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高中数学中导数的教与学(2)

时间:2024-02-08 17:16来源:毕业论文
2 导数的基本概念 2。1 导数的定义 引理 在科学研究的过程中,经常会遇到求变量的变化率的问题。比如,物体在做匀速直线运动时,这时物体的速度为物

2  导数的基本概念

2。1  导数的定义

引理 在科学研究的过程中,经常会遇到求变量的变化率的问题。比如,物体在做匀速直线运动时,这时物体的速度为物体在 到 的位移差 与相应的时间差 的商

 。

如果物体不是做匀速直线运动而是做变速直线运动,就不能用上面的公式了。但我们可以先求出物体从时刻 到 的平均速度,然后假定 ,求平均速度的极限

 ,

并可以将此极限当作物体在 时刻的瞬时速度。

从数学角度来看, 叫做函数 在 与 的差商,而把 时,该差商的极限值(如果存在的话)叫做函数 在 处的导数。一般情况下,科学研究中一个变量相对于另一个变量的变化率问题,可以转化成求导数的问题进行处理。

函数的平均变化率为  。

注1:其中 是自变量的改变量,可正,可负,可零。 

注2:函数的平均变化率可以看作是物体运动的平均速度。

引理  设函数 在点 的某个邻域内有定义,如果极限

存在,就说明函数 在 点可导,该极限值为 在 点的导数(或变化率)。记为 ,即

也可记作 或 

2。2  导数的几何意义论文网

1。函数 在 点的导数 的几何意义:表示在函数图像点 的切线斜率

2。导数的物理意义: 物体在某一时刻的瞬时速度。 

2。3  求导数举例

例1  求函数 (C为常数)的导数。

解   ,

即     。

由此得到,常数的导数等于零。例2  求函数 在 处的导数。解   

         。

把以上结果中的a换成x得 ,即    。更一般的,对于幂函数 ,有                     。

幂函数的导数公式由此得到。

例3 求函数 的导数

由此可知,正弦函数的导数是余弦函数。

用类似的方法,可求得

                       ,

换句话说,余弦函数的导数就是负的正弦函数。

例4 求函数 的导数。解       令 ,则 ,当 时, ,于是

     

             

所以   即           

这样就得到指数函数的导数公式。特殊的,当 时,因 ,故有

           

上式表明,以 为底的指数函数的导数就是它自己,这是以 为底的指数函数的一个重要特征。

例5  求函数 的导数。解   

         

         

令 ,当 时, ,于是   

               

               

所以          ,即             。这样就可以得出对数函数的导数公式,特殊地,当 时,导数公式为             

2。4  常见函数的导数

 (C为常数)  文献综述

3  导数的运算

导数的运算是学习导数的重要工具,也是解决相关问题的重要帮手。

3。1  导数的四则运算

引理 设函数 在点 处可导,则下列各等式成立:

 。(C为常数)

3。2  复合函数的导数

形如的函数 称为复合函数,以这样的形式求导: 高中数学中导数的教与学(2):http://www.youerw.com/shuxue/lunwen_201613.html

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