资源简介 (共55张PPT)1.1 平均变化率~1.2 瞬时变化率第二章 §1 平均变化率与瞬时变化率1.了解变化率在实际生活中的需求,探究和体会平均变化率的实际意义.2.理解函数的平均变化率和瞬时变化率的概念.学习目标你登过泰山吗?登山过程中,你会体验到“六龙过万壑”的雄奇,感受到“会当凌绝顶,一览众山小”的豪迈.当爬到“十八盘”时,你感觉怎样?是平缓的山好攀登,还是陡峭的山好攀登?你能从数学的角度来反映山坡的平缓和陡峭程度吗?导语随堂演练课时对点练一、平均变化率二、瞬时变化率内容索引一、平均变化率问题1 下表是某病人吃完退烧药,他的体温变化情况:提示 每10分钟病人的体温变化不相同,从20分钟到30分钟变化最快,用体温的平均变化率刻画体温变化的快慢.x/min 0 10 20 30 40 50 60y/℃ 39 38.7 38.5 38 37.6 37.3 36.9观察上表,每10分钟病人的体温变化相同吗?哪段时间体温变化较快?如何刻画体温变化的快慢?知识梳理平均变化率定义 对一般的函数y=f(x)来说,当自变量x从x1变为x2时,函数值从f(x1)变为f(x2),它在区间[x1,x2]的平均变化率=__________实质 函数的平均变化率可以表示为函数值的改变量(Δy= )与自变量的改变量(Δx= )的比值,即作用 刻画函数值在区间 上变化的快慢f(x2)-f(x1)x2-x1[x1,x2]注意点:(1)Δx是自变量的变化量,它可以为正,也可以为负,但不能等于零,而Δy是相应函数值的变化量,它可以为正,可以为负,也可以等于零.(2)函数平均变化率的物理意义,如果物体的运动规律是s=s(t),那么函数s(t)在t到t+Δt这段时间内的平均变化率就是物体在这段时间内的平均速度,即解 因为f(x)=2x2+3x-5,所以Δy=f(x1+Δx)-f(x1)=2(x1+Δx)2+3(x1+Δx)-5-( +3x1-5)=2[(Δx)2+2x1Δx]+3Δx=2(Δx)2+(4x1+3)Δx.所以当x1=4,Δx=1时,Δy=2×12+(4×4+3)×1=21,例1 已知函数f(x)=2x2+3x-5.当x1=4,且Δx=1时,求函数增量Δy和平均变化率反思感悟 求函数平均变化率的三个步骤第一步,求自变量的增量Δx=x2-x1.第二步,求函数值的增量Δy=f(x2)-f(x1).二、瞬时变化率问题2 物体的路程s与时间t的关系是s(t)=5t2,试求物体在[1,1+Δt]这段时间内的平均速度.当Δt趋近于0时,问题1中的平均速度趋近于多少?怎样理解这一速度?这时的平均速度即为当t=1时的瞬时速度.知识梳理Δx趋于0注意点:(1)平均变化率与瞬时变化率的关系①区别:平均变化率刻画函数值在区间[x1,x2]上变化的快慢,瞬时变化率刻画函数值在x0点处变化的快慢;②联系:当Δx趋于0时,平均变化率 趋于一个常数,这个常数即为函数在x0处的瞬时变化率,它是一个固定值.(2)“Δx趋于0”的含义Δx趋于0的距离要多近有多近,即|Δx-0|可以小于给定的任意小的正数,且始终Δx≠0.例2 某物体的运动路程s(单位:m)与时间t(单位:s)的关系可用函数s(t)=t2+t+1表示,求物体在t=1 s时的瞬时速度.即物体在t=1 s时的瞬时速度为3 m/s.延伸探究1.若本例中的条件不变,试求物体的初速度.解 求物体的初速度,即求物体在t=0时的瞬时速度,即物体的初速度为1 m/s.2.若本例中的条件不变,试问物体在哪一时刻的瞬时速度为9 m/s.解 设物体在t0时刻的瞬时速度为9 m/s.则2t0+1=9,∴t0=4.则物体在4 s时的瞬时速度为9 m/s.反思感悟 求函数f(x)在点x=x0处的瞬时变化率的步骤(1)求Δy=f(x0+Δx)-f(x0);跟踪训练2 求函数y=f(x)=3x2+x在点x=1处的瞬时变化率.解 Δy=f(1+Δx)-f(1)=3(1+Δx)2+(1+Δx)-(3+1)=7Δx+3(Δx)2.∴函数y=3x2+x在点x=1处的瞬时变化率为7.1.知识清单:(1)平均变化率.(2)瞬时变化率.2.方法归纳:极限法.3.常见误区:对函数的平均变化率、瞬时变化率理解不到位.课堂小结随堂演练1.在求解平均变化率时,自变量的变化量Δx应满足A.Δx>0 B.Δx<0C.Δx≠0 D.Δx可为任意实数√12342.一质点按运动方程s(t)= 作直线运动,则其从t1=1到t2=2的平均速度为A.-1 B.- C.-2 D.21234√12343.函数f(x)=8x-6在区间[m,n]上的平均变化率为___.812344.一质点运动规律是s=t2+3(s的单位为m,t的单位为s),则在t=1 s时的瞬时速度估计是____ m/s.2解析 Δs=s(1+Δt)-s(1)=(1+Δt)2+3-(12+3)=2Δt+(Δt)2,课时对点练基础巩固1234567891011121314151.如图,函数y=f(x)在A,B两点间的平均变化率是A.1 B.-1C.2 D.-216√2.在x=1附近,取Δx=0.3,下列四个函数中,平均变化率最大的是A.y=x B.y=x2 C.y=x3 D.y=123456789101112131415√16解析 根据平均变化率的定义可求得四个函数的平均变化率依次为1,2.3,3.99,12345678910111213141516√12345678910111213141516123456789101112131415164.一个物体做直线运动,位移s(单位:m)与时间t(单位:s)之间的函数关系为s(t)=5t2+mt,且这一物体在2≤t≤3这段时间内的平均速度为26 m/s,则实数m的值为A.2 B.1 C.-1 D.6√所以(5×32+3m)-(5×22+2m)=26,解得m=1.1234567891011121314155.函数y=f(x)=x2在区间[x0,x0+Δx]上的平均变化率为k1,在区间[x0-Δx,x0]上的平均变化率为k2,则k1与k2的大小关系为A.k1>k2 B.k1<k2C.k1=k2 D.不确定√16由题意知Δx>0,∴k1>k2.123456789101112131415166.(多选)已知某物体的运动方程为s(t)=7t2+8(0≤t≤5),则A.该物体在1≤t≤3时的平均速度是28B.该物体在t=4时的瞬时速度是56C.该物体位移的最大值为43D.该物体在t=5时的瞬时速度是70√√√物体在t=4时的瞬时速度是56,故B正确;物体的最大位移是7×52+8=183,C错误;物体在t=5时的瞬时速度是70,故D正确.123456789101112131415167.一水库的蓄水量与时间关系的图象如图所示,则蓄水效果最好的时间段(以两个月计)为___________;蓄水效果最差的时间段(以两个月计)为___________.6月至8月解析 由图象可以看出,6月至8月水库的蓄水量增长最快,蓄水效果最好;8月至10月水库的蓄水量减少最快,蓄水效果最差.8月至10月123456789101112131415168.在自行车比赛中,运动员的位移s与比赛时间t存在函数关系s=10t+5t2(s单位:m,t单位:s),则t=20 s时的瞬时速度为________.210 m/s当Δt趋于0时,v趋于10+10t,则在t=20 s时的瞬时速度为10×20+10=210(m/s).123456789101112131415169.蜥蜴的体温与阳光的照射有关,其关系式为T(t)= +15,其中T(t)为体温(单位:℃),t为太阳落山后的时间(单位:min).(1)从t=0 min到t=10 min,蜥蜴的体温下降了多少?所以蜥蜴的体温下降了16 ℃.12345678910111213141516解 平均变化率是-1.6 ℃/min,它表示从t=0 min到t=10 min这段时间内,蜥蜴体温平均每分钟下降1.6 ℃.(2)从t=0 min到t=10 min,蜥蜴的体温下降的平均变化率是多少?它代表什么实际意义?1234567891011121314151610.某物体按照s(t)=3t2+2t+4(s的单位:m)的规律做直线运动,求自运动开始到4 s时物体运动的平均速度和4 s时的瞬时速度.12345678910111213141516由于Δs=3(t+Δt)2+2(t+Δt)+4-(3t2+2t+4)=(2+6t)Δt+3(Δt)2.所以4 s时物体运动的瞬时速度为26 m/s.123456789101112131415综合运用1611.物体甲、乙在时间0到t1范围内路程的变化情况如图所示,下列说法正确的是A.在0到t0范围内甲的平均速度大于乙的平均速度B.在0到t0范围内甲的平均速度小于乙的平均速度C.在t0到t1范围内甲的平均速度大于乙的平均速度D.在t0到t1范围内甲的平均速度小于乙的平均速度√12345678910111213141516解析 在0到t0范围内,甲、乙所走的路程相同,时间一样,所以平均速度相同,在t0到t1范围内,时间相同,而甲走的路程较大,所以甲的平均速度较大.√12345678910111213141516123456789101112131415161234567891011121314151613.若一物体运动方程如下:s= 则此物体在t=1和t=3时的瞬时速度分别为_____,_____.6 012345678910111213141516解析 ∵0≤t<3时,s=3t2+1,∵t≥3时,s=2+3(t-3)2,14.将半径为R的球加热,若半径从R=1到R=m时球的体积膨胀率为 ,则m的值为_____.123456789101112131415162所以m2+m+1=7,所以m=2或m=-3(舍).拓广探究1234567891011121314151615.如图所示为一圆锥形容器,底面圆的直径等于圆锥母线长,水以每分钟9.3升的速度注入容器内,则注入水的高度在t= 分钟时的瞬时变化率为_____分米/分钟.(注:π≈3.1)912345678910111213141516解析 由题意知,圆锥轴截面为等边三角形,设经过t分钟后水面高度为h,1234567891011121314151616.已知气球的表面积S(单位:cm2)与半径r(单位:cm)之间的函数关系是S(r)=4πr2.求:(1)气球表面积S由10 cm2膨胀到20 cm2时的平均膨胀率即气球膨胀过程中半径的增量与表面积增量的比值;12345678910111213141516解 由S(r)=4πr2,r>0,12345678910111213141516当S由10 cm2膨胀到20 cm2时,气球表面积的增量ΔS=20-10=10(cm2),(2)气球表面积S由30 cm2膨胀到40 cm2时的平均膨胀率.12345678910111213141516解 当S由30 cm2膨胀到40 cm2时,气球半径的增量本课结束§1 平均变化率与瞬时变化率1.1 平均变化率1.2 瞬时变化率学习目标 1.了解变化率在实际生活中的需求,探究和体会平均变化率的实际意义.2.理解函数的平均变化率和瞬时变化率的概念.导语你登过泰山吗?登山过程中,你会体验到“六龙过万壑”的雄奇,感受到“会当凌绝顶,一览众山小”的豪迈.当爬到“十八盘”时,你感觉怎样?是平缓的山好攀登,还是陡峭的山好攀登?你能从数学的角度来反映山坡的平缓和陡峭程度吗?一、平均变化率问题1 下表是某病人吃完退烧药,他的体温变化情况:x/min 0 10 20 30 40 50 60y/℃ 39 38.7 38.5 38 37.6 37.3 36.9观察上表,每10分钟病人的体温变化相同吗?哪段时间体温变化较快?如何刻画体温变化的快慢?提示 每10分钟病人的体温变化不相同,从20分钟到30分钟变化最快,用体温的平均变化率刻画体温变化的快慢.知识梳理平均变化率定义 对一般的函数y=f(x)来说,当自变量x从x1变为x2时,函数值从f(x1)变为f(x2),它在区间[x1,x2]的平均变化率=实质 函数的平均变化率可以表示为函数值的改变量(Δy=f(x2)-f(x1))与自变量的改变量(Δx=x2-x1)的比值,即=作用 刻画函数值在区间[x1,x2]上变化的快慢注意点:(1)Δx是自变量的变化量,它可以为正,也可以为负,但不能等于零,而Δy是相应函数值的变化量,它可以为正,可以为负,也可以等于零.(2)函数平均变化率的物理意义,如果物体的运动规律是s=s(t),那么函数s(t)在t到t+Δt这段时间内的平均变化率就是物体在这段时间内的平均速度,即=.例1 已知函数f(x)=2x2+3x-5.当x1=4,且Δx=1时,求函数增量Δy和平均变化率.解 因为f(x)=2x2+3x-5,所以Δy=f(x1+Δx)-f(x1)=2(x1+Δx)2+3(x1+Δx)-5-(2x+3x1-5)=2[(Δx)2+2x1Δx]+3Δx=2(Δx)2+(4x1+3)Δx.所以当x1=4,Δx=1时,Δy=2×12+(4×4+3)×1=21,则==21.反思感悟 求函数平均变化率的三个步骤第一步,求自变量的增量Δx=x2-x1.第二步,求函数值的增量Δy=f(x2)-f(x1).第三步,求平均变化率=.跟踪训练1 某物体运动的位移s与时间t之间的函数关系式为s(t)=sin t,t∈.分别求s(t)在区间和上的平均速度.解 物体在区间上的平均速度为1====.物体在区间上的平均速度为2===.二、瞬时变化率问题2 物体的路程s与时间t的关系是s(t)=5t2,试求物体在[1,1+Δt]这段时间内的平均速度.当Δt趋近于0时,问题1中的平均速度趋近于多少?怎样理解这一速度?提示 Δs=5(1+Δt)2-5=10Δt+5(Δt)2,==10+5Δt.当Δt趋近于0时,趋近于10,这时的平均速度即为当t=1时的瞬时速度.知识梳理瞬时变化率对于一般的函数y=f(x),在自变量x从x0变到x1的过程中,若设Δx=x1-x0,Δy=f(x1)-f(x0),则该函数的平均变化率为==.如果当Δx趋于0时,平均变化率就趋于某个值,那么这个值就是f(x)在点x0的瞬时变化率.它刻画函数在某一点处变化的快慢.注意点:(1)平均变化率与瞬时变化率的关系①区别:平均变化率刻画函数值在区间[x1,x2]上变化的快慢,瞬时变化率刻画函数值在x0点处变化的快慢;②联系:当Δx趋于0时,平均变化率趋于一个常数,这个常数即为函数在x0处的瞬时变化率,它是一个固定值.(2)“Δx趋于0”的含义Δx趋于0的距离要多近有多近,即|Δx-0|可以小于给定的任意小的正数,且始终Δx≠0.例2 某物体的运动路程s(单位:m)与时间t(单位:s)的关系可用函数s(t)=t2+t+1表示,求物体在t=1 s时的瞬时速度.解 ∵===3+Δt,当Δt趋于0时,趋于3,即物体在t=1 s时的瞬时速度为3 m/s.延伸探究 1.若本例中的条件不变,试求物体的初速度.解 求物体的初速度,即求物体在t=0时的瞬时速度,∵===1+Δt,当Δt趋于0时,趋于1,即物体的初速度为1 m/s.2.若本例中的条件不变,试问物体在哪一时刻的瞬时速度为9 m/s.解 设物体在t0时刻的瞬时速度为9 m/s.又==(2t0+1)+Δt.当Δt趋于0时,趋于2t0+1,则2t0+1=9,∴t0=4.则物体在4 s时的瞬时速度为9 m/s.反思感悟 求函数f(x)在点x=x0处的瞬时变化率的步骤(1)求Δy=f(x0+Δx)-f(x0);(2)计算,并化简,直到当Δx=0时有意义为止;(3)将Δx=0代入化简后的即得瞬时变化率.跟踪训练2 求函数y=f(x)=3x2+x在点x=1处的瞬时变化率.解 Δy=f(1+Δx)-f(1)=3(1+Δx)2+(1+Δx)-(3+1)=7Δx+3(Δx)2.∴==7+3Δx.∴当Δx趋于0时,=7+3Δx趋于7+3×0=7.∴函数y=3x2+x在点x=1处的瞬时变化率为7.1.知识清单:(1)平均变化率.(2)瞬时变化率.2.方法归纳:极限法.3.常见误区:对函数的平均变化率、瞬时变化率理解不到位.1.在求解平均变化率时,自变量的变化量Δx应满足( )A.Δx>0 B.Δx<0C.Δx≠0 D.Δx可为任意实数答案 C解析 因平均变化率为,故Δx≠0.2.一质点按运动方程s(t)=作直线运动,则其从t1=1到t2=2的平均速度为( )A.-1 B.- C.-2 D.2答案 B解析 ==-1=-.3.函数f(x)=8x-6在区间[m,n]上的平均变化率为______.答案 8解析 平均变化率为==8.4.一质点运动规律是s=t2+3(s的单位为m,t的单位为s),则在t=1 s时的瞬时速度估计是________ m/s.答案 2解析 Δs=s(1+Δt)-s(1)=(1+Δt)2+3-(12+3)=2Δt+(Δt)2,∴==2+Δt,当Δt趋于0时,趋于2.课时对点练1.如图,函数y=f(x)在A,B两点间的平均变化率是( )A.1 B.-1 C.2 D.-2答案 B解析 ===-1.2.在x=1附近,取Δx=0.3,下列四个函数中,平均变化率最大的是( )A.y=x B.y=x2 C.y=x3 D.y=答案 C解析 根据平均变化率的定义可求得四个函数的平均变化率依次为1,2.3,3.99,-.3.某物体做直线运动,其运动规律是s=t2+(t的单位是秒,s的单位是米),则它在4秒末的瞬时速度为( )A.米/秒 B.米/秒C.8米/秒 D.米/秒答案 B解析 因为===Δt+8-.当Δt趋于0时,趋于,所以它在4秒末的瞬时速度为米/秒.4.一个物体做直线运动,位移s(单位:m)与时间t(单位:s)之间的函数关系为s(t)=5t2+mt,且这一物体在2≤t≤3这段时间内的平均速度为26 m/s,则实数m的值为( )A.2 B.1 C.-1 D.6答案 B解析 由已知,得=26,所以(5×32+3m)-(5×22+2m)=26,解得m=1.5.函数y=f(x)=x2在区间[x0,x0+Δx]上的平均变化率为k1,在区间[x0-Δx,x0]上的平均变化率为k2,则k1与k2的大小关系为( )A.k1>k2 B.k1<k2C.k1=k2 D.不确定答案 A解析 k1===2x0+Δx,k2===2x0-Δx.由题意知Δx>0,∴k1>k2.6.(多选)已知某物体的运动方程为s(t)=7t2+8(0≤t≤5),则( )A.该物体在1≤t≤3时的平均速度是28B.该物体在t=4时的瞬时速度是56C.该物体位移的最大值为43D.该物体在t=5时的瞬时速度是70答案 ABD解析 该物体在1≤t≤3时的平均速度是==28,A正确;物体在t=4时的瞬时速度是56,故B正确;物体的最大位移是7×52+8=183,C错误;物体在t=5时的瞬时速度是70,故D正确.7.一水库的蓄水量与时间关系的图象如图所示,则蓄水效果最好的时间段(以两个月计)为________;蓄水效果最差的时间段(以两个月计)为________.答案 6月至8月 8月至10月解析 由图象可以看出,6月至8月水库的蓄水量增长最快,蓄水效果最好;8月至10月水库的蓄水量减少最快,蓄水效果最差.8.在自行车比赛中,运动员的位移s与比赛时间t存在函数关系s=10t+5t2(s单位:m,t单位:s),则t=20 s时的瞬时速度为________.答案 210 m/s解析 ==10+10t+5Δt.当Δt趋于0时,v趋于10+10t,则在t=20 s时的瞬时速度为10×20+10=210(m/s).9.蜥蜴的体温与阳光的照射有关,其关系式为T(t)=+15,其中T(t)为体温(单位:℃),t为太阳落山后的时间(单位:min).(1)从t=0 min到t=10 min,蜥蜴的体温下降了多少?(2)从t=0 min到t=10 min,蜥蜴的体温下降的平均变化率是多少?它代表什么实际意义?解 (1)T(10)-T(0)=+15--15=-16 ℃,所以蜥蜴的体温下降了16 ℃.(2)平均变化率是-1.6 ℃/min,它表示从t=0 min到t=10 min这段时间内,蜥蜴体温平均每分钟下降1.6 ℃.10.某物体按照s(t)=3t2+2t+4(s的单位:m)的规律做直线运动,求自运动开始到4 s时物体运动的平均速度和4 s时的瞬时速度.解 自运动开始到t s时,物体运动的平均速度(t)==3t+2+,故前4 s物体的平均速度为(4)=3×4+2+=15 m/s.由于Δs=3(t+Δt)2+2(t+Δt)+4-(3t2+2t+4)=(2+6t)Δt+3(Δt)2.=2+6t+3·Δt,当t=4,Δt趋于0时,趋于2+6×4=26,所以4 s时物体运动的瞬时速度为26 m/s.11.物体甲、乙在时间0到t1范围内路程的变化情况如图所示,下列说法正确的是( )A.在0到t0范围内甲的平均速度大于乙的平均速度B.在0到t0范围内甲的平均速度小于乙的平均速度C.在t0到t1范围内甲的平均速度大于乙的平均速度D.在t0到t1范围内甲的平均速度小于乙的平均速度答案 C解析 在0到t0范围内,甲、乙所走的路程相同,时间一样,所以平均速度相同,在t0到t1范围内,时间相同,而甲走的路程较大,所以甲的平均速度较大.12.若小球自由落体的运动方程为s(t)=gt2(g为重力加速度),该小球在t=1到t=3时的平均速度为,在t=2时的瞬时速度为v2,则和v2的大小关系为( )A.>v2 B.C.=v2 D.不能确定答案 C解析 平均速度为===2g.===gΔt+2g,∵当Δt趋于0时,趋于2g,∴v2=2g,∴=v2.13.若一物体运动方程如下:s=则此物体在t=1和t=3时的瞬时速度分别为________,________.答案 6 0解析 ∵0≤t<3时,s=3t2+1,∴当t=1时,===6+3Δt.当Δt趋于0时,趋于6,故物体在t=1时的瞬时速度为6.∵t≥3时,s=2+3(t-3)2,∴当t=3时,==3Δt.当Δt趋于0时,趋于0,故物体在t=3时的瞬时速度为0.14.将半径为R的球加热,若半径从R=1到R=m时球的体积膨胀率为,则m的值为________.答案 2解析 体积的增加量ΔV=m3-=(m3-1),所以==,所以m2+m+1=7,所以m=2或m=-3(舍).15.如图所示为一圆锥形容器,底面圆的直径等于圆锥母线长,水以每分钟9.3升的速度注入容器内,则注入水的高度在t=分钟时的瞬时变化率为________分米/分钟.(注:π≈3.1)答案 9解析 由题意知,圆锥轴截面为等边三角形,设经过t分钟后水面高度为h,则水面的半径为h,t分钟时,容器内水的体积为9.3t,因为9.3t=π2·h,所以h3=27t,所以h=3.因为===,所以当Δt趋于0时,趋于9,即h(t)在t=分钟时的瞬时变化率为9.16.已知气球的表面积S(单位:cm2)与半径r(单位:cm)之间的函数关系是S(r)=4πr2.求:(1)气球表面积S由10 cm2膨胀到20 cm2时的平均膨胀率即气球膨胀过程中半径的增量与表面积增量的比值;(2)气球表面积S由30 cm2膨胀到40 cm2时的平均膨胀率.解 由S(r)=4πr2,r>0,把r表示成表面积S的函数:r(S)=.(1)当S由10 cm2膨胀到20 cm2时,气球表面积的增量ΔS=20-10=10(cm2),气球半径的增量Δr=r(20)-r(10)=(-)≈0.37(cm).所以气球的平均膨胀率为≈=0.037.(2)当S由30 cm2膨胀到40 cm2时,气球半径的增量Δr=(-)≈0.239(cm).所以气球的平均膨胀率为≈=0.023 9. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 §1 1.1 平均变化率~1.2 瞬时变化率.docx §1 1.1 平均变化率~1.2 瞬时变化率.pptx