导数的几何意义是函数图象在某一点处切线的斜率 。具体解释如下:
切线的定义:对于函数 y=f(x) 的图象,在曲线上取两点 P(x0,f(x0)) 及 Q(x0+Δx,f(x0+Δx)),过这两点作曲线的割线 PQ,其斜率 kPQ=Δxf(x0+Δx)−f(x0) 。当点 Q 沿着曲线无限接近于点 P (即 Δx→0 )时,如果割线 PQ 有一个极限位置 PT,那么直线 PT 就称为曲线 y=f(x) 在点 P 处的切线。
导数与切线斜率的关系:函数 y=f(x) 在 x=x0 处的导数 f′(x0)=Δx→0limΔxf(x0+Δx)−f(x0) ,恰好等于曲线 y=f(x) 在点 (x0,f(x0)) 处切线的斜率。也就是说,导数 f′(x0) 的大小反映了函数 y=f(x) 的图象在点 (x0,f(x0)) 处切线的倾斜程度。
若 f′(x0)>0 ,则切线的倾斜角为锐角,函数在该点附近单调递增;
若 f′(x0)<0 ,则切线的倾斜角为钝角,函数在该点附近单调递减;
若 f′(x0)=0 ,则切线与 x 轴平行,函数在该点附近可能取得极值。
例如,对于函数 y=x2 ,对其求导得 y′=2x 。当 x=1 时, y′∣x=1=2×1=2 ,这就意味着函数 y=x2 的图象在点 (1,1) 处切线的斜率为 2 。利用点斜式方程,可写出该点处的切线方程为 y−1=2(x−1) ,即 y=2x−1 。