函数在一点的导数,表明了函数在该点相对于自变量的变化率,因此,在生产实际和生活中,大量与变化率有关的量,它们都可以用导数来表示.
【例7】 电流强度问题
设在[0,t]这段时间内通过导线横截面的电量为Q=Q(t),求t0时刻的电流强度.
解 如果是恒定电流,在Δt这段时间内通过导线横截面的电量为ΔQ,那么它的电流强度为
如果是非恒定电流(如交流电),就不能直接用上面的公式求t0时刻的电流强度,此时
【例8】 生物种群的增长率
设N=N(t)表示某生物种群(例如鱼类)在t时刻个体的数目,求t0时刻种群的增长率.
解 如果N(t)是t的线性函数,就是说,个体的数目N(t)随时间t均匀变化,那么单位时间内种群增加的个体数目
就表示种群的增长率,但一般说来,种群个体的数目N(t)是随时间t非均匀变化的,这时,上式仅表示Δt时间内种群的平均变化率,也就是N对t的平均变化率,为了预测若干年后该种群个体数量的变化,必须确定任意t0时刻种群数目N(t)对时间t的变化率.即
就是函数N=N(t)在t0时刻对t的导数N′(t0),在生物学中,称为t0时刻种群的增长率.
【例9】 经济学中的边际成本
仅表示生产Δx个产品的平均成本,为了确定是否要扩大(或缩小) 该产品的生产规模,必须确定该产品在任意产量x0时的成本,也就是要求x=x0时函数p=p(x)对x的变化率
它就是函数p=p(x)在x0的导数p′(x0),在经济学中称为边际成本.
在实际问题中需要应用变化率的例子很多,如劳动生产率、化学反应速度、细杆的线密度、人口的增长率、疾病的传播速度等.(www.xing528.com)
练 习3-1
1.物体作直线运动的方程为S =2t2-3t,求:
(1)物体在2s到(2 +Δt) s的平均速度;
(2)物体在2s时的速度;
(3)物体在t0s到(t0+Δt) s的平均速度;
(4)物体在t0s的速度.
2.当物体的温度高于周围介质的温度时,物体就不断冷却,若物体的温度T与时间t的函数关系为T=T(t),怎样确定该物体在t时刻的冷却速度.
4.如果函数f(x)在x0处可导,求:
5.求下列曲线满足给定条件的切线方程与法线方程.
习 题3-1
1.y=x2上哪点的切线平行于直线4x-y-3 =0?
2.讨论下列函数在指定点处的可导性与连续性.
4.函数在某点没有导数,函数所表示的曲线在该点是不是就没有切线?举例说明.
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