3.1.3、导数的几何意义(一课时)
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3.1.3导数的几何意义【知识点总结】1.由前两节的学习可以知道,函数=()y f x 在00[,]x x x +∆上的平均变化率为00()()f x x f x y x x+∆-∆=∆∆(其几何意义为:连接两点的线段所在直线的斜率), 当 0x ∆→,00()()=f x x f x y x x +∆-∆∆∆→函数()y f x =在点0=x x 的瞬时变化率(其几何意义为:函数=()y f x 在0=x x 处的切线的斜率(导数))。
注意:(1)强调:0()f x '表示函数()y f x =在点0=x x 的瞬时变化率;0()f x '也表示函数()y f x =在点0=x x 的导数; 0()f x '也表示函数()y f x =在点0=x x 的切线的斜率;(2)求函数()y f x =在点0=x x 的切线的斜率,即求函数()y f x =在点0=x x 的导数. (3)由课本例题2可知,函数的单调性与函数图象上各点切线的斜率正负有关。
2.复习利用定义,求函数()y f x =在0=x x 处的导数,即求函数=()y f x 在00[,]x x x +∆上的瞬时变化率的步骤:第一步:计算函数的增量:00=()()y f x x f x ∆+∆-;第二步:计算平均变化率(增量比):00()()=f x x f x y x x+∆-∆∆∆; 第三步:确定导数:00000()()()=lim =lim x x f x x f x y f x x x ∆→∆→+∆-∆'∆∆. 新知利用定义,求函数()y f x =的导函数的一般步骤:第一步:计算函数的增量:=()()y f x x f x ∆+∆-;第二步:计算平均变化率(增量比):()()=y f x x f x x x∆+∆-∆∆; 第三步:确定导函数:00)()()=lim =lim x x y fx x f x f x x x ∆→∆→∆+∆-'∆∆. 注意:(1)由上面的对比知道,把“求函数()y f x =在0=x x 处的导数”中的0x 换成x 后,就是“求函数()y f x =的导函数”的步骤了;(2)区别()f x '与0()f x ':首先,()f x '仍是关于x 的函数,而0()f x '是一个函数值,是常数;其次,如果我们要求0()f x '的话,通常先求()f x ',再把x 换成0x ,这种方法在后面学习了求导公式之后才能显出其优势。
3.1.3、导数的几何意义
【教学目的】
1、理解导数的几何意义;
2、掌握平均变化率与割线的斜率之间的关系;
3、体会从形的角度探究导数的几何意义。
【教学重点】导数的几何意义与简单应用。
【教学难点】理解导数的几何意义。
【教学过程】
一、复习引入:
1、课前训练
(1)求函数f (x )=x 3在区间[2,3]的平均变化率,并说明它的几何意义。
(2)求函数f (x )=x 3在x =2处的导数。
2、问题提出:函数f (x )=x 3在x =2处的导数的几何意义是什么?
3、知识探究:
(1)如图,设曲线c 是函数()y f x =的图象,点00(,)P x y 是曲线 c 上一点作割线PQ 当点Q 沿着曲线c 无限地趋近于点P ,割线PQ 无限地趋近于某一极限位置PT 我们就把极限位置上的直线PT ,叫做曲线c 在点P 处的切线 y=f(x)
β
∆x ∆y
Q
M P
x O y
(2)确定曲线c 在点00(,)P x y 处的切线斜率的方法:
因为曲线c 是给定的,根据解析几何中直线的点斜是方程的知识,只要求出切线的斜率就够了设割线PQ 的倾斜角为β,切线PT 的倾斜角为α,既然割线PQ 的极限位置上的直线PT 是切线,所以割线PQ 斜率的极限就是切线PQ 的斜率tan α,即
tan α=0lim →∆x =∆∆x y 0lim →∆x 0x
∆二、讲解新课:
导数的几何意义是曲线)(x f y =上点()(,00x f x )处的切线的斜率。
因此,如果)(x f y =在点0x 可导,则曲线)(x f y =在点()(,00x f x )处的切线方程为 )(()(00/0x x x f x f y -=-
三、讲解范例:
例1、求曲线y =x 2+1在点P (1,2)处的切线方程。
点评:求曲线的切线的方程的步骤:
(1)求函数的改变量)()(x f x x f y -∆+=∆
(2)求平均变化率
x
x y ∆=∆∆ (3)取极限,得导数/y =()f x '=x x ∆→∆lim (4)利用点斜式,得到切线方程。
例2、如图,它表示跳水运动中高度随时间变化的函数h (t )=-4.9t 2+6.5t +10的图象。
根据图象,请描述、比较曲线h (t )在t 0,t 1,t 2附近的变化情况。
四、课堂练习:
1、求曲线y =x 3在点P (1,1)处的切线方程。
2、某物体的运动方程为h (t )=5t 2 (位移单位:m ,时间单位:s ),求它在 t =2s 时的速度.
3、求曲线x
y 9=在点M(3,3)处的切线的斜率及倾斜角. 平行,求切点的坐标。
的某一条切线与直线、如果曲线不确定
条多于条条,则切线方程有的切线的斜率为、已知345.2.2.1.)
(1)(423+===x y x y D C B A x x f 五、课堂小结 :
函数y=f (x )在点x 0处的导数的几何意义
六、课后作业:
1、曲线y =x 3在点P (2,8)处的切线方程是___________.
2、曲线f (x )=x 2+3x 在点A (2,10)处的切线斜率k =___________.
3、函数221y x =-在3x =处的导数为0(3)(3)'(3)lim
x f x f f x ∆→+∆-=∆= ; 4、曲线22y x x =-+在点(1,1)-处的切线方程为 ;
5、求函数321y x x =-+在2x =处的导数。
【课后反思】
要求学生掌握导数的几何意义,并能熟练的求切线方程。