题目 (选修Ⅱ)第三章导数导数的概念与和、差、积、商的导数
高考要求
1了解导数概念的某些实际背景(如瞬时速度、加速度、光滑曲线切线的斜率等);
2掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义;
3理解导函数的概念 熟记基本导数公式;
4掌握两个函数和、差、积、商的求导法则
5了解复合函数的求导法则 会求某些简单函数的导数
6理解可导函数的单调性与其导数的关系;
7了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件(导数在极值点两侧异号);
8会求一些实际问题(一般指单峰函数)的最大值和最小值
知识点归纳
1导数的定义:设函数在处附近有定义,如果时,与的比(也叫函数的平均变化率)有极限即无限趋近于某个常数,我们把这个极限值叫做函数在处的导数,记作,即
2导数的几何意义:是曲线上点()处的切线的斜率因此,如果在点可导,则曲线在点()处的切线方程为
3导函数(导数):如果函数在开区间内的每点处都有导数,此时对于每一个,都对应着一个确定的导数,从而构成了一个新的函数, 称这个函数为函数在开区间内的导函数,简称导数,
4可导: 如果函数在开区间内每一点都有导数,则称函数在开区间内可导
5可导与连续的关系:如果函数y=f(x)在点x0处可导,那么函数y=f(x)在点x0处连续,反之不成立 函数具有连续性是函数具有可导性的必要条件,而不是充分条件
6求函数的导数的一般方法:
(1)求函数的改变量
(2)求平均变化率
(3)取极限,得导数=
7 常见函数的导数公式:
;;;
;;
8和差的导数: .
9积的导数: ,
10商的导数:
题型讲解
例1 若f′(x0)=2,求
分析:根据导数的定义
解:f′(x0)= (这时Δx=-k)
∴
=[-·]
=-·
=-f′(x0)=-1
点评: 注意f′(x0)= 中Δx的形式的变化,在上述变化中可以看到Δx=-k,k→0-k→0,
∴f′(x0)= ,
还可以写成f′(x0)=
或 f′(x0)=[f(x0+)-f(x0)]等
例2 若f(x)在R上可导,(1)求f(-x)在x=a处的导数与f(x)在x=-a处的导数的关系;(2)证明:若f(x)为偶函数,则f′(x)为奇函数
分析:(1)需求f(-x)在x=a处的导数与f(x)在x=-a处的导数;(2)求f′(x),然后判断其奇偶性
(1)解:设f(-x)=g(x),则
g′(a)=
=
=-
=-f′(-a)
∴f(-x)在x=a处的导数与f(x)在x=-a处的导数互为相反数
(2)证明:f′(-x)=
=
=-
=-f′(x)
∴f′(x)为奇函数
点评:用导数的定义求导数时,要注意Δy中自变量的变化量应与Δx一致
例3 求下列函数的导数:
(1)y=x2sinx; (2)y=ln(x+);
(3)y=; (4)y=
解:(1)y′=(x2)′sinx+x2(sinx)′=2xsinx+x2cosx
(2)y′=·(x+)′
=(1+)
=
(3)y′=
=
(4)y′=
=
=
例4 (1)求曲线在点(1,1)处的切线方程;
(2)运动曲线方程为,求t=3时的速度
分析:根据导数的几何意义及导数的物理意义可知,函数y=f(x)在处的导数就是曲线y=f(x)在点处的切线的斜率瞬时速度是位移函数S(t)对时间的导数
解:(1),
,即曲线在点(1,1)处的切线斜率k=0
因此曲线在(1,1)处的切线方程为y=1
(2)
例5 下列函数的导数
① ②
分析:利用导数的四则运算求导数
①法一:
∴
法二:
=+
②
∴
例6 如果曲线的某一切线与直线平行,求切点坐标与切线方程
解:切线与直线平行, 斜率为4
又切线在点的斜率为
∵ ∴
或
∴切点为(1,-8)或(-1,-12)
切线方程为或
即或
小结:
1求函数y=f(x)在点x0处的导数通常有以下两种方法:
(1)导数的定义,即求的值
(2)利用导函数的函数值,即先求函数f(x)在开区间(a,b)内的导函数f′(x),再将x0(x0∈(a,b))代入导函数f(x),得函数值f′(x0)
2 在解导数题时,要理解导数的概念,熟记基本函数的导数和导数的运算法则,然后根据基本函数确定使用什么方法求解
学生练习
1在曲线y=x2+1的图象上取一点(1,2)及邻近一点(1+Δx,2+Δy),则为
AΔx++2 BΔx--2 CΔx+2 D2+Δx-
解析: ==Δx+2
答案:C
2设函数f(x)在x=x0处可导,则
A与x0,h都有关 B仅与x0有关而与h无关
C仅与h有关而与x0无关 D与x0、h均无关
答案:B
3设f(x)=ax3+3x2+2,若f′(-1)=4,则a的值等于
A B C D
解析:f′(x)=3ax2+6x,f′(-1)=3a-6=4,所以a=
答案:D
4曲线y=x3-3x2+1在点(1,-1)处的切线方程为
Ay=3x-4 By=-3x+2 Cy=-4x+3 Dy=4x-5
解析:y′=3x2-6x,∴y′|x=1=-3
∴在(1,-1)处的切线方程为y+1=-3(x-1)
答案:B
5函数y=(x+1)2(x-1)在x=1处的导数等于
A1 B2 C3 D4
解析:y′|x=1=[(x2+2x+1)(x-1)]′|x=1=[x3+x2-x-1]′|xx=1=(3x2+2x-1)| x=1=4
答案:D
6已知函数f(x)在x=1处的导数为3,则f(x)的解析式可能为
Af(x)=(x-1)2+3(x-1) Bf(x)=2(x-1)
Cf(x)=2(x-1)2 Df(x)=x-1
答案:A
7函数y=x2的曲线上点A处的切线与直线3x-y+1=0的夹角为45°,则点A的坐标为___________
解析:设点A的坐标为(x0,y0),
则y′|x=x=2x|x=x=2x=k1,又直线3x-y+1=0的斜率k2=3
∴tan45°=1==||解得x0=或x0=-1
∴y0=或y0=1,即A点坐标为(,)或(-1,1)
答案:(,)或(-1,1)
8曲线y=2-x2与y=x3-2在交点处的切线夹角是__________(以弧度数作答)
解析:由得x3+2x2-16=0,(x-2)(x2+4x+8)=0,∴x=2
∴两曲线只有一个交点
∵y′=(2-x2)′=-x,∴y′|x=2=-2
又y′=(-2)′=x2,∴当x=2时,y′=3
∴两曲线在交点处的切线斜率分别为-2、3,
||=1∴夹角为
答案:
9设f(x)在x=1处连续,且f(1)=0,=2,求f′(1)
解:∵f(1)=0, =2,
∴f′(1)= = ==2
10设函数y=ax3+bx2+cx+d的图象与y轴交点为P点,且曲线在P点处的切线方程为12x-y-4=0若函数在x=2处取得极值0,试确定函数的解析式
解:∵y=ax3+bx2+cx+d的图象与y轴的交点为P,∴P的坐标为P(0,d)又曲线在点P处的切线方程为y=12x-4,P点坐标适合方程,从而d=-4
又切线斜率k=12,故在x=0处的导数y′|x=0=12,而y′=3ax2+2bx+c,y′|x=0=c,从而 c=12
又函数在x=2处取得极值0,所以y′|x=2=0, f(2)=0,
即12a+4b+12=0, 8a+4b+20=0
解得a=2,b=-9
∴所求函数解析式为y=2x3-9x2+12x-4
课前后备注
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