数学知识点新人教A版选修(2-2)《导数的几何意义》word教案-总结
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初中数学、数学课件、数学综合练习题、数学教学教案、试卷数学
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学校: 临清一中 学科:数学 编写人:马长琴 审稿人:张林
1.1.3 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
二.教学重点难点:
重点:曲线的切线的概念、切线的斜率、导数的几何意义.
难点:导数的几何意义
三.教学过程:
(一)。【复习回顾】
1.平均变化率、割线的斜率
2。瞬时速度、导数
(二)。【提出问题,展示目标】
我们知道,导数表示函数)(xfy在0xx处的瞬时变化率,反映了函数)(xfy在0xx附
近的变化情况,导数0()fx的几何意义是什么呢?
(三)、【合作探究】
1.曲线的切线及切线的斜率
如图3.1-2,当(,())(1,2,3,4)nnnPxfxn沿着曲线()fx趋近于点00(,())Pxfx时,割线
n
PP
的变化趋势是什么?
我们发现,当点nP沿着曲线无限接近点P即0x时,割线nPP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: (1)割线nPP的斜率nk与切线PT的斜率k有什么关系?
图3.1-2
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(2)切线PT的斜率k为多少?
容易知道,割线nPP的斜率是00()()nnnfxfxkxx,当点nP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()xfxxfxkfxx
说明: (1)当0x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0xx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.
2.导数的几何意义
函数)(xfy在0xx处的导数等于在该点00(,())xfx处的切线的斜率,
即0000()()()limxfxxfxfxkx
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()()()limxfxxfxfxkx得到曲线在点
00
(,())xfx
的切线的斜率;
③利用点斜式求切线方程.
3.导函数
由函数)(xfy在0xx处求导数的过程可以看到,当0xx时,0()fx是一个
确定的数,那么,当x变化时,便是x的一个函数,我们叫它为)(xf的导函数.
记作:()fx或y,即0()()()limxfxxfxfxyx.
注: 在不致发生混淆时,导函数也简称导数.
4.函数()fx在点0x处的导数0()fx、导函数()fx、导数之间的区别与联系
(1)函数在一点处的导数0()fx,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)(xf的导函数.
(3)函数()fx在点0x处的导数'0()fx就是导函数()fx在0xx处的函数值,这也是
求函数在点0x处的导数的方法之一.
四。【例题精析】
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例1 求曲线1)(2xxfy在点)2,1(P处的切线方程.
解: 222100[(1)1](11)2|limlim2xxxxxxyxx
所以,所求切线的斜率为2
因此,所求的切线方程为22(1)yx即20xy
变式训练1
求函数23xy在点(1,3)处的切线方程.
因为222211113313(1)|limlimlim3(1)611xxxxxxyxxx
所以,所求切线的斜率为6,
因此,所求的切线方程为36(1)yx即630xy
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()4.96.510hxxx,
根据图像,请描述、比较曲线()ht在0t、1t、2t附近的变化情况.
解: 我们用曲线()ht在0t、1t、2t处的切线,
刻画曲线()ht在上述三个时刻附近的变化情况.
(1) 当0tt时,曲线()ht在0t处的切线0l平行于x轴,
所以,在0tt附近曲线比较平坦,几乎没有升降.
(2)当1tt时,曲线()ht在1t处的切线1l的斜率1()0ht,
所以,在1tt附近曲线下降,
即函数2()4.96.510hxxx在1tt附近单调递减.
(3)当2tt时,曲线()ht在2t处的切线2l的斜率2()0ht,
所以,在2tt附近曲线下降,
即函数2()4.96.510hxxx在2tt附近单调递减.
从图3.1-3可以看出,直线1l的倾斜程度小于直线2l的倾斜程度,
这说明曲线在1t附近比在2t附近下降的缓慢.
例3 如图3.1-4,它表示人体血管中药物浓度()cft(单位:/mgmL)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).
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解: 血管中某一时刻药物浓度的瞬时变化率,就是药物浓度()ft在此时刻的导数,
从图像上看,它表示曲线()ft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.
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:
t
0.2 0.4 0.6 0.8
药物浓度瞬时变化率'()ft
0.4 0 -0.7 -1.4
五。课堂小结
1.曲线的切线定义.
当点nP沿着曲线无限接近点P即0x时,割线nPP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
2.导数的几何意义.
函数)(xfy在0xx处的导数等于在该点00(,())xfx处的切线的斜率,
即0000()()()limxfxxfxfxkx
3.求曲线在一点处的切线的一般步骤
①求出P点的坐标;
②求出函数在点0x处的变化率0000()()()limxfxxfxfxkx得到曲线在点
00
(,())xfx
的切线的斜率;
③利用点斜式求切线方程
六。课堂练习
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1.求曲线3)(xxfy在点(1,1)处的切线.
2.求曲线yx在点(4,2)处的切线.
七。【书面作业】
八。【板书设计】
九。【教后记】