选修2-2第一章1.1.1 变化率问题学案
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§1.1.1变化率问题教学目标1.理解平均变化率的概念; 2.了解平均变化率的几何意义;3.会求函数在某点处附近的平均变化率教学重点:平均变化率的概念、函数在某点处附近的平均变化率; 教学难点:平均变化率的概念. 教学过程: 一.创设情景为了描述现实世界中运动、过程等变化着的现象,在数学中引入了函数,随着对函数的研究,产生了微积分,微积分的创立以自然科学中四类问题的处理直接相关:一、已知物体运动的路程作为时间的函数,求物体在任意时刻的速度与加速度等; 二、求曲线的切线;三、求已知函数的最大值与最小值; 四、求长度、面积、体积和重心等。
导数是微积分的核心概念之一它是研究函数增减、变化快慢、最大(小)值等问题最一般、最有效的工具。
导数研究的问题即变化率问题:研究某个变量相对于另一个变量变化的快慢程度. 二.新课讲授 (一)问题提出 问题1 气球膨胀率我们都吹过气球回忆一下吹气球的过程,可以发现,随着气球内空气容量的增加,气球的半径增加越来越慢.从数学角度,如何描述这种现象呢?⏹ 气球的体积V (单位:L )与半径r (单位:dm )之间的函数关系是334)(r r V π=⏹ 如果将半径r 表示为体积V 的函数,那么343)(πV V r = 分析: 343)(πV V r =, ⑴ 当V 从0增加到1时,气球半径增加了)(62.0)0()1(dm r r ≈- 气球的平均膨胀率为)/(62.001)0()1(L dm r r ≈--⑵ 当V 从1增加到2时,气球半径增加了)(16.0)1()2(dm r r ≈- 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?hto1212)()(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:⑴运动员在这段时间内使静止的吗?⑵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 -=∆=∆)3. 则平均变化率为=∆∆=∆∆xfx y x x f x x f x x x f x f ∆-∆+=--)()()()(111212思考:观察函数f (x )的图象 平均变化率=∆∆x f1212)()(x x x f x f --表示什么?直线AB 的斜率三.典例分析例1.已知函数f (x )=x x +-2的图象上的一点)2,1(--A 及临近一点)2,1(y x B ∆+-∆+-,则=∆∆xy. 解:)1()1(22x x y ∆+-+∆+--=∆+-,∴x xx x x y ∆-=∆-∆+-+∆+--=∆∆32)1()1(2 例2. 求2x y =在0x x =附近的平均变化率。
§1.1.1变化率问题教学目标:1.理解平均变化率的概念;2.了解平均变化率的几何意义;3.会求函数在某点处附近的平均变化率教学重点:平均变化率的概念、函数在某点处附近的平均变化率;教学难点:平均变化率的概念.教学过程设计(一)、情景引入,激发兴趣。
【教师引入】:“生活中存在大量变化快慢的量,如我国国内生产总值在不同年内的增长、某一股票在某一时间内的价格、去年上海商品房在不同月内的价格(幻灯片展示)。
如何从数学的角度解释量的变化快慢问题呢?这节课我们一起学习与变化率有关的问题。
板书课题《变化率问题》【教师过渡】:“为解决这一问题,我们先研究一些生活中的具体实例”(二)、探究新知,揭示概念实例一:气温的变化问题现有南京市某年3月18日-4月20日每天气温最高温度统计图:(注:3月18日为第一天)1、你从图中获得了哪些信息?2 、在“4月18日到20日”,该地市民普遍感觉“气温骤增”,而在“3月18日到4月18日”却没有这样的感觉,这是什么原因呢?3、怎样从数学的角度描述“气温变化的快慢程度”呢?师生讨论,教师板书总结:分析:这一问题中,存在两个变量“时间”和“气温”,当时间从1到32,气温从3.5o C 增加到18.6o C ,气温平均变化当时间从32到34,气温从18.6o C 增加到33.4o C ,气温平均变化因为7.4>0.5, 所以,从32日到34日,气温变化的更快一些。
【教师过渡】:“18.6 3.50.5321-≈- 表示时间从“3月18日到4月18日”时,气温的平均变化率。
提出问题:先说一说“平均”的含义,再说一说你对 “气温平均变化率”的理解。
实例二:气球的平均膨胀率问题。
【提出问题】:回忆吹气球的过程,随着气球内空气容量的增加,气球半径增长的快慢相同吗? 学生思考回答。
假设每次吹入气球内的空气容量是相等的,如何从数学的角度解释“随着气球内空气容量的增加,气球半径增长的越来越慢”这一现象呢?思考:1、 这一问题与“气温的变化问题”有哪些相同的地方?你打算怎样做呢?2、如何从数学的角度解释“随着气球内空气容量的增加,气球半径增长的越来越慢”这一现象呢?先独立思考,再在小组内交流你的想法。
课题: 1.1.1 变化率问题【学习目标】(1)了解函数的平均变化率的概念,会求函数的平均变化率.(2)知道函数的瞬时变化率的概念.(3)掌握与理解导数的定义和物理意义第一环节:导入学习1 函数的平均变化率 Δy Δx =f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1注意:①平均变化率Δy Δx =f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1=f (x 1+Δx )-f (x 1)Δx ,式子中Δx 、Δy 的值可正、可负,但Δx 的值不能为0,而Δy 的值可以为零,若函数f (x )为常数函数,此时Δy =0.②平均变化率的几何意义是函数曲线上两点割线的斜率,即Δy Δx =f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1=k AB ,其中点A (x 1,f (x 1)),点B (x 2,f (x 2)),如图.2 求函数f (x )的平均变化率的步骤(1)求函数增量:Δy =f (x 2)-f (x 1) (2)求平均变化率:Δy Δx =f (x 2)-f (x 1)x 2-x 13 平均速度重点1 理解函数的平均变化率的概念和几何意义.重点2 会求函数的平均变化率. 重点3 求物体运动的平均速度的步骤:(1)求位移增量Δs =s (t +Δt )-s (t );(2)求平均速度v =Δs Δt ;(3)求错误!未指定书签。
ΔsΔt=错误!未指定书签。
s (t +Δt )-s (t )Δt;错误!未指定书签。
.第二环节:自主学习1(1)计算函数f (x )=x 2从x =1到x =1+Δx 的平均变化率,其中Δx 的值为①2②1③0.1④0.01. (2)思考:当|Δx |越来越小时,函数f (x )在区间[1,1+Δx ]上的平均变化率有怎样的变化趋势?解:(1)∵Δy =f (1+Δx )-f (1)=(1+Δx )2-12=(Δx )2+2Δx ,∴Δy Δx=(Δx )2+2Δx Δx =Δx +2.①当Δx =2时,Δy Δx=Δx +2=4;②当Δx =1时,ΔyΔx =Δx +2=3;③当Δx =0.1时,Δy Δx =Δx +2=2.1;④当Δx =0.01时,ΔyΔx=Δx +2=2.01.(2)当|Δx |越来越小时,函数f (x )在区间[1,1+Δx ]上的平均变化率逐渐变小,并接近于2. 2:在高台跳水运动中,运动员相对于水面的高度h(单位:米)与起跳后的时间t (单位秒)存在函数关系h(t)=-4.9t2+6.5t+10 请计算: 解二 深入学习3两工厂经过治理,污水的排放量(W )与时间(t )的关系如图2所示,试指出哪一个厂治污效果较好?图2【分析】 比较相同时间Δt 内,两厂污水排放量的平均变化率的大小便知结果.【解】 在t 0处,虽然W 1(t 0)=W 2(t 0),但W 1(t 0-Δt )-W 1(t 0)Δt ≥W 2(t 0-Δt )-W 2(t 0)Δt,所以说,在单位时间里,工厂甲比工厂乙的平均治污率大,因此工厂甲比工厂乙略好一筹.第三环节:互助学习 第四环节:展示学习第五环节:精讲学习 求平均变化率的主要步骤:(1)先计算函数值的改变量Δy =f (x 2)-f (x 1)(2)再计算自变量的改变量Δx =x 2-x 1.( 3)得平均变化率Δy Δx =f (x 2)-f (x 1)x 2-x 100.52:t t v ≤≤≤≤和1时的平均速度00.5(0.5)(0)4.05(/)0.502(2)(1)8.2(/)21t h h v m s t h h v m s ≤≤-==-≤≤-==--在这段时间里,在1这段时间里,1.△x 是一个整体符号,而不是△与x 相乘;式子中△x 、△ y 的值可正、可负,但△x 值不能为0,△y 的值可以为0;因此,平均变化率可正,可负,也可为零;2.若函数f(x)为常函数时,△y=0 3.变式x x f x x f ∆-∆+=)()(111212)()(x x x f x f x y --=∆∆。
1.1.1 变化率问题教学目标 通过大量实例的分析,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,体会导数的思想及其内涵。
重点难点 平均变化率的意义教学过程一、问题情境1、情境:某市2008年4月20日最高气温为33.4℃,而4月19日和4月18日的最高气温分别为24.4℃和18.6℃,短短两天时间,气温陡增14.8℃,闷热中的人们无不感叹:“天气热得太快了!”时间4月18日 4月19日 4月20日 日最高气温 18.6℃ 24.4℃ 33.4℃该市2007年3月18日到4月18日的日最高气温变化曲线:问题1:你能说出A 、B 、C 三点的坐标所表示意义吗?问题2:分别计算AB 、BC 段温差结论:气温差不能反映气温变化的快慢程度问题3:如何“量化”(数学化)曲线上升的陡峭程度?曲线AB 、BC 段几乎成了“直线”, 由此联想如何量化直线的倾斜程度?二、建构数学一般地,函数f(x)在区间[x1,x2]上的平均变化率为: 说明: t (d)20 30 34 210 20 30A (1, 3.5)B (32, 18.6)0 C (34, 33.4) T (℃)2 10 2121()()f x f x x x--x y ∆∆=(1)平均变化率是曲线陡峭程度的“数量化”,曲线的陡峭程度是平均变化率的“视觉化” (2)用平均变化率量化一段曲线的陡峭程度是“粗糙不精确的”,但应注意当x2—x1很小时,这种量化便由“粗糙”逼近“精确”。
例1、某婴儿从出生到第12个月的体重变化如图所示,试分别计算从出生到第3个月与第6个月到第12个月该婴儿体重的平均变化率;由此你能得到什么结论?(1)1kg/月(2)0.4kg/月结论:该婴儿从出生到第3个月体重增加的速度比第6个月到第12个月体重增加的速度要快。
例2、水经过虹吸管从容器甲中流向容器乙,t s 后容器甲中水的体积 (单位: )计算第一个10s 内V 的平均变化率。
高中数学选修2-2教案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN2选修2-2教案第一章 导数及其应用§1.1.1变化率问题教学目标:1.理解平均变化率的概念; 2.了解平均变化率的几何意义;3.会求函数在某点处附近的平均变化率教学重点:平均变化率的概念、函数在某点处附近的平均变化率; 教学难点:平均变化率的概念. 教学过程: 一.创设情景为了描述现实世界中运动、过程等变化着的现象,在数学中引入了函数,随着对函数的研究,产生了微积分,微积分的创立以自然科学中四类问题的处理直接相关:一、已知物体运动的路程作为时间的函数,求物体在任意时刻的速度与加速度等; 二、求曲线的切线;三、求已知函数的最大值与最小值; 四、求长度、面积、体积和重心等。
导数是微积分的核心概念之一它是研究函数增减、变化快慢、最大(小)值等问题最一般、最有效的工具。
导数研究的问题即变化率问题:研究某个变量相对于另一个变量变化的快慢程度. 二.新课讲授 (一)问题提出 问题1 气球膨胀率我们都吹过气球回忆一下吹气球的过程,可以发现,随着气球内空气容量的增加,气球的半径增加越来越慢.从数学角度,如何描述这种现象呢?气球的体积V (单位:L )与半径r (单位:dm )之间的函数关系是334)(r r V π=如果将半径r 表示为体积V 的函数,那么343)(πV V r = 分析: 343)(πV V r =, ⑴ 当V 从0增加到1时,气球半径增加了)(62.0)0()1(dm r r ≈- 气球的平均膨胀率为)/(62.001)0()1(L dm r r ≈--3⑵ 当V 从1增加到2时,气球半径增加了)(16.0)1()2(dm r r ≈-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:⑴运动员在这段时间内使静止的吗?⑵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:41.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 -=∆=∆) 3.则平均变化率为=∆∆=∆∆x fx y x x f x x f x x x f x f ∆-∆+=--)()()()(111212 思考:观察函数f (x )的图象 平均变化率=∆∆xf1212)()(x x x f x f --表示什么?直线AB三.典例分析例1.已知函数f (x )=x x +-2的图象上的一点)2,1(--A 及临近一点)2,1(y x B ∆+-∆+-,则=∆∆xy. 解:)1()1(22x x y ∆+-+∆+--=∆+-,5∴x xx x x y ∆-=∆-∆+-+∆+--=∆∆32)1()1(2 例2. 求2x y =在0x x =附近的平均变化率。
课题:§1.1.1变化率问题课题:§1.1.2导数的概念课题:§1.1.3导数的几何意义教学班级教学目的1.了解平均变化率与割线斜率之间的关系;2.理解曲线的切线的概念;3.通过函数的图像直观地理解导数的几何意义,并会用导数的几何意义解题教学难点 曲线的切线的概念、切线的斜率、导数的几何意义知识重点导数的几何意义教学过程方法和手段一.创设情景(一)平均变化率、割线的斜率 (二)瞬时速度、导数我们知道,导数表示函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率,反映了函数y =f (x )在x =x 0附近的变化情况,导数0()f x '的几何意义是什么呢?二.新课讲授(一)曲线的切线及切线的斜率:如图3.1-2,当(,())(1,2,3,4)n n n P x f x n =沿着曲线()f x 趋近于点00(,())P x f x 时,割线n PP 的变化趋势是什么?我们发现,当点n P 沿着曲线无限接近点P 即Δx →0时,割线n PP 趋近于确定的位置,这个确定位置的直线PT 称为曲线在点P 处的切线.问题:⑴割线n PP 的斜率n k 与切线PT 的斜率k 有什么关系? ⑵切线PT 的斜率k 为多少?容易知道,割线n PP 的斜率是00()()n n n f x f x k x x -=-,当点n P 沿着曲线无限接近点P 时,n k 无限趋近于切线PT 的斜率k ,即0000()()lim ()x f x x f x k f x x∆→+∆-'==∆图3.1-2说明:(1)设切线的倾斜角为α,那么当Δx →0时,割线PQ 的斜率,称为曲线在点P 处的切线的斜率.这个概念: ①提供了求曲线上某点切线的斜率的一种方法; ②切线斜率的本质—函数在0x x =处的导数.(2)曲线在某点处的切线:1)与该点的位置相关;2)要根据割线是否有极限位置来判断与求解.如有极限,则在此点有切线,且切线是唯一的;如不存有,则在此点处无切线;3)曲线的切线,并不一定与曲线只有一个交点,能够有多个,甚至能够无穷多个. (二)导数的几何意义:函数y =f (x )在x =x 0处的导数等于在该点00(,())x f x 处的切线的斜率,即 0000()()()limx f x x f x f x k x∆→+∆-'==∆说明:求曲线在某点处的切线方程的基本步骤: ①求出P 点的坐标;②求出函数在点0x 处的变化率0000()()()limx f x x f x f x k x∆→+∆-'==∆ ,得到曲线在点00(,())x f x 的切线的斜率;③利用点斜式求切线方程. 三.典例分析例1:(1)求曲线y =f (x )=x 2+1在点P (1,2)处的切线方程.(2)求函数y =3x 2在点(1,3)处的切线.解:(1)222100[(1)1](11)2|limlim 2x x x x x x y x x=∆→∆→+∆+-+∆+∆'===∆∆, 所以,所求切线的斜率为2,所以,所求的切线方程为22(1)y x -=-即20x y -= (2)因为222211113313(1)|limlim lim3(1)611x x x x x x y x x x =→→→-⋅-'===+=-- 所以,所求切线的斜率为6,所以,所求的切线方程为36(1)y x -=-即630x y --=例2.(课本例2)如图3.1-3,它表示跳水运动中高度随时间变化的函数2() 4.9 6.510h x x x =-++,根据图像,请描述、比较曲线()h t 在0t 、1t 、2t 附近的变化情况.解:我们用曲线()h t 在0t 、1t 、2t 处的切线,刻画曲线()h t 在上述三个时刻附近的变化情况. (1) 当0t t =时,曲线()h t 在0t 处的切线0l 平行于x 轴,所以,在0t t =附近曲线比较平坦,几乎没有升降.(2) 当1t t =时,曲线()h t 在1t 处的切线1l 的斜率1()0h t '<,所以,在1t t =附近曲线下降,即函数2() 4.9 6.510h x x x =-++在1t t =附近单调递减.(3) 当2t t =时,曲线()h t 在2t 处的切线2l 的斜率2()0h t '<,所以,在2t t =附近曲线下降,即函数2() 4.9 6.510h x x x =-++在2t t =附近单调递减.从图3.1-3能够看出,直线1l 的倾斜水准小于直线2l 的倾斜水准,这说明曲线在1t 附近比在2t 附近下降的缓慢.例3.(课本例3)如图3.1-4,它表示人体血管中药物浓度()c f t =(单位:/mg mL )随时间t (单位:min )变化的图象.根据图像,估计0.2,0.4,0.6,0.8t =时,血管中药物浓度的瞬时变化率(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()f t 在此时刻的导数,从图像上看,它表示曲线()f t 在此点处的切线的斜率.如图3.1-4,画出曲线上某点处的切线,利用网格估计这条切线的斜率,能够得到此时刻药物浓度瞬时变化率的近似值.作0.8t =处的切线,并在切线上去两点,如(0.7,0.91),(1.0,0.48),则它的斜率为:0.480.911.41.00.7k -=≈--,所以 (0.8) 1.4f '≈-下表给出了药物浓度瞬时变化率的估计值:例4、求曲线11+=x y 在点(1,21)处的切线方程。
变化率与导数课时分配:第一课变化率1个课时第二课导数的概念1个课时第三课导数的几何意义1个课时1. 1.1 变化率【教学目标】1. 理解平均变化率的概念;了解平均变化率的几何意义;2.通过具体实例,归纳、抽象出平均变化率和瞬时变化率的定义;3.体会数形结合的思想方法;4.让学生掌握从具体到抽象,特殊到一般的思维方法;领悟极限思想和函数思想;提高类比归纳、抽象概括、联系与转化的思维能力.【教学重点】理解平均变化率的概念;了解平均变化率的几何意义【教学难点】通过具体实例,归纳、抽象出平均变化率和瞬时变化率的定义【学前准备】:多媒体,预习例题【教材分析】:平均变化率是导数概念建立的核心,教材通过研究学生熟悉的“气球膨胀率”、“高台跳水”这两个生活实例,归纳出它们的共同特征,总结出一般函数平均变化率概念,使学生理解平均变化率刻画了函数在某一区间上的变化情况,并掌握平均变化率解法的一般步骤。
从知识形成的先后顺序来看,平均变化率是本章内容学习的核心概念,是研究瞬时变化率及其导数概念的基础,在整个导数学习中占有极其重要的地位。
在概念的形成过程中,将进一步渗透从特殊到一般的化归思想,数形结合思想。
4. 说一说求函数“平均变化率”的步骤是什么?5. 这个式子还表示什么?由此你认为平均变化率的几何意义是什么? 讨论得出:210k k <<陡 峭 程 度 (越大) (越小)yAB O1k 2k 12||||k k <(1)、我们研究的是随着体积V 的变化,半径R 变化的快慢,引入函数解析式(2)、观察图象,你发现了什么?(教师操作,Excel 演示)3、当空气容量从V 1增到加V 2时,气球的平均膨胀率是多少?讨论得出: 观察图象,计算运动员在 0≤t≤这段时间内的平均速度,思考:(1). 运动员在这段时间内是静止的吗?(2). 你认为用平速度描述运动员的运动状态有什么问题吗? (3). 如果教练想知道运动员在1秒时的瞬时速度, 你有何建议334()Vr V π=1212)()(r v v v r v --导数的概念【教学目标】(一)知识与技能理解导数的形成过程,掌握函数在某点处的导数的概念.(二)过程与方法通过观看国家运功员跳水视频,引出瞬时速度,进而结合瞬时变化率及极限的思想得出导数的概念.(三)情感、态度与价值观学生通过观看运动员跳水视频,理解瞬时速度及瞬时变化率,从而过渡到导数,培养了学生自主观察、发现新知的能力【教学重点难点】重点:导数的概念难点:导数的概念形成过程【学前准备】:多媒体,预习例题导数的几何意义【教学目标】1.了解平均变化率与割线斜率之间的关系;2.理解曲线的切线的概念;3.通过函数的图像直观地理解导数的几何意义,并会用导数的几何意义解题【教学重点】曲线的切线的概念、切线的斜率、导数的几何意义【教学难点】导数的几何意义图3.1-2我们发现,当点沿着曲线无限接近点P 即Δx →0时,割线趋近于确定的位置,这个确定位置的直线PT 称为曲线在点P 处的切线。
教学准备
1. 教学目标
1.了解平均变化率与割线斜率之间的关系;
2.理解曲线的切线的概念;
3.通过函数的图像直观地理解导数的几何意义,并会用导数的几何意义解题;2. 教学重点/难点
教学重点:曲线的切线的概念、切线的斜率、导数的几何意义;
教学难点:导数的几何意义.
3. 教学用具
4. 标签
教学过程
一.创设情景
(一)平均变化率、割线的斜率
(二)瞬时速度、导数
我们知道,导数表示函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率,反映了函数y=f(x)在x=x0附近的变化情况,导数的几何意义是什么呢?
的斜率.
这个概念: ①提供了求曲线上某点切线的斜率的一种方法;
②切线斜率的本质—函数在处的导数.
(2)曲线在某点处的切线:1)与该点的位置有关;2)要根据割线是否有极限位置来判断与求解.如有极限,则在此点有切线,且切线是唯一的;如不存在,则在此点处无切线;3)曲线的切线,并不一定与曲线只有一个交点,可以有多个,甚至可以无穷多个.
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,从图像上看,它表示曲线在此点处的切线的斜率.
如图3.1-4,画出曲线上某点处的切线,利用网格估计这条切线的斜率,可以得到此时刻药物浓度瞬时变化率的近似值.
五.回顾总结
1.曲线的切线及切线的斜率;2.导数的几何意义
六.布置作业。
变化率问题班级: 姓名:【学习目标】:通过具体案例理解函数平均变化率的概念。
【学习重点】:理解函数平均变化率的概念及几何意义。
【学习难点】:求函数)(x f 从1x 到2x 的平均变化率。
【问题导学】1.阅读教材p72,在【气球膨胀率】问题中:(1)空气容量从0增加到1L 时,气球的平均膨胀率约为:0.62(dm/L);空气容量从1L 增加到2L 时,气球的平均膨胀率约为:0.16(dm/L);请计算出空气容量从2L 增加到2.5L 时,气球的平均膨胀率约为多少?空气容量从2.5L 增加到4L 时,气球的平均膨胀率约为多少?(2)从以上数据可以看出:随着气球体积的增大,比值体积的增加量半径的增加量发生怎样的变化?说明了什么(快慢)?(3)概括出:当空气容量从1V 增加到2V 时,气球的平均膨胀率的表达式?2.阅读教材p73,在【高台跳水】问题中:(1)在5.00≤≤t 时间段内,平均速度)/(05.4s m v =,那么运动员相对于水面的高度h 是在平均增大还是减小?在21≤≤t 时间段内呢?能概括出:运动员在1t 到2t 时间段内的平均速度吗?(2)计算运动员在49650≤≤t 时间段里的平均速度,思考下面的问题: ①运动员在这段时间内是静止的吗?②你认为用平均速度描述运动员的运动状态有什么问题?3.阅读教材p73,回答什么是函数)(x f y =从1x 到2x 的平均变化率?并阅读p74的思考栏目回答相应问题?【实践演练】例1:一物体做直线运动,其位移s 与时间的关系为23)(t t t s s -==,求物体在[]t t t ∆+00,这段时间内的平均速度。
例2:求函数21x y =在)0(00≠x x 到x x ∆+0之间的平均变化率。
【基础练习】:1.在平均变化率的定义中,自变量x 在0x 处的增量x ∆是否一定大于0?2.函数)(x f y =,当自变量x 由0x 变到x x ∆+0时,函数值的改变量为:3.已知函数132+=x y 的图像上一点)4,1(及邻近一点)4,1(y x ∆+∆+,则xy∆∆等于多少?4.已知函数132+=x y 的图像上一点)4,1(P 及附近一点),(00y x Q ,且21=∆∆x y ,则点Q 的坐标为多少?若P 为)1,0(呢?为)4,1(-呢?5.求函数122-=x y 在1-=x 和2-=x 处的平均变化率,并比较当21=∆x 时变化率的的大小。
1.1.1 变化率问题学案
学习目标:1.理解平均变化率的概念;
2.了解平均变化率的几何意义;
3.会求函数在某点处附近的平均变化率.
教学重点:平均变化率的概念、函数在某点处附近的平均变化率.
教学难点:平均变化率的概念.
教学过程:
一、学习背景
为了描述现实世界中运动、过程等变化着的现象,在数学中引入了函数,随着对函数的研究,产生了微积分,微积分的创立与自然科学中四类问题的处理直接相关:一、已知物体运动的路程作为时间的函数,求物体在任意时刻的速度与加速度等;二、求曲线的切线;三、求已知函数的最大值与最小值;四、求长度、面积、体积和重心等.
导数是微积分的核心概念之一它是研究函数增减、变化快慢、最大(小)值等问题最一般、最有效的工具.导数研究的问题即变化率问题:研究某个变量相对于另一个变量变化的快慢程度.
二、新课学习
(一)问题提出
问题1 气球膨胀率
我们都吹过气球回忆一下吹气球的过程,可以发现,随着气球内空气容量的增加,气球的半径增加越来越慢.从数学角度,如何描述这种现象呢?
分析: (1)当V 从0增加到1时,气球半径增加了
气球的平均膨胀率为
(2)当V 从1增加到2时,气球半径增加了
气球的平均膨胀率为
可以看出:
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?
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105.69.4)(2++-=t t t h .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
探究: 计算运动员在49
650≤
≤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是静止的吗?
(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?
(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)(x f 从1x 到2x 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1x 的一个“增量”可用x x ∆+1代替2x ,同样)()(12x f x f y f -=∆=∆) 则平均变化率为=∆∆=∆∆x f x y x
x f x x f x x x f x f ∆-∆+=--)()()()(111212 思考: 观察函数)(x f 的图象 平均变化率
=∆∆x f 1212)()(x x x f x f --表示什么?
三、典例分析
例1 已知函数x x x f +-=2)(的图象上的一点)2,1(--A 及临近一点)2,1(y x B ∆+-∆+- 则
=∆∆x y .
例2 求2x y =在0x x =附近的平均变化率.
解:
四、课堂练习
1.质点运动规律为32
+=t s ,则在时间)3,3(t ∆+中相应的平均速度为 .
2.物体按照43)(2++=t t t s 的规律作直线运动,求在s 4附近的平均变化率.
3.过曲线3)(x x f y ==上两点)1,1(P 和)1,1(y x Q ∆+∆+作曲线的割线,
求出当1.0=∆x 时割线的斜率.
五、课堂小结
1.1.1变化率问题作业
1.设函数)(x f y =,当自变量x 由0x 改变到x x ∆+0时,函数的改变量y ∆为 ( )
A. )(0x x f ∆+
B. x x f ∆+)(0
C. )()(00x f x x f -∆+
D. x x f ∆)(0
2.一质点运动的方程为2
21t s -=,则在一段时间[]2,1内相应的平均速度为 ( ) A. -4 B. -8 C. 6 D. -6
3. 将半径为R 的球加热,若球的半径增加△R ,则球的体积增加△y 约等于 ( ) A. R R 343△π B. R R 42△π C. 2R 4π D. R R 4△π
4. 已知函数1x y +=2的图象上一点(1,2)及邻近一点()y 2,x 1△△++,则
x
y △△等于( ) A. 2 B. 2x C. 2+△x D. 2+2)(x ∆ 5.函数45)(+-=x x f 在区间[1,1+]x ∆上的平均变化率是 ,在区间
[0x ,x x ∆+0]上的平均变化率是 。
6.一质点运动的方程为2t 35s -=,则在一段时间[]t 1,1△+内相应的平均速度 。
7.曲线x
y 1=上两点P (1,1)和Q(1+x ∆,1+y ∆),当21=∆x 时,直线PQ 的斜率为 8.
(1)甲乙二人哪一个跑得快? (2)甲乙二人百米赛跑,快到 终点时,谁跑得比较快?
9.在受到制动后的t 秒内一个飞轮上一点P 旋转过的角度(单位:孤度)由函数()23.04t t t -=ϕ(单位:秒)给出(1)求t =2秒时,P 点转过的角度
(2)求在t t ∆+≤≤22时间段内P 点转过的平均角速度,其中①1=∆t ,②1.0=∆t ③01.0=∆t。