如圖,水波的半徑以50cm s的速度向外擴張,當半徑為

時間 2021-10-26 09:43:17

1樓:我少不了

解:水波的半徑以v=1m/s 的速度向外擴 張 水波面積s=πr²=π(vt)²=2500πt² 所 以求導,水波面積的膨脹率s'=5000πt 當 半徑為250m時 t=250m/(50m/s)=5s 所以s'=5000π*5=25000π 即半徑為250m 時,這水波面積的膨脹率是25000π

2樓:匿名使用者

【同步教育資訊】

一. 本週教學內容:

導數的概念

二. 教學目的:

1. 理解導數的概念,學會求函式在一點處的導數的方法.

2. 掌握導數的幾何意義。理解導數與瞬時變化率的關係。

教學重點:

導數的定義與求導數的方法.

教學難點:

導數概念的理解,通過曲線切線的斜率與瞬時速度引出導數的概念,

三. 內容梳理:

1. 曲線的切線

如圖,設曲線c是函式 的圖象,點 是曲線 c 上一點。作割線pq,當點q 沿著曲線c無限地趨近於點p,割線pq無限地趨近於某一極限位置pt 我們就把極限位置上的直線pt,叫做曲線c在點p 處的切線。

2.確定曲線c在點 處的切線斜率的方法:

因為曲線c是給定的,根據解析幾何中直線的點斜式方程的知識,只要求出切線的斜率就夠了。設割線pq的傾斜角為 ,切線pt的傾斜角為 ,既然割線pq的極限位置上的直線pt是切線,所以割線pq 斜率的極限就是切線pq的斜率tan ,即

時, = =tan

3. 瞬時速度定義:運動物體經過某一時刻(某一位置)的速度,叫做瞬時速度.

4. 確定物體在某一點a處的瞬時速度的方法:

從t0到t0+δt,這段時間是δt. 時間δt足夠短,就是δt無限趨近於0. 當δt→0時,平均速度就越接近於瞬時速度。

瞬時速度 。

5. 導數的定義:設函式 在 處附近有定義,當自變數在 處有增量 時,則函式 相應地有增量 ,如果 時, 與 的比 (也叫函式的平均變化率)有極限,即 無限趨近於某個常數,我們把這個極限值叫做函式 在 處的導數,記作 ,即

注意:(1)函式應在點 的附近有定義,否則導數不存在。

(2)在導數的定義式中, 趨近於0可正、可負、但不為0,而 可能為0。

(3) 是函式 對自變數 在 範圍內的平均變化率,它的幾何意義是過曲線 上點( )及點 )的割線斜率。

(4)導數 是函式 在點 處的瞬時變化率,它反映函式 在點 處變化的快慢程度。

6. 導數的幾何意義:

是曲線 上點( )處的切線的斜率 因此,如果 在點 可導,則曲線 在點( )處的切線方程為 。

說明:(1)導數是一個區域性概念,它只與函式 在 及其附近的函式值有關,與 無關。

(2)在定義式中,設 ,則 ,當 趨近於0時, 趨近於 ,因此,導數的定義式可寫成

當△x→0時, 。

(3)若極限 不存在,則稱函式 在點 處不可導。

(4)若 在 可導,則曲線 在點( )有切線存在。反之不然,若曲線 在點( )有切線,函式 在 不一定可導,並且,若函式 在 不可導,曲線在點( )也可能有切線。

7. 導函式(導數):如果函式 在開區間 內的每點處都有導數,此時對於每一個 ,都對應著一個確定的導數 ,從而構成了一個新的函式 , 稱這個函式 為函式 在開區間內的導函式,簡稱導數,也可記作 ,即 = =

函式 在 處的導數 就是函式 在開區間 上導數 在 處的函式值,即 = 所以函式 在 處的導數也記作 。

注意:(1)導數與導函式都稱為導數,這要加以區分:求一個函式的導數,就是求導函式;求一個函式在給定點的導數,就是求導函式值。

它們之間的關係是函式 在點 處的導數就是導函式 在點 的函式值。

(2)可導:如果函式 在開區間 內每一點都有導數,則稱函式 在開區間 內可導

8. 求函式 的導數的一般方法:

(1)求函式的改變數 。

(2)求平均變化率 。

(3)逼近,得導數 。

【典型例題】

例1. 求y=x2在點x=1處的導數.

解:δy=(1+δx)2-12=2δx+(δx)2, =2+δx

∴當 時, = (2+δx) 2. ∴y′|x=1=2.

注意:(δx)2括號別忘了寫.

例2. 已知y= ,求y′.

分析:求函式在一點的導數,與求函式在一個區間上的導數,方法是一樣的,也是三個步驟,只是把x0換成x.

解:δy= , ∴ .

點評:求函式的導數也主要是求極限的值,所以極限是求函式的導數的基礎,求極限的一些基本方法不能忘掉.

變式:已知y=x3-2x+1,求y′,y′|x=2.

解:δy=(x+δx)3-2(x+δx)+1-(x3-2x+1)

=x3+3x2δx+3x(δx)2+(δx)3-2x-2δx+1-x3+2x-1

=(δx)3+3x(δx)2+(3x2-2)δx

=(δx)2+3xδx+3x2-2

∴ =〔(δx)2+3xδx+3x2-2〕, y′=3x2-2.

方法一:∵y′=3x2-2,∴y′|x=2=3×22-2=10.

方法二:δy=(2+δx)3-2(2+δx)+1-(23-2·2+1)

=(δx)3+6(δx)2+10δx

=(δx)2+6δx+10

=〔(δx)2+6δx+10〕當 時,得y′|x=2=10.

點評:如果題目中要求y′,那麼求y′|x=2時用方法一簡便。

如果只要求y′|x=2,用方法二比較簡便。

例3. (1)求曲線y=x2在點(1,1)處的切線。

(2)求曲線y=x2過點(1,0)處的切線。

解:(1)由上知y′|x=1=2.,切線方程為y-1=2(x-1),即2x-y-1=0.

(2)由上知在切點(x0,x02)處的導數為 =2x0,

切線方程為y- =2x0(x-x0),又過點(1,0),

∴ , ,k=0或k=4

當k=0時,

當k=4時,

∴切線方程為y=0或

例4. 已知曲線c:y=x3-3x2+2x,直線l:y=kx,且l與c切於點(x0,y0)(x0≠0),求直線l的方程及切點座標

解:由l過原點,知k= (x0≠0),點(x0,y0)在曲線c上,y0=x03-3x02+2x0,

∴ =x02-3x0+2

y′=3x2-6x+2,k=3x02-6x0+2

又k= ,∴3x02-6x0+2=x02-3x0+2

2x02-3x0=0,∴x0=0或x0=

由x≠0,知x0=

∴y0=( )3-3( )2+2· =-

∴k= =-

∴l方程y=- x,切點( ,- )

例5. 水波的半徑以50cm/s的速度向外擴張,求當半徑為250cm時,水波面的圓面積的膨脹率是多少?

解:△s=

從而,當半徑為250cm時,圓面積的膨脹率為2π×250×50=25000π(cm2/s)

變式:一汽球的半徑以2cm/s的速度膨脹,

(1)半徑為5cm時,表面積對於時間的變化率是多少?

(2)半徑為8cm時,體積對於時間的變化率是多少?

(1)解:

從而,當半徑為5cm時,球面積的膨脹率為8π×5×2=80π(cm2/s)

(2)解:

從而,當半徑為8cm時,球面積的膨脹率為 ×3×64×2=512π(cm3/s)

【模擬試題】(滿分100分,時間60分鐘)�

一、選擇題(每題5分共30分)

1、物體做直線運動的方程為 ,則 表示的意義是 ( )

a. 經過4s後物體向前走了10m b. 物體在前4s內的平均速度為10m/s

c. 物體在第4s內向前走了10m d. 物體在第4s時的瞬時速度為10m/s

2. 在曲線y=2x2-1的圖象上取一點(1,1)及鄰近一點(1+δx,1+δy),則 等於( )

a. 4δx+2δx2 b. 4+2δx c. 4δx+δx2 d. 4+δx

3. 若曲線y=f(x)在點(x0,f(x0))處的切線方程為2x+y-1=0,則( )

a. f′(x0)>0 b. f′(x0)<0

c. f′(x0)=0 d. f′(x0)不存在

4. 已知命題p:函式y=f(x)的導函式是常數函式;命題q:函式y=f(x)是一次函式,則命題p是命題q的 ( )

a. 充分不必要條件 b. 必要不充分條件

c. 充要條件 d. 既不充分也不必要條件

5. 設函式f(x)在x0處可導,則 時, ( )

a. f'(x0) b. 0 c.2 f'(x0) d. -2 f'(x0)

6. 設f(x)=x(1+|x|),則f′(0)等於( )

a. 0 b. 1 c. -1 d. 不存在

二、填空題(每題5分共25分)

7. 若曲線上每一點處的切線都平行於x軸,則此曲線的函式必是___.

8. 曲線y=x3在點p(2,8)處的切線方程是___________.

9. 曲線f(x)=x2+3x在點a(2,10)處的切線斜率k=___________.

10. 兩曲線y=x2+1與y=3-x2在交點處的兩切線的夾角的正切為___________.

11. 設f(x)在點x處可導,a、b為常數,則 時, =_____.

三、解答題

12. (本題滿分15分)

已知函式f(x)= ,試確定a、b的值,使f(x)在x=0處可導.

13. (本題滿分15分)

某介質中一小球下落ts時的位移(m)為h=1.5-0.1t2,求t=3s時小球下落的位移、速度、加速度。

14. (本題滿分15分)

利用導數的定義求函式y=|x|(x≠0)的導數.

【試題答案】

1. d 2. b 3. b 4. b 5. c

6. b 7. 常數函式 8. y=12x-16 9. 7

10. 11.(a+b)f'(x)

12. 解: -時 = = (δx+1)無限趨近於1。

……3′

= ,……6′

若b≠1,則 時 不存在……10′

∴b=1且a=1時,才有f(x)在x=0處可導……13′

∴a=1,b=1. ……15′

13. 解:t=3時,h=1.5-0.1×9=0.6m……………………3'

14. 解:∵y=|x|,∴x>0時,y=x,……3′

則 ……6′

當x<0時,y=-x,……8

,……10′

∴y′= ……15′

【勵志故事】

毛毛蟲過河

有一道腦筋急轉彎題:一條毛毛蟲要到河對岸去,可是沒有橋,沒有船,毛毛蟲怎樣過去呢?答案出人意料,卻又在情理之中:

毛毛蟲變成了蝴蝶,它飛過河去了。做毛毛蟲時幾乎是絕不可想象的事,變成了蝴蝶,輕而易舉地就可以辦到了。

有沒有一些困難在你面前,讓你以為自己是絕對無法克服的?少一些怨天尤人,少一些悲觀失望,耐心地等待時機,想辦法充實自己提高自己。困難就好比毛毛蟲面前的那條河,當自己從毛毛蟲變成蝴蝶時,就可以輕鬆逾越了。

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