2-2导数求导法则ppt

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高等数学精品课件2-2导数的计算法则

高等数学精品课件2-2导数的计算法则

3(x sin2 x)2 (1 sin 2x)
12
一、复合函数的求导法则
第二章 一元函数微分学及其应用
例2 求 y 1 x 的导数. 1 x

y
2
1 1 x
1 1
x x
'
2
1 1
x
1 x 1 1 x2
x
1
1
x 1
x2
1 x
1 x
13
一、复合函数的求导法则
第二章 一元函数微分学及其应用
如果 y f u 在点 u 处可导,u g x 在点 x 处可导,则复合函数
y f g x 在点 x 处可导,且有
dy dy du(即yx f u gx)
dx du dx
由 u 在g 点x 处连续x (可导⇒连续)知,
当 x 时,0
u g x x g x 0, 故 lim ,li因m 此,0
x0
u0
dy dx
lim y x0 x
lim
x0
f
u
u x
u x
f u gx

dy dx
dy du du dx
7
一、复合函数的求导法则
第二章 一元函数微分学及其应用
复合函数的求导法则也称为链式法则,它可推广到有限个函数复合的情形.
比如,若 y f u,u g v 和 v h x 可导,则 y f {g[h(x)]}
例如, y sin2 x 由 u sin x 和 y u2 复合而成,
y
ln
x2 x2
1 1

u
x2 x2
1 1
和 y ln u复合而成.
2
课前导读

高等数学课件上第2-2初等函数的导数

高等数学课件上第2-2初等函数的导数

解: [(xsi2nx)3]
(12sinx
3(xsi2nx)2
cosx)
=3(x+sin2x)2(1+sin2x)
例9. 设
ylncoesx)(,求 d y . dx来自解:dy dx

1 cos( e
x
)
(sine(x))

ex
extanex()
例10. 设 y ln x2 1 , 求 d y . dx
例6. 设 y(x211),0求 y
解: 令 u = x2 + 1, 则 y = u 10, y (u10)u ux 10u9 (x2 1)x 10(x21)92x 20x(x2 1)9.
例7. 设 yesinx ,求y.
解: 令 u = sin x, 则 y = e u,

1
sin2
x

csc2
x.
证: (tanx)csionsxx
(sixn )coxssixn(cx o)s

cos2 x

cos2 xsin2x cos2 x

1 cos 2
x

sec2
x.
2.2.2、反函数的求导法则
定理2.2.2. 设 yf(x)为 xf1(y)的反,f函 1(y)在 数
推论:
1) 2)
(Cu)C u ( C为常数
(1) v
1v 1v v2

)

v v2
例1. y5x33lnx4ex ,求 y .
解:
y 53x2 3 1 x
4ex.
例2. yx(x 3 4 co x ss1 i)n ,求 y及 yx1.

1.2.2导数公式及运算法则

1.2.2导数公式及运算法则
在复合函数中,内层函数 u=g(x)的值域必须是外层函 数 y=f(u)的定义域的子集.
2.复合函数的求导法则 复合函数对自变量的导数,等于已知函数对中间变量
的导数,乘以中间变量对自变量的导数,即 yx′= yu′·ux′,
并且在利用复数的求导法则求导数后,最后结果要把中间 变量换成自变量的函数.复合函数,可以是一个中间变量, 也可以是两个或多个中间变量,应该按照复合次序从外向 内逐层求导.
2.函数 y=21(ex+e-x)的导数是(
)
A.12(ex-e-x) B.21(ex+e-x)
C.ex-e-x D.ex+e-x 解析 y′=21ex+e-x′=12[(ex)′+(e-x)′]=
21(ex-e-x). 3.[2017·泉州高二检测]函数 f(x)=π2x2 的导数是( )
A.f′(x)=4πx B.f′(x)=2πx
C.f′(x)=2π2x D.f′(x)=2πx2+2π2x
解析 由 f(x)=π2x2 得 f′(x)=2π2x,故选 C.
loga
xf
' ( x)
x
1 ln
a
(a
0且aΒιβλιοθήκη 1)f (x) ln xf '(x) 1 x
导数可以进行四则运算吗?
探究新知 一.导数的运算法则
设两个函数分别为f(x)和g(x)
法则
[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x)
语言法叙则述 两[个f(x函)g数(x的)]'=和f('或(x差)g()x的)+导f数(x),g'等(x)于
随堂达标自测
1.下列函数不是复合函数的是( )
A.y=-x3-1x+1 C.y=ln1x

高中数学选修2-2第1章第2节导数的计算课件

高中数学选修2-2第1章第2节导数的计算课件
f′(x)=__a_x_ln__a_(_a_>_0)
f′(x)=__e_x_______ 1
f′(x)=___x_ln__a____(a>0 且 a≠1) 1
f′(x)=__x________
数学 选修2-2
1.指数函数与对数函数的导数公式的记忆
对于公式(logax)′=
1 xln
a
,(ax)′=axln
ห้องสมุดไป่ตู้
∴ lim Δx→0
2x+Δx+xx-+2Δx=2x-x22.
数学 选修2-2
[问题3] F(x)的导数与f(x),g(x)的导数有何关系? [提示3] F(x)的导数等于f(x),g(x)导数和.
[问题 4] [提示 4]
试说明 y=cos3x-π4如何复合的. 令 u=g(x)=3x-π4,y=f(u)=cos u,
导数几何意义的应用
已知曲线方程y=x2,求过点B(3,5)且与曲线相切 的直线方程.
[思路点拨] 解决切线问题的关键是求切点的坐标,要注 意区分是曲线在某点处的切线还是过某点的切线.
设出切点 → 函数求导 → 写出切线方程 → 条件代入 → 解出切点 → 得出答案
数学 选修2-2
设 P(x0,y0)为切点,则切线斜率
数学 选修2-2
已知 f(x)=x2,g(x)=2x. [问题 1] f(x),g(x)的导数分别是什么? [提示 1] f′(x)=2x,g′(x)=-x22.
数学 选修2-2
[问题2] 试求F(x)=f(x)+g(x)的导数.
[提示 2] ΔΔxy=x+Δx2+xΔ+2xΔx-x2+2x
=2x+Δx+xx-+2Δx,
数学 选修2-2
第一章

2018学年高中数学新选修2-2课件:第一章 导数及其应用1.2.2基本初等函数的导数公式及导数的运

2018学年高中数学新选修2-2课件:第一章 导数及其应用1.2.2基本初等函数的导数公式及导数的运
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1 2
)(1-2x2)′
=(
1
u
3 2
)·(-4x)=
1
(1
2
x2
)
3 2
(-4x)
2
2
=2
x(1
2
x
2
)
3 2
.
解析答案
(4)y=(2x2-3) 1+x2.
解 令 y=uv,u=2x2-3,v= 1+x2,
令 v= w,w=1+x2.
v′x=v′w·w′x=(
w)′(1+x2)′=
1
1
w2
2x
2
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题型探究
题型一 导数运算法则的应用
解 y′=15x5+23x3′=15x5′+23x3′ =x4+2x2. (2)y=lg x-ex; 解 y′=(lg x-ex)′=(lg x)′-(ex)′=xln110-ex.
重点突破
解析答案
解析答案
(4)y=x-sin
x 2·cos
x 2.

∵y=x-sin
答案
(3)导数的和(差)运算法则对三个或三个以上的函数求导成立吗? 答案 导数的和(差)运算法则对三个或三个以上的函数求导仍然成立. 两个函数和(差)的导数运算法则可以推广到有限个函数的情况, 即[f1(x)±f2(x)±f3(x)±…±fn(x)]′=f′1(x)±f′2(x)±f′3(x)±…±f′n(x).
自主学习 重点突破 自查自纠
知识梳理
知识点一 导数运算法则
自主学习
法则
语言叙述
[f(x)±g(x)]′=_f_′__(x_)_±__g_′__(_x)__
两个函数的和(或差)的导数,等于这 两个函数的导数的和(或差)

选修2-2——基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(二)

选修2-2——基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(二)

1.2.2 基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(二)1.问题导航(1)导数的四则运算法则是什么?在使用运算法则时的前提条件是什么? (2)复合函数的定义是什么,它的求导法则又是什么? 2.例题导读通过P 15例2学会利用导数的运算法则及导数公式求函数的导数,P 15例3为导数的实际应用问题,P 17例4为复合函数的求导问题,注意复合函数的求导法则.1.导数的四则运算法则(1)条件:f (x ),g (x )是可导的. (2)结论:①[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ). ②[f (x )g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x ).③⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )](g (x )≠0). 2.复合函数的求导公式 (1)复合函数的定义:①一般形式是y =f (g (x )).②可分解为y =f (u )与u =g (x ),其中u 称为中间变量.(2)求导法则:复合函数y =f (g (x ))的导数和函数y =f (u ),u =g (x )的导数间的关系为:y ′x=y ′u ·u ′x .1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)函数f (x )=x e x 的导数是f ′(x )=e x (x +1).( ) (2)函数f (x )=sin(-x )的导数为f ′(x )=cos x .( ) 答案:(1)√ (2)×2.函数y =x ln x 的导数为( ) A .y ′=ln x +1 B .y ′=ln x -1 C .y ′=ln x D .y ′=1 解析:选A.y ′=x ′ln x +x (ln x )′=ln x +1. 3.y =sin 2x 的导数是( ) A .y ′=2sin x B .y ′=2cos x C .y ′=sin 2x D .y ′=cos 2x解析:选C.y ′=(sin 2x )′ =2sin x cos x =sin 2x . 4.求下列函数的导数:(1)若f (x )=2x +3,则f ′(x )=________;(2)函数f (x )=2sin x -cos x ,则f ′(x )=________;(3)函数f (x )=-2x +1,则f ′(x )=________.答案:(1)2 (2)2cos x +sin x (3)2(x +1)21.应用导数公式的注意事项(1)两个导数的和差运算只可推广到有限个函数的和差的导数运算. (2)两个函数可导,则它们的和、差、积、商(商的分母不为零)必可导. (3)若两个函数不可导,则它们的和、差、积、商不一定不可导.(4)对于较复杂的函数式,应先进行适当的化简变形,化为较简单的函数式后再求导,可简化求导过程.2.复合函数求导的一般方法(1)分析清楚复合函数的复合关系是由哪些基本函数复合而成,适当选定中间变量. (2)分步计算中的每一步都要明确是对哪个变量求导,而其中特别要注意的是中间变量. (3)根据基本函数的求导公式及导数的运算法则,求出各函数的导数,并把中间变量转换成自变量的函数.(4)复合函数求导熟练以后,中间步骤可以省略,不必再写出函数的复合过程,对于经过多次复合及四则运算而成的复合函数,可以直接应用公式和法则,从最外层开始由外及里逐层求导.应用导数的运算法则求导求下列函数的导数:(1)y =x 4-3x 2-5x +6;(2)y =x ·tan x ;(3)y =(x +1)(x +2)(x +3);(4)y =x -1x +1.[解] (1)y ′=(x 4-3x 2-5x +6)′=(x 4)′-3(x 2)′-5(x )′+6′=4x 3-6x -5.(2)y ′=(x ·tan x )′=⎝⎛⎭⎫x sin x cos x ′=(x sin x )′cos x -x sin x (cos x )′cos 2x=(sin x +x cos x )cos x +x sin 2x cos 2x =sin x cos x +x cos 2x.(3)法一:y ′=[(x +1)(x +2)(x +3)]′=[(x +1)(x +2)]′(x +3)+(x +1)(x +2)(x +3)′ =[(x +1)′(x +2)+(x +1)(x +2)′](x +3)+(x +1)·(x +2) =(x +2+x +1)·(x +3)+(x +1)(x +2) =(2x +3)(x +3)+x 2+3x +2 =3x 2+12x +11;法二:∵(x +1)(x +2)(x +3) =(x 2+3x +2)(x +3) =x 3+6x 2+11x +6,∴y ′=[(x +1)(x +2)(x +3)]′ =(x 3+6x 2+11x +6)′ =3x 2+12x +11.(4)法一:y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x +1′=(x -1)′(x +1)-(x -1)(x +1)′(x +1)2=x +1-(x -1)(x +1)2=2(x +1)2. 法二:∵y =x -1x +1=x +1-2x +1=1-2x +1,∴y ′=⎝⎛⎭⎫1-2x +1′=⎝⎛⎭⎫-2x +1′=-2′(x +1)-2(x +1)′(x +1)2=2(x +1)2.求函数的导数的策略:(1)先区分函数的运算特点,即函数的和、差、积、商,再根据导数的运算法则求导数. (2)对于三个以上函数的积、商的导数,依次转化为“两个”函数的积、商的导数计算.1.(1)设函数f (x )=sin θ3x 3+3cos θ2x 2+tan θ,其中θ∈⎣⎡⎦⎤0,512π,则导数f ′(1)的取值范围是( )A .[-2,2]B .[2,3]C .[3,2]D .[2,2]解析:选D.∵f ′(x )=sin θ·x 2+3cos θ·x ,∴f ′(1)=sin θ+3cos θ=2sin ⎝⎛⎭⎫θ+π3,∵θ∈⎣⎡⎦⎤0,512π,∴sin ⎝⎛⎭⎫θ+π3∈⎣⎡⎦⎤22,1, ∴2sin ⎝⎛⎭⎫θ+π3∈[2,2],故选D.(2)已知f (x )=e xx,若f ′(x 0)+f (x 0)=0,则x 0的值为________.解析:∵f ′(x )=(e x )′x -e x ·x ′x 2=e x (x -1)x 2(x ≠0).∴由f ′(x 0)+f (x 0)=0,得 e x 0(x 0-1)x 20+e x 0x 0=0.解得x 0=12.答案:12复合函数的导数运算(1)若函数f (x )=1(1-3x )4的导数为f ′(x ),则f ′(1)=________.[解析] 设y =u -4,u =1-3x ,∴f ′(x )=y ′u ·u ′x =(-4)(1-3x )-5(1-3x )′=12(1-3x )5, ∴f ′(1)=-38.[答案] -38(2)求下列函数的导数:①y =1-2x cos x ;②y =3log 2(x 2-2x +3).[解] ①由于y =1-2x cos x 是两个函数y =1-2x 与y =cos x 的乘积, y ′=(1-2x )′cos x -1-2x sin x =(-2)21-2x cos x -1-2x sin x =-cos x 1-2x-1-2x sin x .②令y =3u ,u =log 2v ,v =x 2-2x +3,则y ′u =3u ln 3,u ′v =1v ln 2,v ′x =2x -2,所以y ′x =(2x -2)·3log 2(x 2-2x +3)·ln 3(x 2-2x +3)ln 2=2log 23·(x -1)3log 2(x 2-2x +3)x 2-2x +3.(1)求复合函数的导数的步骤:分层—选择中间变量,写出构成它的内、外层函数 ↓分别求导—分别求各层函数对相应变量的导数 ↓相乘—把上述求导的结果相乘 ↓变量回代—把中间变量回代(2)求复合函数的导数的注意点:①内、外层函数通常为基本初等函数.②求每层函数的导数时注意分清是对哪个变量求导,这是求复合函数导数时的易错点.2.函数y =cos 2x +sin x 的导数为( )A .-2sin 2x +cos x2xB .2sin 2x +cos x2xC .-2sin 2x +sin x2xD .2sin 2x -cos x2x解析:选A.y ′=-sin 2x ·(2x )′+cos x ·(x )′=-2sin 2x +12·1x cos x=-2sin 2x +cos x2x .导数运算的综合应用求满足下列条件的函数f (x ).(1)f (x )是三次函数,且f (0)=3,f ′(0)=0,f ′(1)=-3,f ′(2)=0; (2)f ′(x )是一次函数,且x 2f ′(x )-(2x -1)f (x )=1. [解] (1)设f (x )=ax 3+bx 2+cx +d (a ≠0), 则f ′(x )=3ax 2+2bx +c .由f (0)=3,得d =3,由f ′(0)=0,得c =0, 由f ′(1)=-3,f ′(2)=0可建立方程组 ⎩⎪⎨⎪⎧3a +2b =-3,12a +4b =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-3, ∴f (x )=x 3-3x 2+3.(2)由f ′(x )为一次函数可知f (x )为二次函数, 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则f ′(x )=2ax +b . 把f (x )、f ′(x )代入方程,得x 2(2ax +b )-(2x -1)(ax 2+bx +c )=1, 即(a -b )x 2+(b -2c )x +c -1=0.要使方程对任意x 都成立,则需a =b ,b =2c ,c =1. 解得a =2,b =2,c =1,∴f (x )=2x 2+2x +1.利用导数的运算法则及复合函数的求导法则求得函数的导数,再结合导数的几何意义、三角函数、不等式等知识点综合考查求函数的解析式,参数的取值范围,不等式的求解与证明等是考查导数运算应用的常规考法,同时也体现了导数的优越性.3.已知两边取对数可以使“积”的形式化为“和”的形式,函数f (x )=ln y 就变成了复合函数,它是由f =ln u 和u =y 复合而成的.根据上面的信息,求y =(x -1)(x -2)·…·(x -10)(x >10)的导数.解:两边同时取自然对数,得ln y =ln(x -1)+ln(x -2)+…+ln(x -10). 两边对x 求导,得 1y ·y ′=1x -1+1x -2+…+1x -10. ∴y ′=⎝⎛⎭⎫1x -1+1x -2+…+1x -10·(x -1)·(x -2)·…·(x -10).已知抛物线y =ax +bx -5在点(2,1)处的切线为y =-3x +7,求b 的值. [解] ∵y ′=2ax +b ,当x =2时,y ′=4a +b ,∴4a +b =-3. 又点(2,1)在曲线上,∴4a +2b -5=1,联立组成方程组⎩⎪⎨⎪⎧4a +b =-3,4a +2b -5=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-3,b =9. [错因与防范](1)在求解切线问题时,注意切点既在曲线上,又在切线上,因容易找不全条件导致求解困难.(2)已知曲线上某点的切线,有两层意思:一是在该点的导数值等于切线的斜率;二是该点的坐标满足已知曲线的方程.4.若f (x )=x +ln(x -5),g (x )=ln(x -1),解不等式f ′(x )>g ′(x ).解:f ′(x )=1+1x -5,g ′(x )=1x -1.由f ′(x )>g ′(x ),得1+1x -5>1x -1,即(x -3)2(x -5)(x -1)>0, ∴x >5或x <1.又两函数定义域满足⎩⎪⎨⎪⎧x -5>0,x -1>0,∴x >5.∴不等式f ′(x )>g ′(x )的解集为(5,+∞).1.f (x )=ln xx的导数是( )A .f ′(x )=1+ln x x 2B .f ′(x )=1+ln xx C .f ′(x )=1-ln x x 2D .f ′(x )=1+ln xx 2解析:选C.f ′(x )=(ln x )′x -(ln x )x ′x 2=1-ln xx 2.2.(2015·高考天津卷)已知函数f (x )=ax ln x ,x ∈(0,+∞),其中a 为实数,f ′(x )为f (x )的导函数.若f ′(1)=3,则a 的值为________.解析:f ′(x )=a ⎝⎛⎭⎫ln x +x ·1x =a (1+ln x ). 由于f ′(1)=a (1+ln 1)=a ,又f ′(1)=3,所以a =3. 答案:33.函数y =sin n x cos nx 的导数为________. 解析:y ′=(sin n x )′cos nx +sin n x (cos nx )′=n sin n -1x (sin x )′cos nx +sin n x (-sin nx )·(nx )′=n sin n -1x cos x ·cos nx -sin nx sin nx ·n=n sin n -1x (cos x cos nx -sin x sin nx )=n sin n -1x cos[(n +1)x ].答案:n sin n -1x cos[(n +1)x ][A.基础达标]1.已知f (x )=x -5+3sin x ,则f ′(x )等于( )A .-5x -6-3cos xB .x -6+3cos xC .-5x -6+3cos xD .x -6-3cos x解析:选C.利用求导公式和求导法则求解.f ′(x )=-5x -6+3cos x .故选C. 2.函数y =x 3cos x 的导数是( ) A .3x 2cos x +x 3sin x B .3x 2cos x -x 3sin x C .3x 2cos x D .-x 3sin x解析:选B.y ′=(x 3cos x )′=3x 2cos x +x 3(-sin x )=3x 2cos x -x 3sin x .3.已知f ⎝⎛⎭⎫1x =x1+x ,则f ′(x )等于( )A.11+x B .-11+xC.1(1+x )2 D .-1(1+x )2解析:选D.令1x =t ,则f (t )=1t1+1t=11+t,∴f (x )=11+x ,f ′(x )=⎝⎛⎭⎫11+x ′=-1(1+x )2.4.函数y =12(e x +e -x )的导数是( )A.12(e x -e -x )B.12(e x +e -x ) C .e x-e -x D .e x +e -x解析:选A.y ′=⎣⎡⎦⎤12(e x +e -x )′=12(e x -e -x ). 5.已知直线y =x +1与曲线y =ln(x +a )相切,则a 的值为( ) A .1 B .2 C .-1 D .-2 解析:选B.设切点为P (x 0,y 0), 则y 0=x 0+1,y 0=ln(x 0+a ),又∵切线的斜率为1,∴1x 0+a=1,∴x 0+a =1,∴y 0=0,x 0=-1,∴a =2,故选B. 6.f (x )=ln(x 2+1)的导数是________.解析:f ′(x )=1x 2+1·2x 2x 2+1=xx 2+1. 答案:xx 2+17.f (x )=(2x +a )2,且f ′(2)=20,则a =________. 解析:∵f ′(x )=8x +4a , f ′(2)=20,即16+4a =20. ∴a =1. 答案:18.函数y =x -cos xx +sin x在x =2处的导数是________.解析:∵y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -cos x x +sin x ′=(1+sin x )(x +sin x )-(1+cos x )(x -cos x )(x +sin x )2=(x +1)sin x +(1-x )cos x +1(x +sin x )2,∴y ′|x =2=3sin 2-cos 2+1(2+sin 2)2.答案:3sin 2-cos 2+1(2+sin 2)29.已知抛物线y =ax 2+bx +c 通过点P (1,1),且在点Q (2,-1)处与直线y =x -3相切,求实数a 、b 、c 的值.解:∵曲线y =ax 2+bx +c 过点P (1,1), ∴a +b +c =1.①∵y ′=2ax +b ,∴4a +b =1.②又∵曲线过点Q (2,-1),∴4a +2b +c =-1.③ 联立①②③,解得a =3,b =-11,c =9. 10.求下列函数的导数.(1)y =a ax cos(ax )+b bx sin(bx ); (2)y =log a (log a x ).解:(1)y ′=(a ax )′cos(ax )+a ax [cos(ax )]′+(b bx )′·sin(bx )+b bx [sin(bx )]′=a ax ln a ·(ax )′cos(ax )+a ax [-sin(ax )](ax )′+b bx ln b ·(bx )′·sin(bx )+b bx cos(bx )(bx )′=a ax +1[cos(ax )ln a -sin(ax )]+b bx +1[sin(bx )ln b +cos(bx )].(2)y ′=1log a x log a e ·(log a x )′=log a e log a x ·1x ·log a e =log 2a e x log a x. [B.能力提升]1.已知A ,B ,C 是直线l 上的三点,向量OA →,OB →,OC →满足OA →=[f (x )+2f ′(1)]OB →-ln(x +1)OC →,则f ′(1)的值为( )A .0B .ln 2 C.12D .2 解析:选C.由于A ,B ,C 三点共线,于是有f (x )+2f ′(1)-ln(x +1)=1,即f (x )=ln(x +1)-2f ′(1)+1,则f ′(x )=1x +1,于是f ′(1)=12.2.已知函数f (x )=ax 2+bx +c 的图象过原点,它的导函数y =f ′(x )的图象如图所示,则( )A .-b2a >0,4ac -b 24a>0B .-b2a <0,4ac -b 24a>0C .-b2a >0,4ac -b 24a<0D .-b2a <0,4ac -b 24a<0解析:选A.函数f (x )=ax 2+bx +c 的图象过原点,则c =0,于是f (x )=ax 2+bx ,则f ′(x )=2ax +b ,结合f ′(x )的图象可知,a <0,b >0.所以-b 2a >0,4ac -b 24a =-b 24a>0,故选A.3.(2015·高考陕西卷)设曲线y =e x 在点(0,1)处的切线与曲线y =1x(x >0)上点P 处的切线垂直,则P 的坐标为________.解析:y ′=e x ,曲线y =e x 在点(0,1)处的切线的斜率k 1=e 0=1,设P (m ,n ),y =1x(x >0)的导数为y ′=-1x 2(x >0),曲线y =1x (x >0)在点P 处的切线斜率k 2=-1m2(m >0),因为两切线垂直,所以k 1 k 2=-1,所以m =1,n =1,则点P 的坐标为(1,1).答案:(1,1)4.若曲线f (x )=ax 2+ln x 存在垂直于y 轴的切线,则实数a 的取值范围是________.解析:由题意知该函数的定义域为(0,+∞),f ′(x )=2ax +1x,∵存在垂直于y 轴的切线,∴此时斜率为0,问题转化为x >0范围内导函数f ′(x )=2ax +1x存在零点.法一:(图象法)再将之转化为g (x )=-2ax 与h (x )=1x存在交点.当a =0时不符合题意;当a >0时,如图①所示,数形结合可得显然没有交点;当a <0时,如图②所示,此时正好有一个交点,故有a <0,应填(-∞,0).图① 图②法二:(分离变量法)上述也可等价于方程2ax +1x =0在(0,+∞)内有解,显然可得a =-12x 2∈(-∞,0). 答案:(-∞,0)5.(2015·郑州高二检测)已知函数f (x )=axx 2+b,且f (x )的图象在x =1处与直线y =2相切.(1)求函数f (x )的解析式;(2)若P (x 0,y 0)为f (x )图象上的任意一点,直线l 与f (x )的图象相切于P 点,求直线l 的斜率k 的取值范围.解:(1)对函数f (x )求导,得f ′(x )=a (x 2+b )-ax (2x )(x 2+b )2=ab -ax 2(x 2+b )2.因为f (x )的图象在x =1处与直线y =2相切.所以⎩⎪⎨⎪⎧f ′(1)=0,f (1)=2,即⎩⎪⎨⎪⎧ab -a =0,1+b ≠0,a1+b=2,所以a =4,b =1,所以f (x )=4xx 2+1.(2)因为f ′(x )=4-4x 2(x 2+1)2,所以直线l 的斜率k =f ′(x 0)=4-4x 20(x 20+1)2=4⎣⎡⎦⎤2(x 20+1)2-1x 20+1,令t =1x 20+1,t ∈(0,1],则k =4(2t 2-t )=8⎝⎛⎭⎫t -142-12,所以k ∈⎣⎡⎦⎤-12,4. 6.在等比数列{a n }中,a 1=2,a 2=4,若函数f (x )=x (x -a 1)·(x -a 2)·…·(x -a n ).求f ′(0). 解:f ′(x )=x ′[(x -a 1)(x -a 2)·…·(x -a n )]+x ·[(x -a 1)(x -a 2)·…·(x -a n )]′ =(x -a 1)(x -a 2)·…·(x -a n )+x [(x -a 1)(x -a 2)·…·(x -a n )]′∴f ′(0)=(-a 1)(-a 2)·…·(-a n )=(-1)na 1a 2·…·a n 由题意知a 1=2,a 2=4,∴a n =2n .∴f ′(0)=(-1)n ·21+2+3+…+n=(-1)n·2n (1+n )2.。

2-2 求导法则

2-2 求导法则

同理可得 (cot x) csc2 x.
例4 求 y sec x 的导数 .

y (sec x) ( 1 ) cos x
(cos cos 2
x) x
sin x cos2 x
sec x tan x.
同理可得 (csc x) csc x cot x.
例5 求 y shx 的导数.
解 y (shx) [1 (e x ex )] 1 (e x e x ) chx.
v v
2) 搞清复合结构, 由外向内求导 .
思考与练习
1.
1
x
x
1 x
3
4
3 4
3
1
4 x
1
x
1 4
1 4
1
x2
对吗?
2. 设 f ( x) ( x a)( x), 其中( x) 在 x a
处连续 , 在求 f (a) 时, 下列做法是否正确?
因 f ( x) ( x) ( x a)( x)
练习题
一、 填空题:
1、 设 y x sin x ,则 y= __________.
2、 设 y 3a x e x 2 ,则 dy =__________. x dx
3、 设 y e x ( x 2 3x 1),则 dy = __________. dx x0
4、 设 y 2 tan x sec x 1,则 y=_________.
(3)
[u( x)] v( x)
u(
x)v(
x) u( v2(x)
x)v(
x)
(v( x) 0).
推论
n
n
(1) [ fi ( x)] fi( x);

高中数学 选修2-2 第一章 1.2 导数的计算 1.2.1 1.2.2讲解

高中数学 选修2-2 第一章   1.2 导数的计算  1.2.1  1.2.2讲解

3 2.
不正确.因为sin 6π = 12 是一个常数,而常数的导
数为零,所以sin6π′=0.
指数函数、对数函数的导数公式的记忆对于公式(ln
x)′=
1 x
,(ex)′=ex很好记,但公式(logax)′=
1 xln
a
,(ax)′
=axln a的记忆比较难,设平行于直线y=x的直线与曲线y =ex相切于点P(x0,y0),该切点即为与y=x距离最近的点, 如图所示.
则在点P(x0,y0)处的切线斜率为1,即y′|x=x0=1. ∵y′=(ex)′=ex, ∴ex0=1,
得x0=0,代入y=ex,得y0=1,即P(0,1).
利用点到直线的距离公式得最小距离为|0-1|= 2
5.一质点沿直线运动的路程和时间的关系是s= 5 t , 求质点在t=4时的速度.
解:∵s=5 t=t51,∴s′=(t15)′=15t-45.
t=4时,s′=15·4-54=
1 5
.
10 8
即质点在t=4时的速度为 1 . 5
10 8
∴y′=(x32)′=32x21=32
x .
(2)y=x5,∴y′=(x5)′=5x4.
求曲线y=lg x在点M(10,1)处的切线的斜率 和切线方程.
【分析】 M(10,1)在曲线上,故所求切线斜率就是 函数y=lg x在x=10处的导数.
【解】 ∵y′=(lg x)′=xln110,∴y′|x=10=10l1n 10. ∴曲线y=lg x在点M(10,1)处的切线的斜率为k=10l1n 10. ∴切线方程为y-1=10l1n 10(x-10), 即x-(10ln 10)y+10(ln 10-1)=0.
(x0,x02).
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1.3高阶导数的定义
问题:变速直线运动的加速度.
设 s = s (t ), 则瞬时速度为 v(t ) = s' (t )
加速度a是速度v对时间 t的变化率
∴ a (t ) = v′(t ) = [ s ' (t )]′.
定义 如果函数f ( x )的导数f ′( x )在点x处可导, 即 f ′( x + ∆ x ) − f ′( x ) ( f ′( x ))′ = lim ∆x → 0 ∆x 存在, 则称( f ′( x ))′为函数f ( x )在点x处的二阶导数.
y ( n ) = ( x n )( n ) = n! ,
y ( n + 1) = ( n! )′ = 0.
预习1.4 微分;来自d3y . 二阶导数的导数称为三阶导数, f ′′′( x ), y′′′, 3 dx 4 d y (4) (4) . 三阶导数的导数称为四阶导数, f ( x ), y , 4 dx
d 2 y d 2 f ( x) . 记作 f ′′( x ), y ′′, 2 或 2 dx dx
一般地, 函数f ( x )的n − 1阶导数的导数称为
x可导, 且其导数为 dy dy du = ⋅ . dx du dx
即 因变量对自变量求导,等于因变量对中间变 量求导,乘以中间变量对自变量求导.(链式法则)
例5 求函数 y = ln sin x 的导数 . 解
y = ln u, u = sin x . 1 dy dy du 1 ⋅ cos x = ⋅ cos x = ∴ = ⋅ sin x dx du dx u cos x = = cot x sin x
y ′′ = (αx α − 1 )′ = α(α − 1) x α − 2 y ′′′ = (α(α − 1) x α − 2 )′ = α(α − 1)(α − 2) x α − 3

y ( n ) = α(α − 1) (α − n + 1) x α − n ( n ≥ 1)
若 α = n, 则
(cot x)′ = − csc 2 x (csc x)′ = − csc x cot x
(a )′ = a ln a 1 (log a x)′ = x ln a
x x
(e x )′ = e x 1 (ln x)′ = x
四则运算公式
如果函数 u = u ( x), v = v( x)在点 x处可导, 则有
可导与连续的关系
定理 凡可导函数都是连续函数. 证 要证 lim f ( x) = f ( x0 ) 只需证 lim f(x)-f(x0 ) = 0
x → x0 x-x0 →0
即 lim ∆y = 0
∆x →0
设函数 f ( x )在点 x0可导,
∆y = f ′( x 0 ) lim ∆x → 0 ∆ x
( xα )′ = αxα −1 (cos x)′ = − sin x
(cot x)′ = − csc 2 x (csc x)′ = − csc x cot x
(a )′ = a ln a 1 (log a x)′ = x ln a
x x
(e x )′ = e x 1 (ln x)′ = x
y' 1.设y = x sin x, 求y '. =
§1 导数 1.1 导数定义 1.2 求导法则 1.3 高阶导数
1.四则运算
如果函数 u = u ( x), v = v( x)在点 x处可导, 则有
(1) [u ± v]′ = u ′ ± v′;
(2) [u ⋅ v]′ = u ′ ⋅ v + u ⋅ v′;
u u ′ ⋅ v − u ⋅ v′ (3) [ ]′ = (v ≠ 0). 2 v v
x2 +1 2.求函数 y = ln 的导数. x
−1 y'= . 2 x( x + 1)
初等函数的求导
常数和基本初等函数的导数公式
(c)′ = 0 (sin x)′ = cos x (tan x)′ = sec x (sec x)′ = sec x tan x
2
( xα )′ = αxα −1 (cos x)′ = − sin x
= sec x tan x .
(sec x)′ = sec x tan x.
同理可得
(csc x )′ = − csc x cot x .
常数和基本初等函数的导数公式
(c)′ = 0 (sin x)′ = cos x (tan x)′ = sec x (sec x)′ = sec x tan x
2
1 =− 2e x
sin 1 x
sin
1 x
dy dy du dv 1 u = ⋅ ⋅ = e ⋅ cos v ⋅ (− 2 ) dx du dv dx x
1 ⋅ cos . x
1.设y = ( x 2 + 1) x , 求y '.
2 x 2 y ' = ( x 2 + 1) x [ln( x 2 + 1) + 2 ] x +1
推论
C
(1) [∑ f i ( x )]′ = ∑ f i′( x );
i =1 i =1
n
n
( 2) [Cf ( x )]′ = Cf ′( x );
(3) [∏
i =1 n
′ ′ f i ( x)] = f1 ( x) f 2 ( x) f n ( x) + + f1 ( x) f 2 ( x) f n′( x)
推广 设 y = f ( u), u = ϕ ( v ), v = ψ ( x ),
则复合函数 y = f {ϕ [ψ ( x )]}的导数为 dy dy du dv = ⋅ ⋅ . dx du dv dx
例7 解
求函数 y = e 的导数 . 1 u y = e , u = sin v, v = x
(1) [u ± v]′ = u ′ ± v′; (2) [u ⋅ v]′ = u ′ ⋅ v + u ⋅ v′; u u ′ ⋅ v − u ⋅ v′ (3) [ ]′ = (v ≠ 0). 2 v v
复合函数求导法则
dy dy du = ⋅ . dx du dx
关键: 正确分解初等函数的复合结构.
函数 f ( x) = x 在x = 0处连续但不可导.
小结
1. 导数的实质: 增量比的极限; 2. 求导数最基本的方法: 由定义求导数; 3. 导数的几何意义和物理意义; 4. 函数可导一定连续,但连续不一定可导;
不连续,一定不可导.
5. 判断可导性
连续
直接用定义; 看左右导数是否存在且相等.
第三章 导数及其应用
u ( x + h )v ( x ) − u ( x )v ( x ) + u ( x )v ( x ) − u ( x )v ( x + h ) = lim h →0 v ( x + h )v ( x ) h
[u( x + h) − u( x )]v ( x ) − u( x )[v ( x + h) − v ( x )] = lim h→ 0 v ( x + h)v ( x )h
u( x + h) − u( x ) v ( x + h) − v ( x ) ⋅ v ( x ) − u( x ) ⋅ h h = lim h→ 0 v ( x + h)v ( x )
u′( x )v ( x ) − u( x )v ′( x ) = [v ( x )]2
∴ f ( x )在x处可导.
∆y α= − f ′( x0 ) ∆x
∆ y = f ′( x 0 ) ∆ x + α ∆ x
α → 0 ( ∆x → 0 )
∆x → 0 ∆x → 0
lim ∆y = lim [ f ′( x 0 )∆x + α∆x ] = 0
∴ 函数 f ( x )在点 x 0 连续 .
注意: 该定理的逆命题不成立.
= 2 cos x ⋅ cos x ⋅ ln x + 2 sin x ⋅ ( − sin x ) ⋅ ln x 1 + 2 sin x ⋅ cos x ⋅ x 1 = 2 cos 2 x ln x + sin 2 x . x
y′ = (2 sin x)'⋅ cos x ⋅ ln x + 2 sin x ⋅ (cos x)'⋅ ln x + 2 sin x ⋅ cos x ⋅ (ln x)'
2.求函数 y =
2
x2 +1 的导数. x
y' =
x2 x2 + 1
dy 3.设y = x ln( x + 1), 求 . dx 4.设y = sin 2 x dy ,求 . x dx
2 dy 2 x = ln( x 2 + 1) + 2 dx x +1
dy 2 x cos 2 x − sin 2 x = dx x2
C
u u ′ ⋅ v − u ⋅ v′ [ ]′ = (v ≠ 0). 2 v v 例3 求 y = tan x 的导数 .

sin x )′ y ′ = (tan x )′ = ( cos x
(sin x )′ cos x − sin x (cos x )′ = cos 2 x
1 cos 2 x + sin 2 x 2 = = sec x = 2 2 cos x cos x
u( x ) 证(3) 设 f ( x ) = , (v ( x ) ≠ 0), v( x )
f ( x + h) − f ( x ) f ′( x ) = lim h→ 0 h u( x + h) u( x ) − v ( x + h) v ( x ) = lim h→ 0 h
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