高中数学第一章导数及其应用1.1.3导数的几何意义说课稿新人教A版选修2_2
高中数学第一章.1.3导数的几何意义含解析新人教A版选修2
课时作业2 导数的几何意义时间:45分钟——基础巩固类——一、选择题1.设f (x )为R 上的可导函数,且满足lim x →0f (1)-f (1-x )2x=-1,则曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为( D )A .2B .-1C .1D .-2解析:∵lim x →0f (1)-f (1-x )2x =12lim x →0f (1)-f (1-x )x=12lim -x →0f (1-x )-f (1)-x=12f ′(1)=-1,∴f ′(1)=-2.由导数的几何意义,知曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为-2.2.若函数f (x )=-3x -1,则f ′(x )=( D ) A .0 B .-3x C .3D .-3解析:f ′(x )=lim Δx →0f (x +Δx )-f (x )Δx=lim Δx →0-3(x +Δx )-1+3x +1Δx=lim Δx →0(-3)=-3.3.曲线y =9x 在点(3,3)处的切线的倾斜角为( C )A .30°B .45°C .135°D .60°解析:令y =f (x )=9x ,因为曲线f (x )=9x在点(3,3)处的切线的斜率为k =f ′(3)=lim Δx →0f (3+Δx )-f (3)Δx =lim Δx →093+Δx -3Δx =lim Δx →0-33+Δx=-1,所以切线的倾斜角为135°.4.如图,函数y =f (x )的图象在点P (2,f (2))处的切线是l ,则f (2)+f ′(2)等于( D)A .-4B .3C .-2D .1解析:由题图可知l 与x 轴交于点(4,0),与y 轴交于点(0,4),则可知l :x +y =4,∴f (2)=2,f ′(2)=-1,∴f (2)+f ′(2)=1,故选D.5.已知函数f (x )的图象如图所示,f ′(x )是f (x )的导函数,则下列结论正确的是( B )A .0<f ′(2)<f ′(3)<f (3)-f (2)B .0<f ′(3)<f (3)-f (2)<f ′(2)C .0<f ′(3)<f ′(2)<f (3)-f (2)D .0<f (3)-f (2)<f ′(2)<f ′(3)解析:从题图上可以看出f (x )在x =2处的切线的斜率比在x =3处的斜率大,且均为正数,所以有0<f ′(3)<f ′(2),过此两点的割线的斜率f (3)-f (2)3-2比f (x )在x =2处的切线的斜率小,比f (x )在x =3处的切线的斜率大,所以0<f ′(3)<f (3)-f (2)<f ′(2),故选B.6.设曲线y =x 2+x -2在点M 处的切线斜率为3,则点M 的坐标为( B ) A .(0,-2)B .(1,0)C .(0,0)D .(1,1)解析:设点M (x 0,y 0),∴k =lim Δx →0 (x 0+Δx )2+(x 0+Δx )-2-(x 20+x 0-2)Δx =2x 0+1,令2x 0+1=3,∴x 0=1,则y 0=0.故选B.7.若曲线y =x 2+ax +b 在点(0,b )处的切线方程是x -y +1=0,则( A ) A .a =1,b =1 B .a =-1,b =1 C .a =1,b =-1D .a =-1,b =-1解析:∵点(0,b )在直线x -y +1=0上,∴b =1.又y ′=lim Δx →0(x +Δx )2+a (x +Δx )+1-x 2-ax -1Δx=2x +a ,∴过点(0,b )的切线的斜率为y ′|x =0=a =1.8.已知函数y =f (x )的图象是下列四个图象之一,且其导函数y =f ′(x )的图象如下图所示,则该函数的图象是( B )解析:由函数y =f (x )的导函数y =f ′(x )的图象自左至右先增后减,可知函数y =f (x )图象的切线的斜率自左至右先增大后减小.二、填空题9.函数y =f (x )的图象在点M (1,f (1))处的切线方程是y =12x +2,则f (1)+f ′(1)=3.解析:∵点M 在直线y =12x +2上,∴f (1)=52.又f ′(1)=12,∴f (1)+f ′(1)=3.10.已知曲线y =2x 2+4x 在点P 处切线斜率为16,则点P 坐标为(3,30). 解析:设P (x 0,2x 20+4x 0), 则f ′(x 0)=lim Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx=lim Δx →02(Δx )2+4x 0Δx +4ΔxΔx=4x 0+4,又∵f ′(x 0)=16,∴4x 0+4=16,∴x 0=3,∴P (3,30).11.若抛物线y =x 2-x +c 上一点P 的横坐标是-2,在点P 处的切线恰好过坐标原点,则实数c 的值为4.解析:y ′=lim Δx →0ΔyΔx=2x -1,在点P 处切线的斜率为2×(-2)-1=-5.因为点P 的横坐标是-2,所以点P 的纵坐标是6+c ,故直线OP 的斜率为-6+c 2,根据题意有-6+c2=-5,解得c =4.三、解答题12.过曲线f (x )=x 2上哪一点的切线满足下列条件? (1)平行于直线y =4x -5; (2)垂直于直线2x -6y +5=0; (3)倾斜角为135°.解:f ′(x )=lim Δx →0f (x +Δx )-f (x )Δx =lim Δx →0(x +Δx )2-x 2Δx=2x ,设P (x 0,y 0)是满足条件的点.(1)∵切线与直线y =4x -5平行, ∴2x 0=4,∴x 0=2,∴y 0=4, 即P (2,4)是满足条件的点.(2)∵切线与直线2x -6y +5=0垂直,∴2x 0·13=-1,得x 0=-32,∴y 0=94,即P (-32,94)是满足条件的点.(3)∵切线的倾斜角为135°, ∴其斜率为-1.即2x 0=-1,得x 0=-12,∴y 0=14,即P (-12,14)是满足条件的点.13.已知曲线C :y =x 2-2x +3,直线l :x -y -4=0,在曲线C 上求一点P ,使P 到直线l 的距离最短,并求出最短距离.解:设P (x 0,y 0),f (x )=y =x 2-2x +3,因为f ′(x )=lim Δx →0(x +Δx )2-2(x +Δx )+3-x 2+2x -3Δx=2x -2,由题意得2x 0-2=1,解得x 0=32,所以y 0=94,所以P (32,94),所以P 到直线l 的最短距离d =|32-94-4|2=1928.——能力提升类——14.已知函数y =f (x )的图象如下图所示,则函数y =f ′(x )的图象可能是②(填序号).解析:由y =f (x )的图象及导数的几何意义可知,当x <0时,f ′(x )>0;当x =0时,f ′(x )=0;当x >0时,f ′(x )<0,故②符合.15.已知直线l :y =4x +a 和曲线C :y =x 3-2x 2+3相切.求a 的值和切点的坐标. 解:设直线l 与曲线C 相切于点P (x 0,y 0), 因为f ′(x )=lim Δx →0f (x +Δx )-f (x )Δx=lim Δx →0(x +Δx )3-2(x +Δx )2+3-(x 3-2x 2+3)Δx=3x 2-4x .由题意可知,直线l 的斜率k =4,即3x 20-4x 0=4,解得x 0=-23或x 0=2,所以切点的坐标为(-23,4927)或(2,3).当切点为(-23,4927)时,有4927=4×(-23)+a ,a =12127;当切点为(2,3)时,有3=4×2+a ,a =-5.所以当a =12127时,切点为(-23,4927);当a =-5时,切点为(2,3).。
高中新课程数学(新课标人教A版)选修2-2《第一章 导数及其应用》知识点、考点、及其例题
第一章导数及其应用知识点及练习题知识点1:导数概念的引入1. 导数的物理意义:瞬时速率。
一般的,函数()y f x =在0x x =处的瞬时变化率是000()()limx f x x f x x∆→+∆-∆,我们称它为函数()y f x =在0x x =处的导数,记作0()f x '或0|x x y =', 即0()f x '=000()()limx f x x f x x∆→+∆-∆2. 导数的几何意义:曲线的切线.通过图像,我们可以看出当点n P 趋近于P 时,直线PT 与曲线相切。
容易知道,割线n PP 的斜率是00()()n n n f x f x k x x -=-,当点n P 趋近于P 时,函数()y f x =在0x x =处的导数就是切线PT 的斜率k ,即000()()lim ()n x n f x f x k f x x x ∆→-'==-3. 导函数:当x 变化时,()f x '便是x 的一个函数,我们称它为()f x 的导函数. ()y f x =的导函数有时也记作y ',即0()()()limx f x x f x f x x∆→+∆-'=∆考点:导数的几何意义及其应用[例题] 已知曲线y =13x 3+43.(1)求曲线在点P (2,4)处的切线方程;(2)求曲线过点P (2,4)的切线方程; (3)求斜率为4的曲线的切线方程.[变式训练] 已知函数f(x)=x3+x -16.(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.知识点2:导数的计算1)基本初等函数的导数公式:1若()f x c =(c 为常数),则()0f x '=; 2 若()f x x α=,则1()f x xαα-'=;3 若()sin f x x =,则()cos f x x '=4 若()cos f x x =,则()sin f x x '=-;5 若()xf x a =,则()ln x f x a a '=6 若()x f x e =,则()xf x e '=7 若()log xa f x =,则1()ln f x x a '=8 若()ln f x x =,则1()f x x'=2)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. 2()()()()()[]()[()]f x f xg x f x g x g x g x ''•-•'= 3)复合函数求导()y f u =和()u g x =,称则y 可以表示成为x 的函数,即(())y f g x =为一个复合函数 (())()y f g x g x '''=•考点:导数的求导及运算1、已知()22sin f x x x π=+-,则()'0f =2、若()sin x f x e x =,则()'f x =3.)(x f =ax 3+3x 2+2 ,4)1(=-'f ,则a=( )319.316.313.310.D C B A 4.过抛物线y=x 2上的点M )41,21(的切线的倾斜角是() A.30° B.45° C.60° D.90° 5.如果曲线2932y x =+与32y x =-在0x x =处的切线互相垂直,则0x =知识点3:导数在研究函数中的应用1.函数的单调性与导数:一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系:在某个区间(,)a b 内,如果()0f x '>,那么函数()y f x =在这个区间单调递增; 如果()0f x '<,那么函数()y f x =在这个区间单调递减. 2.函数的极值与导数极值反映的是函数在某一点附近的大小情况. 求函数()y f x =的极值的方法是:(1) 如果在0x 附近的左侧()0f x '>,右侧()0f x '<,那么0()f x 是极大值;(2) 如果在0x 附近的左侧()0f x '<,右侧()0f x '>,那么0()f x 是极小值; 4.函数的最大(小)值与导数函数极大值与最大值之间的关系.求函数()y f x =在[,]a b 上的最大值与最小值的步骤 (1) 求函数()y f x =在(,)a b 内的极值;(2) 将函数()y f x =的各极值与端点处的函数值()f a ,()f b 比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值.考点:1.导数在研究函数单调性中的应用2.导数在求函数极值与最值中的应用题型一:导数在研究函数单调性中的应用[例题] 设函数f (x )=x e a -x +bx ,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为y=(e -1)x +4.(1)求a ,b 的值; (2)求f (x )的单调区间.[变式训练] 设函数f(x)=xekx(k ≠0).(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)若函数f(x)在区间(-1,1)内单调递增,求k 的取值范围.题型二:导数在求函数极值与最值中的应用[例题]已知函数f(x)=-x3+ax2+bx在区间(-2,1)内,当x=-1时取极小值,当x=23时取极大值.(1)求函数y=f(x)在x=-2时的对应点的切线方程;(2)求函数y=f(x)在[-2,1]上的最大值与最小值.[变式训练] 设函数f(x)=[ax2-(4a+1)x+4a+3]e x.(1)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程与x轴平行,求a;(2)若f(x)在x=2处取得极小值,求a的取值范围.知识点4:解决实际问题利用导数的知识,,求函数的最大(小)值,从而解决实际问题考点:1、导数在切线方程中的应用2、导数在单调性中的应用3、导数在极值、最值中的应用4、导数在恒成立问题中的应用题型一:导数在切线方程中的运用1.曲线3x y =在P 点处的切线斜率为k,若k=3,则P 点为( ) A.(-2,-8) B.(-1,-1)或(1,1)C.(2,8)D.(-21,-81)2.曲线53123+-=x x y ,过其上横坐标为1的点作曲线的切线,则切线的倾斜角为( ) A.6π B.4π C.3π D.π43题型二:导数在单调性中的运用1.函数32()31f x x x =-+是减函数的区间为( ) A.(2,)+∞ B.(,2)-∞ C.(,0)-∞ D.(0,2)2.关于函数762)(23+-=x x x f ,下列说法不正确的是( ) A .在区间(∞-,0)内,)(x f 为增函数 B .在区间(0,2)内,)(x f 为减函数 C .在区间(2,∞+)内,)(x f 为增函数 D .在区间(∞-,0)),2(+∞⋃内,)(x f 为增函数3.已知函数()y xf x '=的图象如右图所示(其中'()f x 是函数()f x 的导函数),下面四个图象中()y f x =的图象大致是( )4、(2010年山东21)(本小题满分12分)已知函数).(111)(R a xaax nx x f ∈--+-= (Ⅰ)当处的切线方程;在点时,求曲线))2(,2()(1f x f y a=-=(Ⅱ)当12a ≤时,讨论()f x 的单调性.题型三:导数在最值、极值中的运用1.函数93)(23-++=x ax x x f ,已知)(x f 在3-=x 时取得极值,则a =( ) A .2B. 3C. 4D.52.函数5123223+--=x x x y 在[0,3]上的最大值与最小值分别是( ) A.5 , - 15 B.5 , 4 C.- 4 , - 15 D.5 , - 163.已知函数)0()(3≠++=adcxaxxf是R上的奇函数,当1=x时)(xf取得极值-2.(1)试求a、c、d的值;(2)求)(xf的单调区间和极大值;4.设函数2312)(bxaxexxf x++=-,已知12=-=xx和为)(xf的极值点。
高中数学 第一章 导数及其应用 1.1.3 导数的几何意义学案 新人教A版选修2-2-新人教A版高二
1.1.3 导数的几何意义1.理解曲线的切线的含义.2.理解导数的几何意义.3.会求曲线在某点处的切线方程.4.理解导函数的定义,会用定义法求简单函数的导函数.1.导数的几何意义(1)切线的定义如图,对于割线PP n,当点P n趋近于点P时,割线PP n趋近于确定的位置,这个确定位置的直线PT称为点P 处的切线.(2)导数的几何意义当点P n无限趋近于点P时,k n无限趋近于切线PT的斜率.因此,函数f(x)在x=x0处的导数就是切线PT的斜率k,即k=limΔx→0f(x0+Δx)-f(x0)Δx=f′(x0).2.导函数的概念(1)定义:当x变化时,f′(x)便是x的一个函数,我们称它为f(x)的导函数(简称导数).(2)记法:f′(x)或y′,即f′(x)=y′=limΔx→0f(x+Δx)-f(x)Δx.1.此处切线定义与以前所学过的切线定义的比较(1)初中我们学习过圆的切线:直线和圆有唯一的公共点时,称直线和圆相切,唯一的公共点叫做切点,直线叫做圆的切线.但因为圆是一种特殊的曲线,所以圆的切线定义不适用于一般的曲线.如图中的曲线C ,直线l 1与曲线C 有唯一的公共点M ,但l 1不是曲线C 的切线;l 2虽然与曲线C 有不止一个公共点,但l 2是曲线C 在点N 处的切线.(2)此处是通过逼近方法,将割线趋近于确定的位置的直线定义为切线,适用于各种曲线.所以这种定义才真正反映了切线的本质.2.函数f (x )在x =x 0处的导数f ′(x 0)、导函数f ′(x )之间的区别与联系区别:(1)f ′(x 0)是在x =x 0处函数值的改变量与自变量的改变量之比的极限,是一个常数,不是变量.(2)f ′(x )是函数f (x )的导数,是对某一区间内任意x 而言的,即如果函数y =f (x )在开区间(a ,b )内的每点处都有导数,此时对于每一个x ∈(a ,b ),都对应着一个确定的导数f ′(x ),从而构成了一个新的函数——导函数f ′(x ).联系:函数f (x )在x =x 0处的导数f ′(x 0)就是导函数f ′(x )在x =x 0处的函数值.这也是求函数在x =x 0处的导数的方法之一.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)函数在一点处的导数f ′(x 0)是一个常数.( )(2)函数y =f (x )在点x 0处的导数f ′(x 0)就是导函数f ′(x )在点x =x 0处的函数值.( )(3)函数f (x )=0没有导数.( )(4)直线与曲线相切,则直线与该曲线只有一个公共点.( ) 答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)×如图,直线l 是曲线y =f (x )在x =4处的切线,则f ′(4)=( ) A. 12 B .3 C .4D .5解析:选A.根据导数的几何意义知f ′(4)是曲线y =f (x )在x =4处的切线的斜率k ,注意到k =5-34-0=12,所以f ′(4)=12.已知y =f (x )的图象如图,则f ′(x A )与f ′(x B )的大小关系是( )A .f ′(x A )>f ′(xB ) B .f ′(x A )<f ′(x B )C .f ′(x A )=f ′(x B )D .不能确定解析:选B.由图可知,曲线在点A 处的切线的斜率比曲线在点B 处的切线的斜率小,结合导数的几何意义知f ′(x A )<f ′(x B ),选 B.曲线y =-2x 2+1在点(0,1)处的切线的斜率是________. 解析:因为Δy =-2(Δx )2,所以Δy Δx =-2Δx ,lim Δx →0Δy Δx =lim Δx →0(-2Δx )=0,由导数的几何意义知切线的斜率为0.答案:0探究点1 求曲线在定点处的切线方程求曲线y =2x -x 3在点(-1,-1)处的切线方程. 【解】 因为y ′=lim Δx →02(x +Δx )-(x +Δx )3-2x +x3Δx=lim Δx →0[2-3x 2-3x Δx -(Δx )2]=2-3x 2.所以y ′|x =-1=2-3(-1)2=2-3=-1.所以切线方程为y -(-1)=-[x -(-1)], 即x +y +2=0.求过点(-1,-2)且与曲线y =2x -x 3相切的直线方程.解:y ′=lim Δx →0Δy Δx =lim Δx →02(x +Δx )-(x +Δx )3-2x +x 3Δx =lim Δx →0[2-3x 2-3x Δx -(Δx )2]=2-3x 2.设切点坐标为(x 0,2x 0-x 30),则切线方程为y -2x 0+x 30=(2-3x 20)(x -x 0). 因为切线过点(-1,-2),所以-2-2x 0+x 30=(2-3x 20)·(-1-x 0), 即2x 30+3x 20=0,解得x 0=0或x 0=-32.所以切点坐标为(0,0)或⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,38. 当切点坐标为(0,0)时,切线斜率k =-2-0-1-0=2,切线方程为y =2x ;当切点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,38时,切线斜率k =38-(-2)-32-(-1)=-194,切线方程为y +2=-194(x +1),即19x +4y +27=0.综上可知,过点(-1,-2)且与曲线y =2x -x 3相切的直线方程为y =2x 或19x +4y +27=0.解决曲线的切线问题的思路(1)求曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线方程,即点P 的坐标既满足曲线方程,又满足切线方程时,若点P 处的切线斜率存在,则点P 处的切线方程为y =f ′(x 0)(x -x 0)+f (x 0);若曲线y =f (x )在点P 处的切线斜率不存在(此时切线平行于y 轴),则点P 处的切线方程为x =x 0.(2)若切点未知,则需设出切点坐标,再根据题意列出关于切点横坐标的方程,最后求出切点纵坐标及切线的方程,此时求出的切线方程往往不止一个.已知曲线C :y =x 3.(1)求曲线C 上横坐标为1的点处的切线方程;(2)试问(1)中的切线与曲线C 是否还有其他的公共点?若有,求出公共点的坐标;若没有,说明理由.解:(1)将x =1代入曲线C 的方程得y =1,所以切点为(1,1). Δy Δx =(1+Δx )3-13Δx =3Δx +3(Δx )2+(Δx )3Δx =3+3Δx +(Δx )2, 当Δx 趋近于0时,ΔyΔx 趋近于3,所以y ′|x =1=3.故所求切线方程为y -1=3(x -1),即3x -y -2=0.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -2=0,y =x 3,可得(x -1)2(x +2)=0, 解得x 1=1,x 2=-2.从而求得公共点为(1,1),(-2,-8).故(1)中的切线与曲线C 的公共点除切点(1,1)外,还有点(-2,-8). 探究点2 求切点坐标在曲线y =x 2上取一点,使得在该点处的切线: (1)平行于直线y =4x -5; (2)垂直于直线2x -6y +5=0; (3)倾斜角为135°.分别求出满足上述条件的点的坐标.【解】 设y =f (x ),则f ′(x )=lim Δx →0f (x +Δx )-f (x )Δx =lim Δx →0(x +Δx )2-x2Δx =limΔx →0(2x +Δx )=2x .设P (x 0,y 0)是满足条件的点.(1)因为点P 处的切线与直线y =4x -5平行,所以2x 0=4,解得x 0=2,所以y 0=4,即P (2,4).(2)因为点P 处的切线与直线2x -6y +5=0垂直,且直线2x -6y +5=0的斜率为13,所以2x 0·13=-1,解得x 0=-32,所以y 0=94,即P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,94. (3)因为点P 处的切线的倾斜角为135°,所以切线的斜率为tan 135°=-1,即2x 0=-1,解得x 0=-12,所以y 0=14,即P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,14.求满足某条件的曲线的切点坐标的步骤(1)先设切点坐标(x 0,y 0). (2)求导函数f ′(x ). (3)求切线的斜率f ′(x 0).(4)由斜率间的关系列出关于x 0的方程,解方程求x 0.(5)点(x 0,y 0)在曲线f (x )上,将(x 0,y 0)代入求y 0得切点坐标.1.已知曲线y =x 24的一条切线的斜率为12,则切点的横坐标为( )A .1B .2C .3D .4解析:选A.因为y ′=lim Δx →0Δy Δx =12x =12, 所以x =1,所以切点的横坐标为 1.2.已知曲线f (x )=x 2+6在点P 处的切线平行于直线4x -y -3=0,求点P 的坐标. 解:设切点P 坐标为(x 0,y 0).f ′(x )=limΔx →0f (x +Δx )-f (x )Δx=lim Δx →0(x +Δx )2+6-(x 2+6)Δx=lim Δx →0(2x +Δx )=2x .所以点P 在(x 0,y 0)处的切线的斜率为2x 0. 因为切线与直线4x -y -3=0平行,所以2x 0=4,x 0=2,y 0=x 20+6=10,即切点为(2,10). 探究点3 导数几何意义的应用我市某家电制造集团为尽快实现家电下乡提出四种运输方案,据预测,这四种方案均能在规定时间T 内完成预期的运输任务Q 0,各种方案的运输总量Q 与时间t 的函数关系如下所示.在这四种方案中,运输效率(单位时间内的运输量)逐步提高的是( )【解析】 从函数图象上看,要求图象在[0,T ]上越来越陡峭,在各选项中,只有B 项中的切线斜率在不断增大,也即运输效率(单位时间内的运输量)逐步提高.【答案】 B(1)曲线f (x )在x 0附近的变化情况可通过x 0处的切线刻画.f ′(x 0)>0说明曲线在x 0处的切线的斜率为正值,从而得出在x 0附近曲线是上升的;f ′(x 0)<0说明在x 0附近曲线是下降的.(2)曲线在某点处的切线斜率的大小反映了曲线在相应点处的变化情况,由切线的倾斜程度,可以判断出曲线升降的快慢.1.已知函数f (x )的图象如图所示,f ′(x )是f (x )的导函数,则下列结论正确的是( )A .0<f ′(2)<f ′(3)<f (3)-f (2)B .0<f ′(3)<f (3)-f (2)<f ′(2)C .0<f ′(3)<f ′(2)<f (3)-f (2)D .0<f (3)-f (2)<f ′(2)<f ′(3)解析:选B.从图象上可以看出f (x )在x =2处的切线的斜率比在x =3处的斜率大,且均为正数,所以有0<f ′(3)<f ′(2),过此两点的割线的斜率f (3)-f (2)3-2比f (x )在x =2处的切线的斜率小,比f (x )在x =3处的斜率大,所以0<f ′(3)<f (3)-f (2)<f ′(2),故选B.2.李华在参加一次同学聚会时,他用如图所示的圆口杯喝饮料,李华认为:如果向杯子中倒饮料的速度一定(即单位时间内倒入的饮料量相同),那么杯子中饮料的高度h 是关于时间t 的函数h (t ),则函数h (t )的图象可能是( )解析:选B.由于圆口杯的形状是“下细上粗”,则开始阶段饮料的高度增加较快,以后高度增加得越来越慢,仅有B 中的图象符合题意.1.下列说法中正确的是( )A .若f ′(x 0)不存在,则曲线y =f (x )在x =x 0处没有切线B .若曲线y =f (x )在x =x 0处有切线,则f ′(x 0)必存在C .若f ′(x 0)不存在,则曲线y =f (x )在x =x 0处的切线斜率不存在D .若曲线y =f (x )在x =x 0处的切线斜率不存在,则曲线在该点处没有切线解析:选C.f ′(x 0)的几何意义是曲线y =f (x )在x =x 0处的切线的斜率,切线斜率不存在,但其切线方程可以为x =x 0,所以A ,B ,D 错误.2.如果曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线方程为x +2y -3=0,那么( )A .f ′(x 0)>0B .f ′(x 0)<0C .f ′(x 0)=0D .f ′(x 0)不存在解析:选B.由题意可知,f ′(x 0)=-12.3.如图,函数y =f (x )的图象在点P 处的切线方程是y =-x +8,则f (5)+f ′(5)等于________.解析:易得切点P (5,3), 所以f (5)=3,k =-1, 即f ′(5)=-1.所以f (5)+f ′(5)=3-1=2. 答案:2 4.已知曲线y =1t -x 上两点P (2,-1),Q ⎝⎛⎭⎪⎫-1,12. (1)求曲线在点P ,Q 处的切线的斜率; (2)求曲线在点P ,Q 处的切线方程. 解:将点P (2,-1)代入y =1t -x, 得t =1,所以y =11-x.y ′=limΔx →0f (x +Δx )-f (x )Δx=lim Δx →011-(x +Δx )-11-x Δx=limΔx →0Δx[1-(x +Δx )](1-x )Δx=limΔx →01(1-x -Δx )(1-x )=1(1-x )2,(1)曲线在点P 处的切线斜率为y ′|x =2=1(1-2)2=1;曲线在点Q 处的切线斜率为y ′|x =-1=14.(2)曲线在点P 处的切线方程为y -(-1)=x -2, 即x -y -3=0,曲线在点Q 处的切线方程为y -12=14[x -(-1)],即x -4y +3=0.知识结构深化拓展导数与函数图象的关系在x =x 0附近各切线的斜率反映切线的升降变化情况,导数f ′(x 0)反映函数在x =x 0附近的增减情况,而在x =x 0处的切线斜率k =f ′(x 0),所以反映在图形上它们的变化情况是一致的,如图.曲线的升降、切线的斜率与导数符号的关系如下表:曲线f (x )在x =x 0附近切线的斜率k切线的倾斜角 f ′(x 0)>0上升k >0 锐角f ′(x 0)<0下降k <0 钝角 f ′(x 0)=0k =0零角(切线与x 轴平行)[注意] 导数绝对值的大小反映了曲线上升或下降的快慢.[A 基础达标]1.已知二次函数f (x )的图象的顶点坐标为(1,2),则f ′(1)的值为( ) A .1 B .0 C .-1D .2解析:选B.因为二次函数f (x )的图象的顶点坐标为(1,2),所以过点(1,2)的切线平行于x 轴,即切线的斜率为0,所以f ′(1)=0,选B.2.曲线f (x )=9x在点(3,3)处的切线的倾斜角等于( )A .45°B .60°C .135°D .120°解析:选C.f ′(x )=lim Δx →0f (x +Δx )-f (x )Δx =9lim Δx →01x +Δx -1x Δx =-9limΔx →01(x +Δx )x=-9x2,所以f ′(3)=-1.又切线的倾斜角的范围为[0°,180°),所以所求倾斜角为135°.3.设曲线y =ax 2在点(1,a )处的切线与直线2x -y -6=0平行,则a 等于( ) A .1 B. 12 C .-12D .-1解析:选A.因为y ′|x =1=lim Δx →0a (1+Δx )2-a ×12Δx=lim Δx →02a Δx +a (Δx )2Δx =lim Δx →0(2a +a Δx )=2a ,所以2a =2, 所以a =1.4.若曲线f (x )=x 2的一条切线l 与直线x +4y -8=0垂直,则l 的方程为( ) A .4x -y -4=0 B .x +4y -5=0 C .4x -y +3=0D .x +4y +3=0解析:选A.设切点为(x 0,y 0),因为f ′(x )=lim Δx →0(x +Δx )2-x2Δx =lim Δx →0 (2x +Δx )=2x .由题意可知,切线斜率k =4,即f ′(x 0)=2x 0=4,所以x 0=2.所以切点坐标为(2,4),切线方程为y -4=4(x -2),即4x -y -4=0,故选A.5.若曲线y =x 2+ax +b 在点(0,b )处的切线方程是x -y +1=0,则( ) A .a =1,b =1 B .a =-1,b =1 C .a =1,b =-1D .a =-1,b =-1解析:选A.因为点(0,b )在直线x -y +1=0上,所以b =1.又y ′=lim Δx →0(x +Δx )2+a (x +Δx )+1-x 2-ax -1Δx =2x +a ,所以过点(0,b )的切线的斜率为y ′|x =0=a =1.6.已知函数y =f (x )在点(2,1)处的切线与直线3x -y -2=0平行,则y ′|x =2=________.解析:因为直线3x -y -2=0的斜率为3,所以由导数的几何意义可知y ′|x =2=3. 答案:37.已知f (x )=x 2+ax ,f ′(1)=4,曲线f (x )在x =1处的切线在y 轴上的截距为-1,则实数a 的值为________.解析:由导数的几何意义,得切线的斜率为k =f ′(1)=4.又切线在y 轴上的截距为-1,所以曲线f (x )在x =1处的切线方程为y =4x -1,从而可得切点坐标为(1,3),所以f (1)=1+a =3,即a =2.答案:28.设f (x )存在导函数,且满足lim Δx →0f (1)-f (1-2Δx )2Δx =-1,则曲线y =f (x )上点(1,f (1))处的切线斜率为________.解析:limΔx →0f (1)-f (1-2Δx )2Δx=lim Δx →0f (1-2Δx )-f (1)-2Δx=f ′(x )=-1. 答案:-19.已知曲线y =13x 3上一点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,83,求: (1)曲线在点P 处的切线方程; (2)过点P 的曲线的切线方程.解:(1)因为函数y =13x 3的导函数为y ′=lim Δx →0ΔyΔx =lim Δx →013(x +Δx )3-13x 3Δx =13lim Δx →03x 2Δx +3x (Δx )2+(Δx )3Δx =13lim Δx →0[3x 2+3x Δx +(Δx )2]=x 2, 所以y ′|x =2=22=4.所以曲线在点P 处的切线的斜率等于4.故曲线在点P 处的切线方程是y -83=4(x -2),即12x -3y -16=0.(2)设切点为(x 0,y 0),由(1)知y ′=x 2,则点(x 0,y 0)处的切线斜率k =x 20,切线方程为y -y 0=x 20(x -x 0).又切线过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,83,且(x 0,y 0)在曲线y =13x 3上,所以⎩⎪⎨⎪⎧83-y 0=x 2(2-x 0),y 0=13x 30,整理得x 30-3x 20+4=0,即(x 0-2)2(x 0+1)=0,解得x 0=2或x 0=-1.当x 0=2时,y 0=83,切线斜率k =4,切线方程为12x -3y -16=0;当x 0=-1时,y 0=-13,切线斜率k =1,切线方程为3x -3y +2=0.故过点P 的切线方程为12x -3y -16=0或3x -3y +2=0.10.已知曲线f (x )=ax-x 在x =4处的切线方程为5x +16y +b =0,求实数a 与b 的值.解:因为直线5x +16y +b =0的斜率k =-516,所以f ′(4)=-516.而f ′(4)=lim Δx →0(a 4+Δx -4+Δx )-(a4-4)Δx=limΔx →0(a 4+Δx -a4)-(4+Δx -2)Δx=lim Δx →0[-a 4(4+Δx )-14+Δx +2]=-a +416,所以-a +416=-516,解得a =1. 所以f (x )=1x -x ,所以f (4)=14-4=-74,即切点为(4,-74).因为(4,-74)在切线5x +16y +b =0上,所以5×4+16×(-74)+b =0,即b =8,从而a =1,b =8.[B 能力提升]11.曲线y =x +1x上任意一点P 处的切线斜率为k ,则k 的取值范围是( )A .(-∞,-1)B .(-1,1)C .(-∞,1)D .(1,+∞)解析:选C.y =x +1x上任意一点P (x 0,y 0)处的切线斜率为k =y ′|x =x 0=lim Δx →0(x 0+Δx )+1x 0+Δx -⎝⎛⎭⎪⎫x 0+1x 0Δx=lim Δx →0⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1x 20+x 0Δx =1-1x 20<1.即k <1.12.若抛物线y =x 2-x +c 上一点P 的横坐标是-2,在点P 处的切线恰好过坐标原点,则实数c 的值为________.解析:y ′=limΔx →0ΔyΔx =2x -1,在点P 处切线的斜率为2×(-2)-1=-5.因为点P 的横坐标是-2,所以点P 的纵坐标是6+c ,故直线OP 的斜率为-6+c 2,根据题意有-6+c2=-5,解得c =4.答案:413.已知直线l :y =4x +a 与曲线C :y =x 3-2x 2+3相切,求a 的值及切点坐标. 解:设直线l 与曲线C 相切于点P (x 0,y 0), 因为f ′(x )=limΔx →0f (x +Δx )-f (x )Δx=lim Δx →0(x +Δx )3-2(x +Δx )2+3-(x 3-2x 2+3)Δx=3x 2-4x , 由题意可知k =4, 即3x 20-4x 0=4, 解得x 0=-23或x 0=2,所以切点的坐标为(-23,4927)或(2,3).当切点为(-23,4927)时,有4927=4×(-23)+a ,a =12127.当切点为(2,3)时,有3=4×2+a ,a =-5.所以当a =12127时,切点为(-23,4927);当a =-5时,切点为(2,3).14.(选做题)已知曲线y =x 2-1在x =x 0处的切线与曲线y =1-x 3在x =x 0处的切线互相平行,试分别求出这两条平行的切线方程.解:对于曲线y =x 2-1在x =x 0处,y ′|x =x 0=lim Δx →0[(x 0+Δx )2-1]-(x 20-1)Δx=lim Δx →02x 0·Δx +(Δx )2Δx=lim Δx →0(2x 0+Δx )=2x 0.对于曲线y =1-x 3在x =x 0处,y ′|x =x 0=lim Δx →0[1-(x 0+Δx )3]-(1-x 30)Δx=lim Δx →0-3x 20Δx -3x 0(Δx )2-(Δx )3Δx=lim Δx →0[-3x 20-3x 0·Δx -(Δx )2]=-3x 20,又y =1-x 3与y =x 2-1在x =x 0处的切线互相平行, 所以2x 0=-3x 20,解得x 0=0或x 0=-23.(1)当x 0=0时,两条切线的斜率k =0, 曲线y =x 2-1上的切点坐标为(0,-1), 切线方程为y =-1,曲线y =1-x 3上的切点坐标为(0,1),切线方程为y =1. 但直线y =1并不是曲线的切线,不符合题意. (2)当x 0=-23时,两条切线的斜率k =-43,曲线y =x 2-1上的切点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,-59,切线方程为y +59=-43⎝ ⎛⎭⎪⎫x +23,即12x +9y+13=0,曲线y =1-x 3上的切点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,3527,切线方程为y -3527=-43⎝ ⎛⎭⎪⎫x +23,即36x +27y-11=0.综上,两曲线的切线方程分别是12x+9y+13=0,36x+27y-11=0.。
高中数学 第一章 导数及其应用 1.2 第3课时 导数的运算法则学案 新人教A版选修2-2-新人教A
1.2.2 第三课时 导数的运算法则一、课前准备 1.课时目标1. 能运用函数四则运算的求导法则,求常见函数四则运算的导数;2. 能运用复合函数的求导法则,求简单的复合函数的导数;3. 能综合利用导数的公式和运算法则解决简单的综合问题。
2.基础预探1.(1)[f (x )±g (x )]′=________. (2)[f (x )·g (x )]′=________. (3)[f (x )g (x )]′=________.2.由几个函数复合而成的函数,叫复合函数,函数y =f [φ(x )]是由________和________复合而成的.3.设函数u =φ(x )在点x 处有导数u ′x =φ′(x ),函数y =f (u )在点x 的对应点u 处有导数y ′u =f ′(u ),则复合函数y =f [φ(x )]在点x 处也有导数,且y ′x =________,或写作f ′x [φ(x )]=________.二、学习引领1.对导数的运算法则的理解(1) [f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ),即两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的和(或差).(2) [f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x ).即两个函数积的导数,等于第一个函数的导数乘上第二个函数,加上第一个函数乘上第二个函数的导数.特别的,[cf (x )]′=cf ′(x ) 即常数与函数的积的导数,等于常数乘函数的导数.(3)[f (x )g (x )]′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2即需记忆如下几个特征:两个函数商的导数,其分母为原分母的平方;分子类似乘法公式,中间用减号链接,f ′(x )g (x )减去含分母导数f (x )g ′(x )的式子。
高中数学第一章导数及其应用1.1.3导数的几何意义课件新人教A版选修2
在 1.5 s 后,曲线在任何点的切线斜率都小于 0 且切线的倾 斜程度越来越大,即烟花达到最高点后,以越来越大的速度下 落,直到落地.
导数的几何意义是曲线的切线的斜率.反之,在曲线上取确 定的点,作曲线的切线,则可以根据切线斜率的符号及绝对值的 大小来确定曲线的升降情况及升降的快慢程度.
某斜坡在某段内的倾斜程度可以近似地用函数 y=-x2+ 4x32≤x≤2来刻画,试分析该段斜坡的坡度的变化情况.
(-4.9-4.9Δt)=-4.9,
即在 t=2 s 时,烟花正以 4.9 m/s 的瞬时速度下降.
如图,结合导数的几何意义,我们可以看出: 在 t=1.5 s 附近曲线比较平坦,也就是说此时烟花的瞬时速 度几乎为 0,达到最高点并爆裂;
在 0~1.5 s 之间,曲线在任何点的切线斜率都大于 0 且切线 的倾斜程度越来越小,也就是说烟花在达到最高点前,以越来 越小的速度升空;
解析:ΔΔyx=fx0+ΔΔxx-fx0
=x0+Δx3-3x0+ΔΔxx2+1-x30+3x20-1
=(Δx)2+3x0Δx-3Δx+3x20-6x0.
所以
f′(x0)
=
lim
[(Δx)2
+
3x0Δx
-
3Δx
+
3x
2 0
-
6x0]
=
3x
20 -
Δx→0
6x0,于是 3x20-6x0=9,解得 x0=3 或 x0=-1,
解:因为ΔΔyx=[-x+Δx2+4xΔ+xΔx]--x2+4x =-2x·Δx+Δ4xΔx-Δx2=-2x+4-Δx,
所以 y′=lim
Δx→0
ΔΔyx=-2x+432≤x≤2.
由于 y′=-2x+4 在区间32,2上是减函数,且 0≤y′≤1,
(人教版)高中数学选修2-2课件:第1章 导数及其应用1.1.3
第一章 导数及其应用
自主学习 新知突破
合作探究 课堂互动
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1.1.3 导数的几何意义
数学 选修2-2
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[思路点拨]
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第一章 导数及其应用
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求曲线上某点(x0,y0)处切线方程的步骤: 求出f′x0即切线斜率 ↓ 写出切线的点斜式方程 ↓ 化简切线方程
时,割线 PQ 逼近点 P 的切线 l,从而割线的斜率逼近切线 l 的
斜率.因此,函数 f(x)在 x=x0 处的导数就是切线 l 的斜率 k, 即
k= lim Δx→0
fx0+ΔΔxx-fx0=f′(x0).
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1 . 设 f′(x0) = 0 , 则 曲 线 y = f(x) 在 点 (x0 , f(x0)) 处 的 切 线
()
A.不存在
B.与x轴平行或重合
C.与x轴垂直
D.与x轴相交
解析: 在点(x0,f(x0))处切线斜率为0的直线与x轴平行或 重合,故选B.
答案: B
数学 选修2-2
第一章 导数及其应用
新人教版选修2-2第1.1.3节导数的几何意义课件
lim
1 1 1 x 1 2
1 y ' x1 2
下面来看导数的几何意义:
如图,曲线C是函数y=f(x)
的图象,P(x0,y0)是曲线C上的
y
任意一点,Q(x0+Δx,y0+Δy)
为P邻近一点,PQ为C的割线, PM//x轴,QM//y轴,β为PQ的 倾斜角.
则 : MP x , MQ y, y tan . x y 请问: 是割线PQ的什么? x
f ' (1)=f ' ( x) x1 2 (1) 2 f ' (2) f ' ( x) x2 2 2 4
练习2:求函数y x在x 1处的导数。
解:y 1 x 1 y 1 x 1 1 x x 1 x 1
y f ( x0 ) f ( x0 )( x x0 ).
无限逼近的极限思想是建立导数 概念、用导数定义求 函数的导数的 基本思想,丢掉极限思想就无法理解 导 数概念。
x0 ) y lim 即: k切线 f ( x0 ) lim x 0 x x 0 x
'
这个概念:(1)①提供了求曲线上某点切线的斜率的一种方法; ②切线斜率的本质——函数在x=x0处的导数.
y
y=f(x)
Q
割 线
T P
切 线
例1:求曲线y=f(x)=x2+1在点P(1,2)处的切线方程. f ( x 0 x ) f ( x 0 ) 解 : k lim y x 0 Q x (1 x ) 2 1 (1 1) lim 2 x 0 x y = x +1 2 x ( x ) 2 lim 2. x 0 x P 因此,切线方程为y-2=2(x-1), x 即y=2x.
高中数学 第一章 导数及其应用 1.2 导数的计算 导数概念与运算基础知识总结素材 新人教A版选修2-2
导数概念与运算基础知识总结知识清单 1.导数的概念函数y=f(x),如果自变量x 在x 0处有增量x ∆,那么函数y 相应地有增量y ∆=f (x 0+x ∆)-f (x 0),比值xy∆∆叫做函数y=f (x )在x 0到x 0+x ∆之间的平均变化率,即x y ∆∆=x x f x x f ∆-∆+)()(00。
如果当0→∆x 时,xy ∆∆有极限,我们就说函数y=f(x)在点x 0处可导,并把这个极限叫做f (x )在点x 0处的导数,记作f’(x 0)或y’|0x x =。
即f (x 0)=0lim →∆x xy∆∆=0lim →∆x x x f x x f ∆-∆+)()(00。
说明:(1)函数f (x )在点x 0处可导,是指0→∆x 时,x y ∆∆有极限。
如果xy∆∆不存在极限,就说函数在点x 0处不可导,或说无导数。
(2)x ∆是自变量x 在x 0处的改变量,0≠∆x 时,而y ∆是函数值的改变量,可以是零。
由导数的定义可知,求函数y=f (x )在点x 0处的导数的步骤(可由学生来归纳):(1)求函数的增量y ∆=f (x 0+x ∆)-f (x 0); (2)求平均变化率xy ∆∆=x x f x x f ∆-∆+)()(00;(3)取极限,得导数f’(x 0)=xyx ∆∆→∆0lim 。
2.导数的几何意义函数y=f (x )在点x 0处的导数的几何意义是曲线y=f (x )在点p (x 0,f(x 0))处的切线的斜率。
也就是说,曲线y=f (x )在点p (x 0,f (x 0))处的切线的斜率是f’(x 0)。
相应地,切线方程为y -y 0=f /(x 0)(x -x 0)。
3.几种常见函数的导数:①0;C '= ②()1;n n x nx -'= ③(sin )cos x x '=; ④(cos )sin x x '=-;⑤();x x e e '=⑥()ln x x a a a '=; ⑦()1ln x x '=; ⑧()1l g log a a o x e x '=.4.两个函数的和、差、积的求导法则法则1:两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的和(或差), 即: (.)'''v u v u ±=±法则2:两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘以第二个函数,加上第一个函数乘以第二个函数的导数,即:.)('''uv v u uv +=若C 为常数,则'''''0)(Cu Cu Cu u C Cu =+=+=.即常数与函数的积的导数等于常数乘以函数的导数: .)(''Cu Cu =法则3:两个函数的商的导数,等于分子的导数与分母的积,减去分母的导数与分子的积,再除以分母的平方:⎪⎭⎫⎝⎛v u ‘=2''v uv v u -(v ≠0)。
高中数学选修2-2(人教A版)第一章导数及其应用1.1知识点总结含同步练习及答案
导数的几何意义当点趋近于点时,割线
趋近于确定的位置,这个确定位置的直线 P n P (,f ()) x 0x 0 P P n P P
).
.
.
.
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解析:图像中每点的斜率均表示这一时刻的速度.
答案:解析:4. 如图,一个正五角星薄片(其对称轴与水面垂直)匀速地升出水面,记 时刻五角星露出水面部分的图形面积为
,则导函数 的图象大致为
.
A .
B .
C
.D .
A
导函数 为单位时间内五角星出水的面积率,由图可知当一个角出来时,面积率由 开始,逐渐增多,当一个角
都出完了,则面积率一下由最大开始减小,当出最后两个角时,面积率会先增加,然后减小到 .
t S (t )(S (0)=0)y =(t )S ′()y =(t )S ′0。
人教a版数学【选修2-2】1.1.3《导数的概念》ppt课件
重点:导数的几何意义及曲线的切线方程. 难点:对导数几何意义的理解.
导数的几何意义
新知导学 1.曲线的切线:过曲线y=f(x)上一点P作曲线的割线PQ,当
Q点沿着曲线无限趋近于P时,若割线PQ趋近于某一确定的 直线PT,则这一确定的直线PT称为曲线y=f(x)在点P的 __________.
[解析] (1)将x=2代入曲线C的方程得y=4,
∴切点P(2,4).
y′|x=2=Δlixm→0
ΔΔyx=Δlixm→0
132+Δx3+43-13×23-43 Δx
=Δlixm→0[4+2·Δx+13(Δx)2]=4. ∴k=y′|x=2=4. ∴曲线在点P(2,4)处的切线方程为y-4=4(x-2),即4x-y
)
A.1
B.π4
C.54π
D.-π4
[答案] B
[解析] ∵y=12x2-2,
∴y′= lim Δx→0
12x+Δx2-2-12x2-2 Δx
= lim Δx→0
12ΔxΔ2+x x·Δx=Δlixm→0
x+12Δx=x.
∴y′|x=1=1.
∴点P1,-32处切线的斜率为1,则切线的倾斜角为45°.
数f(x)的导函数__________.
(3)函数y=f(x)在点x0处的导数f ′(x0)就是导函数f ′(x)在点x=x0 处的函数值,f即′(xf)′(x0)=__________.
f′(x)|x=x0
牛刀小试
1.(2014·三峡名校联盟联考)曲线y=x2在点P(1,1)处的切线 方程为( )
A.y=2x
B.y=2x-1
C.y=2x+1 D.y=-2x
[答案] B
高中数学 第一章 导数及其应用 1.1.3 导数的几何意义学业分层测评(含解析)新人教A版选修2-2
导数的几何意义学业分层测评 (建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1.已知曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为2x -y +2=0,则f ′(1)=( ) A .4 B .-4 C .-2 D .2【解析】 由导数的几何意义知f ′(1)=2,故选D. 【答案】 D2.直线y =kx +1与曲线y =x 2+ax +b 相切于点A (1,3),则2a +b 的值等于( ) A .2 B .-1 C .1D .-2【解析】 依导数定义可求得y ′=3x 2+a ,则⎩⎪⎨⎪⎧12+a +b =3,3×12+a =k ,k +1=3,由此解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =3,k =2,所以2a +b =1,选C.【答案】 C3.已知曲线y =x 3在点P 处的切线的斜率k =3,则点P 的坐标是( ) A .(1,1)B .(-1,1)C .(1,1)或(-1,-1)D .(2,8)或(-2,-8)【解析】 因为y =x 3,所以y ′=lim Δx →0x +Δx 3-x 3Δx =lim Δx →0[3x 2+3x ·Δx +(Δx )2]=3x 2.由题意,知切线斜率k =3,令3x 2=3,得x =1或x =-1. 当x =1时,y =1;当x =-1时,y =-1. 故点P 的坐标是(1,1)或(-1,-1). 【答案】 C4.(2016·某某高二检测)若曲线f (x )=x 2的一条切线l 与直线x +4y -8=0垂直,则l 的方程为( )A .4x -y -4=0B .x +4y -5=0C .4x -y +3=0D .x +4y +3=0【解析】 设切点为(x 0,y 0),∵f ′(x )=lim Δx →0x +Δx 2-x 2Δx =lim Δx →0(2x +Δx )=2x .由题意可知,切线斜率k =4,即f ′(x 0)=2x 0=4,∴x 0=2,∴切点坐标为(2,4),∴切线方程为y -4=4(x -2),即4x -y -4=0,故选A.【答案】 A5.曲线y =1x 在点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2处的切线的斜率为( )A .2B .-4C .3 D.14【解】 因为y ′=lim Δx →0Δy Δx =lim Δx →01x +Δx -1x Δx =lim Δx →0-1x 2+x ·Δx =-1x 2,所以曲线在点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2处的切线斜率为k =y ′|x =12=-4.【答案】 B 二、填空题6.已知函数y =f (x )的图象如图115所示,则函数y =f ′(x )的图象可能是__________(填序号).图115【解析】 由y =f (x )的图象及导数的几何意义可知,当x <0时f ′(x )>0,当x =0时f ′(x )=0,当x >0时f ′(x )<0,故②符合.【答案】②7.曲线y =x 2-2x +3在点A (-1,6)处的切线方程是 __________.【解析】 因为y =x 2-2x +3,切点为点A (-1,6),所以斜率k =y ′|x =-1=limΔx →0-1+Δx2-2-1+Δx +3-1+2+3Δx=lim Δx →0(Δx -4)=-4,所以切线方程为y -6=-4(x +1),即4x +y -2=0. 【答案】 4x +y -2=08.若曲线y =x 2+2x 在点P 处的切线垂直于直线x +2y =0,则点P 的坐标是__________. 【解析】 设P (x 0,y 0),则y ′|x =x 0=limΔx →0x 0+Δx2+2x 0+Δx -x 20-2x 0Δx=lim Δx →0(2x 0+2+Δx )=2x 0+2.因为点P 处的切线垂直于直线x +2y =0, 所以点P 处的切线的斜率为2,所以2x 0+2=2,解得x 0=0,即点P 的坐标是(0,0). 【答案】 (0,0) 三、解答题9.(2016·某某高二检测)已知抛物线y =f (x )=x 2+3与直线y =2x +2相交,求它们交点处抛物线的切线方程.【解】 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =x 2+3,y =2x +2,得x 2-2x +1=0,解得x =1,y =4,所以交点坐标为(1,4),又Δx +12+3-12+3Δx=Δx +2.当Δx 趋于0时Δx +2趋于2,所以在点(1,4)处的切线斜率k =2, 所以切线方程为y -4=2(x -1),即y =2x +2. 10.试求过点P (3,5)且与曲线y =x 2相切的直线方程. 【解】y ′=lim Δx →0ΔyΔx =limΔx →0x +Δx 2-x 2Δx=2x .设所求切线的切点为A (x 0,y 0). ∵点A 在曲线y =x 2上, ∴y 0=x 20, 又∵A 是切点,∴过点A 的切线的斜率y ′|x =x 0=2x 0, ∵所求切线过P (3,5)和A (x 0,y 0)两点,∴其斜率为y 0-5x 0-3=x 20-5x 0-3.∴2x 0=x 20-5x 0-3,解得x 0=1或x 0=5.从而切点A 的坐标为(1,1)或(5,25). 当切点为(1,1)时,切线的斜率为k 1=2x 0=2; 当切点为(5,25)时,切线的斜率为k 2=2x 0=10.∴所求的切线有两条,方程分别为y -1=2(x -1)和y -25=10(x -5),即y =2x -1和y =10x -25.[能力提升]1.(2016·某某高二检测)设f (x )为可导函数,且满足lim Δx →0f 1-f 1-x2x =-1,则过曲线y =f (x )上点(1,f (1))处的切线斜率为( )A .2B .-1C .1D .-2【解析】∵limΔx →0f 1-f 1-x2x=12lim Δx →0f 1-x -f 1-x =-1, ∴limΔx →0f 1-x -f 1-x =-2,即f ′(1)=-2.由导数的几何意义知,曲线在点(1,f (1))处的切线斜率k =f ′(1)=-2,故选D. 【答案】 D2.直线y =kx +1与曲线y =x 2+ax +b 相切于点A (1,3),则2a +b 的值等于( ) A .2 B .-1 C .1D .-2【解析】 依导数定义可求得y ′=3x 2+a ,则⎩⎪⎨⎪⎧13+a +b =3,3×12+a =k ,k +1=3,由此解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =3,k =2,所以2a +b =1,选C.【答案】 C3.(2016·某某高二检测)已知直线x -y -1=0与抛物线y =ax 2相切,则a 的值为________.【解析】 设切点为P (x 0,y 0).则f ′(x 0)=limΔx →0f x 0+Δx -f x 0Δx=limΔx →0a x 0+Δx2-ax 2Δx=lim Δx →0(2ax 0+a Δx )=2ax 0,即2ax 0=1. 又y 0=ax 20,x 0-y 0-1=0, 联立以上三式,得⎩⎪⎨⎪⎧2ax 0=1,y 0=ax 20,x 0-y 0-1=0,解得a =14.【答案】144.已知函数f (x )=ax 2+1(a >0),g (x )=x 3+bx .若曲线y =f (x )与曲线y =g (x )在它们的交点(1,c )处具有公切线,求a ,b 的值.【解】 因为f ′(x )=lim Δx →0Δy Δx=limΔx →0a x +Δx2+1-ax 2+1Δx=2ax ,所以f ′(1)=2a ,即切线斜率k 1=2a . 因为g ′(x )=lim Δx →0Δy Δx=limΔx →0x +Δx3+b x +Δx -x 3+bx Δx=3x 2+b ,所以g ′(1)=3+b ,即切线的斜率k 2=3+b . 因为在交点(1,c )处有公切线, 所以2a =3+b .①又因为c =a +1,c =1+b , 所以a +1=1+b ,即a =b , 代入①式,得⎩⎪⎨⎪⎧a =3,b =3.。
1.1.3导数的几何意义课件-人教A版高二数学选修2-2
因为 y' =li mx+Δx3-x+Δx2+1-x3-x2+1
Δx →0
Δx
=3x2-2x,
则 y′|x=x0=3x20-2x0=1,解得 x0=1 或 x0=-13,
当 x0=1 时,y0=x30-x20+1=1, 又(x0,y0)在直线 y=x+a 上,
将 x0=1,y0=1 代入得 a=0 矛盾舍去. 当 x0=-13时,y0=(-13)3-(-13)2+1=2237, 则切点坐标为(-13,2237),代入直线 y=x+a 中得 a=3227.
下面来看导数的几何意义:
y
如图,曲线C是函数y=f(x)的
y=f(x) Q
图象,P(x0,y0)是曲线C上的任意 一点,Q(x0+Δx,y0+Δy)为P邻近一 点,PQ为C的割线,PM//x
Pβ Δx
O
Δy
M x
轴,QM//y轴,β为PQ的倾斜角.则 : MP x, MQ y,
请问:y 是割线PQ的什么? y
0-1
=x20+x0-1,
又由导数的几何意义知
k=f′(x0)=Δlix→m0fx0+ΔΔxx-fx0
=li m Δx→0
x
0+Δx
3-2x0+Δx Δx
-x
30-2x
0=3x20-2,
∴x20+x0-1=3x20-2,∴2x20-x0-1=0,
∵x0≠1,∴x0=-12.∴k=x20+x0-1=-54, ∴切线方程为 y-(-1)=-5(x-1),
(5)根据点斜式写出切线方程.
(6)将切线方程化为一般式.
3.要正确区分曲线y=f(x)在点P处的切线,与 过点P的曲线y=f(x)的切线. P为切点 P可以是切点,也可以不是切点
高中数学 第一章 导数及其应用 1.1.2 导数的概念教学设计 新人教A版选修2-2(2021年整
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本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为江苏省苏州市高中数学第一章导数及其应用1.1.2 导数的概念教学设计新人教A版选修2-2的全部内容。
导数的概念一、教学内容及分析导数是微积分的核心概念之一,它是一种特殊的极限,反映了函数变化的快慢程度.导数是求函数的单调性、极值、曲线的切线以及一些优化问题的重要工具,同时对研究几何、不等式起着重要作用.导数概念是我们今后学习微积分的基础.同时,导数在物理学,经济学等领域都有广泛的应用,是开展科学研究必不可少的工具。
教材安排导数内容时,学生是没有学习极限概念的.教材这样处理的原因,一方面是因为极限概念高度抽象,不适合在没有任何极限认识的基础上学习.所以,让学生通过学习导数这个特殊的极限去体会极限的思想,这为今后学习极限提供了认识基础.另一方面,函数是高中的重要数学概念,而导数是研究函数的有力工具,因此,安排先学习导数方便学生学习和研究函数.基于学生已经在高一年级的物理课程中学习了瞬时速度,因此,先通过求物体在某一时刻的平均速度的极限去得出瞬时速度,再由此抽象出函数在某点的平均变化率的极限就是瞬时变化率的的模型,并将瞬时变化率定义为导数,这是符合学生认知规律的.进行导数概念教学时还应该看到,通过若干个特殊时刻的瞬时速度过渡到任意时刻的瞬时速度;从物体运动的平均速度的极限是瞬时速度过渡到函数的平均变化率的极限是瞬时变化率,我们可以向学生渗透从特殊到一般的研究问题基本思想.二、教学目标及分析1.使学生认识到:当时间间隔越来越小时,运动物体在某一时刻附近的平均速度趋向于一个常数,并且这个常数就是物体在这一时刻的瞬时速度;2.使学生通过运动物体瞬时速度的探求,体会函数在某点附近的平均变化率的极限就是函数在该点的瞬时变化率,并由此建构导数的概念;3.掌握利用求函数在某点的平均变化率的极限实现求导数的基本步骤;4.通过导数概念的构建,使学生体会极限思想,为将来学习极限概念积累学习经验;5.通过导数概念的教学教程,使学生体会到从特殊到一般的过程是发现事物变化规律的重要过程.上述目标中,目标1是形成概念的基础,它提供了一个具体的导数模型.目标2是教学重点,是本节课要花近一半时间去完成的目标.目标3体现了算法思想,这是教学中应该充分重视的方面.目标4和5体现了数学育人的重要价值.三、教学问题诊断要使学生能通过观察发现运动的物体在某一时刻的平均速度的极限是一个不变的常数,而且这个常数就是物体在这一时刻的瞬时速度,一个非常难突破的问题就是大量平均速度的计算问题.为解决这个问题,在教学时为每个学生准备一台Ti-nspire CAS图形计算器,利用这种计算器的CAS功能,可以在较短的时间内解决计算问题,从而使学生有更多的时间用于观察与发现.另外,从具体的模型中提炼出一般的概念的困难在于具体模型的数量,因此,设计本节课的教学时,在教材的基础上增加了计算跳水运动员瞬时速度的数目,以此大大方便了学生归纳与概括.四、教法特点及预期效果本节课在教学方法的选择上,充分尊重学生认知事物的基本规律,强调教师的启发与学生的参与度,给学生操作感知、观察发现的时间充分.由于技术的介入,大大方便了学生获得导数概念的表象,因此学生通过表象抽象出导数概念的过程自然到位,并且能帮助学生更准确地理解导数的本质.。
人教A版选修2-2第一章1.1.3导数的几何意义教学设计
导数的几何意义[教学目标]1•了解割线的斜率与平均变化率的关系;2 •对曲线切线的概念了解;3•通过几何画板认识图像的几何意义,并利用导数的几何意义解题[教学重点难点]重点:曲线的切线概念以及切线的斜率难点:导数的几何意义[教法、学法]小组讨论,自主探究[教具]PPT课件、几何画板[教学过程]1 / 3更能激发学生参与合作的信心.题:⑴割线PR的斜率k n与切线PT学以致用的斜率k有什么关系?⑵切线PT的斜率k为多少?例1:求曲线y=f(x)二?? + 1在点P(2,1)处的切线方程?1.求函数y=3x2在(1,2 )处的导数..我们当一次小老师,同桌之间相互批改教学生上黑板板演,其他在草稿上完成,讲解时,同桌之间相互批改自己当小老师,增加本节课的趣味性,有利于学生的行为和情感都参1. 求曲线y x在这点(2,4 )处的切线方程是什么?2. 曲线y = x2在点P处切线的斜率为三名学生上黑板完成,加强对导数的几何意义的应用,尤其在解切线方程时掌握与进来,在批改过程中又可以巩固知识,认识自己的不足这里的第二题和第三题完成能够取2 / 3反馈:导数的几何意义相对学生来说,是比较简单的课.在这节课中,通过以上告诉我们无论什么课型,我们都要实现充分备课,认真设计教学活动环节,给学生时间去发掘规律和思考,可能是课本中的难点,易错点,学生动手实践等等,必须要让学生本人去探索去思考去参与,通过这些过程让学生学会数学感受数学会学数学,将教学中的重点融入到情景中,会起到良好参与效果,一节课下来收获良好的成效•3 / 3。
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导数的几何意义
一、说教材:
1、教材的地位与作用
导数是微积分的核心概念之一,它为研究函数提供了有效的方法. 在前面几节课里学生对导数的概念已经有了充分的认识,本节课教材从形的角度即割线入手,用形象直观的“逼近”方法定义了切线,获得导数的几何意义,更有利于学生理解导数概念的本质内涵. 这节课可以利用几何画板进行动画演示,让学生通过观察、思考、发现、思维、运用形成完整概念. 通过本节的学习,可以帮助学生更好的体会导数是研究函数的单调性、变化快慢等性质最有效的工具,是本章的关键内容。
2、教学的重点、难点、关键
教学重点:导数的几何意义、切线方程的求法以及“数形结合,逼近”的思想方法。
教学难点:理解导数的几何意义的本质内涵
1) 从割线到切线的过程中采用的逼近方法;
2) 理解导数的概念,将多方面的意义联系起来,例如,导数反映了函数f(x)
在点x附近的变化快慢,导数是曲线上某点切线的斜率,等等.
二、说教学目标:
根据新课程标准的要求、学生的认知水平,确定教学目标如下:
1、知识与技能 :
通过实验探求理解导数的几何意义,理解曲线在一点的切线的概念,会求简单函数在某点的切线方程。
2、过程与方法:
经历切线定义的形成过程,培养学生分析、抽象、概括等思维能力;体会导数的思想及内涵,完善对切线的认识和理解
通过逼近、数形结合思想的具体运用,使学生达到思维方式的迁移,了解科学的思维方法。
3、情感态度与价值观:
渗透逼近、数形结合、以直代曲等数学思想,激发学生学习兴趣,引导学生领悟特殊与一般、有限与无限,量变与质变的辩证关系,感受数学的统一美,意识到数学的应用价值三、说教法与学法
对于直线来说它的导数就是它的斜率,学生会很自然的思考导数在函数图像上是不是有很特殊的几何意义。
而且刚刚学过了圆锥曲线,学生对曲线的切线的概念也有了一些认识,基于以上学情分析,我确定下列教法:
教法:从圆的切线的定义引入本课,再引导学生讨论一般曲线的切线的定义,通过几何画板的动画演示,得出曲线的切线的“逼近”法的定义.同样通过几何画板的实验观察得到导数的几何意义和直观感知“逼近”的数学思想.因此,我采用实验观察法、探究性研究教学和信息技术辅助教学法相结合,以突出重点和突破难点;
学法:为了发挥学生的主观能动性,提高学生的综合能力,本节课采取了
自主 、合作、探究的学习方法。
教具: 几何画板、幻灯片
四、说教学程序
1.创设情境
学生活动——问题系列
问题1 平面几何中我们是怎样判断直线是否是圆的割线或切线的呢?
问题2 如图直线l 是曲线C 的切线吗?
(1)1=y 与x y 22= (2)1=y 与x y sin = 还有直线与双曲线的位置关系
问题3 那么对于一般的曲线,切线该如何定义呢?
【设计意图】:通过类比构建认知冲突。
学生活动——复习回顾
导数的定义
【设计意图】:从理论和知识基础两方面为本节课作铺垫。
2.探索求知
学生活动——试验探究
问一;求导数)(0x f '的步骤是怎样的?
00000()()
()lim lim x x f x x f x y
f x x x
∆→∆→+∆-∆'==∆∆l
第一步:求平均变化率x
x f x x f ∆-∆+)()(00;第二步:当x ∆趋近于0时,平均变化率x
x f x x f ∆-∆+)()(00无限趋近于的常数就是)(0x f '。
【设计意图】:这是从“数”的角度描述导数,为探究导数的几何意义做准备。
问二;你能借助图像说说平均变化率
x x f x x f ∆-∆+)()(00表示什么吗?请在函数图像中画出来。
【设计意图】:通过学生动手实践得到平均变化率x
x f x x f ∆-∆+)()(00表示割线PQ 的斜率。
问三;在0→∆x 的过程中,你能描述一下割线PQ 的变化情况吗?请在图像中画出来。
【设计意图】:分别从“数”和“形”的角度描述0→∆x 的过程情况。
从数的角度看,
0→∆x ,Q ()(,00x x f x x ∆+∆+)))(,(00x f x P →;从形的角度看,0→∆x 的过程中,Q 点向P 点无限趋近,割线PQ 趋近于确定的位置,这个位置的直线叫做曲线在 0x x =处的切线。
探究一:
使问题变得直观,易于突破难点;学生在过程中,可以体会逼近的思想方法。
能够同时从数与形两个角度强化学生对导数概念的理解。
问四;你能从上述过程中概括出函数)(x f 在0x x =处的导数)(0x f '的几何意义吗?
【设计意图】:引导学生发现并说出:0→∆x ,割线PQ →切线PT ,所以割线
PQ 的斜率→切线PT 的斜率。
因此, =切线PT 的斜率。
探究二: 解决“问题2”
结论: 圆是一种特殊的曲线,圆的切线的定义并不能适用于一般曲线的切线,有的直线虽然与曲线C 有唯一的公共点,但我们不能认为它与曲线C 相切。
而有的直线虽然与曲线C 有且0000()()()lim x f x x f x f x x ∆→+∆-'=∆
不只一个公共点,我们还是认为它是曲线C的切线。
通过逼近的方法,将割线趋于的确定位置的直线定义为切线,适用于各种曲线,所以这种定义才真正反映了切线的直观本质。
问五:研究导数的几何意义有什么作用呢?
?结论:以直代曲是微积分中的重要的思想方法,即以简单的对象(切线)刻画复杂的对象(曲线)。
大多数的曲线就一小范围来看,大致可看作直线,所以,某点附近的曲线可以用过此点的切线近似代替,即以直代曲。
3.知识运用
【例题讲解】
例1 .
【理解掌握】
例2
【设计意图】:
【巩固提高】
练习
【设计意图】:
4.小结
(1)你学到了什么?(2)你知道了哪些方法?
【设计意图】: 1、知识性内容的总结,可以把课堂教学传授的知识尽快转化为学生的素质。
2、运用数学方法,创新素质的小结能让学生更系统,更深刻地理解数学理想方法在解题中的地位和作用,并且逐渐培养学生的思维能力。
5.作业
五、教学评价
1、通过学生参加活动是否积极主动,能否与他人合作探索,对学生的学习过程评价;
2、通过学生对方法的选择,对学生的学习能力评价;
3、通过练习、课后作业,对学生的学习效果评价.
4、教学中,学生以研究者的身份学习,在问题解决的过程中,通过自身的体验对知识的认识从模糊到清晰,从直观感悟到精确掌握;
5、本节课设计目标力求使学生体会微积分的基本思想,感受近似与精确的统一,运动和静止的统一,感受量变到质变的转化。
希望利用这节课渗透辨证法的思想精髓.
六、板书设计。