2022年高二文科数学新课标人教A版选修1-1第三章导数与应用导学案 .pdf
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1、 3.1.1 变化率问题学习目标1感受平均变化率广泛存在于日常生活之中,经历运用数学描述和刻画现实世界的过程. 会数学的博大精深以及学习数学的意义;2理解平均变化率的意义,为后续建立瞬时变化率和导数的数学模型提供丰富的背景. 学习过程一、课前准备(预习教材P72 P74,找出疑惑之处)复习1:曲线221259xy与曲线221(9)259xykkk的()A长、短轴长相等B焦距相等C离心率相等D准线相同复习 2::将 a3-b3分解因式 =_ 二、新课导学 学习探究探究任务一 :问题 1:气球膨胀率,求平均膨胀率吹气球时,随着气球内空气容量的增加,气球的半径增加得越来越慢.从数学的角度如何描述这种
2、现象 ? 问题 2:高台跳水,求平均速度新知 :平均变化率 :2121()()f xf xfxxx试试 :设( )yf x ,1x 是数轴上的一个定点,在数轴x上另取一点2x ,1x 与2x 的差记为x ,即x = 或者2x = , x 就表示从1x 到2x 的变化量或增量,相应地, 函数的变化量或增量记为y ,即y = ;如果它们的比值yx,则上式就表示为,此比值就称为平均变化率. 反思 :所谓平均变化率也就是的增量与的增量的比值 . 典型例题例1 过 曲 线3( )yf xx上 两 点( 1 , 1P和(1,1)Qxy 作曲线的割线,求出当0.1x时割线的斜率 . 变式:已知函数2( )f
3、 xxx 的图象上一点( 1, 2) 及邻近一点( 1, 2)xy ,则yx= 例 2 已知函数2( )f xx,分别计算( )f x在下列区间上的平均变化率:(1)1,3;(2)1,2;(3)1,1.1;(4)1,1.001 小结 : 动手试试练 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. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 30 页练 2. 已知函数( )21f xx,( )2g xx,分别计算在区间 -3,-1, 0, 5上( )f
4、x 及( )g x 的平均变化率 . (发现: ykxb在区间 m,n上的平均变化率有什么特点?三、总结提升 学习小结1.函数( )f x的平均变化率是2.求函数( )f x的平均变化率的步骤:(1)求函数值的增量(2)计算平均变化率 知识拓展平均变化率是曲线陡峭程度的“ 数量化 ” ,曲线陡峭程度是平均变化率“ 视觉化 ” 学习评价 自我评价你完成本节导学案的情况为(). A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差 当堂检测(时量: 5 分钟 满分: 10 分)计分:1. 21yx在 (1,2) 内的平均变化率为()A3 B2 C1 D0 2. 设函数( )yf x , 当自变量x由0 x 改
5、变到0 xx时,函数的改变量y 为()A0()f xxB0()f xxC0()f xxD00()()f xxf x3. 质点运动动规律23st,则在时间(3,3)t中,相应的平均速度为()A 6tB96ttC 3tD 9t4.已知212sgt , 从 3s 到 3.1s的平均速度是_ 5. 223yxx在2x附近的平均变化率是_ 课后作业1. 国家环保局对长期超标排污,污染严重而未进行治理的单位,规定出一定期限,强令在此期限内完成排污治理. 下图是国家环保局在规定的排污达标日期前,对甲、乙两家企业连续检测的结果(W表示排污量) ,哪个企业治理得比较好?为什么?2. 水经过虹吸管从容器甲中流向容
6、器乙,t s 后容器甲中水的体积0.1( )52tV t(单位:3cm) ,计算第一个10s内 V 的平均变化率. 3.1.2 导数的概念学习目标1.掌握用极限给瞬时速度下的精确的定义;2.会运用瞬时速度的定义,求物体在某一时刻的瞬时速度T(月) W(kg) 6 3 9 12 3.5 6.5 8.6 11 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 30 页学习过程一、课前准备预习教材P74 P76,找出疑惑之处)复习1:气球的体积V 与半径r 之间的关系是33()4Vr V,求当空气容量V 从 0 增加到1 时,气球的平均膨胀率.
7、 复习 2:高台跳水运动中,运动员相对于水面的高度h 与 起 跳 后 的 时 间t的 关系 为 :2( )4.96.510h ttt. 求在 12t这段时间里,运动员的平均速度. 二、新课导学 学习探究探究任务一 :瞬时速度问题 1:在高台跳水运动中,运动员在不同时刻的速度是新知 :1 瞬时速度定义: 物体在某一时刻(某一位置 )的速度,叫做瞬时速度. 探究任务二 :导数问题 2: 瞬时速度是平均速度ts当t趋近于 0时的得导数的定义: 函数( )yf x在0 xx 处的瞬时变化率是0000()()limlimxxf xxf xfxx,我们称它为函数( )yf x 在0 xx 处的导数,记作0
8、()fx或0|xxy即000()()()limxf xxf xfxx注意: (1)函数应在点0 x的附近有定义,否则导数不存在(2)在定义导数的极限式中,x趋近于 0 可正、可负、但不为0,而y可以为 0(3)xy是函数)(xfy对自变量x在x范围 内 的 平 均 变 化 率 , 它 的 几 何 意 义 是 过 曲 线)(xfy上点()(,00 xfx)及点)(,(00 xxfxx)的割线斜率(4)导数xxfxxfxfx)()(lim)(0000/是函数)(xfy在点0 x的处瞬时变化率,它反映的函数)(xfy在点0 x处变化的快慢程度. 小结: 由导数定义,高度h 关于时间t 的导数就是运动
9、员的瞬时速度,气球半径关于体积V 的导数就是气球的瞬时膨胀率. 典型例题例 1 将原油精炼为汽油、柴油、塑胶等各种不同产品,需要对原油进行冷却和加热. 如果在第xh时,原油的温度(单位:0c)为2( )715(08)f xxxx. 计算第 2h 和第 6h时,原油温度的瞬时变化率,并说明它们的意义. 总结:函数平均变化率的符号刻画的是函数值的增减;它的绝对值反映函数值变化的快慢. 例 2 已知质点M 按规律 s=2t2+3 做直线运动 (位移单位: cm,时间单位:s),(1)当 t=2,t=0.01 时,求ts. (2)当 t=2,t=0.001 时,求ts. (3)求质点 M 在 t=2
10、时的瞬时速度小结 :利用导数的定义求导,步骤为:第一步,求函数的增量00()()yf xxf x;第二步:求平均变化率0()fxxyxx;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 30 页第三步:取极限得导数00()limxyfxx. 动手试试练 1. 在例 1 中,计算第 3h 和第 5h 时原油温度的瞬时变化率 ,并说明它们的意义. 练2. 一球沿一斜面自由滚下,其运动方程是2( )s tt(位移单位: m, 时间单位: s), 求小球在5t时的瞬时速度三、总结提升 学习小结这节课主要学习了物体运动的瞬时速度的概念,它是用平均
11、速度的极限来定义的,主要记住公式:瞬时速度 v=ttsttst)()(lim0 知识拓展导数存在连续有极限学习评价 自我评价你完成本节导学案的情况为(). A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差 当堂检测(时量: 5 分钟 满分: 10 分)计分:1. 一直线运动的物体,从时间t到tt时,物体的位移为s,那么0limtst为()从时间t到tt时,物体的平均速度;在t时刻时该物体的瞬时速度;当时间为t时物体的速度;从时间t到tt时物体的平均速度2. 2yx 在x=1 处的导数为()A2xB2 C 2xD1 3. 在0000()()()limxf xxf xfxx中,x 不可能()A大于 0 B
12、小于 0 C等于 0 D大于 0 或小于 0 4.如果质点A 按规律23st 运动,则在3t时的瞬时速度为5. 若0()2fx,则0001()2limkf xkf xk等于课后作业1. 高台跳水运动中,ts时运动员相对于水面的高度是:2( )4.96.510h ttt(单位 : m),求运动员在1ts 时的瞬时速度,并解释此时的运动状况. 2. 一质量为3kg 的物体作直线运动,设运动距离s(单位: cm)与时间(单位:s)的关系可用函数2( )1s tt 表示,并且物体的动能212Umv . 求物体开始运动后第5s 时的动能 . 3.1.3 导数的几何意义学习目标通过导数的图形变换理解导数的
13、几何意义就是曲线在该点的切线的斜率,理解导数的概念并会运用概念求导数 . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 30 页学习过程一、课前准备(预习教材P76 P79,找出疑惑之处)复习 1: 曲线上向上11111(,),(,)P xyP xx yy 的连线称为曲线的割线,斜率ykx复习 2:设函数( )yf x 在0 x 附近有定义当自变量在0 xx 附近改变x时,函数值也相应地改变y,如果当x时,平均变化率趋近于一个常数l ,则数 l 称为函数( )f x 在点0 x 的瞬时变化率. 记作:当x时,l二、新课导学 学习探究探
14、究任务 :导数的几何意义问题 1:当点(,()(1,2,3,4)nnnP xf xn,沿着曲线( )f x 趋近于点00(,()P xf x时,割线的变化趋是什么?新知 : 当割线 PnP 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 处的切线割线的斜率是:nk当点nP 无限趋近于点P 时,nk 无限趋近于切线PT的斜率 . 因此,函数( )f x 在0 xx 处的导数就是切线 PT 的斜率 k ,即0000()()lim()xf xxf xkfxx新知 :函数( )yf x 在0 x 处的导数的几 何意义是曲线( )yf x 在00(,()P xf x处
15、切线的斜率 . 即 k =000()()()limxf xxf xfxx 典型例题例 1 如图 ,它表示跳水运动中高度随时间变化的函数2( )4.96.510h ttt的图象 .根据图象 ,请描述、比较曲线( )h t在012, ,tt t 附近的变化情况. 小结 :例 2 如图 ,它表示人体血管中药物浓度( )cf t (单位:/mg mL)随时间t(单位 :min)变化的函数图象.根据图象 ,估计t=0.2,0.4,0.6,0.8 时,血管中药物浓度的瞬时变化率 (精确到 0.1) 动手试试练 1. 求双曲线1yx在点1(,2)2处的切线的斜率,并写出切线方程. 精选学习资料 - - -
16、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 30 页练 2. 求2yx 在点1x处的导数 . 三、总结提升 学习小结函数( )yf x 在0 x 处的导数的几 何意义是曲线( )yf x 在00(,()P xf x处切线的斜率 . 即 k =000()()()limxf xxf xfxx其切线方程为 知识拓展导数的物理意义:如果把函数( )yf x 看做是物体的运动方程(也叫做位移公式, 自变量x表示时间),那么导数0()fx表示运动物体在时刻ox 的速度,即在ox 的瞬时速度.即000()limxtyvfxx而运动物体的速度( )v t 对时间t的导数,即
17、0( )limtvv tt称为物体运动时的瞬时加速度. 学习评价 自我评价你完成本节导学案的情况为(). A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差 当堂检测(时量: 5 分钟 满分: 10 分)计分:1. 已知曲线22yx 上一点 ,则点(2,8)A处的切线斜率为()A. 4 B. 16 C. 8 D. 2 2. 曲线221yx在点(1, 3)P处的切线方程为()A41yxB47yxC41yxD47yx3. ( )f x 在0 xx 可导,则000()()limhf xhf xh()A与0 x 、h 都有关B仅与0 x 有关而与 h 无关C仅与 h有关而与0 x 无关D与0 x 、h 都无关4
18、. 若函数( )f x 在0 x 处的导数存在,则它所对应的曲线在点00(,()xf x的切线方程为5. 已知函数( )yf x 在0 xx 处的导数为11,则000()()limxf xxf xx= 课后作业1.如图 ,试描述函数( )f x 在x=5, 4, 2,0,1 附近的变化情况 . 2 已知函数( )f x 的图象 ,试画出其导函数( )fx 图象的大致形状. 3.2.1 几个常用函数导数学习目标1.掌握四个公式,理解公式的证明过程;2.学会利用公式,求一些函数的导数;3.理解变化率的概念,解决一些物理上的简单问题. 学习过程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归
19、纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 30 页一、课前准备(预习教材P81 P82,找出疑惑之处)复习1:导数的几何意义是:曲线)(xfy上点()(,00 xfx) 处 的 切 线 的 斜 率 .因 此 , 如 果)(xfy在 点0 x可 导 , 则 曲 线)(xfy在 点()(,00 xfx)处的切线方程为复习 2:求函数)(xfy的导数的一般方法:(1)求函数的改变量y(2)求平均变化率yx(3)取极限,得导数/y( )fxxyx0lim= 二、新课导学 学习探究探究任务一 :函数( )yf xc 的导数 .问题 :如何求函数( )yf xc 的导数新知 :0y表示函数yc图象
20、上每一点处的切线斜率为. 若yc表示路程关于时间的函数,则y,可以解释为即一直处于静止状态. 试试 : 求函数( )yf xx 的导数反思 :1y表示函数yx图象上每一点处的切线斜率为. 若yx表示路程关于时间的函数,则y,可以解释为探究任务二 :在同一平面直角坐标系中,画出函数2 ,3 ,4yx yx yx 的图象,并根据导数定义,求它们的导数 . (1)从图象上看,它们的导数分别表示什么?(2)这三个函数中,哪一个增加得最快?哪一个增加得最慢?(3) 函数(0)ykx k增 (减)的快慢与什么有关? 典型例题例 1 求函数1( )yf xx的导数变式 : 求函数2( )yf xx 的导数小
21、结 :利用定义求导法是最基本的方法,必须熟记求导的三个步骤:作差,求商,取极限. 例 2 画出函数1yx的图象 .根据图象, 描述它的变化情况,并求出曲线在点(1,1)处的切线方程 . 变式 1:求出曲线在点(1,2) 处的切线方程 . 变式 2:求过曲线上点(1,1)且与过这点的切线垂直的直线方程 . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 30 页小结 :利用导数求切线方程时,一定要判断所给点是否为切点,它们的求法是不同的. 动手试试练 1. 求曲线221yx的斜率等于4的切线方程 . (理科用 )练 2. 求函数( )yf
22、 xx 的导数三、总结提升 学习小结1. 利用定义求导法是最基本的方法,必须熟记求导的三个步骤:,. 2. 利用导数求切线方程时,一定要判断所给点是否为切点,一定要记住它们的求法是不同的. 知识拓展微积分的诞生具有划时代的意义,是数学史上的分水岭和转折点.关于微积分的地位, 恩格斯是这样评价的:“在一切理论成就中,未必再有什么像17 世纪下半叶微积分的发现那样被看作人类精神的纯粹的和惟一的功绩,那正是在这里.”学习评价 自我评价你完成本节导学案的情况为(). A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差 当堂检测(时量: 5 分钟 满分: 10 分)计分:1.( )0f x的导数是()A0 B1
23、C不存在D不确定2.已知2( )f xx ,则(3)f()A0 B2xC 6 D9 3. 在曲线2yx 上的切线的倾斜角为4的点为()A (0,0)B (2,4)C11(,)4 16D1 1(, )2 44. 过曲线1yx上点 (1,1)且与过这点的切线平行的直线方程是5. 物体的运动方程为3st ,则物体在1t时的速度为,在4t时的速度为. 课后作业1. 已知圆面积2Sr ,根据导数定义求( )S r. 2. 氡气是一种由地表自然散发的无味的放射性气体.如果最初有500 克氡气,那么t天后,氡气的剩余量为( )5000.834tA t,问氡气的散发速度是多少? 3.2.2 基本初等函数的导数
24、公式及导数的运算法则学习目标1.理解两个函数的和(或差 )的导数法则,学会用法则求一些函数的导数;2.理解两个函数的积的导数法则,学会用法则求乘积形式的函数的导数. 学习过程一、课前准备精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 30 页(预习教材P83 P85,找出疑惑之处)复习 1:常见函数的导数公式:0C;1)(nnnxx;xxcos)(sin;xxsin)(cos;()ln(0)xxaaa a;()xxee;1()(0,lnlogaxaxa且1)a;1(ln)xx. 复习 2:根据常见函数的导数公式计算下列导数(1)6yx(
25、2)yx(3)21yx(4)431yx二、新课导学 学习探究探究任务 :两个函数的和(或差 )积商的导数新知 : ( )( )( )( )f xg xfxg x( )( )( )( )( )( )f xg xfx g xf x g x2( )( ) ( )( )( )( )( )f xfx g xf x g xg xg x试试 :根据基本初等函数的导数公式和导数运算法则,求函数323yxx的导数 . 典型例题例 1 假设某国家在20 年期间的年均通贷膨胀率为5%,物价p(单位: 元)与时间t(单位: 年)有如下函数关系0( )(15%)tp tp, 其中0p 为0t时的物价 .假定某种商品的0
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