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§3.1. 3 导数的几何意义
[自学目标]:
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
[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
[教材助读]:
1.曲线的切线及切线的斜率
如图3.1-2,当沿着曲线趋近于点时,割线的变化趋势是什么?
图3.1-2
我们发现,当点沿着曲线无限接近点即时,割线趋近于确定的位置,
这个确定位置的直线称为曲线在点处的切线.
问题: (1)割线的斜率与切线的斜率有什么关系?
(2)切线的斜率为多少?
容易知道,割线的斜率是,当点沿着曲线无限接近点时,
无限趋近于切线的斜率,即
说明: (1)设切线的倾斜角为,
那么当时,割线的斜率,称为曲线在点处的切线的斜率.
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—函数在处的导数.
(2)曲线在某点处的切线:
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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
函数在处的导数等于在该点处的切线的斜率,
即
说明: 求曲线在某点处的切线方程的基本步骤:
①求出点的坐标;
②求出函数在点处的变化率得到曲线在点
的切线的斜率;
③利用点斜式求切线方程.
3.导函数
由函数在处求导数的过程可以看到,当时,是一个
确定的数,那么,当变化时,便是的一个函数,我们叫它为的导函数.
记作:或,即.
注: 在不致发生混淆时,导函数也简称导数.
4.函数在点处的导数、导函数、导数之间的区别与联系
(1)函数在一点处的导数,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而言的,就是函数的导函数.
(3)函数在点处的导数就是导函数在处的函数值,这也是求函数在点处的导数的方法之一.
[预习自测]
1、求双曲线在点处的切线的斜率,并写出切线方程.
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请你将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题写下来,待课堂上与老师和同学探究解决。
[合作探究 展示点评]
探究一:导数的应用
例1 (1)求曲线在点处的切线方程.
(2)求函数在点处的导数.
探究二:导数的实际应用
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,
根据图像,请描述、比较曲线在、、附近的变化情况.
[当堂检测]
1.求曲线在点处的切线.
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2.求曲线在点处的切线
[拓展提升]
1. 已知曲线上一点,则点处的切线斜率为( )
A. 4 B. 16 C. 8 D. 2
2. 曲线在点处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
3. 已知函数在处的导数为11,则
=
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