Đạo hàm là hệ số góc tiếp tuyến
Trên đồ thị $y=f(x)$, lấy $P(x_0;f(x_0))$ và một điểm $Q(x;f(x))$ khác $P$. Hệ số góc cát tuyến $PQ$ là $[f(x)-f(x_0)]/(x-x_0)$. Khi $Q$ tiến về $P$, nếu hệ số góc này có giới hạn hữu hạn, ta nhận được tiếp tuyến tại $P$ với hệ số góc $f'(x_0)$.
Phương trình tiếp tuyến:
$$y-f(x_0)=f'(x_0)(x-x_0).$$
Cần đủ hai dữ kiện: tiếp điểm và hệ số góc. Đạo hàm bằng $0$ cho tiếp tuyến nằm ngang, không có nghĩa tung độ tiếp điểm bằng $0$.
Viết tiếp tuyến của parabol
Với $f(x)=x^2$, bài trước đã tính được $f'(x)=2x$. Tại $x_0=2$, ta có $f(2)=4$ và $f'(2)=4$.
Tiếp tuyến là $y-4=4(x-2)$, hay $y=4x-4$. Thay $x=2$ được $y=4$, xác nhận đường đi qua tiếp điểm.
Một tiếp tuyến nằm ngang
Cho $f(1)=5$ và $f\prime(1)=0$. Viết tiếp tuyến tại điểm có hoành độ 1.
Tiếp tuyến ngang vẫn đi qua điểm $(1;5)$ nên có phương trình $y=5$.
Đường $x=1$ thẳng đứng, không có hệ số góc 0.
Phương án dùng đúng dữ kiện và lập luận.
Đường này có hệ số góc 1, không khớp $f'(1)=0$.
Lời giải
$y-5=0(x-1)$, nên tiếp tuyến là $y=5$.
Vận tốc tức thời
Nếu $s(t)$ là tọa độ của vật chuyển động thẳng theo thời gian thì $v(t)=s'(t)$ là vận tốc tức thời. Khi $s$ tính bằng mét, $t$ bằng giây, vận tốc tính bằng m/s.
Ví dụ $s(t)=t^2$ với $t\ge0$. Từ định nghĩa đã học, $v(t)=2t$. Tại $t=3$ giây, vật có tọa độ $9$ m và vận tốc $6$ m/s.
Vận tốc có dấu theo chiều dương đã chọn; tốc độ là độ lớn của vận tốc. Không gọi tọa độ là quãng đường trong mọi trường hợp.
Tự viết phương trình
Cho $f(2)=3$, $f\prime(2)=-1$. Viết tiếp tuyến tại hoành độ 2.
Phương án dùng đúng dữ kiện và lập luận.
Đường này có hệ số góc đúng nhưng không đi qua điểm $(2;3)$.
Đường đi qua $(2;3)$ nhưng có hệ số góc 1 thay vì -1.
Hoành độ và tung độ của tiếp điểm đã bị đổi chỗ.
Lời giải
$y-3=-(x-2)$, nên $y=-x+5$.
Đọc dấu của vận tốc
Một vật có vận tốc tức thời −4 m/s. Tốc độ bằng bao nhiêu và dấu âm nói gì?
Tốc độ là độ lớn không âm của vận tốc; dấu vận tốc chỉ hướng, không tự cho biết nhanh dần hay chậm dần.
Muốn kết luận chậm dần cần thêm gia tốc; dấu âm chỉ hướng chuyển động.
Tốc độ bằng trị tuyệt đối của vận tốc, nên bằng 4 m/s.
Phương án dùng đúng dữ kiện và lập luận.
Lời giải
Tốc độ bằng 4 m/s. Dấu âm cho biết vật đang chuyển động ngược chiều dương đã chọn.
Điều cần nhớ
Tiếp tuyến cần giá trị hàm và đạo hàm tại cùng một hoành độ. Bài chuyển động cần phân biệt tọa độ, vận tốc và tốc độ, đồng thời ghi đúng đơn vị.
Đang học