3.1-变化率与导数-教学设计-教案

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教学准备1.教学目标知识与技能1.理解平均变化率的概念.2.了解瞬时速度、瞬时变化率、的概念.3.理解导数的概念4.会求函数在某点的导数或瞬时变化率.过程与方法理解平均变化率的概念,了解平均变化率的几何意义,会计算函数在某个区间上的平均变化率.情感、态度与价值观感受数学模型刻画客观世界的作用,进一步领会变量数学的思想,提高分析问题、解决问题的能力.2.教学重点/难点教学重点平均变化率的概念.教学难点平均变化率概念的形成过程.3.教学用具多媒体、板书4.标签教学过程教学过程设计创设情景、引入课题【师】十七世纪,在欧洲资本主义发展初期,由于工场的手工业向机器生产过渡,提高了生产力,促进了科学技术的快速发展,其中突出的成就就是数学研究中取得了丰硕的成果―――微积分的产生。【师】人们发现在高台跳水运动中,运动员相对于水面的高度h(单位:米)与起跳后的时间t(单位:秒)存在函数关系h(t)=-4.9t2+6.5t+10.如何用运动员在某些时间段内的平均速度粗略地描述其运动状态?让学生自由发言,教师不急于下结论,而是继续引导学生:欲知结论怎样,让我们一起来观察、研探。新知探究1.变化率问题探究1气球膨胀率【师】很多人都吹过气球,回忆一下吹气球的过程,可以发现,随着气球内空气容量的增加,气球的半径增加越来越慢.从数学角度,如何描述这种现象呢?气球的体积V(单位:L)与半径r(单位:dm)之间的函数关系是如果将半径r表示为体积V的函数,那么【分析】(1)当V从0增加到1时,气球半径增加了气球的平均膨胀率为(2)当V从1增加到2时,气球半径增加了气球的平均膨胀率为0.620.16,可以看出,随着气球体积逐渐增大,它的平均膨胀率逐渐变小了.【思考】当空气容量从V1增加到V2时,气球的平均膨胀率是多少?解析:探究2高台跳水【师】在高台跳水运动中,运动员相对于水面的高度h(单位:米)与起跳后的时间t(单位:秒)存在函数关系h(t)=-4.9t2+6.5t+10.如何用运动员在某些时间段内的平均速度粗略地描述其运动状态?【活动】学生觉得问题有价值,具有挑战性,迫切想知道解决问题的方法。【师】解析:h(t)=-4.9t2+6.5t+10探究3计算运动员在这段时间里的平均速度,并思考下面的问题:(1)运动员在这段时间里是静止的吗?(2)你认为用平均速度描述运动员的运动状态有什么问题吗?【师】在高台跳水运动中,平均速度不能准确反映他在这段时间里运动状态.【活动】师生共同归纳出结论平均变化率:上述两个问题中的函数关系用y=f(x)表示,那么问题中的变化率可用式子表示.我们把这个式子称为函数y=f(x)从x1到x2的平均变化率.习惯上用Δx=x2-x1,Δy=f(x2)-f(x1)这里Δx看作是对于x1的一个“增量”可用x1+Δx代替x2同样Δy=f(x2)-f(x1),于是,平均变化率可以表示为:【几何意义】观察函数f(x)的图象,平均变化率的几何意义是什么?【提示】:直线AB的斜率【设计意图】问题的目的是:①让学生加深对平均变化率的理解;②为下节课学习导数的几何意义作辅垫;③培养学生数形结合的能力。2.导数的概念探究1何为瞬时速度2.【板演/PPT】在高台跳水运动中,平均速度不能反映他在这段时间里运动状态,需要用瞬时速度描述运动状态。我们把物体在某一时刻的速度称为瞬时速度.平均变化率近似地刻画了曲线在某一区间上的变化趋势.【师】如何精确地刻画曲线在一点处的变化趋势呢?求:从2s到(2+△t)s这段时间内平均速度解:探究2当Δt趋近于0时,平均速度有什么变化趋势?从2s到(2+△t)s这段时间内平均速度当△t趋近于0时,即无论t从小于2的一边,还是从大于2的一边趋近于2时,平均速度都趋近与一个确定的值–13.1.从物理的角度看,时间间隔|△t|无限变小时,平均速度就无限趋近于t=2时的瞬时速度.因此,运动员在t=2时的瞬时速度是–13.1m/s.为了表述方便,我们用表示“当t=2,△t趋近于0时,平均速度趋近于确定值–13.1”.【瞬时速度】我们用表示“当t=2,Δt趋近于0时,平均速度趋于确定值-13.1”.局部以匀速代替变速,以平均速度代替瞬时速度,然后通过取极限,从瞬时速度的近似值过渡到瞬时速度的精确值。那么,运动员在某一时刻的瞬时速度?【设计意图】让学生体会由平均速度到瞬时速度的逼近思想:△t越小,V越接近于t=2秒时的瞬时速度。探究3:(1).运动员在某一时刻t0的瞬时速度怎样表示?(2).函数f(x)在x=x0处的瞬时变化率怎样表示?导数的概念:一般地,函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率是称为函数y=f(x)在x=x0处的导数,记作由导数的定义可知,求函数y=f(x)的导数的一般方法:1.求函数的改变量2.求平均变化率3.求值【典例精讲】例1将原油精炼为汽油、柴油、塑胶等各种不同产品,需要对原油进行冷却和加热.如果第xh时,原油的温度(单位:)为y=f(x)=x2–7x+15(0≤x≤8).计算第2h与第6h时,原油温度的瞬时变化率,并说明它们的意义.解:在第2h和第6h时,原油温度的瞬时变化率就是根据导数的定义,在第2h和第6h时,原油温度的瞬时变化率分别为–3和5.它说明在第2h附近,原油温度大约以3/h的速率下降;在第6h附近,原油温度大约以5/h的速率上升.例2.求函数处的导数.【小结】1.求导方法简记为:一差、二化、三趋近.2.求函数在某一点导数的方法有两种:一种是直接求出函数在该点的导数;另一种是求出导函数,再求导数在该点的函数值,此方法是常用方法.【变式训练】用定义求函数f(x)=x2在x=1处的导数.【当堂训练】1.函数y=f(x)的自变量x由x0改变到x0+Δx时,函数值的改变量Δy为()A.f(x0+Δx)B.f(x0)+ΔxC.f(x0)·ΔxD.f(x0+Δx)-f(x0)2.若一质点按规律s=8+t2运动,则在时间段2~2.1中,平均速度是()A.4B.4.1C.0.41D.-1.13.求y=x2在x=x0附近的平均速度。4.过曲线y=f(x)=x3上两点P(1,1)和Q(1+Δx,1+Δy)作曲线的割线,求出当Δx=0.1时割线的斜率.【参考答案】1.D解析:分别写出x=x0和x=x0+Δx对应的函数值f(x0)和f(x0+Δx),两式相减,就得到了函数值的改变量Δy=f(x0+Δx)-f(x0),故应选D.2.B【作业布置】1、复习本节课所讲内容2、预习下一节课内容3、课本P.10习题1.1A组1,2,3,4.课堂小结1、函数的平均变化率2、求函数的平均变化率的步骤:(1)求函数的增量Δy=f(x2)-f(x1)(2)计算平均变化率3、求物体运动的瞬时速度:(1)求位移增量Δs=s(t+Δt)-s(t)(2)求平均速度(3)求极限4、由导数的定义可得求导数的一般步骤:(1)求函数的增量Δy=f(x0+Δt)-f(x0)(2)求平均变化率(3)求极限课后习题课本P10习题1.1A组1,2,3,4.板书

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