數(shù)學(xué)論文導(dǎo)數(shù)及應(yīng)用范文

　　導(dǎo)數(shù)的幾何意義伴隨著導(dǎo)數(shù)進(jìn)入高中數(shù)學(xué)教材后，給函數(shù)圖象及性質(zhì)的研究開(kāi)辟了一條新的途徑.下面是學(xué)習(xí)啦小編為你整理的數(shù)學(xué)論文導(dǎo)數(shù)及應(yīng)用，一起來(lái)看看吧。

　　數(shù)學(xué)論文導(dǎo)數(shù)及應(yīng)用篇一

　　一. 利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求光滑曲線切線的斜率

　　函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)的導(dǎo)數(shù) 表示曲線y=f(x)在點(diǎn) 處切線的斜率,這就是導(dǎo)數(shù)的幾何意義。我們通過(guò)例題看一下,如何利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求光滑曲線切線的斜率。

　　例題1 求曲線y=x2在點(diǎn)(1,1)處切線的方程。

　　解:由導(dǎo)函數(shù)定義

　　應(yīng)用點(diǎn)斜式方程,可得曲線在(1,1)處的切線方程:y-1=2(x-1)

　　即2x-y-1=0 .

　　二. 利用導(dǎo)數(shù)的物理意義求瞬時(shí)速度、加速度、電流強(qiáng)度等。

　　導(dǎo)數(shù)的物理意義沒(méi)有統(tǒng)一的解釋,對(duì)于不同的物理量,導(dǎo)數(shù)有不同的物理意義。例如,變速直線運(yùn)動(dòng)路程函數(shù)S對(duì)時(shí)間t的導(dǎo)數(shù) 就是瞬時(shí)速度;瞬時(shí)速度V對(duì)時(shí)間t的導(dǎo)數(shù) 就是加速度;通過(guò)導(dǎo)體某截面的電量Q對(duì)時(shí)間t的導(dǎo)數(shù) 就是電流強(qiáng)度。下面我們看一個(gè)具體的例題。

　　例題2 已知物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為s=t3(米) ,求這個(gè)物體在t=2秒時(shí)的速度。

　　解:有導(dǎo)函數(shù)的定義

　　有運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)路程對(duì)時(shí)間的物理意義可知

　　將t=2,帶入上式,得

　　三. 利用導(dǎo)數(shù)的符號(hào)判別函數(shù)在某一區(qū)間的單調(diào)性及利用導(dǎo)數(shù)證明不等式

　　導(dǎo)數(shù)是對(duì)函數(shù)的圖像與性質(zhì)的總結(jié)與拓展,導(dǎo)數(shù)是研究函數(shù)單調(diào)性極佳、最佳的重要工具,廣泛運(yùn)用在討論函數(shù)圖像的變化趨勢(shì)及證明不等式等方面。具體例題如下:

　　例題3 討論函數(shù) 的單調(diào)性。

　　解: ,當(dāng)x>0時(shí), >0 ;當(dāng)x<0時(shí), <0 .函數(shù)的定義域?yàn)?,因?yàn)樵?內(nèi) <0,所以函數(shù) 在 上單調(diào)減少;因?yàn)樵?內(nèi) >0,所以函數(shù) 在 上單調(diào)增加。

　　例題4 證明當(dāng)x>0時(shí),

　　解:設(shè) 則 , 在x=0時(shí)為零,在 內(nèi)均大于零,故函數(shù) 在 上單調(diào)增加,對(duì)于任何x>0,有 .即

　　所以

　　四. 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值

　　根據(jù)導(dǎo)數(shù)在駐點(diǎn)兩側(cè)的符號(hào),可以判斷函數(shù)在該駐點(diǎn)是極大值還是極小值。需要注意的是極值點(diǎn)可能是駐點(diǎn),也可能是導(dǎo)數(shù)不存在的點(diǎn)。下面我們看一個(gè)有駐點(diǎn)求極值的例題:

　　例題5 求函數(shù) 的極值 .

　　解:這個(gè)函數(shù)的定義域?yàn)?/p>

　　令 =0,求得駐點(diǎn)

　　在 內(nèi), >0 ;在(1,3)內(nèi), <0;在 內(nèi), >0.由此可知,

　　五. 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)函數(shù)的最大值和最小值。

　　人們做任何事情,小到日常用具的制作,大至生產(chǎn)科研和各類經(jīng)營(yíng)活動(dòng),都要講究效率,考慮怎樣以最小的投入得到最大的產(chǎn)出,這類問(wèn)題在數(shù)學(xué)上往往可以歸納為求某一函數(shù)在某個(gè)區(qū)間內(nèi)的最大與最小值的問(wèn)題。

　　例6、把長(zhǎng)度為16cm的線段分成兩段,各圍成一個(gè)正方形,它們的面積之和的最小值為多少?

　　解:設(shè)一段長(zhǎng)為xcm,則另一段長(zhǎng)(16-x)cm.

　　∴面積和

　　∴S′= -2,令S′=0有x=8.

　　在 內(nèi), <0 ;在(8,16)內(nèi), >0 .

　　∴當(dāng)x=8時(shí),S有最小值8cm2.

　　數(shù)學(xué)論文導(dǎo)數(shù)及應(yīng)用篇二

　　摘 要： 微分中值定理和導(dǎo)數(shù)應(yīng)用是微積分課程的重要組成部分和微分學(xué)的核心內(nèi)容之一，同時(shí)它也是微積分課程教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題.本文就如何做好這部分的教學(xué)做了研究與探討.

　　關(guān)鍵詞： 微分中值定理 導(dǎo)數(shù)應(yīng)用 微積分課程教學(xué)

　　微分中值定理和導(dǎo)數(shù)應(yīng)用在微積分課程中具有重要的地位與作用.微分中值定理是聯(lián)系函數(shù)和導(dǎo)數(shù)的橋梁，它是導(dǎo)數(shù)應(yīng)用的理論基礎(chǔ)和前提.導(dǎo)數(shù)應(yīng)用是導(dǎo)數(shù)作用的具體體現(xiàn)，是利用導(dǎo)數(shù)解決實(shí)際問(wèn)題和最優(yōu)化理論應(yīng)用的基礎(chǔ).下面我就微分中值定理和導(dǎo)數(shù)應(yīng)用的相關(guān)教學(xué)問(wèn)題談?wù)勊伎?

　　一、微分中值定理的教學(xué)思考

　　微分中值定理是這章的開(kāi)頭部分，其作用和地位顯而易見(jiàn).這部分教學(xué)主要講清以下兩個(gè)問(wèn)題，第一個(gè)問(wèn)題是要講清為什么要講這部分內(nèi)容，也就是其重要性.從教材內(nèi)容上看，前面我們已經(jīng)講解了導(dǎo)數(shù)及微分，讓學(xué)生明白了導(dǎo)數(shù)及微分的重要性，但沒(méi)有講解究竟如何應(yīng)用導(dǎo)數(shù)的問(wèn)題，因此有必要進(jìn)一步加強(qiáng)研究導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用，而微分中值定理是導(dǎo)數(shù)應(yīng)用的理論支撐，它是后面研究函數(shù)的極限、單調(diào)性、凹凸性、最值等的基礎(chǔ).從微積分產(chǎn)生的歷史來(lái)看，微積分的產(chǎn)生可以歸結(jié)為四大問(wèn)題，其中之一為函數(shù)的最值問(wèn)題，而解決函數(shù)最值問(wèn)題的理論前提和基礎(chǔ)就是微分中值定理.第二個(gè)問(wèn)題就是要講清羅爾定理、拉格朗日定理和柯西中值定理這三個(gè)定理內(nèi)容及相互間的聯(lián)系.這三個(gè)定理在條件和結(jié)論上都有很大的相似性，它們之間有很密切的內(nèi)在聯(lián)系.為了方便敘述，我們簡(jiǎn)單地羅列一下內(nèi)容.羅爾定理：如果函數(shù)f(x)滿足(1)在閉區(qū)間[a，b]上連續(xù);(2)在開(kāi)區(qū)間(a，b)內(nèi)可導(dǎo);(3)在區(qū)間端點(diǎn)處函數(shù)值相等，即f(a)=f(b)，那么在(a，b)內(nèi)至少有一點(diǎn)ξ∈(a，b)，使得f′(ξ)=0.拉格朗日定理：如果函數(shù)f(x)滿足(1)在閉區(qū)間[a，b]上連續(xù);(2)在開(kāi)區(qū)間(a，b)內(nèi)可導(dǎo)，那么在(a，b)內(nèi)至少有一點(diǎn)ξ∈(a，b)，使得f(b)-f(a)=f′(ξ)(b-a).柯西中值定理：如果函數(shù)f(x)和F(x)滿足(1)在閉區(qū)間[a，b]上連續(xù);(2)在開(kāi)區(qū)間(a，b)內(nèi)可導(dǎo);(3)對(duì)任一x∈(a，b)，F(xiàn)′(x)≠0，那么在(a，b)內(nèi)至少有一點(diǎn)ξ∈(a，b)，使得[f(b)-f(a)]/[F(b)-F(a)]=f′(ξ)/F′(ξ).從條件上看，三個(gè)定理都有閉區(qū)間[a，b]上連續(xù)和開(kāi)區(qū)間(a，b)內(nèi)可導(dǎo)的共性條件.從結(jié)論上來(lái)看，它們都是通過(guò)導(dǎo)數(shù)聯(lián)系函數(shù)增量與自變量的關(guān)系.那么條件和結(jié)論如何聯(lián)系的呢?我們可以按照如下方式進(jìn)行分析.羅爾定理?xiàng)l件(1)表明f(x)對(duì)應(yīng)的曲線在閉區(qū)間[a，b]上是不間斷的，條件(2)表明曲線在開(kāi)區(qū)間(a，b)內(nèi)光滑.條件(3)表明曲線在閉區(qū)間[a，b]上的平均變化率即[f(b)-f(a)]/(b-a)為0.結(jié)論表明f(x)對(duì)應(yīng)的曲線在開(kāi)區(qū)間(a，b)內(nèi)有平行于兩端點(diǎn)連線的切線或者在某點(diǎn)的切線的斜率等于f(x)在閉區(qū)間[a，b]上的平均變化率為0.拉格朗日中值定理?xiàng)l件與羅爾定理?xiàng)l件(1)(2)一樣，結(jié)論表明f(x)對(duì)應(yīng)的曲線在開(kāi)區(qū)間(a，b)內(nèi)有平行于兩端點(diǎn)連線的切線或者在某點(diǎn)的切線的斜率等于f(x)在閉區(qū)間[a，b]上的平均變化率為[f(b)-f(a)]/(b-a).柯西中值定理與拉格朗日中值定理類似，只不過(guò)要通過(guò)其中兩個(gè)函數(shù)的關(guān)系看出參數(shù)方程的形式而已.從條件和結(jié)論可以看出三個(gè)定理的密切相關(guān)性，也可以從定理的證明看出它們之間的關(guān)系.在講條件和結(jié)論關(guān)系時(shí)，要注意強(qiáng)調(diào)條件是結(jié)論成立的必要條件而非充分條件.

　　二、導(dǎo)數(shù)應(yīng)用的教學(xué)思考

　　導(dǎo)數(shù)應(yīng)用的內(nèi)容豐富，在這里我們主要講羅比達(dá)法則、函數(shù)的單調(diào)性、函數(shù)的極值及最值等方面.

　　1.關(guān)于羅比達(dá)法則教學(xué)方法方面.我們要強(qiáng)調(diào)極限未定式的類型判別和轉(zhuǎn)換方法，同時(shí)強(qiáng)調(diào)該法則不是萬(wàn)能的和唯一的.極限未定式類型分為0/0，∞/∞，∞-∞，0・∞，1，∞，0等類型，其中0/0和∞/∞為基本類型，可以直接使用羅比達(dá)法則求極限，而其他幾種類型必須轉(zhuǎn)換為基本類型才能使用.其中∞-∞和0・∞類型既可以轉(zhuǎn)化為0/0型，又可以轉(zhuǎn)化成∞/∞型，這樣在計(jì)算極限時(shí)就要選擇轉(zhuǎn)化方向，其標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)求導(dǎo)后求極限變得更簡(jiǎn)單，易求出結(jié)果.最后三種類型屬于冪指函數(shù)類型，該類型可以通過(guò)取對(duì)數(shù)或?qū)懗鲋笖?shù)函數(shù)形式轉(zhuǎn)化成基本類型.同時(shí)要強(qiáng)調(diào)的是用羅比達(dá)法則求極限的前提和條件，即使可以使用該法則求極限也不一定是最簡(jiǎn)單的，只有和其他方法如等價(jià)無(wú)窮小替換法、四則運(yùn)算求極限方法結(jié)合起來(lái)才能更有效地解決求極限的問(wèn)題.

　　2.關(guān)于函數(shù)的單調(diào)性的教學(xué).函數(shù)的單調(diào)性是函數(shù)的基本形態(tài)之一，也是學(xué)生比較熟悉的概念.在教學(xué)時(shí)，第一步，我們可以從高中簡(jiǎn)單的例子著手，讓學(xué)生回顧相關(guān)的內(nèi)容.第二步，設(shè)置一些復(fù)雜的例子，這些例子難以用高中的方法來(lái)解決，從而引出本節(jié)課的主題――用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性.第三步，通過(guò)觀察函數(shù)單調(diào)性的圖形特征，結(jié)合導(dǎo)數(shù)的幾何意義，讓學(xué)生猜出判斷函數(shù)單調(diào)性的條件.第四步，通過(guò)單調(diào)性定義，聯(lián)系拉格朗日中值定理，給出嚴(yán)格證明.最后通過(guò)例題講解定理的應(yīng)用，說(shuō)明判斷函數(shù)單調(diào)性關(guān)鍵在于判斷函數(shù)導(dǎo)數(shù)的符號(hào).同時(shí)強(qiáng)調(diào)，一階導(dǎo)數(shù)大于零(或小于零)只是函數(shù)單調(diào)增加(或減少)的充分而非必要條件.

　　3.關(guān)于函數(shù)的極值和最值的教學(xué).函數(shù)的極值和最值是導(dǎo)數(shù)應(yīng)用的最重要部分，它是利用導(dǎo)數(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的具體訓(xùn)練，也是最優(yōu)化理論的基礎(chǔ).在概念引入時(shí)可以設(shè)計(jì)從回顧單調(diào)性的定理或例題出發(fā)引出單調(diào)增加區(qū)間和單調(diào)減少區(qū)間的分界點(diǎn)，從而引出極值點(diǎn)的概念，進(jìn)一步可以引進(jìn)最值的概念.從引入的例子進(jìn)一步分析函數(shù)在何時(shí)達(dá)到極值，從引入例子的圖形很容易看出函數(shù)達(dá)到極值的條件，從而歸納出可導(dǎo)函數(shù)取得極值的必要和一階充分條件.由一階充分條件分析可以得出函數(shù)的二階充分條件，要注意的是二階充分條件是在駐點(diǎn)處的二階導(dǎo)數(shù)符號(hào)不等于0就可保證函數(shù)的極值性.由求極值的方法立即可得出求最值的方法，從而為導(dǎo)數(shù)解決實(shí)際問(wèn)題提供方法.但在實(shí)際問(wèn)題中函數(shù)f(x)往往不是現(xiàn)成的，需要通過(guò)分析實(shí)際問(wèn)題，得出函數(shù)關(guān)系，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為最值問(wèn)題，因此在課堂教學(xué)中要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模意識(shí)，培養(yǎng)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.