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文档简介
高中选修1-1高二数学备课组任小勇3.1.1平均变化率问题情境
某市2004年3月18日、4月18日、4月20日的最高气温分别为3.5℃、18.6℃、33.4℃,气温曲线如图所示:18.63.5o1323433.4t(d)T(oC)A(1,3.5)B(32,18.6)C(34,33.4)气温曲线问题1哪一段时间气温变化得更“大”?
问题2哪一段时间气温变化得更“快”?
时间3月18日4月18日4月20日日最高气温3.5℃18.6℃33.4℃温差15.1℃温差14.8℃18.63.5o1323433.4t(d)T(oC)A(1,3.5)B(32,18.6)C(34,33.4)气温曲线
t(d)2030342102030A(1,3.5)B(32,18.6)0C(34,33.4)T(℃)210以3月18日作为第一天,温度随时间变化的图象如左图.问题1’问题2’图中哪一段图像更“陡峭”?如何量化图像的“陡峭”程度?时间3月18日4月18日4月20日日最高气温3.5℃18.6℃33.4℃[问题1]
你能用数学语言来解释BC段曲线的陡峭程度吗?
t(d)2030342102030A(1,3.5)B(32,18.6)0C(34,33.4)T(℃)21018.63.5o1323433.4t(d)T(oC)A(1,3.5)B(32,18.6)C(34,33.4)气温曲线yC-yBxC-xB化曲为直(1)仅考察
的大小,能否精确量化BC段陡峭的程度?(2)还必须考察什么量?(3)曲线上BC之间的一段几乎成了直线,由此联想到如何量化直线的倾斜程度?[问题2]如果将上述气温曲线看成是函数y=f(x)的图象,则函数y=f(x)在区间[1,34]上的平均变化率为ACy=f(x)o134xyf(1)f(34)f(34)-f(1)34-1[问题3]在区间[1,x1]上的平均变化率为o134xyACy=f(x)x1f(x1)f(1)f(34)[问题3]在区间[x2,34]上的平均变化率为o1x234xyACy=f(x)x1f(x1)f(x2)f(1)f(34)
你能否归纳出“函数f(x)在区间[x1,x2]上的平均变化率”的一般性定义吗?一般地,函数在区间上的平均变化率为
x0y建构数学理论注意:不能脱离区间而言(2)平均变化率是曲线陡峭程度的“数量化”,或者说曲线陡峭程度是平均变化率“视觉化”.建构数学理论(1)平均变化率的实质就是:两点(x1,f(x1)),(x2,f(x2))连线的斜率.(以直代曲思想)(数形结合思想)“数离形时难直观,形离数时难入微”——华罗庚定义理解[问题解决]
如图,请分别计算气温在区间[1,32]和区间[32,34]上的平均变化率.o13234t(d)T(℃)18.63.533.4A(1,3.5)B(32,18.6)C(34,33.4)气温曲线气温在区间[1,32]上的平均变化率约为0.5;气温在区间[32,34]上的平均变化率为7.4。平均变化率的“大小”与图像的“陡峭”程度有什么关系?思考:变式探究向高为H的水瓶中注水,注满为止,如果注水量y与水深x的函数关系的图像如图所示,那么水瓶的形状…………()OxHyB例1水经过虹吸管从容器甲流向容器乙,t秒后容器甲中水的体积V(t)=10×5-0.1t(单位:cm3)平均变化率的绝对值越大,则变化越快.(1)求第一个10s内容器甲中体积V的平均变化率.(2)求第二个10s内容器甲中体积V的平均变化率.数学应用乙甲1.负值代表了什么?2.哪个10秒内变化快?(1)求函数的增量Δy=f(x2)-f(x1);(2)计算平均变化率.题后反思求函数的平均变化率的步骤:例2已知函数f(x)=x2,分别计算f(x)在下列区间上的平均变化率:
(1)[1,3];(2)[1,2];(3)[1,1.1];(4)[1,1.001].
432.12.001(5)[0.9,1];(6)[0.99,1];(7)[0.999,1].变题:1.991.91.999课后思考:为什么趋近于2呢?2的几何意义是什么?数学应用xyp13例3已知函数f(x)=2x+1,g(x)=-2x,分别计算在区间[-3,-1],[0,5]上f(x)及g(x)的平均变化率.
数学应用思考:一次函数y=kx+b在区间[m,n]
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