最新2.11变化率与导数、导数的计算汇总

合集下载

高二数学变化率与导数知识点总结

高二数学变化率与导数知识点总结

高二数学变化率与导数知识点总结在高二数学学习中,变化率和导数是非常重要的概念。

它们是微积分的基础,也是我们理解函数变化规律和求解问题的重要工具。

下面是关于高二数学中变化率和导数的知识点总结。

1. 变化率的概念变化率是描述一个量相对于另一个量的变化程度的指标。

在数学中,我们通常用函数的导数来表示变化率。

对于函数y = f(x),它的变化率可以用以下两种方式表示:- 平均变化率:平均变化率是函数在某个区间上的变化量与该区间长度的比值。

如果x的取值从a到b,对应的y的取值从f(a)到f(b),则该区间上的平均变化率为:平均变化率 = (f(b) - f(a)) / (b - a)- 瞬时变化率:瞬时变化率是指在某一点上的瞬时变化速度。

如果函数在x点的导数存在,则该点的瞬时变化率为导数值,即:瞬时变化率 = f'(x)2. 导数的定义和性质导数是描述函数变化率的工具,它的定义如下:- 对于函数y = f(x),如果函数在某一点x上的导数存在,那么导数表示函数在该点的瞬时变化率。

导数的定义如下: f'(x) = lim(h->0) [f(x+h) - f(x)] / h其中,f'(x)表示函数f(x)在点x处的导数。

导数具有以下几个重要的性质:- 导数存在的条件:函数在某一点x处的导数存在的充分必要条件是函数在该点的左导数和右导数存在且相等。

- 导数的几何意义:函数在某一点的导数等于函数曲线在该点切线的斜率。

切线的斜率可以用导数来表示。

- 导数与函数单调性的关系:如果函数在某区间内的导数大于0,则函数在该区间内单调递增;如果函数在某区间内的导数小于0,则函数在该区间内单调递减。

- 导数与函数极值的关系:如果函数在某一点的导数存在且为0,那么该点可能是函数的极值点。

3. 常见函数的导数- 幂函数导数:对于幂函数y = x^n,其中n为常数,它的导数为:dy/dx = n*x^(n-1)- 指数函数导数:对于指数函数y = a^x,其中a为常数且大于0且不等于1,它的导数为:dy/dx = a^x * ln(a)- 对数函数导数:对于对数函数y = log_a(x),其中a为常数且大于0且不等于1,它的导数为:dy/dx = 1 / (x * ln(a))- 三角函数导数:对于三角函数sin(x),cos(x),tan(x)等,它们的导数可以通过基本导数公式来求解。

(完整版)变化率与导数、导数的计算知识点与题型归纳

(完整版)变化率与导数、导数的计算知识点与题型归纳

(完整版)变化率与导数、导数的计算知识点与题型归纳1●⾼考明⽅向1.了解导数概念的实际背景.2.理解导数的⼏何意义.3.能根据导数定义求函数y =c (c 为常数),y =x ,y =x 2,y =x 3,y =1x 的导数. 4.能利⽤基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数.★备考知考情由近⼏年⾼考试题统计分析可知,单独考查导数运算的题⽬很少出现,主要是以导数运算为⼯具,考查导数的⼏何意义为主,最常见的问题就是求过曲线上某点的切线的斜率、⽅程、斜率与倾斜⾓的关系,以平⾏或垂直直线斜率间的关系为载体求参数的值,以及与曲线的切线相关的计算题.考查题型以选择题、填空题为主,多为容易题和中等难度题,如2014⼴东理科10、⽂科11. 2014⼴东理科10 曲线52-=+xy e在点()0,3处的切线⽅程为;2014⼴东⽂科11曲线53=-+xy e 在点()0,2-处的切线⽅程为;⼀、知识梳理《名师⼀号》P39知识点⼀导数的概念(1)函数y=f(x)在x=x0处的导数称函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率limΔx→0ΔyΔx=limΔx→0f(x0+Δx)-f(x0)Δx为函数y=f(x)在x=x0处的导数,记作f′(x0)或y′|x=x0.(2)称函数f′(x)=limΔx→0f(x+Δx)-f(x)Δx为f(x)的导函数.注意:《名师⼀号》P40 问题探究问题1f′(x)与f′(x0)有什么区别?f′(x)是⼀个函数,f′(x0)是常数,f′(x0)是函数f′(x)在点x0处的函数值.例.《名师⼀号》P39 对点⾃测11.判⼀判(1)f′(x0)是函数y=f(x)在x=x0附近的平均变化率.()(2)f′(x0)与[f(x0)]′表⽰的意义相同.()(3)f′(x0)是导函数f′(x)在x=x0处的函数值.()答案(1)×(2)×(3)√23知识点⼆导数的运算公式及法则 1.基本初等函数的导数公式注意:(补充)常量函数的导数为零11.(),'()0;2.(),'();3.()sin ,'()cos ;4.()cos ,'()sin ;5.(),'()ln (0);6.(),'();17.()log ,'()(0,1);ln 8.nn x xx x a f x c f x f x x f x nx f x x f x x f x x f x x f x a f x a a a f x e f x e f x x f x a a x a -========-==>====>≠公式若则公式若则公式若则公式若则公式若则公式若则公式若则且公式若1()ln ,'();f x x f x x ==则42.导数的运算法则注意:(补充)复合函数的导数(())y f u x =,'''(())()y f u x u x =g注意:《名师⼀号》P40 问题探究问题3对函数求导时,其基本原则是什么?求函数的导数时,要准确地把函数分割为基本函数的和、差、积、商及其复合运算的形式,再利⽤运算法则求导数.对于不具备求导法则结构形式的要适当恒等变形;对于⽐较复杂的函数,如果直接套⽤求导法则,会使求导过程繁琐冗长,且易出错,此时,可将解析式进⾏合'221.(()())''()'()2.(()())''()()()'()()'()()()()'3.()()4.(())''()1'()5.[]'()()f x g x f x g x f x g x f x g x f x g x f x f x g x f x g x g x g x cf x cf x g x g x g x ±=±?=?+-= ==-理变形,转化为较易求导的结构形式,再求导数.但必须注意变形的等价性,避免不必要的运算失误., 称为曲线在点P处的切线的斜率.即:'0000()()()lim lim→?→+?-===x xf x x f xyk f xx x切线5导数的⼏何意义函数在x=x0处的导数——曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处切线的斜率.导数的物理意义——瞬时速度例.周练13-1⼀个物体的运动⽅程为s=1-t+t2,其中s的单位是⽶,t的单位是秒,那么物体在3秒末的瞬时速度是() A.7⽶/秒B.5⽶/秒C.6⽶/秒D.4⽶/秒注意:《名师⼀号》P40 问题探究问题2过点P的切线与在点P处的切线有什么区别?在点P处的切线,P是切点,⽽过点P的切线,P不⼀定是切点,后者包括前者.注意:《名师⼀号》P40 问题探究问题2过点P的切线与在点P处的切线有什么区别?在点P处的切线,P是切点,⽽过点P的切线,P不⼀定是切点,后者包括前者.67⼆、例题分析: (⼀) 导数的计算例1.(补充)⽤导数定义求函数1()f x x=的导数。

变化率与导数

变化率与导数

变化率与导数、导数的计算1.导数的概念(1)函数y =f (x )在x =x 0处的导数: 函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率 li mΔx →0 ΔyΔx =li m Δx →0 f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′|x =x 0,即f ′(x 0)=li mΔx →0 ΔyΔx =li m Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx.(2)导数的几何意义 :函数f (x )在点x 0处的导数f ′(x 0)的几何意义是在曲线y =f (x )上点P (x 0,y 0)处的切线的斜率(瞬时速度就是位移函数s (t )对时间t 的导数).相应地,切线方程为y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0).(3)函数f (x )的导函数: 称函数f ′(x )=li mΔx →0 f (x +Δx )-f (x )Δx为f (x )的导函数.2.基本初等函数的导数公式(sin x )′=cos_x ,(cos x )′=-sin_x ,(a x )′=a x ln_a , (e x )′=e x ,(log a x )=1x ln a,(ln x )′=1x .3.导数的运算法则(1)[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ); (2)[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x ); (3)⎣⎡⎦⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2(g (x )≠0). [小题体验]1.曲线y =e x 在点A (0,1)处的切线斜率为( ) A .1 B .2 C .eD.1e解析:选A 由题意知y ′=e x ,故所求切线斜率k =e x |x =0=e 0=1. 2.设函数f (x )在(0,+∞)内可导,且f (x )=x +ln x ,则f ′(1)=________.解析:由f (x )=x +ln x (x >0),知f ′(x )=1+1x ,所以f ′(1)=2.答案:23.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:31.利用公式求导时要特别注意除法公式中分子的符号,防止与乘法公式混淆. 2.求曲线切线时,要分清在点P 处的切线与过P 点的切线的区别,前者只有一条,而后者包括了前者.3.曲线的切线与曲线的交点个数不一定只有一个,这和研究直线与二次曲线相切时有差别.[小题纠偏]1.函数y =ln xe x的导函数为________________. 答案:y ′=1-x ln xx e x2.已知直线y =-x +1是函数f (x )=-1a ·e x 图象的切线,则实数a =________. 解析:设切点为(x 0,y 0),则f ′(x 0)=-1a ·e x 0=-1,∴e x 0=a ,又-1a ·e x 0=-x 0+1,∴x 0=2,a =e 2. 答案:e 2考点一 导数的运算(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]求下列函数的导数. (1)y =x 2sin x ; (2)y =ln x +1x ;(3)y =cos xe x; (4)y =11-x +11+x. 解:(1)y ′=(x 2)′sin x +x 2(sin x )′ =2x sin x +x 2cos x .(2)y ′=⎝⎛⎭⎫ln x +1x ′=(ln x )′+⎝⎛⎭⎫1x ′ =1x -1x2. (3)y ′=⎝⎛⎭⎫cos x e x ′=(cos x )′e x-cos x (e x)′(e x )2=-sin x +cos x e x . (4)∵y =11-x +11+x =21-x, ∴y ′=⎝⎛⎭⎫21-x ′=-2(1-x )′(1-x )2=2(1-x )2. [谨记通法]求函数导数的三种原则考点二 导数的几何意义(常考常新型考点——多角探明)[命题分析]导数的几何意义是每年高考的必考内容,考查题型既有选择题、填空题,也常出现在解答题的第(1)问中,难度偏小,属中低档题.常见的命题角度有: (1)求切线方程; (2)求切点坐标; (3)求参数的值.[题点全练]角度一:求切线方程1.已知f (x )=x 3-2x 2+x +6,则f (x )在点P (-1,2)处的切线与坐标轴围成的三角形的面积等于( )A .4B .5 C.254D.132解析:选C ∵f (x )=x 3-2x 2+x +6,∴f ′(x )=3x 2-4x +1,∴f ′(-1)=8,故切线方程为y -2=8(x +1),即8x -y +10=0, 令x =0,得y =10,令y =0,得x =-54,∴所求面积S =12×54×10=254.角度二:求切点坐标2.若曲线y =x ln x 上点P 处的切线平行于直线 2x -y +1=0,则点P 的坐标是________. 解析:由题意得y ′=ln x +x ·1x =1+ln x ,直线2x -y +1=0的斜率为2.设P (m ,n ),则1+ln m =2,解得m =e ,所以n =eln e =e ,即点P 的坐标为(e ,e).答案:(e ,e) 角度三:求参数的值3.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 设直线y =x +1与曲线y =ln(x +a )的切点为(x 0,y 0),则y 0=1+x 0,y 0=ln(x 0+a ).又y ′=1x +a ,所以y ′|x =x 0=1x 0+a =1,即x 0+a =1.又y 0=ln(x 0+a ),所以y 0=0,则x 0=-1,所以a =2.[方法归纳]导数几何意义的应用的2个注意点(1)当曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线垂直于x 轴时,函数在该点处的导数不存在,切线方程是x =x 0;(2)注意区分曲线在某点处的切线和曲线过某点的切线.曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线方程是y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0);求过某点的切线方程,需先设出切点坐标,再依据已知点在切线上求解.一抓基础,多练小题做到眼疾手快 1.函数f (x )=(x +2a )(x -a )2的导数为( ) A .2(x 2-a 2) B .2(x 2+a 2) C .3(x 2-a 2)D .3(x 2+a 2)解析:选C ∵f (x )=(x +2a )(x -a )2=x 3-3a 2x +2a 3, ∴f ′(x )=3(x 2-a 2).2.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=2xf ′(1)+ln x ,则f ′(1)=( ) A .-e B .-1 C .1D .e解析:选B 由f (x )=2xf ′(1)+ln x ,得f ′(x )=2f ′(1)+1x .∴f ′(1)=2f ′(1)+1,则f ′(1)=-1.3.曲线y =sin x +e x 在点(0,1)处的切线方程是( ) A .x -3y +3=0 B .x -2y +2=0 C .2x -y +1=0D .3x -y +1=0解析:选C ∵y =sin x +e x , ∴y ′=cos x +e x , ∴y ′| x =0=cos 0+e 0=2,∴曲线y =sin x +e x 在点(0,1)处的切线方程为y -1=2(x -0),即2x -y +1=0. 4.已知函数f (x )=ax 3+x +1的图象在点(1,f (1))处的切线过点(2,7),则a =________. 解析:∵f ′(x )=3ax 2+1, ∴f ′(1)=3a +1. 又f (1)=a +2,∴切线方程为y -(a +2)=(3a +1)(x -1). ∵切线过点(2,7),∴7-(a +2)=3a +1,解得a =1. 答案:15.分别求下列函数的导数: (1)y =e x ·cos x ;(2)y =x ⎝⎛⎭⎫x 2+1x +1x 3. 解:(1)y ′=(e x )′cos x +e x (cos x )′=e x cos x -e x sin x . (2)∵y =x 3+1+1x 2,∴y ′=3x 2-2x 3.二保高考,全练题型做到高考达标1.已知f (x )=x (2 015+ln x ),若f ′(x 0)=2 016,则x 0=( ) A .e 2 B .1 C .ln 2D .e解析:选B f ′(x )=2 015+ln x +x ·1x =2 016+ln x ,故由f ′(x 0)=2 016得2 016+ln x 0=2 016,则ln x 0=0,解得x 0=1.2.已知函数f (x )=(x 2+2)(ax 2+b ),且f ′(1)=2,则f ′(-1)=( ) A .-1 B .-2 C .2D .0解析:选B f (x )=(x 2+2)(ax 2+b )=ax 4+(2a +b )x 2+2b ,f ′(x )=4ax 3+2(2a +b )x 为奇函数,所以f ′(-1)=-f ′(1)=-2.3.曲线y =1-2x +2在点(-1,-1)处的切线方程为( ) A .y =2x +1 B .y =2x -1 C .y =-2x -3 D .y =-2x -2解析:选A ∵y =1-2x +2=x x +2, ∴y ′=x +2-x (x +2)2=2(x +2)2,y ′| x =-1=2,∴曲线在点(-1,-1)处的切线斜率为2, ∴所求切线方程为y +1=2(x +1),即y =2x +1.4.设点P 是曲线y =x 3-3x +23上的任意一点,P 点处切线倾斜角α的取值范围为( )A.⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫5π6,π B.⎣⎡⎭⎫2π3,π C.⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫2π3,π D.⎝⎛⎦⎤π2,5π6解析:选C 因为y ′=3x 2-3≥-3,故切线斜率k ≥-3,所以切线倾斜角α的取值范围是⎣⎡⎭⎫0,π2∪⎣⎡⎭⎫2π3,π. 5.已知f (x )=ln x ,g (x )=12x 2+mx +72(m <0),直线l 与函数f (x ),g (x )的图象都相切,且与f (x )图象的切点为(1,f (1)),则m 的值为( )A .-1B .-3C .-4D .-2解析:选D ∵f ′(x )=1x ,∴直线l 的斜率为k =f ′(1)=1, 又f (1)=0,∴切线l 的方程为y =x -1.g ′(x )=x +m ,设直线l 与g (x )的图象的切点为(x 0,y 0), 则有x 0+m =1,y 0=x 0-1,y 0=12x 20+mx 0+72,m <0, 于是解得m =-2.6.函数f (x )=x e x 的图象在点(1,f (1))处的切线方程是________. 解析: ∵f (x )=x e x , ∴f (1)=e ,f ′(x )=e x +x e x ,∴f ′(1)=2e ,∴f (x )的图象在点(1,f (1))处的切线方程为y -e =2e(x -1),即y = 2e x -e.答案:y =2e x -e7.如图,y =f (x )是可导函数,直线l :y =kx +2是曲线y =f (x )在x =3处的切线,令g (x )=xf (x ),其中g ′(x ) 是g (x )的导函数,则g ′(3)=________.解析:由题图可知曲线y =f (x )在x =3处切线的斜率等于-13,即f ′(3)=-13.又因为g (x )=xf (x ),所以g ′(x )=f (x )+xf ′(x ),g ′(3)=f (3)+3f ′(3), 由题图可知f (3)=1,所以g ′(3)=1+3×⎝⎛⎭⎫-13=0. 答案:08.设函数f (x )=(x -a )(x -b )(x -c )(a ,b ,c 是两两不等的常数),则a f ′(a )+b f ′(b )+c f ′(c )=________.解析:∵f (x )=x 3-(a +b +c )x 2+(ab +bc +ca )x -abc , ∴f ′(x )=3x 2-2(a +b +c )x +ab +bc +ca , f ′(a )=(a -b )(a -c ), f ′(b )=(b -a )(b -c ), f ′(c )=(c -a )(c -b ). ∴a f ′(a )+b f ′(b )+cf ′(c )=a (a -b )(a -c )+b (b -a )(b -c )+c(c -a )(c -b )=a (b -c )-b (a -c )+c (a -b )(a -b )(a -c )(b -c )=0.答案:09.求下列函数的导数. (1)y =x ·tan x ;(2)y =(x +1)(x +2)(x +3).解:(1)y ′=(x ·tan x )′=x ′tan x +x (tan x )′ =tan x +x ·⎝⎛⎭⎫sin x cos x ′=tan x +x ·cos 2x +sin 2x cos 2x=tan x +x cos 2x. (2)y ′=(x +1)′[(x +2)(x +3)]+(x +1)[(x +2)(x +3)]′=(x +2)(x +3)+(x +1)(x +2)+(x +1)(x +3)=3x 2+12x +11.10.已知函数f (x )=x 3-4x 2+5x -4. (1)求曲线f (x )在点(2,f (2))处的切线方程; (2)求经过点A (2,-2)的曲线f (x )的切线方程.解:(1)∵f ′(x )=3x 2-8x +5,∴f ′(2)=1,又f (2)=-2,∴曲线在点(2,f (2))处的切线方程为y +2=x -2,即x -y -4=0.(2)设曲线与经过点A (2,-2)的切线相切于点P (x 0,x 30-4x 20+5x 0-4),∵f ′(x 0)=3x 20-8x 0+5,∴切线方程为y -(-2)=(3x 20-8x 0+5)(x -2),又切线过点P (x 0,x 30-4x 20+5x 0-4), ∴x 30-4x 20+5x 0-2=(3x 20-8x 0+5)(x 0-2), 整理得(x 0-2)2(x 0-1)=0,解得x 0=2或1,∴经过A (2,-2)的曲线f (x )的切线方程为x -y -4=0,或y +2=0. 三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.已知曲线C :f (x )=x 3-ax +a ,若过曲线C 外一点A (1,0)引曲线C 的两条切线,它们的倾斜角互补,则a 的值为( )A.278 B .-2 C .2 D .-278解析:选A 设切点坐标为(t ,t 3-at +a ).由题意知,f ′(x )=3x 2-a ,切线的斜率k =y ′| x =t =3t 2-a ①,所以切线方程为y -(t 3-at +a )=(3t 2-a )(x -t ) ②.将点A (1,0)代入②式得-(t 3-at +a )=(3t 2-a )(1-t ),解得t =0或t =32.分别将t =0和t =32代入①式,得k=-a 和k =274-a ,由题意得它们互为相反数,故a =278.2.已知函数f (x )=13x 3-2x 2+3x (x ∈R)的图象为曲线C .(1)求过曲线C 上任意一点切线斜率的取值范围;(2)若在曲线C 上存在两条相互垂直的切线,求其中一条切线与曲线C 的切点的横坐标的取值范围.解:(1)由题意得f ′(x )=x 2-4x +3, 则f ′(x )=(x -2)2-1≥-1,即过曲线C 上任意一点切线斜率的取值范围是[-1,+∞). (2)设曲线C 的其中一条切线的斜率为k ,则由(2)中条件并结合(1)中结论可知,⎩⎪⎨⎪⎧k ≥-1,-1k ≥-1,解得-1≤k <0或k ≥1,故由-1≤x 2-4x +3<0或x 2-4x +3≥1, 得x ∈(-∞,2- 2 ]∪(1,3)∪[2+2,+∞).。

导数与变化率的概念与计算方法

导数与变化率的概念与计算方法

瞬时变化率
定义:瞬时变化 率是指在某一时 刻附近,函数值 随自变量变化的
趋势和快慢
计算方法:通 过求导数来计 算瞬时变化率
几何意义:瞬 时变化率可以 理解为函数图 像在该点的切程学等领域有广 泛的应用,如速 度、加速度等物
理量的计算
变化率的几何意义
变化率描述的是函数图像上两点间距离的相对变化 变化率等于函数图像上切线斜率 变化率可用于分析函数图像的形状和趋势 变化率的概念在导数定义中有着基础地位
热传导:导数可以用来描述热量的传递过程,例如物体温度随时间的变化规律和热传导方程的求 解。
电磁学:导数可以用来描述电场和磁场的变化规律,例如电场强度和磁场强度的计算。
导数在经济分析中的应用
边际分析:导数 用于研究经济活 动中各变量的变 化趋势和极限状 态,帮助决策者 做出最优决策。
弹性分析:导数 用于计算各种经 济指标的弹性, 从而分析各因素 对经济指标的影 响程度。
利用导数求瞬时变化率
定义:导数描述 了函数在某一点 处的切线的斜率
计算方法:通过 求导公式或导数 定义进行计算
应用场景:在物理学、 工程学等领域中,利 用导数求瞬时变化率 具有广泛的应用
注意事项:导数在 某些点可能不存在, 需要注意函数的可 导性
导数与变化率的 应用
导数在几何中的应用
导数在研究曲线上某点的切线 斜率中应用
经济分析:在经济学中, 变化率用于分析经济增 长、通货膨胀和利率等 经济指标的变化情况。
预测模型:在气象学 和统计学中,变化率 用于建立预测模型, 例如预测股票价格和 天气变化趋势。
控制系统:在控制工 程中,变化率用于设 计和分析控制系统, 例如调节汽车发动机 的油门和温度。
感谢您的观看

《2.11变化率与导数、导数的计算》 教案

《2.11变化率与导数、导数的计算》  教案

教学过程一、课堂导入1.从近几年的高考试题来看,导数的几何意义是高考的热点.2.题型既有选择题、填空题,又有解答题,难度中档左右.3.命题切入点:在考查导数的概念及其运算的基础上,又注重考查与解析几何结合的相关知识.二、复习预习导数的概念、几何意义及其运算是运用导数解决问题以及导数在实际生活中的应用的基础,虽然相关知识点的考查为A,B级,但是在许多综合题目中都会涉及本节知识点,需要学生在运用本节知识点理解题意的基础上进一步的运用导数。

对于函数求导,一般要遵循先化简,再求导的基本原则,求导时,不但要重视求导法则的应用,而且要特别注意求导法则对求导的作用,在实施化简时,要注意变换的等价性,避免不必要的失误.对于某些不满足求导法则条件的函数,可适当进行恒等变形,步步为营,使解决问题水到渠成.三、知识讲解考点1 导数的概念函数)(x f y =在0x x =处的导数一般地,函数)(x f y =在0x x =处的瞬时变化率是xx f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(lim lim 0000,称其为函数)(x f y =在0x x =处的导数,记作)(0x f '.考点2 导函数当x 变化时,)(x f '称为)(x f 的导函数,则xx f x x f y x f x ∆-∆+='='→∆)()(lim)(000特别提醒:注意)(x f '与)(0x f '的区别,)(x f '是一个函数,)(0x f '是常数,)(0x f '是函数)(x f '在点0x 处的函数值.考点3 导数的几何意义函数)(x f y =在0x x =处的导数的几何意义,就是曲线)(x f y =在点),(00y x P 处的切线的斜率,过点P 的切线方程为:))((000x x x f y y -'=-.特别提醒:求函数)(x f y =在点),(00y x P 处的切线方程与求函数)(x f y =过点),(00y x P 的切线方程意义不同,前者切线有且只有一条,且方程为))((000x x x f y y -'=-,后者可能不只一条.考点4 几种常见函数的导数考点5 导数运算法则(1))()(])()([x g x f x g x f '±'='±; (2))()()()(])()([x g x f x g x f x g x f '+'='; (3))()()()()(])()([2x g x g x f x g x f x g x f '-'=',)0)((≠x g考点6 复合函数的导数(理)设函数)(x ϕμ=在点x 处有导数)(x ϕμ'=',函数)(μf y =在点x 的对应点μ处有导数)(μf y '=', 则复合函数))((x f y ϕ=在点x 处也有导数,且x x y y μμ'⋅'='四、例题精析【例题1】【题干】求下列函数的导数(1)y=x+x5+sin xx2;(2)y=(x+1)(x+2)(x+3);(3)y=11-x+11+x;(4)y=cos 2xsin x+cos x.【解析】(1)∵y =x 12+x 5+sin x x 2=x 32-+x 3+sin xx 2,∴y ′=(x 32-)′+(x 3)′+(x -2sin x )′=-32x 52-+3x 2-2x -3sin x +x -2cos x .(2)y =(x 2+3x +2)(x +3)=x 3+6x 2+11x +6,∴y ′=3x 2+12x +11.(3)∵y =11-x +11+x =21-x ,∴y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫21-x ′=-2(1-x )′(1-x )2=2(1-x )2.(4)y =cos 2xsin x +cos x =cos x -sin x ,∴y ′=-sin x -cos x .【例题2】【题干】求下列复合函数的导数:(1)y=(1+sin x)2;(2)y=ln x2+1;(3)y=1(1-3x)4;(4)y=x1+x2.【解析】(1)y ′=2(1+sin x )·(1+sin x )′=2(1+sin x )·cos x .(2)y ′=(ln x 2+1)′ =1x 2+1·( x 2+1)′ =1x 2+1·12(x 2+1)12-·(x 2+1)′=xx 2+1.(3)设u =1-3x ,y =u -4.则y x ′=y u ′·u x ′=-4u -5·(-3)=12(1-3x )5. (4)y ′=(x 1+x 2)′=x ′·1+x 2+x () 1+x 2′=1+x 2+x 21+x 2=1+2x21+x 2 .【例题3】【题干】已知函数f (x )=2 x +1(x >-1),曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线l 分别交x 轴和y 轴于A ,B 两点,O 为坐标原点.(1)求x 0=1时,切线l 的方程;(2)若P 点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,233,求△AOB 的面积.【解析】(1)f′(x)=1x+1,则f′(x0)=1x0+1,则曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))的切线方程为y-f(x0)=1x0+1(x-x0),即y=xx0+1+x0+2x0+1.所以当x0=1时,切线l的方程为x-2y+3=0.(2)当x=0时,y=x0+2x0+1;当y=0时,x=-x0-2.S△AOB=12⎪⎪⎪⎪⎪⎪x0+2x0+1·(x0+2)=(x0+2)22 x0+1,∴S△AOB =⎝⎛⎭⎪⎫-23+222 -23+1=839.【例题4】【题干】若函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π6+θ(0<θ<π),且f (x )+f ′(x )是奇函数,则θ=________.【答案】 π2【解析】∵f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π6+θ, ∴f ′(x )=3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π6+θ. 于是y =f ′(x )+f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π6+θ+3cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π6+θ =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +π6+θ+π3=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3x +θ+π2 =2cos(3x +θ),由于y =f (x )+f ′(x )=2cos(3x +θ)是奇函数,∴θ=k π+π2(k ∈Z ).又0<θ<π,∴θ=π2.四、课堂运用【基础】1.(2013·永康模拟)函数y=f(x)的图象如图所示,则y=f′(x)的图象可能是()解析:选D据函数的图象易知,x<0时恒有f′(x)>0,当x>0时,恒有f′(x)<0.2.已知t为实数,f(x)=(x2-4)(x-t)且f′(-1)=0,则t等于() A.0 B.-1C.12D.2解析:选C f′(x)=3x2-2tx-4,f′(-1)=3+2t-4=0,t=1 2.3.(2013·大庆模拟)已知直线y=kx与曲线y=ln x有公共点,则k的最大值为()A.1 B.1 eC.2e D.2e解析:选B从函数图象知在直线y=kx与曲线y=ln x相切时,k取最大值.y′=(ln x)′=1x =k,x=1k(k≠0),切线方程为y-ln 1k =k⎝⎛⎭⎪⎫x-1k,又切线过原点(0,0),代入方程解得ln k=-1,k=1e.【巩固】4.已知f(x)=x2+2xf′(1),则f′(0)=________.解析:f′(x)=2x+2f′(1),∴f′(1)=2+2f′(1),即f′(1)=-2. ∴f′(x)=2x-4.∴f′(0)=-4.答案:-45.若曲线f(x)=ax5+ln x存在垂直于y轴的切线,则实数a的取值范围是________.解析:曲线f (x )=ax 5+ln x 存在垂直于y 轴的切线,即f ′(x )=0有正实数解.又∵f ′(x )=5ax 4+1x ,∴方程5ax 4+1x =0有正实数解.∴5ax 5=-1有正实数解.∴a <0.故实数a 的取值范围是(-∞,0).答案:(-∞,0)【拔高】6.求下列各函数的导数: (1)(x )′=12x 12-;(2)(a x )′=a 2ln x ;(3)(x cos x )′=cos x +x sin x ;(4)⎝ ⎛⎭⎪⎫x x +1′=1x +1,其中正确的有( )A .0个B .1个C .2个D .3个解析:选B根据函数的求导公式知只有(1)正确.7.函数y=x2(x>0)的图象在点(a k,a2k)处的切线与x轴的交点的横坐标为a k+1,其中k∈N*.若a1=16,则a1+a3+a5的值是________.解析:∵y ′=2x ,∴点(a k ,a 2k )处的切线方程为y -a 2k =2a k (x -a k ).又该切线与x 轴的交点为(a k +1,0),∴a k +1=12a k ,即数列{a k }是等比数列,首项a 1=16,其公比q =12.∴a 3=4,a 5=1.∴a 1+a 3+a 5=21.答案:218.如图,从点P1(0,0)作x轴的垂线交曲线y=e x于点Q1(0,1),曲线在Q1点处的切线与x轴交于点P2.再从P2作x 轴的垂线交曲线于点Q2,依次重复上述过程得到一系列点:P1,Q1;P2,Q2;…;P n,Q n,记P k点的坐标为(x k,0)(k=1,2,…,n).(1)试求x k与x k-1的关系(k=2,…,n);(2)求|P1Q1|+|P2Q2|+|P3Q3|+…+|P n Q n|.解:(1)设点P k -1的坐标是(x k -1,0),∵y =e x ,∴y ′=e x ,∴Q k -1(x k -1,e x k -1),在点Q k -1(x k -1,e x k -1)处的切线方程是y -e x k -1=e x k -1(x -x k -1),令y =0,则x k =x k -1-1(k =2,…,n ).(2)∵x 1=0,x k -x k -1=-1,∴x k =-(k -1),∴|P k Q k |=e x k =e -(k -1),于是有|P 1Q 1|+|P 2Q 2|+|P 3Q 3|+…+|P n Q n |=1+e -1+e -2+…+e -(n -1)=1-e -n 1-e -1=e -e 1-ne -1,即|P 1Q 1|+|P 2Q 2|+|P 3Q 3|+…+|P n Q n |=e -e 1-ne -1.课程小结1.函数求导的原则对于函数求导,一般要遵循先化简,再求导的基本原则,求导时,不但要重视求导法则的应用,而且要特别注意求导法则对求导的制约作用,在实施化简时,首先必须注意变换的等价性,避免不必要的运算失误.2.曲线y=f(x)“在点P(x0,y0)处的切线”与“过点P(x0,y0)的切线”的区别与联系(1)曲线y=f(x)在点P(x0,y0)处的切线是指P为切点,切线斜率为k=f′(x0)的切线,是唯一的一条切线.(2)曲线y=f(x)过点P(x0,y0)的切线,是指切线经过P点.点P可以是切点,也可以不是切点,而且这样的直线可能有多条.。

变化率与导数、导数的计算

变化率与导数、导数的计算

课堂互动讲练
【规律总结】 函数的导数与导 数值的区别与联系:导数是原来函数 的导函数,而导数值是导函数在某一 点的函数值,导数值是常数.
课堂互动讲练
考点二 导数的运算
1.运用可导函数求导法则和导 数公式,求函数y=f(x)在开区间(a, b)内的导数的基本步骤: (1)分析函数y=f(x)的结构和特 征; (2)选择恰当的求导法则和导数公 式求导; (3)整理得结果.
三基能力强力
4.(教材习题改编)已知f(x)=13 -8x+x2,且f′(x0)=2.则x0= ________.
5 2 答案: 2
三基能力强力
5.(2009年高考江苏卷改编)已知 点P在曲线C:y=x3-10x+3上,过 点P的切线垂直于直线x+2y+3=0, 则点P的坐标为________. 答案:(-2,15),(2,-9)
【思路点拨】 首先要判断已知 点是否在曲线上,再根据切线的斜率 即导数值列方程解决问题.
课堂互动讲练
【解】 (1)∵f(2)=23+2-16=-6, ∴点(2,-6)在曲线上. ∵f′(x)=(x3+x-16)′=3x2+1, ∴在点(2,-6)处的切线的斜率为 k=f′(2)=3×22+1=13. ∴切线的方程为y=13(x-2)+(-6). 即y=13x-32. 4分
课堂互动讲练
高考检阅
(本题满分 10 分)已知函数 f(x)= ax-6 的图象在点 M(-1,f(-1))处的切 2 x +b 线方程为 x+2y+5=0,求函数 f(x)的解 析式.
课堂互动讲练
解:由M(-1,f(-1))在x+2y+ 5=0上得 -1+2f(-1)+5=0,即f(-1)= -2. -a-6 也即 =-2.① 4分 1+b a(x2+b)-2x(ax-6) f′(x)= ,由 2 2 (x +b) 1 f′(-1)=- 得 2

变化率与导数导数的计算

变化率与导数导数的计算

变化率与导数导数的计算一、变化率与导数的关系在数学中,变化率是指一个量相对于另一个量的变化程度,常用来衡量两个变量之间的关系。

而导数则是描述函数在其中一点上的变化率的概念。

在一个数学函数中,比如说y=f(x),x和y分别代表自变量和因变量。

那么,当x发生微小变化Δx时,对应的y值也会发生一定的变化Δy。

这时,我们可以计算出y随着x的变化而变化的速率,也就是变化率。

变化率可以通过求平均变化率和瞬时变化率来进行计算。

平均变化率指的是通过两个点之间的变化率来计算,可以用Δy/Δx来表示。

而瞬时变化率则是在其中一点上的变化率,通过取Δx趋近于0时的极限来计算,也就是导数。

二、导数的定义与计算导数是用来衡量函数在其中一点上的变化率的数值,用dy/dx来表示。

导数的定义是:f'(x) = lim(Δx→0) (f(x+Δx) - f(x))/Δx导数表示函数f(x)在x点处的瞬时变化率。

导数可以用各种方法进行计算,其中最常用的方法包括求导法则和导数的性质。

1.求导法则(1)常数法则:如果c是一个常数,那么d(c)/dx = 0。

(2)幂法则:如果f(x) = x^n,那么d(f(x))/dx = nx^(n-1)。

(3)和差法则:如果f(x)=u(x) ± v(x),那么d(f(x))/dx =d(u(x))/dx ± d(v(x))/dx。

(4)乘法法则:如果f(x) = u(x)v(x),那么d(f(x))/dx =u(x)d(v(x))/dx + v(x)d(u(x))/dx。

(5)除法法则:如果f(x) = u(x)/v(x),那么d(f(x))/dx =(v(x)d(u(x))/dx - u(x)d(v(x))/dx)/v(x)^2(6)复合函数法则:如果f(x) = g(u(x)),那么d(f(x))/dx =g'(u(x))d(u(x))/dx。

2.导数的性质(1)导数的和差性:(f(x)±g(x))'=f'(x)±g'(x)。

变化率与导数导数的计算

变化率与导数导数的计算

(3)
f (x) g( x)
'
=
f ( x)g( x) f ( x)g( x)
g( x)2
(g(x)≠0).
7.复合函数的导数
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 ,即y对x的
导数等于 y对u 的导数与 u对x 的导数的乘积.
即:y (3t 2 1)x 2t 3 .
(2)(a, b)在切线上,代入得: b (3t 2 1)a 2t 3 . 即:2t 3 3at 2 a b 0
过(a, b)可以作曲线y f ( x)的三条切线,
则方程2t 3 3at 2 a b 0有三个相异实根 令g(t ) 2t 3 3at 2 a b
(4)y=-sin x(1-2cos2 x);
2
4
(5)y 1 1
1 x 1 x
【思维启迪】能化简,先化简,再求导
【例3】求下列复合函数的导数.
(1)y=(2x-3)5;
(2)y= 3 x ;
(3)y=sin2(2x+ π); 3
(4)y=ln(2x+5).
知能迁移1 利用导数定义,求函数 y x 在x=1处
【注意】分清“在某点处的切线”,还是“过某点的 切线”
解:(1) f '( x) x2 , 在点p(2,4)处切线斜率k f '(2) 4, 所以在点p(2,4)处切线:y 4 x 4
(2) 设 切点A( x0 ,
1 3
x03
4) 3
四步骤:设切点,求 斜率,写方程,代点
切线斜率k f '( x0 ) x) f (1)
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

2.11变化率与导数、导数的计算第十一节变化率与导数、导数的计算强化训练1.若曲线«Skip Record If...»在点(0,b)处的切线方程是x-y+1=0,则( )A.a=1,b=1B.a=-1,b=1C.a=1,b=-1D.a=-1,b=-1答案:A解析:∵y′=2x+a,∴曲线«Skip Record If...»在(0,b)处的切线方程斜率为a,切线方程为y-b=ax,即ax-y+b=0.∴a=1,b=1.2.若«Skip Record If...»满足f ′(1)=2,则f ′(-1)等于( )A.-4B.-2C.2D.4答案:B解析:求导后导函数为奇函数,所以选择B.3.某市在一次降雨过程中,降雨量y(mm)与时间t(min)的函数关系可近似地表示为«Skip Record If...»则在时刻t=40 min的降雨强度为( )A.20 mm/minB.400 mm/minC.«Skip Record If...» mm/minD.«Skip Record If...» mm/min答案:D解析:f ′«Skip Record If...»∴f ′«Skip Record If...»选D.4.f ′(x)是«Skip Record If...»的导函数,则f ′(-1)的值是 .答案:3解析:f ′«Skip Record If...»故f ′(-1)=3.5.函数y=x cos x在«Skip Record If...»处的导数值是 .答案:«Skip Record If...»解析:y′=cos x-x sin x,当«Skip Record If...»时,y′«Skip Record If...».6.已知函数f(x)=ln«Skip Record If...»为常数),直线l与函数f(x),g(x)的图象都相切,且l与函数f(x)、g(x)图象的切点的横坐标为1,求直线l的方程及a的值.解:由f ′(x)|«Skip Record If...»故直线l的斜率为1,切点为(1,f(1)),即(1,0), ∴l:y=x-1. ①又∵g′(x)=x=1,切点为«Skip Record If...».∴l:«Skip Record If...»即«Skip Record If...». ②比较①和②的系数得«Skip Record If...»∴«Skip Record If...».见课后作业B题组一导数的概念和计算1.设f(x)=x ln x,若f ′«Skip Record If...»则«Skip Record If...»等于( )A.e«Skip Record If...»B.eC.«Skip Record If...»D.ln2答案:B解析:f ′«Skip Record If...»ln x=1+ln x,由1+ln«Skip Record If...»知«Skip Record If...»e.2.设«Skip Record If...»cos«Skip Record If...»′«Skip RecordIf...»′(x),…,«Skip Record If...»′«Skip Record If...»N,则«Skip Record If...»等于( )A.sin xB.-sin xC.cos xD.-cos x答案:D解析:∵«Skip Record If...»cos x)′=-sin«Skip Record If...»(-sin x)′=-cos«Skip Record If...»cos x)′=sin x,«Skip Record If...»sin x)′=cos x,…,由此可知«Skip Record If...»的值周期性重复出现,周期为4,故«Skip Record If...»-cos x.3.设函数«Skip Record If...»tan«Skip Record If...»其中«Skip Record If...»则导数f ′(1)的取值范围是( )A.[-2,2]B.«Skip Record If...»C.«Skip Record If...»D.«Skip Record If...»答案:D解析:∵f ′(x)=sin«Skip Record If...»cos«Skip Record If...»∴f ′(1)=sin«Skip Record If...»cos«Skip Record If...»sin«Skip Record If...».∵«Skip Record If...»∴«Skip Record If...».∴sin«Skip Record If...».∴f ′«Skip Record If...».4.已知«Skip Record If...»的导函数为f ′(x),则f ′(i)等于(i为虚数单位)( )A.-1-2iB.-2-2iC.-2+2iD.2-2i答案:D解析:因为f ′«Skip Record If...»所以f ′(i)«Skip Record If...»i=2-2i.5.设函数f(x)=x(x+k)(x+2k)(x-3k),且f ′(0)=6,则k等于( )A.0B.-1C.3D.-6答案:B解析:f ′(x)=(x+k)(x+2k)(x-3k)+x[(x+k)(x+2k)(x-3k)]′,故f ′«Skip Record If...».又f ′(0)=6,故k=-1.题组二导数的几何意义6.(2011江西高考,文4)曲线y=e«Skip Record If...»在点A(0,1)处的切线斜率为( )A.1B.2C.eD.«Skip Record If...»答案:A解析:y′=e«Skip Record If...»当x=0时,e«Skip Record If...»即y′=1.7.若曲线«Skip Record If...»ln x存在垂直于y轴的切线,则实数a的取值范围是 .答案:«Skip Record If...»解析:f ′«Skip Record If...».∵f(x)存在垂直于y轴的切线,∴f ′(x)=0有解,即«Skip Record If...»有解.∴«Skip Record If...».∴«Skip Record If...».8.已知函数«Skip Record If...».(1)求曲线y=f(x)在点(2,-6)处的切线的方程;(2)直线l为曲线y=f(x)的切线,且经过原点,求直线l的方程及切点坐标;(3)如果曲线y=f(x)的某一切线与直线«Skip Record If...»3垂直,求切点坐标与切线的方程.解:(1)∵f ′«Skip Record If...»′«Skip Record If...»∴在点(2,-6)处的切线的斜率为k=f ′(2)=13.∴切线的方程为y=13(x-2)+(-6),即y=13x-32.(2)法一:设切点为«Skip Record If...»则直线l的斜率为f ′«Skip Record If...»∴直线l的方程为«Skip Record If...»«Skip Record If...»«Skip Record If...». 又∵直线l过点(0,0),∴«Skip Record If...».整理得«Skip Record If...».∴«Skip Record If...».∴«Skip Record If...»«Skip Record If...».∴直线l的方程为y=13x,切点坐标为(-2,-26).法二:设直线l的方程为y=kx,切点为«Skip Record If...»则«Skip Record If...»又∵k=f ′«Skip Record If...»∴«Skip Record If...».解之得«Skip Record If...».∴«Skip Record If...»«Skip Record If...».∴直线l的方程为y=13x,切点坐标为(-2,-26).(3)∵切线与直线«Skip Record If...»垂直,∴切线的斜率k=4.设切点的坐标为«Skip Record If...»则f ′«Skip Record If...»∴«Skip Record If...».∴«Skip Record If...»或«Skip Record If...»切线方程为y=4(x-1)-14或y=4(x+1)-18.即y=4x-18或y=4x-14.题组三导数的灵活运用9.曲线«Skip Record If...»在点(-1,-1)处的切线方程为( )A.y=2x+1B.y=2x-1C.y=-2x-3D.y=-2x-2答案:A解析:y′«Skip Record If...»|«Skip Record If...»所以切线方程为y+1=2(x+1),即为y=2x+1.10.已知直线x+2y-4=0与抛物线«Skip Record If...»相交于A、B两点,O是坐标原点,P在抛物线的弧AOB上,当△PAB面积最大时,P点坐标为 .答案:(4,-4)解析:|AB|为定值,△PAB面积最大,只要P到AB的距离最大,只要点P是抛物线上平行于AB的切线的切点,设P(x,y).由图可知,点P在x轴下方的图象上,∴«Skip Record If...».∴y′«Skip Record If...».∵«Skip Record If...»∴«Skip Record If...».∴x=4,代入«Skip Record If...»得y=-4.∴P(4,-4).11.对于三次函数«Skip Record If...»定义:设f ″(x)是函数y=f(x)的导函数y=f ′(x)的导数,若f ″(x)=0有实数解«Skip Record If...»则称点«Skip Record If...»«Skip Record If...»为函数y=f(x)的”拐点”.现已知«Skip Record If...»请解答下列问题:(1)求函数f(x)的”拐点”A的坐标;(2)求证f(x)的图象关于”拐点”A对称.解:(1)f ′«Skip Record If...»″(x)=6x-6.令f ″(x)=6x-6=0得x=1«Skip Record If (2)∴拐点A(1,-2).(2)证明:设«Skip Record If...»是y=f(x)图象上任意一点,则«Skip RecordIf...»因为«Skip Record If...»关于A(1,-2)的对称点为P′«Skip Record If...»«Skip Record If...»把P′代入y=f(x)得左边«Skip Record If...»右边=«Skip Record If...»«Skip Record If...»«Skip Record If...»«Skip Record If...»2=«Skip Record If...».∴左边=右边.∴P′«Skip Record If...»在y=f(x)图象上.∴y=f(x)的图象关于点A对称.。

相关文档
最新文档