واژه ی تصویر ذهنی برای شرح تمام ساختارهای شناختی وابسته به یک مفهوم که شامل تمام تصاویر موجود در ذهن، ویژگی ها، خصوصیات و فرایندهای مربوط به آن مفهوم می باشد مورد استفاده قرار می گیرد. هدف این پژوهش بررسی تصویر ذهنی فراگیران از خط مماس بر منحنی و ارتباط آن با سبک های شناختی (میدان وابسته/میدان ناوابسته و همگرا/واگرا)، توانایی فضایی، دانش قبلی و عملکرد ریاضی آنها در مبحث مشتق توابع می باشد. تعداد صدوبیست ونه دانش آموز سال سوم دبیرستان رشته ی ریاضی و فیزیک، در شهرستان های لارستان و گراش واقع در استان فارس مورد مطالعه قرار گرفتند. برای جمع آوری داده ها از دو آزمون سبک شناختی، آزمون خط مماس، آزمون ریاضی در رابطه با مشتق و آزمون توانایی فضایی استفاده گردید. تجزیه و تحلیل داده ها و آزمون فرضیه ها به کمک نرم افزار آماری (spss) انجام شد و نتایج نشان داد که نوع تصویر ذهنی که در ذهن فراگیران شکل می گیرد به سبک های شناختی (میدان وابسته/میدان ناوابسته و همگرا/واگرا) و توانایی فضایی آنها وابسته می باشد. همچنین هرچه دانش قبلی فراگیران بیشتر و کامل تر باشد تصویر ذهنی که در ذهن آنها از مفاهیم جدید شکل می گیرد مناسب تر می باشد و عملکرد ریاضی بهتری دارند.