(新课标)高中数学《1.2.1几个常用函数的导数》教案 新人教A版选修2-2
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选修 1-1 第一章 常用逻辑用语 1.1 命题及其关系 1.2 充分条件与必要条件 1.3 简单的逻辑联结词 1.4 全称量词与存在量词 小结 复习参考题 第二章 圆锥曲线与方程 2.1 椭圆 探究与发现 为什么截口曲线是椭圆 信息技术应用 用《几何画板》探究点的轨迹:椭圆 2.2 双曲线 2.3 抛物线
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必修 1 第一章 集合与函数概念 1.1 集合 1.2 函数及其表示 1.3 函数的基本性质 第二章 基本初等函数(Ⅰ) 2.1 指数函数 2.2 对数函数 2.3 幂函数 第三章 函数的应用 3.1 函数与方程 3.2 函数模型及其应用 必修 2 第一章 空间几何体 1.1 空间几何体的结构 1.2 空间几何体的三视图和直观图
选修 1-2 第一章 统计案例
1.1 回归分析的基本思想及其初步应用 1.2 独立性检验的基本思想及其初步应用 实习作业 小结 复习参考题 第二章 推理与证明 2.1 合情推理与演绎证明 阅读与思考 科学发现中的推理 2.2 直接证明与间接证明 小结 复习参考题
选修 2-3 第一章 计数原理 1.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理 探究与发现 子集的个数有多少 1.2 排列与组合
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电,力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配,料置不试技仅卷术可要是以求指解,机决对组吊电在顶气进层设行配备继置进电不行保规空护范载高与中带资负料荷试下卷高总问中体题资配,料置而试时且卷,可调需保控要障试在各验最类;大管对限路设度习备内题进来到行确位调保。整机在使组管其高路在中敷正资设常料过工试程况卷中下安,与全要过,加度并强工且看作尽护下可关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料;中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整,中核或资对者料定对试值某卷,些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置,.卷编保工写护况复层进杂防行设腐自备跨动与接处装地理置线,高弯尤中曲其资半要料径避试标免卷高错调等误试,高方要中案求资,技料编术试5写交卷、重底保电要。护气设管装设备线置备4高敷动调、中设作试电资技,高气料术并中课3试中且资件、卷包拒料中管试含绝试调路验线动卷试敷方槽作技设案、,术技以管来术及架避系等免统多不启项必动方要方式高案,中;为资对解料整决试套高卷启中突动语然过文停程电机中气。高课因中件此资中,料管电试壁力卷薄高电、中气接资设口料备不试进严卷行等保调问护试题装工,置作合调并理试且利技进用术行管,过线要关敷求运设电行技力高术保中。护资线装料缆置试敷做卷设到技原准术则确指:灵导在活。分。对线对于盒于调处差试,动过当保程不护中同装高电置中压高资回中料路资试交料卷叉试技时卷术,调问应试题采技,用术作金是为属指调隔发试板电人进机员行一,隔变需开压要处器在理组事;在前同发掌一生握线内图槽部纸内故资,障料强时、电,设回需备路要制须进造同行厂时外家切部出断电具习源高题高中电中资源资料,料试线试卷缆卷试敷切验设除报完从告毕而与,采相要用关进高技行中术检资资查料料和试,检卷并测主且处要了理保解。护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
2020年人教版A版数学选修2-2全册完整讲义学案(教师用书)
第一章导数及其应用§1.1变化率与导数§1.1.1变化率问题§1.1.2导数的概念§1.1.3导数的几何意义§1.2导数的计算§1.2.1几个常用函数的导数§1.2.2基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(一) §1.2.2基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(二) §1.3导数在研究函数中的应用§1.3.1函数的单调性与导数§1.3.2函数的极值与导数§1.3.3函数的最大(小)值与导数§1.4生活中的优化问题举例§1.5定积分的概念§1.5.1曲边梯形的面积§1.5.2汽车行驶的路程§1.5.3定积分的概念§1.6微积分基本定理§1.7定积分的简单应用§1.7.1定积分在几何中的应用§1.7.2定积分在物理中的应用章末整合提升章末达标测试第二章推理与证明§2.1合情推理与演绎推理§2.1.1合情推理§2.1.2演绎推理§2.2直接证明与间接证明§2.2.1综合法和分析法§2.2.2反证法§2.3数学归纳法章末整合提升章末达标测试第三章数系的扩充与复数的引入§3.1数系的扩充和复数的概念§3.1.1数系的扩充和复数的概念§3.1.2复数的几何意义§3.2复数代数形式的四则运算§3.2.1复数代数形式的加、减运算及其几何意义§3.2.2复数代数形式的乘除运算章末整合提升章末达标测试模块综合检测§1.1 变化率与导数§1.1.1 变化率问题 §1.1.2 导数的概念[课标要求]1.通过实例分析,经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,了解导数概念的实际背景.(难点) 2.会求函数在某一点附近的平均变化率.(重点)3.会利用导数的定义求函数在某点处的导数.(重点、难点)一、函数平均变化率如果函数关系用y =f (x )表示,那么变化率可用式子f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1表示,我们把这个式子称为函数y =f (x )从x 1到x 2的平均变化率.习惯上用Δx 表示x 2-x 1,即Δx =x 2-x 1,可把Δx 看作是相对于x 1的一个“增量”,可用x 1+Δx 代替x 2;类似地,Δy =f (x 2)-f (x 1).于是平均变化率可以表示为Δy Δx. 二、导数的有关概念 1.瞬时变化率函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率是f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx =ΔyΔx. 2.函数y =f (x )在x =x 0处的导数函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率称为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作,即f ′(x 0)=ΔyΔx=f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx.知识点一 平均变化率 【问题1】 气球的膨胀率 阅读教材,思考下面的问题.吹一只气球,观察一下吹气球的过程,可以发现,随着气球内空气容量的增加,气球的半径增加得越来越慢.从数学的角度,如何描述这种现象呢?答案 气球的半径r (单位:dm)与体积V (单位:L)之间的函数关系是r (V )=33V4π, (1)当空气容量V 从0增加到1 L 时,气球半径增加了r (1)-r (0)≈0.62(dm), 气球的平均膨胀率为r (1)-r (0)1-0≈0.62(dm/L).(2)当空气容量V 从1 L 增加到2 L 时,气球半径增加了r (2)-r (1)≈0.16(dm), 气球的平均膨胀率为r (2)-r (1)2-1≈0.16(dm/L).可以看出,随着气球体积逐渐变大,它的平均膨胀率逐渐变小了. 【问题2】 高台跳水人们发现,在高台跳水运动中,运动员相对于水面的高度h (单位:m)与起跳后的时间t (单位:s)存在函数关系h (t )=-4.9t 2+6.5t +10.计算运动员在时间段①0≤t ≤0.5,②1≤t ≤2内的平均速度v ,并思考平均速度有什么作用? 答案 (1)在0≤t ≤0.5这段时间里,v =h (0.5)-h (0)0.5-0=4.05(m/s);(2)在1≤t ≤2这段时间里,v =h (2)-h (1)2-1=-8.2(m/s).由以上计算体会到平均速度可以描述运动员在某段时间内运动的快慢. 【问题3】 结合问题1和问题2说出你对平均变化率的理解.答案 (1)如果上述两个问题中的函数关系用y =f (x )表示,那么问题1中的变化率可用式子f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1表示,我们把这个式子称为函数y =f (x )从x 1到x 2的平均变化率,平均变化率可以描述一个函数在某个范围内变化的快慢.问题1中的平均变化率表示在空气容量从V 1增加到V 2时,气球半径的平均增长率.问题2中的平均变化率表示在时间从t 1增加到t 2时,高度h 的平均增长率.(2)平均变化率的几何意义就是函数y =f (x )图象上两点P 1(x 1,f (x 1)),P 2(x 2,f (x 2))所在直线的斜率. (3)平均变化率的取值①平均变化率可以表现函数的变化趋势,平均变化率为0,并不一定说明函数f (x )没有发生变化.②自变量的改变量Δx 取值越小,越能准确体现函数的变化规律. (4)平均变化率的物理意义平均变化率的物理意义是把位移s 看成时间t 的函数s =s (t ),在时间段[t 1,t 2]上的平均速度,即v =s (t 2)-s (t 1)t 2-t 1.知识点二 函数在某点处的导数【问题1】 (1)物体的平均速度能否精确反映它的运动状态? (2)什么叫做瞬时速度? (3)它与平均速度有什么关系?答案 (1)物体的平均速度不能精确地反映物体的运动状态,如高台跳水运动员相对于水面的高度h 与起跳时间t 的函数关系h (t )=-4.9t 2+6.5t +10,易知h (6549)=h (0),v =h (6549)-h (0)6546-0=0,而运动员依然是运动状态.(2)设物体运动的路程与时间的关系是s =f (t ),当Δt 趋近于0时,函数f (t )在t 0到t 0+Δt 之间的平均变化率f (t 0+Δt )-f (t 0)Δt趋近于常数,我们把这个常数称为t 0时刻的瞬时速度.(3)平均速度只能粗略地描述物体的运动状态,并不能反映物体在某一时刻的瞬时速度.当时间间隔|Δt |趋近于0时,平均速度v 就无限趋近于t 0时的瞬时速度.【问题2】 平均变化率与瞬时变化率有什么关系?答案 (1)区别:平均变化率不是瞬时变化率.平均变化率刻画函数值在区间[x 1,x 2]上变化的快慢,瞬时变化率刻画函数值在x 0点处变化的快慢.(2)联系:当Δx 趋近于0时,平均变化率ΔyΔx 趋近于一个常数,这个常数即为函数在x 0处的瞬时变化率,它是一个固定值.【问题3】 导数与瞬时变化率有什么关系? 答案 导数与瞬时变化率的关系导数是函数在x 0及其附近函数的改变量Δy 与自变量的改变量Δx 之比在Δx 趋近于0时所趋近的数,它是一个局部性的概念,若ΔyΔx存在,则函数y =f (x )在x 0处有导数,否则不存在导数.可以说导数就是函数在某点处的导数,例如,位移s 关于时间t 的导数就是运动物体在某时刻的瞬时速度.题型一 求函数的平均变化率求函数f (x )=x 2在x 0到x 0+Δx 之间的平均变化率. 【解析】 函数f (x )=x 2在x 0到x 0+Δx 的平均变化率为 f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx =(x 0+Δx )2-x 20Δx=x 20+2x 0Δx +(Δx )2-x 2Δx=2x 0·Δx +(Δx )2Δx =2x 0+Δx .●规律方法求函数y =f (x )平均变化率的步骤(1)先计算函数值的改变量Δy =f (x 2)-f (x 1). (2)再计算自变量的改变量Δx =x 2-x 1. (3)得平均变化率Δy Δx =f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1.[特别提醒](1)求函数平均变化率时注意Δx ,Δy ,两者都可正、可负,但Δx 的值不能为零,Δy 的值可以为零. (2)求点x 0附近的平均变化率,可用f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx的形式.1.若本例中,Δx =13,x 0=1,2,3,比较函数f (x )=x 2在哪一点附近的平均变化率最大?解析 x 0=1到x =1+13=43的平均变化率k 1=f ⎝⎛⎭⎫43-f (1)13=⎝⎛⎭⎫432-1213=73, x 0=2到x =73的平均变化率k 2=f ⎝⎛⎭⎫73-f (2)13=⎝⎛⎭⎫732-2213=133,x 0=3到x =103的平均变化率k 3=f ⎝⎛⎭⎫103-f (3)13=⎝⎛⎭⎫1032-3213=193,由于k 1<k 2<k 3,∴函数f (x )=x 2在x 0=3附近的平均变化率最大. 题型二 物体运动的瞬时速度物体自由落体的运动方程是s =12gt 2(g =9.8 m/s 2),求物体在t =3 s 这一时刻的速度.【解析】 平均速度Δs Δt =12g (3+Δt )2-12g ×32Δt=12g (6+Δt ). 当Δt 趋于0时,Δs Δt =12g (6+Δt )趋于3g ,所以v =3g =29.4(m/s),即物体在t =3 s 时的速度为29.4 m/s.●规律方法求运动物体瞬时速度的步骤(1)求时间改变量Δt 和位置改变量Δs =s (t 0+Δt )-s (t 0). (2)求平均速度v =ΔsΔt.(3)求瞬时速度:当Δt 无限趋近于0,ΔsΔt 无限趋近于的常数v 即为瞬时速度.提示 求ΔyΔx (当Δx 无限趋近于0时)的极限的方法(1)在极限表达式中,可把Δx 作为一个变量来参与运算.(2)求出ΔyΔx的表达式后,Δx 无限趋近于0就是令Δx =0,求出结果即可.2.一辆汽车按规律s =2t 2+3做直线运动,求这辆车在t =2时的瞬时速度(时间单位:s ,位移单位:m). 解析 设这辆车在t =2附近的时间变化量为Δt ,则位移的增量Δs =[2(2+Δt )2+3]-(2×22+3)=8Δt +2(Δt)2,ΔsΔt=8+2Δt,ΔsΔt=(8+2Δt)=8.所以,这辆车在t=2时的瞬时速度为8 m/s.题型三求函数在某点处的导数(6分)求函数y=x-1x在x=1处的导数.【规范解答】因为Δy=(1+Δx)-11+Δx-(1-11)=Δx+Δx1+Δx,(2分)所以ΔyΔx=Δx+Δx1+ΔxΔx=1+11+Δx.(4分)当Δx→0时,f′(1)=ΔyΔx=(1+11+Δx)=2,即函数y=x-1x在x=1处的导数为2.(6分)●规律方法求函数y=f(x)在x=x0处的导数的步骤(1)求函数值的变化量Δy=f(x0+Δx)-f(x0);(2)求平均变化率ΔyΔx=f(x0+Δx)-f(x0)Δx;(3)取极限,得导数f′(x0)=ΔyΔx.3.利用导数的定义求函数f(x)=-x2+3x在x=2处的导数.解析由导数的定义知,函数在x=2处的导数f′(2)=f(2+Δx)-f(2)Δx,而f(2+Δx)-f(2)=-(2+Δx)2+3(2+Δx)-(-22+3×2)=-(Δx)2-Δx,于是f′(2)=-(Δx)2-ΔxΔx=(-Δx-1)=-1.易错误区(一) 对导数的概念理解不清致误若函数f (x )在x =a 的导数为m ,那么 f (a +2Δx )-f (a -2Δx )Δx 的值为________.【解析】f (a +2Δx )-f (a -2Δx )Δx=f (a +2Δx )-f (a )+f (a )-f (a -2Δx )Δx=f (a +2Δx )-f (a )Δx +f (a )-f (a -2Δx )Δx ①=2f (a +2Δx )-f (a )2Δx+2f (a -2Δx )-f (a )-2Δx=2m +2m =4m . 【答案】 4m [易错防范]1.误认为①处两极限值均为m ,即运算结果为2m .2.对平均变化率中自变量的增加量“Δx ”理解不当.在平均变化率f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx 中,分子中的“Δx ”与分母中的“Δx ”应取相同值,且可正可负.3.熟记瞬时变化率(即导数)的几种变形形式f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx=f (x 0-Δx )-f (x 0)-Δx=f (x 0+n Δx )-f (x 0)n Δx=f (x 0+Δx )-f (x 0-Δx )2Δx=f ′(x 0).若f ′(1)=2 016,则f (1+Δx )-f (1)-2Δx=________.解析f (1+Δx )-f (1)-2Δx=-12f (1+Δx )-f (1)Δx=-12f ′(1)=-12×2 016=-1 008.答案 -1 008[限时50分钟,满分80分]一、选择题(每小题5分,共30分)1.质点运动规律s =2t 2+5,则在时间(2,2+Δt )中,相应的平均速度等于 A .8+2Δt B .8+2Δt +4ΔtC .4+ΔtD .8+Δt解析 Δs =s (2+Δt )-s (2)=2(2+Δt )2+5-(2×22+5)=2(Δt )2+8Δt . ∴Δs Δt =2(Δt )2+8Δt Δt =8+2Δt . 答案 A2.函数y =x 2-2x 在x =2附近的平均变化率是 A .2B .ΔxC .Δx +2D .1解析 Δy =f (2+Δx )-f (2) =(2+Δx )2-2(2+Δx )-(4-4) =(Δx )2+2Δx ,∴Δy Δx =(Δx )2+2Δx Δx=Δx +2.答案 C3.设函数y =f (x )可导,则f (1+3Δx )-f (1)Δx 等于 A .f ′(1)B .3f ′(1) C.13f ′(1) D .以上都不对 解析 f (1+3Δx )-f (1)Δx=3f (1+3Δx )-f (1)3Δx =3f ′(1). 答案 B4.一个物体的运动方程为s =(2t +1)2,其中s 的单位是米,t 的单位是秒,那么该物体在1秒末的瞬时速度是A .10米/秒B .8米/秒C .12米/秒D .6米/秒解析 ∵s =4t 2+4t +1,Δs =[4(1+Δt )2+4(1+Δt )+1]-(4×12+4×1+1)=4(Δt )2+12Δt ,Δs Δt =4(Δt )2+12Δt Δt=4Δt +12, ∴v =Δs Δt =(4Δt +12)=12(米/秒). 答案 C5.如果函数y =f (x )=x 在点x =x 0处的瞬时变化率是33,那么x 0的值是 A.34B.12 C .1D .3解析 函数f (x )=x 在x =x 0处的瞬时变化率,f ′(x 0)=x 0+Δx -x 0Δx =Δx Δx (x 0+Δx +x 0)=12x 0=33,答案 A 6.某物体做直线运动,其运动规律是s =t 2+16t(t 的单位是秒,s 的单位是米),则它的瞬时速度为0米/秒的时刻为A .8秒末B .6秒末C .4秒末D .2秒末解析 设当t =t 0时该物体瞬时速度为0米/秒,∵Δs Δt =(t 0+Δt )2+16t 0+Δt -⎝⎛⎭⎫t 20+16t 0Δt =2t 0+Δt -16(t 0+Δt )t 0, ∴Δs Δt=2t 0-16t 20, 由2t 0-16t 20=0得t 0=2. 答案 D二、填空题(每小题5分,共15分)7.函数y =-3x 2+6在区间[1,1+Δx ]内的平均变化率是________.解析 Δy Δx =[-3(1+Δx )2+6]-(-3×12+6)Δx=-6Δx -3(Δx )2Δx=-6-3Δx . 答案 -6-3Δx8.一质点的运动方程为s =1t,则t =3时的瞬时速度为________. 解析 由导数定义及导数的物理意义知s ′=1t +Δt -1t Δt=-Δt (t +Δt )·t ·Δt =-1t 2+t ·Δt =-1t 2, ∴s ′ |t =3=-19,即t =3时的瞬时速度为-19.9.已知曲线y =1x -1上两点A ⎝⎛⎭⎫2,-12、B ⎝⎛⎭⎫2+Δx ,-12+Δy ,当Δx =1时,割线AB 的斜率为________. 解析 Δy =⎝ ⎛⎭⎪⎫12+Δx -1-⎝⎛⎭⎫12-1 =12+Δx -12=2-(2+Δx )2(2+Δx )=-Δx 2(2+Δx ). ∴Δy Δx =-Δx2(2+Δx )Δx =-12(2+Δx ), 即k =Δy Δx =-12(2+Δx ). ∴当Δx =1时,k =-12×(2+1)=-16. 答案 -16三、解答题(本大题共3小题,共35分)10.(10分)一做直线运动的物体,其位移s 与时间t 的关系是s =3t -t 2.(1)求此物体的初速度;(2)求此物体在t =2时的瞬时速度;(3)求t =0到t =2的平均速度.解析 (1)v 0=s (Δt )-s (0)Δt=3Δt -(Δt )2Δt=(3-Δt )=3. (2)v 2=s (2+Δt )-s (2)Δt =(-Δt -1)=-1.(3)v -=s (2)-s (0)2=6-4-02=1. 11.(12分)已知f (x )=x 2,g (x )=x 3,求适合f ′(x 0)+2=g ′(x 0)的x 0值.解析 由导数的定义知,f ′(x 0)=Δf Δx =(x 0+Δx )2-x 20Δx =2x 0,g ′(x 0)=Δg Δx =(x 0+Δx )3-x 30Δx=3x 20. 因为f ′(x 0)+2=g ′(x 0),所以2x 0+2=3x 20,即3x 20-2x 0-2=0,解得x 0=1-73或x 0=1+73.12.(13分)节日期间燃放烟花是中国的传统习惯之一,制造时通常希望它在达到最高点时爆裂.如果烟花距地面的高度h (m)与时间t (s)之间的关系式为h (t )=-4.9t 2+14.7t +18,求烟花在t =2 s 时的瞬时速度,并解释烟花升空后的运动状况.解析 因为Δh Δt =h (t +Δt )-h (t )Δt=-9.8t -4.9Δt +14.7, 所以h ′(t )=Δh Δt =(-9.8t -4.9Δt +14.7)=-9.8t +14.7,所以h ′(2)=-4.9,即在t =2 s 时烟花正以4.9 m/s 的速度下降.由h ′(t )=0得t =1.5,所以在t =1.5 s 附近,烟花运动的瞬时速度几乎为0,此时达到最高点并爆裂,在1.5 s 之前,导数大于0且递减,所以烟花以越来越小的速度上升,在1.5 s 之后,导数小于0且绝对值越来越大,所以烟花以越来越大的速度下降,直至落地.§1.1.3 导数的几何意义[课标要求]1.了解导函数的概念;理解导数的几何意义.(难点)2.会求导函数.(重点)3.根据导数的几何意义,会求曲线上某点处的切线方程.(重点、易错点)一、导数的几何意义1.切线:如图,当点P n (x n ,f (x n ))(n =1,2,3,4…)沿着曲线f (x )趋近于点P (x 0,f (x 0))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.显然割线PP n 的斜率是k n =f (x n )-f (x 0)x n -x 0,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.2.几何意义:函数y =f (x )在x =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,即曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线斜率k =f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx=f ′(x 0).相应地,切线方程为y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0).二、函数y =f (x )的导函数从求函数f (x )在x =x 0处导数的过程可以看到,当x =x 0时,f ′(x 0)是一个确定的数.这样,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).y =f (x )的导函数有时也记作y ′,即f ′(x )=y ′=f (x +Δx )-f (x )Δx.知识点一 导数的几何意义【问题1】 曲线的切线是不是一定和曲线只有一个公共点?答案 不一定.曲线的切线和曲线不一定只有一个公共点,和曲线只有一个公共点的直线和曲线也不一定相切.如图,曲线的切线是通过逼近将割线趋于确定位置的直线.【问题2】 曲线f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线与曲线过某点(x 0,y 0)的切线有何不同?答案 曲线f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线,点(x 0,f (x 0))一定是切点,只要求出k =f ′(x 0),利用点斜式写出切线即可;而曲线f (x )过某点(x 0,y 0)的切线,给出的点(x 0,y 0)不一定在曲线上,即使在曲线上也不一定是切点.知识点二 导数与函数的单调性【问题1】 观察下面两个图形,在曲线的切点附近(Δx →0时)曲线与那一小段线段有何关系?答案 能在曲线的切点附近,曲线与切线贴合在一起,可用切线近似代替曲线.【问题2】 按照切线近似代替曲线的思想,切线的单调性能否表示曲线的变化趋势?如上左图,若在某一区间上曲线上各点的切线斜率均为负,则可判定在该区间上曲线的单调性如何?答案 在连续区间上切线斜率的正负,对应了曲线的单调性.【问题3】 如问题1中右图,当t 在(t 0,t 2)上变化时,其对应各点的导数值变化吗?会怎样变化? 答案 会.当t 变化时h ′(t )便是t 的一个函数,我们称它为h (t )的导函数.知识点三 函数y =f (x )的导函数【问题】 函数在某点处的导数与导函数有什么关系?答案 区别:(1)f ′(x )是函数f (x )的导函数,简称导数,是对一个区间而言的,它是一个确定的函数,依赖于函数本身,而与x 0,Δx 无关;(2)f ′(x 0)表示的是函数f (x )在x =x 0处的导数,是对一个点而言的,它是一个确定的值,与给定的函数及x 0的位置有关,而与Δx 无关.联系:在x =x 0处的导数f ′(x 0)是导函数f ′(x )在x =x 0处的函数值,因此求函数在某一点处的导数,一般先求导函数,再计算导函数在这点的函数值.题型一 求曲线的切线方程已知曲线y =13x 3上一点P ⎝⎛⎭⎫2,83,如图,求:(1)点P 处的切线的斜率;(2)点P 处的切线方程.【解析】 (1)∵y =13x 3, ∴y ′=Δy Δx =13(x +Δx )3-13x 3Δx =133x 2Δx +3x (Δx )2+(Δx )3Δx =13[3x 2+3x Δx +(Δx )2]=x 2, y ′|x =2=22=4.∴点P 处的切线的斜率等于4.(2)在点P 处的切线方程是y -83=4(x -2), 即12x -3y -16=0.●规律方法求曲线上某点处的切线方程的步骤(1)求出该点的坐标.(2)求出函数在该点处的导数,即曲线在该点处的切线的斜率.(3)利用点斜式写出切线方程.1.例1中的P 点换为坐标原点(0,0),其他不变,如何解答?解析 由例1知y =13x 3的导函数为y ′=x 2. (1)点P 处的切线斜率k =0.(2)在点P 处的切线方程是y -0=0×(x -0)即y =0.(注意:原点处的切线即x 轴,结合图象理解切线的定义)题型二 求切点坐标过曲线y =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°.【解析】 f ′(x )=f (x +Δx )-f (x )Δx=(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. ●规律方法求切点坐标的一般步骤(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)由已知条件求出切线的斜率k .由此得到方程f ′(x 0)=k ,解此方程求出x 0.(5)由于点(x 0,y 0)在曲线y =f (x )上,故将x 0代入曲线方程可得y 0,即可写出切点坐标.2.(1)曲线y =x 2-3x 在点P 处的切线平行于x 轴,则点P 的坐标为________.(2)已知函数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)=________. 解析 (1)根据题意可设切点为P (x 0,y 0),因为Δy =(x +Δx )2-3(x +Δx )-(x 2-3x )=2x Δx +(Δx )2-3Δx , Δy Δx =2x +Δx -3, 所以f ′(x )=Δy Δx =(2x +Δx -3)=2x -3.由f ′(x 0)=0,即2x 0-3=0,得x 0=32, 代入曲线方程得y 0=-94, 所以P ⎝⎛⎭⎫32,-94. (2)由导数的几何意义得f ′(1)=12, 由切线方程得f (1)=12×1+2=52, 所以f (1)+f ′(1)=3.答案 (1)⎝⎛⎭⎫32,-94 (2)3 题型三 导数几何意义的综合应用已知直线l 1为曲线y =x 2+x -2在点(1,0)处的切线,l 2为该曲线的另一条切线,且l 1⊥l 2.(1)求直线l 1,l 2的方程;(2)求由直线l 1、l 2和x 轴所围成的三角形的面积.【解析】 (1)f ′(1)=Δy Δx =f (1+Δx )-f (1)Δx=[(1+Δx )2+(1+Δx )-2]-(1+1-2)Δx=(Δx +3)=3, 所以直线l 1的方程为y =3x -3.设直线l 2与曲线y =x 2+x -2相切于点B (b ,b 2+b -2),则可求得切线l 2的斜率为2b +1.因为l 1⊥l 2,则有2b +1=-13,b =-23. 所以直线l 2的方程为y =-13x -229. (2)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =3x -3,y =-13x -229,得⎩⎨⎧x =16,y =-52.所以直线l 1和l 2的交点坐标为⎝⎛⎭⎫16,-52. l 1、l 2与x 轴交点的坐标分别为(1,0)、⎝⎛⎭⎫-223,0. 所以所求三角形的面积S =12×253×⎪⎪⎪⎪-52=12512. ●规律方法与导数几何意义相关题目的解题策略(1)与导数的几何意义相关的综合问题解题的关键是函数在某点处的导数,已知切点可以求斜率,已知斜率也可以求切点,切点的坐标是常设的未知量.(2)与导数的几何意义相关的题目往往涉及解析几何的相关知识,如直线间的位置关系等,因此要综合应用所学知识解题.3.设函数f (x )=x 3+ax 2-9x -1(a <0),若曲线y =f (x )的斜率最小的切线与直线12x +y =6平行,求a 的值. 解析 ∵Δy =f (x 0+Δx )-f (x 0)=(x 0+Δx )3+a (x 0+Δx )2-9(x 0+Δx )-1-(x 30+ax 20-9x 0-1)=(3x 20+2ax 0-9)Δx +(3x 0+a )(Δx )2+(Δx )3, ∴Δy Δx=3x 20+2ax 0-9+(3x 0+a )Δx +(Δx )2.当Δx 无限趋近于零时,Δy Δx 无限趋近于3x 20+2ax 0-9,即f ′(x 0)=3x 20+2ax 0-9. ∴f ′(x 0)=3⎝⎛⎭⎫x 0+a 32-9-a23. 当x 0=-a 3时,f ′(x 0)取最小值-9-a 23.∵斜率最小的切线与12x +y =6平行, ∴该切线斜率为-12. ∴-9-a 23=-12.解得a =±3.又a <0,∴a =-3.规范解答(一) 求曲线过点P (x 1,y 1)的切线方程(12分)已知函数y =f (x )=x 3-3x 及y =f (x )上一点P (1,-2),求过点P 与曲线y =f (x )相切的直线l的方程.[审题指导]【规范解答】 (1)y ′=(x +Δx )3-3(x +Δx )-x 3+3xΔx=3x 2-3.(2分)设切点坐标为(x 0,x 30-3x 0), 则直线l 的斜率k =f ′(x 0)=3x 20-3,所以直线l 的方程为y -(x 30-3x 0)=(3x 20-3)(x -x 0).又因为直线l 过点P (1,-2),所以-2-(x 30-3x 0)=(3x 20-3)(1-x 0), 所以2x 30-3x 20+1=0,即(x 0-1)2(2x 0+1)=0,解得x 0=1或x 0=-12.(6分)故所求直线斜率为k =3x 20-3=0或k =3x 20-3=-94, 于是y -(-2)=0·(x -1)或y -(-2)=-94(x -1),即y =-2或y =-94x +14.(10分)故过点P (1,-2)的切线方程为 y =-2或y =-94x +14.(12分)[题后悟道]1.求过点P (x 1,y 1)的切线方程的步骤: (1)设切点(x 0,f (x 0)).(2)利用所设切点求斜率k =Δy Δx. (3)用(x 0,f (x 0)),P (x 1,y 1)表示斜率(或利用切点和斜率写出切线方程).(4)根据斜率相等求得x 0,然后求得斜率k (或利用已写出的切线过点P (x ,y ),求出x 0,然后求得斜率k ). (5)根据点斜式写出切线方程. 2.注意事项:(1)求曲线的切线要注意“过点P 的切线”与“在点P 处的切线”的差异.过点P 的切线,点P 不一定是切点,也不一定在曲线上;在点P 处的切线,点P 必为切点,且在曲线上.(2)若曲线y =f (x )在点x 0处的导数f ′(x 0)不存在,则切线与y 轴平行或不存在;若f ′(x 0)=0,则切线与x 轴平行.已知曲线y =2x 2-7,求曲线过点P (3,9)的切线方程. 解析 y ′=Δy Δx=[2(x +Δx )2-7]-(2x 2-7)Δx=(4x +2Δx )=4x .由于2×32-7=11≠9,故点P (3,9)不在曲线上.设切点为A (x 0,y 0),则切线的斜率k =4x 0, 故所求切线方程为y -y 0=4x 0(x -x 0). 将P (3,9)及y 0=2x 20-7代入上式,得 9-(2x 20-7)=4x 0(3-x 0).解得x 0=2或x 0=4,所以切点为(2,1)或(4,25). 从而所求切线方程为8x -y -15=0或16x -y -39=0.[限时50分钟,满分80分]一、选择题(每小题5分,共30分)1.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 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. 答案 B2.曲线y =12x 2-2在点⎝⎛⎭⎫1,-32处的切线的倾斜角为 A .1 B.π4 C.5π4D .-π4解析 f ′(1)=12(1+Δx )2-2+32Δx=12+Δx +12(Δx )2-2+32Δx=(1+12Δx )=1,即切线的斜率为1,故切线的倾斜角为π4.答案 B3.若曲线y =2x 2-4x +a 与直线y =1相切,则a 等于 A .1 B .2 C .3D .4解析 设切点坐标为(x 0,1), 则f ′(x 0)=[2(x 0+Δx )2-4(x 0+Δx )+a ]-(2x 20-4x 0+a )Δx=(4x 0+2Δx -4)=4x 0-4=0,∴x 0=1,即切点坐标为(1,1). ∴2-4+a =1,即a =3. 答案 C4.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 A .(0,-2) B .(1,0) C .(0,0)D .(1,1)解析 设点M (x 0,y 0), ∴k =(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. 答案 B5.曲线y =x 2在点(1,1)处的切线与坐标轴所围三角形的面积为 A.14B.12 C .1D .2 解析 f ′(1)=Δy Δx=(1+Δx )2-1Δx=(2+Δx )=2.则曲线在点(1,1)处的切线方程为y -1=2(x -1), 即y =2x -1.则三角形的面积为S =12×1×12=14.答案 A6.已知点P 在曲线F :y =x 3-x 上,且曲线F 在点P 处的切线与直线x +2y =0垂直,则点P 的坐标为 A .(1,1)B .(-1,0)C .(-1,0)或(1,0)D .(1,0)或(1,1)解析 设点P (x 0,y 0),则f ′(x 0)=ΔyΔx=[(x 0+Δx )3-(x 0+Δx )]-(x 30-x 0)Δx=3x 20-1=2⇒x 0=±1. 答案 C二、填空题(每小题5分,共15分)7.如果函数f (x )在x =x 0处的切线的倾斜角是钝角,那么函数f (x )在x =x 0附近的变化情况是________(填“逐渐上升”或“逐渐下降”).解析 由题意知f ′(x 0)<0,根据导数的几何意义知,f (x )在x =x 0附近的变化情况是“逐渐下降”. 答案 逐渐下降8.已知函数y =ax 2+b 在点(1,3)处的切线斜率为2,则ab =________.解析a (1+Δx )2+b -(a +b )Δx=(a Δx +2a )=2a =2,∴a =1,又3=a ×12+b ,∴b =2, 即a b =12. 答案 129.已知曲线y =x 24的一条切线的斜率为12,则切点的坐标为________.解析 设切点的坐标为(x 0,y 0), 因为Δy Δx =(x 0+Δx )24-x 204Δx =12x 0+14Δx ,当Δx →0时,Δy Δx →12x 0,而切线的斜率为12,所以12x 0=12,所以x 0=1,y 0=14.故切点坐标为⎝⎛⎭⎫1,14. 答案 ⎝⎛⎭⎫1,14 三、解答题(本大题共3小题,共35分) 10.(10分)已知曲线C :y =x 3.求:(1)曲线C 上横坐标为1的点处的切线的方程;(2)第(1)小题中的切线与曲线C 是否还有其他的公共点? 解析 (1)将x =1代入曲线C 的方程得y =1, ∴切点为P (1,1). ∵y ′=ΔyΔx=(x +Δx )3-x 3Δx=3x 2Δx +3x (Δx )2+(Δx )3Δx=[3x 2+3x Δx +(Δx )2]=3x 2,∴y ′|x =1=3.∴点P 处的切线方程为y -1=3(x -1), 即3x -y -2=0.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -2=0,y =x 3,可得(x -1)(x 2+x -2)=0,解得x 1=1,x 2=-2.从而求得公共点为P (1,1)或P (-2,-8). 故第(1)小题中的切线与曲线C 还有其他的公共点.11.(12分)已知一物体的运动方程是s =⎩⎪⎨⎪⎧3t 2+2,0≤t <3,29+3(t -3)2,t ≥3.求此物体在t =1和t =4时的瞬时速度. 解析 当t =1时,Δs Δt =3(1+Δt )2+2-(3×12+2)Δt =6+3Δt , 所以s ′(1)=ΔsΔt=(6+3Δt )=6.故当t =1时的瞬时速度为6. 当t =4时,Δs Δt =29+3(4+Δt -3)2-[29+3×(4-3)2]Δt =6+3Δt , 所以s ′(4)=ΔsΔt=(6+3Δt )=6,故当t =4时的瞬时速度为6.12.(13分)已知曲线f (x )=x 2的一条在点P (x 0,y 0)处的切线,求: (1)切线平行于直线y =-x +2时切点P 的坐标及切线方程; (2)切线垂直于直线12x -4y +5=0时切点P 的坐标及切线方程;(3)切线的倾斜角为60°时切点P 的坐标及切线方程. 解析 f ′(x 0)=(x 0+Δx )2-x 20Δx=2x 0.(1)因为切线与直线y =-x +2平行, 所以2x 0=-1,x 0=-12,即P ⎝⎛⎭⎫-12,14, 所以切线方程为y -14=-⎝⎛⎭⎫x +12, 即4x +4y +1=0.(2)因为切线与直线12x -4y +5=0垂直,所以2x 0·18=-1,x 0=-4,即P (-4,16).所以切线方程为y -16=-8(x +4), 即8x +y +16=0.(3)因为切线的倾斜角为60°,所以切线的斜率为3,即2x 0=3,x 0=32, 所以P ⎝⎛⎭⎫32,34,所以切线方程为y -34=3⎝⎛⎭⎫x -32, 即43x -4y -3=0.§1.2 导数的计算§1.2.1 几个常用函数的导数§1.2.2 基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(一)[课标要求]1.能根据导数的定义求函数y =c ,y =x ,y =x 2,y =x ,y =1x 的导数.(难点)2.掌握基本初等函数的导数公式并能进行简单的应用.(重点、难点)一、常用函数的导数原函数导函数f (x )=c f ′(x )=0 f (x )=x f ′(x )=1 f (x )=x 2 f ′(x )=2x f (x )=1xf ′(x )=-1x 2f (x )=xf ′(x )=12x二、基本初等函数的导数公式原函数导函数①f (x )=c f ′(x )=0 ②f (x )=x n (n ∈Q *) f ′(x )=nx n -1 ③f (x )=sin x f ′(x )=cos_x ④f (x )=cos x f ′(x )=-sin_x ⑤f (x )=a x (a >0) f ′(x )=a x ln_a ⑥f (x )=e xf ′(x )=e x ⑦f (x )=log a x (a >0且a ≠1) f ′(x )=1x ln a⑧f (x )=ln xf ′(x )=1x知识点一 几个常用函数的导数【问题1】 用定义求下列常用函数的导数: ①y =c ;②y =x ;③y =x 2;④y =1x ;⑤y =x .答案 ①y ′=0;②y ′=1;③y ′=2x ;④y ′=Δy Δx=1x +Δx -1xΔx=-1x (x +Δx )=-1x 2(其他类似);⑤y ′=12x.【问题2】 导数的几何意义是曲线在某点处的切线的斜率.物理意义是运动物体在某一时刻的瞬时速度. (1)函数y =f (x )=c (常数)的导数的物理意义是什么? (2)函数y =f (x )=x 的导数的物理意义呢?答案 (1)若y =c 表示路程关于时间的函数,则y ′=0可以解释为某物体的瞬时速度始终为0,即一直处于静止状态.(2)若y =x 表示路程关于时间的函数,则y ′=1可以解释为某物体做瞬时速度为1的匀速运动. 【问题3】 由正比例函数y =kx (k ≠0)的图象及导数可知;|k |越大函数增加(k >0)或减少(k <0)的速度越 快.画出函数y =x 2的图象,结合图象及导数说明函数y =x 2的变化情况.答案 图象如图从导数作为函数在一点的瞬时变化率来看,y ′=2x 表明:当x <0时,随着x 的增加,y =x 2减少得越来越慢;当x >0时,随着x 的增加,y =x 2增加得越来越快.若y =x 2表示路程关于时间的函数,则y ′=2x 可以解释为某物体做变速运动,它在时刻x 的瞬时速度为2x .知识点二 基本初等函数的导数公式【问题】 你能说出基本初等函数的导数公式的特点吗? 答案 (1)常数函数的导数为零.(2)有理数幂函数f (x )=x α的导数依然为幂函数,且系数为原函数的次数,幂指数是原函数的幂指数减去1. (3)正弦函数的导数为余弦函数,余弦函数的导数为正弦函数的相反数. (4)指数函数的导数依然为指数函数,且系数为原函数底数的自然对数. (5)公式⑥是公式⑤的特例,公式⑧是公式⑦的特例.题型一 利用公式求导数求下列函数的导数:(1)y =x 7;(2)y =1x 2;(3)y =3x ;(4)y =2sin x 2cos x2;(5)y =log 12x 2-log 12x .【解析】 (1)y ′=7x 7-1=7x 6. (2)∵y =x -2,∴y ′=-2x -2-1=-2x -3. (3)∵y =x 13,∴y ′=13x -23.(4)∵y =2sin x 2cos x2=sin x ,∴y ′=cos x .(5)∵y =log 12x 2-log 12x =log 12x ,∴y ′=(log 12x )′=1x ln 12.●规律方法用公式求函数导数的方法(1)若所求函数符合导数公式,则直接利用公式求解.(2)对于不能直接利用公式的类型,关键是将其合理转化为可以直接应用公式的基本函数的模式,如y =1x 2可以写成y =x -2,y = 3x =x 13等,这样就可以直接使用幂函数的求导公式求导,以免在求导过程中出现指数或系数的运算失误.1.求下列函数的导数:(1)y =lg 4;(2)y =2x;(3)y =x 2x ;(4)y =2cos 2x 2-1. 解析 (1)y ′=(lg 4)′=0;(2)y ′=(2x )′=2x ln 2;(3)∵y =x 2x=x 2-12=x 32,∴y ′=(x 32)′=32x 12; (4)∵y =2cos 2x 2-1=cos x , ∴y ′=(cos x )′=-sin x .题型二 导数公式在解决切线问题中的应用(6分)已知点P (-1,1),点Q (2,4)是曲线y =x 2上的两点,求与直线PQ 平行的曲线y =x 2的切线方程.【规范解答】 y ′=(x 2)′=2x ,设切点为M (x 0,y 0),则y ′0|x x ==2x 0.(2分)∵PQ 的斜率为k =4-12+1=1,而切线平行于PQ , ∴k =2x 0=1,即x 0=12,所以切点为M ⎝⎛⎭⎫12,14.(4分) ∴所求的切线方程为y -14=x -12,(5分) 即4x -4y -1=0.(6分)●规律方法利用导数解决求曲线的切线方程问题的策略求曲线的切线方程主要有两种类型.(1)已知切点型,其步骤为: 求导函数―→求切点处导数,即切线斜率―→写出切线方程 (2)未知切点型,其步骤为:设切点―→求导函数―→求切线斜率k =f ′(x 0) 写出切线的点斜式方程―→列出关于x 0的方程(组)―→求切点―→写出切线方程2.求曲线y =x 过点(3,2)的切线方程.解析 ∵点(3,2)不在曲线y =x 上,∴设过(3,2)与曲线y =x 相切的直线在曲线的切点为(x 0,y 0),则y 0=x 0. ∵y =x ,∴y ′=(x 12)′=12x 12-1=12x. ∴根据导数的几何意义,曲线在点(x 0,y 0)处的切线斜率k =12x 0. ∵切线过点(3,2),∴2-y 03-x 0=12x 0,2-x 03-x 0=12x 0, 整理得(x 0)2-4x 0+3=0,解得x 0=1,x 0=9,∴切点坐标为(1,1)或(9,3).(1)当切点坐标为(1,1)时,切线斜率k =12, ∴切线方程为y -2=12(x -3),即x -2y +1=0. (2)当切点坐标为(9,3)时,切线斜率k =16,∴切线方程为y -2=16(x -3),即x -6y +9=0. 综上可知:曲线y =x 过点(3,2)的切线方程为:x -2y +1=0或x -6y +9=0.易错误区(二) 正确使用求导公式已知直线y =kx 是曲线f (x )=e x 的切线,则k 的值等于________.【解析】 设切点的坐标为(x 0,y 0),由f (x )=e x ,可得y ′=f ′(x )=e x ,又k =y 0x 0,f ′(x 0)=0e x , 所以0e x =y 0x 0且y 0=0e x ①. 解得x 0=1,y 0=e.k =y 0x 0=e. 【答案】 e[易错防范]1.①处一要注意导数0e x ,即切线斜率y 0x 0,二要注意切点在曲线上,即y 0=0e x . 2.导数几何意义的应用本例实质是求过点(0,0)且与曲线y =e x 相切的直线方程的斜率.要把切线的斜率与导数联系起来,要注意切点的坐标既满足切线方程又满足曲线方程.3.牢记导数公式导数公式是函数导数计算的关键,解题时要注意使用.例如,在本例中,要正确应用公式(e x )′=e x .已知曲线y =1x3在点P (-1,-1)处的切线与直线m 平行且距离等于10,求直线m 的方程.解析 因为y ′=-3x 4, 所以曲线在点P (-1,-1)处的切线斜率为k =-3,则切线方程为y +1=-3(x +1),即3x +y +4=0.由题意设直线m 的方程为3x +y +b =0(b ≠4),所以|b -4|32+12=10,所以|b -4|=10, 所以b =14或b =-6,所以直线m 的方程为3x +y +14=0或3x +y -6=0.[限时50分钟,满分80分]一、选择题(每小题5分,共30分)1.下列结论不正确的是A .若y =3,则y ′=0B .若y =1x ,则y ′=-x 2C .若y =x ,则y ′=12x D .若y =x ,则y ′=1解析 对于A ,常数的导数为零,故A 正确;对于B ,y ′=(x -12)′=-12x -32=-12x 3,故B 错误; 对于C ,y ′=(x 12)′=12x -12=12x,故C 正确; 对于D ,y ′=x ′=1,故D 正确.答案 B2.已知曲线f (x )=x 3的切线的斜率等于3,则切线有A .1条B .2条C .3条D .不确定 解析 ∵f ′(x )=3x 2=3,解得x =±1,切点有两个,即可得切线有两条.。
人教新课标A版高二数学《选修2-2》1.1.2 导数的概念
=
Δt
65 ht0+Δt-ht0 -4.9 +Δt+6.5=0 ∴Δ lim =Δ lim → t→0 t 0 Δt 49
65 即运动员在 t0=98 s 时的瞬时速度为 0 m/s. 说明运动员处于跳水运动中离水面最高点处.
点评:运动物体瞬时速度问题实际上是函数平均变化率在物理知识上 的一个深入的应用.事实上,瞬时速度就是位移函数相对于时间的瞬 Δs 时 变 化 率 . 这 里 需 强 调 的 是 : 依 题 意 在 求 完 平 均 变 化 率 Δt = st0+Δt-st0 Δs Δs 后需对 求极限,只有当 Δ lim 为一个常数时,此常数 → t 0 Δt Δt Δt 才称为物体在 t=t0 时的瞬时速度.
Δy 点评: 的最终结果要先化简约分,再令 Δx=0 代入求出导数值. Δx
变式探究 2
若函数 y=x +ax 在 x=2 处的导数为 8,求 a 的值.
2
f2+Δx-f2 解:f′(2)=Δ lim x→0 Δx 2+Δx +a2+Δx-2 +2a =Δ lim x→0 Δx =Δ lim (Δx+4+a) x→0 =4+a. 由题意知 f′(2)=8, ∴4+a=8. 解得 a=4.
【答案】C
知识讲解: 1.了解导数的概念需注意 (1)Δx 是自变量 x 在 x0 处的改变量, 所以 Δx 可正、 可负, 但不能为零. 当 Δx>0(或 Δx<0)时, Δx→0 表示 x0+Δx 从右边(或从左边)趋近于 x0, Δy 是相应函数的改变量,Δy 可正、可负,也可以为零. (2)导数是一个局部概念,它只与函数 y=f(x)在 x=x0 处及其附近的函 数值有关,与 Δx 无关. fx0+Δx-fx0 (3)f′(x0)是一个常数,即当 Δx→0 时,存在一个常数与 Δx Δy 无限接近.如果当 Δx→0 时,Δ lim 不存在,则称函数 f ( x ) 在 x = x 处 0 → x 0Δx 不可导.
《导数的概念》说课稿(人教A版选修2-2)
说课稿一、教材分析导数的概念是高中新教材人教A 版选修2-2第一章1.1.2的内容, 是在学生学习了物理的平均速度和瞬时速度的背景下,以及前节课所学的平均变化率基础上,阐述了平均变化率和瞬时变化率的关系,从实例出发得到导数的概念,为以后更好地研究导数的几何意义和导数的应用奠定基础。
新教材在这个问题的处理上有很大变化,它与旧教材的区别是从平均变化率入手,用形象直观的“逼近”方法定义导数。
问题1 气球平均膨胀率--→瞬时膨胀率 问题2 高台跳水的平均速度--→瞬时速度--难点二、 教学目标1、知识与技能:通过大量的实例的分析,经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,了解导数概念的实际背景,知道瞬时变化率就是导数。
2、过程与方法:① 通过动手计算培养学生观察、分析、比较和归纳能力② 通过问题的探究体会逼近、类比、以已知探求未知、从特殊到一般的数学思想方法3、情感、态度与价值观:通过运动的观点体会导数的内涵,使学生掌握导数的概念不再困难,从而激发学生学习数学的兴趣. 三、 重点、难点重点:导数概念的形成,导数内涵的理解难点:在平均变化率的基础上去探求瞬时变化率,深刻理解导数的内涵 通过逼近的方法,引导学生观察来突破难点 四、 教学设想(具体如下表)五、学法与教法学法与教学用具学法:(1)合作学习:引导学生分组讨论,合作交流,共同探讨问题。
(如问题2的处理)(2)自主学习:引导学生通过亲身经历,动口、动脑、动手参与数学活动。
(如问题3的处理)(3)探究学习:引导学生发挥主观能动性,主动探索新知。
(如例题的处理)教学用具:电脑、多媒体、计算器教法:整堂课围绕“一切为了学生发展”的教学原则,突出①动——师生互动、共同探索。
②导——教师指导、循序渐进(1)新课引入——提出问题, 激发学生的求知欲(2)理解导数的内涵——数形结合,动手计算,组织学生自主探索,获得导数的定义(3)例题处理——始终从问题出发,层层设疑,让他们在探索中自得知识(4)变式练习——深化对导数内涵的理解,巩固新知六、评价分析这堂课由平均速度到瞬时速度再到导数,展示了一个完整的数学探究过程。
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人教版高中数学A版目录新课标A版必修1•第一章集合与函数概念•第二章基本初等函数(Ⅰ)•第三章函数的应用•单元测试•综合专栏第一章集合与函数概念• 1.1集合• 1.2函数及其表示• 1.3函数的基本性质•实习作业•同步练习•单元测试•本章综合1.1集合• 1.1.1集合的含义与表示• 1.1.2集合间的基本关系• 1.1.3集合的基本运算•本节综合1.2函数及其表示• 1.2.1函数的概念• 1.2.2函数的表示法•本节综合1.3函数的基本性质• 1.3.1单调性与最大(小)值• 1.3.2奇偶性•本节综合实习作业同步练习单元测试本章综合第二章基本初等函数(Ⅰ)• 2.1指数函数• 2.2对数函数• 2.3幂函数•同步练习•单元测试•本章综合2.1指数函数• 2.1.1指数与指数幂的运算• 2.1.2指数函数及其性质•本节综合2.2对数函数• 2.2.1对数与对数运算• 2.2.2对数函数及其性质•本节综合2.3幂函数同步练习单元测试本章综合第三章函数的应用• 3.1函数与方程• 3.2函数模型及其应用•实习作业•同步练习•单元测试•本章综合3.1函数与方程• 3.1.1方程的根与函数的零点• 3.1.2用二分法求方程的近似解•本节综合3.2函数模型及其应用• 3.2.1几类不同增长的函数模型• 3.2.2函数模型的应用实例•本节综合实习作业同步练习单元测试本章综合单元测试综合专栏新课标A版必修2•第一章空间几何体•第二章点、直线、平面之间的位置关系•第三章直线与方程•第四章圆与方程•单元测试综合专栏第一章空间几何体• 1.1空间几何体的结构• 1.2空间几何体的三视图和直观图• 1.3空间几何体的表面积与体积•复习参考题•实习作业•同步练习•单元测试•本章综合•第二章点、直线、平面之间的位置关系• 2.1空间点、直线、平面之间的位置关系• 2.2直线、平面平行的判定及其性质• 2.3直线、平面垂直的判定及其性质•同步练习•单元测试•本章综合第三章直线与方程• 3.1直线的倾斜角与斜率• 3.2直线的方程• 3.3直线的交点坐标与距离公式•同步练习•单元测试•本章综合第四章圆与方程• 4.1圆的方程• 4.2直线、圆的位置关系• 4.3空间直角坐标系•同步练习•单元测试•本章综合单元测试综合专栏新课标A版必修3•第一章算法初步•第二章统计•第三章概率•单元测试•综合专栏第一章算法初步• 1.1算法与程序框图• 1.2基本算法语句• 1.3算法与案例•同步练习•单元测试•本章综合1.1算法与程序框图• 1.1.1算法的概念• 1.1.2程序框图和算法的逻辑结构•本节综合1.2基本算法语句• 1.2.1输入、输出、赋值语句• 1.2.2条件语句• 1.2.3循环语句•本节综合1.3算法与案例同步练习单元测试本章综合第二章统计• 2.1随机抽样• 2.2用样本估计总体• 2.3变量间的相关关系•实习作业•同步练习•单元测试•本章综合2.1随机抽样• 2.1.1简单随机抽样• 2.1.2系统抽样• 2.1.3分层抽样•本节综合2.2用样本估计总体• 2.2.1用样本的频率分布估计总体• 2.2.2用样本的数字特征估计总体•本节综合2.3变量间的相关关系• 2.3.1变量之间的相关关系• 2.3.2两个变量的线性相关•本节综合实习作业同步练习单元测试本章综合第三章概率• 3.1随机事件的概率• 3.2古典概型• 3.3几何概型•同步练习•单元测试•本章综合3.1随机事件的概率• 3.1.1随机事件的概率• 3.1.2概率的意义• 3.1.3概率的基本性质•本节综合3.2古典概型• 3.2.1古典概型• 3.2.2随机数的产生•本节综合3.3几何概型• 3.3.1几何概型• 3.3.2均匀随机数的产生•本节综合同步练习单元测试本章综合单元测试综合专栏新课标A版必修4•第一章三角函数•第二章平面向量•第三章三角恒等变换•单元测试•综合专栏第一章三角函数• 1.1任意角和弧度制• 1.2任意的三角函数• 1.3三角函数的诱导公式• 1.4三角函数的图象与性质• 1.5函数y=Asin(ωx+ψ)• 1.6三角函数模型的简单应用•同步练习•单元测试•本章综合第二章平面向量• 2.1平面向量的实际背景及基本概念• 2.2平面向量的线性运算• 2.3平面向量的基本定理及坐标表示• 2.4平面向量的数量积• 2.5平面向量应用举例•同步练习•单元测试•本章综合第三章三角恒等变换• 3.1两角和与差的正弦、余弦和正切公式• 3.2简单的三角恒等变换•同步练习•单元测试•本章综合单元测试综合专栏新课标A版必修5•第一章解三角形•第二章数列•第三章不等式•单元测试•综合专栏第一章解三角形• 1.1正弦定理和余弦定理• 1.2应用举例• 1.3实习作业•探究与发现解三角形的进一步讨论•同步练习•单元测试•本章综合第二章数列• 2.1数列的概念与简单表示法• 2.1等差数列• 2.3等差数列的前n项和• 2.4等比数列• 2.5等比数列的前n项和•同步练习•单元测试•本章综合第三章不等式• 3.1不等关系与不等式• 3.2一元二次不等式及其解法• 3.3二元一次不等式(组)与简单的线性• 3.4基本不等式:•同步练习•单元测试•本章综合单元测试综合专栏新课标A版选修一•新课标A版选修1-1•新课标A版选修1-2新课标A版选修1-1•第一章常用逻辑用语•第二章圆锥曲线与方程•第三章导数及其应用•月考专栏•期中专栏•期末专栏•单元测试•综合专栏第一章常用逻辑用语• 1.1命题及其关系• 1.2充分条件与必要条件• 1.3简单的逻辑联结词• 1.4全称量词与存在量词•同步练习•单元测试•本章综合第二章圆锥曲线与方程• 2.1椭圆• 2.2双曲线• 2.3抛物线•同步练习•单元测试•本章综合第三章导数及其应用• 3.1变化率与导数• 3.2导数的计算• 3.3导数在研究函数中的应用• 3.4生活中的优化问题举例•同步练习•单元测试•本章综合月考专栏期中专栏期末专栏单元测试新课标A版选修1-2•第一章统计案例•第二章推理与证明•第三章数系的扩充与复数的引入•第四章框图•月考专栏•期中专栏•期末专栏•单元测试•本章综合点击这里展开-- 查看子节点索引目录,更精确地筛选资料!第一章统计案例• 1.1回归分析的基本思想及其初步应用• 1.2独立性检验的基本思想及其初步应用•实习作业•同步练习•综合第二章推理与证明• 2.1合情推理与演绎推理• 2.2直接证明与间接证明•同步练习•综合第三章数系的扩充与复数的引入• 3.1数系的扩充和复数的概念• 3.2复数代数形式的四则运算•同步练习•综合第四章框图• 4.1流程图• 4.2结构图•同步练习•综合月考专栏期中专栏期末专栏单元测试本章综合新课标A版选修二•新课标人教A版选修2-1•新课标人教A版选修2-2•新课标人教A版选修2-3新课标人教A版选修2-1•第一章常用逻辑用语•第二章圆锥曲线与方程•第三章空间向量与立体几何•单元测试•本册综合第一章常用逻辑用语• 1.1命题及其关系• 1.2充分条件与必要条件• 1.3简单的逻辑联结词• 1.4全称量词与存在量词•同步练习•本章综合第二章圆锥曲线与方程• 2.1曲线与方程• 2.2椭圆• 2.3双曲线• 2.4抛物线•同步练习•本章综合第三章空间向量与立体几何• 3.1空间向量及其运算• 3.2立体几何中的向量方法•同步练习•本章综合单元测试本册综合新课标人教A版选修2-2•第一章导数及其应用•第二章推理与证明•第三章数系的扩充与复数的引入•单元测试•本册综合第一章导数及其应用• 1.1变化率与导数• 1.2导数的计算• 1.3导数在研究函数中的应用• 1.4生活中的优化问题举例• 1.5定积分的概念• 1.6微积分基本定理• 1.7定积分的简单应用•同步练习•本章综合第二章推理与证明• 2.1合情推理与演绎推理• 2.2直接证明与间接证明• 2.3数学归纳法•同步练习•本章综合第三章数系的扩充与复数的引入• 3.1数系的扩充和复数的概念• 3.2复数代数形式的四则运算•同步练习•本章综合单元测试本册综合新课标人教A版选修2-3•第一章计数原理•第二章随机变量及其分布•第三章统计案例•单元测试•本册综合第一章计数原理• 1.1分类加法计数原理与分步乘法计.• 1.2排列与组合• 1.3二项式定理•同步练习•本章综合第二章随机变量及其分布• 2.1离散型随机变量及其分布列• 2.2二项分布及其应用• 2.3离散型随机变量的均值与方差• 2.4正态分布•同步练习•本章综合第三章统计案例• 3.1回归分析的基本思想及其初步应用• 3.2独立性检验的基本思想及其初步•本章综合•同步练习单元测试本册综合新课标A版选修三•新课标A版选修3-1•新课标A版选修3-3•新课标A版选修3-4新课标A版选修3-1•第一讲早期的算术与几何•第二讲古希腊数学•第三讲中国古代数学瑰宝•第四讲平面解析几何的产生•第五讲微积分的诞生•第六讲近代数学两巨星•第七讲千古谜题•第八讲对无穷的深入思考•第九讲中国现代数学的开拓与发展•单元测试•本册综合第一讲早期的算术与几何•一古埃及的数学•二两河流域的数学•三丰富多彩的记数制度•同步练习•本章综合第二讲古希腊数学•一希腊数学的先行者•二毕达哥拉斯学派•三欧几里得与《原本》•四数学之神──阿基米德•同步练习•本章综合第三讲中国古代数学瑰宝•一《周髀算经》与赵爽弦图•二《九章算术》•三大衍求一术•四中国古代数学家•同步练习•本章综合第四讲平面解析几何的产生•一坐标思想的早期萌芽•二笛卡儿坐标系•三费马的解析几何思想•四解析几何的进一步发展•同步练习•本章综合第五讲微积分的诞生•一微积分产生的历史背景•二科学巨人牛顿的工作•三莱布尼茨的“微积分”•同步练习•本章综合第六讲近代数学两巨星•一分析的化身──欧拉•二数学王子──高斯•同步练习•本章综合第七讲千古谜题•一三次、四次方程求根公式的发现•二高次方程可解性问题的解决•三伽罗瓦与群论•四古希腊三大几何问题的解决•同步练习•本章综合第八讲对无穷的深入思考•一古代的无穷观念•二无穷集合论的创立•三集合论的进一步发展与完善•同步练习•本章综合第九讲中国现代数学的开拓与发展•一中国现代数学发展概观•二人民的数学家──华罗庚•三当代几何大师──陈省身•同步练习•本章综合单元测试本册综合新课标A版选修3-3•第一讲从欧氏几何看球面•第二讲球面上的距离和角•第三讲球面上的基本图形•第四讲球面三角形•第五讲球面三角形的全等•第六讲球面多边形与欧拉公式•第七讲球面三角形的边角关系•第八讲欧氏几何与非欧几何•单元测试•本册综合第一讲从欧氏几何看球面•一平面与球面的位置关系•二直线与球面的位置关系和球幂定理•三球面的对称性•同步练习•本章综合第二讲球面上的距离和角•一球面上的距离•二球面上的角•同步练习•本章综合第三讲球面上的基本图形•一极与赤道•二球面二角形•三球面三角形•同步练习•本章综合第四讲球面三角形•一球面三角形三边之间的关系•二、球面“等腰”三角形•三球面三角形的周长•四球面三角形的内角和•同步练习•本章综合第五讲球面三角形的全等•1.“边边边”(s.s.s)判定定理•2.“边角边”(s.a.s.)判定定理•3.“角边角”(a.s.a.)判定定理•4.“角角角”(a.a.a.)判定定理•同步练习•本章综合第六讲球面多边形与欧拉公式•一球面多边形及其内角和公式•二简单多面体的欧拉公式•三用球面多边形的内角和公式证明欧拉公式•同步练习•本章综合第七讲球面三角形的边角关系•一球面上的正弦定理和余弦定理•二用向量方法证明球面上的余弦定理•三从球面上的正弦定理看球面与平面•四球面上余弦定理的应用──求地球上两城市间的距离•同步练习•本章综合第八讲欧氏几何与非欧几何•一平面几何与球面几何的比较•二欧氏平行公理与非欧几何模型──庞加莱模型•三欧氏几何与非欧几何的意义•同步练习•本章综合单元测试本册综合新课标A版选修3-4•第一讲平面图形的对称群•第二讲代数学中的对称与抽象群的概念•第三讲对称与群的故事•综合专栏•单元测试第一讲平面图形的对称群•平面刚体运动•对称变换•平面图形的对称群•同步练习•本章综合第二讲代数学中的对称与抽象群的概念•n元对称群S•多项式的对称变换•抽象群的概念•同步练习•本章综合第三讲对称与群的故事•带饰和面饰•化学分子的对称群•晶体的分类•伽罗瓦理论•同步练习•本章综合综合专栏单元测试新课标A版选修四•新课标人教A版选修4-1•选修4-2•新课标A版选修4-4•新课标A版选修4-5新课标人教A版选修4-1•第一讲相似三角形的判定及有关性质•第二讲直线与圆的位置关系•第三讲圆锥曲线性质的探讨•单元测试•本册综合第一讲相似三角形的判定及有关性质•一平行线等分线段定理•二平行线分线段成比例定理•三相似三角形的判定及性质•四直角三角形的射影定理•同步练习•本章综合第二讲直线与圆的位置关系•一圆周角定理•二圆内接四边形的性质与判定定理•三圆的切线的性质及判定定理•四弦切角的性质•五与圆有关的比例线段•同步练习•本章综合第三讲圆锥曲线性质的探讨•一平行射影•二平面与圆柱面的截线•三平面与圆锥面的截线•同步练习•本章综合单元测试本册综合选修4-2•第一讲线性变换与二阶矩阵•第二讲变换的复合与二阶矩阵的乘法•第三讲逆变换与逆矩阵•第四讲变换的不变量与矩阵的特征向量•单元测试•本册综合第一讲线性变换与二阶矩阵•一线性变换与二阶矩阵•二二阶矩阵与平面向量的乘法•三线性变换的基本性质•同步练习•本章综合第二讲变换的复合与二阶矩阵的乘法•一复合变换与二阶短阵的乘法•二矩阵乘法的性质•同步练习•本章综合第三讲逆变换与逆矩阵•一逆变换与逆矩阵•二二阶行列式与逆矩阵•三逆矩阵与二元一次方程组•同步练习•本章综合第四讲变换的不变量与矩阵的特征向量•一变换的不变量---矩阵的特征向量•二特征向量的应用•同步练习•本章综合单元测试本册综合新课标A版选修4-4•第一章坐标系•第二章参数方程•单元测试•本册综合第一章坐标系• 1.1直角坐标系、平面上的伸缩变换• 1.2极坐标系• 1.3曲线的极坐标方程• 1.4圆的极坐标方程• 1.5柱坐标系与球坐标系•同步练习•本章综合第二章参数方程• 2.1曲线的参数方程• 2.2直线和圆的参数方程• 2.3圆锥曲线的参数方程• 2.4一些常见曲线的参数方程•同步练习•本章综合单元测试本册综合新课标A版选修4-5•第一讲不等式和绝对值不等式•第二讲讲明不等式的基本方法•第三讲柯西不等式与排序不等式•第四讲数学归纳法证明不等式•单元测试•本册综合第一讲不等式和绝对值不等式•一不等式•二绝对值不等式•单元测试•本章综合第二讲讲明不等式的基本方法•一比较法•二综合法与分析法•三反证法与放缩法•单元测试•本章综合第三讲柯西不等式与排序不等式•一二维形式的柯西不等式•二一般形式的柯西不等式•三排序不等式•单元测试•本章综合第四讲数学归纳法证明不等式•一数学归纳法•二用数学归纳法证明不等式•单元测试•本章综合单元测试本册综合。
高中数学第一章几个常用函数的导数基本初等函数的导数公式及导数的运算法则含解析新人教A版选修2
课时作业3 几个常用函数的导数、基本初等函数的导数公式及导数的运算法则时间:45分钟——基础巩固类——一、选择题 1.给出下列结论:①(cos x )′=sin x ;②⎝⎛⎭⎫sin π3′=cos π3; ③若y =1x 2,则y ′=-1x ;④⎝⎛⎭⎫-1x ′=12x x其中正确的个数是( B ) A .0 B .1 C .2D .3解析:(cos x )′=-sin x ,所以①错误; sin π3=32,而⎝⎛⎭⎫32′=0,所以②错误; ⎝⎛⎭⎫1x 2′=0-(x 2)′x 4=-2x x4=-2x -3,所以③错误;所以④正确.2.函数y =sin x ·cos x 的导数是( B ) A .y ′=cos 2x +sin 2x B .y ′=cos 2x -sin 2x C .y ′=2cos x ·sin xD .y ′=cos x ·sin x解析:y ′=(sin x ·cos x )′=cos x ·cos x +sin x ·(-sin x )=cos 2x -sin 2x .3.f 0(x )=sin x ,f 1(x )=f ′0(x ),f 2(x )=f ′1(x ),…,f n +1(x )=f ′n (x ),n ∈N ,则f 2 013(x )=( C ) A .sin x B .-sin x C .cos xD .-cos x解析:因为f 1(x )=(sin x )′=cos x ,f 2(x )=(cos x )′=-sin x ,f 3(x )=(-sin x )′=-cos x ,f 4(x )=(-cos x )′=sin x, f 5(x )=(sin x )′=cos x ,所以循环周期为4,因此f 2 013(x )= f 1(x )=cos x .4.对任意的x ,有f ′(x )=4x 3,f (1)=-1,则此函数解析式为( B )A .f (x )=x 3B .f (x )=x 4-2C .f (x )=x 3+1D .f (x )=x 4-1解析:由f ′(x )=4x 3知,f (x )中含有x 4项,然后将x =1代入选项中验证可得. 5.已知曲线y =x 24-3ln x 的一条切线的斜率为12,则切点的横坐标为( A )A .3B .2C .1D.12解析:因为y ′=x 2-3x ,所以根据导数的几何意义可知,x 2-3x =12,解得x =3(x =-2不合题意,舍去).6.曲线y =sin x sin x +cos x -12在点M ⎝⎛⎭⎫π4,0处的切线的斜率为( B ) A .-12B.12 C .-22D.22解析:y ′=cos x (sin x +cos x )-sin x (cos x -sin x )(sin x +cos x )2=11+sin2x ,把x =π4代入得导数值为12,即为所求切线的斜率.7.已知直线y =3x +1与曲线y =ax 3+3相切,则a 的值为( A ) A .1 B .±1 C .-1D .-2解析:设切点为(x 0,y 0),则y 0=3x 0+1,且y 0=ax 30+3,所以3x 0+1=ax 30+3 ①.对y =ax 3+3求导得y ′=3ax 2,则3ax 20=3,ax 20=1 ②,由①②可得x 0=1,所以a =1.8.已知函数f (x )=12x 2+4ln x ,若存在满足1≤x 0≤3的实数x 0,使得曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线与直线x +my -10=0垂直,则实数m 的取值范围是( B )A .[5,+∞)B .[4,5]C .[4,138]D .(-∞,4)解析:f ′(x )=x +4x ,当1≤x 0≤3时,f ′(x 0)∈[4,5],又k =f ′(x 0)=m ,所以m ∈[4,5].二、填空题9.已知f (x )=x 2,g (x )=ln x ,若f ′(x )-g ′(x )=1,则x =1.解析:f ′(x )-g ′(x )=2x -1x =1,即2x 2-x -1=0.解得x =-12或x =1,又x >0,∴x =1.10.若曲线y =kx +ln x 在点(1,k )处的切线平行于x 轴,则k =-1.解析:y ′=k +1x ,由题意知,y ′|x =1=0,即当x =1时,k +1x =k +1=0,解得k =-1.11.设函数f (x )在(0,+∞)内可导,且f (e x )=x +e x ,则f ′(1)=2.解析:由f (e x )=x +e x ,可得f (x )=ln x +x ,得f ′(x )=1x +1,故f ′(1)=1+1=2.三、解答题12.求下列函数的导数: (1)y =x ⎝⎛⎭⎫x 2+1x +1x 3; (2)y =1+cos xx 2;(3)y =(4x -x )(e x +1).解:(1)∵y =x ⎝⎛⎭⎫x 2+1x +1x 3=x 3+1+1x 2, ∴y ′=3x 2-2x3.(2)y ′=(1+cos x )′·x 2-(1+cos x )(x 2)′x 4=-x sin x -2cos x -2x 3.(3)法1:∵y =(4x -x )(e x +1)=4x e x +4x -x e x -x ,∴y ′=(4x e x +4x -x e x -x )′=(4x )′e x +4x (e x )′+(4x )′-[x ′e x +x (e x )′]-x ′=e x 4x ln4+4x e x +4x ln4-e x -x e x -1=e x (4x ln4+4x -1-x )+4x ln4-1.法2:y ′=(4x -x )′(e x +1)+(4x -x )(e x +1)′=(4x ln4-1)(e x +1)+(4x -x )e x =e x (4x ln4+4x -1-x )+4x ln4-1.13.已知点P 是曲线y =e x 上任一点,求点P 到直线y =x 的最小距离. 解:设平行于直线y =x 的直线与曲线y =e x 相切于点(x 0,y 0),该切点即为与y =x 距离最近的点,如右图,则在点P (x 0,y 0)处的切线的斜率为1,即y ′|x =x 0=1.∵y ′=(e x )′=e x .∴e x 0=1,得x 0=0,代入y =e x ,得y 0=1,即P (0,1), 利用点到直线的距离公式得d =|0-1|12+(-1)2=22.故点P 到直线y =x 的最小距离为22.——能力提升类——14.已知A 、B 、C 三点在曲线y =x 上,其横坐标依次为1、m 、4(1<m <4),当△ABC 的面积最大时,m 的值等于94.解析:如图,在△ABC 中,边AC 是确定的,要使△ABC 的面积最大,则点B 到直线AC 的距离应最大,可以将直线AC 作平行移动,显然当直线与曲线相切时,距离达到最大,即当过B 点的切线平行于直线AC 时,△ABC 的面积最大.f ′(m )=12m ,A 点坐标为(1,1),C 点坐标为(4,2),∴k AC =2-14-1=13,∴12m =13,∴m =94.15.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 )处具有公共切线,求a ,b 的值.解:f (x )=ax 2+1(a >0),则f ′(x )=2ax ,从而k 1=2a ; g (x )=x 3+bx ,则g ′(x )=3x 2+b ,从而k 2=3+b , 由题意得,2a =3+b .①又f (1)=a +1,g (1)=1+b ,∴a +1=1+b ,即a =b ,代入①式可得a =b =3.。
高二数学 第一章《1.2.1 几个常用函数的导数》教案 新人教A版选修2-2
高中数学 第一章《1.2.1 几个常用函数的导数》教案 教学过程:二.新课讲授1.函数()y f x c ==的导数根据导数定义,因为()()0y f x x f x c c x x x∆+∆--===∆∆∆ 所以00lim lim 00x x y y x ∆→∆→∆'===∆ 0y '=表示函数y c =图像(图3.2-1)上每一点处的切线的斜率都为0.若y c =表示路程关于时间的函数,则0y '=可以解释为某物体的瞬时速度始终为0,即物体一直处于静止状态.2.函数()y f x x ==的导数因为()()1y f x x f x x x x x x x∆+∆-+∆-===∆∆∆ 所以00lim lim11x x y y x ∆→∆→∆'===∆ 1y '=表示函数y x =图像(图3.2-2)上每一点处的切线的斜率都为1.若y x =表示路程关于时间的函数,则1y '=可以解释为某物体做瞬时速度为1的匀速运动.3.函数2()y f x x ==的导数 因为22()()()y f x x f x x x x x x x ∆+∆-+∆-==∆∆∆2222()2x x x x x x x x+∆+∆-==+∆∆ 所以00lim lim(2)2x x y y x x x x ∆→∆→∆'==+∆=∆ 2y x '=表示函数2y x =图像(图3.2-3)上点(,)x y 处的切线的斜率都为2x ,说明随着x 的变化,切线的斜率也在变化.另一方面,从导数作为函数在一点的瞬时变化率来看,表明:当0x <时,随着x 的增加,函数2y x =减少得越来越慢;当0x >时,随着x 的增加,函数2y x =增加得越来越快.若2y x =表示路程关于时间的函数,则2y x '=可以解释为某物体做变速运动,它在时刻x 的瞬时速度为2x .4.函数1()y f x x ==的导数 5.函数()y f x x ==的导数(2)推广:若*()()n y f x x n Q ==∈,则1()n f x nx-'= 三.课堂练习1.课本P 13探究12.课本P 13探究2四.回顾总结五.教后反思:函数 导数 y c = '0y = y x = '1y = 2y x = '2y x = 1y x = '21y x =- y x = 12y x '= *()()n y f x x n Q ==∈ '1n y nx -=。
新人教A版高中数学(选修2-2)1.2《导数的计算》word教案4篇
§1.2.2基本初等函数的导数公式及导数的运算法则教学目标:1.熟练掌握基本初等函数的导数公式; 2.掌握导数的四则运算法则;3.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。
教学重点:基本初等函数的导数公式、导数的四则运算法则教学难点: 基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则的应用 教学过程: 一.创设情景四种常见函数y c =、y x =、2y x =、1y x=的导数公式及应用二.新课讲授(一)基本初等函数的导数公式表)(2)推论:[]''()()cf x cf x =(常数与函数的积的导数,等于常数乘函数的导数)三.典例分析例1.假设某国家在20年期间的年均通货膨胀率为5%,物价p (单位:元)与时间t (单位:年)有如下函数关系0()(15%)tp t p =+,其中0p 为0t =时的物价.假定某种商品的01p =,那么在第10个年头,这种商品的价格上涨的速度大约是多少(精确到0.01)?解:根据基本初等函数导数公式表,有'() 1.05ln1.05tp t =所以'10(10) 1.05ln1.050.08p =≈(元/年)因此,在第10个年头,这种商品的价格约为0.08元/年的速度上涨. 例2.根据基本初等函数的导数公式和导数运算法则,求下列函数的导数. (1)323y x x =-+ (2)y =xx --+1111;(3)y =x · sin x · ln x ;(4)y =xx 4; (5)y =xxln 1ln 1+-.(6)y =(2 x 2-5 x +1)e x(7) y =xx x xx x sin cos cos sin +-【点评】① 求导数是在定义域内实行的.② 求较复杂的函数积、商的导数,必须细心、耐心. 例3日常生活中的饮水通常是经过净化的.随着水纯净度的提高,所需净化费用不断增加.已知将1吨水净化到纯净度为%x 时所需费用(单位:元)为5284()(80100)100c x x x=<<-求净化到下列纯净度时,所需净化费用的瞬时变化率:(1)90% (2)98% 解:净化费用的瞬时变化率就是净化费用函数的导数.''''252845284(100)5284(100)()()100(100)x x c x x x ⨯--⨯-==--20(100)5284(1)(100)x x ⨯--⨯-=-25284(100)x =-(1)因为'25284(90)52.84(10090)c ==-,所以,纯净度为90%时,费用的瞬时变化率是52.84元/吨.(2)因为'25284(98)1321(10090)c ==-,所以,纯净度为98%时,费用的瞬时变化率是1321元/吨.函数()f x 在某点处导数的大小表示函数在此点附近变化的快慢.由上述计算可知,''(98)25(90)c c =.它表示纯净度为98%左右时净化费用的瞬时变化率,大约是纯净度为90%左右时净化费用的瞬时变化率的25倍.这说明,水的纯净度越高,需要的净化费用就越多,而且净化费用增加的速度也越快.四.课堂练习 1.课本P 92练习2.已知曲线C :y =3 x 4-2 x 3-9 x 2+4,求曲线C 上横坐标为1的点的切线方程;(y =-12 x +8)五.回顾总结(1)基本初等函数的导数公式表 (2)导数的运算法则六.布置作业§1.1.2 导数的概念学习目标1.掌握用极限给瞬时速度下的精确的定义;2.会运用瞬时速度的定义,求物体在某一时刻的瞬时速度. 一、预习与反馈(预习教材P 4~ P 6,找出疑惑之处)探究任务一:瞬时速度问题1:在高台跳水运动中,运动员有不同时刻的速度是 新知:1. 瞬时速度定义:物体在某一时刻(某一位置)的速度,叫做瞬时速度.探究任务二:导数问题2: 瞬时速度是平均速度ts∆∆当t ∆趋近于0时的 导数的定义:函数()y f x =在0x x =处的瞬时变化率是0000()()limlimx x f x x f x fxx ∆→∆→+∆-∆=∆∆,我们称它为函数()y f x =在0x x =处的导数,记作0()f x '或 即000()()()limx f x x f x f x x∆→+∆-'=∆注意:(1)。
高中数学1.2.1几个常见函数的导数教案新人教版选修2_2
第(1)课时课题:书法---写字基本知识课型:新授课教学目标:1、初步掌握书写的姿势,了解钢笔书写的特点。
2、了解我国书法发展的历史。
3、掌握基本笔画的书写特点。
重点:基本笔画的书写。
难点:运笔的技法。
教学过程:一、了解书法的发展史及字体的分类:1、介绍我国书法的发展的历史。
2、介绍基本书体:颜、柳、赵、欧体,分类出示范本,边欣赏边讲解。
二、讲解书写的基本知识和要求:1、书写姿势:做到“三个一”:一拳、一尺、一寸(师及时指正)2、了解钢笔的性能:笔头富有弹性;选择出水顺畅的钢笔;及时地清洗钢笔;选择易溶解的钢笔墨水,一般要固定使用,不能参合使用。
换用墨水时,要清洗干净;不能将钢笔摔到地上,以免笔头折断。
三、基本笔画书写1、基本笔画包括:横、撇、竖、捺、点等。
2、教师边书写边讲解。
3、学生练习,教师指导。
(姿势正确)4、运笔的技法:起笔按,后稍提笔,在运笔的过程中要求做到平稳、流畅,末尾处回锋收笔或轻轻提笔,一个笔画的书写要求一气呵成。
在运笔中靠指力的轻重达到笔画粗细变化的效果,以求字的美观、大气。
5、学生练习,教师指导。
(发现问题及时指正)四、作业:完成一张基本笔画的练习。
板书设计:写字基本知识、一拳、一尺、一寸我的思考:通过导入让学生了解我国悠久的历史文化,激发学生学习兴趣。
这是书写的起步,让学生了解书写工具及保养的基本常识。
基本笔画书写是整个字书写的基础,必须认真书写。
课后反思:学生书写的姿势还有待进一步提高,要加强训练,基本笔画也要加强训练。
总第(2)课时课题:书写练习1课型:新授课教学目标:1、教会学生正确书写“杏花春雨江南”6个字。
2、使学生理解“杏花春雨江南”的意思,并用钢笔写出符合要求的的字。
重点:正确书写6个字。
难点:注意字的结构和笔画的书写。
教学过程:一、小结课堂内容,评价上次作业。
二、讲解新课:1、检查学生书写姿势和执笔动作(要求做到“三个一”)。
2、书写方法是:写一个字看一眼黑板。
「精品」高中数学第一章导数及其应用1.2导数的计算1学案含解析新人教A版选修2_2
第一课时 几个常用函数的导数、基本初等函数的导数公式及导数的运算法则已知函数:(1)y =f (x )=c ;(2)y =f (x )=x ;(3)y =f (x )=x 2;(4)y =f (x )=1x;(5)y =f (x )=x .问题1:函数y =f (x )=c 的导数是什么? 提示:∵Δy Δx=fx +Δx -f x Δx =c -cΔx=0,∴y ′=li m Δx →0 ΔyΔx=0. 问题2:函数(2)(3)(4)(5)的导数分别是什么?提示:由导数的定义得(2)(x )′=1,(3)(x 2)′=2x ,(4)⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ′=-1x 2,(5)(x )′=12x .问题3:若(1)(2)中的函数表示路程关于时间的函数,则其导数的意义是什么? 提示:y ′=0说明某物体的瞬时速度始终为0,即一直处于静止状态;y ′=1可以解释为某物体做瞬时速度为1的匀速运动.问题4:函数(2)(3)(5)均可表示为y =x α(α∈Q *)的形式,其导数有何规律? 提示:∵(2)(x )′=1·x1-1,(3)(x 2)′=2·x2-1,(5)(x )′=(x 12)′=12x 112-=12x ,∴(x α)′=αx α-1.基本初等函数的导数公式对公式(log a x )′=1x ln a与(a x )′=a xln a 的理解和记忆 (1)区分公式的结构特征,从纵的方面“(ln x )′与(log a x )′”和“(e x)′与(a x)′”的区分,又要从横的方面“(log a x )′与(a x)′”的区分找出差异,记忆公式.(2)对公式(log a x )′,用(ln x )′和复合函数求导法则证明来帮助记忆,即求证对数函数导数公式(log a x )′=1xlog a e.证明如下: (log a x )′=⎝⎛⎭⎪⎫ln x ln a ′=1ln a ·1x =1x log ae.这样就能知道log a e 的来历,对于记忆和区分很有必要.已知f (x )=x ,g (x )=1x.问题1:f (x ),g (x )的导数分别是什么? 提示:f ′(x )=1,g ′(x )=-1x2.问题2:试求Q (x )=x +1x ,H (x )=x -1x的导数.提示:∵Δy =(x +Δx )+1x +Δx -⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x =Δx +-Δx x x +Δx,∴ΔyΔx =1-1xx +Δx,∴Q ′(x )=li m Δx →0Δy Δx =li m Δx →0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1x x +Δx =1-1x 2. 同理H ′(x )=1+1x2.问题3:Q (x ),H (x )的导数与f (x ),g (x )的导数有何关系?提示:Q (x )的导数等于f (x ),g (x )的导数的和,H (x )的导数等于f (x ),g (x )的导数的差.问题4:′=f ′(x )g ′(x )对吗?提示:不对,因为f (x )g (x )=1,′=0,而f ′(x )g ′(x )=1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x2=-1x2.导数运算法则1.′=f ′(x )±g ′(x ); 2.′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x ); 3.⎣⎢⎡⎦⎥⎤f x g x ′=fx g x -f x gx[g x2(g (x )≠0).导数的运算法则的认识1.在两个函数积与商的导数运算中,不能认为′=f ′(x )g ′(x )以及⎣⎢⎡⎦⎥⎤f x g x ′=f xg x. 2.注意区分两个函数积与商的求导公式中符号的异同,积的导数公式中是“+”,而商的导数公式中分子上是“-”.3.(1)′=f 1′(x )+f 2′(x )+…+f n ′(x );(2)′=cf ′(x ),也就是说,常数与函数的积的导数等于常数乘函数的导数.(1)y =10x;(2)y =lg x ;(3)y =log 12x ;(4)y =4x 3;(5)y =⎝⎛⎭⎪⎫sin x 2+cos x 22-1. (1)y ′=(10x)′=10xln 10; (2)y ′=(lg x )′=1x ln 10; (3)y ′=(log 12x )′=1x ln12=-1x ln 2;(4)y ′=(4x 3)′=(x 34)′=34x -14=344x;(5)∵y =⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x2+cos x 22-1=sin 2x 2+2sin x 2cos x2+cos 2x2-1=sin x ,∴y ′=(sin x )′=cos x .应用求导公式应注意的问题求函数的导数,一般不再用定义,而主要应用导数公式,这就要求必须熟记常见的求导公式,应用公式时一般遵循“先化简,再求导”的基本原则.在实施化简时,首先要注意化简的等价性,避免不必要的运算失误.求下列函数的导数:(1)y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x ;(2)y =⎝ ⎛⎭⎪⎫110x;(3)y =lg 5;(4)y =3lg 3x ; (5)y =2cos 2x2-1.解:(1)y ′=⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x ln 1e=-1e x =-e -x;(2)y ′=⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫110x ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫110x ln 110=-ln 1010x=-10-xln 10;(3)∵y =lg 5是常数函数, ∴y ′=(lg 5)′=0; (4)∵y =3lg 3x =lg x , ∴y ′=(lg x )′=1x ln 10; (5)∵y =2cos 2x2-1=cos x ,∴y ′=(cos x )′=-sin x .(1)y =x 3·e x;(2)y =x -sin x 2cos x2;(3)y =x 2+log 3x ;(4)y =e x+1e x -1.(1)y ′=(x 3)′e x +x 3(e x )′=3x 2e x +x 3e x =x 2(3+x )e x. (2)∵y =x -12sin x ,∴y ′=x ′-12(sin x )′=1-12cos x .(3)y ′=(x 2+log 3x )′ =(x 2)′+(log 3x )′=2x +1x ln 3.(4)y ′=x+x--x+x-x -2=exx--x+xx -2=-2e xx -2.利用运算法则求导数的方法对一个函数求导时,要紧扣导数运算法则,联系基本初等函数的导数公式.在不宜直接应用导数公式时,应先对函数进行化简,然后求导.这样可以减少运算量,优化解题过程.求下列函数的导数:(1)y =cos xx;(2)y =x sin x +x ;(3)y =1+x 1-x +1-x 1+x ;(4)y =lg x -1x 2.解:(1)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x x ′=cos x ′·x -cos x ·x ′x 2=-x ·si n x -cos x x 2=-x sin x +cos xx2. (2)y ′=(x sin x )′+(x )′=sin x +x cos x +12x.(3)∵y =1+x21-x +1-x 21-x=2+2x 1-x =41-x-2, ∴y ′=⎝⎛⎭⎪⎫41-x -2′=-41-x ′1-x 2=41-x 2.(4)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫lg x -1x 2′=(lg x )′-⎝ ⎛⎭⎪⎫1x2′=1x ln 10+2x3.(1)(.(2)在平面直角坐标系xOy中,点P在曲线C:y=x3-10x+13上,且在第一象限内,已知曲线C在点P处的切线的斜率为2,则点P的坐标为________.(1)∵y′=-5e x,∴所求曲线的切线斜率k=y′|x=0=-5e0=-5,∴切线方程为y-(-2)=-5(x-0),即5x+y+2=0.(2)设点P的坐标为(x0,y0),因为y′=3x2-10,所以3x20-10=2,解得x0=±2.又点P在第一象限内,所以x0=2.又点P在曲线C上,所以y0=23-10×2+13=1,所以点P 的坐标为(2,1).答案:(1)5x+y+2=0 (2)(2,1)导数几何意义的应用根据导数的几何意义,可直接得到曲线上一点处的切线的斜率.需注意直线与曲线公共点的个数不是切线的本质特征.当问题中涉及相切但未出现切点坐标时,要设出切点坐标,然后根据已知条件求出切点坐标.若曲线f(x)=a cos x与曲线g(x)=x2+bx+1在交点(0,m)处有公切线,则a+b=________.解析:f′(x)=-a sin x,g′(x)=2x+b,∵曲线f(x)=a cos x与曲线g(x)=x2+bx+1在交点(0,m)处有公切线,∴f(0)=a=g(0)=1,且f′(0)=0=g′(0)=b,∴a+b=1.答案:11.切线方程的求法已知a∈R,函数f(x)=x3-3x2+3ax-3a+3,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程.由已知得f′(x)=3x2-6x+3a,故f′(1)=3-6+3a=3a-3,且f(1)=1-3+3a-3a+3=1.故所求切线方程为y -1=(3a -3)(x -1), 即3(a -1)x -y +4-3a =0.1.利用导数研究切线问题是一个很重要的知识点,它突出表现了导数几何意义的价值,也是高考的常考内容.利用导数求解切线方程常常要先求出原函数的导函数,再利用导数的几何意义求出切点或斜率,最后借助直线方程的点斜式写出所求的切线方程.2.本题比较简单,属于“已知切点求切线方程”问题,只要求出导数,再利用点斜式方程求解即可.另外,高考对切线的考查还有以下几种方式.:已知斜率,求切线方程.此类问题可以设出切点,利用导数与已知直线的斜率关系来确定切点,进而求出切线方程.例:求与直线x +4y +1=0垂直的曲线f (x )=2x 2-1的切线方程. 解:因为所求切线与直线x +4y +1=0垂直,所以所求切线的斜率k =4. 设切点坐标为(x 0,y 0),则f ′(x 0)=4x 0=4,即x 0=1, 所以切点坐标为(1,1),故所求切线方程为y -1=4(x -1), 即4x -y -3=0.:已知过曲线上一点,求切线方程.过曲线上一点的切线,该点不一定是切点,故应先设出切点,再利用该点在切线上来确定切点,进而求出切线方程.例:求过曲线f (x )=x 3-2x 上的点(1,-1)的切线方程. 解:设切点坐标为(x 0,y 0) 因为f ′(x )=3x 2-2,所以f ′(x 0)=3x 20-2,且y 0=f (x 0)=x 30-2x 0, 所以切线方程为y -y 0=(3x 20-2)(x -x 0), 即y -(x 30-2x 0)=(3x 20-2)(x -x 0). 因为切线过点(1,-1),故-1-(x 30-2x 0)=(3x 20-2)·(1-x 0), 即2x 30-3x 20+1=0, 解得x 0=1或x 0=-12,故所求切线方程为x -y -2=0或5x +4y -1=0. :已知过曲线外一点,求切线方程.这一题型要设出切点,再利用斜率公式及导数的几何意义列方程求出切点,从而求出切线方程.例:已知函数f (x )=x 3-3x ,过点A (0,16)作曲线y =f (x )的切线,求切线方程. 解:由题意知点A (0,16)不在曲线f (x )=x 3-3x 上,设切点坐标为M (x 0,y 0), 则f ′(x 0)=3x 20-3,故切线方程为y -y 0=3(x 20-1)(x -x 0). 又因为点A (0,16)在切线上,所以16-(x 30-3x 0)=3(x 20-1)(0-x 0), 化简得x 30=-8,解得x 0=-2, 即切点为M (-2,-2), 故切线方程为9x -y +16=0.1.给出下列结论:①(cos x )′=sin x ;②⎝ ⎛⎭⎪⎫sin π3′=cos π3;③若y =1x 2,则y ′=-1x ;④⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x ′=12x x.其中正确的个数是( )A .0B .1C .2D .3解析:选B (cos x )′=-sin x ,所以①错误; sin π3=32,而⎝ ⎛⎭⎪⎫32′=0,所以②错误;⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2′=0-x 2x 4=-2x x4=-2x -3,所以③错误;⎝⎛⎭⎪⎫-1x ′=-0-x 12x =12x 12-x =12x 32-=12x x,所以④正确.2.函数y =sin x ·cos x 的导数是( ) A .y ′=cos 2x +sin 2x B .y ′=cos 2x -sin 2x C .y ′=2cos x ·sin x D .y ′=cos x ·sin x解析:选B y ′=(sin x ·cos x )′=cos x ·cos x +sin x ·(-sin x )=cos 2x -sin 2x . 3.若f (x )=(2x +a )2,且f ′(2)=20,则a =________.解析:f (x )=4x 2+4ax +a 2,∴f ′(x )=8x +4a , ∴f ′(2)=16+4a =20,∴a =1. 答案:14.(全国卷Ⅰ)已知函数f (x )=ax 3+x +1的图象在点(1,f (1))处的切线过点(2,7),则a =________.解析:∵f ′(x )=3ax 2+1,∴f ′(1)=3a +1. 又f (1)=a +2,∴切线方程为y -(a +2)=(3a +1)(x -1). ∵切线过点(2,7),∴7-(a +2)=3a +1,解得a =1. 答案:15.求下列函数的导数:(1)y =x ⎝⎛⎭⎪⎫x 2+1x +1x 3;(2)y =1+cos xx2; (3)y =(4x -x )(e x+1).解:(1)∵y =x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x +1x 3=x 3+1+1x2,∴y ′=3x 2-2x3.(2)y ′=1+cos x ′·x 2-1+cos xx 2′x 4=-x sin x -2cos x -2x3. (3)法一:∵y =(4x-x )(e x+1)=4x e x+4x-x e x-x , ∴y ′=(4x e x +4x -x e x-x )′ =(4x )′e x +4x (e x )′+(4x)′--x ′ =e x 4x ln 4+4x e x +4x ln 4-e x -x e x-1 =e x (4x ln 4+4x -1-x )+4xln 4-1.法二:y ′=(4x -x )′(e x +1)+(4x -x )(e x+1)′ =(4x ln 4-1)(e x +1)+(4x -x )e x=e x (4x ln 4+4x -1-x )+4xln 4-1.一、选择题1.函数y =x 3cos x 的导数是( ) A .y ′=3x 2cos x +x 3sin xB .y ′=3x 2cos x -x 3sin x C .y ′=3x 2cos x D .y ′=-x 3sin x解析:选 B y ′=(x 3cos x )′=(x 3)′cos x +x 3(cos x )′=3x 2cos x +x 3(-sin x )=3x 2cos x -x 3sin x ,故选B.2.对任意的x ,有f ′(x )=4x 3,f (1)=-1,则此函数解析式为( ) A .f (x )=x 3B .f (x )=x 4-2 C .f (x )=x 3+1 D .f (x )=x 4-1解析:选B 由f ′(x )=4x 3知,f (x )中含有x 4项,然后将x =1代入选项中验证可得. 3.已知曲线y =x 24-3ln x 的一条切线的斜率为12,则切点的横坐标为( )A .3B .2C .1 D.12解析:选A 因为y ′=x 2-3x ,所以根据导数的几何意义可知x 2-3x =12,解得x =3(x =-2不合题意,舍去).4.曲线y =sin x sin x +cos x -12在点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,0处的切线的斜率为( )A .-12 B.12C .-22 D.22解析:选B y ′= cos xx +cos x -sin xx -sin xx +cos x2=11+sin 2x ,把x =π4代入,得导数值为12,即为所求切线的斜率.5.已知直线y =3x +1与曲线y =ax 3+3相切,则a 的值为( ) A .1 B .±1 C .-1 D .-2解析:选A 设切点为(x 0,y 0),则y 0=3x 0+1,且y 0=ax 30+3,所以3x 0+1=ax 30+3…①.对y =ax 3+3求导,得y ′=3ax 2,则3ax 20=3,ax 20=1…②,由①②可得x 0=1,所以a =1.二、填空题6.(天津高考)已知函数f (x )=ax ln x ,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________.解析:f ′(x )=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x +x ·1x =a (1+ln x ). 由于f ′(1)=a (1+ln 1)=a ,又f ′(1)=3,所以a =3.答案:37.已知函数f (x )=f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4cos x +sin x ,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=________. 解析:∵f ′(x )=-f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4sin x +cos x , ∴f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=-f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4×22+22 , 得f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4= 2-1, ∴f (x )=(2-1)cos x +sin x ,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=1. 答案:18.若曲线f (x )=ln x +ax 存在与直线2x -y =0平行的切线,则实数a 的取值范围是________.解析:f ′(x )=1x+a , ∵曲线f (x )=ln x +ax 存在与直线2x -y =0平行的切线,∴1x +a =2有解,即1x=2-a 有解.又∵x >0,∴2-a >0,∴a <2.答案:(-∞,2)三、解答题9.求下列函数的导数:(1)y =3x 2+x sin x ;(2)y =(x 2+3)(e x +ln x );(3)y =x ln x 1+x. 解:(1)y ′=(3x 2)′+(x sin x )′=6x +sin x +x (sin x )′=6x +sin x +x cos x .(2)y ′=(x 2+3)′(e x +ln x )+(x 2+3)(e x+ln x )′=2x (e x +ln x )+(x 2+3)⎝ ⎛⎭⎪⎫e x +1x =e x (x 2+2x +3)+2x ln x +x +3x .(3)y ′=⎝⎛⎭⎪⎫x ln x 1+x ′=x ln x +x -x ln x +x +x 2 =ln x +1+x+x 2.10.设f (x )=x 3+ax 2+bx +1的导数f ′(x )满足f ′(1)=2a ,f ′(2)=-b ,其中常数a ,b ∈R.求曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程.解:因为f (x )=x 3+ax 2+bx +1,所以f ′(x )=3x 2+2ax +b .令x =1,得f ′(1)=3+2a +b .又因为f ′(1)=2a ,所以3+2a +b =2a ,解得b =-3.令x =2,得f ′(2)=12+4a +b .又因为f ′(2)=-b ,所以12+4a +b =-b ,解得a =-32,则f (x )=x 3-32x 2-3x +1,从而f (1)=-52. 又因为f ′(1)=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=-3,所以曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程为y -⎝ ⎛⎭⎪⎫-52=-3(x -1),即6x +2y -1=0.。
高中数学 第一章 导数及其应用 1.1.2 导数的概念教案 新人教A版选修2-2(2021年整理)
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导数的概念本节课的教学内容选自人教社普通高中课程标准实验教科书(A版)数学选修2-2第一章第一节的《变化率与导数》,《导数的概念》是第2课时.教学内容分析1.导数的地位、作用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。
2.本课内容剖析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.教学目的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.教学重点通过运动物体在某一时刻的瞬时速度的探求,抽象概括出函数导数的概念.教学难点使学生体会运动物体在某一时刻的平均速度的极限意义,由此得出函数在某点平均变化率的极限就是函数在该点的瞬时变化率,并由此得出导数的概念.教学准备1.查找实际测速中测量瞬时速度的方法;2.为学生每人准备一台Ti-nspire CAS图形计算器,并对学生进行技术培训;3.制作《数学实验记录单》及上课课件.教学流程框图教学流程设计充分尊重学生认知事物的基本规律,使学生在操作感知的基础上形成导数概念的表象,再通过表象抽象出导数概念,并通过运用导数概念解决实际问题使学生进一步体会导数的本质.教学的主要过程设计如下:复习准备理解平均速度与瞬时速度的区别与联系.体会模型感受当△t→0时,平均速度逼近于某个常数.提炼模型从形式上完成从平均速度向瞬时速度的过渡.形成概念由物体运动的瞬时速度推广到函数瞬时变化率,并由此得出导数的定义.应用概念理解导数概念,熟悉求导的步骤,应用计算结果解释瞬时变化率的意义.小结作业通过师生共同小结,使学生进一步感受极限思想对人类思维的重大影响.教学过程设计5分钟1.复习准备设计意图:让学生理解平均速度与瞬时速度的区别与联系,感受到平均速度在时间间隔很小时可以近似地表示瞬时速度.(1)提问:请说出函数从x1到x2的平均变化率公式.(2)提问:如果用x1与增量△x表示平均变化率的公式是怎样的?(3)高台跳水的例子中,在时间段]4965,0[里的平均速度是零,而实际上运动员并不是静止的.这说明平均速度不能准确反映他在这段时间里运动状态。
新人教A版高中数学教材目录(必修+选修)【很全面】
人教A版高中数学教材目录(必修+选修)必修1第一章集合与函数概念1.1 集合1.2 函数及其表示1.3 函数的基本性质实习作业小结复习参考题第二章基本初等函数(Ⅰ)2.1 指数函数2.2 对数函数2.3 幂函数小结复习参考题第三章函数的应用3.1 函数与方程3.2 函数模型及其应用实习作业小结复习参考题必修2第一章空间几何体1.1 空间几何体的结构1.2 空间几何体的三视图和直观图1.3 空间几何体的表面积与体积实习作业小结复习参考题第二章点、直线、平面之间的位置关系2.1 空间点、直线、平面之间的位置关系2.2 直线、平面平行的判定及其性质2.3 直线、平面垂直的判定及其性质小结复习参考题第三章直线与方程3.1 直线的倾斜角与斜率3.2 直线的方程3.3 直线的交点坐标与距离公式小结复习参考题第四章圆与方程4.1 圆的方程4.2 直线、圆的位置关系4.3 空间直角坐标系小结复习参考题必修3第一章算法初步1.1 算法与程序框图1.2 基本算法语句1.3 算法案例阅读与思考割圆术小结复习参考题第二章统计2.1 随机抽样阅读与思考一个著名的案例阅读与思考广告中数据的可靠性阅读与思考如何得到敏感性问题的诚实反应2.2 用样本估计总体阅读与思考生产过程中的质量控制图2.3 变量间的相关关系阅读与思考相关关系的强与弱实习作业小结复习参考题第三章概率3.1 随机事件的概率阅读与思考天气变化的认识过程3.2 古典概型3.3 几何概型阅读与思考概率与密码小结复习参考题必修4第一章三角函数1.1 任意角和弧度制1.2 任意角的三角函数1.3 三角函数的诱导公式1.4 三角函数的图象与性质1.5 函数y=Asin(ωx+ψ) 的图象1.6 三角函数模型的简单应用小结复习参考题第二章平面向量2.1 平面向量的实际背景及基本概念2.2 平面向量的线性运算2.3 平面向量的基本定理及坐标表示2.4 平面向量的数量积2.5 平面向量应用举例小结复习参考题第三章三角恒等变换3.1 两角和与差的正弦、余弦和正切公式 3.2 简单的三角恒等变换小结复习参考题必修5第一章解三角形1.1 正弦定理和余弦定理探究与发现解三角形的进一步讨论1.2 应用举例阅读与思考海伦和秦九韶1.3 实习作业小结复习参考题第二章 数列2.1 数列的概念与简单表示法阅读与思考 斐波那契数列阅读与思考 估计根号下2的值2.2 等差数列2.3 等差数列的前n 项和2.4 等比数列2.5 等比数列前n 项和阅读与思考 九连环探究与发现 购房中的数学小结复习参考题第三章 不等式3.1 不等关系与不等式3.2 一元二次不等式及其解法3.3 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题 阅读与思考 错在哪儿信息技术应用 用Excel 解线性规划问题举例3.4 基本不等式2ab b a +≤小结复习参考题选修1-1第一章 常用逻辑用语1.1 命题及其关系1.2 充分条件与必要条件1.3 简单的逻辑联结词1.4 全称量词与存在量词小结复习参考题第二章 圆锥曲线与方程2.1 椭圆探究与发现为什么截口曲线是椭圆信息技术应用用《几何画板》探究点的轨迹:椭圆2.2 双曲线2.3 抛物线阅读与思考圆锥曲线的光学性质及其应用小结复习参考题第三章导数及其应用3.1 变化率与导数3.2 导数的计算探究与发现牛顿法──用导数方法求方程的近似解3.3 导数在研究函数中的应用信息技术应用图形技术与函数性质3.4 生活中的优化问题举例实习作业走进微积分小结复习参考题选修1-2第一章统计案例1.1 回归分析的基本思想及其初步应用1.2 独立性检验的基本思想及其初步应用实习作业小结复习参考题第二章推理与证明2.1 合情推理与演绎推理阅读与思考科学发现中的推理2.2 直接证明与间接证明小结复习参考题第三章数系的扩充与复数的引入3.1 数系的扩充和复数的概念3.2 复数代数形式的四则运算小结复习参考题第四章框图4.1 流程图4.2 结构图信息技术应用用Word2002绘制流程图小结复习参考题选修2-1第一章常用逻辑用语1.1 命题及其关系1.2 充分条件与必要条件1.3 简单的逻辑联结词1.4 全称量词与存在量词小结复习参考题第二章圆锥曲线与方程2.1 曲线与方程2.2 椭圆探究与发现为什么截口曲线是椭圆信息技术应用用《几何画板》探究点的轨迹:椭圆2.3 双曲线探究与发现2.4 抛物线探究与发现阅读与思考小结复习参考题第三章空间向量与立体几何3.1 空间向量及其运算阅读与思考向量概念的推广与应用3.2 立体几何中的向量方法小结复习参考题选修 2-2第一章导数及其应用1.1 变化率与导数1.2 导数的计算1.3 导数在研究函数中的应用1.4 生活中的优化问题举例1.5 定积分的概念1.6 微积分基本定理1.7 定积分的简单应用小结复习参考题第二章推理与证明2.1 合情推理与演绎推理2.2 直接证明与间接证明2.3 数学归纳法小结复习参考题第三章数系的扩充与复数的引入3.1 数系的扩充和复数的概念3.2 复数代数形式的四则运算小结复习参考题选修2-3第一章计数原理1.1 分类加法计数原理与分步乘法计数原理探究与发现子集的个数有多少1.2 排列与组合探究与发现组合数的两个性质1.3 二项式定理探究与发现“杨辉三角”中的一些秘密小结复习参考题第二章随机变量及其分布2.1 离散型随机变量及其分布列2.2 二项分布及其应用探究与发现服从二项分布的随机变量取何值时概率最大2.3 离散型随机变量的均值与方差2.4 正态分布信息技术应用μ,σ对正态分布的影响小结复习参考题第三章统计案例3.1 回归分析的基本思想及其初步应用3.2 独立性检验的基本思想及其初步应用实习作业小结复习参考题选修3-1数学史选讲第一讲早期的算术与几何一古埃及的数学二两河流域的数学三丰富多彩的记数制度第二讲古希腊数学一希腊数学的先行者二毕达哥拉斯学派三欧几里得与《原本》四数学之神──阿基米德第三讲中国古代数学瑰宝一《周髀算经》与赵爽弦图二《九章算术》三大衍求一术四中国古代数学家第四讲平面解析几何的产生一坐标思想的早期萌芽二笛卡儿坐标系三费马的解析几何思想四解析几何的进一步发展第五讲微积分的诞生一微积分产生的历史背景二科学巨人牛顿的工作三莱布尼茨的“微积分”第六讲近代数学两巨星一分析的化身──欧拉二数学王子──高斯第七讲千古谜题一三次、四次方程求根公式的发现二高次方程可解性问题的解决三伽罗瓦与群论四古希腊三大几何问题的解决第八讲对无穷的深入思考一古代的无穷观念二无穷集合论的创立三集合论的进一步发展与完善第九讲中国现代数学的开拓与发展一中国现代数学发展概观二人民的数学家──华罗庚三当代几何大师──陈省身学习总结报告选修3-3球面上的几何第一讲从欧氏几何看球面一平面与球面的位置关系二直线与球面的位置关系和球幂定理三球面的对称性思考题第二讲球面上的距离和角一球面上的距离二球面上的角思考题第三讲球面上的基本图形一极与赤道二球面二角形三球面三角形1.球面三角形2.三面角3.对顶三角形4.球极三角形思考题第四讲球面三角形一球面三角形三边之间的关系二、球面“等腰”三角形三球面三角形的周长四球面三角形的内角和思考题第五讲球面三角形的全等1.“边边边”(s.s.s)判定定理2.“边角边”(s.a.s.)判定定理3.“角边角”(a.s.a.)判定定理4.“角角角”(a.a.a.)判定定理思考题第六讲球面多边形与欧拉公式一球面多边形及其内角和公式二简单多面体的欧拉公式三用球面多边形的内角和公式证明欧拉公式思考题第七讲球面三角形的边角关系一球面上的正弦定理和余弦定理二用向量方法证明球面上的余弦定理1.向量的向量积2.球面上余弦定理的向量证法三从球面上的正弦定理看球面与平面四球面上余弦定理的应用──求地球上两城市间的距离思考题第八讲欧氏几何与非欧几何一平面几何与球面几何的比较二欧氏平行公理与非欧几何模型──庞加莱模型三欧氏几何与非欧几何的意义阅读与思考非欧几何简史学习总结报告选修3-4对称与群第一讲平面图形的对称群一平面刚体运动1.平面刚体运动的定义2.平面刚体运动的性质思考题二对称变换1.对称变换的定义2.正多边形的对称变换3.对称变换的合成4.对称变换的性质5.对称变换的逆变换思考题三平面图形的对称群思考题第二讲代数学中的对称与抽象群的概念一n元对称群Sn思考题二多项式的对称变换思考题三抽象群的概念1.群的一般概念2.直积思考题第三讲对称与群的故事一带饰和面饰二化学分子的对称群三晶体的分类四伽罗瓦理论学习总结报告附录一附录二选修4-1几何证明选讲第一讲相似三角形的判定及有关性质一平行线等分线段定理二平行线分线段成比例定理三相似三角形的判定及性质1.相似三角形的判定2.相似三角形的性质四直角三角形的射影定理第二讲直线与圆的位置关系一圆周角定理二圆内接四边形的性质与判定定理三圆的切线的性质及判定定理四弦切角的性质五与圆有关的比例线段第三讲圆锥曲线性质的探讨一平行射影二平面与圆柱面的截线三平面与圆锥面的截线学习总结报告选修 4-2矩阵与变换第一讲线性变换与二阶矩阵一线性变换与二阶矩阵(一)几类特殊线性变换及其二阶矩阵1.旋转变换3.伸缩变换4.投影变换(二)变换、矩阵的相等二二阶矩阵与平面向量的乘法三线性变换的基本性质(一)线性变换的基本性质(二)一些重要线性变换对单位正方形区域的作用第二讲变换的复合与二阶矩阵的乘法一复合变换与二阶矩阵的乘法二矩阵乘法的性质第三讲逆变换与逆矩阵一逆变换与逆矩阵1.逆变换与逆矩阵2.逆矩阵的性质二二阶行列式与逆矩阵三逆矩阵与二元一次方程组1.二元一次方程组的矩阵形式探究与发现三阶矩阵与三阶行列式第四讲变换的不变量与矩阵的特征向量一变换的不变量——矩阵的特征向量1.特征值与特征向量2.特征值与特征向量的计算二特征向量的应用nα的简单表示2.特征向量在实际问题中的应用学习总结报告选修4-4 坐标系与参数方程引言第一讲坐标系一平面直角坐标系二极坐标系三简单曲线的极坐标方程四柱坐标系与球坐标系简介第二讲参数方程一曲线的参数方程二圆锥曲线的参数方程三直线的参数方程四渐开线与摆线学习总结报告选修4-5 不等式选讲引言第一讲不等式和绝对值不等式一不等式1.不等式的基本性质2.基本不等式3.三个正数的算术-几何平均不等式二绝对值不等式1.绝对值三角不等式2.绝对值不等式的解法第二讲证明不等式的基本方法一比较法二综合法与分析法三反证法与放缩法第三讲柯西不等式与排序不等式一二维形式柯西不等式阅读与思考法国科学家柯西二一般形式的柯西不等式三排序不等式第四讲数学归纳法证明不等式一数学归纳法二用数学归纳法证明不等式学习总结报告选修4-6 初等数论初步引言第一讲整数的整除一整除1.整除的概念和性质2.带余除法二最大公因数与最小公倍数1.最大公因数2.最小公倍数三算术基本定理第二讲同余与同余方程一同余1.同余的概念2.同余的性质二剩余类及其运算三费马小定理和欧拉定理四一次同余方程五拉格朗日插值法和孙子定理六弃九验算法第三讲一次不定方程一二元一次不定方程二二元一次不定方程的特解三多元一次不定方程第四讲数论在密码中的应用一信息的加密与去密二大数分解和公开密钥学习总结报告附录一剩余系和欧拉函数附录二多项式的整除性选修4-7 优选法与试验设计初步引言第一讲优选法一什么叫优选法二单峰函数三黄金分割法——0.618法1.黄金分割常数——0.618法阅读与思考黄金分割研究简史四分数法1.分数法阅读与思考斐波那契数列和黄金分割2.分数法的最优性五其他几种常用的优越法1.对分法2.盲人爬山法3.分批试验法4.多峰的情形六多因素方法1.纵横对折法和从好点出发法2.平行线法3.双因素盲人爬山法第二讲试验设计初步一正交试验设计法1.正交表3.试验结果的分析4.正交表的特性二正交试验的应用学习总结报告附录一、附录二、附录三选修4-9 风险与决策引言第一讲风险与决策的基本概念一风险与决策的关系二风险与决策的基本概念1.风险(平均损失)2.平均收益3.损益矩阵4.风险型决策探究与发现风险相差不大时该如何决策第二讲决策树方法第三讲风险型决策的敏感性分析第四讲马尔可夫型决策简介一马尔可夫链简介1.马尔可夫性与马尔可夫链2.转移概率与转移概率矩阵二马尔可夫型决策简介三长期准则下的马尔可夫型决策理论1.马尔可夫链的平稳分布2.平稳分布与马尔可夫型决策的长期准则3.平稳准则的应用案例学习总结报告附录。
(人教版)高中数学选修2-2课件:第1章 导数及其应用1.2.1、2(1)
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求简单函数的导函数有两种基本方法: (1)用导数的定义求导,但运算比较繁杂; (2)用导数公式求导 ,可以简化运算过程、降低运算难 度.解题时根据所给问题的特征,将题中函数的结构进行调 整,再选择合适的求导公式.
数学 选修2-2
第一章 导数及其应用
A.(0,0)
B.(0,1)
C.(1,0)
D.以上都不是
解析: (x3)′=3x2,若切线平行或重合于x轴则切线斜率k
=0,即3x2=0得x=0,
∴y=0,即切点为(0,0).故选A.
答案: A
数学 选修2-2
第一章 导数及其应用
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3.函数f(x)=sin x,则f′(6π)=________. 解析: f′(x)=cos x,所以f′(6π)=1. 答案: 1
6分 8分
10 分 12 分
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第一章 导数及其应用
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1.求过点P的切线方程时应注意,P点在曲线 上还是在曲线外,两种情况的解法是不同的.
2.解决此类问题应充分利用切点满足的三个关系: 一是切点坐标满足曲线方程;二是切点坐标满足对应切线 的方程;三是切线的斜率是曲线在此切点处的导数值.
数学 选修2-2
第一章 导数及其应用
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(1)y′=-3x-4.(2)y′=3xln 3.
(4)y′=xln1 5.(5)y=sin x,y′=cos x. (6)y′=0.(7)y′=1x.(8)y′=ex.
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§1.2.1几个常用函数的导数
教学目标:
1.使学生应用由定义求导数的三个步骤推导四种常见函数y c =、y x =、2y x =、1y x
=的导数公式;
2.掌握并能运用这四个公式正确求函数的导数. 教学重点:四种常见函数y c =、y x =、2
y x =、1y x
=的导数公式及应用 教学难点: 四种常见函数y c =、y x =、2y x =、1y x =的导数公式 教学过程:
一.创设情景
我们知道,导数的几何意义是曲线在某一点处的切线斜率,物理意义是运动物体在某一时刻的瞬时速度.那么,对于函数()y f x =,如何求它的导数呢?
由导数定义本身,给出了求导数的最基本的方法,但由于导数是用极限来定义的,所以求导数总是归结到求极限这在运算上很麻烦,有时甚至很困难,为了能够较快地求出某些函数的导数,这一单元我们将研究比较简捷的求导数的方法,下面我们求几个常用的函数的导数.
二.新课讲授
1.函数()y f x c ==的导数
根据导数定义,因为()()0y f x x f x c c x x x
∆+∆--===∆∆∆ 所以00
lim lim 00x x y y ∆→∆→∆'===
0y '=表示函数y c =图像(图3.2-1)上每一点处的切线的斜率都为0.若y c =表示路程关于时间的函数,则0y '=可以解释为某物体的瞬时速度始终为0,即物体一直处于静止状态.
2.函数()y f x x ==的导数
因为()()1y f x x f x x x x x x x
∆+∆-+∆-===∆∆∆ 所以00
lim lim11x x y y ∆→∆→∆'===
1y '=表示函数y x =图像(图3.2-2)上每一点处的切线的斜率都为1.若y x =表示路程关于时间的函数,则1y '=可以解释为某物体做瞬时速度为1的匀速运动.
3.函数2
()y f x x ==的导数 因为22
()()()y f x x f x x x x x x x
∆+∆-+∆-==∆∆∆ 222
2()2x x x x x x x x
+∆+∆-==+∆∆ 所以00
lim lim(2)2x x y y x x x x ∆→∆→∆'==+∆=∆
2y x '=表示函数2y x =图像(图3.2-3)上点(,)x y 处的切线的斜率都为2x ,说明随着x 的变化,切线的斜率也在变化.另一方面,从导数作为函数在一点的瞬时变化率来看,表明:当0x <时,随着x 的增加,函数2
y x =减少得越来越慢;当0x >时,随着x 的增加,函数2y x =增加得越来越快.若2y x =表示路程关于时间的函数,则2y x '=可以解释为某物体做变速运动,它在时刻x 的瞬时速度为2x .
4.函数1()y f x x
==的导数 因为11()()y f x x f x x x x x x x -∆+∆-+∆==∆∆∆ 2()1()x x x x x x x x x x
-+∆==-+∆∆+⋅∆ 所以220011lim lim()x x y y x
∆→∆→∆'==-=-∆
(2)推广:若*
()()n y f x x n Q ==∈,则1()n f x nx -'= 三.课堂练习
1.课本P 13探究1
2.课本P 13探究2
4.求函数y =
四.回顾总结
五.布置作业。