选修2-2第一章 导数 导学案(23页).doc
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1、-选修2-2第一章 导数 导学案-第 23 页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. 体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P2 P4,找出疑惑之处)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现象?问题2:高台跳水,求平均速度新知:平均变化率:试试:设,是数轴上的一个定点,在数轴上另取一点,与的差记为,即= 或者
2、= ,就表示从到的变化量或增量,相应地,函数的变化量或增量记为,即= ;如果它们的比值,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 过曲线上两点和作曲线的割线,求出当时割线的斜率. 变式:已知函数的图象上一点及邻近一点,则= 例2 已知函数,分别计算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 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. T(月)W(kg)6391211 练2. 已知函数,
3、分别计算在区间-3,-1,0,5上及的平均变化率. (发现:在区间m,n上的平均变化率有什么特点?三、总结提升的平均变化率是 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 学习评价 当堂检测1. 在内的平均变化率为( )A3 B2 C1 D02. 设函数,当自变量由改变到时,函数的改变量为( )A B C D3. 质点运动动规律,则在时间中,相应的平均速度为( )A B C D,从到的平均速度是_5. 在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
4、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?1 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 学习过程 一、课前准备(预习教材P4 P6,找出疑惑之处)复习1:气球的体积V与半径之间的关系是,求当空气容量V从0增加到1时,气球的平均膨胀率.复习2:高台跳水运动中,运动员相对于水面的高度与起跳后的时间的关系为:. 求在这段时间里,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,运动员有不同时刻的速度是 新知:瞬时速度定义:物体在某一时刻(某一位置)的速
5、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当趋近于0时的 新知:导数的定义:函数在处的瞬时变化率是,我们称它为函数在处的导数,记作或即注意:(1)函数应在点的附近有定义,否则导数不存在(2)在定义导数的极限式中,趋近于0可正、可负、但不为0,而可以为0(3)是函数对自变量在范围内的平均变化率,它的几何意义是过曲线上点()及点)的割线斜率(4)导数是函数在点的处瞬时变化率,它反映的函数在点处变化的快慢程度. 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、已知质点M按规律s=2t2+3做直线运动(位移单
6、位:cm,时间单位:s),(1)当t=2,t=0.01时,求;(2)当t=2,t=0.001时,求;(3)求质点M在t=2时的瞬时速度例2、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:)为. 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. 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(位移单位:m,时间单位:s),求小球在时的瞬时速度三、总结提升1、这节课主要学习了物体运动的瞬时速度的概念,它是用平均速度的极限来定义的,主要记住公式:
7、瞬时速度v=2、利用导数的定义求导,步骤为:第一步,求函数的增量;第二步:求平均变化率;第三步:取极限得导数. 学习评价 当堂检测1. 一直线运动的物体,从时间到时,物体的位移为,那么为( )从时间到时,物体的平均速度; 在时刻时该物体的瞬时速度; 当时间为时物体的速度; 从时间到时物体的平均速度2. 在 =1处的导数为( )A2 B2 C D13. 在中,不可能( )A大于0 B小于0 C等于0 D大于0或小于0运动,则在时的瞬时速度为 5. 若,则等于 课后作业 1. 高台跳水运动中,时运动员相对于水面的高度是:(单位: m),求运动员在时的瞬时速度,并解释此时的运动状况.2. 一质量为3
8、kg的物体作直线运动,设运动距离s(单位:cm)与时间(单位:s)的关系可用函数表示,并且物体的动能. 求物体开始运动后第5s时的动能.1 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. 学习过程 一、课前准备(预习教材P6 P9,找出疑惑之处)复习1:曲线上向上的连线称为曲线的割线,斜率 复习2:设函数在附近有定义当自变量在附近改变时,函数值也相应地改变 ,如果当 时,平均变化率趋近于一个常数,则数称为函数在点的瞬时变化率. 记作:当 时, 二、新课导学 学习探究探究任务:导数的几何意义问题1:当点,沿着曲线趋近于
9、点时,割线的变化趋是什么?新知1:切线的定义:当割线P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: 当点无限趋近于点P时,无限趋近于切线PT的斜率. 因此,函数在处的导数就是切线PT的斜率,即新知2:导数的几何意义:函数在处的导数的几何意义是曲线在处切线的斜率. 即= 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的图象.根据图象,请描述、比较曲线在附近的变化情况.例2 如图,它表示人体血管中药物浓度(单位:)随时间(单位:min)变化的函数图象.根据图象,估计=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
10、0.1) 动手试试练1. 求在点处的导数练2. 求双曲线在点处的切线的斜率,并写出切线方程.三、总结提升函数在处的导数的几何意义是曲线在处切线的斜率. 即=,其切线方程为 学习评价 当堂检测1. 已知曲线上一点,则点处的切线斜率为( )A. 4 B. 16 C. 8 D. 22. 曲线在点处的切线方程为( )A B C D3. 在可导,则( )A与、都有关 B仅与有关而与无关C仅与有关而与无关 D与、都无关4. 若函数在处的导数存在,则它所对应的曲线在点的切线方程为 5. 已知函数在处的导数为11,则= 课后作业 1. 如图,试描述函数在=附近的变化情况.2已知函数的图象,试画出其导函数图象的
11、大致形状.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 一、课前准备(预习教材P12 P14,找出疑惑之处)复习1:导数的几何意义是:曲线上点()处的切线的斜率.因此,如果在点可导,则曲线在点()处的切线方程为 复习2:求函数的导数的一般方法:(1)求函数的改变量 (2)求平均变化率 (3)取极限,得导数 = 二、新课导学 学习探究探究任务一:求函数的导数.反思:表示函数图象上每一点处的切线斜率为 .若表示路程关于时间的函数,则 ,可以解释为 即一直处于静止状态.探究任务二:求
12、函数的导数反思:表示函数图象上每一点处的切线斜率为 .若表示路程关于时间的函数,则 ,可以解释为 试试:在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,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)函数增(减)的快慢与什么有关? 典型例题例1 求函数的导数;例2: 求函数的导数小结: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3、画出函数的图象.根据图象,描述它的变化情况,并求出曲线在点处的切线方程.变式1:求过曲线上点且与过这点的切线垂直的直线方程. 动手试试练1. 求曲线的斜
13、率等于4的切线方程.练2. 求函数的导数三、总结提升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. 学习评价 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1.的导数是( )A0 B1 C不存在 D不确定,则( )A0 B2 C6 D93. 在曲线上的切线的倾斜角为的点为( )A B C D4. 过曲线上点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,则物体在时的速度为 ,在时的速度为 . 课后作业 1. 已知圆面积,根据导数定义求.2. 氡气是一种由地表自然散发的无味的放
14、射性气体.如果最初有500克氡气,那么天后,氡气的剩余量为,问氡气的散发速度是多少?1基本初等函数的导数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(预习教材P14 P16,找出疑惑之处)复习1:常见函数的导数公式:且;.复习2:根据常见函数的导数公式计算下列导数(1) (2) (3)(4) 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: ;试试:根据基本初等函数的导数公式和导数运算法则,求函数的导数. 典型例题例1 假设某国家
15、在20年期间的年均通贷膨胀率为5%,物价(单位:元)与时间(单位:年)有如下函数关系,其中为,那么在第10个年头,这种商品的价格上涨的速度大约是多少(精确到0.01)?变式:如果上式中某种商品的,那么在第10个年头,这种商品的价格上涨的速度大约是多少?例2 日常生活中的饮用水通常是经过净化的. 随着水纯净度的提高,所需净化费用不断增加. 已知将1吨水净化到纯净度为时所需费用(单位:元)为. 求净化到下列纯净度时,所需净化费用的瞬时变化率:(1)90%; (2)98%.小结:函数在某点处导数的大小表示函数在此点附近变化的快慢. 动手试试练1. 求下列函数的导数:(1); (2);(3);(4).
16、练2. 求下列函数的导数:(1);(2);(3)三、总结提升1由常数函数、幂函数及正、余弦函数经加、减、乘运算得到的简单的函数均可利用求导法则与导数公式求导,而不需要回到导数的定义去求此类简单函数的导数. 2对于函数求导,一般要遵循先化简,再求导的基本原则.求导时,不但要重视求导法则的应用,而且要特别注意求导法则对求导的制约作用.在实施化简时,首先要注意化简的等价性,避免不必要的运算失误. 学习评价 当堂检测1. 函数的导数是( )A B C D2. 函数的导数是( )A B C D3. 的导数是( )AB C D4. 函数,且,则= 在点处的切线方程为 课后作业 1. 求描述气球膨胀状态的函
17、数的导数.2. 已知函数.(1)求这个函数的导数;(2)求这个函数在点处的切线方程. 1 复合函数求导 学习目标 复合函数的分解,求复合函数的导数. 学习过程 一、课前准备(预习教材P16 P17,找出疑惑之处)复习1:求的导数;复习2:求函数的导数二、新课导学 学习探究探究任务一:复合函数的求导法则问题:求=?解答:由于,故 这个解答正确吗? 新知:一般地,对于两个函数和,如果通过变量,可以表示成的函数,那么称这个函数为函数和的复合函数,记作: 复合函数的求导法则:两个可导函数复合而成的复合函数的导数等于函数对中间变量的导数乘上中间变量对自变量的导数.用公式表示为:,其中u为中间变量.即:
18、对的导数等于对的导数与对的导数的乘积.试试:= 反思:求复合函数的导数,关键在于分析清楚函数的复合关系,选好中间变量。 典型例题例1 求下列函数的导数: (1); (2);(3)(其中,均为常数)变式:求下列函数的导数:(1); (2) 小结:复合函数的求导不仅可以推广到三重,还可推广到四重、五重.例2 求描述气球膨胀状态的函数的导数. 小结:求复合函数的导数,关键在于分析清楚函数的复合关系,选好中间变量。 动手试试练1.一个距地心距离为,质量为的人造卫星,与地球之间的万有引力由公式给出,其中为地球队质量,为常量,求对于的瞬时变化率.三、总结提升1. 会分解复合函数.2复合函数的导数:设函数在
19、点x处有导数,函数y=f(u)在点x的对应点u处有导数,则复合函数在点x处也有导数,且 3复合函数求导的基本步骤是:分解求导相乘回代 学习评价 当堂检测1. 设,则=( )A B C D2. 已知,则是( )A奇函数 B偶函数 C非奇非偶函数 D既是奇函数又是偶函数3. 若函数在区间内单调递增,则的取值范围是( )A B C D4. = 5. = 课后作业 1. 求下列函数的导数;(1); (2); (3)2. 求下列函数的导数;(1); (2);(3); (4)1函数的单调性与导数 学习目标 学习过程 一、课前准备(预习教材P21 P26,找出疑惑之处)复习1:以前,我们用定义来判断函数的单
20、调性. 对于任意的两个数x1,x2I,且当x1x2时,都有 ,那么函数f(x)就是区间I上的 函数. 复习2: ; ; ; ; ; ; ; ; 二、新课导学 学习探究探究任务一:函数的导数与函数的单调性的关系:问题:我们知道,曲线的切线的斜率就是函数的导数.从函数的图像来观察其关系:y=f(x)=x24x+3切线的斜率f(x)(2,+)(,2)在区间(2,)内,切线的斜率为 ,函数的值随着x的增大而 ,即时,函数在区间(2,)内为 函数;在区间(,2)内,切线的斜率为 ,函数的值随着x的增大而 ,即0时,函数在区间(,2)内为 函数.新知:一般地,设函数在某个区间内有导数,如果在这个区间内,那
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