课题《导数的几何义》_6
导数的概念及其几何意义教案
导数的概念及其几何意义教案导数的概念及其几何意义一、导数的定义和基本概念1. 导数的定义导数是微积分学中一个非常重要的概念，它描述了函数在某一点附近的变化率。
在数学上，对于给定的函数f(x)，它在某一点x0处的导数可以用极限的概念来定义，即：\[ f'(x_0) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0 + \Delta x) -f(x_0)}{\Delta x} \]其中，f'(x0)表示函数f(x)在点x0处的导数。
2. 导数的基本概念根据导数的定义可以知道，导数可以理解为函数图像在某一点的切线的斜率，也就是函数在该点的瞬时变化率。
导数的概念是微积分的基础，它在物理、经济、生物等领域有着广泛的应用。
二、导数的几何意义1. 切线和切线斜率在几何意义上，导数可以理解为函数图像在某一点的切线的斜率。
对于函数f(x)，在点x0处的切线斜率即为该点处的导数值f'(x0)。
通过求导可以获得函数曲线在任意点的切线斜率，从而更好地理解函数图像在各个点的变化趋势。
2. 导数与函数图像的关系导数还可以帮助我们理解函数曲线的凹凸性、极值点以及拐点等性质。
对于函数f(x)，如果在某一点的导数值为0，那么这个点可能是函数的极值点或者拐点。
通过导数，我们可以更直观地理解函数的整体形态和特性。
三、深入理解导数的意义1. 导数的局部性导数反映了函数在某一点附近的变化情况，是一种局部性的量。
通过导数，我们可以得知函数在某一点处的瞬时变化率，从而对函数的局部特性有更深入的理解。
2. 导数与积分的关系在微积分中，导数和积分是密切相关的。
导数描述了函数的瞬时变化率，而积分则描述了函数在一定区间内的累积效应。
导数和积分是微积分学中最重要的两个概念，它们相互补充，共同构成了微积分学的核心内容。
结语：导数作为微积分学中的重要概念，在数学和应用领域都有着广泛的意义。
通过深入理解导数的概念及其几何意义，我们可以更好地理解函数图像的变化规律，为后续的微积分学习打下扎实的基础。
导数的几何意义说课稿及教学反思
导数的几何意义说课稿及教学反思上传: 董永芳更新时间：2012-5-4 17:38:16课题：导数的几何意义教材：北师大版选修2-2各位老师，大家好！今天我说课的题目是《导数的几何意义》，下面我将从四个个方面来阐述我对这节课的教学认识，分别是，教学背景分析、教法学法分析、和教学过程与设计.首先，我对本节课的教学背景进行一些分析：在这里我分四小点进行说明.一教学背景分析1、教材的地位与作用导数是微积分的核心概念之一，它为研究函数提供了有效的方法. 在前面几节课里学生对导数的概念已经有了充分的认识，本节课教材从形的角度即割线入手，用形象直观的“逼近”方法定义了切线，获得导数的几何意义。
通过本节的学习，可以帮助学生更好的体会导数是研究函数的单调性、变化快慢等性质最有效的工具。
本节课所蕴含的数形结合，逼近的数学思想方法也是非常重要的。
所以本节内容无论在知识上还是方法上都有着积极的意义，在整章内容中起着承前启后的作用.1.学情分析：在学习变化率时，学生知道了对于一次函数来说它的导数就是它的斜率，学生会很自然的思考导数在函数图像上是不是有很特殊的几何意义。
而且刚刚学过了圆锥曲线，学生对曲线的切线的概念也有了一些认识。
这为学习新知识奠定了很好的基础。
根据上述教材结构与内容分析，考虑到学生已有的认知结构和心理特征，我制定如下教学目标：3、教学目标：（1）知识与技能:通过实验探究理解导数的几何意义，理解曲线在一点的切线的概念，会求简单函数在某点的切线方程。
（2)过程与方法：经历导数的几何意义的形成过程，培养学生分析、抽象、概括等思维能力，体会导数的思想及内涵，完善对切线的认识和理解，了解科学的数学思维方法。
(3)情感态度与价值观：渗透逼近、数形结合、以直代曲等数学思想，激发学生学习兴趣，引导学生领悟特殊与一般、有限与无限，量变与质变的辩证关系，感受数学的统一美，意识到数学的应用价值根据以上对教材、教学目标及学情的分析，我确定如下的教学重点和难点：4、教学的重点、难点教学重点：导数的几何意义、切线方程的求法以及“数形结合，逼近”的思想方法。
导数的概念和几何意义
导数的概念和几何意义导数是数学分析中的一个重要概念，广泛应用于各个学科领域中。
它不仅有着重要的理论意义，也具有丰富的几何意义。
首先，我们来了解导数的概念。
在数学上，导数可以理解为函数在其中一点上的变化率。
具体而言，设函数$y=f(x)$在其中一点$x_0$的邻近有定义，那么函数在此点的导数可以定义为：$$f'(x_0)=\lim_{\Delta x\to 0}\frac{f(x_0+\Delta x)-f(x_0)}{\Delta x}$$其中，$\Delta x$ 表示自变量 $x$ 在 $x_0$ 处的增量。
这个极限值即为导数。
在几何意义上，导数可以理解为函数图像上其中一点切线的斜率。
具体而言，设函数$y=f(x)$在点$x_0$处的导数为$k$，那么在点$(x_0,f(x_0))$处的切线的斜率为$k$。
这意味着，切线的斜率描述了函数在该点的变化趋势。
如果导数为正，代表函数在该点上升；如果导数为负，代表函数在该点下降；如果导数为零，代表函数在该点取得极值。
以一个简单的例子来说明导数的几何意义。
考虑函数$y=x^2$，我们可以求得其在点$x_0$处的导数为$2x_0$。
这个导数可以看做是函数$y=x^2$在点$x_0$处的切线的斜率。
比如，在点$(1,1)$处，导数为$2$，那么切线的斜率为$2$。
我们可以绘制出函数曲线$y=x^2$，并在点$(1,1)$处绘制出斜率为$2$的切线。
通过这条切线，我们可以近似描述函数$y=x^2$在点$(1,1)$处的局部行为。
导数的几何意义还可以通过函数图像的凹凸性来解释。
如果函数在其中一区间上的导数始终为正（或始终为负），则函数在该区间上单调递增（或单调递减）。
如果函数在其中一区间上的导数变号，则函数在该区间上存在极值点。
此外，如果函数在其中一点的导数为$0$，则函数在该点可能存在极值点，或者函数在该点处具有水平切线。
另外，导数还可以用于判断函数的连续性。
导数的概念及其几何意义教案
导数的概念及其几何意义教案导数的概念及其几何意义导数是微积分学中的一个基本概念，它不仅具有重要的理论意义，而且在实际应用中也有着广泛的用途。
本文将通过深入的理论探讨和几何意义的解释，帮助读者全面理解导数的概念及其应用。
一、导数的概念导数是函数的一种基本性质，它描述了函数在某一点上的变化率。
具体地说，设函数y=f(x)，在某一点x=a处有定义，若存在极限lim_[h→0] (f(a+h)-f(a))/h ，那么这个极限就称为函数f(x)在点a处的导数，记作f'(a)或dy/dx|_(x=a)。
从定义中可以看出，导数表示了函数在某一点上的瞬时变化率，也即函数的斜率。
导数的绝对值越大，表示函数在该点上的变化越剧烈；导数为零表示函数在该点上没有变化；导数为正表示函数在该点上单调递增；导数为负表示函数在该点上单调递减。
二、导数的几何意义导数的几何意义可以通过理解切线的概念来解释。
对于一个函数，取其中一点P(x,y)，在这一点上作一条切线，使得切线与曲线只有一个公共点P。
那么这条切线的斜率就是函数在点P处的导数。
通过这种解释，我们可以把导数理解为函数曲线在某一点上的局部近似线性化描述。
切线的近似线性特征使得我们可以使用直线的性质来研究函数曲线的性质。
我们可以通过判断切线的斜率的正负来确定函数的单调性；通过判断切线与x轴的交点来确定函数的根的存在性等等。
三、导数的应用导数在实际应用中具有广泛的用途。
下面列举几个典型的应用场景：1. 曲线的拟合与插值：通过函数的导数可以获得曲线的斜率信息，进而进行曲线的拟合和插值，从而更好地描述和预测曲线的变化。
2. 最优化问题：很多最优化问题可以通过导数的求解来解决。
求函数在某一范围内的最大值或最小值，我们可以通过求解导数为零的位置来得到答案。
3. 物理学中的速度和加速度：在物理学中，速度和加速度是描述物体的运动的重要概念。
通过对位移和时间的关系进行导数运算，我们可以得到速度和加速度的函数表达式，从而更好地分析物体的运动规律。
《导数的概念及其几何意义》典型例题
《导数的概念及其几何意义》典型例题深研1 导数的几何意义1.可导函数在0x x =处切线的斜率为此处函数的导数值.2.根据导数值的变化可确定原函数图象的变化情况. 考向1 由切线确定导数值例1（★）如图,函数()y f x =的图象在点P 处的切线方程是29y x =-+,点P 的横坐标是4,则(4)(4)f f +'=_______________.解析 ∵函数()f x 的图象在点P 处的切线为29y x =-+, ∴2(4)k f '=-=切.又 ∵点P 在切线29y x =-+上,∴(4)1f =,∴(4)(4) 1.f f +'=-① 答案 1-考向2 由切线特点确定函数图象②例2（★）已知函数()y f x =的图象如图所示,则其导函数()y f x '=的图象可能是___________.（填序号）解析 由()y f x =的图象及导数的几何意义可知,当x ＜0时,()f x '＞0；当x ＝0时,()f x '＝0；当x ＞0时,()f x '＜0,故②符合. 答案 ② 方法技巧①1.由切线方程可确定函数()y f x =在0x 处的导数值,即()0f x k '=切. 2.切点为切线与曲线的公共点. 即时训练1.（1）（★★）已知函数()f x 在R 上可导,其部分图象如图所示,设(2)(1)21f f a -=-,则下列不等式正确的是（ ）A.(1)(2)f f a '<'<B.(1)(2)f a f '<<'C.(2)(1)f f a '<'<D.(1)(2)a f f <'<'解析 由题中图象可知,在区间(0,)+∞上,函数()f x 增长得越来越快,∴(1)f '(2)f <',∵(2)(1)21f f a -=-,∴通过作切线与割线可知(1)(2)f a f '<<',故选B.答案 B 方法技巧②导数的符号、曲线的升降、切线的斜率、切线的倾斜角之间的关系即时训练2.（★）()()()y f x y g x y h x ===，，的图象如图1所示：而图2是其对应导数的图象：则()y f x =的导数图象对应___________；()y g x =的导数图象对应___________；()y h x =的导数图象对应___________.解析 由导数的几何意义,知()f x 图象上任一点处的切线斜率均小于零且保持不变,故()y f x =的导数图象对应B ；()y g x =图象上任一点处的切线斜率均小于零,且在起始部分斜率值趋近负无穷,故()y g x =的导数图象对应C ；()y h x =图象上任一点处的切线斜率都大于零,且先小后大,故()y h x =的导数图象对应A. 答案 B ；C ；A深研2 求曲线的切线方程由于可导函数()f x 在0x x =处切线的斜率为0()f x ',从而可用点斜式确定切线方程.考向1 求过曲线上一点的切线方程 例3（★★）求曲线213y x x=+-在2x =处的切线方程. 解析 设()y f x =,则21()3f x x x=+-.2222(2)(2)11(2)32322114()224().2(2)14.2(2)y f x f x x x x x xx x x yx x x ∆=+∆-⎛⎫=+∆+--+- ⎪+∆⎝⎭=∆+∆+-+∆∆=∆+∆+∆∆∴=+∆-∆+∆-∵当x ∆无限趋近于0时,y x ∆∆无限趋近于115444-=, ∴曲线()y f x =在2x =处的切线斜率为154. 又2x =时,32y =,∴切点坐标为32,2⎛⎫ ⎪⎝⎭. ∴曲线在2x =处的切线方程为315(2)24y x -=-, 即154240x y --=.考向2 求过曲线外一点的切线方程例4（★★）求曲线2y x =过点（3,5）的切线方程.思路分析 先判断点（3,5）是否在曲线上,不在曲线上则需设切点坐标为（0x ,20x ）,再利用（3,5）与（0x ,20x ）连线的斜率等于0()f x '建立方程求0x ,从而确定切线斜率.解析 因为点（3,5）不在曲线上,所以设切点坐标为（0x ,20x ）, 又()()()220000lim lim 22x x x x x f x x x x x∆→∆→+∆-'==+∆=∆,故切线斜率为02x ,则切线方程为()20002y x x x x -=-, 因为点（3,5）在切线上,所以()2000523x x x -=-,解得01x =或05x =,则切点坐标为(1,1)或(5,25),故切线方程为12(1)y x -=-或2510(5)y x -=-, 即210x y --=或10250x y --=. 主编点评求过某点的曲线的切线方程④时,需先设切点（0x ,0y ）,再对()y f x =求导得出切线斜率()0f x ',从而得到含参的切线方程0y y -=()()00f x x x '-,最后代入已知点,从而求出切点坐标以及切线方程.即使已知点在曲线上,也不能按在某点处的切线方程求解,否则易漏解.⑤ 方法技巧③求曲线()y f x =在点()00,P x y 处的切线方程,其切线只有一条,点()00,P x y 在曲线()y f x =上,且是切点.切线方程为()()000y y f x x x -='-.如图1,在点()00,P x y 处的切线为1l ,如图2,在点()00,P x y 处的切线为(22l l 与曲线()y f x =有两个公共点不影响结果).即时训练3.（★★）已知3()21f x x x =-+,求曲线()y f x =在点(1,0)处的切线方程.解析 因为330()2()121()lim x x x x x x x f x x ∆→∆+-∆++-+-'=∆3220()3()32lim x x x x x x xx∆→∆+⋅∆+⋅∆-∆=∆ 220lim ()332x x x x x ∆→⎡⎤=∆+⋅∆+-⎣⎦ 232x =-,所以(1)321f '=-=, 所以切线的方程为1y x =-, 即10x y --=. 知识补充④求曲线()y f x =过点()00,P x y 的切线方程的步骤 第一步：设出切点坐标()()11,P x f x '；第二步：写出过()()11,P x f x '的切线方程()()()111y f x f x x x -='⋅-； 第三步：将点P 的坐标()00,x y 代入切线方程,求出1x ；第四步：将1x 的值代入方程()()11y f x f x -='()1x x ⋅-,由此即可得过点()00,P x y 的切线方程. 误区警示⑤此处点()00,P x y 可以在曲线()y f x =上,也可以不在曲线()y f x =上.如图1,过点()00,P x y (不在曲线()y f x =上)的切线12l l ，,如图2,过点(0P x ,0y )(在曲线()y f x =上)的切线34l l ，.即时训练4.（★★）求过点（-1,-2）且与曲线32y x x =-相切的直线方程.解析 33002()()2limlim x x y x x x x x x y x x∆→∆→∆+∆-+∆-+'==∆∆2220lim 233()23x x x x x x ∆→⎡⎤=--∆-∆=-⎣⎦. 设切点坐标为()3000,2x x x -,则切线方程为()320000223()y x x x x x -+=--.∵切线过点(1,2)--,∴()()32000022231x x x x --+=---,即320230x x +=,解得00x =或032x =-, ∴切点坐标为(0,0)或33,28⎛⎫- ⎪⎝⎭,当切点坐标为(0,0)时,切线斜率2k =,切线方程为20x y -=；当切点坐标为33,28⎛⎫- ⎪⎝⎭时,切线斜率23192324k ⎛⎫=-⨯-=- ⎪⎝⎭,切线方程为192(1)4y x +=-+,即194270x y ++=. 综上可知,过点(1,2)--且与曲线32y x x =-相切的直线方程为20x y -=或19x +4270y +=.考点3 导数几何意义的综合应用求解导数几何意义的综合应用问题的关键是对函数进行求导,利用题目所提供的直线的位置关系、斜率的范围等条件求解相关问题,此处常与函数、方程、不等式等知识相结合. 考向1 求切点坐标⑥例5（★★）在曲线2y x =上取一点,使得在该点处的切线； （1）平行于直线45y x =-； （2）垂直于直线2650x y -+=； （3）倾斜角为135︒.分别求出满足上述条件的点的坐标.思路分析 先求函数的导函数()f x ',再设切点()00,P x y ,由导数的几何意义知切点()00,P x y 处的切线的斜率为()0f x ',最后根据题意列方程,解关于0x 的方程即可求出0x ,又点()00,P x y 在曲线2y x =上,易得0y .解析 设()y f x =,则2200()()()()lim lim x x f x x f x x x x f x x x∆→∆→+∆-+∆-'==∆∆lim(2)2x x x x ∆→=+∆=.设()00,P x y 是满足条件的点.（1）因为点P 处的切线与直线45y x =-平行,所以024x =,解得0x 2=,所以04y =,即(2,4)P .（2）因为点P 处的切线与直线2650x y -+=垂直,且直线265x y -+0=的斜率为13, 所以01213x ⋅=-,解得032x =-,所以094y =,即39,24P ⎛⎫- ⎪⎝⎭. （3）因为点P 处的切线的倾斜角为135︒,所以切线的斜率为tan1351︒=-,即021x =-,解得012x =-,所以014y =,即11,24P ⎛⎫- ⎪⎝⎭.⑦知识补充⑥根据切线斜率求切点坐标的步骤 （1）设切点坐标为()00,x y ； （2）求导函数()f x '； （3）求切线的斜率()0f x '；（4）由斜率间的关系列出关于0x 的方程,解方程求0x ；（5）由点()00,x y 在曲线()f x 上,将()00,x y 代入解析式求0y ,即得切点坐标. 知识补充⑦求解本题注意方程思想的应用.切点坐标()00,x y 有两个变量,因此需建立两个方程求解. 即时训练5.（★）已知曲线3y x =在点P 处的切线斜率为3,求点P 的坐标.解析 设点P 的坐标为()300,x x ,∵()()000limx f x x f x x∆→+∆-∆22300033()()lim x x x x x x x ∆→∆+∆+∆=∆ 22000lim 33()x x x x x ∆→⎡⎤=+∆+∆⎣⎦ 203x =,2033x =,解得01x =±,∴点P 的坐标是(1,1)或(1,1)--. 考向2 切线围成的三角形的面积问题例6（★★）已知直线1l 为曲线22y x x =+-在点(1,0)处的切线,2l 为该曲线的另一条切线,且12l l ⊥. （1）求直线2l 的方程；（2）求由直线1l 、2l 和x 轴所围成的三角形的面积.解析（1）因为()2200()()22lim lim x x x x x x x x y y x x∆→∆→+∆++∆--+-∆'==∆∆21x =+,所以12113x y ='=⨯+=,所以直线1l 的方程为3(1)y x =-,即330x y --=. 设直线2l 与曲线22y x x =+-切于点()2,2B b b b +-,则2l 的方程为2(21)2y b x b =+--.因为12l l ⊥,所以1213b +=-,所以23b =-,所以直线2l 的方程为12239y x =--,即39220x y ++=.（2）由（1）知,联立330,39220,x y x y --=⎧⎨++=⎩解得1,65.2x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩所以直线1l 和2l 的交点坐标为15,62⎛⎫- ⎪⎝⎭.又易知1l 、2l 与x 轴的交点的坐标分别为22(1,0),03⎛⎫- ⎪⎝⎭、,所以所求三角形的面积125512523212S =⨯⨯-=.主编点评本题求解时应抓住两切线斜率的关系及切线斜率与导数的关系,构建方程组求解. 方法技巧求切线围成的三角形的面积时,关键是准确求得切线方程,然后分析围成的三角形的特点,进而求其面积.6.（★★）求曲线1(0)y x x x =->上一点()00,P x y 处的切线分别与x 轴、y 轴交于点,A B O 、是坐标原点,若△OAB 的面积为13,则0x =_____________.解析 ∵1(0)y x x x=->， ∴011lim x x x x x x x y x∆→⎡⎤⎛⎫+∆--- ⎪⎢⎥+∆⎝⎭⎣⎦'=∆011()lim x x x x x x x x∆→⎡⎤⎛⎫+∆-+- ⎪⎢⎥+∆⎝⎭⎣⎦=∆ 0()lim x x x x x x x∆→∆∆++∆=∆ 01lim 1()x x x x ∆→⎡⎤=+⎢⎥+∆⎣⎦ 211x=+, ∴切线的斜率为2011x +,则切线的方程为()00200111y x x x x x ⎛⎫-+=+- ⎪⎝⎭, 令0x =得02y x =-,令0y =得02021x x x =+,∴△OAB 的面积020********x S x x =⨯⨯=+,解得0x =(负根舍去).答案考向3 根据切线求参数值例7（★★）设函数32()91(0)f x x ax x a =+--<,若曲线()y f x =的斜率最小的切线与直线126x y +=平行,求a 的值.思路分析 先利用定义求导,结合二次函数求最值,最后结合切线斜率求a . 解析 ∵32()()()()9()1y f x x f x x x a x x x x ∆=+∆-=+∆++∆-+∆--()()3222391329(3)()()xax x x ax x x a x x +--=+-∆++∆+∆, ∴22329(3)()y x ax x a x x x∆=+-++∆+∆∆, ∴22220()lim 329399333x y a a a f x x ax x x ∆→∆⎛⎫'==+-=+---- ⎪∆⎝⎭. 由题意知()f x '的最小值是12-,∴29123a --=-,即29a =,∵0a <,∴3a =-.⑨ 主编点评本题得到()f x '的表达式是关于x 的二次函数,从而可利用二次函数求最值. 方法技巧⑨当题中涉及切线方程、切线的斜率(或倾斜角)、切点坐标等问题时,可利用导数的定义与几何意义迅速获解.遇到“切线的斜率最小、最大”问题时,通常只需求出导函数,再求其最值即可解决.即时训练⑦（★★）已知函数3()1f x x ax =++的图象在点(1,(1))f 处的切线过点(1,1)-,求a 的值.解析 函数3()1f x x ax =++的导函数为3320()()11()lim 3x x x a x x x ax f x x a x∆→⎡⎤+∆++∆+---⎣⎦'==+∆, ∴(1)3f a '=+,而(1)2f a =+,∴切线方程为2(3)(1)y a a x --=+-,∵切线方程过点(1,1)-,∴12(3)(11)a a --=+--,解得5a =-.。
专题06 导数的几何意义-2019年高考数学(理)母题题源系列(全国Ⅲ专版)(原卷版)
【母题原题1】【2019年高考全国Ⅲ卷，理数6】已知曲线e ln xy a x x =+在点（1，a e ）处的切线方程为y =2x +b ，则 A ．e 1a b ==-， B ．a=e ，b =1 C ．1e 1a b -==， D ．1e a -=，1b =-【答案】D【解析】e ln 1,xy a x '=++1|e 12x k y a ='==+=，1e a -∴=将(1,1)代入2y x b =+得21,1b b +==-，故选D ．【名师点睛】本题关键得到含有a ，b 的等式，利用导数几何意义和点在曲线上得到方程关系．【母题原题2】【2018年高考全国Ⅲ卷，理数14】曲线()1e x y ax =+在点()01，处的切线的斜率为2-，则a =________． 【答案】3-【解析】()e 1e x x y a ax =++'，则()012f a =+=-'，所以3a =-，故答案为：3-． 【名师点睛】本题主要考查导数的计算和导数的几何意义，属于基础题．【命题意图】本类题通常主要考查导数的几何意义，切线方程的不同形式的求解．【命题规律】导数的几何意义最常见的是求切线方程和已知切线方程求参数值，常以选择题、填空题的形式出现，有时也出现在解答题的第一问，难度中等． 【答题模板】1．求曲线y=f （x ）的切线方程若已知曲线y=f （x ）过点P （x 0，y 0），求曲线过点P 的切线方程． （1）当点P （x 0，y 0）是切点时，切线方程为y–y 0=f'（x 0）（x–x 0）． （2）当点P （x 0，y 0）不是切点时，可分以下几步完成： 第一步：设出切点坐标P'（x 1，f （x 1））；第二步：写出过点P'（x 1，f （x 1））的切线方程y–f （x 1）=f'（x 1）（x–x 1）； 第三步：将点P 的坐标（x 0，y 0）代入切线方程求出x 1；第四步：将x 1的值代入方程y–f （x 1）=f'（x 1）（x–x 1）可得过点P （x 0，y 0）的切线方程． 2．根据切线的性质求倾斜角或参数值由已知曲线上一点P （x 0，y 0）处的切线与已知直线的关系（平行或垂直），确定该切线的斜率k ，然后利用导数的几何意义得到k=f'（x 0）=tan θ，其中倾斜角θ∈[0，π），进一步求得倾斜角θ或有关参数的值．3．已知切线的斜率求切点已知斜率k ，求切点（x 1，f （x 1）），应先解方程f'（x 1）=k 得出x 1，然后求出f （x 1）即可．【经验分享】利用导数的几何意义求曲线的切线方程的问题的关键就是抓住切点，首先要分清题目所求的是“在曲线上某点处的切线方程”还是“过某点的切线方程”．（1）求曲线y ＝f （x ）在0x x 处的切线方程可先求0()f 'x ，再利用点斜式写出所求切线方程；（2）求过某点的曲线的切线方程要先设切点坐标，求出切点坐标后再求切线方程．总之，求解切线问题的关键是切点坐标，无论是已知切线斜率还是切线经过某一点，切点坐标都是化解难点的关键所在． 【方法总结】导数的几何意义蕴含着“逼近”和“以直代曲”的思想方法，对后面即将学习的利用导数研究函数的性质有至关重要的作用，同时导数的几何意义的应用即利用导数的几何意义求解曲线的切线方程问题是本课的重点和难点．有关切线方程的问题有以下四类题型： 类型一：已知切点，求曲线的切线方程，此类题较为简单，只须求出曲线的导数()f 'x ，并代入点斜式方程即可． 类型二：已知斜率，求曲线的切线方程，此类题可利用斜率求出切点，再用点斜式方程加以解决． 类型三：已知过曲线上一点，求切线方程，过曲线上一点的切线，该点未必是切点，故应先设切点，再求切点，即用待定切点法．类型四：已知过曲线外一点，求切线方程，此类题可先设切点，再求切点，即用待定切点法来求解．1．【四川省教考联盟2019届高三第三次诊断性考试数学】设曲线(e 1)xy a x =--在点(0,0)处的切线方程为y x =，则a = A ．0 B ．1 C ．2D ．32．【四川省成都市第七中学2019届高三二诊模拟考试数学】函数()ex xf x =在2x =处的切线方程为 A ．2234e e y x =- B ．2238e e y x =- C ．2214e ey x =-+D ．21ey x =-3．【四川省绵阳市2019届高三第二次（1月）诊断性考试数学】若函数()2ln 21f x x x bx =+--的图象上任意一点的切线斜率均大于0，则实数b 的取值范围为 A ．（－∞，4） B ．（－∞，4］C ．（4，＋∞）D ．（0，4）4．【四川省内江市2019届高三第一次模拟考试数学】若函数()3=ln f x x x x +-，则曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线的倾斜角是A ．π6B ．π3 C ．2π3D ．5π65．【四川省华蓥市第一中学2019届高三入学调研考试数学】已知函数()()ln 1cos f x x x ax =+⋅-在()()0,0f 处的切线倾斜角为45o，则a =A ．2-B ．1-C ．0D ．36．【云南省曲靖市第一中学2019届高三高考复习质量监测三数学】曲线ln 2(0)y a x a =->在1x =处的切线与两坐标轴成的三角形的面积为4，则a 的值为A B ．2 C ．4D ．87．【西藏拉萨市2019届高三第三次模拟考试数学】若曲线3222y x x =-+在点A 处的切线方程为46y x =-，且点A 在直线10mx ny +-=（其中0m >，0n >）上，则12m n+的最小值为A ．B ．3+C ．6+D ．8．【四川省百校2019届高三模拟冲刺卷数学】已知函数()2ln f x x a x b =++在点1x =处的切线方程为42y x =-，则a b +=__________．9．【四川省攀枝花市2019届高三第一次统一考试数学】曲线()2af x x x=+在点()()1,1f 处的切线与直线20x y +-=垂直，则实数a =__________．10．【四川省绵阳市高中2019届高三第一次诊断性考试数学】若函数()()311f x x t x =+--的图象在点()()1,1f --处的切线平行于x 轴，则t =__________．11．【四川省宜宾市第四中学2019届高三12月月考数学】已知函数()31f x x ax =++的图象在点()()1,1f 处的切线过点()1,1-，则a =__________．12．【贵州省遵义航天高级中学2019届高三第四次模拟考试数学】曲线2e 24x y x x =+-在1x =处的切线方程是__________．13．【贵州省2019届高三普通高等学校招生适应性考试数学】曲线3113y x x =++在点()01，处切线的方程为__________．14．【贵州省遵义航天高级中学2019届高三第四次模拟考试数学】曲线2ln(1)y x =+在点(1,0)处的切线方程为__________．。
导数的概念及其几何意义学案
《导数的概念及其几何意义》学案一、考试要求了解导数概念的某些实际背景（如瞬时速度．加速度．光滑曲线切线的斜率等），掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义，理解导函数的概念和在某一点的导数的联系和区别；了解导数的概念，能利用导数定义求导数和解决与曲线的切线有关的问题．二、重点难点解释1．导数概念的发生和发展过程的认识教材在了解瞬时速度的基础上抽象出变化率的概念，函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义，变化率无限去趋近于唯一的一个常数，这个常数就定义为在该点的导数．对于一般的曲线，必须重新寻求曲线的切线的定义，所以新教材利用割线的极限位置来定义了曲线的切线．为此导数集数与形于一身，运动变化的认识导数的形成过程，代数的认为过曲线上某点的平均变化率无限趋近于唯一的一个常数，这个常数称为在该点的导数；几何的认为过曲线上任一定点引曲线的割线，当动点无限趋近于该定点时，割线的斜率无限趋近于唯一的一个常数，割线就变为切线，这就是导数的几何意义即为曲线上过该点的切线的斜率，于是，导数问题丰富多彩，切线问题使“数”和“形”达到完美的统一．只要我们分析导数的形成过程，深刻理解导数概念和几何意义，设切点．写切线．跟题走，掌握解题归律，导数问题就不难被解决．2．求导数的方法把握导数定义的生成过程，可用两种方法求解，一是利用在某一点的导数的形成过程，即定义法求解；二是利用导函数的函数值即为某一时刻的瞬时速度．对导数的定义，我们应注意以下三点：(1)是自变量x 在 处的增量(或改变量)；(2)导数定义中还包含了可导或可微的概念，如果→0时，xy ∆∆有极限，那么函数y=f(x)在点处可导或可微，才能得到f(x)在点处的导数；(3) 如果函数y=f(x)在点处可导，那么函数y=f(x)在点处连续(由连续函数定义可知)．反之不一定成立．例如函数y=|x|在点x=0处连续，但不可导．由导数定义求导数，是求导数的基本方法，必须严格按以下三个步骤进行：(1)求函数的增量)()(00x f x x f y -∆+=∆；(2) 求平均变化率x x f x x f x y ∆-∆+=∆∆)()(00； (3)()()0,0000,,0x f x x y y k x x x f k x y x =--=→=→∆∆→∆时，时， 3．导数几何意义的再认识用运动变化的观念分析曲线()x f y C =:上某点()00,y x 切线的斜率就是过曲线上某点()00,y x 处的导数，它可以从曲线上某点()00,y x 引割线，当动点无限趋近某点()00,y x 时，割线就变为切线，割线的斜率趋近于唯一的一个常数，这个常数就是曲线上的某点()00,y x 的导数，其几何意义为切线的斜率，计算方法为()()0,0000,,0x f x x y y k x x x f x y k x =--=→=∆∆=→∆时，时， 特别地，如果曲线y=f(x)在点))(,(00x f x P 处的切线平行于y 轴，这时导数不存，根据切线定义，可得切线方程为x x =三、经典问题解释1．导数的定义与瞬时速度的关系 例1 一质点运动的方程为S=8—3t 2．（1）求质点在[]t ∆+1,1这段时间内的平均速度； （2）求在t=1时的瞬时速度 ；简析：（1）理解平均速度的意义，质点在[]t ∆+1,1这段时间内的平均速度()()t t f x f t S ∆--=∆-∆+=∆∆611（2）由导数的定义，运动变化使增量趋近于1时，其平均速度变为t=1时的瞬时速度为-6；理解导数的意义，求导数导函数的函数值就是在某一刻的瞬时速度，()()61,6,,-=∴-=S t t S 为在t=1时的瞬时速度2．理解导数的概念和几何意义，用定义法求在某一点处的导数例2求下列函数的导数⑴ ()()()()()0f 5021,求,x x x x x f ---= ；⑵ 已知函数()()()()⎩⎨⎧<≥+=0022x x x x x f ，求在x=0处的导数 ； ⑶ 已知函数()x x x f =，求在x=0处的导数简析：理解导数的定义，运动变化的观念认识在某点的导数，注意导数发生发展中所蕴涵的方法，求导数的方法和步骤x y ∆∆→，研究xy ∆∆的变化趋势是否趋近于唯一的某个常数？ ⑴ 若先对函数求导，用积的导数运算法则复杂难以切入；若用导数的定义求在0处的导数使问题获解．()()()()()()!50124950,0,50215010=⨯⨯⨯⨯→∆∆→∆∆+-∆+-∆+-=∆∆+-∆+-∆+=∆∆L L L xy x x x x x x x x x y ，即()!500f ,=⑵ 由自变量左．右趋近0时，变化率趋近2或0，不趋近某一个确定的常数，由导数的定义，则0处的导数不存在；⑶ 自变量从左．右趋近0时，其变化率趋近唯一的常数0，由导数的定义知，在x=0处有导数其值为0．3．导数的几何意义的理解和灵活应用例3 在曲线32+=x y 的图象上取一点P （1，4）及附近一点()y x ∆+∆+4,1，求 （1）x y ∆∆ （2）xy x ∆∆→∆时，0的值； （3）过点P （1，4）的切线方程 简析：理解导数的定义，运动变化的观念认识在某点的导数，注意导数发生发展中所蕴涵的方法，求导数的方法和步骤x y ∆∆→，研究xy ∆∆的变化趋势是否趋近于唯一的某个常数？其唯一的常数的几何意义为过该点的切线的斜率．（1）()()x x f x f x y ∆+=∆-∆+=∆∆211；（2）220→∆+=∆∆→∆x xy x 时，；（3）又（2）知过点P （1，4）的切线的斜率为2，故过点P （1，4）的切线方程()022,124=+-∴-=-y x x y 4．高考中对导数几何意义的考查例4（03高考天津）设()c bx ax x f ,a ++=>20，曲线()x f y =在点P ()()00x f ,x 处切线的倾斜角的取值范围为，求P 到曲线()x f y =对称轴距离的取值范围．简析：导数的几何意义为曲线上该点的切线的斜率，原函数求导化归导函数函数在区间上的值域解决．()[]⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈+=+∴∈++=a ,a b ax a b x ,,b ax ,b ax x f ,2102221022000 ． 注：认识“函数在一点的导数”和“导函数”，“导数”三个概念的联系和区别，本题利用这种关系简化解决问题，应积累这种学习体验．例5（03高考）已知抛物C 1 x x y 22+=和C 2a x y +-=2，如果直线L 同时是C 1和 C 2的切线，称L 是C 1和 C 2公切线，问a 取何值时，C 1和 C 2仅有一条公切线？写出公切线方程简析：把握公切线的意义，公切线并非过同一点．设l 与相切于点),(211x x P ，与相切于))2(,(222--x x Q ．对x y C 2':1=，则与相切于点P 的切线方程为)(21121x x x x y -=-，即2112x x x y -= ① ， 对)2(2':2--=x y C ，则与相切于点Q 的切线方程为))(2(2)2(2222x x x x y ---=-+，即4)2(2222-+--=x x x y ②，∵两切线重合，∴ ⎩⎨⎧-=---=4)2(22222121x x x x ，解得⎩⎨⎧==;2,021x x 或⎩⎨⎧==0221x x ， ∴直线方程为y=0或y=4x-4． 例6 （04浙江20 ）曲线x e y -=在点()t e t M -, 处的切线L 与x 轴．y 轴所围成的三角形的面积的最大值． 简析：导数几何意义切入，数形结合法调动思维的灵活性，化归函数的最值，再用导数的单调性解决最值．例7（04天津） 已知函数f(x)=ax 3+bx 2-3x 在1±=x 处取得极值．⑴ 讨论f(1)和f(-1)是函数f(x)的极大值还是极小值；⑵ 过点A （0，16）作曲线y= f(x)的切线，求此切线的方程简析：函数是实数集上的可导函数，可先求导确定可能的极值点，再通过极值点与导数的关系，待定系数法确定参数，从而确定表达式，利用导数研究单调性和求切线方程具有“操作性”．⑴ 易求 f ，(x)=3ax 2+2bx-3，由导数与极值的关系，1，-1为f ，(x)=3ax 2+2bx-3=0的两根，则3a+2b-3=0，3a-2b-3=0，解得a=1，b=0，则f(x)=x 3-3x ，由()()1x 10113132>-<∴>-+=-=或x ,)x (x )x (x f ,，易知函数f ，(x)在()1-∞-,上递增，在上递减，在上递增，所以f(-1)=2是函数f(x)的极大值，f(1)=-2是函数f(x)的极小值；⑵ 注意点A （0，16）不在曲线f(x)=x 3-3x 上的特点，设切点M （x 0，y 0），则y 0= x 03-3x 0，过切点的直线斜率为3(x 02-1)，切线方程为 y-y 0=3(x 02-1)(x-x 0)过点A （0，16），则易求x 0==-2．故切点为（-2，-2），切线方程为 9x-y+16=0．注：“过点P”与“点P 处的切线”是不同的．。
导数的几何意义教案及说明
导数的几何意义教案及说明教案章节：一、导数的定义；二、导数的计算；三、导数的应用；四、导数与曲线的切线；五、导数与函数的单调性一、导数的定义1. 教学目标：理解导数的定义，掌握导数的几何意义。
2. 教学内容：引入导数的概念，解释导数的几何意义，举例说明导数表示曲线的切线斜率。
3. 教学步骤：a. 引入导数的概念，解释导数表示函数在某一点的瞬时变化率。
b. 解释导数的几何意义，即导数表示曲线的切线斜率。
c. 举例说明导数表示曲线的切线斜率，通过图形演示导数的变化。
4. 教学练习：a. 练习计算函数在某一点的导数。
b. 练习根据导数的几何意义，确定曲线的切线斜率。
二、导数的计算1. 教学目标：掌握导数的计算方法，能够计算常见函数的导数。
2. 教学内容：介绍导数的计算方法，包括常数函数、幂函数、指数函数、对数函数的导数。
3. 教学步骤：a. 介绍导数的计算方法，包括常数函数的导数为0，幂函数的导数按幂次降次，指数函数的导数为自身，对数函数的导数为1/x。
b. 举例说明常见函数的导数计算，包括正弦函数、余弦函数、绝对值函数等。
4. 教学练习：a. 练习计算常见函数的导数。
b. 练习根据导数的计算结果，分析函数的单调性。
三、导数的应用1. 教学目标：理解导数在实际问题中的应用，掌握导数的基本应用方法。
2. 教学内容：介绍导数在实际问题中的应用，包括速度、加速度、优化问题等。
3. 教学步骤：a. 介绍导数在速度和加速度中的应用，解释速度是位置关于时间的导数，加速度是速度关于时间的导数。
b. 举例说明导数在优化问题中的应用，通过导数找到函数的最大值和最小值。
4. 教学练习：a. 练习根据导数计算速度和加速度。
b. 练习使用导数解决优化问题。
四、导数与曲线的切线1. 教学目标：理解导数与曲线的切线的关系，掌握求解切线方程的方法。
2. 教学内容：解释导数与曲线的切线的关系，介绍求解切线方程的方法。
3. 教学步骤：a. 解释导数与曲线的切线的关系，即导数表示曲线的切线斜率。
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导数的几何意义
【教学目标】
知识与技能目标：
本节的中心任务是研究导数的几何意义及其应用，概念的形成分为三个层次：
(1) 通过复习旧知“求导数的两个步骤”以及“平均变化率与割线斜率的关系”，解决了平均变化率的几何意义后，明确探究导数的几何意义可以依据导数概念的形成寻求解决问题的途径。
(2) 借助两个类比的动画，从圆中割线和切线的变化联系，推广到一般曲线中用割线逼近的方法直观定义切线。
(3) 依据割线与切线的变化联系，数形结合探究函数)(x f 在0x x =处的导数0()f x '的几何意义，使学生认识到导数0()f x '就是函数)(x f 的图象在0x x =处的切线的斜率。
即：
()()x
x f x x f x f x ∆-∆+=→∆)
(lim
000
0/＝曲线在0x x =处切线的斜率
在此基础上，通过例题和练习使学生学会利用导数的几何意义解释实际生活问题，加深对导数内涵的理解。
在学习过程中感受逼近的思想方法，了解“以直代曲”的数学思想方法。
过程与方法目标：
(1) 学生通过观察感知、动手探究，培养学生的动手和感知发现的能力。
(2) 学生通过对圆的切线和割线联系的认识，再类比探索一般曲线的情况，完善对切线的认知，感受逼近的思想，体会相切是种局部性质的本质，有助于数学思维能力的提高。
(3) 结合分层的探究问题和分层练习，期望各种层次的学生都可以凭借自己的能力尽力走在教师的前面，独立解决问题和发现新知、应用新知。
情感、态度、价值观：
(1) 通过在探究过程中渗透逼近和以直代曲思想，使学生了解近似与精确间的辨证关系；通过有限来认识无限，体验数学中转化思想的意义和价值；
(2) 在教学中向他们提供充分的从事数学活动的机会，如：探究活动，让学生自主探究新知，例题则采用练在讲之前，讲在关键处。
在活动中激发学生的学习潜能，促进他们真正理解和掌握基本的数学知识技能、数学思想方法，获得广泛的数学活动经验，提高综合能力，学会学习，进一步在意志力、自信心、理性精神等情感与态度方面得到良好的发展。
【教学重点与难点】
重点：理解和掌握切线的新定义、导数的几何意义及应用于解决实际问题，体会数形结合、以直代曲
的思想方法。
难点：发现、理解及应用导数的几何意义。
【教学方法】
《新课程标准》的理念是“向学生提供充分从事数学活动的机会，帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的数学知识和技能，数学思想和方法”。
考虑授课对象是高二年级文科生，数学的知识基础和数学思维能力的层次差异较大，所以本节课设计为分层探究、自主实践的活动课。
分层教学体现在学生自选分层问题进行探索新知、尝试知识应用以及课上的分层训练，目的是使学生在原有的认知基础上都得到尽可能多的提高，以改善优生吃不饱，后进生不消化的问题，从实处构建高效课堂。
学生的课堂练习可以展现学生的思维，暴露学习中的不足。
故在课堂争取更多的时间供学生进行定时不定量的分层训练，训练系统分三部分，即A、B、C三部分。
教师指导学生根据个人知识掌握的程度，自由选择一组题目进行练习。
每组题目都有基础题型以检测本节课的学习任务的完成情况，期望不同的学生在原有的基础上都能得到自身最大的发展。
巧用信息技术，展示两个类比的动画，增强直观性，期望不同层次的学生，在探索的过程中都有感知和发现，同时增加课堂容量。
【学法指导】
通过设计环环相扣的思考问题，引导学生主动地参与探究活动，体验学习的乐趣，教师在这个过程中不打断学生的思路，学生可以根据学案超前完成活动，期望有能力的学生走在老师的前面，同时，学生也可以根据需要寻求老师和同学的帮助，以更好地在课堂上完成学习任务。
使学生充分经历“探索感知——讨论归纳——发现新知——应用新知解释现象”这一完整的探究活动，以获得理智和情感体验，让学生感受到数学知识的产生是水到渠成的。
学生自主探索、动手实践、合作交流的学习方式，体现在整个教学过程中。
【教学手段】
(1) 借助多媒体辅助教学，强化直观感知。
(2) 提供学案“学生活动”，突破理解难点。
【教学流程】
【教学过程】（后附：学案“学生活动”）
P
(2)
【探究二(A)】
1．用图形体现3.3)1(/-=h ，)5.0(/h O
5.0 0
.1
h
h
O
3t 4t 0t
1t 2t
附注1：(课堂上通过学案《学生活动》给出)
学生课堂练习题
A 组题
1.物体的运动方程是22s t =，则物体在3t =时的瞬时速度为
2.(1)如图是函数()f x 的图象，请在图中作出曲线在
4,2,1x =--处的切线；
(2)根据切线变化情况，运用以直代曲的思想描述 函数在这些点附近的增减情况.
3. 已知函数()f x 满足(1)5,'(1)1f f =-=-； (1)在坐标系中画出对应的函数图象上的点；
(2)根据导数的几何意义在图中作出曲线在该点处的切线；
(3)根据切线与该点处曲线的变化关系，画函数图象在该点附近的大致形状.
B 组题
1.如图，试描述函数()5,2,0,1f x x =--在
附近的变化情况.（略写）
2. 根据已知条件，画出函数图象在该点附近的大致形状
(1)(1)5,'(1)1(2)(5)10,(5)0f f f f '=-=-==； 3．(1)根据第3题，思考导数值为正时，函数图象在该点附近的增减情况如何？
导数值为负，为0呢？
(2)若导函数在某范围内值恒正，能说明函数的什么性质？
4. 曲线3y x =上有一点(1,1)M ，求函数在该点处导数，并说明函数图象在该点附近的增减情况。
变式一：求曲线3y x =在点(1,1)M 和(2,8)N 处的导数分别为(1)3,(2)12f f ''==，说明函数在这两点附近的增减和增减快慢的情况。
变式二：求曲线3y x =在点00(,)M x y 处的变化趋势。