题目
5.如图 2-4 所示的电缆AOB的长为s,跨度为2l,电缆的最低点O与杆顶连线AB-|||-距离为f,则电缆长可按下面公式计算:-|||-=2l(1+dfrac (2{f)^2}(3{T)^2}),-|||-第二章 导数与微分 77-|||-当f变化了 Delta f 时,电缆长的变化约为多少?-|||-解 =2l(1+dfrac (2{f)^2}(3{l)^2}) Delta sapprox ds=2lcdot dfrac (4f)(3{l)^2}Delta f=dfrac (8f)(3l)Delta f.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查微分在近似计算中的应用,即利用导数估算函数值的微小变化。关键在于理解如何将实际问题转化为数学表达式,并正确求导。
解题核心思路:
- 明确变量与常量:题目中,$s$ 是关于 $f$ 的函数,$l$ 是常数。
- 对公式求导:将 $s$ 对 $f$ 求导,得到 $\dfrac{ds}{df}$。
- 微分近似:利用 $\Delta s \approx ds = \dfrac{ds}{df} \cdot \Delta f$,代入导数结果即可。
破题关键点:
- 正确识别变量关系,避免混淆 $f$ 和 $l$ 的角色。
- 准确计算导数,注意分数形式的处理。
题目公式修正:
原题公式应为 $s = 2l \left( 1 + \dfrac{2f^2}{3l^2} \right)$(题目中 $T^2$ 应为 $l^2$,否则无法得到答案中的结果)。
步骤分解:
-
展开公式:
$s = 2l + \dfrac{4f^2}{3l}$
(将原式展开,便于求导。) -
对 $f$ 求导:
$\dfrac{ds}{df} = \dfrac{d}{df} \left( 2l + \dfrac{4f^2}{3l} \right) = \dfrac{8f}{3l}$
(常数项 $2l$ 导数为 $0$,对 $\dfrac{4f^2}{3l}$ 求导后得到 $\dfrac{8f}{3l}$。) -
计算微分 $\Delta s$:
$\Delta s \approx ds = \dfrac{ds}{df} \cdot \Delta f = \dfrac{8f}{3l} \Delta f$
(将导数与 $\Delta f$ 相乘,得到电缆长度的变化近似值。)