Lớp 12

Định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm – Học tốt đại số lớp 11

Rate this post

Nếu có ai hỏi “Trong chương trình đại số lớp 11, kiến thức nào là khó hiểu nhất?”. Chắc chắn đại đa số các em học sinh lớp 11 sẽ trả lời là “Đạo hàm” Vậy, đạo hàm có khó như lời đồn? Cùng tìm hiểu điều đó trong bài giảng: Định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm nhé!

Mục tiêu:

  • Hiểu được định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm.
  • Biết được ứng dụng của đạo hàm trong đời sống.
  • Tính được đạo hàm tại một điểm.

Lý thuyết cần nắm

Định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm

Định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm – Đại số lớp 11

Đạo hàm tại một điểm

1. Định nghĩa đạo hàm tại một điểm

Cho hàm số y = f(x) xác định trên khoảng (a; b) và x0 ∈ (a; b). Nếu tồn tại giới hạn (hữu hạn)

Chuyên đề Toán lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Toán 11 có đáp án

thì giới hạn đó được gọi là đạo hàm của hàm số y = f(x) tại x0 và kí hiệu là f’(x0) (hoặc y’(x0)), tức là

Chuyên đề Toán lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Toán 11 có đáp án

Chú ý:

Đại lượng Δx = x – x0 gọi là số gia của đối số x tại x0.

Đại lượng Δy = f(x) – f(x0) = f(x0 + Δx) – f(x0) được gọi là số gia tương ứng của hàm số. Như vậy

Chuyên đề Toán lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Toán 11 có đáp án

2. Cách tính đạo hàm bằng định nghĩa

Bước 1. Giả sử Δx là số gia của đối số x tại x0, tính Δy = f(x0 + Δx) – f(x0).

Chuyên đề Toán lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Toán 11 có đáp án

3. Quan hệ giữa sự tồn tại của đạo hàm và tính liên tục của hàm số

Định lí 1

Nếu hàm số y = f(x) có đạo hàm tại x0 thì nó liên tục tại x0.

Chú ý:

a) Nếu y = f(x) gián đoạn tại x0 thì nó không có đạo hàm tại x0.

b) Nếu y = f(x) liên tục tại x0 thì có thể không có đạo hàm tại x0.

4. Ý nghĩa hình học của đạo hàm

Định lí 2

Đạo hàm của hàm số y = f(x) tại điểm x0 là hệ số góc của tiếp tuyến M0T của đồ thị hàm số tại điểm M0(x0; f(x0)).

Định lí 3

Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số y = f(x) tại điểm M0(x0; f(x0)) là

y – y0 = f’(x0)(x – x0)

trong đó y0 = f(x0).

5. Ý nghĩa vật lí của đạo hàm

Vận tốc tức thời: v(t0) = s’(t0).

Cường độ tức thời: I(t0) = Q’(t0).

Đạo hàm trên một khoảng

Định nghĩa

Hàm số y = f(x) được gọi là có đạo hàm trên khoảng (a; b) nếu nó có đạo hàm tại mọi điểm x trên khoảng đó.

Khi đó, ta gọi hàm số f’: (a; b) → R

x → f’(x)

là đạo hàm của hàm số y = f(x) trên khoảng (a; b), kí hiệu là y’ hay f’(x).

Giải bài tập SGK Đạo hàm

Bài 1

Tìm số gia của hàm số f(x) = x3, biết rằng:

a.x0 = 1; Δx = 1;

b.x0 = 1; Δx = -0,1;

Lời giải:

a. Δy = f(x0 + Δx) – f(x0) = f(1 + 1) – f(1) = f(2) – f(1) = 23 – 13 = 7

b. Δy = f(x0 + Δx) – f(x0) = f(1 – 0,1) – f(1) = f(0,9) – f(1) = (0,9)3 – 13 = -0,271.

Bài 2 

Tính Δy và Giải bài 2 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11 của các hàm số sau theo x và Δx:

Giải bài 2 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Lời giải:

Gọi Δ x là số gia của biến số x.

Giải bài tập Toán 11 | Giải Toán lớp 11

Giải bài tập Toán 11 | Giải Toán lớp 11

Giải bài tập Toán 11 | Giải Toán lớp 11

Giải bài tập Toán 11 | Giải Toán lớp 11

Bài 3

Tính ( bằng định nghĩa) đạo hàm của mỗi hàm số tại các điểm đã chỉ ra:

Bài 3 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Lời giải:

Bài 3 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Bài 3 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Bài 4 

Chứng minh rằng hàm số:

Giải bài 4 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Không có đạo hàm tại điểm x = 0 nhưng có đạo hàm tại điểm x = 2.

Lời giải:

Giải bài 4 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

⇒ Không tồn tại đạo hàm của f(x) tại x = 0.

Giải bài 4 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Bài 5

Viết phương trình tiếp tuyến đường cong y=x3.

a. Tại điểm (-1; -1);

b. Tại điểm có hoành độ bằng 2;

c. Biết hệ số góc của tiếp tuyến bằng 3.

Lời giải:

Với mọi x0 ∈ R ta có:

Giải bài 5 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

a) Tiếp tuyến của y = x3 tại điểm (-1; -1) là:

y = f’(-1)(x + 1) + y(1)

    = 3.(-1)2(x + 1) – 1

    = 3.(x + 1) – 1

    = 3x + 2.

b) x0 = 2

⇒ y0 = f(2) = 23 = 8;

⇒ f’(x0) = f’(2) = 3.22 = 12.

Vậy phương trình tiếp tuyến của y = x3 tại điểm có hoành độ bằng 2 là

y = 12(x – 2) + 8 = 12x – 16.

c) k = 3

⇔ f’(x0) = 3

⇔ 3x02 = 3

⇔ x02 = 1

⇔ x0 = ±1.

+ Với x0 = 1 ⇒ y0 = 13 = 1

⇒ Phương trình tiếp tuyến : y = 3.(x – 1) + 1 = 3x – 2.

+ Với x0 = -1 ⇒ y0 = (-1)3 = -1

⇒ Phương trình tiếp tuyến : y = 3.(x + 1) – 1 = 3x + 2.

Vậy có hai phương trình tiếp tuyến của đường cong y = x3 có hệ số góc bằng 3 là y = 3x – 2 và y = 3x + 2.

Bài 6 

Viết phương trình tiếp tuyến của hypebol Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

a) Tại điểm Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11 ;

b) Tại điểm có hoành độ bằng -1;

c) Biết rằng hệ số góc của tiếp tuyến bằng Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Lời giải:

Ta có: Với mọi x0 ≠ 0:

Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11 Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

b) Tại x0 = -1

⇒ y0 = -1

⇒ f’(x0) = -1.

Vậy phương trình tiếp tuyến của đường cong Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11 tại điểm có hoành độ -1 là:

y = -1(x + 1) – 1 = -x – 2.

Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

⇒ Phương trình tiếp tuyến:

Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Vậy có hai phương trình tiếp tuyến của hypebol Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11 có hệ số góc Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11 bằng

Giải bài 6 trang 156 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Bài 7

Một vật rơi tự do theo phương trình s = 1/2 gt2, trong đó g≈9,8m/s2 là gia tốc trọng trường.

a. Tìm vận tốc trung bình của chuyển động trong khoảng thời gian từ t (t = 5s) đến t + Δt, trong các trường hợp Δt=0,1s; Δt=0,05s; Δt=0,001s.

b. Tìm vận tốc tức thời của chuyển động tại thời điểm t = 5s.

Lời giải:

a) Vận tốc trung bình trong khoảng thời gian từ t đến t + Δt là:

Giải bài 7 trang 157 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

b) Vận tốc tức thời tại thời điểm t = 5s chính là vận tốc trung bình trong khoảng thời gian (t; t + Δt) khi Δt → 0 là :

Giải bài 7 trang 157 sgk Đại Số 11 | Để học tốt Toán 11

Lời kết

Đạo hàm là nội dung rất quan trọng trong chương trình đại số lớp 11. Các bài tập thuộc nội dung này sẽ xuất hiện với mật độ dày đặc trong đề thi THPTQG. Chính vì vậy, hãy nắm chắc nội dung này ngay từ những kiến thức đầu tiên về: Định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm nhé!

>> Xem thêm:

Minh Phương

Là 1 giáo viên Toán tôi luôn nỗ lực không ngừng để mang đến cho học sinh những bài học sinh động, lý thú, giúp các em vững vàng kiến thức và say mê, yêu thích môn Toán hơn.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button