斜率和变化率


给蛋蛋讲解题目

1.平均变化率(P95):

可见平均变化率的数值求解就是用y的变化量除以x的变化量,一般都会给你一个应用背景,比如路程除以时间,算出来的平均速度就是平均变化率,比如一段时间内温度变化了多少度除以时间,算出来温度变化的速度同样也是平均变化率,这是一个代数(或者说数值)上的概念。

两种计算方式,
一种是箭头1所示,知道两个时刻x1,x2,知道这两个时刻对应的状态f(x1),f(x2),那么对应相减,再相除即可得到平均变化率。
一种是箭头2所示,知道时刻x1,也知道在x1的基础上变化了h(h≠0,可以理解为x2=x1+h),那两个时刻分别是x1和x1+h,两个时刻对应的状态分别是f(x1)和f(x1+h),那么对应相减再相除即可得到平均变化率。
那既然这两种方式是等价的,为什么要费周章用两种方式来表示呢?因为h是个灵活的变量,当h是个比较大的数,我们算出来的就是平均变化率,当h无限趋于0的时候,算出来的是瞬时变化率。
第二个式子用的多,解题从定义出发一般都用这个式子。

而至于割线,切线,斜率都是几何上的概念:
如果我们知道一个物体下落的轨迹符合一个函数,那么我们可以将这个轨迹函数画出来,看看有什么特点,从而进行分析,这样比较直观。

比如P151例1:


Y=x2抛物线画出来了,还画出来了一个点P(2,4),让我们在x轴上取一个变化量h,那么另一个点的x坐标就是2+h(假设h为正),其y坐标就是(2+h)2(带入函数得出来),这两点确定了一条直线,这条直线的斜率就是y值对应相减除以x值对应相减,也就是

几何意义上,平均变化率就是割线的斜率。

我们让h取一个很小很小的变量,也就是两个点越靠越近,h趋于0,则这条直线的斜率趋于4。这条通过点P(2,4)且斜率为4的直线就是该点的切线。

我们知道点斜式方程y-y0=k(x-x0)已知点和斜率,带入点斜式方程就可以知道切线方程了。

所以几何意义上,瞬时变化率是切线的斜率,也就是当h趋于0时“割线”的斜率。
从下面的定义也可看出,计算变化率和计算切线斜率的公式相近,只不多前面多了一个极限符号。

所以变化率的计算和斜率计算是一回事,都是对应的变化量相除。而变化量的相除一般用有h的那个式子,因为这样我们让h无限趋于0的时候,可以算出来一个确切的数(即为瞬时变化率、切线的斜率)。