2.曲线的切线与曲线只有一个公共点吗?
剖析:回答是否定的.这就是我们为什么要用割线的极值位置来定义切线,而不说与曲线只有一个公共点的直线叫切线,其理由如下:
在初中我们学习过圆的切线:直线和圆有唯一公共点时,叫做直线和圆相切,这时直线叫做圆的切线,唯一的公共点叫做切点.
圆是一种特殊的曲线,能不能将圆的切线的定义推广为一般曲线的切线的定义:直线和曲线有唯一公共点时,该直线叫做曲线在该点的切线,显然这种推广是不妥当的.
观察图中的曲线C,直线l1虽然与曲线C有唯一的公共点M,但我们不能说直线l1与曲线C相切;而直线l2尽管与曲线C有不止一个公共点,我们还是说直线l2是曲线C在点N处的切线.因此,对于一般的曲线,必须重新寻求曲线切线的定义.
一般地,过曲线y=f(x)上一点P(x0,y0)作曲线的割线PQ,当点Q沿着曲线无限趋近于点P时,若割线PQ趋近于某一确定的位置,则称这一确定位置的直线为曲线y=f(x)在点P处的切线.
在这里,要注意,曲线y=f(x)在点P处的切线:(1)与点P的位置有关;(2)要依据割线PQ是否存在极限位置来判定与求解.如有极限,则在此点处有切线,且切线是唯一的;如不存在,则在此点处无切线.
题型一 求瞬时速度
【例题1】已知物体的运动方程如下:求此物体在t=1和t=3时的瞬时速度.(位移的单位:m,时间的单位:s)
分析:先求平均变化率,即平均速度,再取极限(注意定义域的限制).
反思:质点运动的瞬时速度不同于质点在某段时间内运动的平均速度.
题型二 导数定义的应用
【例题2】过曲线y=f(x)=x3上两点P(1,1)和Q(1+Δx,1+Δy)作曲线的割线,求出当Δx=0.1时割线的斜率.
分析:割线PQ的斜率即为函数f(x)在x=1到x=1+Δx之间的平均变化率.
反思:一般地,设曲线C是函数y=f(x)的图象,P(x0,y0)是曲线上的定点,点Q(x0+Δx,y0+Δy)是C上与点P邻近的点,有
y0=f(x0),y0+Δy=f(x0+Δx),
Δy=f(x0+Δx)-f(x0),
割线PQ的斜率为