几个常见函数的导数1
1.2.1几个常用函数的导数 基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(一)

[ 小组合作型]
利用导数公式求函数的导数
求下列函数的导数: 1 5 3 (1)y=x ;(2)y=x4;(3)y= x ;(4)y=3x;(5)y=log5x.
12
【精彩点拨】
首先观察函数解析式是否符合求导形式,若不符合可先将
函数解析式化为基本初等函数的求导形式.
【自主解答】
(1)y′=(x12)′=12x11.
[ 再练一题] 1 2.(1)求函数 f(x)= 在(1,1)处的导数; 3 x (2)求函数 f(x)=cos x
π 在 4,
2 处的导数. 2
1 1 1 4 1 【解】 (1)∵f′(x)= 3 ′=(x-3)′=-3x-3=- , 3 4 x 3 x 1 1 ∴f′(1)=- =-3. 3 3 1 (2)∵f′(x)=-sin x, π π 2 ∴f′ 4 =-sin 4=- 2 .
原函数 f(x)=ax f(x)=ex f(x)=logax f(x)=ln x
【答案】 0 αxα-1 cos x
导函数 f′(x)=____________ f′(x)=__________ 1 f′(x)=xln a 1 f′(x)=x
-sin x axln a ex
1.给出下列命题: 1 ①y=ln 2,则 y′=2; 1 2 ②y=x2,则 y′|x=3=-27; ③y=2x,则 y′=2xln 2; 1 ④y=log2x,则 y′=xln 2. 其中正确命题的个数为( A.1 B.2 ) C.3 D.4
π t,∴v3=cos
π 1 3=2.
∴加速度 a(t)=v′(t)=(cos t)′=-sin t.
1. 速度是路程对时间的导数, 加速度是速度对时间的导数. 2 .求函数在某定点 ( 点在函数曲线上 ) 的导数的方法步骤 是:(1)先求函数的导函数;(2)把对应点的横坐标代入导函数求 相应的导数值.
几种常见函数的导数

§ 3.2 几种常见函数的导数课时安排1课时从容说课本节依次要讲述函数y =C (常量函数),y =x n (n ∈Q ),y =sin x ,y =cos x 的导数公式,这些公式都是由导数的定义导出的,所以要强调导数定义在解题中的作用.(1)关于公式(x n )′=nx n -1(n ∈Q ),这个公式的证明比较复杂,教科书中只给了n ∈N *情况下的证明.实际上,这个公式对于n ∈R 都成立.在n ∈N *的情况下证明公式,一定要让学生自主去探索,特别是xx x x x x f x x f nn ∆-∆+=∆-∆+)()()(要运用二项式定理展开后再证明,化为12211)(---∆++∆⋅+n n n n n n n x C x x C x C ,当Δx →0时,其极限为11-n n x C 即nx n -1.在讲完这个公式后教师可以因势利导,让学生利用定义或这个公式求y =(x -a)n 的导数,学生一定会模仿上述方法用定义求解,这是十分可贵的.也有的学生要利用二项式定理先将(x -a)n 展开,然后求导,即利用(x n )′=nx n -1求导.y =(x -a )n =n n n n n n n n n n a C a x C a x C x C )1(222110-⋅+-+-=-- ,1112110)1()1(------++-⋅-='n n n n n n n n a C a x n C x nC y ,利用11--=k n k n nC kC 将其合并成二项式定理的形式.当然有这种解法的,应该提出表场,激励学生大胆创新,同时也要提出这要运用导数的和差运算法则,并告诉学生这是2003年高考题.(2)运用定义证明公式(sin x )′=cos x ,(cos x )′=-sin x ,要用到极限1sin lim0=→∆xx x ,根据学生的情况可以补充证明.第五课时课 题§ 3.2 几种常见函数的导数教学目标一、教学知识点1.公式1 C ′=0(C 为常数)2.公式2 (x n )′=nx n -1(n ∈Q )3.公式3 (sin x )′=cos x4.公式4 (cos x )′=-sin x5.变化率二、能力训练要求1.掌握四个公式,理解公式的证明过程.2.学会利用公式,求一些函数的导数.3.理解变化率的概念,解决一些物理上的简单问题.三、德育渗透目标1.培养学生的计算能力.2.培养学生的应用能力.3.培养学生自学的能力.教学重点四种常见函数的导数:C ′=0(C 为常数),(x n )′=nx n -1(x ∈Q ),(sin x )′=cos x ,(cos x )′=-sin x .教学难点四种常见函数的导数的内容,以及证明的过程,这些公式是由导数定义导出的.教学方法建构主义式让学生自己根据导数的定义来推导公式1、公式2、公式3、公式4,公式2中先证n ∈N *的情况.教学过程Ⅰ.课题导入[师]我们上一节课学习了导数的概念,导数的几何意义.我们是用极限来定义函数的导数的,我们这节课来求几种常见函数的导数.以后可以把它们当作直接的结论来用.Ⅱ.讲授新课[师]请几位同学上来用导数的定义求函数的导数.1.y =C (C 是常数),求y ′.[学生板演]解:y =f (x )=C ,∴Δy =f (x +Δx )-f (x )=C -C =0,xy ∆∆=0. y ′=C ′=xy x ∆∆→∆0lim =0,∴y ′=0. 2.y =x n (n ∈N *),求y ′.[学生板演]解:y =f (x )=x n ,∴Δy =f (x +Δx )-f (x )=(x +Δx )n -x nn n n n n n n n n x x C x x C x x C x -∆⋅++∆+∆+=--)()(22211n n n n n n n x C x x C x x C )()(22211∆⋅++∆+∆=--12211)(---∆++∆+=∆∆n n n n n n n x C x x C x C xy ∴y ′=(x n )′1111221100)(lim lim -----→∆→∆==∆++∆+=∆∆=n n n n n n n n n n x x nx x C x C x x C x C x y . ∴y ′=nx n -1.3.y =x -n (n ∈N *),求y ′.[学生板演]解:Δy =(x +Δx )-n -x -nnn n n n n n n n n n n n n n n n n nn nn nn x x x x C x x C x C x y x x x x C x x C x C x x x x x x x x x )()()()()()()(1)(11221122211∆+∆++∆+-=∆∆∆+∆++∆+-=∆+∆+-=-∆+=----- ∴xy y x ∆∆='→∆0lim n n n n n n n n n n n n n x x x xC xx x x C x x C x C ⋅-=∆+∆++∆+-=----→∆11122110])()([lim=-nx -n -1.∴y ′=-nx -n -1.※4.y =sin x ,求y ′.(叫两位同学做)[学生板演][生甲]解:Δy =sin(x +Δx )-sin x=sin x cos Δx +cos x sin Δx -sin x ,xx x x x x x y ∆-∆+∆=∆∆sin sin cos cos sin , ∴xy y x ∆∆='→∆0lim x x x x x xx x x x x xx x x x xxx x x x x x x x x cos 4)2(2sin )sin 2(lim sin cos lim )2sin 2(sin lim sin cos )1(cos sin lim sin sin cos cos sin lim22002000+∆⋅∆∆⋅-=∆∆+∆∆-=∆∆+-∆=∆-∆+∆=→∆→∆→∆→∆→∆ =-2sin x ·1·0+cos x =cos x .∴y ′=cos x .[生乙]Δy =sin(x +Δx )-sin x=2cos(x +2x ∆)sin 2x ∆,xx y ∆=∆∆22, ∴xy y x ∆∆='→∆0lim 22sin lim )2cos(lim 22sin )2cos(lim 2sin )2cos(2lim 0000xx x x xx x x xx x x x x x x ∆∆∆+=∆∆∆+=∆∆∆+=→∆→∆→∆→∆ =cos x .∴y ′=cos x .(如果叫两位同学上去做没有得到两种方法,老师可把另一种方法介绍一下)※5.y =cos x ,求y ′.(也叫两位同学一起做)[生甲]解:Δy =cos(x +Δx )-cos x=cos x cos Δx -sin x sin Δx -cos x ,x x x x x x x yy x x ∆-∆-∆=∆∆='→∆→∆cos sin sin cos cos lim lim00 1sin 4)2(2sin )cos 2(lim sin sin lim )2sin 2(cos lim sin sin )1(cos cos lim2200200⋅-∆⋅∆∆-=∆∆-∆∆-=∆∆--∆=→∆→∆→∆→∆x x x x x xx x x x x xxx x x x x x x =-2cos x ·1·0-sin x =-sin x ,∴y ′=-sin x .[生乙]解:x x x x x ∆-∆+→∆cos )cos(lim22sin )2sin(lim 22lim 00xx x x xx x ∆∆∆+-=∆=→∆→∆ =-sin x ,∴y ′=-sin x .[师]由4、5两道题我们可以比较一下,第二种方法比较简便,所以求三角函数的极限时,选择哪一种公式进行三角函数的转化,要根据具体情况而定,选择好的公式,可以简化计算过程.上面的第2题和第3题中,只证明了n ∈N *的情况,实际上它对于全体实数都成立.我们把上面四种函数的导数作为四个公式,以后可以直接用.[板书](一)公式1 C ′=0(C 是常数)公式2 (x n )′=nx n -1(n ∈R)公式3 (sin x )′=cos x公式4 (cos x )′=-sin x(二)课本例题[师]下面我们来看几个函数的导数,运用公式求:(1)(x 3)′;(2)(21x )′;(3)(x )′. [学生板演](1)解:(x 3)′=3x 3-1=3x 2.(2)解:3122222)()1(----=-='='x x x x. (3)解:xx x x x 212121)()(2112121==='='--. (还可以叫两个同学同做一道题,一个用极限即定义来求,一个用公式来求,比较一下)(三)变化率举例[师]我们知道在物理上求瞬时速度时,可以用求导的方法来求.知道运动方程s=s(t ),瞬时速度v =s′(t ).[板书]物体按s=s(t )作直线运动,则物体在时刻t 0的瞬时速度v 0=s′(t 0).v 0=s′(t 0)叫做位移s 在时刻t 0对时间t 的变化率.[师]我们引入了变化率的概念,函数f (x )在点x 0的导数也可以叫做函数f (x )在点x 0对自变量x 的变化率.很多物理量都是用变化率定义的,除了瞬时速度外,还有什么?[板书]函数y =f (x )在点x 0的导数叫做函数f (x )在点x 0对自变量x 的变化率.[生]例如角速度、电流等.[师]它们是分别对哪些量的变化率呢?[生]角速度是角度(作为时间的函数)对时间的变化率;电流是电量(作为时间的函数)对时间的变化率.[师]下面来看两道例题.[例1]已知物质所吸收的热量Q =Q (T )(热量Q 的单位是J ,绝对温度T 的单位是K),求热量对温度的变化率C (即热容量).[学生分析]由变化率的含义,热量是温度的函数,所以热量对温度的变化率就是热量函数Q (T )对T 求导.解:C =Q ′(T ),即热容量为Q ′(T )J/K.[师]单位质量物质的热容量叫做比热容,那么上例中,如果物质的质量是v kg,那么比热容怎么表示?[生]比热容是v1Q ′(T ) J/(kg·K).图3-9[例2]如图3-9,质点P 在半径为10 cm 的圆上逆时针作匀角速运动,角速度为1 rad/s ,设A 为起始点,求时刻t 时,点P 在y 轴上的射影点M 的速度.[学生分析]要求时刻t 时M 点的速度,首先要求出在y 轴的运动方程,是关于t 的函数,再对t 求导,就能得到M 点的速度了.解:时刻t 时,∵角速度为1 rad/s,∴∠POA=1·t =t rad.∴∠MPO =∠POA =t rad.∴OM =OP ·sin ∠MPO =10·sin t .∴点M 的运动方程为y =10sin t .∴v =y ′=(10sin t )′=10cos t ,即时刻t 时,点P 在y 轴上的射影点M 的速度为10cos t cm/s.[师]我们学习了有关导数的知识,对于一些物理问题,就可以利用导数知识轻而易举地解决了.求导时,系数可提出来.Ⅲ.课堂练习1.(口答)求下列函数的导数.(1)y =x 5;(2)y =x 6;(3)x =sin t ;(4)u =cos φ. [生](1)y ′=(x 5)′=5x 4.[生](2)y ′=(x 6)′=6x 5.[生](3)x ′=(sin t )′=cos t .[生](4)u ′=(cos φ)′=-sin φ.2.求下列函数的导数.(1)31xy =;(2)3x y =. (1)解:y ′=(31x )′=(x -3)′=-3x -3-1=-3x -4. (2)解:321313133131)()(--==''='x x x x y . 3.质点的运动方程是s=t 3(s 单位:m ,t 单位:s),求质点在t =3时的速度.解:v =s′=(t 3)′=3t 3-1=3t 2,当t =3时,v =3×32=27(m/s),∴质点在t =3时的速度为27 m/s.4.物体自由落体的运动方程是s =s (t )=221gt (s 单位:m ,t 单位:s,g =9.8 m/s 2),求t =3时的速度.解:gt t g gt t s v =⋅==='=-122221)21()(, 当t =3时,v =g·3=9.8×3=29.4(m/s),∴t =3时的速度为29.4 m/s.[师]该题也用到求导时系数可提出来,根据[Cf (x )]′=Cf ′(x )(C 是常数).这由极限的知识可以证得.xx f x x f C x x Cf x x Cf x Cf x x ∆-∆+=∆-∆+='→∆→∆)()(lim )()(lim ])([00=Cf ′(x ). 5.求曲线y =x 4在点P (2,16)处的切线方程.解:y ′=(x 4)′=4x 4-1=4x 3.∴y ′|x =2=4×23=32.∴点P (2,16)处的切线方程为y -16=32(x -2),即32x -y -48=0.Ⅳ.课时小结[学生总结]这节课主要学习了四个公式(①C ′=0(C 是常数),②(x n )′=nx n -1(n ∈R),③(sin x )′=cos x ,④(cos x )′=-sin x )以及变化率的概念:v 0=s ′(t 0)叫做位移s 在时刻t 0对时间t 的变化率,函数y =f (x )在点x 0的导数f ′(x 0)叫做函数f (x )在点x 0对自变量x 的变化率.Ⅴ.课后作业(一)课本P 116习题3.2 2,4,5.(二)1.预习内容:课本P 118~119和(或差)、积的导数.2.预习提纲:(1)和(或差)的导数公式、证明过程.(2)积的导数 公式、证明过程.(3)预习例1、例2、例3,如何运用法则1、法则2.板书设计§ 3.2 几种常见函数的导数公式1C ′=0(C 为常数)公式2(x n )′=nx n -1(n ∈R)公式3(sin x )′=cos x公式4(cos x )′=-sin xv 0=s ′(t 0)是位移s 在t 0对时间t 的变化率.函数y =f (x )在点x 0的导数叫做函数f (x )在点x 0对自变量x 的变化率.1.y =C (C 是常数),求y ′.2.y =x n (n ∈N *),求y ′.3.y =x -n (n ∈N *),求y ′.4.y =sin x ,求y ′.(两种方法)5.y =cos x ,求y ′.(两种方法) 课本例题(1)(x 3)′;(2)(21x)′;(3)(x )′. 例1.已知物质所吸收的热量Q =Q (T )(Q 单位:J ,T 单位:K),求热量对温度的变化率C (热容量).例2.质点P 在半径为10 cm 的圆上逆时针作匀角速运动,角速度为1 rad/s ,设A 为起始点,求时刻t 时,点P 在y 轴上的射影点M 的速度.课堂练习1.(口答)(1)(x 5)′;(2)(x 6)′;(3)(sin t )′;(4)(cos φ)′.2.(1) )1(3'x;(2)(3x )′. 3.质点运动方程是s=t 3,求t =3时的速度.4.221gt s =,求t =3时的速度. 5.求曲线y =x 4在P (2,16)处的切线方程.课后作业。
基本初等函数的导数公式及导数的运算法则 课件 (1)

原函数 f(x)=c(c为常数) f(x)=xα(α∈Q*)
f(x)=sin x f(x)=cos x
f(x)=ax
导函数 f′(x)=_0__ f′(x)=_α_x_α_-_1_ f′(x)=_c_o_s_x__ f′(x)=__-__s_in__x_ f′(x)= axln a (a>0)
f(x)=ex f(x)=logax f(x)=ln x
∴所求的最短距离
d=1本初等函数的导数公式
知识点一 几个常用函数的导数
原函数 f(x)=c f(x)=x f(x)=x2 f(x)= 1
x f(x)= x
导函数 f′(x)=_0__ f′(x)=_1__ f′(x)=__2_x_ f′(x)=_-__x1_2 _
1 f′(x)=_2__x__
知识点二 基本初等函数的导数公式
命题角度2 求切点坐标问题 例3 求抛物线y=x2上的点到直线x-y-2=0的最短距离.
解 设切点坐标为(x0,x20),依题意知与直线 x-y-2=0 平行的抛物线 y =x2 的切线的切点到直线 x-y-2=0 的距离最短.
∵y′=(x2)′=2x,∴2x0=1,∴x0=12,
∴切点坐标为12,41,
f′(x)=_e_x_
1 f′(x)= xln a (a>0且a≠1)
1 f′(x)=__x_
类型一 利用导数公式求函数的导数
例1 求下列函数的导数. (1)y=sin π6; 解 y′=0. (2)y=12x; 解 y′=12xln12=-12xln 2.
(3)y=lg x;
解 y′=xln110.
(4)y= x2x;
解
∵y=
x2x=x
3 2
导数表大全高等数学

导数表大全高等数学导数是高等数学中一个重要的概念,它在实际问题中有广泛的应用。
在求解实际问题时,我们通常需要根据问题的特点寻找合适的导数公式,进而求解问题。
以下是一些常见的导数公式和应用:1. 基本导数公式:- y" = lim(Δx→0) [f(x+Δx) - f(x)] / Δx- y"" = lim(Δx→0) [f"(x+Δx) - f"(x)] / Δx(x 是导数的定义)2. 三角函数的导数公式:- sin x" = cos x- cos x" = - sin x- tan x" = cot x- cot x" = - tan x- csc x" = 1/sin x- 1/sin x" = csc x3. 指数函数的导数公式:- a^x" = a^x *ln(a) + C(C 是常数)4. 对数函数的导数公式:- (ln x)" = dxn/dx(x是自然对数的底数)- (log x)" = (ln x)" / x(x 是自然对数的底数)5. 反函数的导数公式:- f^{-1}(x)" = f"(f^{-1}(x)) / f"(x)(x 是函数的反函数)6. 二次函数的导数公式:- 二次函数 y = ax^2 + bx + c 的导数为:y" = 2ax + b(x 是二次函数的导数定义)7. 其他函数的导数公式:- 幂函数 y = x^a 的导数为:y" = ax^(a-1)- 递归函数 y = f(f(x)) 的导数为:y" = f"(x)(x 是递归函数的定义)- 对数函数的导数公式 (2)- 指数函数的导数公式 (2)在实际问题中,我们可以根据问题的特点选择合适的导数公式,进而求解问题。
几个常见函数的导数公式和基本初等函数的导数公式

f ( x ) = sin x, f ' (x ) = cos x
x '
f ( x ) = xα α ∈ Q* , f ' (x ) = αxα −1
f (x ) = c , f
'
(
(x ) = 0
)
x
x
'
x
对数函数
{
1 f ( x ) = log a x, f ( x ) = x ln a
'
1 f (x ) = ln x, f (x ) = x
x(2) y = x −3 3) y = x x ) ( )
( )
方法总结: 方法总结:把函数转化为可以直接利用导数公式的基本函数模式
y 自主迁移:求导数( ) 自主迁移:求导数(1) =
6
二、基本初等函数的导数公式
常数函数 幂函数
三角函数
指数函数
{ f (x ) = cos x , f (x ) = − sin x f ( x ) = a , f ( x ) = a ln a { f (x ) = e , f (x ) = e
( ) 幂的乘积) 结论 (x ) = αx (α ∈ Q (幂指数与自变量的α − 1 幂的乘积) )
x =x
' 1 2 1 − 1 1 1 1 −1 = = × x 2 = × x2 2 x 2 2
'
α '
α −1
*
一、几个常见函数的导数
1 y y 5 3 :(1) 例1、求导数:( ) = x (2) = 4 (3) = x 、求导数:( y ) ) x
几个常见函数的导数公式 和基本初等函数的导数公式
常见三角函数的导数

常见三角函数的导数三角函数是数学中非常重要的一类函数,它们广泛应用于各个领域的问题求解中。
在求解问题的过程中,我们经常需要利用三角函数的导数进行计算。
本文将详细介绍常见三角函数(正弦函数、余弦函数、正切函数、余切函数)的导数性质和计算方法。
1. 正弦函数的导数正弦函数是最常见的三角函数之一,它的导数性质十分简单。
我们知道,正弦函数的图像在每个周期内都是周期性重复的,而其导数的图像则是对应的正弦函数图像向右平移一位。
因此,正弦函数的导数为余弦函数,即:d/dx(sin(x)) = cos(x)这个结果告诉我们,对于正弦函数,其导数的值恰好等于该函数自身在给定点的斜率。
2. 余弦函数的导数余弦函数与正弦函数类似,也是周期性重复的。
与正弦函数的导数性质相似,余弦函数的导数图像是对应的余弦函数图像向右平移一位。
因此,余弦函数的导数为负正弦函数,即:d/dx(cos(x)) = -sin(x)与正弦函数类似,余弦函数的导数值也等于该函数自身在给定点的斜率的相反数。
3. 正切函数的导数正切函数是三角函数中另一个常见的函数,在计算导数时需要注意其特殊性。
正切函数的导数可以通过两个步骤来计算。
首先,我们可以利用正切函数的定义,将其转化为正弦函数和余弦函数的比值形式:tan(x) = sin(x) / cos(x)然后,根据导数的除法法则,可以得到正切函数的导数:d/dx(tan(x)) = [d/dx(sin(x)) * cos(x) - sin(x) *d/dx(cos(x))] / cos^2(x)根据正弦函数和余弦函数的导数性质,我们可以将上述表达式进行简化:d/dx(tan(x)) = [cos(x) * cos(x) - sin(x) * (-sin(x))] /cos^2(x)= [cos^2(x) + sin^2(x)] / cos^2(x)= 1 / cos^2(x)= sec^2(x)这个结果告诉我们,正切函数的导数等于其余弦函数的导数和正弦函数的导数之比,也可以表示为 sec^2(x)。
导数总结归纳表

导数总结归纳表在微积分中,导数是描述函数变化率的重要概念。
它在数学和物理等领域中具有广泛的应用。
本文将总结归纳导数的基本概念、性质和常见函数的导数公式,并提供一个导数总结归纳表,以供读者参考。
一、导数的基本概念导数描述了函数在某一点的变化率或斜率。
如果函数f(x)在点x=a处可导,则其导数表示为f'(a),有以下几种常见表示形式:1. f'(a)2. dy/dx|<sub>x=a</sub> 或 df(x)/dx|<sub>x=a</sub>3. y' 或 f'(x)二、导数的性质导数具有以下几个重要的性质,这些性质对于计算和理解导数非常有帮助:1. 导数存在性:如果函数在某一点可导,则在该点导数存在。
2. 导数的线性性:(af(x) ± bg(x))' = af'(x) ± bg'(x),其中a和b是常数。
3. 乘法法则:(f(x)·g(x))' = f'(x)·g(x) + f(x)·g'(x)4. 除法法则:(f(x)/g(x))' = (f'(x)·g(x) - f(x)·g'(x))/[g(x)]²,其中g(x)≠0。
5. 链式法则:如果y=f(g(x)),则y' = f'(g(x))·g'(x)三、常见函数的导数公式以下是一些常见函数的导数公式。
这些公式对于求解导数问题非常实用,在计算中应熟练掌握:1. 常数函数的导数:(c)' = 0,其中c是常数。
2. 幂函数的导数:(x^n)' = nx^(n-1),其中n是正整数。
3. 指数函数的导数:(e^x)' = e^x4. 对数函数的导数:(ln(x))' = 1/x5. 正弦函数的导数:(sin(x))' = cos(x)6. 余弦函数的导数:(cos(x))' = -sin(x)7. 正切函数的导数:(tan(x))' = sec^2(x)四、导数总结归纳表下面是一个导数总结归纳表,包括常见函数的导数公式和导数的性质:函数导数公式导数的性质常数函数 (c)' = 0 导数存在性幂函数 (x^n)' = nx^(n-1) 导数的线性性指数函数 (e^x)' = e^x 乘法法则对数函数 (ln(x))' = 1/x 除法法则正弦函数 (sin(x))' = cos(x) 链式法则余弦函数 (cos(x))' = -sin(x)正切函数 (tan(x))' = sec^2(x)通过这个导数总结归纳表,我们可以更方便地计算函数的导数并应用到实际问题中。
几个常用函数的导数与基本初等函数的导数公式

§1.2 导数的计算第1课时 几个常用函数的导数与基本初等函数的导数公式学习目标 1.利用导数的定义推导常用的五个函数的导数公式,并归纳得出一般幂函数的导数公式.2.掌握基本初等函数的导数公式.知识点一 几个常用函数的导数原函数 导函数 f (x )=c f ′(x )=0 f (x )=x f ′(x )=1 f (x )=x 2 f ′(x )=2x f (x )=1xf ′(x )=-1x 2f (x )=xf ′(x )=12x思考 “若f (x )=c ,则f ′(x )=0”,从几何意义怎样说明? 答案 函数f (x )=c 的图象上每一点处切线的斜率都是0. 知识点二 基本初等函数的导数公式原函数 导函数 f (x )=c (c 为常数) f ′(x )=0 f (x )=x α(α∈Q *) f ′(x )=αx α-1 f (x )=sin x f ′(x )=cos x f (x )=cos x f ′(x )=-sin x f (x )=a x f ′(x )=a x ln a (a >0)f (x )=e x f ′(x )=e xf (x )=log a x f ′(x )=1x ln a(a >0且a ≠1)f (x )=ln xf ′(x )=1x思考 求f ′(x 0)有哪些方法? 答案 方法一 f ′(x 0)=lim Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx .方法二 先求导函数f ′(x ),然后代入求f ′(x 0).1.若y =2,则y ′=12×2=1.( × )2.f (x )=1x 3,则f ′(x )=-3x 4.( √ )3.若f (x )=5x ,则f ′(x )=5x log 5e.( × ) 4.若f (x )=3x ,则f ′(x )=x ·3x -1.( × )一、利用导数公式求函数的导数 例1 求下列函数的导数. (1)y =⎝⎛⎭⎫12x; (2)y =lg x ; (3)y =x 2x ;(4)y =2cos 2x2-1.解 (1)y ′=⎝⎛⎭⎫12x ln 12=-⎝⎛⎭⎫12x ln 2. (2)y ′=1x ln 10.(3)∵y =x 2x=32x ,∴y ′=(32x )′=3212x =32x .(4)∵y =2cos 2x2-1=cos x ,∴y ′=(cos x )′=-sin x .反思感悟 利用公式求函数的导数:(1)若所求函数符合导数公式,则直接利用公式求导.(2)若给出的函数解析式不符合基本初等函数的导数公式,则通过恒等变换对解析式进行化简或变形后再求导.跟踪训练1 (多选)下列运算不正确的是( ) A .(x 5)′=x 5ln 5 B .(lg x )′=1xC .(π5)′=5π4D .(log 2x )′=1x ln 2答案 ABC解析 对于A ,因为(x 5)′=5x 4,所以A 错误;对于B ,因为(lg x )′=1x ln 10,所以B 错误;对于C ,因为(π5)′=0,所以C 错误;对于D ,因为(log 2x )′=1x ln 2,所以D 正确.二、导数公式的应用例2 已知曲线y =ln x ,点P (e,1)是曲线上一点,求曲线在点P 处的切线方程. 解 ∵y ′=1x ,∴k =y ′|x =e =1e,∴切线方程为y -1=1e (x -e),即x -e y =0. 延伸探究求曲线y =ln x 过点O (0,0)的切线方程. 解 ∵O (0,0)不在曲线y =ln x 上. ∴设切点Q (x 0,y 0), 则切线的斜率k =1x 0.又切线的斜率k =y 0-0x 0-0=ln x 0x 0,∴ln x 0x 0=1x 0,即x 0=e , ∴Q (e,1), ∴k =1e,∴切线方程为y -1=1e(x -e),即x -e y =0.反思感悟 利用导数的几何意义解决切线问题的两种情况 (1)若已知点是切点,则在该点处的切线斜率就是该点处的导数.(2)如果已知点不是切点,则应先设出切点,再借助两点连线的斜率公式进行求解.跟踪训练2 (1)函数y =-1x 在⎝⎛⎭⎫12,-2处的切线方程是( ) A .y =4x B .y =4x -4 C .y =4x +4 D .y =2x -4答案 B解析 ∵y ′=⎝⎛⎭⎫-1x ′=x -2, ∴k =y ′|12x ==⎝⎛⎭⎫12-2=4,∴切线方程为y +2=4⎝⎛⎭⎫x -12, 即y =4x -4.(2)点P 是曲线y =-x 2上任意一点,则点P 到直线y =x +2的最小距离为( ) A .1 B.728 C.528 D. 3答案 B解析 依题意知,点P 就是曲线y =-x 2上与直线y =x +2平行的切线的切点. 设点P 的坐标为(x 0,-x 20), 因为y ′=-2x ,所以曲线在点P 处的切线的斜率为k =-2x 0. 因为该切线与直线y =x +2平行, 所以有-2x 0=1,得x 0=-12.故点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫-12,-14,这时点P 到直线y =x +2的距离为d =⎪⎪⎪⎪-12+14+22=728.(3)以正弦曲线y =sin x 上一点P 为切点得切线为直线l ,则直线l 的倾斜角的范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎣⎡⎭⎫3π4,π B .[0,π) C.⎣⎡⎦⎤π4,3π4 D.⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎝⎛⎦⎤π2,3π4 答案 A解析 ∵y =sin x ,∴y ′=cos x . ∵cos x ∈[-1,1],∴切线的斜率范围是[-1,1]. ∴倾斜角的范围是⎣⎡⎦⎤0,π4∪⎣⎡⎭⎫3π4,π.1.(多选)下列结论正确的是( ) A .若y =3,则y ′=0 B .若y =1x,则y ′=-12xC .若y =-x ,则y ′=-12xD .若y =3x ,则y ′=3 答案 ACD解析 若y =1x=12x -,则y ′=-12112x --=-1232x -=-12x 3 .2.已知f (x )=x ,则f ′(8)等于( ) A .0 B .2 2 C.28D .-1 答案 C解析 f (x )=x ,得f ′(x )=1212x -,∴f ′(8)=12×(8)12-=28.3.已知函数f (x )=x a ,若f ′(-1)=-4,则a 的值等于( ) A .4 B .-4 C .5 D .-5 答案 A解析 ∵f ′(x )=ax a -1,f ′(-1)=a (-1)a -1=-4, ∴a =4.4.y =3x 4的导数为 . 答案 y ′=4313x解析 ∵y =3x 4=43x ,∴y ′=(43x )′=4313x .5.已知y =kx 是曲线y =ln x 的一条切线,则k = . 答案 1e解析 设切点坐标为(x 0,y 0), 由题意得y ′|0x x ==1x 0=k ,①又y 0=kx 0,② 而且y 0=ln x 0,③由①②③可得x 0=e ,y 0=1,则k =1e.1.知识清单:(1)几个常用函数的导数. (2)基本初等函数的导数公式. 2.方法归纳:公式法,待定系数法. 3.常见误区:公式记混用错.1.(多选)下列各式不正确的是( ) A .(2x )′=2x log 2e B.⎝⎛⎭⎫1x ′=-1x 2 C .(cos x )′=sin x D .(x -5)′=-5x -4答案 ACD解析 根据题意,依次分析选项:对于A ,(2x )′=2x ln 2,A 错误;对于B ,⎝⎛⎭⎫1x ′=-1x 2,B 正确; 对于C ,(cos x )′=-sin x ,C 错误;对于D ,(x -5)′=-5x -6,D 错误. 2.若函数f (x )=cos x ,则f ′⎝⎛⎭⎫π4+f ⎝⎛⎭⎫π4的值为( ) A .0 B .-1 C .1 D .2 答案 A解析 f ′(x )=-sin x ,所以f ′⎝⎛⎭⎫π4+f ⎝⎛⎭⎫π4=-sin π4+cos π4=0. 3.已知函数f (x )=ax 2,且f ′(1)=4,则a 的值为( ) A .2 019 B .2 015 C .2 D. 2答案 C解析 f ′(x )=2ax ,若f ′(1)=4,即2a =4,解得a =2.4.(多选)已知曲线y =x 3在点P 处的切线斜率为k ,则当k =3时的P 点坐标为( ) A .(-1,-1) B .(1,1) C .(2,8) D.⎝⎛⎭⎫-12,-18 答案 AB解析 y ′=3x 2,因为k =3,所以3x 2=3,所以x =±1,则P 点坐标为(-1,-1)或(1,1). 5.质点沿直线运动的路程s 与时间t 的关系是s =5t ,则质点在t =4时的速度为( ) A.12523 B.110523 C.25523 D.110523 答案 B解析 ∵s ′=1545t -.∴当t =4时,s ′=15·1544=110523. 6.下列各式中正确的是 .①(x 7)′=7x 6;②(x -1)′=x -2;③(5x 2)′=2535x ;④(cos x )′=-sin x ;⑤(cos 2)′=-sin 2. 答案 ①③④解析 根据导数公式①③④正确. ∵(x -1)′=-x -2,(cos 2)′=0. ∴②⑤错误.7.曲线y =9x 在点M (3,3)处的切线方程是 .答案 x +y -6=0 解析 y ′=-9x -2, 所以k =y ′|x =3=-1,所以在点M (3,3)处的切线方程为y -3=-(x -3), 即x +y -6=0.8.设曲线y =e x 在点(0,1)处的切线与曲线y =1x (x >0)在点P 处的切线垂直,则点P 的坐标为 . 答案 (1,1)解析 y =e x 的导数为y ′=e x ,曲线y =e x 在点(0,1)处的切线的斜率为k 1=e 0=1. 设P (m ,n ),y =1x (x >0)的导数为y ′=-1x 2 (x >0),曲线y =1x (x >0)在点P 处的切线的斜率为k 2=-1m 2 (m >0).因为两切线垂直,所以k 1k 2=-1, 所以m =1,n =1,则点P 的坐标为(1,1).9.点P 是曲线y =e x 上任意一点,求点P 到直线y =x 的最小距离.解 如图,当曲线y =e x 在点P (x 0,y 0)处的切线与直线y =x 平行时,点P 到直线y =x 的距离最近.则曲线y =e x 在点P (x 0,y 0)处的切线斜率为1,又y ′=(e x )′=e x , 所以0e x=1,得x 0=0,代入y =e x ,得y 0=1,即P (0,1). 利用点到直线的距离公式得最小距离为22. 10.若曲线y =12x -在x =a 处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积为18,求实数a 的值.解 ∵y =12x-,y ′=-1232x -,∴曲线在点(a ,12a-)处的切线的斜率k =-1232a -,∴切线方程为y -12a-=-1232a -(x -a ).令x =0,得y =3212a -;令y =0,得x =3a .故该切线与两坐标轴围成的三角形的面积S =12×3a ·3212a -=9412a =18,∴a =64.11.直线y =12x +b 是曲线y =ln x (x >0)的一条切线,则实数b 的值为( )A .2B .ln 2+1C .ln 2-1D .ln 2 答案 C解析 ∵y =ln x 的导数为y ′=1x,∴令1x =12,得x =2,∴切点坐标为(2,ln 2).代入直线y =12x +b ,得b =ln 2-1.12.设f 0(x )=sin x ,f 1(x )=f ′0(x ),f 2(x )=f ′1(x ),…,f n +1(x )=f ′n (x ),n ∈N ,则f 2 020(x )= . 答案 sin x解析由已知f1(x)=cos x,f2(x)=-sin x,f3(x)=-cos x,f4(x)=sin x,f5(x)=cos x,…依次类推可得,f2 020(x)=f4(x)=sin x.13.已知在曲线y=1x2上存在一点P,曲线在点P处的切线的倾斜角为135°,则点P的横坐标为.答案32解析设P(x0,y0).∵y′=(x-2)′=-2x-3,tan 135°=-1,∴-2x-30=-1,∴x0=32.14.函数f(x)的导数为f′(x),若对于定义域内任意x1,x2(x1≠x2)有f(x1)-f(x2)x1-x2=f′⎝⎛⎭⎫x1+x22恒成立,则称f(x)为恒均变函数,给出下列函数:①f(x)=x;②f(x)=x2;③f(x)=e x;④f(x)=cos x.其中为恒均变函数的是.(填序号)答案①②解析对于①,f(x1)-f(x2)x1-x2=1,f′(x)=1,∴f′⎝⎛⎭⎪⎫x1+x22=1,故①满足;对于②,f(x1)-f(x2)x1-x2=x21-x22x1-x2=x1+x2,f′(x)=2x,∴f′⎝⎛⎭⎪⎫x1+x22=2×x1+x22=x1+x2,故②满足;对于③,令x1=0,x2=1,∴f(x1)-f(x2)x1-x2=1-e0-1=e-1,f′(x)=e x,∴f′⎝⎛⎭⎪⎫x1+x22=f′⎝⎛⎭⎫12=12e,故③不满足;对于④,令x1=0,x2=π2,∴f(x1)-f(x2)x1-x2=1-00-π2=-2π,f′(x)=-sin x,f′⎝⎛⎭⎪⎫x1+x22=f′⎝⎛⎭⎫π4=-sin π4=-22,故④不满足.15.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a 1=16,则a 1+a 3+a 5的值是 .答案 21解析 ∵y ′=2x ,∴y =x 2(x >0)的图象在点(a k ,a 2k )处的切线方程为y -a 2k =2a k (x -a k ),令y=0,得x =a k 2, 又该切线与x 轴的交点坐标为(a k +1,0),∴a k +1=12a k ,即数列{a k }是首项为a 1=16,公比为q =12的等比数列, ∴a 3=4,a 5=1,∴a 1+a 3+a 5=21.16.已知抛物线y =x 2,求过点⎝⎛⎭⎫-12,-2且与抛物线相切的直线方程. 解 设直线的斜率为k ,直线与抛物线相切的切点坐标为(x 0,y 0),则直线方程为y +2=k ⎝⎛⎭⎫x +12, 因为y ′=2x ,所以k =2x 0,又点(x 0,x 20)在切线上. 所以x 20+2=2x 0⎝⎛⎭⎫x 0+12, 所以x 0=1或x 0=-2,当x 0=1时,则y 0=x 20=1,k =2x 0=2,直线方程为y -1=2(x -1),即2x -y -1=0;当x 0=-2时,则y 0=x 20=4,k =2x 0=-4,直线方程为y -4=-4(x +2),即4x +y +4=0.综上所述,直线方程为2x -y -1=0或4x +y +4=0.。
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几个常见函数的导数制作人:徐凯精讲部分:
年级:高三科目:数学类型:同步难易程度:易建议用时:20-25min
一.知识点:
知识点一几个常用函数的导数
知识点二
二.典例分析:
题型一 利用导数公式求出函数的导数 例1 求下列函数的导数:
(1)y =sin π3;(2)y =5x ;(3)y =1x 3;(4)y =4
x 3;(5)y =log 3x ;(6)y =1-2sin 2x 2.
解 (1)y ′=0;(2)y ′=(5x )′=5x ln 5;(3)y ′=⎝⎛⎭
⎫1x 3′=(x -3)′=-3x -4
; (4)y ′=(4
x 3)′=(x
34)′=1
434x -=344
x
;(5)y ′=(log 3x )′=1
x ln 3; (6)y =1-2sin 2x
2
=cos x ,y ′=(cos x )′=-sin x .
反思与感悟 若给出函数解析式不符合导数公式,需通过恒等变换对解析式进行化简或变形后求导,如根式化指数幂的形式求导. 题型二 利用导数公式解决切线有关问题
例2 (1)已知P ,Q 为抛物线y =1
2x 2上两点,点P ,Q 横坐标分别为4,-2,过P ,Q 分别
作抛物线的切线,两切线交于点A ,则点A 的坐标为________. 答案 (1,-4)
解析 y ′=x ,k P A =y ′|x =4=4,k QA =y ′|x =-2=-2. ∵P (4,8),Q (-2,2),∴P A 的直线方程为y -8=4(x -4), 即y =4x -8,
QA 的直线方程为y -2=-2(x +2),即y =-2x -2,联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧ y =4x -8,y =-2x -2,得⎩⎪⎨⎪⎧
x =1,y =-4.
∴A (1,-4).
(2)已知两条曲线y =sin x ,y =cos x ,是否存在这两条曲线的一个公共点,使在这一点处两条曲线的切线互相垂直?并说明理由.
解 设存在一个公共点(x 0,y 0)使两曲线的切线垂直,
则在点(x 0,y 0)处的切线斜率分别为k 1=y ′|0x x ==cos x 0,k 2=y ′|0x x ==-sin x 0, 要使两切线垂直,必须k 1k 2=cos x 0(-sin x 0)=-1, 即sin 2x 0=2,这是不可能的.
∴两条曲线不存在公共点,使在这一点处的两条切线互相垂直. 反思与感悟 1.利用导数的几何意义解决切线问题的两种情况 (1)若已知点是切点,则在该点处的切线斜率就是该点处的导数.
(2)如果已知点不是切点,则应先设出切点,再借助两点连线的斜率公式进行求解. 2.求过点P 与曲线相切的直线方程的三个步骤 题型三 利用导数公式求最值问题
例3 求抛物线y =x 2上的点到直线x -y -2=0的最短距离.
解 设切点坐标为(x 0,x 20
),依题意知与直线x -y -2=0平行的抛物线y =x 2的切线的切点到直线x -y -2=0的距离最短.
∵y ′=(x 2)′=2x ,∴2x 0=1,∴x 0=12,∴切点坐标为(12,1
4),
∴所求的最短距离d =|12-1
4-2|2
=72
8.
反思与感悟 利用基本初等函数的求导公式,可求其图象在某一点P (x 0,y 0)处的切线方程,可以解决一些与距离、面积相关的几何的最值问题,一般都与函数图象的切线有关.解题时可先利用图象分析取最值时的位置情况,再利用导数的几何意义准确计算. 三.课堂小结:
1.利用常见函数的导数公式可以比较简捷地求出函数的导数,其关键是牢记和运用好导数公式.解题时,能认真观察函数的结构特征,积极地进行联想化归.
2.有些函数可先化简再应用公式求导.
如求y =1-2sin 2x 2的导数.因为y =1-2sin 2x
2=cos x ,所以y ′=(cos x )′=-sin x .
3.对于正弦、余弦函数的导数,一是注意函数名称的变化,二是注意函数符号的变化.
精练部分:
年级:高三 科目:数学 类型:同步
难易程度:易 建议用时:随堂练习10-15min 课后作业30min
四.随堂练习: 一、选择题
1.下列各式中正确的个数是( )
①(x 7)′=7x 6;②(x -1)′=x -
2;③(1x
)′=-12x -32;④(5
x 2)′=25x -35;⑤(cos x )′=-sin
x ;⑥(cos 2)′=-sin 2.
A .3
B .4
C .5
D .6 答案 B
2.已知过曲线y =1
x 上一点P 的切线的斜率为-4,则点P 的坐标为( )
A.⎝⎛⎭⎫12,2
B.⎝⎛⎭⎫12,2或⎝⎛⎭⎫-12,-2
C.⎝⎛⎭⎫-12,-2
D.⎝⎛⎭⎫1
2,-2 答案 B
解析 y ′=⎝⎛⎭⎫1x ′=-1x 2=-4,x =±12,故选B. 3.已知f (x )=x a ,若f ′(-1)=-4,则a 的值等于( ) A .4 B .-4 C .5 D .-5 答案 A
解析 f ′(x )=ax a -
1,f ′(-1)=a (-1)a -
1=-4,a =4.
4.已知曲线y =x 3在点(2,8)处的切线方程为y =kx +b ,则k -b 等于( ) A .4 B .-4 C .28 D .-28 答案 C
解析 ∵点(2,8)在切线上,∴2k +b =8,①又y ′|x =2=3×22=12=k ,② 由①②可得:k =12,b =-16,∴k -b =28.
5.已知f (x )=1x ,g (x )=mx ,且g ′(2)=1
f ′(2),则m =________.
答案 -4
解析 f ′(x )=-1x 2,g ′(x )=m .∵g ′(2)=1
f ′(2)
,∴m =-4.
6.设曲线y =e x 在点(0,1)处的切线与曲线y =1
x (x >0)上点P 处的切线垂直,则P 的坐标为
________. 答案 (1,1) 五. 课后作业:
1.若f (x )=sin x ,f ′(α)=1
2,则下列α的值中满足条件的是( )
A.π3
B.π6
C.2π3
D.5π6 答案 A
解析 ∵f ′(x )=cos x ,∴f ′(α)=cos α=12,
∵α=π3时,cos α=1
2
,故选A.
2.若曲线y =x 4的一条切线l 与直线x +4y -8=0垂直,则l 的方程为( ) A .4x -y -3=0 B .x +4y -5=0
C .4x -y +3=0
D .x +4y +3=0
答案 A
解析 设切点(x 0,y 0),
l 的斜率k =y ′|x =x 0=4x 30=4,x 0=1, ∴切点(1,1),∴l 的方程为y -1=4(x -1), 即4x -y -3=0.
3.已知直线y =kx 是曲线y =e x 的切线,则实数k 的值为( ) A.1e B .-1
e C .-e D .e 答案 D
解析 y ′=e x ,设切点为(x 0,y 0),则 ∴e x 0=e x 0·x 0,∴x 0=1,∴k =e.
4.曲线y =x 3+3x 2+6x -10的切线中,斜率最小的切线的方程为________________. 答案 3x -y -11=0
解析 ∵y ′=3x 2+6x +6=3(x 2+2x +2)=3(x +1)2+3≥3, ∴当x =-1时,斜率最小,切点为(-1,-14), ∴切线方程为y +14=3(x +1),即3x -y -11=0.
5.若曲线y =x -12在点(a ,a -1
2)处的切线与两个坐标轴围成的三角形的面积为18,则a =
________. 答案 64
解析 ∵y =x -12,∴y ′=-12x -3
2
,
∴曲线在点(a ,a -12)处的切线斜率k =-12a -3
2,
∴切线方程为y -a -12=-12a -3
2
(x -a ).
令x =0得y =32a -1
2;令y =0得x =3a .
∵该切线与两坐标轴围成的三角形的面积为 S =12·3a ·32a -12=94a 1
2
=18,∴a =64. 6.已知A 、B 、C 三点在曲线y =x 上,其横坐标依次为1、m 、4(1<m <4),当△ABC 的面积最大时,m 的值等于________. 答案 94
解析 如图,在△ABC 中,边AC 是确定的,要使△ABC 的面积最大,则点B 到直线AC 的距离应最大,可以将直线AC 作平行移动,显然当直线与曲线相切时,距离达到最大,即当过B 点的切线平行于直线AC 时,△ABC 的面积最大. f ′(m )=1
2m ,A 点坐标为(1,1),C 点坐标为(4,2),
∴k AC =2-14-1=13,∴12m =13
,∴m =9
4.
7.已知曲线f (x )=x 3-3x ,过点A (0,16)作曲线f (x )的切线,求曲线的切线方程. 解 设切点为(x 0,y 0),
则由导数定义得切线的斜率k =f ′(x 0)=3x 20-3,∴切线方程为y =(3x 20
-3)x +16, 又切点(x 0,y 0)在切线上,∴y 0=3(x 20-1)x 0+16,
即x 30-3x 0=3(x 2
0-1)x 0+16,解得x 0=-2,∴切线方程为9x -y +16=0.。