导数的背景曲线在某点处的切线、瞬时速度.ppt

引入引入:一、切线问题：一、切线问题：（（1）对于简单的曲线，如圆和圆锥曲线，它们的）对于简单的曲线，如圆和圆锥曲线，它们的切线是如何定义的？切线是如何定义的？（（2）与曲线只有一个交点的直线是否一定是曲线）与曲线只有一个交点的直线是否一定是曲线的切线？的切线？（（3）曲线的切线与直线是否只有一个交点？）曲线的切线与直线是否只有一个交点？二、最值问题：二、最值问题：求函数求函数y=x3-2x-1，，x∈∈[-1，，1]的最大值和最小值的最大值和最小值第三章第三章 导数导数3.1.1曲线的切线曲线的切线一一.曲线的切线曲线的切线βy=f(x)PQMΔΔxΔΔyOxyβPy=f(x)QMΔΔxΔΔyOxy 如图，曲线如图，曲线C是函数是函数y=f(x)的图象，的图象，P(x0,y0)是曲线是曲线C上的任意一点，上的任意一点，Q(x0+ΔΔx,y0+ΔΔy)为为P邻邻近一点，近一点，PQ为为C的割线，的割线，PM//x轴轴,QM//y轴，轴，β为为PQ的倾斜角的倾斜角.PQoxyy=f(x)割割线线切线切线T请看当点请看当点Q沿着曲线逐渐向点沿着曲线逐渐向点P接近时，割线接近时，割线PQ绕着点绕着点P逐渐转动的情况逐渐转动的情况. 我们发现我们发现,当点当点Q沿着曲线无限接近点沿着曲线无限接近点P,即即ΔΔx→→0时时,若割线若割线PQ有一个极限位置有一个极限位置PT.则我们把直线则我们把直线PT称为曲称为曲线在点线在点P处的处的切线切线. 设切线的倾斜角为设切线的倾斜角为αα,那么当那么当Δx→0时时,割线割线PQ的斜率的斜率,称为曲线在点称为曲线在点P处的处的切线的斜率切线的斜率.即即: 这个概念这个概念:①①提供了求曲线上某点切线的斜率的一提供了求曲线上某点切线的斜率的一种方法种方法;②②切线斜率的本质切线斜率的本质——函数平均变化率的极限函数平均变化率的极限.注：（注：（1）切线是割线的极限位置，切线的斜率是一个）切线是割线的极限位置，切线的斜率是一个 极限极限 （（2）若割线在）若割线在P点有极限位置，则在此点有切线点有极限位置，则在此点有切线,且切线是唯一的且切线是唯一的;如不存在如不存在,则在此点处无切线则在此点处无切线; （（3）曲线的切线）曲线的切线,并不一定与曲线只有一个交点并不一定与曲线只有一个交点,可以有多个可以有多个,甚至可以无穷多个甚至可以无穷多个.（（3）曲线的切线与曲线是否只有一个交点吗？）曲线的切线与曲线是否只有一个交点吗？例例1: 求曲线求曲线y=f(x)=x2+1在点在点P(1,2)处的切线的斜率、切线方程处的切线的斜率、切线方程.QPy=x2+1xy-111OjMDyDx求曲线上一点的切线的斜率一般可以分为三步：求曲线上一点的切线的斜率一般可以分为三步：（（1）求）求⊿⊿y；；求曲线在某点处的切线方程：先利用切线的斜率，求曲线在某点处的切线方程：先利用切线的斜率，然后利用点斜式求切线方程然后利用点斜式求切线方程.练习练习:如图如图,已知曲线已知曲线 , 求求: (1)点点P处的切线的斜率处的切线的斜率; (2)点点P处的切线方程处的切线方程. yx-2-112-2-11234OP即即点点P处的切线的斜率等于处的切线的斜率等于4. (2)在点在点P处的切线方程是处的切线方程是y-8/3=4(x-2),即即12x-3y-16=0. 一般地，设物体的运动规律是一般地，设物体的运动规律是s＝＝s(t)，，则物则物 体在体在t到到t+ΔΔt这段时间内的平均速度为这段时间内的平均速度为 二、瞬时速度：二、瞬时速度： 平均速度反映了物体运动时的快慢程度平均速度反映了物体运动时的快慢程度,但要精确但要精确地描述非匀速直线运动地描述非匀速直线运动,就要知道物体在每一时刻运动就要知道物体在每一时刻运动的快慢程度的快慢程度,也既需要通过也既需要通过瞬时速度来反映瞬时速度来反映.物体在时刻物体在时刻t的瞬时速度的瞬时速度，就是物体在，就是物体在t到到t+ΔΔt这这段时间内，当段时间内，当ΔΔt→0时的平均速度的极限；时的平均速度的极限；例例3: 物体作自由落体运动物体作自由落体运动,运动方程为：运动方程为： g=10m/s2 ，位移单位是，位移单位是m，时间单位是，时间单位是s，，.求：求： (1) 物体在时间区间物体在时间区间[2,2.1]上的平均速度；上的平均速度； (2) 物体在时间区间物体在时间区间[2,2.01]上的平均速度；上的平均速度； (3) 物体在物体在t=2(s)时的瞬时速度时的瞬时速度.解解:(1)将将 ΔΔt=0.1代入上式，得代入上式，得: (2)将将 ΔΔt=0.01代入上式，得代入上式，得: 即物体在时刻即物体在时刻t0=2(s)的的瞬时速度瞬时速度等于等于20(m/s).当时间间隔当时间间隔ΔΔt 逐渐变小时逐渐变小时,平均速度就越接平均速度就越接近近t0=2(s) 时的时的瞬时速度瞬时速度v=20(m/s).练习练习: 某质点沿直线运动某质点沿直线运动,运动规律是运动规律是s=5t2+6，求，求t=1时刻的瞬时速度时刻的瞬时速度.求瞬时速度一般可以分为三步：求瞬时速度一般可以分为三步：（（1）求）求⊿⊿s；；（（1）能从极限的角度理解曲线在点）能从极限的角度理解曲线在点P处切线处切线的定义；的定义；小结：小结：能求曲线在点能求曲线在点P处切线的斜率及方程；处切线的斜率及方程；（（2）能从极限的角度理解某时刻的瞬时速度）能从极限的角度理解某时刻的瞬时速度能求某时刻的瞬时速度能求某时刻的瞬时速度备用备用:已知曲线已知曲线 上一点上一点P(1,2),用斜率的定义求用斜率的定义求 过点过点P的切线的倾斜角和切线方程的切线的倾斜角和切线方程.故过点故过点P的切线方程为的切线方程为:y-2=1•(x-1),即即y=x+1.练习练习:求曲线求曲线 上一点上一点P(1,-1)处的切线方程处的切线方程.答案答案:y=3x-4.。