曲线峻峭程度是平 均变化率的“视觉化”． (2)平均变化率的几何意义就是函数y=f(x)图象上两点P1(x1，
1.1 变化率问题 1.2 导数的概念
§3．1.1 变化率问题§3．1.2 导数的概念【学情分析】：本节的中心任务是形成导数的概念.概念形成划分为两个层次：1、借助气球膨胀率问题，了解变化率的含义；借助高台跳水问题，明确瞬时速度的含义.2、以速度模型为出发点，结合其他实例抽象出导数概念，使学生认识到导数就是瞬时变化率，了解导数内涵.学生对导数概念的理解会有些困难，所以要对课本上的两个问题进行深入的探讨，以便顺利地使学生形成导数的概念。
【教学目标】：知道了物体的运动规律，用极限来定义物体的瞬时速度，学会求物体的瞬时速度掌握导数的定义. 【教学重点】：理解掌握物体的瞬时速度的意义和导数的定义.【教学难点】：理解掌握物体的瞬时速度的意义和导数的定义.【教学过程设计】：气球的平均膨胀率为)/(16.012)1()2(L dm r r ≈--可以看出，随着气球体积逐渐增大，它的平均膨胀率逐渐变小了．思考：当空气容量从V 1增加到V 2时,气球的平均膨胀率是多少?1212)()(V V V r V r --问题2 高台跳水在高台跳水运动中,运动员相对于水面的高度h (单位：m )与起跳后的时间t （单位：s ）存在函数关系h (t )= -4.9t 2+6.5t +10.如何用运动员在某些时间段内的平均速v 度粗略地描述其运动状态?思考计算：5.00≤≤t 和21≤≤t 的平均速度v在5.00≤≤t 这段时间里，)/(05.405.0)0()5.0(s m h h v =--=；在21≤≤t 这段时间里，)/(2.812)1()2(s m h h v -=--=探究：计算运动员在49650≤≤t 这段时间里的平均速度，并思考以下问题：（1）运动员在这段时间内使静止的吗？（2）你认为用平均速度描述运动员的运动状态有什么问题吗？ 探究过程：如图是函数h (t )= -4.9t 2+6.5t +10的图像，结合图形可知，)0()4965(h h =， 所以)/(004965)0()4965(m s h h v =--=， 虽然运动员在49650≤≤t 这段时间里的平均速度为)/(0m s ，但实际情况是运动员仍然运动，并非静止，可以说明用平均速度不能精确描述运动员的运动状态．（二）平均变化率概念:1．上述问题中的变化率可用式子1212)()(x x x f x f --表示,称为函数f (x )从x 1到x 2的平均变化率2．若设12x x x -=∆, )()(12x f x f f -=∆ (这里x ∆看作是对于x 1的一个“增量”可用x 1+x ∆代替x 2,同样)()(12x f x f y f -=∆=∆)hto时，原油温度的瞬时变化率，并说明它们的意义．f附近的变化情况．注：一般地，'(。
高中数学 1.1 变化率与导数 1.1.1 变化率问题 1.1.2 导数的概念学案 新人教A版选修2-2
1.1 变化率与导数1.1.1 变化率问题 1.1.2 导数的概念学习目标：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)[自 主 预 习·探 新 知]1．函数的平均变化率(1)函数y ＝f (x )从x 1到x 2的平均变化率为Δy Δx＝fx 2－f x 1x 2－x 1，其中Δx ＝x 2－x 1是相对于x 1的一个“增量”，Δy ＝f (x 2)－f (x 1)＝f (x 1＋Δx )－f (x 1)是相对于f (x 1)的一个“增量”．(2)平均变化率的几何意义设A (x 1，f (x 1))，B (x 2，f (x 2))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Δy Δx＝f x 2－f x 1x 2－x 1＝f x 1＋Δx －f x 1Δx为割线AB 的斜率，如图111所示．图111思考：Δx ，Δy 的值一定是正值吗？平均变化率是否一定为正值？[提示] Δx ，Δy 可正可负，Δy 也可以为零，但Δx 不能为零．平均变化率ΔyΔx 可正、可负、可为零．2．瞬时速度与瞬时变化率(1)物体在某一时刻的速度称为瞬时速度．(2)函数f (x )在x ＝x 0处的瞬时变化率是函数f (x )从x 0到x 0＋Δx 的平均变化率在Δx →0时的极限即lim Δx →0Δy Δx＝lim Δx →0f x 0＋Δx －f x 0Δx.3．导数的概念函数y ＝f (x )在x ＝x 0处的导数就是函数y ＝f (x )在x ＝x 0处的瞬时变化率，记作f ′(x 0)或y ′| x ＝x 0，即f ′(x 0)＝lim Δx →0f x 0＋Δx －f x 0Δx.[基础自测]1．思考辨析(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．( )提示：(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y＝f(x)，自变量x由x0改变到x0＋Δx时，函数的改变量Δy为( )【导学号：31062000】A．f(x0＋Δx) B．f(x0)＋ΔxC．f(x0)·Δx D．f(x0＋Δx)－f(x0)D[Δy＝f(x0＋Δx)－f(x0)，故选D.]3．若一质点按规律s＝8＋t2运动，则在一小段时间[2,2.1]内的平均速度是( ) A．4 B．4.1C．0.41 D．－1.1B[v＝ΔsΔt＝s－s2.1－2＝2.12－220.1＝4.1，故选B.]4．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→0ΔyΔx＝limΔx→0f＋Δx－fΔx＝limΔx→0＋Δx2－12Δx＝limΔx→0(2＋Δx)＝2.[答案] 25．函数f(x)＝2在x＝6处的导数等于________．[解析]f′(6)＝limΔx→0f＋Δx－fΔx＝limΔx→02－2Δx＝0.[答案] 0[合作探究·攻重难](1)从0.1到0.2的平均变化率；(2)在区间[x 0，x 0＋Δx ]上的平均变化率.【导学号：31062001】[解] (1)因为f (x )＝3x 2＋5， 所以从0.1到0.2的平均变化率为 3×0.22＋5－3×0.12－50.2－0.1＝0.9.(2)f (x 0＋Δx )－f (x 0)＝3(x 0＋Δx )2＋5－(3x 20＋5) ＝3x 20＋6x 0Δx ＋3(Δx )2＋5－3x 20－5＝6x 0Δx ＋3(Δx )2. 函数f (x )在区间[x 0，x 0＋Δx ]上的平均变化率为6x 0Δx ＋Δx2Δx ＝6x 0＋3Δx .[规律方法] 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 ＝x 2－x 1； 第二步，求函数值的增量Δy ＝f x 2－f x 1；第三步，求平均变化率Δy Δx＝fx 2－f x 1x 2－x 12.求平均变化率的一个关注点求点x 0附近的平均变化率，可用f x 0＋Δx －f x 0Δx的形式.[跟踪训练]1．如图112，函数y ＝f (x )在A ，B 两点间的平均变化率等于( )图112A ．1B ．－1C ．2D ．－2B [平均变化率为1－33－1＝－1.故选B.]2．已知函数y ＝f (x )＝2x 2的图象上点P (1,2)及邻近点Q (1＋Δx,2＋Δy )，则Δy Δx 的值为( )【导学号：31062002】A ．4B ．4xC ．4＋2Δx 2D ．4＋2ΔxD [Δy Δx ＝＋Δx 2－2×12Δx＝4＋2Δx .故选D.][探究问题]1．物体的路程s 与时间t 的关系是s (t )＝5t 2，如何计算物体在[1,1＋Δt ]这段时间内的平均速度？提示：Δs ＝5(1＋Δt )2－5＝10Δt ＋5(Δt )2，v ＝Δs Δt＝10＋5Δt .2．当Δt 趋近于0时，探究1中的平均速度趋近于多少？怎样理解这一速度？ 提示：当Δt 趋近于0时，ΔsΔt趋近于10，这时的平均速度即为当t ＝1时的瞬时速度．某物体的运动路程s (单位：m)与时间t (单位：s)的关系可用函数s (t )＝t 2＋t＋1表示，求物体在t ＝1 s 时的瞬时速度．[思路探究] 计算物体在[1，1＋Δt ]内的平均速度Δs Δt ――→令Δt →0计算lim Δt →0ΔsΔt―→得t ＝1 s 时的瞬时速度[解] ∵Δs Δt ＝s＋Δt －sΔt＝＋Δt2＋＋Δt ＋1－2＋1＋Δt＝3＋Δt ，∴lim Δt →0ΔsΔt＝lim Δt →0(3＋Δt )＝3.∴物体在t ＝1处的瞬时变化率为3. 即物体在t ＝1 s 时的瞬时速度为3 m/s.母题探究：1.(变结论)在本例条件不变的前提下，试求物体的初速度． [解] 求物体的初速度，即求物体在t ＝0时的瞬时速度． ∵Δs Δt ＝s ＋Δt －sΔt＝＋Δt2＋＋Δt ＋1－1Δt＝1＋Δt ，∴lim Δt →0(1＋Δt )＝1.∴物体在t ＝0时的瞬时变化率为1，即物体的初速度为1 m/s.2．(变结论)在本例条件不变的前提下，试问物体在哪一时刻的瞬时速度为9 m/s. [解] 设物体在t 0时刻的瞬时速度为9 m/s.又Δs Δt ＝s t 0＋Δt －s t 0Δt＝(2t 0＋1)＋Δt .lim Δt →0ΔsΔt＝lim Δt →0(2t 0＋1＋Δt )＝2t 0＋1. 则2t 0＋1＝9， ∴t 0＝4.则物体在4 s 时的瞬时速度为9 m/s.[规律方法] 求运动物体瞬时速度的三个步骤求时间改变量Δt 和位移改变量Δs ＝s t 0＋Δt －s t 0求平均速度v ＝Δs Δt求瞬时速度，当Δt 无限趋近于0时，\f(Δs,Δt )无限趋近于常数v ，即为瞬时速度.(1)设函数y ＝f (x )在x ＝x 0处可导，且lim Δx →00x 0Δx＝1，则f ′(x 0)等于( )A ．1B ．－1C ．－13D ．13(2)求函数f (x )＝x －1x在x ＝1处的导数．[思路探究] (1)类比f ′(x 0)＝lim Δx →0f x 0＋Δx －f x 0Δx求解．(2)先求Δy ―→再求Δy Δx ―→计算lim Δx →0ΔyΔx(1)C [∵lim Δx →0f x 0－3Δx －f x 0Δx＝lim Δx →0⎣⎢⎡⎦⎥⎤f x 0－3Δx －f x 0－3Δx －＝－3f ′(x 0)＝1，∴f ′(x 0)＝－13，故选C.](2)∵Δy ＝(1＋Δx )－11＋Δx －⎝ ⎛⎭⎪⎫1－11 ＝Δx ＋1－11＋Δx ＝Δx ＋Δx1＋Δx， ∴Δy Δx ＝Δx ＋Δx 1＋Δx Δx ＝1＋11＋Δx ， ∴f ′(1)＝lim Δx →0Δy Δx ＝lim Δx →0⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋11＋Δx ＝2.[规律方法] 求函数y ＝f (x )在点x 0处的导数的三个步骤简称：一差、二比、三极限． [跟踪训练]3．已知f ′(1)＝－2，则lim Δx →0f－2Δx －fΔx＝________.【导学号：31062003】[解析] ∵f ′(1)＝－2， ∴limΔx →0f－2Δx －fΔx＝lim Δx →0f－2Δx －f ⎝ ⎛⎭⎪⎫－12－2Δx＝－2lim Δx →0f－2Δx －f －2Δx＝－2f ′(1)＝－2×(－2)＝4.[答案] 44．求函数y ＝3x 2在x ＝1处的导数．[解] ∵Δy ＝f (1＋Δx )－f (1)＝3(1＋Δx )2－3＝6Δx ＋3(Δx )2，∴Δy Δx ＝6＋3Δx ，∴f ′(1)＝lim Δx →0ΔyΔx＝lim Δx →0(6＋3Δx )＝6.[当 堂 达 标·固 双 基]1．一物体的运动方程是s ＝3＋2t ，则在[2,2.1]这段时间内的平均速度是( )A ．0.4B ．2C ．0.3D ．0.2B [v ＝s－s 2.1－2＝4.2－40.1＝2.]2．物体自由落体的运动方程为s (t )＝12gt 2，g ＝9.8 m/s 2，若v ＝lim Δt →0＝s 1＋Δt －s 1Δt＝9.8 m/s ，那么下列说法中正确的是( )【导学号：31062004】A ．9.8 m/s 是物体从0 s 到1 s 这段时间内的速率B ．9.8 m/s 是1 s 到(1＋Δt )s 这段时间内的速率C ．9.8 m/s 是物体在t ＝1 s 这一时刻的速率D ．9.8 m/s 是物体从1 s 到(1＋Δt )s 这段时间内的平均速率 C [结合平均变化率与瞬时变化率可知选项C 正确．] 3．函数f (x )＝x 在x ＝1处的导数为________． [解析] ∵Δy ＝f (1＋Δx )－f (1)＝1＋Δx －1， ∴Δy Δx ＝1＋Δx －1Δx ＝11＋Δx ＋1， ∴f ′(1)＝lim Δx →0Δy Δx ＝lim Δx →011＋Δx ＋1＝12.[答案] 124．设f (x )在x 0处可导，若lim Δx →0f x 0＋3Δx －f x 0Δx＝A ，则f ′(x 0)＝________.[解析] lim Δx →0f x 0＋3Δx －f x 0Δx＝3lim 3Δx →0f x 0＋3Δx －f x 03Δx＝3f ′(x 0)＝A .故f ′(x 0)＝13A .[答案] A35．在曲线y ＝f (x )＝x 2＋3上取一点P (1,4)及附近一点(1＋Δx,4＋Δy )，求：(1)Δy Δx ；(2)f ′(1).【导学号：31062005】[解] (1)Δy Δx ＝f＋Δx －fΔx＝＋Δx2＋3－2＋Δx＝2＋Δx .(2)f ′(1)＝lim Δx →0f＋Δx －fΔx＝lim Δx →0(2＋Δx )＝2.。
2014-2015学年高中数学(人教版选修2-2)配套课件第一章 1.1 1.1.2 导数的概念
栏 目 链 接
∴4 s 时物体的瞬时速度为 2＋6×4＝26.
题型2
利用导数的定义求导数
例2 利用导数的定义解下列各题：
1 (1)求函数 f(x)＝ 在 x＝1 处的导数； x＋1 (2)已知函数 f(x)＝ax2＋2x 在 x＝1 处的导数为 6， 求a 的值．
－Δx 1 1 Δy 解析： (1)因为 Δy＝f(1＋Δx)－f(1)＝ － ＝ ， 所以 Δx 2＋Δx 2 22＋Δx 1 Δy 1 ＝－ ，于是 f(x)在 x＝1 处的导数 f′(1)＝Δ lim ＝－ . x→0 Δx 4 22＋Δx
1 2 2． 已知物体做自由落体运动的方程为 s(t)＝ gt ， 若 Δt→0 时， 2 s1＋Δt－s1 无限趋近于 9.8 m/s，则正确的说法是( Δt A．9.8 m/s 是物体在 0～1 s 这段时间内的速度 B．9.8 m/s 是物体在 1 s～(1＋Δt)s 这段时间内的速度 C．9.8 m/s 是物体在 t＝1 s 这一时刻的速度 D．9.8 m/s 是物体从 1 s～(1＋Δt)s 这段时间内的平均速度
栏 目 链 接
点评：由导数的定义求导数，是求导数的基本方法， 必须严格按以下三个步骤进行： ①求函数的增量 Δy＝f(x0＋Δx)－f(x0)； Δy fx0＋Δx－fx0 ②求平均变化率 ＝ ； Δx Δx Δy ③取极限，得导数 f′(x0)＝Δ lim . x→0 Δx
例：设函数 y＝f(x)＝3x2，则 Δy＝f(1＋Δx)－f(1) Δy Δy 2 6Δ x ＋ 3(Δ x ) 6 ＋ 3Δ x ＝________________， ＝______________，Δ lim x→0 Δx Δx
6 6 ＝______________ ；f′(1)＝______________.
1.1.1变化率问题1.1.2导数的概念课件高二下学期数学人教A版选修22
度, 写成
lim
t 0
h(2
+
t) t
-
h(2)
.
即
lim
t 0
h(2
+
t) t
-
h(2)
=
-13.1.
2. 瞬时变化率
对于函数的平均变化率
y = f (x2 ) - f (x1) ,
x
x2 - x1
由△x=x2-x1 得 x2=△x+x1,
y = f (x + x1) - f (x1) .
x
x
当△x 很小很小时, △x+x1 就接近于 x1.
我们用符号
lim
x0
表示△x
趋近于零,
用平均变化
率的极限 lim y = lim f (x + x1) - f (x1)
x x0
x0
x
表示函数在 x1 处的瞬时变化率.
3. 导数
一般地, 函数 y=f(x) 在 x=x0 处的瞬时变化率是
lim f (x0 + x) - f (x0 ) = lim y ,
x0
x
x0 x
我们称它为函数 y=f(x) 在 x=x0 处的导数, 记作 f(x0)
或 y |x=x0, 即
f
(x0) =
lim
x0
f
(x0 + x)x
f
(x0) .
问题 1 中, 运动员在时间 t=2 时的瞬时速度就是 求函数 h(x) 在 t=2 时的导数.
导数可以描述任何物体的瞬时变化.
由导数的定义可知, 求函数 y = f (x)的导数的一般方法:
人教A版·高中数学·选修2-2 第一章
sect;1.1.1—2变化率问题、导数的概念
§1.1.1—2变化率问题、导数的概念※ 典型例题[解析]0000000()()[()]()lim lim ()()x x f x x f x f x x f x f x x x ∆→∆→-∆-+-∆-'=-=-∆-∆.故选B1. 解:B 计算0lim x ∆→(1)(1)s s t s tt∆+∆-=∆∆即可2. 【解题思路】计算连续函数()y f x =在点0x x =处的瞬时变化率实际上就是()y f x =在点0x x =处的导数.:解析：加速度v =tt ts t s t t ∆-∆+=∆-∆+→∆→∆225)5(lim )5()5(limlim →∆=t (10+Δt )=10 m /s.※ 当堂检测：1. B2. B3. C4. 18 ；5. 1 ；6.．3 ；一、选择题 1．[答案] C[解析] 由定义，f ′(x 0)是当Δx 无限趋近于0时，Δy Δx 无限趋近的常数，故应选C.2．[答案] B[解析] ∵f (x )＝x 2，x ＝1， ∴Δy ＝f (1＋Δx )2－f (1)＝(1＋Δx )2－1＝2·Δx ＋(Δx )2 ∴Δy Δx ＝2＋Δx 当Δx →0时，ΔyΔx →2 ∴f ′(1)＝2，故应选B. 3．[答案] D[解析] ∵Δs Δt ＝4(5＋Δt )2－3－4×52＋3Δt＝40＋4Δt ，∴s ′(5)＝li m Δt →0 ΔsΔt ＝li m Δt →0 (40＋4Δt )＝40.故应选D.4．[答案] C[解析] 由导数的定义可知C 错误．故应选C. 5．[答案] D[解析] 当f (x )＝b 时，f ′(x )＝0，所以f (x )的图象为一条直线，故应选D.6．[答案]C [解析] li m x →a f (x )－f (a )x －a＝li m x →a 1x －1ax －a＝li m x →aa －x (x －a )·xa ＝－li m x →a 1ax ＝－1a2二、填空题7．[答案] －11，－112[解析] li m Δx →0f (x 0－Δx )－f (x 0)Δx＝－li m Δx →0f (x 0－Δx )－f (x 0)－Δx＝－f ′(x 0)＝－11；li m x →x 0f (x )－f (x 0)2(x 0－x )＝－12m Δx →0 f (x 0＋Δx )－f (x 0)Δx＝－12f ′(x 0)＝－112.8． [答案] 0[解析] ∵Δy ＝⎝⎛⎭⎫1＋Δx ＋11＋Δx －⎝⎛⎭⎫1＋11＝Δx －1＋1Δx ＋1＝(Δx )2Δx ＋1，∴Δy Δx ＝Δx Δx ＋1.∴y ′|x ＝1＝li m Δx →0 ΔxΔx ＋1＝0.三、解答题9．[解析] 由导数定义有f ′(x 0)＝li m Δx →0 f (x 0＋Δx )－f (x 0)Δx ＝li m Δx →0(x 0＋Δx )2－x 20Δx ＝li m Δx →0Δx (2x 0＋Δx )Δx＝2x 0，10．解析] 位移公式为s ＝12at 2∵Δs ＝12a (t 0＋Δt )2－1220＝at 0Δt ＋12(Δt )2∴Δs Δt ＝at 0＋12Δt ， ∴li m Δt →0Δs Δt ＝li m Δt →0 ⎝⎛⎭⎫at 0＋12a Δt ＝at 0，已知a ＝5.0×105m/s 2，t 0＝1.6×10－3s ， ∴at 0＝800m/s.所以枪弹射出枪口时的瞬时速度为800m/s.11．[解析] (1)Δy Δx ＝f (1＋Δx )－f (1)Δx＝(1＋Δx )2＋3－12－3Δx＝2＋Δx .(2)f ′(1)＝lim Δx →0f (1＋Δx )－f (1)Δx＝lim Δx →0(2＋Δx )＝2.§1.1.3导数的几何意义※ 典型例题【解题思路】：点P 在函数的曲线上，因此过点P 的切线的斜率就是y '在1=x 处的函数值； 点Q 不在函数曲线上，因此不能够直接用导数求值，要通过设切点的方法求切线．切忌直接将P ，Q 看作曲线上的点用导数求解。
1.1.1变化率问题1.1.2导数的概念
函数 y=f(x)在 x=x0 处的瞬时变化率是函数 f(x )从 瞬时 变化率
������x →0
x0 到 x0+Δx 的平均变化率在 Δx→0 时的极限,即 ������������������
f (x 0 +������x )-f ( x 0 ) ������x
刻画函数值在 x0 点附近变化 的快慢
0
Δ������ ������(������0+Δ������)-������(������0) = lim . Δ������ Δ������ →0 Δ������ Δ������ →0
关于导数应注意以下几点 : ①Δx→0 是指 Δx 从 0 的左右两侧分别趋向于 0,但永远不会为 0. ②令 x=x0+Δx,得 Δx=x-x0,于是 f'(x0)= lim f'(x0)= lim
π 2
π 2
(1)比较平均变化率的大小,可按作差法或作商法的步骤进行,关 键是对差式进行合理的变形,以便探讨差的符号. (2)平均变化率的大小可说明函数图象的陡峭程度. (3)由于 Δx 可正可负,在比较大小时需分类讨论.
������(������0+Δ������)-������(������0) 意义相同. Δ������ Δ������ →0 ������(������)-������(������0) ,与概念中的 ������- ������0 ������ →������ 0
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目标引航
自主预习
课堂互动
典型考题
随堂练习
【做一做 2 】 设函数 y=f(x)在点 x0 附近有定义,且有 f(x0+Δx)-f(x0)=aΔx+b(Δx) (a,b 为常数),则 f'(x0)=
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解 (1)h(0)表示航天飞机未发射时的高度，h(1)表示航天飞机发射 1 s 后
的高度．
(2)ΔΔht ＝h11－ －h00＝80(m/s)，即第 1 s 内高度的平均变化率为 80 m/s.
(3)h′(1)＝ lim Δt→0
Δh Δt
＝
lim
Δt→0
h1＋Δt－h1 Δt
＝
lim
A．－3 m/s B．3 m/s C．6 m/s D．－6 m/s
答案 D
解析 当 Δt 趋近于 0 时，－3Δt－6 趋近于－6，即 t＝1 时该质点的瞬时 速度为－6 m/s.
答案
解析
4．函数 f(x)可导，则lim Δx→0
f1＋Δ3Δxx－f1等于(
)
A．f′(1) B．不存在
C．13f′(1) D．以上都不对
课后课时精练
A 级：基础巩固练
一、选择题
1．已知函数 f(x)＝x2＋1，则在 x0＝2，Δx＝0.1 时，Δy 的值为( )
A．0.40
B．0.41
C．0.43
D．0.44
答案 B
解析 ∵x0＝2，Δx＝0.1， ∴Δy＝f(x0＋Δx)－f(x0)＝f(2.1)－f(2)＝0.41.
答案
解析
2．如图，函数 y＝f(x)在 A，B 两点间的平均变化率是( )
答案
解析
6．函数 f(x)＝x2 在 x0 到 x0＋Δx 之间的平均变化率为 k1，在 x0－Δx 到 x0
之间的平均变化率为 k2，则 k1 与 k2 的大小关系是( )
A．k1<k2
B．k1>k2
C．k1＝k2 D．不确定
答案 D
答案
解析
∵ y ＝ f(x) ＝ x2
在
x0
到
x0 ＋ Δx
之
间
的
平
均
变
化
率
为
Δy Δx
＝
fx0＋ΔΔxx－fx0＝x0＋ΔΔxx2－x02＝2x0＋Δx＝k1，又∵y＝f(x)＝x2 在 x0－Δx 到 x0
之间的平均变化率为ΔΔyx＝fx0－fΔxx0－Δx＝x20－xΔ0－x Δx2＝2x0－Δx＝k2，又∵
k1－k2＝2Δx，而 Δx 的符号不能确定，故 k1，k2 大小不确定，选 D．
Δt→0
[5(Δt)2 ＋ 45Δt＋ 120] ＝
120，即第 1 s 末高度的瞬时变化率为 120 m/s.
它说明在第 1 s 末附近，航天飞机的高度大约以 120 m/s 的速度增加．
答案
12．建造一栋面积为 x 平方米的房屋需要成本 y 万元，y 是关于 x 的函
数，y＝f(x)＝1x0＋10x＋0.3，求 f′(100)，并解释它的实际意义．
答案 1
解析 ∵Δs＝7(t0＋Δt)2－13(t0＋Δt)＋8－7t20＋13t0－8＝14t0·Δt－13Δt＋ 7(Δt)2，
∴Δlti→m0 ΔΔst＝Δlti→m0 (14t0－13＋7Δt)＝14t0－13＝1.∴t0＝1.
答案
解析
9．已知函数
பைடு நூலகம்
y＝f(x)＝
1 ，则 x
f′(1)＝________.
＝2(Δx)2＋4x0Δx＋4Δx，
∴f′(x0)＝ lim Δx→0
ΔΔyx＝Δlixm→0
2Δx2＋4x0Δx＋4Δx Δx
＝lim (2Δx＋4x0＋4)＝4x0＋4. Δx→0
∴f′(x0)＝4x0＋4＝8，解得 x0＝1.
答案
B 级：能力提升练 11．航天飞机发射后的一段时间内，第 t s 时的高度 h(t)＝5t3＋30t2＋45t ＋4，其中 h 的单位为 m，t 的单位为 s. (1)h(0)，h(1)分别表示什么； (2)求第 1 s 内高度的平均变化率； (3)求第 1 s 末高度的瞬时变化率，并说明它的意义．
A．1
B．－1
C．2
D．－2
答案 B
解析 ΔΔyx＝f33－ －f11＝1－2 3＝－1.
答案
解析
3．一质点运动的方程为 s(t)＝5－3t2(位移单位：m，时间单位：s)，若 该质点在 t＝1 到 t＝1＋Δt 这段时间内的平均速度为－3Δt－6，则该质点在 t＝1 时的瞬时速度是( )
解 根据导数的定义，得
f′(100)＝ lim Δx→0
ΔΔxy＝Δlixm→0
f100＋Δx－f100 Δx
＝lim 100＋Δx＋ Δx→0
100＋Δx＋3－100＋ 10Δx
100＋3
答案
解析
二、填空题 7．已知函数 f(x)＝ax＋b 在区间[1,8]上的平均变化率为 3，则实数 a＝ ________.
答案 3 解析 f(x)在[1,8]上的平均变化率为f88－－f11＝8a＋b－ 7 a－b＝a＝3.
答案
解析
8．一物体的运动方程为 s＝7t2－13t＋8，且在 t＝t0 时的瞬时速度为 1， 则 t0＝________.
答案 C
解析
lim
Δx→0
f1＋Δ3Δxx－f1＝13×Δlixm→0
f11＋＋ΔΔxx－－f11＝13f′(1)．
答案
解析
5．质点 M 的运动规律为 s＝4t＋4t2，则质点 M 在 t＝t0 时的瞬时速度为 ()
A．4＋4t0 B．0 C．8t0＋4 D．4t0＋4t20
答案 C 解析 Δs＝s(t0＋Δt)－s(t0)＝4(Δt)2＋4Δt＋8t0Δt，ΔΔst＝4Δt＋4＋8t0，Δlitm→0 ΔΔst＝Δlitm→0 (4Δt＋4＋8t0)＝4＋8t0.
答案 －12
解析
f′(1)
＝
lim
Δx→0
f1＋Δx－f1 Δx
＝
lim
Δx→0
－1 1＋Δx1＋
1＋Δx＝－12.
1＋1 Δx－1 Δx
＝
lim
Δx→0
答案
解析
三、解答题 10．若函数 f(x)＝2x2＋4x 在 x＝x0 处的导数是 8，求 x0 的值．
解 根据导数的定义：
∵Δy＝f(x0＋Δx)－f(x0)＝[2(x0＋Δx)2＋4(x0＋Δx)]－(2x20＋4x0)