理解导数的概念及其几何意义,了解函数的可导性与连续性之间的关系;了解导数作为函数变化率的实际意义;掌握导数的有理运算法则和复合函数的求导法,掌握基本初等函数的导数公式;理解微分的概念,了解微分概念中所包含的局部线性化思想,了解微分的有理运算法则和一阶微分形式不变性;了解高阶导数的概念,掌握初等函数一阶、二阶导数的求法;掌握利用一阶导数判断函数的单调性的方法;理解函数的极值概念,掌握利用导数求函数的极值的方法,会解简单一元函数的最大值与最小值的应用题;会用二阶导数判断函数图形的凹凸性及拐点,能描绘简单函数的图形.
导数的概念及其几何意义,函数的可导性与连续性之间的关系;导数的有理运算法则和复合函数的求导法,基本初等函数的导数公式;微分的概念,微分的有理运算法则和一阶微分形式不变性;高阶导数的概念及求法;利用一阶导数判断函数的单调性;函数的极值概念,利用导数求函数的极值,用二阶导数判断函数图形的凹凸性及拐点,描绘简单函数的图形.
第十九讲 导数问题引例
1.变速直线运动的瞬时速度问题:
设在直线上运动的一质点的位置方程为(
表示时刻),又设当
为
时刻时,位置在
处,问:质点在
时刻的瞬时速度是多少?
为此,可取近邻的时刻
,
,也可取
,在由
到
这一段时间内,质点的平均速度为
,显然当
与
越近,用
代替
的瞬时速度的效果越佳,特别地,当
时,
某常值
,那么
必为
点的瞬时速度,此时,
.
2.平面曲线的切线斜率问题:
切线的概念在中学已见过.从几何上看,在某点的切线就是一直线,它在该点和曲线相切.准确地说,曲线在其上某点M的切线是割线当
沿该曲线无限地接近于
点的极限位置.
设曲线方程为,设
点的坐标为
,动点
的坐标为
,要求出曲线在
点的切线,只须求出
点切线的斜率
.由上知,
恰好为割线
的斜率的极限.我们不难求得
的斜率为:
;因此,当
时,其极限存在的话,其值就是
,即
.
若设为切线的倾角,则有
.