导数及其应用(知识点总结)

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(完整版)导数知识点总结及应用

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《导数及其应用》知识点总结一、导数的概念和几何意义1. 函数的平均变化率:函数()f x 在区间12[,]x x 上的平均变化率为:2121()()f x f x x x --。

2. 导数的定义:设函数()y f x =在区间(,)a b 上有定义,0(,)x a b ∈,若x ∆无限趋近于0时,比值00()()f x x f x y x x+∆-∆=∆∆无限趋近于一个常数A ,则称函数()f x 在0x x =处可导,并称该常数A 为函数()f x 在0x x =处的导数,记作0()f x '。

函数()f x 在0x x =处的导数的实质是在该点的瞬时变化率。

3. 求函数导数的基本步骤:(1)求函数的增量00()()y f x x f x ∆=+∆-;(2)求平均变化率:00()()f x x f x x +∆-∆;(3)取极限,当x ∆无限趋近与0时,00()()f x x f x x+∆-∆无限趋近与一个常数A ,则0()f x A '=.4. 导数的几何意义:函数()f x 在0x x =处的导数就是曲线()y f x =在点00(,())x f x 处的切线的斜率。

由此,可以利用导数求曲线的切线方程,具体求法分两步:(1)求出()y f x =在x 0处的导数,即为曲线()y f x =在点00(,())x f x 处的切线的斜率; (2)在已知切点坐标和切线斜率的条件下,求得切线方程为000()()y y f x x x '-=-。

当点00(,)P x y 不在()y f x =上时,求经过点P 的()y f x =的切线方程,可设切点坐标,由切点坐标得到切线方程,再将P 点的坐标代入确定切点。

特别地,如果曲线()y f x =在点00(,())x f x 处的切线平行与y 轴,这时导数不存在,根据切线定义,可得切线方程为0x x =。

5. 导数的物理意义:质点做直线运动的位移S 是时间t 的函数()S t ,则()V S t '=表示瞬时速度,()a v t '=表示瞬时加速度。

导数知识点总结及应用

导数知识点总结及应用

导数知识点总结及应用导数是微积分中的基本概念,是描述函数变化率的工具。

它具有广泛的应用,不仅在数学中起着重要作用,也在其他学科中有着广泛的应用,如物理学、经济学、工程学等。

本文将总结导数的基本知识点以及其应用。

一、导数的定义和性质导数可以通过极限的计算来定义,假设函数f(x)在点x_0处有定义。

那么f(x)在x_0处的导数可以定义为:f'(x_0)=lim(x→x_0) (f(x)-f(x_0))/(x-x_0)导数的计算方法有很多,其中最基本的有以下几种:1.使用导数定义的极限计算法;2.利用导数的基本性质:线性性、乘法法则、链式法则等。

导数具有以下基本性质:1.若函数f(x)在点x_0处可导,则f(x)在该点连续;2.若函数f(x)在点x_0处可导,则f(x)在该点的函数值变化率为f'(x_0)。

二、导数的应用1.函数的极值与图像的凹凸性导数的一个重要应用是用于确定函数的最大值和最小值。

根据函数的图像和导数的符号,可以判断函数的增减性以及极值点。

具体来说,函数在极值点的导数为零,并且在极值点的导数变号。

另外,导数的符号还可以用来确定函数图像的凹凸性。

如果函数的导数在其中一区间上恒大于零,则函数在这一区间上是严格递增的,图像是凸的。

如果函数的导数在其中一区间上恒小于零,则函数在这一区间上是严格递减的,图像是凹的。

2.切线与法线函数的导数可以用来确定函数图像上任意一点处的切线和法线。

在其中一点x_0处,函数图像上的切线的斜率等于函数在该点处的导数值,即切线的斜率为f'(x_0)。

切线的方程可以通过点斜式来确定。

3.函数的近似计算函数的导数可以用来近似计算函数在其中一点处的函数值。

根据导数的定义,函数在该点的导数等于函数在该点的函数值变化率。

所以,如果已知其中一点的导数,可以通过导数乘以函数值变化的增量来估计函数值的增量。

4.曲线的弯曲程度导数还可以用来衡量曲线的弯曲程度。

导数在函数中的应用知识点讲解+例题讲解(含解析)

导数在函数中的应用知识点讲解+例题讲解(含解析)

导数在函数中的应用一、知识梳理1.函数的单调性与导数的关系函数y=f(x)在某个区间内可导,则:(1)若f′(x)>0,则f(x)在这个区间内单调递增;(2)若f′(x)<0,则f(x)在这个区间内单调递减;(3)若f′(x)=0,则f(x)在这个区间内是常数函数.2.函数的极值与导数形如山峰形如山谷3.函数的最值与导数(1)函数f(x)在[a,b]上有最值的条件如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值和最小值.(2)求y=f(x)在[a,b]上的最大(小)值的步骤①求函数y=f(x)在(a,b)内的极值;②将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值二、例题精讲 + 随堂练习1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)若函数f (x )在(a ,b )内单调递增,那么一定有f ′(x )>0.( )(2)如果函数f (x )在某个区间内恒有f ′(x )=0,则f (x )在此区间内没有单调性.( ) (3)函数的极大值一定大于其极小值.( )(4)对可导函数f (x ),f ′(x 0)=0是x 0为极值点的充要条件.( )(5)函数的最大值不一定是极大值,函数的最小值也不一定是极小值.( ) 解析 (1)f (x )在(a ,b )内单调递增,则有f ′(x )≥0. (3)函数的极大值也可能小于极小值.(4)x 0为f (x )的极值点的充要条件是f ′(x 0)=0,且x 0两侧导函数异号. 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√2.如图是f (x )的导函数f ′(x )的图象,则f (x )的极小值点的个数为( )A.1B.2C.3D.4解析 由题意知在x =-1处f ′(-1)=0,且其两侧导数符号为左负右正. 答案 A3.函数f (x )=2x -x ln x 的极值是( ) A.1eB.2eC.eD.e 2解析 因为f ′(x )=2-(ln x +1)=1-ln x ,令f ′(x )=0,所以x =e ,当f ′(x )>0时,解得0<x <e ;当f ′(x )<0时,解得x >e ,所以x =e 时,f (x )取到极大值,f (x )极大值=f (e)=e. 答案 C4.(2019·青岛月考)函数f (x )=cos x -x 在(0,π)上的单调性是( ) A.先增后减 B.先减后增 C.单调递增D.单调递减解析易知f′(x)=-sin x-1,x∈(0,π),则f′(x)<0,所以f(x)=cos x-x在(0,π)上递减.答案D5.(2017·浙江卷)函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图象如图所示,则函数y=f(x)的图象可能是()解析设导函数y=f′(x)与x轴交点的横坐标从左往右依次为x1,x2,x3,由导函数y=f′(x)的图象易得当x∈(-∞,x1)∪(x2,x3)时,f′(x)<0;当x∈(x1,x2)∪(x3,+∞)时,f′(x)>0(其中x1<0<x2<x3),所以函数f(x)在(-∞,x1),(x2,x3)上单调递减,在(x1,x2),(x3,+∞)上单调递增,观察各选项,只有D选项符合.答案D6.(2019·豫南九校考评)若函数f(x)=x(x-c)2在x=2处有极小值,则常数c的值为()A.4B.2或6C.2D.6解析函数f(x)=x(x-c)2的导数为f′(x)=3x2-4cx+c2,由题意知,在x=2处的导数值为12-8c+c2=0,解得c=2或6,又函数f(x)=x(x-c)2在x=2处有极小值,故导数在x=2处左侧为负,右侧为正,而当e=6时,f(x)=x(x-6)2在x=2处有极大值,故c=2.答案C考点一 求函数的单调区间【例1】 已知函数f (x )=ax 3+x 2(a ∈R )在x =-43处取得极值. (1)确定a 的值;(2)若g (x )=f (x )e x ,求函数g (x )的单调减区间. 解 (1)对f (x )求导得f ′(x )=3ax 2+2x ,因为f (x )在x =-43处取得极值,所以f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫-43=0,即3a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-432+2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-43=16a 3-83=0,解得a =12.(2)由(1)得g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 3+x 2e x ,故g ′(x )=12x (x +1)(x +4)e x . 令g ′(x )<0,即x (x +1)(x +4)<0, 解得-1<x <0或x <-4,所以g (x )的单调减区间为(-1,0),(-∞,-4). 规律方法 1.求函数单调区间的步骤:(1)确定函数f (x )的定义域;(2)求f ′(x );(3)在定义域内解不等式f ′(x )>0,得单调递增区间;(4)在定义域内解不等式f ′(x )<0,得单调递减区间. 2.若所求函数的单调区间不止一个时,用“,”与“和”连接.【训练1】 (1)已知函数f (x )=x ln x ,则f (x )( ) A.在(0,+∞)上递增 B.在(0,+∞)上递减 C.在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e 上递增 D.在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e 上递减 (2)已知定义在区间(-π,π)上的函数f (x )=x sin x +cos x ,则f (x )的单调递增区间为________.解析 (1)因为函数f (x )=x ln x ,定义域为(0,+∞),所以f ′(x )=ln x +1(x >0),当f ′(x )>0时,解得x >1e ,即函数的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,+∞;当f ′(x )<0时,解得0<x <1e ,即函数的单调递减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e .(2)f ′(x )=sin x +x cos x -sin x =x cos x .令f ′(x )=x cos x >0,则其在区间(-π,π)上的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-π,-π2和⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,即f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫-π,-π2,⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2.答案 (1)D (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫-π,-π2,⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2考点二 讨论函数的单调性【例2】 (2017·全国Ⅰ卷改编)已知函数f (x )=e x (e x -a )-a 2x ,其中参数a ≤0. (1)讨论f (x )的单调性; (2)若f (x )≥0,求a 的取值范围.解 (1)函数f (x )的定义域为(-∞,+∞),且a ≤0. f ′(x )=2e 2x -a e x -a 2=(2e x +a )(e x -a ).①若a =0,则f (x )=e 2x ,在(-∞,+∞)上单调递增. ②若a <0,则由f ′(x )=0,得x =ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2.当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2时,f ′(x )<0;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2,+∞时,f ′(x )>0.故f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2上单调递减,在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2,+∞上单调递增.(2)①当a =0时,f (x )=e 2x ≥0恒成立.②若a <0,则由(1)得,当x =ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2时,f (x )取得最小值,最小值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2=a 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤34-ln ⎝⎛⎭⎪⎫-a 2, 故当且仅当a 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤34-ln ⎝⎛⎭⎪⎫-a 2≥0, 即0>a ≥-2e 34时,f (x )≥0.综上,a 的取值范围是[-2e 34,0].【训练2】 已知f (x )=x 22-a ln x ,a ∈R ,求f (x )的单调区间.解 因为f (x )=x 22-a ln x ,x ∈(0,+∞),所以f ′(x )=x -a x =x 2-ax .(1)当a ≤0时,f ′(x )>0,所以f (x )在(0,+∞)上为单调递增函数. (2)当a >0时,f ′(x )=(x +a )(x -a )x,则有①当x ∈(0,a )时,f ′(x )<0,所以f (x )的单调递减区间为(0,a ). ②当x ∈(a ,+∞)时,f ′(x )>0,所以f (x )的单调递增区间为(a ,+∞). 综上所述,当a ≤0时,f (x )的单调递增区间为(0,+∞),无单调递减区间. 当a >0时,函数f (x )的单调递减区间为(0,a ),单调递增区间为(a ,+∞).考点三 函数单调性的简单应用 角度1 比较大小或解不等式【例3-1】 (1)已知函数y =f (x )对于任意的x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2满足f ′(x )cos x +f (x )sin x =1+ln x ,其中f ′(x )是函数f (x )的导函数,则下列不等式成立的是( ) A.2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4B.2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4C.2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6>3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4D.3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6(2)已知函数f ′(x )是函数f (x )的导函数,f (1)=1e ,对任意实数都有f (x )-f ′(x )>0,设F (x )=f (x )e x ,则不等式F (x )<1e 2的解集为( ) A.(-∞,1) B.(1,+∞) C.(1,e)D.(e ,+∞)解析 (1)令g (x )=f (x )cos x ,则g ′(x )=f ′(x )cos x -f (x )(-sin x )cos 2x =1+ln x cos 2x .由⎩⎪⎨⎪⎧0<x <π2,g ′(x )>0,解得1e <x <π2;由⎩⎪⎨⎪⎧0<x <π2,g ′(x )<0,解得0<x <1e .所以函数g (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e 上单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,π2上单调递增,又π3>π4,所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3cos π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4cos π4, 即2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4.(2)F ′(x )=f ′(x )e x -e x f (x )(e x )2=f ′(x )-f (x )e x ,又f (x )-f ′(x )>0,知F ′(x )<0, ∴F (x )在R 上单调递减.由F (x )<1e 2=F (1),得x >1, 所以不等式F (x )<1e 2的解集为(1,+∞).答案 (1)B (2)B角度2 根据函数单调性求参数【例3-2】 (2019·日照质检)已知函数f (x )=ln x ,g (x )=12ax 2+2x . (1)若函数h (x )=f (x )-g (x )存在单调递减区间,求实数a 的取值范围; (2)若函数h (x )=f (x )-g (x )在[1,4]上单调递减,求实数a 的取值范围. 解 h (x )=ln x -12ax 2-2x ,x >0.∴h ′(x )=1x -ax -2.(1)若函数h (x )在(0,+∞)上存在单调减区间, 则当x >0时,1x -ax -2<0有解,即a >1x 2-2x 有解. 设G (x )=1x 2-2x ,所以只要a >G (x )min . 又G (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -12-1,所以G (x )min =-1.所以a >-1.即实数a 的取值范围是(-1,+∞). (2)由h (x )在[1,4]上单调递减,∴当x ∈[1,4]时,h ′(x )=1x -ax -2≤0恒成立, 则a ≥1x 2-2x 恒成立,设G (x )=1x 2-2x , 所以a ≥G (x )max . 又G (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -12-1,x ∈[1,4],因为x ∈[1,4],所以1x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,1,所以G (x )max =-716(此时x =4),所以a ≥-716.又当a =-716时,h ′(x )=1x +716x -2=(7x -4)(x -4)16x,∵x ∈[1,4],∴h ′(x )=(7x -4)(x -4)16x ≤0,当且仅当x =4时等号成立. ∴h (x )在[1,4]上为减函数. 故实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫-716,+∞.规律方法 1.利用导数比较大小,其关键在于利用题目条件构造辅助函数,把比较大小的问题转化为先利用导数研究函数的单调性,进而根据单调性比较大小. 2.根据函数单调性求参数的一般思路(1)利用集合间的包含关系处理:y =f (x )在(a ,b )上单调,则区间(a ,b )是相应单调区间的子集.(2)f (x )是单调递增的充要条件是对任意的x ∈(a ,b )都有f ′(x )≥0且在(a ,b )内的任一非空子区间上,f ′(x )不恒为零,应注意此时式子中的等号不能省略,否则漏解.(3)函数在某个区间存在单调区间可转化为不等式有解问题.【训练3】 (1)已知f (x )是定义在区间(0,+∞)内的函数,其导函数为f ′(x ),且不等式xf ′(x )<2f (x )恒成立,则( ) A.4f (1)<f (2) B.4f (1)>f (2) C.f (1)<4f (2)D.f (1)>4f ′(2)(2)(2019·淄博模拟)若函数f (x )=kx -ln x 在区间(2,+∞)上单调递增,则k 的取值范围是( )A.(-∞,-2]B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞ C.[2,+∞) D.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,12解析 (1)设函数g (x )=f (x )x 2(x >0),则g ′(x )=x 2f ′(x )-2xf (x )x 4=xf ′(x )-2f (x )x 3<0,所以函数g (x )在(0,+∞)内为减函数,所以g (1)>g (2),即f (1)12>f (2)22,所以4f (1)>f (2).(2)由于f ′(x )=k -1x ,f (x )=kx -ln x 在区间(2,+∞)上单调递增,等价于f ′(x )=k -1x ≥0在(2,+∞)上恒成立,由于k ≥1x ,而0<1x <12,所以k ≥12.即k 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞. 答案 (1)B (2)B三、课后练习1.(2017·山东卷)若函数e x f (x )(e =2.718 28…是自然对数的底数)在f (x )的定义域上单调递增,则称函数f (x )具有M 性质.下列函数中具有M 性质的是( ) A.f (x )=2-x B.f (x )=x 2 C.f (x )=3-xD.f (x )=cos x解析 设函数g (x )=e x ·f (x ),对于A ,g (x )=e x ·2-x =⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2x,在定义域R 上为增函数,A 正确.对于B ,g (x )=e x ·x 2,则g ′(x )=x (x +2)e x ,由g ′(x )>0得x <-2或x >0,∴g (x )在定义域R 上不是增函数,B 不正确.对于C ,g (x )=e x ·3-x =⎝ ⎛⎭⎪⎫e 3x在定义域R 上是减函数,C 不正确.对于D ,g (x )=e x ·cos x ,则g ′(x )=2e x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4,g ′(x )>0在定义域R 上不恒成立,D 不正确. 答案 A2.(2019·上海静安区调研)已知函数f (x )=x sin x +cos x +x 2,则不等式f (ln x )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x <2f (1)的解集为( ) A.(e ,+∞)B.(0,e)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e ∪(1,e) D.⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,e 解析 f (x )=x sin x +cos x +x 2是偶函数,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x =f (-ln x )=f (ln x ).则原不等式可变形为f (ln x )<f (1)⇔f (|ln x |)<f (1). 又f ′(x )=x cos x +2x =x (2+cos x ), 由2+cos x >0,得x >0时,f ′(x )>0.所以f (x )在(0,+∞)上单调递增. ∴|ln x |<1⇔-1<ln x <1⇔1e <x <e. 答案 D3.若函数f (x )=x -13sin 2x +a sin x 在(-∞,+∞)单调递增,则a 的取值范围是________.解析 f ′(x )=1-23cos 2x +a cos x =1-23(2cos 2x -1)+a cos x =-43cos 2 x +a cos x +53,f (x )在R 上单调递增,则f ′(x )≥0在R 上恒成立.令cos x =t ,t ∈[-1,1],则-43t 2+at +53≥0在[-1,1]上恒成立,即4t 2-3at -5≤0在t ∈[-1,1]上恒成立. 令g (t )=4t 2-3at -5,则⎩⎨⎧g (1)=4-3a -5≤0,g (-1)=4+3a -5≤0,解得-13≤a ≤13. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-13,134.已知函数f (x )=a ln x -ax -3(a ∈R ). (1)求函数f (x )的单调区间;(2)若函数y =f (x )的图象在点(2,f (2))处的切线的倾斜角为45°,对于任意的t ∈[1,2],函数g (x )=x 3+x 2·⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ′(x )+m 2在区间(t ,3)上总不是单调函数,求m 的取值范围.解 (1)函数f (x )的定义域为(0,+∞), 且f ′(x )=a (1-x )x, 当a >0时,f (x )的递增区间为(0,1), 递减区间为(1,+∞);当a <0时,f (x )的递增区间为(1,+∞),递减区间为(0,1); 当a =0时,f (x )为常函数.(2)由(1)及题意得f ′(2)=-a 2=1,即a =-2,∴f (x )=-2ln x +2x -3,f ′(x )=2x -2x .∴g (x )=x 3+⎝ ⎛⎭⎪⎫m 2+2x 2-2x , ∴g ′(x )=3x 2+(m +4)x -2.∵g (x )在区间(t ,3)上总不是单调函数, 即g ′(x )在区间(t ,3)上有变号零点.由于g ′(0)=-2,∴⎩⎨⎧g ′(t )<0,g ′(3)>0.当g ′(t )<0时,即3t 2+(m +4)t -2<0对任意t ∈[1,2]恒成立, 由于g ′(0)<0,故只要g ′(1)<0且g ′(2)<0, 即m <-5且m <-9,即m <-9;由g ′(3)>0,即m >-373. ∴-373<m <-9.即实数m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-373,-9.。

(完整版)导数知识点归纳及应用

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导数知识点归纳及应用●知识点归纳一、相关概念1.导数的概念函数y=f(x),如果自变量x 在x 处有增量,那么函数y 相应地有增量=f (x +0x ∆y ∆0)-f (x ),比值叫做函数y=f (x )在x 到x +之间的平均变化率,即x ∆0xy∆∆00x ∆=。

如果当时,有极限,我们就说函数y=f(x)在点x x y ∆∆xx f x x f ∆-∆+)()(000→∆x x y ∆∆处可导,并把这个极限叫做f (x )在点x 处的导数,记作f’(x )或y’|。

000x x =即f (x )==。

00lim →∆x x y∆∆0lim →∆x xx f x x f ∆-∆+)()(00说明:(1)函数f (x )在点x 处可导,是指时,有极限。

如果不存在极限,00→∆x x y ∆∆xy∆∆就说函数在点x 处不可导,或说无导数。

0(2)是自变量x 在x 处的改变量,时,而是函数值的改变量,可以是x ∆00≠∆x y ∆零。

由导数的定义可知,求函数y=f (x )在点x 处的导数的步骤:0① 求函数的增量=f (x +)-f (x );y ∆0x ∆0② 求平均变化率=;x y ∆∆xx f x x f ∆-∆+)()(00③ 取极限,得导数f’(x )=。

0xyx ∆∆→∆lim 例:设f(x)= x|x|, 则f ′( 0)= .[解析]:∵ ∴f ′( 0)=00||lim ||lim )(lim )0()0(lim0000=∆=∆∆∆=∆∆=∆-∆+→∆→∆→∆→∆x xxx x x f x f x f x x x x 2.导数的几何意义函数y=f (x )在点x 处的导数的几何意义是曲线y=f (x )在点p (x ,f (x ))000处的切线的斜率。

也就是说,曲线y=f (x )在点p (x ,f (x ))处的切线的斜率00是f’(x )。

0相应地,切线方程为y -y =f /(x )(x -x )。

高中数学导数知识点总结

高中数学导数知识点总结

高中数学导数知识点总结一、导数的定义1. 导数的几何意义在直角坐标系中,函数的导数表示了函数曲线在某一点的切线的斜率。

也就是说,导数描述了函数在某一点处的变化率。

如果函数在某一点的导数为正,那么函数在这一点的曲线是朝上凸的;如果函数在某一点的导数为负,那么函数在这一点的曲线是朝下凸的;如果函数在某一点的导数为零,那么函数在这一点的曲线可能是一个最大值、最小值或者拐点。

2. 导数的代数定义设函数y=f(x),在点x0处可导。

如果当自变量x的增量为Δx时,函数值的增量Δy与自变量的增量Δx的比值在Δx趋于0时的极限存在,那么就称函数y=f(x)在点x0处可导。

这个极限就是函数在点x0处的导数,通常用f'(x0)或者df(x0)/dx来表示。

二、导数的性质1. 可导性与连续性在区间上连续的函数必定在该区间上有定义且连续的导数。

不过反之不成立。

2. 导数的四则运算法则设函数y=f(x)和y=g(x)都在x处可导,则:(1)常数函数的导数\[ (k)' = 0 \](2)乘积的导数\[ (u \cdot v)' = u' \cdot v + u \cdot v' \](3)商的导数\[ \left( \frac{u}{v} \right)' = \frac{u' \cdot v - u \cdot v'}{v^2} \](4)复合函数的导数\[ (f(g(x)))' = f'(g(x)) \cdot g'(x) \]3. 链式法则设函数y=f(u)和u=g(x)都在某点可导,则复合函数y=f(g(x))在该点可导,且有\[ y' = f'(g(x)) \cdot g'(x) \]4. 高阶导数如果函数f的导数也可导,则函数f有二阶导数,记作f'';同理,f(n)表示函数f的n阶导数。

导数知识点归纳及应用

导数知识点归纳及应用

导数知识点归纳及应用导数是微积分中非常重要的一个概念,它描述了一个函数在其中一点处的变化率。

导数的应用非常广泛,不仅在数学中有着重要的意义,也在物理、经济、工程等领域中得到了广泛的应用。

下面将详细介绍导数的定义、性质及其应用。

首先,我们来看导数的定义。

设函数f(x)在点x=a处的导数为f'(a),则导数的定义为:f'(a) = lim_(x→a) [f(x)-f(a)]/(x-a)其中,lim表示极限运算。

这个定义表明,导数可以通过求极限来得到,它描述了函数在点a处的变化率。

根据导数的定义,我们可以得到一些导数的基本性质。

首先,导数有线性性质,即对于任意的实数a和b,以及函数f(x)和g(x),有:(af(x)+bg(x))' = af'(x)+bg'(x)其次,导数满足乘法法则和链式法则。

乘法法则表明,对于函数的乘积,其导数可以通过各个函数的导数来计算,具体而言有:(f(x)g(x))'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)链式法则表明,对于复合函数,其导数可以通过外层函数和内层函数的导数来计算,具体而言有:(f(g(x)))'=f'(g(x))g'(x)此外,导数还满足反函数法则和导数的平均值定理。

反函数法则表明,对于反函数,其导数可以通过原函数的导数来计算,具体而言有:(f^(-1)(y))'=1/f'(x)导数的平均值定理表明,对于一个区间[a,b]上连续且可导的函数f(x),存在一个点c,在[a,b]内,使得f'(c)等于函数在该区间的平均变化率。

了解了导数的定义和性质后,我们可以来看一些导数的应用。

首先,导数可以用于计算函数在其中一点的斜率。

具体而言,如果函数f(x)在点x=a处的导数存在,那么它就可以表示函数在该点处的斜率,即函数在该点处的切线的斜率。

其次,导数还可以用于确定函数的最值。

高中数学人教版选修2-2导数及其应用知识点总结

高中数学人教版选修2-2导数及其应用知识点总结

高中数学人教版选修2-2导数及其应用知识点总结高中数学人教版选修2-2导数及其应用学问点总结数学选修2-2导数及其应用学问点必记1.函数的平均变化率是什么?答:平均变化率为f(x2)f(x1)f(x1x)f(x1)yfx2x1xxx注1:其中x是自变量的转变量,可正,可负,可零。

注2:函数的平均变化率可以看作是物体运动的平均速度。

2、导函数的概念是什么?答:函数yf(x)在xx0处的瞬时变化率是limf(x0x)f(x0)y,则称limx0xx0x函数yf(x)在点x0处可导,并把这个极限叫做yf(x)在x0处的导数,记作f"(x0)或y"|xx0,即f"(x0)=limf(x0x)f(x0)y.limx0xx0x3.平均变化率和导数的几何意义是什么?答:函数的平均变化率的几何意义是割线的斜率;函数的导数的几何意义是切线的斜率。

4导数的背景是什么?答:(1)切线的斜率;(2)瞬时速度;(3)边际成本。

5、常见的函数导数和积分公式有哪些?函数导函数不定积分ycy"0xn1xdxn1nyxnnN*y"nxn1yaxa0,a1y"alnay"exxaxadxlnaxyexedxex xylogaxa0,a1,x0ylnxy"1xlna1x1xdxlnxy"ysinxy"cosxcosxdxsinxsinx dxcosxycosxy"sinx6、常见的导数和定积分运算公式有哪些?答:若fx,gx均可导(可积),则有:和差的导数运算f(x)g(x)f(x)g(x)""f"(x)g"(x)f"(x)g(x)f(x)g"(x)积的导数运算特殊地:Cfx"Cf"x商的导数运算f(x)f"(x)g(x)f(x)g"(x)(g(x)0)g(x)2g(x)"1g"(x)特殊地:"2gxgx复合函数的导数yxyuux微积分基本定理fxdxab(其中F"xfx)和差的积分运算ba[f1(x)f2(x)]dxf1(x)dxf2(x)dxaabb特殊地:积分的区间可加性bakf(x)dxkf(x)dx(k为常数)abbaf(x)dxf(x)dxf(x)dx(其中acb)accb6.用导数求函数单调区间的步骤是什么?答:①求函数f(x)的导数f"(x)②令f"(x)>0,解不等式,得x的范围就是递增区间.③令f"(x)8.利用导数求函数的最值的步骤是什么?答:求f(x)在a,b上的最大值与最小值的步骤如下:⑴求f(x)在a,b 上的极值;⑵将f(x)的各极值与f(a),f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值。

导数知识点总结大全

导数知识点总结大全

导数知识点总结大全一、基本概念1.1 导数的定义对于函数y = f(x),在点x处的导数表示为f'(x),它定义为函数在该点的变化率。

导数可以用极限的概念来定义:\[f'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}\]其中,h表示自变量x的小变化量,当h趋近于0时,这个极限就表示了函数在点x处的导数。

导数也可以表示为函数的微分形式,即dy = f'(x)dx。

1.2 导数的几何意义导数有着重要的几何意义,它表示了函数在某一点上的切线斜率。

对于函数y = f(x),在点(x, f(x))处的切线的斜率恰好等于函数在该点的导数f'(x)。

这意味着导数可以描述函数在某一点的变化速率和方向。

1.3 导数的物理意义在物理学中,导数也有着重要的物理意义。

对于物理量s关于时间t的函数s(t),它的导数s'(t)表示了速度的变化率,即s'(t) = ds/dt。

类似地,速度关于时间的函数v(t)的导数v'(t)表示了加速度的变化率,即v'(t) = dv/dt。

因此,导数在描述物理过程中的变化率和速度方面也有着重要的应用。

1.4 导数的符号表示导数的符号表示通常有几种形式,常见的包括f'(x)、dy/dx、y'等。

它们都表示对函数y =f(x)的自变量x求导所得到的结果,即函数在某一点上的变化率或者斜率。

二、导数的性质2.1 导数存在性对于一个函数f(x),它在某一点上的导数可能存在也可能不存在。

如果函数在某一点上导数存在,那么称该函数在该点上可导。

对于大多数常见的函数,它们在定义域内是可导的,例如多项式函数、三角函数、指数函数等。

但也存在一些特殊的函数,在某些点上导数可能不存在,例如绝对值函数在原点处的导数就不存在。

2.2 导数的连续性如果一个函数在某一点上导数存在,并且它在该点上是连续的,那么称该函数在该点上是可微的。

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导数及其应用 知识点总结
1、函数()f x 从1x 到2x 的平均变化率:()()2121
f x f x x x -- 2、导数定义:()f x 在点0x 处的导数记作x
x f x x f x f y x x x ∆-∆+='='→∆=)()(lim )(00000;. 3、函数()y f x =在点0x 处的导数的几何意义是曲线
()y f x =在点()()00,x f x P 处的切线的斜率. 4、常见函数的导数公式:
①'C 0=; ②1')(-=n n nx
x ;③x x cos )(sin '=; ④x x sin )(cos '-=; ⑤a a a x x ln )('=;⑥x x e e =')(; ⑦a x x a ln 1)(log '=;⑧x
x 1)(ln '= 5、导数运算法则:
()1 ()()()()f x g x f x g x '''±=±⎡⎤⎣⎦;
()2 ()()()()()()f x g x f x g x f x g x '''⋅=+⎡⎤⎣⎦;
()3()()()()()()()()()20f x f x g x f x g x g x g x g x '⎡⎤''-=≠⎢⎥⎡⎤⎣⎦⎣⎦.
6、在某个区间(),a b 内,若()0f x '>,则函数()y f x =在这个区间内单调递增; 若()0f x '<,则函数()y f x =在这个区间内单调递减.
7、求解函数()y f x =单调区间的步骤:
(1)确定函数()y f x =的定义域; (2)求导数''
()y f x =;
(3)解不等式'()0f x >,解集在定义域内的部分为增区间;
(4)解不等式'()0f x <,解集在定义域内的部分为减区间.
8、求函数()y f x =的极值的方法是:解方程()0f x '=.当()00f x '=时: ()1如果在0x 附近的左侧()0f x '>,右侧()0f x '<,那么()0f x 是极大值;
()2如果在0x 附近的左侧()0f x '<,右侧()0f x '>,那么()0f x 是极小值.
9、求解函数极值的一般步骤:
(1)确定函数的定义域 (2)求函数的导数f ’(x)
(3)求方程f ’(x)=0的根
(4)用方程f ’(x)=0的根,顺次将函数的定义域分成若干个开区间,并列成表格
(5)由f ’(x)在方程f ’(x)=0的根左右的符号,来判断f(x)在这个根处取极值的情况
10、求函数()y f x =在[],a b 上的最大值与最小值的步骤是:
()1求函数()y f x =在(),a b 内的极值;
()2将函数()y f x =的各极值与端点处的函数值()f a ,()f b 比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.。

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