2017版高考数学一轮复习第三章导数及其应用3.1导数的概念及运算文
3-1导数的概念及运算
高考总复习·数学理科(RJ)
第三章 导数及其应用
【解析】 (1)f′(x)=2 017+ln x+1x·x=2 018+ln x.
由 f′(x0)=2 018,得 ln x0=0,则 x0=1.
(2)f′(x)=aln
x+x·1x=a(1+ln
x).
由于 f′(1)=a(1+ln 1)=a,又 f′(1)=3,所以 a=3.
(2)∵点(0,-1)不在曲线 f(x)=xln x 上, ∴设切点为(x0,y0).
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第三章 导数及其应用
又∵f′(x)=1+ln x,∴yy00= +x10=ln(x01,+ln x0)x0, 解得 x0=1,y0=0. ∴切点为(1,0), ∴f′(1)=1+ln 1=1. ∴直线 l 的方程为 y=x-1,即 x-y-1=0.故选 B. 【答案】 (1)2x+y+1=0 (2)B
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第三章 导数及其应用
角度二 求切点坐标 【例 3】 (2018·西安调研)设曲线 y=ex 在点(0,1)处的切线与 曲线 y=1x(x>0)上点 P 处的切线垂直,则点 P 的坐标为________.
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第三章 导数及其应用
【解析】 由 y′=ex,知曲线 y=ex 在点(0,1)处的切线斜率 k1=e0=1.
第三章 导数及其应用
(3)若求过点 P(x0,y0)的切线方程,可设切点为(x1,y1),由
y1=f(x1),
求解即可.
y0-y1=f′(x1)(x0-x1)
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第三章 导数及其应用
跟踪训练2 (1)(2018·开封模拟)曲线f(x)=x3-x+3在点P
高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.1 导数的概念及运算课件(理)
(2015·天津)已知函数 f(x)=axlnx,x∈(0,+∞),其中
a 为实数,f′(x)为 f(x)的导函数.若 f′(1)=3,则 a 的值为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
解:f′(x)=alnx+x·1x=a(lnx+1),∴f′(1)=a=3.故选 C.
(2015·陕西)函数 y=xex 在其极值点处的切线方
(logax)′=____________; (ax)′=____________.
4.导数运算法则
(1)[f(x)±g(x)]′=__________________.
(2)[f(x)g(x)]′=____________________;
当 g(x)=c(c 为常数)时,即[cf(x)]′=____________.
②常用的导数运算法则:
法则 1:[u(x)±v(x)]′=u′(x)±v′(x). 法则 2:[u(x)v(x)]′=u′(x)v(x)+u(x)v′(x).
法则 3:uv( (xx) )′=u′(x)v(vx2)(-x)u(x)v′(x)(v(x)≠0).
5.了解函数的单调性与导数的关系;能利用导数研究函数的 单调性,会求函数的单调区间(其中多项式函数不超过三次).
6.了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件;会用导 数求函数的极大值、极小值(其中多项式函数不超过三次);会求 闭区间上函数的最大值、最小值(其中多项式函数不超过三次).
7.会用导数解决实际问题. 8.了解定积分的实际背景,了解定积分的基本思想,了解定 积分的概念. 9.了解微积分基本定理的含义.
处的切线的斜率.也就是说,曲线 y=f(x)在点 P(x0,f(x0))处的切线的斜率是 .相
高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.1 导数的概念及运算课件 理
题组三 易错自纠 4.如图所示为函数y=f (x),y=g(x)的导函数的图象,那么y= f (x),y=g(x)的图象可能是
√
解析 由y=f′(x)的图象知,y=f′(x)在(0,+∞)上单调递减,说明函数y= f (x)的切线的斜率在(0,+∞)上也单调递减,故可排除A,C. 又由图象知y=f′(x)与y=g′(x)的图象在x=x0处相交,说明y=f (x)与y=g(x) 的图12/1象1/202在1 x=x0处的切线的斜率相同,故可排除B.故选D.
12/11/2021
7.微积分基本定理 一般地,如果 f(x)是区间[a,b]上的连续函数,并且 F′(x)=f(x),那么 ʃ baf(x)dx = F(b)-F(a) ,这个结论叫做微积分基本定理,又叫做牛顿—莱布尼茨公式. 为了方便,常把 F(b)-F(a)记成 F(x)|ba,即 ʃ baf(x)dx=F(x)|ba=F(b)-F(a).
则f′(2)等于
A.92
B.49
C.147
√D.187
解析 ∵f(x)=2x2-3xf′(2)+ln x, ∴f′(x)=4x-3f′(2)+1x,将 x=2 代入, 得 f′(2)=8-3f′(2)+12,得 f′(2)=187.
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思维升华
SI WEI SHENG HUA
(1)求导之前,应利用代数运算、三角恒等式等对函数进行化简,然后求导, 尽量避免不必要的商的求导,这样可以减少运算量,提高运算速度减少差错. (2)①若函数为根式形式,可先化为分数指数幂,再求导. ②复合函数求导,应由外到内逐层求导,必要时可进行换元.
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概念方法微思考
1.根据f′(x)的几何意义思考一下,|f′(x)|增大,曲线f(x)的形状有何变化? 提示 |f′(x)|越大,曲线f(x)的形状越来越陡峭. 2.直线与曲线相切,是不是直线与曲线只有一个公共点? 提示 不一定. 3. ʃ baf(x)dx 的值是否总等于曲线f(x)和直线x=a,x=b,y=0所围成的曲边梯形 的面积? 提示 不是.函数y=f(x)在区间[a,b]上连续且恒有f(x)≥0时,定积分 ʃ baf(x)dx 的值才等于由直线x=a,x=b(a≠b),y=0和曲线y=f (x)所围成的曲边梯形 的面积. 12/11/2021
【高优指导】2017版高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.1 导数的概念及运算课件 文 北师大版
0
3
2
得 x0=-ln 2, 又e-������ 0 =eln 2=2, (1)A (2)( -ln 2,2) (-ln 2,2). 故点 P 的坐标是
-4-
1.导数与导函数的概念 (1)平均变化率:对于一般的函数 y=f(x),在自变量 x 从 x0 变到 x1 的过程中,若设 Δx=x1-x0,Δy=f(x1)-f(x0),则函数的平均变化率是
������(������1 )-������(������0 ) ������1 -������0 ������ ������
-15考点1 考点2 知识方法 易错易混
考点Байду номын сангаас导数的运算 例1分别求下列函数的导数:
(1)y=ex· cos x; 解:(1)y'=(ex)'cos x+ex(cos x)'=excos x-exsin x. 1 1 2 (2)y=x ������ 3 + + 1 2 3 ; ������ ������ (2)∵y=x +1+ 2,∴y'=3x2- 3. ������ ������
1
1
2 2 1 1 ∴y'=- sin x- xcos x. 2 2
2 2
2
2
答案
-16考点1 考点2 知识方法 易错易混
思考:函数求导应遵循怎样的原则? 解题心得:函数求导应遵循的原则: (1)求导之前,应利用代数、三角恒等式变形等对函数进行化简, 然后求导,这样可以减少运算量,提高运算速度,减少差错. (2)进行导数运算时,要牢记导数公式和导数的四则运算法则,切 忌记错记混.
2017版高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 第1讲 导数的概念及运算课件 理
3.基本初等函数的导数公式
基本初等函数
f(x)=c(c为常数) f(x)=xα(α是实数) f(x)=sin x
导函数
f′(x)=______ 0
αx f′(x)=_______ cos x f′(x)=_______
α -1
f(x)=cos x
f(x)=ex f(x)=ax(a>0,a≠1) f(x)=ln x
规律方法
(1) 熟记基本初等函数的导数公式及运算法则是
导数计算的前提,求导之前,应利用代数、三角恒等式等 变形对函数进行化简,然后求导,这样可以减少运算量提 高运算速度,减少差错.
(2)①如函数为根式形式,可先化为分数指数幂,再求导.
②复合函数求导,应先确定复合关系,由外向内逐层求导, 必要时可换元处理.
(1)f′(x0)与(f(x0))′表示的意义相同.( × )
(2)求f′(x0)时,可先求f(x0)再求f′(x0).( × ) (3)曲线的切线与曲线不一定只有一个公共点.( √ ) (4)若f(x)=e2x,则f′(x)=e2x.( × )
1 2 2.某汽车的路程函数是 s(t)=2t -2gt (g=10 m/s2),则当 t=x来自(-∞,0)+
0
(0,1)
-
1
(1,+∞)
+
g′(x)
g(x)
0 t+3
0 t+1
所以 g(0)=t+3 是 g(x)的极大值;g(1)=t+1 是 g(x)的极小值. 当 g(0)=t+3≤0,即 t≤-3 时,此时 g(x)在区间(-∞,1]和 (1,+∞)上分别至多有 1 个零点,所以 g(x)至多有 2 个零点. 当 g(1)=t+1≥0,即 t≥-1 时,此时 g(x)在区间(-∞,0)和 [0,+∞)上分别至多有 1 个零点,所以 g(x)至多有 2 个零点.
高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.1 导数的概念及运算课件 文
(2015·保定调研)已知曲线 y=lnx 的切线过原点,则
此切线的斜率为( )
A.e
B.-e
1 C.e
D.-1e
解:y=lnx 的定义域为(0,+∞),且 y′=1x,设切点(x0,lnx0),
则 y xx0 =x10,切线方程为 y-lnx0=x10(x-x0),因为切线过点(0,
4.(1)f′(x)±g′(x) (2)f′(x)g(x)+f(x)g′(x) cf′(x)
f′(x)g(x)-f(x)g′(x)
(3)
[g(x)]2
若曲线 y=x3 在点 P 处的切线的斜率为 3,则点 P 的 坐标为( )
A.(-1,1) B.(-1,-1) C.(1,1)或(-1,-1) D.(1,-1)
(3)(lnx)′=
,
(logax)′=
;
(4)(ex)′=____________,
(af(x)±g(x)]′=__________________.
(2)[f(x)g(x)]′=____________________;
当 g(x)=c(c 为常数)时,即[cf(x)]′=________.
的导函数有时也记作 y′,即 f′(x)=y′= lim x 0
f(x+Δx)-f(x)
Δx
.
(3)用定义求函数 y=f(x)在点 x0 处导数的方法
①求函数的增量 Δy=
;
②求平均变化率ΔΔyx=
;
③取极限,得导数 f′(x0)= lim x 0
Δy Δx.
2.导数的几何意义
函数 y=f(x)在点 x0 处的导数的几何意义,就是曲线 y=
法则 2:[u(x)v(x)]′=u′(x)v(x)+u(x)v′(x). 法则 3:
高考数学一轮复习 第三章导数及其应用3.1导数、导数的计算教学案 理
第三章 导数及其应用3.1 导数、导数的计算考纲要求1.了解导数概念的实际背景. 2.理解导数的几何意义.3.能根据导数定义,求函数y =C (C 为常数),y =x ,y =x 2,y =x 3,y =1x,y =x 的导数.4.能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数.能求简单复合函数(仅限于形如f (ax +b )的复合函数)的导数.1.导数的概念一般地,函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率是lim Δx →0ΔyΔx =__________,称其为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或0|x x y =.2.导函数如果f (x )在开区间(a ,b )内每一点x 都是可导的,则称f (x )在区间(a ,b )可导.这样,对开区间(a ,b )内每一个值x ,都对应一个确定的导数f ′(x ).于是在区间(a ,b )内____构成一个新的函数,我们把这个函数称为函数y =f (x )的导函数,记为f ′(x )或y ′.3.导数的几何意义函数y =f (x )在x =x 0处的导数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.相应地,切线方程为______________.45(1)[f (x )±g (x )]′=__________;(2)[f (x )·g (x )]′=__________;(3)⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=__________(g (x )≠0). 6.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y =f [v (x )]在点x 处可导,且f ′(x )=________,即y ′x =________.1.若函数f (x )=2x 2-1的图象上一点(1,1)及邻近一点(1+Δx,1+Δy ),则ΔyΔx等于( ).A .4B .4xC .4+2ΔxD .4+2Δx 22.一质点沿直线运动,如果由始点起经过t 秒后的位移为s =13t 3-32t 2+2t ,那么速度为零的时刻是( ). A .0秒 B .1秒末 C .2秒末D .1秒末和2秒末3.曲线y =x 3在点P 处的切线的斜率为3,则点P 的坐标为( ).A .(-1,1)B .(-1,-1)C .(1,1)或(-1,-1)D .(1,-1)4.若函数f (x )=ax 4+bx 2+c 满足f ′(1)=2,则f ′(-1)等于( ).A .-1B .-2C .2D .05.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__________.6.y =sin 2x 的导数为__________. 一、根据导数的定义求函数的导数【例1-1】已知f ′(2)=2,f (2)=3,则lim x →2f (x )-3x -2+1的值为( ).A .1B .2C .3D .4【例1-2】用导数的定义求函数y =f (x )=1x在x =1处的导数.方法提炼1.根据导数的概念求函数的导数是求导的基本方法.确定y =f (x )在x =x 0处的导数有两种方法:一是导数的定义法,二是导函数的函数值法.2.求函数y =f (x )在x =x 0处的导数的求解步骤:请做演练巩固提升1二、利用求导公式、法则求导 【例2】求下列函数的导数:(1)y =(2x -3)2; (2)y =tan x ;(3)y =x 2+2x +5. 方法提炼一般来说,分式函数求导,要先观察函数的结构特征,可化为整式函数或较为简单的分式函数的要先化简;对数函数的求导,可先化为和、差的形式;三角函数的求导,先利用三角函数公式转化为和或差的形式.请做演练巩固提升2三、导数的几何意义【例3】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1的曲线的切线方程. 方法提炼1.求曲线y =f (x )在x =x 0处的切线方程(1)求出函数y =f (x )在x =x 0处的导数f ′(x 0)即为曲线y =f (x )在x =x 0处的切线斜率;(2)由切点(x 0,f (x 0))和斜率f ′(x 0),用点斜式写出切线方程y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0),再化为一般式即可.特别地,如果曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线垂直于x 轴,则此时导数f ′(x 0)不存在,由切线定义可知,切线方程为x =x 0.2.求曲线y =f (x )过点P (x 0,y 0)的切线方程可设切点为(x 1,y 1),由⎩⎪⎨⎪⎧y 1=f (x 1),y 0-y 1=f ′(x 1)(x 0-x 1)解出x 1,进而确定过点P 的切线方程为y -y 0=f ′(x 1)(x -x 0),再化为一般式即可.3.“过某点”与“在某点处”的切线是不同的,过某点的切线,此点并不一定是切点,在某点处的切线才表明此点是切点.无论是求函数在某点的切线还是过某点的切线,首先都是求(或设)切点坐标得出切线的斜率,再解决问题.曲线在某点处的切线只有一条,而过某点的切线可以不止一条.请做演练巩固提升4对“在某点处”与“过某点”字眼的区分【典例】若存在过点(1,0)的直线与曲线y =x 3和y =ax 2+154x-9都相切,则a 等于( ).A .-1或-2564B .-1或214C .-74或-2564D .-74或7解析:因为点(1,0)不在曲线y =x 3上,所以应从设切点入手来求切线方程,再利用切线与曲线y =ax 2+154x -9相切求a 的值.设过(1,0)的直线与y =x 3相切于点(x 0,x 03),所以切线方程为y -x 03=3x 02(x -x 0),即y =3x 02x -2x 03.又(1,0)在切线上,则x 0=0或x 0=32.当x 0=0时,由y =0与y =ax 2+154x -9相切可得a =-2564;当x 0=32时,由y =274x -274与y =ax 2+154x -9相切可得a =-1,所以选A .答案:A答题指导:1.在解答本题时有两个易错点:(1)审题不仔细,未对点(1,0)的位置进行判断,误认为(1,0)是切点;(2)当所给点不是切点时,无法与导数的几何意义联系,而必须设出切点.2.解决与导数的几何意义有关的问题时,以下几点在备考时要高度关注:(1)首先确定已知点是否为曲线的切点是求解关键;(2)基本初等函数的导数和导数的运算法则要熟练掌握; (3)对于直线的方程与斜率公式的求解,要熟练掌握.1.设f (x )为可导函数,且满足lim x →0f (1)-f (1-2x )2x=-1,则曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为( ).A .2B .-1C .1D .-22.y =cos(x 2+3)的导数y ′=__________.3.若曲线f (x )=ax 3+ln x 存在垂直于y 轴的切线,则实数a 的取值范围是__________.4.(2012安徽高考)设定义在(0,+∞)上的函数f (x )=ax +1ax+b (a >0).(1)求f (x )的最小值;(2)若曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为y =32x ,求a ,b 的值.参考答案基础梳理自测 知识梳理1.lim Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx 2.f ′(x )3.y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0)4.nx n -1 cos x -sin x a xln a (a >0)e x1x ln a (a >0,且a ≠1) 1x5.(1)f ′(x )±g ′(x )(2)f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )(3)f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]26.f ′(u )·v ′(x ) y u ′·u x ′ 基础自测1.C 解析:∵Δy =f (1+Δx )-f (1)=2(1+Δx )2-1-1=4Δx +2(Δx )2, ∴ΔyΔx=4+2Δx . 2.D 解析:∵s =13t 3-32t 2+2t ,∴v =s ′(t )=t 2-3t +2.令v =0,得t 2-3t +2=0,t 1=1,t 2=2.3.C 解析:y ′=3x 2,∴3x 2=3. ∴x =±1.当x =1时,y =1,当x =-1时,y =-1.4.B 解析:∵f ′(x )=4ax 3+2bx 为奇函数,∴f ′(-1)=-f ′(1)=-2.5.4x -y -3=0 解析:设切点为(x 0,y 0),y ′=4x 3,4x 03=4, ∴x 0=1.∴y 0=1.∴l 的方程为4x -y -3=0. 6.y ′=2cos 2x 考点探究突破【例1-1】C 解析:令Δx =x -2,则lim x →2f (x )-3x -2+1 =lim Δx →0f (Δx +2)-f (2)Δx+1 =f ′(2)+1=2+1=3.【例1-2】解:Δy =f (1+Δx )-f (1)=11+Δx -11=1-1+Δx 1+Δx=-Δx1+Δx (1+1+Δx ).∴Δy Δx =-11+Δx (1+1+Δx ), ∴lim Δx →0Δy Δx=lim Δx →0⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤-11+Δx (1+1+Δx ) =-12.∴f ′(1)=-12.【例2】解:(1)y ′=(4x 2-12x +9)′=8x -12.(2)y ′=⎝⎛⎭⎪⎫sin x cos x ′ =(sin x )′cos x -sin x (cos x )′cos 2x=cos x cos x -sin x (-sin x )cos 2x=1cos 2x. (3)y ′=(x 2+2x +5)′ =12(x 2+2x +5)-12·(2x +2)=x +1x 2+2x +5.【例3】解:(1)∵P (2,4)在曲线y =13x 3+43上,且y ′=x 2,∴在点P (2,4)处的切线的斜率为: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 -4=0.(2)设曲线y =13x 3+43与过点P (2,4)的切线相切于点A ⎝⎛⎭⎪⎫x 0,13x 03+43,则切线的斜率为:0|x x y '==x 02.∴切线方程为y -⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 03+43=x 02(x -x 0),即y =x 02·x -23x 03+43. ∵点P (2,4)在切线上,∴4=2x 02-23x 03+43,即x 03-3 x 02+4=0,∴x 03+x 02-4x 02+4=0,∴x 02(x 0+1)-4(x 0+1)(x 0-1)=0,∴(x 0+1)(x 0-2)2=0, 解得x 0=-1或x 0=2,故所求的切线方程为4x -y -4=0或x -y +2=0. (3)设切点为(x 0,y 0),则x 02=1,x 0=±1,切点为(-1,1)或⎝⎛⎭⎪⎫1,53,∴切线方程为y -1=x +1或y -53=x -1,即x -y +2=0或3x -3y +2=0. 演练巩固提升1.B 解析:lim x →0f (1)-f (1-2x )2x=lim x →0f (1-2x )-f (1)-2x=-1,即y ′|x =1=-1,则y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为-1.2.-2x sin(x 2+3) 解析:y ′=[cos(x 2+3)]′=2x ·[-sin(x 2+3)]=-2x sin(x 2+3).3.(-∞,0) 解析:f ′(x )=3ax 2+1x(x >0),若函数存在垂直于y 轴的切线,即3ax 2+1x =0有解,a =-13x3.∵x >0,∴-13x 3<0.∴a <0.4.解:(1)(方法一)由题设和基本不等式可知,f (x )=ax +1ax+b ≥2+b ,其中当且仅当ax =1时,等号成立,即当x =1a时,f (x )取最小值为2+b .(方法二)f (x )的导数f ′(x )=a -1ax 2=a 2x 2-1ax 2,当x >1a时,f ′(x )>0,f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫1a,+∞上递增; 当0<x <1a 时,f ′(x )<0,f (x )在⎝⎛⎭⎪⎫0,1a 上递减.所以当x =1a时,f (x )取最小值为2+b .(2)f ′(x )=a -1ax 2.由题设知,f ′(1)=a -1a =32,解得a =2或a =-12(不合题意,舍去).将a =2代入f (1)=a +1a +b =32,解得b =-1.所以a =2,b =-1.。
2017版高考数学一轮总复习第3章导数及其应用第一节导数的概念及其运算课件文
⑤分式形式:观察函数的结构特征,先化为整式函数或较为
简单的分式函数,再求导.
【例1】 求下列函数的导数:
(1)y=x2cos x; 1 2 1 (2)y=x-x x -x2; ln x (3)y= x .
(1)y′=(x2)′cos x+x2(cos x)′=2xcos x-x2sin x. 1 3 -1 -3 3 2 (2)∵y=x -x-x +x ,∴y′=3x -1+ 2- 4. x x 1 (ln x)′x-x′ln x x ·x-ln x 1-ln x (3)y′= = = x2 . x2 x2 解
解 易知点 O(0,0)在曲线 y=x3-3x2+2x 上. (1)当 O(0,0)是切点时,由 y′=3x2-6x+2,得 y′|x=0=2, 即直线 l 的斜率为 2,故直线 l 的方程为 y=2x.
y=2x, 2 由 得 x -2x+a=0, 2 y=x +a,
依题意 Δ=4-4a=0,得 a=1.
(3)函数f(x)的导函数
称函数f′(x)为f(x)的导函数,导函数有时也记作y′.
2.导数的计算 (1)基本初等函数的导数公式
原函数 f(x)=C(C 为常数) f(x)=x (α∈Q ) f(x)=sin x f(x)=cos x f(x)=ax
α
导函数 f′(x)=0
1 ax f′(x)=
[点评]
(2)中函数若直接求导,计算繁琐,且容易出错,应
先化简再求导.
利用导数求切线方的解题方略
若已知曲线过点P(x0,y0),求曲线过点P(x0,y0)的切线,则 需分点P(x0,y0)是切点和不是切点两种情况求解. (1)点P(x0,y0)是切点时: 第一步:求导数f′(x);
(江苏专用)高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.1 导数的概念及运算 理-人教版高三全册数学
【步步高】(某某专用)2017版高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.1 导数的概念及运算 理1.导数与导函数的概念(1)设函数y =f (x )在区间(a ,b )上有定义,x 0∈(a ,b ),若Δx 无限趋近于0时,比值Δy Δx=f x 0+Δx -f x 0Δx无限趋近于一个常数A ,则称f (x )在x =x 0处可导,并称该常数A 为函数f (x )在x =x 0处的导数(derivative),记作f ′(x 0).(2)若f (x )对于区间(a ,b )内任一点都可导,则f (x )在各点的导数也随着自变量x 的变化而变化,因而也是自变量x 的函数,该函数称为f (x )的导函数,记作f ′(x ). 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,就是曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线的斜率k ,即k =f ′(x 0). 3.基本初等函数的导数公式基本初等函数导函数f (x )=C (C 为常数) f ′(x )=0 f (x )=x α(α为常数)f ′(x )=αx α-1 f (x )=sin x f ′(x )=cos_x f (x )=cos x f ′(x )=-sin_x f (x )=e x f ′(x )=e x f (x )=a x (a >0,a ≠1)f ′(x )=a x ln_a f (x )=ln x f ′(x )=1xf (x )=log a x (a >0,a ≠1)f ′(x )=1x ln a4.若f ′(x ),g ′(x )存在,则有(1)[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ); (2)[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x );(3)[f xg x ]′=f ′x g x -f x g ′xg 2x(g (x )≠0).5.复合函数的导数若y =f (u ),u =ax +b ,则y ′x =y ′u ·u ′x ,即y ′x =y ′u ·a . 【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)f ′(x 0)与(f (x 0))′表示的意义相同.( × ) (2)求f ′(x 0)时,可先求f (x 0)再求f ′(x 0).( × ) (3)曲线的切线不一定与曲线只有一个公共点.( √ ) (4)与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线.( × ) (5)函数f (x )=sin(-x )的导数是f ′(x )=cos x .( × )1.(教材改编)f ′(x )是函数f (x )=13x 3+2x +1的导函数,则f ′(-1)的值为________.答案 3解析 ∵f (x )=13x 3+2x +1,∴f ′(x )=x 2+2.∴f ′(-1)=3.2.如图所示为函数y =f (x ),y =g (x )的导函数的图象,那么y =f (x ),y =g (x )的图象可能是________.答案 ④解析 由y =f ′(x )的图象知y =f ′(x )在(0,+∞)上单调递减,说明函数y =f (x )的切线的斜率在(0,+∞)上也单调递减,故可排除①③.又由图象知y =f ′(x )与y =g ′(x )的图象在x =x 0处相交,说明y =f (x )与y =g (x )的图象在x =x 0处的切线的斜率相同,由图知②不符合,④符合,故④正确.3.设函数f (x )的导数为f ′(x ),且f (x )=f ′(π2)sin x +cos x ,则f ′(π4)=________.答案 - 2解析 因为f (x )=f ′(π2)sin x +cos x ,所以f ′(x )=f ′(π2)cos x -sin x ,所以f ′(π2)=f ′(π2)cos π2-sin π2,即f ′(π2)=-1,所以f (x )=-sin x +cos x .f ′(x )=-cos x -sin x .故f ′(π4)=-cos π4-sin π4=- 2.4.已知点P 在曲线y =4e x +1上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值X 围是__________. 答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π解析 ∵y =4e x +1,∴y ′=-4exe x+12=-4e xe 2x +2e x+1=-4e x +1ex +2. ∵e x >0,∴e x +1e x ≥2,当且仅当e x=1e x =1,即x =0时,“=”成立.∴y ′∈[-1,0), ∴tan α∈[-1,0).又α∈[0,π), ∴α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π. 5.(2015·某某)设曲线y =e x在点(0,1)处的切线与曲线y =1x(x >0)上点P 处的切线垂直,则P 的坐标为________. 答案 (1,1)解析 y ′=e x ,曲线y =e x 在点(0,1)处的切线的斜率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 处的切线斜率k 2=-1m2 (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).题型一 导数的运算 例1 求下列函数的导数: (1)y =(3x 2-4x )(2x +1); (2)y =x 2sin x ; (3)y =3x e x-2x+e ; (4)y =ln xx 2+1; (5)y =ln(2x -5).解 (1)∵y =(3x 2-4x )(2x +1) =6x 3+3x 2-8x 2-4x =6x 3-5x 2-4x , ∴y ′=18x 2-10x -4.(2)y ′=(x 2)′sin x +x 2(sin x )′=2x sin x +x 2cos x . (3)y ′=(3x e x )′-(2x)′+e′ =(3x )′e x +3x (e x )′-(2x)′ =3x e x ln 3+3x e x -2xln 2 =(ln 3+1)·(3e)x -2xln 2.(4)y ′=ln x ′x 2+1-ln x x 2+1′x 2+12=1xx 2+1-2x ln xx 2+12=x 2+1-2x 2ln x x x 2+12.(5)令u =2x -5,y =ln u ,则y ′=(ln u )′u ′=12x -5·2=22x -5,即y ′=22x -5.思维升华 (1)求导之前,应利用代数、三角恒等式等变形对函数进行化简,然后求导,这样可以减少运算量,提高运算速度,减少差错;遇到函数的商的形式时,如能化简则化简,这样可避免使用商的求导法则,减少运算量.(2)复合函数求导时,先确定复合关系,由外向内逐层求导,必要时可换元.(1)f (x )=x (2 016+ln x ),若f ′(x 0)=2 017,则x 0=________.(2)若函数f (x )=ax 4+bx 2+c 满足f ′(1)=2,则f ′(-1)=________. 答案 (1)1 (2)-2解析 (1)f ′(x )=2 016+ln x +x ×1x=2 017+ln x ,故由f ′(x 0)=2 017得2 017+ln x 0=2 017,则ln x 0=0,解得x 0=1. (2)f ′(x )=4ax 3+2bx ,∵f ′(x )为奇函数,且f ′(1)=2, ∴f ′(-1)=-2. 题型二 导数的几何意义命题点1 已知切点的切线方程问题例2 (1)函数f (x )=ln x -2xx的图象在点(1,-2)处的切线方程为__________.(2)曲线y =e-2x+1在点(0,2)处的切线与直线y =0和y =x 围成的三角形的面积为________.答案 (1)x -y -3=0 (2)13解析 (1)f ′(x )=1-ln xx2,则f ′(1)=1, 故该切线方程为y -(-2)=x -1,即x -y -3=0. (2)∵y ′=-2e-2x,曲线在点(0,2)处的切线斜率k =-2,∴切线方程为y =-2x +2,该直线与直线y =0和y =x 围成的三角形如图所示,其中直线y =-2x +2与y =x 的交点为A (23,23),∴三角形的面积S =12×1×23=13.命题点2 未知切点的切线方程问题例3 (1)与直线2x -y +4=0平行的抛物线y =x 2的切线方程是__________.(2)已知函数f (x )=x ln x ,若直线l 过点(0,-1),并且与曲线y =f (x )相切,则直线l 的方程为____________.答案 (1)2x -y -1=0 (2)x -y -1=0解析 (1)对y =x 2求导得y ′=2x .设切点坐标为(x 0,x 20),则切线斜率为k =2x 0. 由2x 0=2得x 0=1,故切线方程为y -1=2(x -1),即2x -y -1=0. (2)∵点(0,-1)不在曲线f (x )=x ln x 上,∴设切点为(x 0,y 0).又∵f ′(x )=1+ln x ,∴⎩⎪⎨⎪⎧y 0=x 0ln x 0,y 0+1=1+ln x 0x 0,解得x 0=1,y 0=0.∴切点为(1,0),∴f ′(1)=1+ln 1=1. ∴直线l 的方程为y =x -1,即x -y -1=0. 命题点3 和切线有关的参数问题例4 已知f (x )=ln x ,g (x )=12x 2+mx +72(m <0),直线l 与函数f (x ),g (x )的图象都相切,且与f (x )图象的切点为(1,f (1)),则m =________. 答案 -2解析 ∵f ′(x )=1x,∴直线l 的斜率为k =f ′(1)=1. 又f (1)=0,∴切线l 的方程为y =x -1.g ′(x )=x +m ,设直线l 与g (x )的图象的切点为(x 0,y 0), 则有x 0+m =1,y 0=x 0-1,y 0=12x 20+mx 0+72,m <0,于是解得m =-2.命题点4 导数与函数图象的关系例5 如图,点A (2,1),B (3,0),E (x,0)(x ≥0),过点E 作OB 的垂线l .记△AOB 在直线l 左侧部分的面积为S ,则函数S =f (x )的图象为下图中的________(填序号).答案 ④解析 函数的定义域为[0,+∞),当x ∈[0,2]时,在单位长度变化量Δx 内面积变化量ΔS 大于0且越来越大,即斜率f ′(x )在[0,2]内大于0且越来越大,因此,函数S =f (x )的图象是上升的,且图象是下凸的;当x ∈(2,3)时,在单位长度变化量Δx 内面积变化量ΔS 大于0且越来越小,即斜率f ′(x )在(2,3)内大于0且越来越小,因此,函数S =f (x )的图象是上升的,且图象是上凸的; 当x ∈[3,+∞)时,在单位长度变化量Δx 内面积变化量ΔS 为0,即斜率f ′(x )在[3,+∞)内为常数0,此时,函数图象为平行于x 轴的射线.思维升华 导数的几何意义是切点处切线的斜率,应用时主要体现在以下几个方面: (1)已知切点A (x 0,f (x 0))求斜率k ,即求该点处的导数值:k =f ′(x 0). (2)已知斜率k ,求切点A (x 1,f (x 1)),即解方程f ′(x 1)=k .(3)若求过点P (x 0,y 0)的切线方程,可设切点为(x 1,y 1),由⎩⎪⎨⎪⎧y 1=f x 1,y 0-y 1=f ′x 1x 0-x 1求解即可.(4)函数图象在每一点处的切线斜率的变化情况反映函数图象在相应点处的变化情况,由切线的倾斜程度可以判断出函数图象升降的快慢.(1)已知函数f (x )=3x +cos 2x +sin 2x ,a =f ′(π4),f ′(x )是f (x )的导函数,则过曲线y =x 3上一点P (a ,b )的切线方程为__________________. (2)若直线y =2x +m 是曲线y =x ln x 的切线,则实数m 的值为________. 答案 (1)3x -y -2=0或3x -4y +1=0 (2)-e 解析 (1)由f (x )=3x +cos 2x +sin 2x 得f ′(x )=3-2sin 2x +2cos 2x , 则a =f ′(π4)=3-2sin π2+2cos π2=1.由y =x 3得y ′=3x 2,当P 点为切点时,切线的斜率k =3a 2=3×12=3. 又b =a 3,则b =1,所以切点P 的坐标为(1,1). 故过曲线y =x 3上的点P 的切线方程为y -1=3(x -1), 即3x -y -2=0.当P 点不是切点时,设切点为(x 0,x 30), ∴切线方程为y -x 30=3x 20(x -x 0),∵P (a ,b )在曲线y =x 3上,且a =1,∴b =1. ∴1-x 30=3x 20(1-x 0), ∴2x 30-3x 20+1=0, ∴2x 30-2x 20-x 20+1=0, ∴(x 0-1)2(2x 0+1)=0, ∴切点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-18,∴此时的切线方程为y +18=34⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12,综上,满足题意的切线方程为3x -y -2=0或3x -4y +1=0. (2)设切点为(x 0,x 0ln x 0),由y ′=(x ln x )′=ln x +x ·1x=ln x +1,得切线的斜率k =ln x 0+1,故切线方程为y -x 0ln x 0=(ln x 0+1)(x -x 0), 整理得y =(ln x 0+1)x -x 0,与y =2x +m 比较得⎩⎪⎨⎪⎧ln x 0+1=2,-x 0=m ,解得x 0=e ,故m =-e.4.求曲线的切线方程条件审视不准致误典例 (14分)若存在过点O (0,0)的直线l 与曲线y =x 3-3x 2+2x 和y =x 2+a 都相切,求a 的值.易错分析 由于题目中没有指明点O (0,0)的位置情况,容易忽略点O 在曲线y =x 3-3x 2+2x 上这个隐含条件,进而不考虑O 点为切点的情况. 规X 解答解 易知点O (0,0)在曲线y =x 3-3x 2+2x 上. (1)当O (0,0)是切点时,由y ′=3x 2-6x +2,得在原点处的切线斜率k =2, 即直线l 的斜率为2,故直线l 的方程为y =2x . 由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,y =x 2+a ,得x 2-2x +a =0,依题意Δ=4-4a =0,得a =1.[5分](2)当O (0,0)不是切点时,设直线l 与曲线y =x 3-3x 2+2x 相切于点P (x 0,y 0),则y 0=x 30-3x 20+2x 0,且k =3x 20-6x 0+2,① 又k =y 0x 0=x 20-3x 0+2,②联立①②,得x 0=32(x 0=0舍去),所以k =-14,故直线l 的方程为y =-14x .[9分]由⎩⎪⎨⎪⎧y =-14x ,y =x 2+a ,得x 2+14x +a =0,依题意,Δ=116-4a =0,得a =164.[12分]综上,a =1或a =164.[14分]温馨提醒 对于求曲线的切线方程没有明确切点的情况,要先判断切线所过点是否在曲线上;若所过点在曲线上,要对该点是否为切点进行讨论.[方法与技巧]1.f ′(x 0)代表函数f (x )在x =x 0处的导数值;(f (x 0))′是函数值f (x 0)的导数,而函数值f (x 0)是一个常数,其导数一定为0,即(f (x 0))′=0.2.对于函数求导,一般要遵循先化简再求导的基本原则.在实施化简时,首先必须注意变换的等价性,避免不必要的运算失误.3.未知切点的曲线切线问题,一定要先设切点,利用导数的几何意义表示切线的斜率建立方程. [失误与防X]1.利用公式求导时要特别注意除法公式中分子的符号,防止与乘法公式混淆.复合函数的导数要正确分解函数的结构,由外向内逐层求导.2.求曲线切线时,要分清在点P 处的切线与过P 点的切线的区别,前者只有一条,而后者包括了前者.3.曲线的切线与曲线的交点个数不一定只有一个,这和研究直线与二次曲线相切时有差别.A 组 专项基础训练 (时间:40分钟)1.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=2xf ′(1)+ln x ,则f ′(1)=________. 答案 -1解析 由f (x )=2xf ′(1)+ln x ,得f ′(x )=2f ′(1)+1x.∴f ′(1)=2f ′(1)+1,则f ′(1)=-1.2.已知曲线y =ln x 的切线过原点,则此切线的斜率为________.答案 1e解析 y =ln x 的定义域为(0,+∞),且y ′=1x,设切点为(x 0,ln x 0),则曲线在x =x 0处的切线斜率k =1x 0,切线方程为y -ln x 0=1x 0(x -x 0),因为切线过点(0,0),所以-ln x 0=-1, 解得x 0=e ,故此切线的斜率为1e.3.已知f 1(x )=sin x +cos x ,f n +1(x )是f n (x )的导函数,即f 2(x )=f 1′(x ),f 3(x )=f 2′(x ),…,f n +1(x )=f n ′(x ),n ∈N *,则f 2 016(x )=____________.答案 sin x -cos x解析 ∵f 1(x )=sin x +cos x , ∴f 2(x )=f 1′(x )=cos x -sin x , ∴f 3(x )=f 2′(x )=-sin x -cos x , ∴f 4(x )=f 3′(x )=-cos x +sin x , ∴f 5(x )=f 4′(x )=sin x +cos x =f 1(x ), ∴f n (x )是以4为周期的函数, ∴f 2 016(x )=f 4(x )=sin x -cos x .4.设曲线y =ax -ln x 在点(1,1)处的切线方程为y =2x ,则a =________. 答案 3解析 令f (x )=ax -ln x ,则f ′(x )=a -1x.由导数的几何意义可得在点(1,1)处的切线的斜率为f ′(1)=a -1.又切线方程为y =2x ,则有a -1=2,∴a =3.5.已知y =f (x )是可导函数,如图,直线y =kx +2是曲线y =f (x )在x =3处的切线,令g (x )=xf (x ),g ′(x )是g (x )的导函数,则g ′(3)=______________.答案 0解析 由题图可知曲线y =f (x )在x =3处切线的斜率等于-13,∴f ′(3)=-13.∵g (x )=xf (x ),∴g ′(x )=f (x )+xf ′(x ), ∴g ′(3)=f (3)+3f ′(3),又由题图可知f (3)=1, ∴g ′(3)=1+3×(-13)=0. 6.在平面直角坐标系xOy 中,若曲线y =ax 2+b x (a ,b 为常数)过点P (2,-5),且该曲线在点P 处的切线与直线7x +2y +3=0平行,则a +b 的值是______.答案 -3解析 y =ax 2+b x 的导数为y ′=2ax -b x2,直线7x +2y +3=0的斜率为-72. 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ 4a +b 2=-5,4a -b 4=-72,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =-1,b =-2,则a +b =-3. 7.已知函数f (x )=x 3-3x ,若过点A (0,16)且与曲线y =f (x )相切的直线方程为y =ax +16,则实数a 的值是________.答案 9解析 先设切点为M (x 0,y 0),则切点在曲线上有y 0=x 30-3x 0,①求导数得到切线的斜率k =f ′(x 0)=3x 20-3,又切线l 过A 、M 两点,所以k =y 0-16x 0, 则3x 20-3=y 0-16x 0,② 联立①②可解得x 0=-2,y 0=-2,从而实数a 的值为a =k =-2-16-2=9. 8.已知曲线y =1e x +1,则曲线的切线斜率取得最小值时的直线方程为______________. 答案 x +4y -2=0解析 y ′=-e x e x +12=-1e x +1ex +2, 因为e x >0,所以e x +1ex ≥2e x ×1e x =2(当且仅当e x =1e x ,即x =0时取等号), 则e x +1ex +2≥4,故y ′=-1e x +1e x +2≥-14当(x =0时取等号). 当x =0时,曲线的切线斜率取得最小值,此时切点的坐标为(0,12), 切线的方程为y -12=-14(x -0), 即x +4y -2=0.9.已知曲线y =x 3+x -2在点P 0处的切线l 1平行于直线4x -y -1=0,且点P 0在第三象限.(1)求P 0的坐标;(2)若直线l ⊥l 1,且l 也过切点P 0,求直线l 的方程.解 (1)由y =x 3+x -2,得y ′=3x 2+1,由已知令3x 2+1=4,解之得x =±1.当x =1时,y =0;当x =-1时,y =-4.又∵点P 0在第三象限,∴切点P 0的坐标为(-1,-4).(2)∵直线l ⊥l 1,l 1的斜率为4,∴直线l 的斜率为-14. ∵l 过切点P 0,点P 0的坐标为(-1,-4),∴直线l 的方程为y +4=-14(x +1), 即x +4y +17=0.10.设函数f (x )=ax -b x,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0.(1)求f (x )的解析式;(2)证明:曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形的面积为定值,并求此定值.解 (1)方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3. 当x =2时,y =12.又f ′(x )=a +b x 2, 于是⎩⎪⎨⎪⎧ 2a -b 2=12,a +b 4=74, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =1,b =3.故f (x )=x -3x.(2)设P (x 0,y 0)为曲线上任一点,由y ′=1+3x 2知曲线在点P (x 0,y 0)处的切线方程为 00203()()-=1+y y x x x - 即0020033()()=(1+)-.y x x x x x -- 令x =0,得y =-6x 0,从而得切线与直线x =0的交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-6x 0. 令y =x ,得y =x =2x 0,从而得切线与直线y =x 的交点坐标为(2x 0,2x 0).所以点P (x 0,y 0)处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为S =12⎪⎪⎪⎪⎪⎪-6x 0|2x 0|=6. 故曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为定值,且此定值为6.B 组 专项能力提升(时间:20分钟)11.已知函数f (x )=x +1,g (x )=a ln x ,若在x =14处函数f (x )与g (x )的图象的切线平行,则实数a 的值为________.答案 14解析 由题意可知()1212,f x x -'=g ′(x )=a x , 由f ′(14)=g ′(14),得1211()1244=,a -⨯ 可得a =14,经检验,a =14满足题意. 12.曲边梯形由曲线y =x 2+1,y =0,x =1,x =2所围成,过曲线y =x 2+1 (x ∈[1,2])上一点P 作切线,使得此切线从曲边梯形上切出一个面积最大的普通梯形,则这一点的坐标为____________. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,134 解析 设P (x 0,x 20+1),x 0∈[1,2],则易知曲线y =x 2+1在点P 处的切线方程为y -(x 20+1)=2x 0(x -x 0),∴y =2x 0(x -x 0)+x 20+1,设g (x )=2x 0(x -x 0)+x 20+1,则g (1)+g (2)=2(x 20+1)+2x 0(1-x 0+2-x 0),∴S 普通梯形=g 1+g 22×1=-x 20+3x 0+1=-⎝⎛⎭⎪⎫x 0-322+134,∴P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,134时,S 普通梯形最大. 13.若函数f (x )=12x 2-ax +ln x 存在垂直于y 轴的切线,则实数a 的取值X 围是________. 答案 [2,+∞)解析 ∵f (x )=12x 2-ax +ln x ,∴f ′(x )=x -a +1x. ∵f (x )存在垂直于y 轴的切线,∴f ′(x )存在零点,即x +1x -a =0有解,∴a =x +1x≥2. 14.已知曲线f (x )=x n +1(n ∈N *)与直线x =1交于点P ,设曲线y =f (x )在点P 处的切线与x 轴交点的横坐标为x n ,则log 2 016x 1+log 2 016x 2+…+log 2 016x 2 015的值为________. 答案 -1解析 f ′(x )=(n +1)x n,k =f ′(1)=n +1,点P (1,1)处的切线方程为y -1=(n +1)(x -1),令y =0,得x =1-1n +1=n n +1,即x n =n n +1, ∴x 1·x 2·…·x 2 015=12×23×34×…×2 0142 015×2 0152 016=12 016,则log 2 016x 1+log 2 016x 2+…+log 2 016x 2 015=log 2 016(x 1x 2…x 2 015)=-1.15.已知函数f (x )=ax 3+3x 2-6ax -11,g (x )=3x 2+6x +12和直线m :y =kx +9,且f ′(-1)=0.(1)求a 的值;(2)是否存在k ,使直线m 既是曲线y =f (x )的切线,又是曲线y =g (x )的切线?如果存在,求出k 的值;如果不存在,请说明理由.解 (1)由已知得f ′(x )=3ax 2+6x -6a ,∵f ′(-1)=0,∴3a -6-6a =0,∴a =-2.(2)存在.由已知得,直线m 恒过定点(0,9),若直线m 是曲线y =g (x )的切线,则设切点为(x 0,3x 20+6x 0+12).∵g ′(x 0)=6x 0+6,∴切线方程为y -(3x 20+6x 0+12)=(6x 0+6)(x -x 0),将(0,9)代入切线方程,解得x0=±1.当x0=-1时,切线方程为y=9;当x0=1时,切线方程为y=12x+9.由(1)知f(x)=-2x3+3x2+12x-11,①由f′(x)=0得-6x2+6x+12=0,解得x=-1或x=2.在x=-1处,y=f(x)的切线方程为y=-18;在x=2处,y=f(x)的切线方程为y=9,∴y=f(x)与y=g(x)的公切线是y=9.②由f′(x)=12得-6x2+6x+12=12,解得x=0或x=1.在x=0处,y=f(x)的切线方程为y=12x-11;在x=1处,y=f(x)的切线方程为y=12x-10;∴y=f(x)与y=g(x)的公切线不是y=12x+9.综上所述,y=f(x)与y=g(x)的公切线是y=9,此时k=0.。
高考数学一轮复习第三章导数及其应用3.1导数的概念及运算课件理
• 4.(2017·镇江期末)曲线y=-5ex+3在点(0,-2) 处的切线方程为________.
• 解析 ∵y′=-5ex,∴所求曲线的切线斜率k = -5y′(|xx=-00=),-即5e50x=+-y+5,2=∴0切. 线方程为y-(-2)=
• 答案 5x+y+2=0
• 5.(2015·全国Ⅰ卷)已知函数f(x)=ax3+x+1的 图 象 在 点 (1 , f(1)) 处 的 切 线 过 点 (2,7) , 则 a = ________.
• (2)如函数为根式形式,可先化为分数指数幂,再 求导.
•
【训练1】 (1)f(x)=x(2 则x0=________.
017+ln
答案
13 4
• 3.(2016·天津卷)已知函数f(x)=(2x+1)ex,f′(x) 为f(x)的导函数,则f′(0)的值为________.
• 解析 因为f(x)=(2x+1)ex, • 所以f′(x)=2ex+(2x+1)ex=(2x+3)ex,
• 所以f′(0)=3e0=3. • 答案 3
知识梳理 1.导数的概念
设函数 y=f(x)在区间(a,b)上有定义,且 x0∈(a,b),若 Δx 无限 趋近于 0 时,比值ΔΔyx=fx0+ΔΔxx-fx0无限趋近于一个常数 A,则 称 f(x)在 x=x0 处可导,并称该常数 A 为函数 f(x)在 x=x0 处的导 数,记作 f′(x0). 若函数 y=f(x)在区间(a,b)内任意一点都可导,则 f(x)在各点的导 数也随着 x 的变化而变化,因而是自变量 x 的函数,该函数称作 f(x)的导函数,记作 f′(x) .
• 2.导数的几何意义
• 函数y=f(x)在点x0处的导数的几何意义,就是
大高考2017版高考数学一轮总复习第3章导数及其应用第二节导数的应用课件理
►有关极值的两个易混点:极值点;取极值条件. (3)[极值点是f(x)取得极值时的x值]函数f(x)=x3-3x2的极小值 点是________.
解析
f′(x)=3x2-6x=3x(x-2),由f′(x)=0得x=0或x=2,当
0<x<2时f′(x)<0,当x>2时,f′(x)>0,所以x=2是f(x)极小 值点. 答案 2
(2)是否存在a,使f(x)在(-2,3)上为减函数,若存在,求出 a的取值范围,若不存在,请说明理由.
[解题指导] (1) 求导数f′(x) → 解不等式f′(x)>0 → 确定f(x)递增区间 不等式f′(x)≤0 (2) f(x)在(-2,3)上为减函数 → → 在(-2,3)上恒成立 分离参数,求函数最值 → 确定a范围
答案 (0,1)
(2)[利用单调性求参数的取值范围]函数f(x)=x3+ax在[1,+∞) 上是增函数,则实数a的取值范围为________. 解析 f′(x) = 3x2 + a ,则 3x2 + a≥0 在 [1 ,+ ∞) 上恒成立,即
a≥-3x2在[1,+∞)上恒成立,所以a≥-3,且a=-3时,f′(x)
f ′(x)>0( 或f′(x)<0) 在该区间上存在解集,这样就把函数的单调 性问题转化成了不等式问题; (3)若已知f(x)在区间I上的单调性,区间I中含有参数时,可先 求出 f(x) 的单调区间,令 I 是其单调区间的子集,从而可求出
参数的取值范围.
【例1】 已知函数f(x)=ex-ax-1. (1)求f(x)的单调增区间;
(1) 可 导 函 数 在 某 一 区 间 上 单 调 , 实 际 上 就 是 在 该 区 间 上 f′(x)≥0(或f′(x)≤0)(f′(x)在该区间的任意子区间内都不恒等于0)
3.1 导数的概念及几何意义、导数的运算
∴x2=-2x1,∴f
'(x2)=3 x22=12 x12.∴
f f
'(x1) = 1 .
'(x2 ) 4
(2)由题意,得f '(x)=2x.
设直线与曲线相切于点(x0,y0), 则所求切线的斜率k=2x0,
由题意知2x0= y0 0 = y0 ①.
x0 1 x0 1
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又y0= x02 ②,所以由①②解得x0=0或x0=-2, 所以k=0或k=-4, 所以所求切线方程为y=0或y=-4(x+1), 即y=0或4x+y+4=0. 答案 (1) 1 (2)y=0或4x+y+4=0
2
2
(4)y'
=
cos ex
x
'=(cos
x)
'ex cos (ex )2
x(ex
)'
=-
sin
x cos ex
x.
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栏目索引
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方法二 求曲线y=f(x)的切线方程
1.求“在”曲线y=f(x)上一点P(x0,y0)处的切线方程,则点P(x0,y0)为切点,
'(x1)(x0 x1),
点A(x1,y1),代入方程y-y1=f '(x1)(x-x1),化简即得所求的切线方程.
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栏目索引
例2 (1)(2018江苏淮安高三期中)已知函数f(x)=x3.设曲线y=f(x)在点P(x1,
f(x1))处的切线与该曲线交于另一点Q(x2, f(x2)),记f '(x)为函数f(x)的导
高考数学一轮复习第3章导数及其应用第13节导数的概念与运算课件文
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命题角度 3 导数与函数图象
(2018 许昌模拟)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)的图象如图所示,则该函数的图象是( )
C.y=2x
D.y=x
【答案】D
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【解析】∵ f(x)=x3+(a-1)x2+ax, ∴ f ′(x)=3x2+2(a-1)x+a. 又 f(x)为奇函数, ∴ f(-x)=-f(x)恒成立, 即-x3+(a-1)x2-ax=-x3-(a-1)x2-ax 恒成立, ∴ a=1,∴ f ′(x)=3x2+1, ∴ f ′(0)=1, ∴ 曲线 y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为 y=x. 故选 D.
2.(2018 江西南昌六校联考)若曲线 y=ax2+bx(a,b 为常数)过点 P(2,-5),且该曲线在点 P 处的切线与直线 2x-7y+3=0 垂直,则 a+b 的值等于________.
【答案】-3
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第三十页,共四十二页。
【解析】∵直线 2x-7y+3=0 的斜率 k=27, ∴切线的斜率为-72, ∵曲线 y=ax2+bx(a,b 为常数)过点 P(2,-5),且该曲线在点 P 处的切线与直线 2x-7y+3=0 垂直,
【答案】0
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第三十二页,共四十二页。
【解析】由题意可知,直线 y=kx+2 与曲线 y=f(x)的切点为(3,1), 则可得1f=3=3k+1,2
高考数学一轮复习第3章一元函数的导数及其应用1导数的概念意义及运算课件新人教版
导函数
f'(x)=0
f'(x)=αxα-1
f'(x)=cos x
f'(x)=-sin x
f'(x)=axln a
f'(x)=ex
1
f'(x)=
ln
1
f'(x)=
4.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.通过函数的图象直观理解导数的几何意义.
1
,y=
x
4.能根据导数的定义求函数y=c,y=x,y=x2,y=x3, y=
x 的导数.
5.能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则,求简单
函数的导数;能求简单的复合函数(限于形如f(ax+b))的导数.
6.会使用导数公式表.
备考指导
导数是高中数学的重点,而求给定函数的导数则是解决导数问题的基本.复
由 f'(x)= 2 ,得 f'(2)=
.
4
.
4.函数y=sin 3x的导函数是 y'=3cos 3x .
设y=sin u,u=3x,则yx'=yu'·
ux'=(sin u)'·
(3x)'=cos u·
3=3cos 3x.
5.曲线y=3(x2+x)ex在点(0,0)处的切线方程为
y=3x
.
由题意可知y'=3(2x+1)ex+3(x2+x)ex=3(x2+3x+1)ex,得k=y'|x=0=3.
高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 第1讲 导数的概念及运算课件 理
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答案
解析
2.函数 f(x)=x(2017+ln x),若 f′(x0)=2018,则 x0 的值为( ) A.e2 B.1 C.ln 2 D.e
答案 B 解析 f′(x)=2017+ln x+x·1x=2018+ln x,故由 f′(x0)=2018,得 2018 +ln x0=2018,则 ln x0=0,解得 x0=1.故选 B.
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3.基本初等函数的导数公式
(1)C′= □05 0 (C为常数);
□ (2)(xn)′= 06 nxn-1
(n∈Q*);
(3)(sinx)′= □07 cosx
;(4)(cosx)′= □08 -sinx ;
(5)(ax)′= □09 axlna
;(6)(ex)′= □10 ex ;
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1.(2019·海南模拟)曲线 y=2x-x 1在点(1,1)处的切线方程为(
)
A.x-y-2=0 B.x+y-2=0
C.x+4y-5=0 D.x-4y-5=0
答案 B 解析 y′=2x2-x-1-122x=-2x-1 12,当 x=1 时,y′=-1,所以切线 方程是 y-1=-(x-1),整理得 x+y-2=0.故选 B.
程可表示为 y=ex0x-x0ex0+ex0 或 y=-12x1x+14x21,所以e-x0= x0e-x0+x21,ex0=x421,
所
以 ex0=1-x0,解得 x0=0,所以直线 l 的方程为 y=x+1.
12/11/2021
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触类旁通 (1)求曲线切线方程的步骤 ①求出函数 y=f(x)在点 x=x0 处的导数,即曲线 y=f(x)在点 P(x0,f(x0)) 处切线的斜率; ②由点斜式方程求得切线方程为 y-f(x0)=f′(x0)·(x-x0).
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【步步高】(江苏专用)2017版高考数学一轮复习 第三章 导数及其应用 3.1 导数的概念及运算 文1.导数与导函数的概念(1)设函数y =f (x )在区间(a ,b )上有定义,x 0∈(a ,b ),若Δx 无限趋近于0时,比值Δy Δx=f x 0+Δx -f x 0Δx无限趋近于一个常数A ,则称f (x )在x =x 0处可导,并称该常数A 为函数f (x )在x =x 0处的导数(derivative),记作f ′(x 0).(2)若f (x )对于区间(a ,b )内任一点都可导,则f (x )在各点的导数也随着自变量x 的变化而变化,因而也是自变量x 的函数,该函数称为f (x )的导函数,记作f ′(x ). 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,就是曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线的斜率k ,即k =f ′(x 0). 3.基本初等函数的导数公式4.若f ′(x ),g ′(x )存在,则有(1)[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ); (2)[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x );(3)[f xg x ]′=fx g x -f x gxg 2x(g (x )≠0).【思考辨析】判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)f ′(x 0)与(f (x 0))′表示的意义相同.( × ) (2)求f ′(x 0)时,可先求f (x 0)再求f ′(x 0).( × ) (3)曲线的切线不一定与曲线只有一个公共点.( √ ) (4)与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线.( × ) (5)函数f (x )=sin(-x )的导数是f ′(x )=cos x .( × )1.(教材改编)f ′(x )是函数f (x )=13x 3+2x +1的导函数,则f ′(-1)的值为________.答案 3解析 ∵f (x )=13x 3+2x +1,∴f ′(x )=x 2+2.∴f ′(-1)=3.2.如图所示为函数y =f (x ),y =g (x )的导函数的图象,那么y =f (x ),y =g (x )的图象可能是________.答案 ④解析 由y =f ′(x )的图象知y =f ′(x )在(0,+∞)上单调递减,说明函数y =f (x )的切线的斜率在(0,+∞)上也单调递减,故可排除①③.又由图象知y =f ′(x )与y =g ′(x )的图象在x =x 0处相交,说明y =f (x )与y =g (x )的图象在x =x 0处的切线的斜率相同,由图知②不符合,④符合,故④正确.3.设函数f (x )的导数为f ′(x ),且f (x )=f ′(π2)sin x +cos x ,则f ′(π4)=________.答案 - 2解析 因为f (x )=f ′(π2)sin x +cos x ,所以f ′(x )=f ′(π2)cos x -sin x ,所以f ′(π2)=f ′(π2)cos π2-sin π2,即f ′(π2)=-1,所以f (x )=-sin x +cos x .f ′(x )=-cos x -sin x .故f ′(π4)=-cos π4-sin π4=- 2.4.已知点P 在曲线y =4e x +1上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值范围是__________.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π 解析 ∵y =4e x +1,∴y ′=-4e xx +2=-4e xe 2x +2e x+1=-4e x +1ex +2. ∵e x >0,∴e x +1e x ≥2,当且仅当e x=1e x =1,即x =0时,“=”成立.∴y ′∈[-1,0), ∴tan α∈[-1,0).又α∈[0,π), ∴α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π. 5.(2015·陕西)设曲线y =e x在点(0,1)处的切线与曲线y =1x(x >0)上点P 处的切线垂直,则P 的坐标为________. 答案 (1,1)解析 y ′=e x ,曲线y =e x 在点(0,1)处的切线的斜率k 1=e 0=1,设P (m ,n ),y =1x(x >0)的导数为y ′=-1x (x >0),曲线y =1x (x >0)在点P 处的切线斜率k 2=-1m(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).题型一 导数的运算 例1 求下列函数的导数: (1)y =(3x 2-4x )(2x +1); (2)y =x 2sin x ; (3)y =3x e x -2x+e ; (4)y =ln xx 2+1. 解 (1)∵y =(3x 2-4x )(2x +1) =6x 3+3x 2-8x 2-4x =6x 3-5x 2-4x , ∴y ′=18x 2-10x -4.(2)y ′=(x 2)′sin x +x 2(sin x )′=2x sin x +x 2cos x . (3)y ′=(3x e x)′-(2x)′+e′ =(3x)′e x+3x(e x)′-(2x)′ =3x e xln 3+3x e x-2xln 2 =(ln 3+1)·(3e)x-2xln 2. (4)y ′=xx 2+-ln x x 2+x 2+2=1xx 2+-2x ln xx 2+2=x 2+1-2x 2ln x x x 2+2.思维升华 求导之前,应利用代数、三角恒等式等变形对函数进行化简,然后求导,这样可以减少运算量,提高运算速度,减少差错;遇到函数的商的形式时,如能化简则化简,这样可避免使用商的求导法则,减少运算量.(1)f (x )=x (2 016+ln x ),若f ′(x 0)=2 017,则x 0=________.(2)若函数f (x )=ax 4+bx 2+c 满足f ′(1)=2,则f ′(-1)=________. 答案 (1)1 (2)-2解析 (1)f ′(x )=2 016+ln x +x ×1x=2 017+ln x ,故由f ′(x 0)=2 017得2 017+ln x 0=2 017,则ln x 0=0,解得x 0=1. (2)f ′(x )=4ax 3+2bx ,∵f ′(x )为奇函数,且f ′(1)=2, ∴f ′(-1)=-2. 题型二 导数的几何意义命题点1 已知切点的切线方程问题例2 (1)函数f (x )=ln x -2xx的图象在点(1,-2)处的切线方程为__________.(2)已知函数y =f (x )及其导函数y =f ′(x )的图象如图所示,则曲线y =f (x )在点P 处的切线方程是_________________________________.答案 (1)x -y -3=0 (2)x -y -2=0 解析 (1)f ′(x )=1-ln x x2,则f ′(1)=1, 故该切线方程为y -(-2)=x -1,即x -y -3=0.(2)根据导数的几何意义及图象可知,曲线y =f (x )在点P 处的切线的斜率k =f ′(2)=1,又过点P (2,0),所以切线方程为x -y -2=0. 命题点2 未知切点的切线方程问题例3 (1)与直线2x -y +4=0平行的抛物线y =x 2的切线方程是__________.(2)已知函数f (x )=x ln x ,若直线l 过点(0,-1),并且与曲线y =f (x )相切,则直线l 的方程为____________.答案 (1)2x -y -1=0 (2)x -y -1=0解析 (1)对y =x 2求导得y ′=2x .设切点坐标为(x 0,x 20),则切线斜率为k =2x 0. 由2x 0=2得x 0=1,故切线方程为y -1=2(x -1), 即2x -y -1=0.(2)∵点(0,-1)不在曲线f (x )=x ln x 上, ∴设切点为(x 0,y 0). 又∵f ′(x )=1+ln x ,∴⎩⎪⎨⎪⎧y 0=x 0ln x 0,y 0+1=+ln x 0x 0,解得x 0=1,y 0=0.∴切点为(1,0),∴f ′(1)=1+ln 1=1. ∴直线l 的方程为y =x -1,即x -y -1=0.命题点3 和切线有关的参数问题例4 已知f (x )=ln x ,g (x )=12x 2+mx +72(m <0),直线l 与函数f (x ),g (x )的图象都相切,且与f (x )图象的切点为(1,f (1)),则m =________. 答案 -2解析 ∵f ′(x )=1x,∴直线l 的斜率为k =f ′(1)=1. 又f (1)=0,∴切线l 的方程为y =x -1.g ′(x )=x +m ,设直线l 与g (x )的图象的切点为(x 0,y 0), 则有x 0+m =1,y 0=x 0-1,y 0=12x 20+mx 0+72,m <0,于是解得m =-2.命题点4 导数与函数图象的关系例5 如图,点A (2,1),B (3,0),E (x,0)(x ≥0),过点E 作OB 的垂线l .记△AOB 在直线l 左侧部分的面积为S ,则函数S =f (x )的图象为下图中的________.(填序号)答案 ④解析 函数的定义域为[0,+∞),当x ∈[0,2]时,在单位长度变化量Δx 内面积变化量ΔS 大于0且越来越大,即斜率f ′(x )在[0,2]内大于0且越来越大,因此,函数S =f (x )的图象是上升的,且图象是下凸的;当x ∈(2,3)时,在单位长度变化量Δx 内面积变化量ΔS 大于0且越来越小,即斜率f ′(x )在(2,3)内大于0且越来越小,因此,函数S =f (x )的图象是上升的,且图象是上凸的; 当x ∈[3,+∞)时,在单位长度变化量Δx 内面积变化量ΔS 为0,即斜率f ′(x )在[3,+∞)内为常数0,此时,函数图象为平行于x 轴的射线.思维升华 导数的几何意义是切点处切线的斜率,应用时主要体现在以下几个方面:(1)已知切点A (x 0,f (x 0))求斜率k ,即求该点处的导数值:k =f ′(x 0). (2)已知斜率k ,求切点A (x 1,f (x 1)),即解方程f ′(x 1)=k .(3)若求过点P (x 0,y 0)的切线方程,可设切点为(x 1,y 1),由⎩⎪⎨⎪⎧y 1=f x 1,y 0-y 1=fx 1x 0-x 1求解即可.(4)函数图象在每一点处的切线斜率的变化情况反映函数图象在相应点处的变化情况,由切线的倾斜程度可以判断出函数图象升降的快慢.(1)已知函数f (x )=x 3-3x ,若过点A (0,16)且与曲线y =f (x )相切的直线方程为y =ax +16,则实数a 的值是________.(2)若直线y =2x +m 是曲线y =x ln x 的切线,则实数m 的值为________. 答案 (1)9 (2)-e解析 (1)先设切点为M (x 0,y 0),则切点在曲线上有y 0=x 30-3x 0,① 求导数得到切线的斜率k =f ′(x 0)=3x 20-3, 又切线l 过A 、M 两点,所以k =y 0-16x 0, 则3x 20-3=y 0-16x 0,② 联立①②可解得x 0=-2,y 0=-2, 从而实数a 的值为a =k =-2-16-2=9.(2)设切点为(x 0,x 0ln x 0),由y ′=(x ln x )′=ln x +x ·1x=ln x +1,得切线的斜率k =ln x 0+1,故切线方程为y -x 0ln x 0=(ln x 0+1)(x -x 0), 整理得y =(ln x 0+1)x -x 0,与y =2x +m 比较得⎩⎪⎨⎪⎧ln x 0+1=2,-x 0=m ,解得x 0=e ,故m =-e.4.求曲线的切线方程条件审视不准致误典例 (14分)若存在过点O (0,0)的直线l 与曲线y =x 3-3x 2+2x 和y =x 2+a 都相切,求a 的值.易错分析 由于题目中没有指明点O (0,0)的位置情况,容易忽略点O 在曲线y =x 3-3x 2+2x上这个隐含条件,进而不考虑O 点为切点的情况. 规范解答解 易知点O (0,0)在曲线y =x 3-3x 2+2x 上. (1)当O (0,0)是切点时,由y ′=3x 2-6x +2,得在原点处的切线斜率k =2, 即直线l 的斜率为2,故直线l 的方程为y =2x .由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,y =x 2+a ,得x 2-2x +a =0,依题意Δ=4-4a =0,得a =1.[5分](2)当O (0,0)不是切点时,设直线l 与曲线y =x 3-3x 2+2x 相切于点P (x 0,y 0),则y 0=x 30-3x 20+2x 0,且k =3x 20-6x 0+2,① 又k =y 0x 0=x 20-3x 0+2,②联立①②,得x 0=32(x 0=0舍去),所以k =-14,故直线l 的方程为y =-14x .[9分]由⎩⎪⎨⎪⎧y =-14x ,y =x 2+a ,得x 2+14x +a =0,依题意,Δ=116-4a =0,得a =164.[12分]综上,a =1或a =164.[14分]温馨提醒 对于求曲线的切线方程没有明确切点的情况,要先判断切线所过点是否在曲线上;若所过点在曲线上,要对该点是否为切点进行讨论.[方法与技巧]1.f ′(x 0)代表函数f (x )在x =x 0处的导数值;(f (x 0))′是函数值f (x 0)的导数,而函数值f (x 0)是一个常数,其导数一定为0,即(f (x 0))′=0.2.对于函数求导,一般要遵循先化简再求导的基本原则.在实施化简时,首先必须注意变换的等价性,避免不必要的运算失误.3.未知切点的曲线切线问题,一定要先设切点,利用导数的几何意义表示切线的斜率建立方程. [失误与防范]1.利用公式求导时要特别注意除法公式中分子的符号,防止与乘法公式混淆.2.求曲线切线时,要分清在点P 处的切线与过P 点的切线的区别,前者只有一条,而后者包括了前者.3.曲线的切线与曲线的交点个数不一定只有一个,这和研究直线与二次曲线相切时有差别.A 组 专项基础训练 (时间:40分钟)1.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=2xf ′(1)+ln x ,则f ′(1)=________. 答案 -1解析 由f (x )=2xf ′(1)+ln x , 得f ′(x )=2f ′(1)+1x.∴f ′(1)=2f ′(1)+1,则f ′(1)=-1.2.已知曲线y =ln x 的切线过原点,则此切线的斜率为________. 答案 1e解析 y =ln x 的定义域为(0,+∞),且y ′=1x,设切点为(x 0,ln x 0),则曲线在x =x 0处的切线斜率k =1x 0,切线方程为y -ln x 0=1x 0(x -x 0),因为切线过点(0,0),所以-ln x 0=-1, 解得x 0=e ,故此切线的斜率为1e.3.已知函数f (x )的导数为f ′(x ),且满足关系式f (x )=x 2+3xf ′(2)+ln x ,则f ′(2)的值等于________. 答案 -94解析 因为f (x )=x 2+3xf ′(2)+ln x , 所以f ′(x )=2x +3f ′(2)+1x,所以f ′(2)=2×2+3f ′(2)+12,解得f ′(2)=-94.4.设曲线y =ax -ln x 在点(1,1)处的切线方程为y =2x ,则a =________. 答案 3解析 令f (x )=ax -ln x ,则f ′(x )=a -1x.由导数的几何意义可得在点(1,1)处的切线的斜率为f ′(1)=a -1.又切线方程为y =2x ,则有a -1=2,∴a =3.5.已知a 为常数,若曲线y =ax 2+3x -ln x 存在与直线x +y -1=0垂直的切线,则实数a 的取值范围是__________.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫-12,+∞解析 由题意知曲线上存在某点的导数为1,所以y ′=2ax +3-1x=1有正根,即2ax 2+2x-1=0有正根.当a ≥0时,显然满足题意;当a <0时,需满足Δ≥0,解得-12≤a <0.综上,a ≥-12.6.设函数f (x )=x (x +k )(x +2k )(x -3k ),若f ′(0)=6,则k =________. 答案 -1解析 ∵f (x )=x (x +k )(x +2k )(x -3k )=x 4-7k 2x 2-6k 3x ,∴f ′(x )=4x 3-14k 2x -6k 3,∴f ′(0)=-6k 3=6,解得k =-1.7.在平面直角坐标系xOy 中,若曲线y =ax 2+b x(a ,b 为常数)过点P (2,-5),且该曲线在点P 处的切线与直线7x +2y +3=0平行,则a +b 的值是______. 答案 -3解析 y =ax 2+b x 的导数为y ′=2ax -b x2, 直线7x +2y +3=0的斜率为-72.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧4a +b2=-5,4a -b 4=-72,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =-2,则a +b =-3.8.(2015·课标全国Ⅱ)已知曲线y =x +ln x 在点(1,1)处的切线与曲线y =ax 2+(a +2)x +1相切,则a =________. 答案 8解析 由y =x +ln x ,得y ′=1+1x,得曲线在点(1,1)处的切线的斜率为k =y ′|x =1=2,所以切线方程为y -1=2(x -1),即y =2x -1,此切线与曲线y =ax 2+(a +2)x +1相切,消去y 得ax 2+ax +2=0,得a ≠0且Δ=a 2-8a =0,解得a =8.9.已知曲线y =x 3+x -2在点P 0处的切线l 1平行于直线4x -y -1=0,且点P 0在第三象限.(1)求P 0的坐标;(2)若直线l ⊥l 1,且l 也过切点P 0,求直线l 的方程.解 (1)由y =x 3+x -2,得y ′=3x 2+1,由已知令3x 2+1=4,解之得x =±1.当x =1时,y =0;当x =-1时,y =-4.又∵点P 0在第三象限,∴切点P 0的坐标为(-1,-4).(2)∵直线l ⊥l 1,l 1的斜率为4,∴直线l 的斜率为-14. ∵l 过切点P 0,点P 0的坐标为(-1,-4),∴直线l 的方程为y +4=-14(x +1), 即x +4y +17=0.10.设函数f (x )=ax -b x,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0.(1)求f (x )的解析式;(2)证明:曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形的面积为定值,并求此定值.解 (1)方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3. 当x =2时,y =12.又f ′(x )=a +b x 2, 于是⎩⎪⎨⎪⎧ 2a -b 2=12,a +b 4=74, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =1,b =3.故f (x )=x -3x. (2)设P (x 0,y 0)为曲线上任一点,由y ′=1+3x 2知曲线在点P (x 0,y 0)处的切线方程为 y -y 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫2031+x )(x -x 0),即y -⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0-3x 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫2031+x (x -x 0). 令x =0,得y =-6x 0, 从而得切线与直线x =0的交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-6x 0. 令y =x ,得y =x =2x 0,从而得切线与直线y =x 的交点坐标为(2x 0,2x 0).所以点P (x 0,y 0)处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为S =12⎪⎪⎪⎪⎪⎪-6x 0|2x 0|=6. 故曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为定值,且此定值为6.B 组 专项能力提升(时间:20分钟)11.已知函数f (x )=x +1,g (x )=a ln x ,若在x =14处函数f (x )与g (x )的图象的切线平行,则实数a 的值为________.答案 14解析 由题意可知f ′(x )=12x 12-,g ′(x )=a x, 由f ′(14)=g ′(14),得12×(14)12-=a 14, 可得a =14,经检验,a =14满足题意. 12.曲边梯形由曲线y =x 2+1,y =0,x =1,x =2所围成,过曲线y =x 2+1 (x ∈[1,2])上一点P 作切线,使得此切线从曲边梯形上切出一个面积最大的普通梯形,则这一点的坐标为____________. 答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,134 解析 设P (x 0,x 20+1),x 0∈[1,2],则易知曲线y =x 2+1在点P 处的切线方程为y -(x 20+1)=2x 0(x -x 0),∴y =2x 0(x -x 0)+x 20+1,设g (x )=2x 0(x -x 0)+x 20+1,则g (1)+g (2)=2(x 20+1)+2x 0(1-x 0+2-x 0),∴S 普通梯形=g +g 2×1=-x 20+3x 0+1=-⎝⎛⎭⎪⎫x 0-322+134,∴P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,134时,S 普通梯形最大.13.若函数f (x )=12x 2-ax +ln x 存在垂直于y 轴的切线,则实数a 的取值范围是________. 答案 [2,+∞)解析 ∵f (x )=12x 2-ax +ln x ,∴f ′(x )=x -a +1x. ∵f (x )存在垂直于y 轴的切线,∴f ′(x )存在零点,即x +1x -a =0有解,∴a =x +1x≥2. 14.已知曲线f (x )=x n +1(n ∈N *)与直线x =1交于点P ,设曲线y =f (x )在点P 处的切线与x 轴交点的横坐标为x n ,则log 2 016x 1+log 2 016x 2+…+log 2 016x 2 015的值为________. 答案 -1解析 f ′(x )=(n +1)x n,k =f ′(1)=n +1,点P (1,1)处的切线方程为y -1=(n +1)(x -1),令y =0,得x =1-1n +1=n n +1,即x n =n n +1, ∴x 1·x 2·…·x 2 015=12×23×34×…×2 0142 015×2 0152 016=12 016, 则log 2 016x 1+log 2 016x 2+…+log 2 016x 2 015=log 2 016(x 1x 2…x 2 015)=-1.15.已知函数f (x )=ax 3+3x 2-6ax -11,g (x )=3x 2+6x +12和直线m :y =kx +9,且f ′(-1)=0.(1)求a 的值;(2)是否存在k ,使直线m 既是曲线y =f (x )的切线,又是曲线y =g (x )的切线?如果存在,求出k 的值;如果不存在,请说明理由.解 (1)由已知得f ′(x )=3ax 2+6x -6a ,∵f ′(-1)=0,∴3a -6-6a =0,∴a =-2.(2)存在.由已知得,直线m 恒过定点(0,9),若直线m 是曲线y =g (x )的切线,则设切点为(x 0,3x 20+6x 0+12).∵g ′(x 0)=6x 0+6,∴切线方程为y -(3x 20+6x 0+12)=(6x 0+6)(x -x 0),将(0,9)代入切线方程,解得x 0=±1.当x 0=-1时,切线方程为y =9;当x 0=1时,切线方程为y =12x +9.由(1)知f(x)=-2x3+3x2+12x-11,①由f′(x)=0得-6x2+6x+12=0,解得x=-1或x=2.在x=-1处,y=f(x)的切线方程为y=-18;在x=2处,y=f(x)的切线方程为y=9,∴y=f(x)与y=g(x)的公切线是y=9.②由f′(x)=12得-6x2+6x+12=12,解得x=0或x=1.在x=0处,y=f(x)的切线方程为y=12x-11;在x=1处,y=f(x)的切线方程为y=12x-10;∴y=f(x)与y=g(x)的公切线不是y=12x+9. 综上所述,y=f(x)与y=g(x)的公切线是y=9,此时k=0.。