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导数的背景(5月4日)
教学目标 理解函数的增量与自变量的增量的比的极限的具体意义
教学重点 瞬时速度、切线的斜率、边际成本
教学难点 极限思想
教学过程
一、导入新课
瞬时速度
问题1: 一个小球自由下落,它在下落 3秒时的速度是多少? 析:大家知道,自由落体的运动公式是 s=*gt2 (其中g是重力加速度).
当时间增量厲很小时,从3秒到(3+凤)秒这段时间内,小球下落的快慢 变化不大.因此,可以用这段时间内的平均速度近似地反映小球在下落 3秒时
的速度.
从3秒到(3+ t)秒这段时间内位移的增量:
从而,v S = 29.4 4.9=t.
从上式可以看出,」t越小,寸越接近29.4米/秒;当銚无限趋近于0时,诗 无限趋近于29.4米/秒.此时我们说,当t趋向于0时,兰的极限是294
At
当氏趋向于°时'平均速度诗的极限就是小球下降3秒时的速度,也叫做 瞬时速度.
一般地,设物体的运动规律是 s= s (t),则物体在t到(t+也t)这段时间
内的平均速度为 —-s(r :t^s(t).如果氏无限趋近于0时,兰无限趋近于
At At At
某个常数a,就说当t趋向于0时,芒的极限为a,这时a就是物体在时刻t
At
的瞬时速度■
切线的斜率 问题2: P (1,1)是曲线y = x2上的一点,Q是曲线上点P附近的一个点,当点
Q沿曲线逐渐向点P趋近时割线PQ的斜率的变化情况?
析:设点Q的横坐标为1 +3,则点Q的纵坐标为(1 + -^x ) 2,点Q对于点P
的纵坐标的增量(即函数的增量).:y = :x)2 - 1 =2 :X ? (:x)2 ,
2
所以,割线PQ的斜率kpQ二卫二2 :X ( :x)二2 逐.
LX LX
由此可知,当点Q沿曲线逐渐向点P接近时,“变得越来越小,kpQ越来 越接近2;当点Q无限接近于点P时,即x无限趋近于0时,kpQ无限趋近于
这表明,割线PQ无限趋近于过点P且斜率为2的直线.我们把这条直线叫 做曲线在点P处的切线?由点斜式,这条切线的方程为:y = 2x —「
一般地,已知函数y二f (x)的图象是曲线C,P( Xo, yo) ,Q( X。;x, y° )
是曲线C上的两点,当点Q沿曲线逐渐向点P接近时,割线PQ绕着点P转动. 当点Q沿着曲线无限接近点P,即.〉x趋向于0时,如果割线PQ无限趋近于一 个极限位置PT,那么直线PT叫做曲线在点P处的切线.此时,割线PQ的斜 率kpQ二卫 无限趋近于切线PT的斜率k,也就是说,当 x趋向于0时,割线
Z
PQ的斜率kpQ二竺的极限为k.
边际成本
问题3:设成本为C,产量为q,成本与产量的函数关系式为C(q^3q2 10,我 们来研究当q = 50时,产量变化■ :q对成本的影响.在本问题中,成本的增量为:
2 2 2
C =C(50 :q)—C(50) =3(50 :q) 10-(3 50 10) =300 :q 3( :q).
产量变化:q
产量变化:q对成本的影响可用:
300 - 3 q来刻划,
匚q越小,-C越接近
△c
300;当二q无限趋近于0时,—无限趋近于300,我们就说当q趋向于0时,
的极限是300.
我们把些的极限300叫做当q = 50时C(q)二3q2 10的边际成本.
般地,设C是成本,q是产量,成本与产量的函数关系式为 C二C (q), 当产量为qo时,产量变化:q对成本的影响可用增量比 2C(q0 g)— C(q0)
Aq Aq
刻划.如果.g无限趋近于0时,空无限趋近于常数A,经济学上称A为边际
成本.它表明当产量为qo时,增加单位产量需付出成本 A (这是实际付出成本 的一个近似值)■
二、 小结
瞬时速度是平均速度 —当厶t趋近于0时的极限;切线是割线的极限位置,
At
切线的斜率是割线斜率 辻当Ax趋近于0时的极限;边际成本是平均成本—当
lx Lq
q趋近于0时的极限.
三、 练习与作业:
某物体的运动方程为s(t) =5t2 (位移单位:m,时间单位:s)求它在t= 2s 时的速度.
判断曲线y =2x2在点P (1,2)处是否有切线,如果有,求出切线的方程.
已知成本C与产量q的函数关系式为C =2q2 ■ 5,求当产量q= 80时的边际 成本.
一球沿某一斜面自由滚下,测得滚下的垂直距离 h (单位:m)与时间t (单
位:s)之间的函数关系为h=t2,求t=4s时此球在垂直方向的瞬时速度.
判断曲线y =^x2在(1,-)处是否有切线,如果有,求出切线的方程.
2
已知成本C与产量q的函数关系为C =4q2 ? 7 ,求当产量q = 30时的边际成 本.
导数的概念(5月4 日)
教学目标与要求:理解导数的概念并会运用概念求导数。
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