精选高一数学复合函数讲解
高一数学复合函数

高一数学复合函数复合函数是高一数学中的一个重要概念,它在函数学习的过程中起着关键作用。
本文将详细介绍复合函数的定义、性质以及其在实际问题中的应用。
1. 复合函数的定义复合函数是由两个函数相互组合而成的新函数。
设有函数f(x)和g(x),则复合函数记作f(g(x)),表示先用g(x)对x进行映射,然后再将结果代入f(x)进行映射。
2. 复合函数的性质(1)复合函数的定义域:复合函数的定义域取决于中间函数的定义域,要求中间函数的值域必须在f(x)的定义域内。
(2)复合函数的值域:复合函数的值域取决于最后一个函数的值域,要求最后一个函数的值域在f(x)的值域内。
(3)复合函数的可逆性:当复合函数中的所有函数都是可逆函数时,复合函数才是可逆的。
(4)复合函数的性质:复合函数满足结合律,即f(g(h(x)))=(f∘g)∘h(x)。
3. 复合函数的应用举例(1)物理问题:假设一辆汽车的速度与时间的函数关系为v(t),而时间与位置的函数关系为s(t),则汽车的位置随时间的变化可以用复合函数s(v(t))来表示。
(2)经济问题:假设某商品的价格与销量的函数关系为p(x),而销量与利润的函数关系为l(x),则利润随销量的变化可以用复合函数l(p(x))来表示。
(3)生物问题:假设某种细胞的密度与时间的函数关系为d(t),而时间与增长率的函数关系为r(t),则细胞的密度随时间的变化可以用复合函数d(r(t))来表示。
4. 复合函数的求导对于复合函数f(g(x)),可以利用链式法则来求导。
链式法则规定,复合函数的导数等于外函数对内函数的导数乘以内函数对自变量的导数。
通过链式法则,可以将复合函数的求导简化为对中间函数和最后一个函数的导数的求导。
5. 复合函数的图像复合函数的图像可以通过画出中间函数和最后一个函数的图像,并根据复合函数的定义进行变换得到。
具体来说,先画出中间函数的图像,然后根据复合函数的定义,将中间函数的输出作为最后一个函数的输入,再画出最后一个函数的图像。
复合函数课件

2 常见求导法则
根据复合函数中各个函数的性质和运算规则, 可以推导出常见的复合函数的求导法则。
复合函数的逆运算与逆函数的求解
逆运算
复合函数的逆运算可以通过将复合函数的内外 函数交换位要解方程f(g(x))=x,找 到使得等式成立的函数g(x)。
复合函数的性质和运算规则
结合律
复合函数满足结合律,即(f∘g)∘h = f∘(g∘h)。
分布律
复合函数满足分布律,即f∘(g+h) = (f∘g)+(f∘h)。
单位元
单位元函数是指f(x)=x,它与任何函数的复合都 不改变原函数。
逆元素
逆元函数是指f(g(x))=x,即复合函数和原函数相 互抵消。
复合函数ppt课件
本课件将详细介绍复合函数的定义、例子、性质和运算规则,以及复合函数 在实际问题中的应用。还将探索复合函数与反函数的关系,介绍复合函数的 求导法则和逆运算求解。
复合函数的定义和例子
定义
复合函数是由两个或多个函数组合而成的新函数, 其中一个函数的输出作为另一个函数的输入。
例子
例如,如果有两个函数f(x)和g(x),则它们的复合函 数为f(g(x))。
复合函数可以用来模拟经济变量之间的 相互关系,帮助经济学家预测市场走势。
工程学
复合函数可以用来优化工程设计,提高 系统的性能和效率。
复合函数与反函数的关系
反函数
反函数是指复合函数的逆运算,将一个函数的输出作为输入,返回原来的输入。
复合函数的求导法则
1 链式法则
复合函数求导的链式法则是将外函数的导数 与内函数的导数相乘。
复合函数的图像和图像变换
图像
复合函数的图像是由两个函数的图像组合而成的。
高一必修一复合函数知识点

高一必修一复合函数知识点复合函数是高中数学中的一个重要概念,它在函数的运算和应用中扮演着重要的角色。
本文将详细介绍高一必修一中与复合函数相关的知识点。
一、复合函数的定义及表示方法复合函数是指将一个函数的输出作为另一个函数的输入,通过一系列的运算得到最终结果。
一般表示为f(g(x)),其中g(x)是先于f(x)进行的函数操作。
二、复合函数的求解方法1. 基本复合函数的求解:将内函数的输出作为外函数的输入,逐步代入求解。
2. 复合函数的符号表示法:若f(x) = u(x)和g(x) = v(x),则复合函数可以表示为(u∘v)(x),即f(g(x))。
3. 复合函数的运算规则:满足结合律,即(f∘g)∘h = f∘(g∘h)。
三、复合函数的图像变换1. 反函数的复合:若f(g(x)) = x,g(f(x)) = x,即f(x)和g(x)互为反函数,则(f∘g)(x) = (g∘f)(x) = x。
2. 复合函数的图像对称性:若f(x)在点x处对称,则(f∘g)(x)在g(x)处也有对称性。
四、复合函数的应用领域复合函数在高中数学的各个章节中都有广泛的应用,包括函数的求导、函数的极值、解函数方程等各个方面。
1. 函数的求导:对于复合函数f(g(x)),可以利用链式法则求导,即[f(g(x))]' = f'(g(x)) * g'(x)。
2. 函数的极值:根据函数的极值存在性定理,可以通过求解复合函数的导数等方法求得函数的极值。
3. 解函数方程:对于给定的函数方程f(g(x)) = 0,可以通过求解复合函数的根来解得方程的解。
综上所述,复合函数是高一必修一数学中重要的知识点之一。
它不仅在数学理论的研究中有重要应用,也在实际问题的求解中占据重要地位。
通过对复合函数的学习和理解,同学们可以更好地应用数学知识解决实际问题,提高数学水平。
希望本文对大家的学习有所帮助!。
高一数学-复合函数[原创] 精品
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复合函数一、复合函数的定义:设y 是z 的函数y =f (z ),而z 又是x 的函数z =φ(x ),设X 表示φ(x )的定义域或其中的一部分,如果对于在X 上取值时所对应的值,函数y =f (z )均有定义,则y 成为x 的函数,记为y = f [φ(x )]。
这个函数叫做由y = f (z )及z =φ(x )复合而成的复合函数,它的定义域为X ,z 叫做中间变量,f 称为外层函数,φ称为内层函数。
要求掌握把复合函数分解为几个简单函数的方法,例如是由和两个函数复合而成的。
二、复合函数的解析式:例1:已知二次函数()x f 满足()569132+-=+x x x f ,求()x f 。
分析:本题可采用待定系数法求解,但待定系数法不是求模型函数的解析式的唯一定势,解答这类问题要具体情况具体分析。
本题用换元和“凑型”的办法解决。
解法一 设13+=x t ,则31-=t x 。
把13+=x t 、31-=t x 分别代入569)13(2+-=+x x x f 的左边和右边得()53163192+⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛-=t t t f ,即()842+-=t t t f ,∴ ()()R x x x x f ∈+-=842 。
解法二 由已知,569)13(2+-=+x x x f ∴()()()813x 413x 13x f 2++-+=+,把13x +视为一个整体,有()()R x x x x f ∈+-=842.例2 已知()0x x 1x x 1x f 22>+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+,求()x f 。
分析 由22x 1x x 1x f +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+求()x f 的对应法则,可设t =+x 1x ,则22221t x x =++,即21222-=+t xx ,问题很容易得到解决。
随后的问题是()x f 的定义域是什么?例3、设f(x)满足()3x x 12f x f =⎪⎭⎫⎝⎛+,求f(x)分析:在已知的关系式中含有f(x)和f(x 1),求出f(x),需要消去f(x1),所以需从已知的关系中再产生一个关于f(x)和f(x1)的关系式,然后联立解出f(x),这里只要以x 1代替x ,便可得关于f(x)和f(x 1)的又一等式.三、复合函数的定义域:⒈已知f(x)的定义域,求f[g(x)]的定义域例4、函数f(x)的定义域是[0,2],则函数g(x)=f(x+21)- f(x-21)的定义域是( )(A)[0,2](B)[23,21-](C)[25,21](D)[23,21]例5、已知函数f(x)的定义域是(]0,1,求g(x)=f(x+a)·f(x-a)⎪⎭⎫⎝⎛≤<-0a 21的定义域.⒉已知f[g(x)]的定义域,求f(x)的定义域例6、若函数f(x+1)的定义域为⎪⎭⎫⎝⎛-,221,则f(x 2)的定义域是_____例7、函数f(x+1)的定义域为[-2,3],则y=f(2x-1)的定义域是( )(A)⎥⎦⎤⎢⎣⎡250,(B)[-1,4](C)[-5,5](D)[-3,7]⒊由符合函数的定义域,求字母参数的取值.例8、函数96kx kx y 2+-=的定义域为R ,则k 的取值范围是_____.例9、已知函数()2bx ax x f 2++=的定义域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-31,21,求a+b 的值.四、复合函数的性质与构成它的函数的性质密切相关,其规律可列表如下: ⒈复合函数[])(x g f y =在区间[]b a ,上的单调性:引理1 已知函数y=f [g(x)].若u=g(x)在区间(a,b)上是增函数,其值域为(c ,d),又函数y=f(u)在区间(c,d)上是增函数,那么,原复合函数y=f [g(x)]在区间(a,b)上是增函数.引理2 已知函数y=f [g(x)].若u=g(x)在区间(a,b)上是减函数,其值域为(c ,d),又函数y=f(u)在区间(c,d)上是减函数,那么,原复合函数y=f [g(x)]在区间(a,b)上是增函数.若函数)(x g u =在区间[]b a ,上是单调函数,函数)(u f y =在[])(),(b g a g 或[])(),(a g b g 上也是单调函数,那么复合函数[])(x g f y =在区间[]b a ,上是即)(x g u =,)(u f y =增减性相同时, [])(x g f y =为增函数,)(x g u =,)(u f y =增减性相反时, [])(x g f y =为减函数.例10 求下列函数的单调区间: y=log 4(x 2-4x+3)解:(方法1)设 y=log 4u,u=x 2-4x+3.由u >0, ∵u=x 2-4x+3,∴x 2-4x+3>0 解得原复合函数的定义域为x <1或x >3.当x ∈(-∞,1)时,u=x 2-4x+3为减函数,而y=log 4u 为增函数,所以(-∞,1)是复合函数的单调减区间;当x ∈(3,±∞)时,u=x 2-4x+3为增函数y=log 4u 为增函数,所以,(3,+∞)是复合函数的单调增区间.(方法2)设 y=log 4u,u=x 2-4x+3 u=x 2-4x+3=(x -2)2-1,x >3或x <1,(复合函数定义域) x <2 (u 减)解得x <1.所以x ∈(-∞,1)时,函数u 单调递减.由于y=log 4u 在定义域内是增函数,所以由引理知:u=(x -2)2-1的单调性与复合函数的单调性一致,所以(-∞,1)是复合函数的单调减区间.下面我们求一下复合函数的单调增区间. u=x 2-4x+3=(x -2)2-1,x >3或x <1,(复合函数定义域) x >2 (u 增)解得x >3.所以(3,+∞)是复合函数的单调增区间. 例11 求下列复合函数的单调区间:⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2x 2x 31log y 解: 设 u 31logy =,u=2x -x 2.由 u >0u=2x -x2解得原复合函数的定义域为0<x <2. 由于u y 31log=在定义域(0,+∞)内是减函数,所以,原复合函数的单调性与二次函数u=2x -x2的单调性正好相反. 易知u=2x -x 2=-(x -1)2+1在x ≤1时单调增.由 0<x <2 (复合函数定义域) x ≤1,(u 增)解得0<x ≤1,所以(0,1]是原复合函数的单调减区间. 又u=-(x -1)2+1在x ≥1时单调减,由 x <2, (复合函数定义域) x ≥1, (u 减)解得0≤x <2,所以[0,1]是原复合函数的单调增区间. 例12 求y=2x 6x 7--的单调区间.解: 设y=,u=7-6x -x 2,由u ≥0,u=7-6x -x 2解得原复合函数的定义域为-7≤x ≤1.因为y=在定义域[0+∞]内是增函数,所以由引理知,原复合函数的单调性与二次函数u=-x2-6x+7的单调性相同.易知u=-x 2-6x+7=-(x+3)2+16在x ≤-3时单调增加。
高一数学函数知识总结及例题

高一数学函数知识总结及例题高一数学函数知识总结及例题第一篇、复合函数问题一、复合函数定义:设y=f(u)的定义域为A,u=g(x)的值域为B,若AB,则y关于x函数的y=f[g(x)]叫做函数f与g的复合函数,u叫中间量.二、复合函数定义域问题:(一)例题剖析:(1)、已知f(x)的定义域,求fg(x)的定义域思路:设函数f(x)的定义域为D,即xD,所以f的作用范围为D,又f 对g(x)作用,作用范围不变,所以g(x)D,解得xE,E为fg(x)的定义域。
例1.设函数f(u)的定义域为(0,1),则函数f(lnx)的定义域为_____________。
解析:函数f(u)的定义域为(0,1)即u(0,1),所以f 的作用范围为(0,1)又f对lnx作用,作用范围不变,所以0lnx1解得x(1,e),故函数f(lnx)的定义域为(1,e)1,则函数ff(x)的定义域为______________。
x11解析:先求f的作用范围,由f(x),知x1x1例2.若函数f(x)即f的作用范围为xR|x1,又f对f(x)作用所以f(x)R且f(x)1,即ff(x)中x应满足x1f(x)1x1即1,解得x1且x21x1故函数ff(x)的定义域为xR|x1且x2(2)、已知fg(x)的定义域,求f(x)的定义域思路:设fg(x)的定义域为D,即xD,由此得g(x)E,所以f的作用范围为E,又f对x作用,作用范围不变,所以xE,E为f(x)的定义域。
例3.已知f(32x)的定义域为x1,2,则函数f(x)的定义域为_________。
解析:f(32x)的定义域为1,2,即x1,2,由此得32x1,5所以f的作用范围为1,5,又f对x作用,作用范围不变,所以x1,5 即函数f(x)的定义域为1,5x2例4.已知f(x4)lg2,则函数f(x)的定义域为______________。
x82x2x20解析:先求f的作用范围,由f(x4)lg2,知2x8x82解得x44,f的作用范围为(4,),又f对x作用,作用范围不变,所以2x(4,),即f(x)的定义域为(4,)(3)、已知fg(x)的定义域,求fh(x)的定义域思路:设fg(x)的定义域为D,即xD,由此得g(x)E,f的作用范围为E,又f对h(x)作用,作用范围不变,所以h(x)E,解得xF,F为fh(x)的定义域。
高一复合函数知识点总结

高一复合函数知识点总结复合函数是高中数学中的重要概念之一,它是由两个或多个函数组合而成的函数。
在高一阶段学习复合函数时,需要掌握一些基本知识点和技巧。
本文将对高一复合函数的相关知识进行总结,包括定义、性质和常见解题方法等方面。
1. 复合函数的定义复合函数是由两个函数构成的函数。
设有函数f(x)和g(x),则复合函数f(g(x))表示先对自变量进行g(x)的变换,再对结果进行f(x)的变换。
可以用以下形式表示:f(g(x)),也可以写作(f ∘g)(x)。
2. 复合函数的求解对于给定的复合函数f(g(x)),求解的方法如下:Step 1: 先确定内层函数g(x)的定义域和值域,保证f(g(x))有意义。
Step 2: 将g(x)的结果代入f(x)中,得到f(g(x))的表达式。
Step 3: 综合以上结果,确定f(g(x))的定义域和值域。
3. 复合函数的性质(1)复合函数的定义域:复合函数的定义域等于内层函数g(x)的定义域中,使得g(x) ∈ f(x)的值域。
(2)复合函数的值域:与内层函数g(x)的值域相对应,即g(x)的值域是f(g(x))的值域。
(3)复合函数的奇偶性:若f(x)是奇函数,g(x)是任意函数,则f(g(x))也是奇函数;若f(x)是偶函数,g(x)是任意函数,则f(g(x))也是偶函数。
(4)复合函数的单调性:若f(x)在[a, b]上单调增加(或单调减少),g(x)是单调函数,则f(g(x))在[a, b]上也单调增加(或单调减少)。
4. 复合函数的常见解题方法(1)求函数的复合逆:对于复合函数f(g(x)),若要求它的复合逆,可以先求g(x)的逆函数g^(-1)(x),然后将g^(-1)(x)代入f(x)中即可。
(2)复合函数的导数:若已知内层函数g(x)可导,外层函数f(x)在g(x)的值域上可导,则可以利用链式法则求得复合函数的导数。
(3)复合函数与反函数的关系:若复合函数f(g(x))恒等于x,且g(x)为f(x)的反函数,则f(x)和g(x)互为反函数。
高一数学复习考点知识讲解课件46---简单复合函数的导数

高一数学复习考点知识讲解课件5.2.3简单复合函数的导数考点知识1.了解复合函数的概念,掌握复合函数的求导法则.2.能够利用复合函数的求导法则,并结合已经学过的公式、法则进行一些复合函数的求导.导语同学们,大家有没有过网购的经历?大家一定有过这样的感受,即便你知道你买的什么东西,但当你拆开包装袋的时候,一样能给你带来无限的期盼与喜悦,犹如“拨开云雾见天日,守得云开见月明”,在我们数学上,也有一样让我们期盼的例子,那就是我们今天要学习的复合函数.一、复合函数概念的理解问题1函数y=ln(2x-1)是如何构成的?提示y=ln(2x-1),其中的2x-1“占据”了对数函数y=ln x中x的位置,f(x)=ln x,而f(2x-1)=ln(2x-1),这里有代入、代换的思想,则函数y=ln(2x-1)是由内层函数和外层函数复合而成,是复合函数.知识梳理复合函数的概念一般地,对于两个函数y=f(u)和u=g(x),如果通过中间变量u,y可以表示成x的函数,那么称这个函数为函数y=f(u)和u=g(x)的复合函数,记作y=f(g(x)).注意点:内、外层函数通常为基本初等函数.例1(多选)下列哪些函数是复合函数()A .y =x ln xB .y =(3x +6)2C .y =e sin xD .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +π3 答案BCD解析A 不是复合函数;BCD 都是复合函数.反思感悟若f (x )与g (x )均为基本初等函数,则函数y =f (g (x ))或函数y =g (f (x ))均为复合函数,而f (x ),g (x )不是复合函数.跟踪训练1(多选)下列哪些函数是复合函数()A .y =log 2(2x +1)B .y =2x 2-1xC .y =2ln xD .y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x -π6 答案ACD二、求复合函数的导数问题2如何求函数y =sin2x 的导数?提示y =2sin x cos x ,由两个函数相乘的求导法则可知:y ′=2cos 2x -2sin 2x =2cos2x ;从整体上来看,外层函数是基本初等函数y =sin u ,它的导数y ′=cos u ,内层函数是幂函数的线性组合u =2x ,它的导数是u ′=2,发现y ′x =y ′u ·u ′x .知识梳理复合函数的求导法则一般地,我们有,若y =f (u ),u =ax +b ,则y ′x =y ′u ·u ′x ,即y ′x =y ′u ·a .注意点:(1)中间变量的选择应是基本初等函数的结构;(2)求导由外向内,并保持对外层函数求导时,内层不变的原则;(3)求每层函数的导数时,注意分清是对哪个变量求导. 例2求下列函数的导数:(1)y =1(1-3x )4; (2)y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3; (3)y =log 2(2x +1);(4)y =e 3x +2.解(1)令u =1-3x ,则y =1u 4=u -4,所以y ′u =-4u -5,u ′x =-3.所以y ′x =y ′u ·u ′x =12u -5=12(1-3x )5. (2)令u =2x +π3,则y =cos u ,所以y ′x =y ′u ·u ′x =-sin u ·2=-2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3. (3)设y =log 2u ,u =2x +1,则y ′x =y ′u ·u ′x =2u ln2=2(2x +1)ln2. (4)设y =e u ,u =3x +2,则y ′x =(e u )′·(3x +2)′=3e u =3e 3x +2.反思感悟(1)求复合函数的导数的步骤(2)求复合函数的导数的注意点:①分解的函数通常为基本初等函数;②求导时分清是对哪个变量求导;③计算结果尽量简洁.跟踪训练2求下列函数的导数:(1)y =11-2x; (2)y =5log 2(1-x );(3)y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π6. 解(1)y =1212()x --,设y =12u -,u =1-2x ,则y ′x =12(1))2(u x -'-'=3221()·2u -⎛⎫- ⎪⎝⎭- =3212()x --.(2)函数y =5log 2(1-x )可看作函数y =5log 2u 和u =1-x 的复合函数,所以y ′x =y ′u ·u ′x =5(log 2u )′·(1-x )′=-5u ln2=5(x -1)ln2. (3) 设y =sin u ,u =4x +π6,则y ′x =(sin u )′⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π6′=cos u ·4=4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π6.三、复合函数的导数的应用例3已知函数f (x )=ax 2+2ln(2-x )(a ∈R ),设曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线为l ,若l 与圆C :x 2+y 2=14相切,求a 的值.解∵f ′(x )=a (x 2)′+2·12-x ·(2-x )′ =2ax -22-x, ∴f ′(1)=2a -2,又f (1)=a +2ln1=a ,∴切线l 的方程为y -a =2(a -1)(x -1),即2(a -1)x -y -a +2=0.∵直线l 与圆C :x 2+y 2=14相切,∴圆心(0,0)到直线l 的距离为12,∴|2-a|4(a-1)2+1=12,解得a=118.反思感悟正确的求出复合函数的导数是前提,审题时注意所给点是否是切点,挖掘题目隐含条件,求出参数,解决已知经过一定点的切线问题,寻求切点是解决问题的关键.跟踪训练3曲线y=f(x)=e2x·cos3x在点(0,1)处的切线与平行直线l的距离为5,求直线l的方程.解y=e2x·cos 3x的导数为y′=2e2x·cos 3x+(-3sin 3x)·e2x=e2x·(2cos 3x-3sin 3x).曲线在点(0,1)处的切线斜率为e0·(2cos 0-3sin 0)=2,则曲线在点(0,1)处的切线方程为y=2x+1,设直线l:y=2x+t,由d=|t-1|1+4=5,解得t=6或-4.则直线l的方程为y=2x+6或y=2x-4.1.知识清单:(1)复合函数的概念.(2)复合函数的求导法则.(3)复合函数的导数的应用.2.方法归纳:转化法.3.常见误区:求复合函数的导数时不能正确分解函数;求导时不能分清是对哪个变量求导;计算结果复杂化.1.(多选)函数y=(x2-1)n的复合过程正确的是()A.y=u n,u=x2-1B.y=(u-1)n,u=x2C.y=t n,t=(x2-1)n D.t=x2-1, y=t n答案AD2.已知函数f(x)=ln(ax-1)的导函数是f′(x),且f′(2)=2,则实数a的值为()A.12B.23C.34D.1答案B解析求导得f′(x)=aax-1,则f′(2)=a2a-1=2,解得a=23.3.设f(x)=ln(3x+2)-3x2,则f′(0)等于()A.1B.32C.-1D.-2答案B解析f′(x)=33x+2-6x,故f′(0)=32-0=32.4.设曲线y=e ax在点(0,1)处的切线与直线x+2y+1=0垂直,则a=________. 答案2解析易知y ′=a e ax ,k =a e 0=a ,故a ×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-1,则a =2. 课时对点练1.(多选)下列函数是复合函数的是()A .y =-x 3-1x +1B .y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4C .y =1ln xD .y =(2x +3)4答案BCD解析A 不是复合函数,B ,C ,D 均是复合函数,其中B 由y =cos u ,u =x +π4复合而成;C 由y =1u ,u =ln x 复合而成;D 由y =u 4,u =2x +3复合而成.2.设f (x )=log 3(x -1),则f ′(2)等于()A .ln3B .-ln3C.1ln3D .-1ln3答案C解析f ′(x )=1(x -1)ln3,故f ′(2)=1ln3.3.函数y=x ln(2x+5)的导数为()A.ln(2x+5)-x2x+5B.ln(2x+5)+2x2x+5C.2x ln(2x+5) D.x 2x+5答案B解析∵y=x ln(2x+5),∴y′=ln(2x+5)+2x2x+5.4.函数y=f(x)=x(1-ax)2(a>0),且f′(2)=5,则a等于()A.1B.-1C.2D.-2答案A解析y′=(1-ax)2-2ax(1-ax),则f′(2)=12a2-8a+1=5(a>0),解得a=1(舍负).5.曲线y=2x e x-2在点(2,4)处切线的斜率等于()A.2eB.eC.6D.2答案C解析∵y=2x e x-2,∴y′=2e x-2+2x e x-2,∴k=2e0+4e0=6,故选C.6.(多选)下列结论中不正确的是()A.若y=cos 1x,则y′=-1x sin1xB.若y=sin x2,则y′=2x cos x2 C.若y=cos5x,则y′=-sin5xD.若y=12x sin2x,则y′=x sin2x答案ACD解析对于A,y=cos 1x,则y′=1x2sin1x,故错误;对于B,y=sin x2,则y′=2x cos x2,故正确;对于C,y=cos5x,则y′=-5sin5x,故错误;对于D,y=12x sin2x,则y′=12sin2x+x cos2x,故错误.7.已知f(x)=x ln x,若f′(x0)+f(x0)=1,则x0的值为________.答案1解析因为f′(x)=ln x+1.所以由f′(x0)+f(x0)=1,得ln x0+1+x0ln x0=1.解得x0=1.8.已知直线y=x+1与曲线y=ln(x+a)相切,则a的值为________.答案2解析设直线y=x+1切曲线y=ln(x+a)于点(x0,y0),则y0=1+x0,y0=ln(x0+a),又曲线的导数为y′=1x+a,∴k=1x0+a=1,即x0+a=1.又y0=ln(x0+a),∴y0=0,∴x0=-1,∴a=2.9.求下列函数的导数:(1)y =ln(e x +x 2);(2)y =102x +3;(3)y =11-x 2; (4)y =sin2x cos3x .解(1)令u =e x +x 2,则y =ln u .∴y ′x =y ′u ·u ′x =1u ·(e x +x 2)′=1e x +x 2·(e x +2x )=e x +2x e x +x2. (2)令u =2x +3,则y =10u ,∴y ′x =y ′u ·u ′x =10u ·ln10·(2x +3)′=2ln10·102x +3.(3)设y =12u -,u =1-x 2,则y ′x =122(()1)u x -''-223321()·21().2u x x x --=--=- (4)∵y =sin2x cos3x ,∴y ′=(sin2x )′cos3x +sin2x (cos3x )′=2cos2x cos3x -3sin2x sin3x .10.曲线y =e 2x +1在点⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1处的切线与直线l 平行,且与l 的距离为5,求直线l 的方程.解因为y =e 2x +1,所以y ′=2e 2x +1,所以k =2,故曲线在点⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1处的切线方程为2x -y +2=0,设直线l 的方程为2x -y +m =0(m ≠2),由||m -25=5得,m =7或-3,所以直线l 的方程为2x -y +7=0或2x -y -3=0.11.曲线y =e -2x +1在点(0,2)处的切线与直线y =0和y =x 围成的三角形的面积为() A.13B.12C.23D .1答案A解析依题意得y ′=e -2x ·(-2)=-2e -2x ,k =-2e -2×0=-2.所以曲线y =e -2x +1在点(0,2)处的切线方程是y -2=-2x ,即y =-2x +2.在平面直角坐标系中作出直线y =-2x +2,y =0与y =x 的图象,如图所示.因为直线y =-2x +2与y =x 的交点坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫23,23, 直线y =-2x +2与x 轴的交点坐标是(1,0),所以结合图象可得,这三条直线所围成的三角形的面积为12×1×23=13.12.曲线y =ln(2x -1)上的点到直线2x -y +3=0的最短距离是() A.5B .25C .35D .0答案A解析设曲线y =ln(2x -1)在点(x 0,y 0)处的切线与直线2x -y +3=0平行.∵y ′=22x -1, ∴k =22x 0-1=2, 解得x 0=1,∴y 0=ln(2-1)=0,即切点坐标为(1,0).∴切点(1,0)到直线2x -y +3=0的距离为d =|2-0+3|4+1=5,即曲线y =ln(2x -1)上的点到直线2x -y +3=0的最短距离是 5.13.(多选)已知点P 在曲线y =4e x +1上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值可以是()A.π4B.π2C.3π4D.7π8答案CD解析因为y =4e x +1, 所以y ′=-4e x(e x +1)2=-4e x e 2x +2e x +1=-4e x +1e x +2. 因为e x >0,所以e x +1e x ≥2(当且仅当x =0时取等号),所以y ′∈[-1,0),所以tan α∈[-1,0).又因为α∈[0,π),所以α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π. 14.设函数f (x )=cos(3x +φ)(0<φ<π),若f (x )+f ′(x )是奇函数,则φ=________.答案π6解析∵f ′(x )=-3sin(3x +φ), ∴f (x )+f ′(x )=cos(3x +φ)-3sin(3x +φ),令g (x )=cos(3x +φ)-3sin(3x +φ),∵其为奇函数,∴g (0)=0,即cos φ-3sin φ=0, ∴tan φ=33,又0<φ<π,∴φ=π6.15.若曲线y =14sin2x +32cos 2x 在A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点处的切线互相垂直,则|x 1-x 2|的最小值为()A.π3B.π2C.2π3D .π答案B解析∵y =14sin2x +32cos 2x =14sin2x +32×1+cos2x 2=12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3+34, ∴y ′=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3, ∴曲线的切线斜率在[-1,1]范围内,又曲线在两点处的切线互相垂直,故在A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点处的切线斜率必须一个是1,一个是-1. 不妨设在A 点处切线的斜率为1,则有2x 1+π3=2k 1π(k 1∈Z ),2x 2+π3=2k 2π+π(k 2∈Z ),则可得x 1-x 2=(k 1-k 2)π-π2=k π-π2(k ∈Z ),所以|x 1-x 2|min =π2.16.(1)已知f (x )=e πx sinπx ,求f ′(x )及f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫12; (2)在曲线y =11+x 2上求一点,使在该点的切线平行于x 轴,并求切线方程. 解(1)∵f (x )=e πx sinπx ,∴f ′(x )=πe πx sinπx +πe πx cosπx=πe πx (sinπx +cosπx ).∴f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫12=π2πe ⎝ ⎛⎭⎪⎫sin π2+cos π2=π2πe . (2)设切点坐标为P (x 0,y 0),由题意可知k =0.又y ′=-2x (1+x 2)2,∴k=-2x0(1+x20)2=0.解得x0=0,此时y0=1.即切点坐标为P(0,1),切线方程为y-1=0.。
数学公式知识:复合函数的概念与计算方法

数学公式知识:复合函数的概念与计算方法复合函数是数学中的一个重要概念,它可以帮助我们解决很多实际问题。
本文将详细介绍复合函数的概念与计算方法,希望能够对读者有所帮助。
一、复合函数的定义先来看一个简单的例子,设有函数y=f(x)=x^2和函数y=g(x)=x+1,那么我们可以得到一个新的函数y=h(x)=f(g(x))。
这个新的函数h(x)就是复合函数。
复合函数的定义如下:设有函数f(x)与g(x),则当g(x)的值域是f(x)的定义域时,可以定义出一个新的函数h(x)=f(g(x)),即h(x)为f(x)和g(x)的复合函数。
从上面的例子可以看出,复合函数是多个函数通过一定的运算组合而成的一个新函数。
它与单独的函数不同之处在于,复合函数的自变量x首先被代入g(x)中求出一个新的中间变量,然后再将这个中间变量代入f(x)中,得到复合函数的值。
二、复合函数的计算方法要想计算一个复合函数,我们需要先确定复合函数的定义域和值域。
下面我们将具体介绍复合函数的计算方法。
1.内层函数求解首先,我们需要求解复合函数中的内层函数,即先算g(x)。
例如,在上面的例子中,g(x)=x+1。
2.外层函数求解接着,我们将求出的中间变量代入外层函数中求解,即求解f(g(x))。
例如,在上面的例子中,f(x)=x^2,那么f(g(x))就是(f(x))^2,即(x+1)^2。
3.简化复合函数如果可以,我们可以简化复合函数的表达式。
例如,在上面的例子中,可以将(x+1)^2展开得到x^2+2x+1,因此f(g(x))=x^2+2x+1。
但是,在有些情况下,复合函数可能无法简化。
4.确定复合函数的定义域和值域最后,我们需要确定复合函数的定义域和值域。
对于复合函数h(x)=f(g(x)),它的定义域是g(x)的定义域,而它的值域是f(x)的值域。
我们需要通过分析g(x)和f(x)的定义域和值域来确定复合函数的定义域和值域。
三、复合函数的应用复合函数在数学和实际问题中都有广泛的应用。
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1、复合函数的概念
如果y是a的函数,a又是x的函数,即y=f(a),a=g(x),那么y关于x的函数y=f[g(x)]叫做函数y=f(x)和a=g(x)的复合函数,其中a是中间变量,自变量为x,函数值y。
例如:函数是由复合而成立。
函数是由复合而成立。
a是中间变量。
2、复合函数单调性
由引例对任意a,都有意义(a>0且a≠1)且。
对任意,
当a>1时,单调递增,当0<a<1时,单调递减。
∵当a>1时,
∵y=f(u)是上的递减函数∴
∴
∴是单调递减函数
类似地,当0<a<1时,
是单调递增函数
一般地,定理:设函数u=g(x)在区间M上有意义,函数y=f(u)在区间N上有意义,且当X∈M时,u∈N。
有以下四种情况:
(1)若u=g(x)在M上是增函数,y=f(u)在N上是增函数,则y=f[g(x)]在M上也是增函数;
(2)若u=g(x)在M上是增函数,y=f(u)在N上是减函数,则y=f[g(x)]在M上也是减函数;
(3)若u=g(x)在M上是减函数,y=f(u)在N上是增函数,则y=f[g(x)]在M上也是减函数;
(4)若u=g(x)在M上是减函数,y=f(u)在N上是减函数,则y=f[g(x)]在M上也是增函数。
注意:内层函数u=g(x)的值域是外层函数y=f(u)的定义域的子集。
例1、讨论函数的单调性
(1)(2)
又是减函数
∴函数的增区间是(-∞,2],减区间是[2,+∞)。
②x∈(-1,3)
令
∴x∈(-1,1]上,u是递增的,x∈[1,3)上,u是递减的。
∵是增函数
∴函数在(-1,1]上单调递增,在(1,3)上单调递减。
注意:要求定义域
练习:求下列函数的单调区间。
1、(1)减区间,增区间;
(2)增区间(-∞,-3),减区间(1,+∞);
(3)减区间,增区间;
(4)减区间,增函数。
2、已知求g(x)的单调区间。
提示:设,则g(x)=f(u)利用复合函数单调性解决:g(x)
的单调递增区间分别为(-∞,-1],[0,1],单调递减区间分别为[-1,0],[1,+∞)。
例2、y=f(x),且lglgy=lg3x+lg(3-x)
(1)y=f(x)的表达式及定义域;
(2)求y=f(x)的值域;
(3)讨论y=f(x)的单调性,并求其在单调区间上相应的反函数。
答案:(1)x∈(0,3)
(2)(0,]
(3)y=f(x)在上单调递增函数,在上是单调递减函数
当x∈时,;
当x∈时,。
例3、确定函数的单调区间。
提示,先求定义域:(-∞,0),(0,+∞),再由奇函数,先考虑(0,+∞)上单调性,并分情况讨论。
函数的递增区间分别为(-∞,-1], [0,+∞)
函数的递减区间分别为[-1,0),(0,1]。
1、求下列函数的单调区间。
(1)(2)(3)
2、求函数的递减区间。
3、求函数的递增区间。
4、讨论下列函数的单调性。
(1)(2)
答案:1(1)递减区间(2)递增区间(0,+∞)(3)递减区间(-∞,0]递增区间[2,+∞)
2、[,2]
3、(-∞,-2)
4、(1)在上是增函数,在上是减函数;
(2)a>1时,在(-∞,1)上是减函数,在(3,+∞)上是增函数;
用待定系数法求函数解析式
一、填空题:
1、已知二次函数m x x y ++=32的图象与x 轴只有一个交点,则m = 。
2、抛物线c bx x y ++=2过点(1,0),与x 轴两交点间距离3,则b = ,c = 。
3、抛物线42++=bx x y 与x 轴只有一个交点,则b = 。
4、抛物线的顶点是C(2,3),它与x 轴交于A 、B 两点,它们的横坐标是方程0342
=+-x x 的两个根,则AB = ,S △ABC = 。
5、如图,二次函数5)2(2-+--=a x a x y 的图象交x 轴于A 、B 两点,交y 轴于点C ,当线段AB 最短时,线段OC 的长是 。
6、若抛物线c x x y +-=2
12
的顶点在x 轴上,则c 的值是 。
7、抛物线12--=mx x y 与x 轴有 个交点。
二、选择题 1、抛物线()5322
--=x y 与y 轴的交点坐标是( )
(A)(0,-5); (B) (0,13); (C) (0,4); (D) (3,-5) 2、抛物线x x y --
=22
1的顶点坐标为( ) (A) ⎪⎭⎫ ⎝⎛211,- (B) ⎪⎭⎫ ⎝
⎛211,- (C) ⎪⎭⎫ ⎝⎛1,21- (D) (-1,0) 3、若抛物线()322++--=m x m x y 的顶点在y 轴上,则m 的值为( ) (A)-3 (B)3 (C)-2 (D) 2
4、若抛物线c x x y +-=2
12
的顶点在x 轴上,则c 的值为( ) (A) 41; (B) 41-; (C) 16
1; (D) 161- 5、函数()x x y -=32图象可能为( )
6、若(2,5),(4,5)是抛物线c bx ax y ++=2上的两点,那么它的对称轴为直线( )
(A) a
b x -
= (B) 1=x (C) 2=x (D) 3=x 7、抛物线12--=mx x y 与x 轴的交点个数是( ) (A)0; (B)1; (C)2; (D)无数个。
三、求符合下列条件的二次函数式图象:
1、过点(0,1),(1,1),(-1,-1);
2、对称轴是x =2,经过(1,4)和(5,0)两点。
3、抛物线与x 轴的一个交点(6,0),顶点是(4,-8)
4、当x =3时,y 有最大值为-1,且抛物线过点(4,-3)。
5、抛物线以点(-1,-8)为顶点,且与y 轴交点纵坐标为-6。
6、顶点在x 轴上,对称轴方程x =-3,且经过点(-1,4)。
7、求二次函数)4()232
-+-+=m m x m x y (
的图象与x 轴两交点间的距离的最小值,此时m 的值是多少?
8、二次函数图象经过A(0,2)和B(5,7)两点,且它的顶点在直线y =-x 上。