高等数学·上册(第2版)
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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

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

物体在Δt这段时间内的平均速度为

当Δt→0时,的极限就是物体在t0时刻的瞬时速度,即

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

当Δt→0时, 的极限就是物体在t0时刻的瞬时速度,即

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)

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

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

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.