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- 2021-06-11 发布
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第十节 导数的概念及其运算
导数的概念
1
.函数
y
=
f
(
x
)
在
x
=
x
0
处的导数
(1)
定义
(2)
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
处的
.
(
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
.
2
.
函数
f
(
x
)
的导函数
称函数
f
′
(
x
)
=
的导函数.
(
x
0
,
f
(
x
0
))
切线的斜率
y
-
y
0
=
f
′(
x
0
)(
x
-
x
0
)
____________________[
通关方略
]____________________
1
.并不是所有的函数在其定义域上的每一点处都有导数,如函数
y
=
|
x
|
在点
x
=
0
处就没有导数,但在定义域上的其他点处都有导数.
2
.曲线
y
=
f
(
x
)
在点
P
(
x
0
,
y
0
)
处的切线是指
P
为切点,斜率为
k
=
f
′
(
x
0
)
的切线,是唯一的一条切线.
3
.曲线
y
=
f
(
x
)
过点
P
(
x
0
,
y
0
)
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.
1
.曲线
y
=
2
x
-
x
3
在
x
=-
1
处的切线方程为
(
)
A
.
x
+
y
+
2
=
0
B
.
x
+
y
-
2
=
0
C
.
x
-
y
+
2
=
0 D
.
x
-
y
-
2
=
0
解析:
∵
f
(
x
)
=
2
x
-
x
3
,
∴
f
′
(
x
)
=
2
-
3
x
2
.
∴
f
′
(
-
1)
=
2
-
3
=-
1.
又
f
(
-
1)
=-
2
+
1
=-
1
,
∴
切线方程为
y
+
1
=-
(
x
+
1)
,即
x
+
y
+
2
=
0.
答案:
A
2
.
(2014
年郑州模拟
)
直线
y
=
kx
+
1
与曲线
y
=
x
3
+
ax
+
b
相切于点
A
(1,2)
,则
a
b
=
(
)
A
.-
8
B
.-
6
C
.-
1
D
.
5
解析:
由题意得
y
=
kx
+
1
过点
A
(1,2)
,
∴
2
=
k
+
1
,即
k
=
1.
∵
曲线
y
′
=
3
x
2
+
a
,又
∵
直线
y
=
kx
+
1
与曲线相切于点
(1,2)
,
∴
y
′
=
k
,且
y
′
|
x
=
1
=
3
+
a
,即
1
=
3
+
a
,
∴
a
=-
2
,代入曲线方程
y
=
x
3
+
ax
+
b
,可解得
b
=
3.
∴
a
b
=
(
-
2)
3
=-
8.
故选
A.
答案:
A
导数的运算
1
.基本初等函数的导数公式
2.
导数的运算法则
(1)[
f
(
x
)±
g
(
x
)]
′
=
.
(2)[
f
(
x
)
·
g
(
x
)]
′
=
.
3
.
复合函数的导数
设
u
=
v
(
x
)
在点
x
处可导,
y
=
f
(
u
)
在点
u
处可导,则复合函数
f
[
v
(
x
)]
在点
x
处可导,且
f
′(
x
)
=
,即
y
′
x
=
.
f
′
(
x
)±
g
′
(
x
)
f
′
(
x
)
g
(
x
)
+
f
(
x
)
g
′
(
x
)
f
′(
u
)
·
v
′(
x
)
y
′
u
·
u
′
x
____________________[
通关方略
]____________________
1
.利用公式求导时,一定要注意公式的适用范围及符号,如
(
x
n
)
′
=
nx
n
-
1
中
n
≠
0
且
n
∈
Q
,
(cos
x
)
′
=-
sin
x
.
2
.注意公式不要用混,如
(
a
x
)
′
=
a
x
ln
a
,而不是
(
a
x
)
′
=
xa
x
-
1
.
3
.导数的加法与减法法则,可由两个可导函数推广到任意有限个可导函数的情形,即
[
u
(
x
)±
v
(
x
)±
…
±
w
(
x
)]
′
=
u
′
(
x
)±
v
′
(
x
)±
…
±
w
′
(
x
)
.
3
.函数
y
=
x
cos
x
-
sin
x
的导数为
(
)
A
.
x
sin
x
B
.-
x
sin
x
C
.
x
cos
x
D
.-
x
cos
x
解析:
y
′
=
(
x
cos
x
)
′
-
(sin
x
)
′
=
x
′
cos
x
+
x
(cos
x
)
′
-
cos
x
=
cos
x
-
x
sin
x
-
cos
x
=-
x
sin
x
.
答案:
B
4
.函数
f
(
x
)
=
(
x
+
2
a
)(
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:
f
′
(
x
)
=
(
x
-
a
)
2
+
(
x
+
2
a
)[2(
x
-
a
)]
=
3(
x
2
-
a
2
)
.
答案:
C
导数的运算
反思总结
1
.
求函数的导数的具体方法是
(1)
遇到连乘积的形式,先展开化为多项式形式,再求导;
(2)
遇到根式形式,先化为分数指数幂,再求导;
(3)
遇到复杂分式,先将分式化简,再求导.
2
.复合函数的求导,要选择恰当的中间变量,分清复合关系.
变式训练
1
.
(2013
年高考江西卷
)
设函数
f
(
x
)
在
(0
,+
∞
)
内可导,且
f
(e
x
)
=
x
+
e
x
,则
f
′
(1)
=
________.
答案:
2
导数的几何意义
[
答案
]
(1)A
(2)
①
4
x
-
y
-
4
=
0
②
4
x
-
y
-
4
=
0
或
12
x
-
3
y
+
20
=
0.
反思总结
1
.
求曲线切线方程的步骤
(1)
求出函数
y
=
f
(
x
)
在点
x
=
x
0
处的导数,即曲线
y
=
f
(
x
)
在点
P
(
x
0
,
f
(
x
0
))
处切线的斜率;
(2)
由点斜式方程求得切线方程为
y
-
y
0
=
f
′
(
x
0
)
·
(
x
-
x
0
)
.
2
.求曲线的切线方程需注意两点
(1)
当曲线
y
=
f
(
x
)
在点
P
(
x
0
,
f
(
x
0
))
处的切线平行于
y
轴
(
此时导数不存在
)
时,切线方程为
x
=
x
0
;
(2)
当切点坐标不知道时,应首先设出切点坐标,再求解.
变式训练
2
.在平面直角坐标系
xOy
中,点
P
在曲线
C
:
y
=
x
3
-
10
x
+
3
上,且在第二象限内,已知曲线
C
在点
P
处的切线的斜率为
2
,则点
P
的坐标为
________
.
解析:
由
y
=
x
3
-
10
x
+
3
,得
y
′
=
3
x
2
-
10
,
∵
曲线
C
在点
P
处的切线的斜率为
2
,
∴
y
′
=
3
x
2
-
10
=
2
,即
x
2
=
4
,又点
P
在第二象限,
∴
x
=-
2
,又点
P
在曲线
C
上,
∴
y
=-
8
+
20
+
3
=
15
,则点
P
的坐标为
(
-
2,15)
.
答案:
(
-
2,15)
——
导数几何意义的应用
)
导数几何意义的应用是高考命题的热点内容之一.主要命题角度有:
(1)
利用导数的几何意义求参数值或范围.
(2)
求切线倾斜角的范围.
利用导数的几何意义求参数值或范围
【
典例
1】
(1)
已知函数
f
(
x
)
=
x
3
-
3
x
,若过点
A
(0,16)
的直线方程为
y
=
ax
+
16
,与曲线
y
=
f
(
x
)
相切,则实数
a
的值是
(
)
A
.-
3
B
.
3
C
.
6 D
.
9
(2)(2014
年温州第一次适应性测试
)
若曲线
f
(
x
)
=
ax
2
+
ln
x
存在垂直于
y
轴的切线,则实数
a
的取值范围是
________
.
[
答案
]
(1)D
(2)(
-
∞
,
0)
由题悟道
利用导数的几何意义,求参数值或参数范围时要注意判断已知点是否为切点.
求切线倾斜角的范围
[
答案
]
B
由题悟道
利用导数的几何意义,先确定切线斜率的范围,再根据
k
=
tan
α
,
α
∈
[0
,
π)
及正切函数图象可求倾斜角
α
的范围.
1
.设函数
y
=
x
sin
x
+
cos
x
的图象上的点
(
x
0
,
y
0
)
处的切线的斜率为
k
,若
k
=
g
(
x
0
)
,则函数
k
=
g
(
x
0
)
的图象大致为
(
)
答案:
A
答案:
ln 2
-
1
本小节结束
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