Derivate

Scuola secondaria di secondo gradoMatematicaDerivate analitiche e pendenze secanti finite per tre funzioni regolari
Nero: funzioneArancione: tangenteBlu tratteggiato: secante
-3.0-5-1.8-2-0.610.641.873.010yx

Trascina sul grafico per spostare il punto di tangenza. Riduci h per avvicinare il secondo punto. Il seno usa i radianti.

Informazioni su questo esperimento

Sposta un punto lungo una curva e osserva la pendenza della tangente. Un secondo punto in x + h definisce una secante. Riducendo h, confronta il suo tasso medio di variazione con la derivata esatta. Il grafico mostra insieme la funzione, la tangente e la secante, così da collegare i valori numerici alla geometria locale.

Obiettivi di apprendimento

  • Interpretare la derivata come tasso di variazione locale e pendenza della tangente
  • Calcolare la pendenza di una secante da due valori della funzione
  • Esaminare come la secante si avvicina alla tangente al diminuire di h

Come si usa

  1. 1Scegli x al quadrato e sposta il punto di tangenza su x = 1. Confronta la derivata esatta e la pendenza della secante per h = 1.
  2. 2Usa ripetutamente «Dimezza h» e annota come cambia l'errore della pendenza.
  3. 3Spostati su un punto della curva cubica in cui la derivata è negativa e prevedi la direzione della tangente.
  4. 4Scegli il seno e confronta la derivata vicino a x = 0 e x = 1,57. Gli angoli sono espressi in radianti.

Il modello

Pendenza della secante nell’intervallo da x a x + h
Derivata come limite dei rapporti incrementali
Equazione della tangente in x0
Derivate analitiche utilizzate come riferimento

Ipotesi

  • Tutte e tre le funzioni sono regolari nell’intervallo visualizzato; il seno è calcolato in radianti.
  • La tangente arancione usa una derivata analitica. La secante blu è calcolata direttamente a partire da due valori della funzione.
  • Viene mostrato solo h positivo e diverso da zero. Il cursore si ferma a 0,01 per mantenere visibili due punti distinti.

Provalo in classe

  1. Q1Per x al quadrato, in che modo la pendenza della secante differisce dalla derivata in un x fissato?
  2. Q2Dove ha la funzione cubica una tangente orizzontale?
  3. Q3Perché la concordanza per i soli valori positivi di h non dimostra che una funzione arbitraria sia derivabile?

Domande frequenti

Perché la derivata rimane esatta quando h cambia?

La derivata viene calcolata dalla formula analitica, indipendentemente da h. La secante finita fornisce un’approssimazione separata con cui confrontarla.

La tangente si trova sempre sopra o sotto la curva?

No. La sua posizione dipende dalla curvatura. Per la funzione convessa x al quadrato, la tangente si trova sotto la curva, ma altre funzioni possono intersecare la propria tangente.