Question

导数在中学数学中的应用_导数在经济学中的应用

Answer 1

　　导数是高中数学选修课中的重要内容，在中学数学的许多问题上起到居高临下和以简驭繁的作用，是解决实际问题强有力的数学工具。运用导数的思想方法和基本理论来解决中学数学中有关函数性质的讨论与应用。本文主要通过例证来探讨导数在中学数学中的应用。
　　一、中学数学中导数的简介
　　1.导数的意义。导数的创立是数学发展中的里程碑，它的发展和广泛的应用开创了向近代数学过渡的新时期；为研究变量和函数提供了重要的方法和手段。在新课程的选修模块中，通过导数的学习，学生将体会导数的思想及其丰富内容，感受导数在解决实际问题中的作用。
　　2.导数在中学教材的背景。在学生初次接触导数的概念时，给学生一个形象的背景支持，使学生充分认识导数的几何意义和物理意义，对于学生正确理解导数的概念是非常重要的。
　　在中学阶段导数概念学习的起点是极限，即从数列→数列的极限→函数的极限→导数。这种概念的建立具有严密的逻辑性和系统性，但也产生一些问题：高中生很难理解极限形式化的定义，继而影响对导数的本质理解。因此，教科书没有介绍任何形式的极限定义及相关知识，而从变化率入手，用形象直观的“逼近”的方法定义导数，用“趋近于”、“无限逼近于”、“趋于”、“无限变小”等通俗易懂的词对极限过程的描述，这样进行处理有三个方面的好处：一是避免学生认知水平和知识学习间的矛盾；二是将更多的经历放于对导数本质的理解；三是学生对逼近思想有了丰富的直观基础和一定的理解。
　　3.导数的基本内容。在中学阶段导数的基本内容主要有：导数概念及几何意义；基本初等函数的求导法则和导数的四则运算；函数单调性与其导数的关系；函数在某点取极值的充要条件；生活中的优化问题。
　　二、导数在中学数学中的应用
　　1.与曲线的切线有关问题。处理与曲线的切线有关问题时，主要是理解导数的几何意义：f(x)在某一点p(x0,y0)的导数f"(x0)就是曲线y=f(x)在x=x0处切线的斜率。
　　例1：已知曲线l:y=x2-2x-1，求过点p(2,1)的曲线l的切线方程。
　　分析：只需求出过p点的切线的斜率k，根据点斜式就能求出过点p(2,1)的曲线l的切线方程。
　　解：由题意可知过p点的切线的斜率k为：k=y"|x=2=2×2－2=2，曲线过p(2,1)处的切线方程为：y-1=2(x-2)，即2x-y-3=0。
　　点评：本题主要考查导数的几何意义。
　　2.与导数定义有关的问题。在中学教材中，导数概念的建立是以光滑曲线的切线的斜率与非匀速速度为背景引出导数的概念，给出函数在某点(x0,y0)导数与极限的关系为，这个表达式揭示导数定义本质：函数在某点导数是函数的增量除以自变量的增量当自变量的增量趋近于0的极限。
　　例2：设函数f(x)在点x0处可导，则（ ）.
　　A.f"(x0) B.2f"(x0) C.3f"(x0) D.4f"(x0)
　　解：由，我们可以联想到把原题构成这种形式：
　　=
　　=2f"(x0)+f"(x0)=3f"(x0)
　　点评：，这个表达式揭示导数是在极限的基础上发展起来的，对于这个表达式我们在理解它时需要注意以下几点：①导数定义中增量△x有多种表现形式，可正可负，此式中-h就是自变量增量△x，又因为，故设△x=x-x0便与教材中定义一致，它彻底反映出函数在某点导数与极限之间联系。②这个表达式的几何意义是：曲线f(x)在某一点p(x0,y0)导数f"(x0)就是曲线y=f(x)在x=x0处切线的斜率。
　　3.导数在函数单调性中的应用。一般地，设函数y=f(x)在区间(a,b)内可导：若在区间(a,b)内f"(x)>0，则f(x)在区间(a,b)上为增函数；若在区间(a,b)内f"(x)0，令，又因为函数在x=2处连续可导；所以函数的增区间是[2,+∞]，函数减区间（0，2）。
　　和向量一样，在中学数学教材里，导数是一个学习内容相对滞后的工具，如何在学习导数时，启发把学过的方法和结论加以完善、提高、深化，是提高学生学习数学的热情。
　　中学数学教学的目的是为了培养学生的数学能力、数学思维及应用数学知识能力，最终为了解决实际的数学问题。对于中学生来说，运用数学知识解决实际的数学问题是检验学生是否掌握数学基础知识的重要依据。