- 高等数学·上册(第2版)
- 罗敏娜 王娜 王涛
- 517字
- 2021-03-27 22:33:18
2.1.1 引例
1.变速直线运动的瞬时速度
由物理学知道,自由落体运动的方程是
![](https://epubservercos.yuewen.com/578B36/14615859905722306/epubprivate/OEBPS/Images/img00069001.jpg?sign=1739583630-o8PwtvrAi1VCqIszL9kSVL3xe2g19B5s-0-43d358e6958fae2787a0685ef69908d3)
下面确定物体在t0时刻的瞬时速度.
物体从t0时刻到t0+Δt这段时间内下落的距离为
![](https://epubservercos.yuewen.com/578B36/14615859905722306/epubprivate/OEBPS/Images/img00069002.jpg?sign=1739583630-90NvHrcbY2aKz4DH8irK6JMr6WLXOhfi-0-e4b964c224b0ba20dc1e67e603484b95)
物体在Δt这段时间内的平均速度为
![](https://epubservercos.yuewen.com/578B36/14615859905722306/epubprivate/OEBPS/Images/img00069003.jpg?sign=1739583630-bf8N9UuSKa3FW1vw1h5GRdDFrJjk2GR8-0-85cd3b92caa92bdfdccc5aeb8c21ff9d)
当Δt→0时,的极限就是物体在t0时刻的瞬时速度,即
![](https://epubservercos.yuewen.com/578B36/14615859905722306/epubprivate/OEBPS/Images/img00069005.jpg?sign=1739583630-ah9p4z3cb9cQhWeCzOoT3VtQbfQ8Ysra-0-25f114a0b40a8c4e6ff841a1f9b3865e)
对于一般的变速直线运动,物体的运动方程为
s=s(t);
下面确定它在t0时刻的瞬时速度.
物体从t0时刻到t0+Δt这段时间间隔内所经过的路程
Δs=s(t0+Δt)-s(t0).
物体在Δt这段时间内的平均速度为
![](https://epubservercos.yuewen.com/578B36/14615859905722306/epubprivate/OEBPS/Images/img00070001.jpg?sign=1739583630-DKNbiX4ZeflcrvmibUGjvyY0KWD7e5Io-0-45a96b009965ade9062b21812f752a05)
当Δt→0时, 的极限就是物体在t0时刻的瞬时速度,即
![](https://epubservercos.yuewen.com/578B36/14615859905722306/epubprivate/OEBPS/Images/img00070003.jpg?sign=1739583630-Sxp4RlBq8h8TL3dDOjAnJoRZE7gl9DnG-0-862096863442ac08d0e9fa139a836f3f)
2.曲线的切线的斜率
函数y=f(x)的图形一般为一条曲线C,下面来确定曲线C在点M(x0,f(x0))处的切线的斜率.(如图2-1所示)
![](https://epubservercos.yuewen.com/578B36/14615859905722306/epubprivate/OEBPS/Images/img00070004.jpg?sign=1739583630-PE9uQa0zyVLgdahgXysDLNbPLVJcai9k-0-c9aed5338e72aedd9306367e3a99f875)
图2-1
在点M的邻近取一点N(x0+Δx,f(x0+Δx)),则割线MN的斜率为
![](https://epubservercos.yuewen.com/578B36/14615859905722306/epubprivate/OEBPS/Images/img00070005.jpg?sign=1739583630-u3K7BUt2bnI0CMFAmmOvJ70tjxiDJCyS-0-d1ff17b040dad75d93b285d7c6623175)
当点N沿曲线C趋向于点M时,割线MN的极限位置称为曲线C在M点的切线.因此,切线的斜率为
![](https://epubservercos.yuewen.com/578B36/14615859905722306/epubprivate/OEBPS/Images/img00070006.jpg?sign=1739583630-oiBxk2P9gXuX84d1iiLw6v9NlQg6ltkj-0-4c7c73f3c5b750c71a1908997cb31bbe)
在实际生活中也有很多求变化率的问题,如电流强度,化学反应速度,人口增长率等,以上例子的共同之处在于:
(1)它们的结果都是当自变量的增量趋于零时,函数的增量和自变量的增量的比的极限.
(2)如果不考虑它们的具体意义,它们具有相同的结构形式.
这类问题的解决具有普遍性,因此从中抽象出一个非常重要的数学概念——导数.