导数的应用课件.ppt


3
3
(2)
f
( x)极大值

f
(2) 3

32 ,
27
f (x)极小值 f (2) 0
变式 1:已知函数 f (x) x3 4x2 4x ,若 x [0, 5],
2
求函数 f (x)的最值
解:又 f (0) 0, f(5) 5
28

f
( x)最大值

32 , 27
f(x)最小值

0
解决极值、最值问题的一般方法与步骤为:
①求导数 ②标零点 ③判正负 ④画草图
⑤定极值 ⑥比最值
二.知识迁移,触类旁通 变 式 2 : 已 知 函 数 f (x) x3 4x2 4x , 若 存 在
x [0, 5],使 f (x) m成立,求实数 m 的取值范围
2
解: m 0
变式 3:已知函数 f (x) x3 4x2 4x ,若对任意
x1, x2
[0, 5],有
2
f (x1)
f(Biblioteka 2 ) a恒成立,求实数 a
的取值范围
解:a 32
27
探究 1:已知函数 f (x) x3 4x2 4x , x [0, 5],
2
函数 f (x) 的图象与 y a 的图象有三个相异的
3 27
P(x0 , y0 )
P(8 3

x0
,
32 27

y0
)
3
解: a 4, b 4
探究 1:已知函数 f (x) x3 4x2 4x 在 x [a,b] 上的最大值 、最小值分别为 f (2) 32 , f (2) 0 ,求 a, b 的取值范围
3 27
解:0 a 2 且2 b 8
3
3
探究 2.已知函数 f (x) x3 4x2 4x , x R 且
x1 x2 ,证明: f (x2 ) f (x1) 4
x2 x1
3
f (x) 3x2 8x 4
3(x 4)2 4 33
探究 3.已知函数 f (x) x3 4x2 4x , 证明:函数 f (x) 的图象关于(4 , 16 )对称
3
函数,在(2,)上为增函数,求实数 a 的值
解: a 4
变式 1:已知函数 f (x) x3 4x2 ax 在(2 ,2)上为
3
减函数,求实数 a 的取值范围
解: a 4
变式 2:已知函数 f (x) x3 ax2 bx 分别在 x 2 和
x 2 处取得极值,求实数 a , b 的值
公共点,求实数 a 的取值范围
解:0 a 5
8
探 究 2: 已知 函数 f (x) x3 4x2 4x 的 图 象与 g(x) 7x a 的图象有三个相异的公共点,求 实数 a 的取值范围
解:51 a 49
27
三.能力提升,拓展思维 问题 2:已知函数 f (x) x3 4x2 ax在(2 ,2)上为减
导数的应用
一.再现知识,夯实双基
问题 1:已知函数 f (x) x3 4x2 4x (1)求 f (x)的单调区间 (2)求 f (x)的极值 (3)画出函数 f (x)的大致图象
解:(1) f (x) 3x2 8x 4 (3x 2)(x 2)
增区间为:(, 2), (2, ) 减区间为:( 2 , 2)
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1.1.3导数的几何意义课件共35张PPT

1.1.3导数的几何意义课件共35张PPT

(3)设切点为(a,b),则 y′|x=a=a2=1, ∴a=±1, 当 a=1 时,b=53,切点为1,53, 当 a=-1 时,b=1,切点为(-1,1), ∴切线方程为 3x-3y+2=0 或 x-y+2=0. ………………………………………………………………………………12 分
[反思提升] (1)求“在某点处”的切线:该点必在曲线上且是切点,而求“过某 点”的切线该点不一定在曲线上,且该点不一定是切点. (2)求“过某点”的切线方程的步骤 ①设“过某点”的切线 l 与曲线相切的切点坐标为(x0,y0). ②用“在点(x0,y0)处”的切线求法,写出切线 l 的方程. ③利用切线“过某点”,其坐标满足切线方程,求出 x0 与 y0. ④将(x0,y0)代入②中的切线 l 化简即求出“过某点”的切线方程. (3)求“过某点”的曲线的切线方程中,该点在曲线上时,所求点的切线中一定包 括“在该点”处曲线的切线.
∴曲线 y=1x在点(1,1)处的切线方程为 y-1=-(x-1),即 y=-x+2. 曲线 y=x2 在点(1,1)处的切线斜率为
f′(1)=liΔmx→0 1+ΔΔxx2-12=liΔmx→0 2Δx+ΔxΔx2=liΔmx→0 (2+Δx)=2, ∴曲线 y=x2 在点(1,1)处的切线方程为 y-1=2(x-1),即 y= 2x-1. 两条切线方程 y=-x+2 和 y=2x-1 与 x 轴所围成的图形如图 所示, ∴S=12×1×2-12=34,即三角形的面积为34.
导数几何意义应用问题的解题策略: (1)导数几何意义的应用问题往往涉及解析几何的相关知识,如直线斜率与方 程以及直线间的位置关系等,因此要综合应用所学知识解题. (2)解题的关键是函数在某点处的导数,已知切点可以求斜率,已知斜率也可 以求切点,切点的坐标是常设的未知量. (3)一定要区分曲线 y=f(x)在点 P(x0,f(x0))处的切线与过点 P(x0,f(x0))的切线 的不同,前者 P 为切点,后者 P 不一定为切点.

高等数学(理工科)课件第3章导数的应用

高等数学(理工科)课件第3章导数的应用

0
0
极
f (x) ↗ 大
值
极大值 f (1) 10,
极
↘
小
↗
值
极小值 f (3) 22.
高等数学应用教程 3.2.1 函数的极值及其求法
解法2 f ( x) 3x2 6x 9 3( x 1)(x 3) f (x) 6x 6 6(x 1)
令 f ( x) 0, 得驻点 x1 1, x2 3. 由于 f (1) 12 0, 则 f (1) 10为极大值 由于 f (3) 12 0, 则 f (3) 22为极小值
1、求出函数 f(x)所有的临界点(驻点和不可导点);
2、计算各临界点的函数值和区间端点的函数值;
3、比较各函数值的大小,其中最大的就是函数 f(x)在区 间[a, b]上的最大值,最小的就是函数 f(x)在区间[a, b] 的最小值.
高等数学应用教程 3.2.2 函数的最大值与最小值 例3
高等数学应用教程 3.2.2 函数的最大值与最小值
2
arctan
1 n
n
( n 为正整数)?
高等数学应用教程
二、 型未定式
定理3.3.2 如果函数 f (x)和g (x)满足:
2)
f
( x)、g ( x)
,在
o
U(x0 )
内可导,且
f (x)
3) lim
A
xx0 g(x)
则 lim f (x) lim f (x) A
xx0 g(x) xx0 g(x)
高等数学应用教程
3.1 函数的单调性与凹凸性
3.1 函数的单调性与凹凸性
上面图形的形状可以通过导数的知识加以 研究解决,为此先介绍拉格朗日中值定理

导数及其应用课件PPT

导数及其应用课件PPT

又因为函数在(0,+∞)上只有一个极大值点,所以函数在x=9处取得最大值.
解析答案
12345
4.某公司生产某种产品,固定成本为 20 000 元,每生产一单位产品,成本增
加 100 元,已知总收益 r 与年产量 x 的关系是 r=400x-21x2,0≤x≤400, 80 000, x>400,
则总利润最大时,年产量是( )
即当x为2.343 m,y为2.828 m时,用料最省.
解析答案
题型二 面积、容积的最值问题 例2 如图,要设计一张矩形广告,该广告含有大小相等的左右两个矩形 栏目(即图中阴影部分),这两栏的面积之和为18 000 cm2,四周空白的宽 度为10 cm,两栏之间的中缝空白的宽度为5 cm.怎样确定广告的高与宽的 尺寸(单位:cm),能使矩形广告面积最小?
反思与感悟
解析答案
跟踪训练1 某单位用木料制作如图所示的框架,框架的下部是边长分别为
x,y(单位:m)的矩形,上部是等腰直角三角形,要求框架的总面积为8 m2,
问:x,y分别是多少时用料最省?(精确到0.001 m)
解 依题意,有 xy+12·x·2x=8,∴y=8-x x42=8x-4x(0<x<4 2),
即当x为2.343 m,y为2.828 m时,用料最省.
解析答案
题型二 面积、容积的最值问题 例2 如图,要设计一张矩形广告,该广告含有大小相等的左右两个矩形 栏目(即图中阴影部分),这两栏的面积之和为18 000 cm2,四周空白的宽 度为10 cm,两栏之间的中缝空白的宽度为5 cm.怎样确定广告的高与宽的 尺寸(单位:cm),能使矩形广告面积最小?
S′(x)=6x2-24x+16,
令
S′(x)=0,得

导数的综合应PPT课件

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又 f12=1-ln2,f(2)=-12+ln2, f(12)-f(2)=32-2ln2=lne3-2 ln16, ∵e3>16,∴f12-f(2)>0,即 f12>f(2). ∴f(x)在区间12,2上的最大值 f(x)max=f12=1-ln2.
综上可知,函数 f(x)在12,2上的最大值是 1-ln2,最小值是 0.
(2)因为当x<1时,f′(x)>0; 当1<x<2时,f′(x)<0;当x>2时,f′(x)>0, 所以当x=1时,f(x)取极大值f(1)=52-a; 当x=2时,f(x)取极小值f(2)=2-a. 故当f(2)>0或f(1)<0时,方程f(x)=0仅有一个实根. 解得a<2或a>52.
考点2 利用导数证明不等式问题
例 2:已知函数 f(x)=1- axx+lnx. (1)若函数 f(x)在[1,+∞)上为增函数,求正实数 a 的取值范 围; (2)当 a=1 时,求 f(x)在12,2上的最大值和最小值; (3)当 a=1 时,求证:对大于 1 的任意正整数 n,都有 lnn>12+ 13+14+…+1n.
解析:(1)∵f(x)=1- ax x+lnx,∴f′(x)=axa-x2 1(a>0). ∵函数 f(x)在[1,+∞)上为增函数, ∴f′(x)=axa-x21≥0 对 x∈[1,+∞)恒成立. ∴ax-1≥0 对 x∈[1,+∞)恒成立. 即 a≥1x对 x∈[1,+∞)恒成立. ∴a≥1.
图4-3-3
关于导数的应用,课标要求 (1)了解函数的单调性与导数的关系,能利用导数研究函数的 单调性,会求不超过三次的多项式函数的单调区间. (2)了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件;会用导 数求不超过三次的多项式函数的极大值、极小值,以及闭区间上 不超过三次的多项式函数的最大值、最小值.

导数的应用----单调性、极值精华课件

导数的应用----单调性、极值精华课件

典型例题 4
设 t0, 点 P(t, 0) 是函数 f(x)=x3+ax与 g(x)=bx2+c 的图象的一 个公共点, 两函数的图象在点 P 处有相同的切线. (1)用 t 表示 a, b, c; (2)若函数 y=f(x)-g(x) 在 (-1, 3) 上单调递减, 求 t 的取值范 围. 解: (1)∵函数 f(x) 的图象过点 P(t, 0), ∴ f(t)=0t3+at=0. ∵t0, ∴a=-t2. 又∵函数 g(x) 的图象也过点 P(t, 0), ∴ g(t)=0bt2+c=0. ∴c=ab. ∵两函数的图象在点 P 处有相同的切线, ∴ f(t)=g(t). 而 f(x)=3x2+a, g(x)=2bx, ∴3t2+a=2bt. 将 a=-t2 代入上式得 b=t. ∴c=ab=-t3. 综上所述, a=-t2, b=t, c=-t3. (2)方法一 y=f(x)-g(x)=x3-tx2-t2x+t3. y=3x2-2tx-t2=(3x+t)(x-t). 当 y=(3x+t)(x-t)<0 时, y=f(x)-g(x)为减函数.
6.设函数 f(x) 在 [a, b] 上连续, 在 (a, b) 内可导, 求 f(x) 在 [a, b] 上的最大值与最小值的步骤如下: (1)求 f(x) 在 (a, b) 内的极值; (2)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.
如果应用导数解决实际问题, 最关键的是要建立恰当的数学 模型(函数关系), 然后再运用上述方法研究单调性及极(最)值.
三、知识要点
1.函数的单调性 (1)(函数单调性的充分条件)设函数 y=f(x) 在某个区间内可 导, 如果 f(x)>0, 则 y=f(x) 为增函数, 如果 f(x)<0, 则 y=f(x) 为 减函数, (2)(函数单调性的必要条件)设函数 y=f(x) 在某个区间内可 导, 如果 f(x) 在该区间单调递增(或减), 则在该区间内 f(x)≥0 (或 f(x)≤0). 注 当 f (x) 在某个区间内个别点处为零, 在其余点处均为正 (或负)时, f(x) 在这个区间上仍旧是单调递增(或递减)的. 例 f(x)=x3 在 (-1, 1) 内, f(0)=0, f(x)>0(x0). 显然 f(x)=x3 在 (-1, 1) 上仍旧是增函数.

《高等数学导数》课件

《高等数学导数》课件

答案
2. 求下列函数的极值:
$f'(x) = 3x^2 - 6x + 2$,极值点为 $x=1 pm sqrt{2}$,极大值为 $f(1+sqrt{2}) = 1 + 2sqrt{2}$,极小值为 $f(1-sqrt{2}) = 1 - 2sqrt{2}$。
$f'(x) = ln x + 1$,极值点为 $x=1$,极大值为 $f(1) = 0$。
《高等数学导数》ppt 课件
contents
目录
• 导数的基本概念 • 导数的计算 • 导数的应用 • 导数的扩展 • 习题与答案
CHAPTER 01
导数的基本概念
导数的定义
总结词
导数是函数在某一点的变化率,表示 函数在该点的切线斜率。
详细描述
导数定义为函数在某一点附近取得的 最小变化率,即函数在这一点处的切 线斜率。导数的计算公式为lim(x→0) [f(x+h) - f(x)] / h,其中h趋于0。
2. 求下列函数的极值:
01
03 02
习题
$f(x) = frac{1}{x}$
$f(x) = e^x$
答案
01
1. 求下列函数的导数:
02
$y' = 2x + 2$
03
$y' = -frac{1}{x^2}$
答案
• $y' = \sin x + x \cdot \cos x$
答案
• $y' = e^x$
总结词
导数的四则运算在解决实际问题中具 有广泛的应用,例如在经济学、物理
学和工程学等领域。
详细描述
导数的四则运算法则是基于极限理论 推导出来的,通过这些法则,可以方 便地求出复杂函数的导数。

导数在实际生活中的应用PPT教学课件


为定值V,怎样设计桶的底面半径才能使材料最省?此时高
与底面半径比为多少?
解:设桶底面半径为R,
则 桶 高 为h
V
R2
桶的用料为
S(R)
2
R2
2
R
V
R2
2 R2 2V ,
R
S'(R)
4
R
2V R2
,
令S'(R)
4
R
2V R2
0,
解得R
V
2
h R
此时,h
V
R2
V
3
V
2
2
4V 2 V
2
即h 2R
因为S(R)只有一个极值,所以它是最小值。
答:当罐高与底的直径想等时,所用材料最省。
例3.已知某商品生产成本C与产量q的函数关系式为C=100+4q,
价格p与产量q的函数关系式为 p 25 1 q. 求产量q为何值 8
时,利润L最大。
分析:利润L等于收入R减去成本C,而收入R等于产量乘价格.由此可得出 利润L与产量q的函数关系式,再用导数求最大利润.
3、辨别真伪
我是历史 小专家
(1)汉武帝时大力推行儒学教育,在长安兴
办太学。(
)
X (2)董仲舒建议汉高祖,允许诸侯王把自己 的封地分给子弟,建立较小的侯国。( )
(3)汉文帝时,西汉在政治、经济、军事和
X 思想上实现了大一统,进入鼎盛时期( )
通过本课的学习你知道 了哪些历史人物?你最欣赏或 最钦佩谁?说说你喜欢或钦佩 他的理由。
在实际问题中,如果函数 f ( x )在某区间内 只有一个x0 使f ´(x0)=0,而且从实际问题本身又可 以知道函数在 这点有极大(小)值,那么不与端点 比较, f ( x0 )就是所求的最大值或最小值. (所说区间的也适用于开区间或无穷区间)

导数应用课件

解析: (1)∵y′=3x2+6ax+3b,
12+12a+3b=0 由题意得 , 3+6a+3b=-3
解得a=-1,b=0, 则y=x3-3x2+c,y′=3x2-6x. 解y′=3x2-6x>0,得x<0或x>2;
工具
第二章
函数、导数及其应用
栏目导引
解y′=3x2-6x<0,得0<x<2. ∴函数的单调递增区间是(-∞,0),(2,+∞), 单调递减区间是(0,2). (2)由(1)可知函数在x=0时取得极大值c,在x=2时取得极小值c-4, ∴函数的极大值与极小值的差为c-(c-4)=4.
3π ,2π 2
,单调递
3π 3π 3π π, ,极小值为f = ,极大值为f(π)=π+2. 减区间是 2 2 2
工具
第二章
函数、导数及其应用
栏目导引
【变式训练】
2.已知函数y=x3+3ax2+3bx+c在x=2处有极值,
且其图象在x=1处的切线与直线6x+2y+5=0平行. (1)求函数的单调区间; (2)求函数的极大值与极小值的差.
同理,x=x3为极大值点,x=x2,x=x4为极小值点,故选C.
答案: C
工具
第二章
函数、导数及其应用
栏目导引
π 3.函数 y=x+2cos x 在0,2上取得最大值时,x 的值为(
)
A.0
解析: 选B.
π π π π 方法一:代入则可比较得f6= +2cos = + 3最大,故 6 6 6
工具
第二章
函数、导数及其应用
栏目导引
1 (2)由(1)知g(x)=- x3+2x,所以g′(x)=-x2+2. 3 令g′(x)=0,解得x1=- 2,x2= 2, 则当x<- 2 或x> 2 时,g′(x)<0,从而g(x)在区间(-∞,-

《导数的概念及应用》课件

以判断函数的单调性。
极值与导数的关系
总结词
导数的零点通常是函数的极值点,但需 满足一定的条件。在极值点处,导数的 符号发生变化。
VS
详细描述
如果一个函数在某一点的导数为零,且在 这一点的一阶导数存在,那么这个点可能 是函数的极值点。为了确定这一点是否为 极值点,需要检查该点两侧的导数符号是 否发生变化。如果导数的符号在这一点从 正变为负或从负变为正,则该点为极值点 。
曲线的凹凸性与导数的关系
总结词
二阶导数可以判断曲线的凹凸性。二阶导数 大于零的区间内,曲线是凹的;二阶导数小 于零的区间内,曲线是凸的。
详细描述
二阶导数描述了函数值随自变量变化的加速 度。当二阶导数大于零时,表示函数在该区 间内单调递增;当二阶导数小于零时,表示 函数在该区间内单调递减。因此,通过分析 二阶导数的正负,可以判断曲线的凹凸性。
详细描述
在流体动力学中,导数可以用来描述流体速度和压强的变化规律,以及流体流动的稳定性分析。在结构分析中, 导数可以用来计算结构的应力和应变,评估结构的强度和稳定性。在控制理论中,导数可以用来分析系统的动态 响应和稳定性,优化系统的性能和稳定性。
THANKS
感谢观看
极值的概念
函数在某点的极值表示该点附近函数值的大小变化情 况,极值可以是极大值或极小值。
导数与极值的关系
函数在极值点的导数等于零,通过求导可以找到极值 点。
极值问题的求解方法
利用导数等于零的条件,结合函数单调性判断,确定 极值点并计算出极值。
曲线的长度计算
曲线长度的概念
01
曲线长度表示曲线本身的长度,是几何学中的一个基本概念。
导数的几何意义
总结词
导数在几何上表示函数图像在某一点的切线斜率。

《导数的几何意义》课件


热量与温度
在热传导问题中,导数的几何意义可以帮助 理解热量在物体中的传递和分布。温度是热 量的度量,而物体中的温度梯度(即温度随
位置的变化率)可以用导数来表示。
经济问题
要点一
供需关系
在经济学中,导数可以用来分析供需关系的变化。需求函 数或供给函数的导数可以描述价格与需求量或供给量之间 的变化率,帮助理解市场的均衡状态和价格调整机制。
隐函数求导
方法
通过对方程两边求导来求解隐函数的导数。
注意事项
在求导过程中,需要保持方程两边的等价关 系,并注意复合函数的求导法则。
04
导数在实际问题中的应用
物理问题
速度与加速度
在物理学中,导数被广泛应用于描述物体的 运动状态。速度是位置函数的导数,表示物 体在单位时间内通过的距离;而加速度是速 度函数的导数,表示物体速度变化的快慢。
02 导数可以用来求解微分方程,通过对方程进行求 导和积分,可以得到微分方程的解。
03 微分方程是描述物理现象的重要工具,通过求解 微分方程,可以了解物理现象的变化规律。
THANKS
感谢观看
信号处理
在信号处理和图像处理中,导数起着关键作用。信号的强度随时间的变化率可以用导数 来描述,而图像的边缘和轮廓可以通过求导来检测。此外,导数还可以用于图像的锐化
和模糊处理等操作。
05
导数的扩展知识
高阶导数
01
定义
高阶导数是函数导数的连续函数 ,表示函数在某一点的n阶导数 。
02
03
应用
计算方法
导数的性质
总结词
导数具有一些基本的性质,如可加性、可乘性、链式法则等。
详细描述
导数具有可加性、可乘性和链式法则等基本性质。这些性质是导数运算的基础,有助于理解和计算复杂的导数表 达式。
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