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速度作为变化率

本课属于 Coddy Algebra 2 学习旅程的“函数与变换”单元。第 44 课,共 55 课。

把球垂直向上抛。经过 t 秒后,它的高度(单位:米)为 h(t)=30t−5t2h\left(t\right) = 30t-5{t}^{2}。经过 1 秒后,它升到了 25 米,经过 2 秒后升到了 40 米。在这 1 秒内,它的高度增加了 15 米,所以平均速度为每秒 15 米。

平均速度是高度的平均变化率:高度的变化量除以时间的变化量,即 h(2)−h(1)2−1\frac{h\left(2\right)-h\left(1\right)}{2-1}。分子是米,分母是秒,结果的单位是米每秒。正负号表示方向。从 t = 4 秒到 t = 5 秒,高度从 40 米降到 25 米,所以平均速度为每秒 -15 米:负号表示球最后的位置更低。

速度不等于速率。从 t = 2 到 t = 4,高度从 40 变到 40,因此平均速度为 0,但球并没有停在原地:它在 t = 3 时升到了 45 米,然后又落了回来。它在 2 秒内移动了 10 米,平均速率为每秒 5 米。速度只比较球的起点和终点;速率会计算移动的每一米,并且绝不会是负数。

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挑战

一个球被向上抛出,t 秒后的高度(单位:米)为 h(t)=40t−5t2h\left(t\right) = 40t-5{t}^{2}。求 t = 1 到 t = 3 之间的平均速度。对两次调用都使用该规则,然后逐行输入算术步骤。

亲手试试

h(3)−h(1)3−1\frac{h\left(3\right)-h\left(1\right)}{3-1}

化简

已知h(t)=40t−5t2h\left(t\right) = 40t-5t^{2}

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