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  • 2021-06-11 发布

2015年数学理高考课件2-10 导数的概念及其运算

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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 请按 ESC 键返回