导数复习1
导数专题复习1切线问题课件高三数学二轮专题复习
1.已知函数 f x 是偶函数,定义域为,0 0, ,且x 0 时,
11
f
x
x ex
1
,则曲
线 y f x 在点1,f 1 处的切线方程为
y x ee
.
思考 : 思考1.切点知道了吗,怎么求切点?
思考2.怎么求在切点处切线的斜率?
2.设 P 是函数 y x x 1 图象上异于原点的动点,且该图象在点P 处的切线的倾斜角为
(这个定值k 就是切线PT 的斜率
k
lim
Pn P
k
PPn
lim
x0
f
(x0
x) x
f
(x0 )
f '(x0)
知识点归纳:
1.命题分析:本题型在高考解答题主要是在第(1)问中出现,也有可能在选择题或填空题中 出现,若为解答题,主要考点为: (1)导数的几何意义; (2)直线与函数图象相切的条件。
解:f (x) ln x 1
设切点为T (x0, x0 ln x0 ) 则切线方程为 y x0 ln x0 (ln x0 1)(x x0 )
点(e2, 0) 落在切线上
e2x0 ln x0 1 0
h(x) 是单调递增
令h(x) e2x ln x 1 则h(x) e2 1 (x 0)
6.已知 S x a2 ln x a2 aR ,则S 的最小值为( B )
A. 2 2
B. 1 2
C. 2
D. 2
思考 : 思考1.你能观察出本题的几何意义吗?
思考2.怎样借用导数的方法解决此题?
7.若曲线C1:y
x2 与曲线 C2
:
y
ex a
(a
0 )存在公共切线,则a
1.2.2导数运算法则1
我们今后可以直接使用的基本初等函数的导数公式 n n 1
公式2.若f ( x) x , 则f '( x) nx ; 公式 ,则 '( xf) '( x0; 公式1. 3.若 若f f( (x x) ) c sin xf, 则 ) cos x;
n n 1 公式 2. 若 f ( x ) x , 则 f '( x ) nx ; x; 公式 4. 若 f ( x ) cos x , 则 f '( x ) sin 公式1.若f ( x) c, 则f '( x) 0; x 公式 3. 若 f ( x ) sin x, 则 f x'( x )a xcos x ; n, 则 n 1a 公式 5. 若 f ( x ) a f '( ) ln ( 公式2.若f ( x) x , 则f '( x) nx ; a 0); 公式 4.若 若f f( (x x) ) e cos x,f则 f '( x)e x x sin x; 公式6. , 则 '( x ) 3. sin x, 则f '( x) ;cos x; 公式5.若f ( x) a x , 则f '( x) a x ln a ( a 0); 1 公式 4. 若 f ( x ) cos x , 则 f '( x ) sin x;( a 0, 且a 1); 公式7.若f ( x) log x , 则 f '( x ) a 公式6.若f ( x) e xx, 则 f '( x) e xx; x ln a 公式5.若f ( x) a , 则f '( x) a ln a( a 0); 1 1 x x ln x则 ,则 f'('( x'( ) 公式7. ,则 f) ) ( a 0, 且a 1); 6.若f ( x) log e , x x e ;; a xf x x ln a 1 公式8.若f ( x) log a x, 则f '( x) 1 ( a 0, 且a 1); 公式8.若f ( x) ln x, 则f '( x) ; x ln a x 1 公式8.若f ( x) ln x, 则f '( x) ;
第二章 导数与微分复习题(1)
(4)求 lim 2 x
sin 1
x
解:
原式
lim
x
2
arctan 1
x
lim
x
1 1 x2
1
x
x2
lim
x
1
x
2
x
2
1
(5)求
lim
x0
tan x x2 tan
x x
解:
原式
lim
x0
tan x x3
x
lim
x0
tan2 x 3x2
lim
x0
sec2 3
x x2
1
lim
x0
f '( x) x0 2 cos x 2 x x0 2 在 x 0 处的切线斜率为 2,法线斜率为 1
2 对应的切线方程为 y 2x ,
法线方程为 y 1 x 。 2
5. 已知曲线 y ax 3 bx 2 cx 上点(1,2)处有水平切线,且原点为该曲线的拐
点,求 a, b, c 的值,并写出此曲线的方程。
9. 函数 y x3 3 x 的单调减少区间为 [1,1] ;
10. 函数 y x 4 的单调减少区间为 [2,0),(0,2] ; x
11. 设 y 2 x2 ax 3 在点 x 1取得极小值,则 a = -4 ;
12. 曲线 y x3 3 x2 x 的拐点坐标为 (1,3) ;
x0
x0
x
f ( x) 在 x 0 处连续。
在
x
0 处,
y
(0
x ) sin
1 0 x
0
sin
1
,
x
x
x
高三一轮复习导数的概念、几何意义及导数的计算 (1)
第十四课时 导数的概念、几何意义及导数的计算考纲要求:1.导数的概念(A) 2.导数的几何意义(B) 3.导数的运算(B)知识梳理:1.导数的概念(1)函数y =f (x )在x =x 0处的导数称函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′|x=x 0,即f ′(x 0)=(2)导数的几何意义函数f (x )在点x 0处的导数f ′(x 0)的几何意义是在曲线y =f (x )上点P (x 0,y 0)处的切线的斜率(瞬时速度就是位移函数s (t )对时间t 的导数).相应地,切线方程为y -y 0=f ′(x 0)·(x -x 0).(3)函数f (x )的导函数称函数f ′(x )=li m Δx →0 f (x +Δx )-f (x )Δx为f (x )的导函数. 2.导数公式及运算法则(1)(2)①[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x );②[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x );③⎣⎡⎦⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2(g (x )≠0). 基础训练:1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)f ′(x 0)与[f (x 0)]′表示的意义相同.( )(2)f ′(x 0)是导函数f ′(x )在x =x 0处的函数值.( )(3)曲线的切线不一定与曲线只有一个公共点.( )(4)⎝⎛⎭⎫sin π3′=cos π3.( ) (5)(3x )′=3x ln 3.( )(6)⎝⎛⎭⎫e x +cos π4′=e x .( ) 答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)√2.曲线y =sin x +e x 在点(0,1)处的切线方程是________.解析:∵y =sin x +e x ,∴y ′=cos x +e x ,∴y ′x =0=cos 0+e 0=2,∴曲线y =sin x +e x 在点(0,1)处的切线方程为y -1=2(x -0),即2x -y +1=0.答案:2x -y +1=03.求下列函数的导数:(1)y =x n e x ;(2)y =x 3-1sin x. 答案:(1)y ′=e x (nx n -1+x n ).(2)y ′=3x 2sin x -(x 3-1)cos x sin 2x.[典题1] 求下列函数的导数:(1)y =(1-x )⎝⎛⎭⎫1+1x ; (2)y =ln x x; (3)y =tan x ;(4)y =3x e x -2x +e ;解析: (1)∵y =(1-x )⎝⎛⎭⎫1+1x =1x -x =x -12-x 12, ∴y ′=(x -12)′-(x 12)′=-12x -32-12x -12. (2)y ′=⎝⎛⎭⎫ln x x ′=(ln x )′x -x ′ln x x 2=1x ·x -ln x x 2=1-ln x x 2. (3)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. (4)y ′=(3x e x )′-(2x )′+e ′=(3x )′e x +3x (e x )′-(2x )′=3x (ln 3)·e x +3x e x -2x ln 2= (ln 3+1)·(3e)x -2x ln 2.小结:导数的运算方法(1)连乘积形式:先展开化为多项式的形式,再求导.(2)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.(3)对数形式:先化为和、差的形式,再求导.(4)根式形式:先化为分数指数幂的形式,再求导.(5)三角形式:先利用三角函数公式转化为和或差的形式,再求导.[典题2](1)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________.(2)已知f (x )=12x 2+2xf ′(2 016)+2 016ln x ,则f ′(2 016)=________. 解析:(1)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.(2)由题意得f ′(x )=x +2f ′(2 016)+2 016x, 所以f ′(2 016)=2 016+2f ′(2 016)+2 0162 016, 即f ′(2 016)=-(2 016+1)=-2 017.答案:(1)3 (2)-2 017注意:在求导过程中,要仔细分析函数解析式的特点,紧扣法则,记准公式,预防运算错误.练习:1.若函数f (x )=ax 4+bx 2+c 满足f ′(1)=2,则f ′(-1)=________.解析:∵f (x )=ax 4+bx 2+c ,∴f ′(x )=4ax 3+2bx .又f ′(1)=2,∴4a +2b =2,∴f ′(-1)=-4a -2b =-2.答案:-22.在等比数列{a n }中,a 1=2,a 8=4,函数f (x )=x (x -a 1)·(x -a 2)·…·(x -a 8),则f ′(0)的值为________.解析:因为f ′(x )=x ′·[(x -a 1)(x -a 2)·…·(x -a 8)]+[(x -a 1)(x -a 2)·…·(x -a 8)]′·x =(x -a 1)·(x -a 2)·…·(x -a 8)+[(x -a 1)(x -a 2)·…·(x -a 8)]′·x ,所以f ′(0)=(0-a 1)(0-a 2)·…·(0-a 8)+0=a 1a 2·…·a 8.因为数列{a n }为等比数列,所以a 2a 7=a 3a 6=a 4a 5=a 1a 8=8,所以f ′(0)=84=212.答案:212导数的几何意义是每年高考的必考内容,考查题型既有填空题,也常出现在解答题的第(1)问中,难度偏小,属中低档题,且主要有以下几个命题角度:角度一:求切线方程[典题3](1)曲线y =e x -ln x 在点(1,e)处的切线方程为________.(2)设曲线y =e x +12ax 在点(0,1)处的切线与直线x +2y -1=0垂直,则实数a =________. (3)已知函数f (x )=x 3-4x 2+5x -4.①求曲线f (x )在点(2,f (2))处的切线方程;②求经过点A (2,-2)的曲线f (x )的切线方程.解析:(1)由于y ′=e -1x,所以y ′x =1=e -1,故曲线y =e x -ln x 在点(1,e)处的切线方程为y -e =(e -1)(x -1),即(e -1)x -y +1=0.(2)∵与直线x +2y -1=0垂直的直线斜率为2,∴f ′(0)=e 0+12a =2,解得a =2. (3)①∵f ′(x )=3x 2-8x +5,∴f ′(2)=1,又f (2)=-2,∴曲线f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为y -(-2)=x -2,即x -y -4=0.②设切点坐标为(x 0,x 30-4x 20+5x 0-4),∵f ′(x 0)=3x 20-8x 0+5,∴切线方程为y -(-2)=(3x 20-8x 0+5)(x -2),又切线过点(x 0,x 30-4x 20+5x 0-4),∴x 30-4x 20+5x 0-2=(3x 20-8x 0+5)(x 0-2), 整理得(x 0-2)2(x 0-1)=0,解得x 0=2或x 0=1,∴经过A (2,-2)的曲线f (x )的切线方程为x -y -4=0或y +2=0.答案:(1)(e -1)x -y +1=0 (2)2注意:注意区分曲线在某点处的切线和曲线过某点的切线.曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线方程是y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0);求过某点的切线方程,需先设出切点坐标,再依据已知点在切线上求解.角度二:求切点坐标[典题4] 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________.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=-1m 2(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).答案:(1,1)小结:已知斜率k ,求切点A (x 0,f (x 0)),即解方程f ′(x 0)=k .角度三:求参数的值[典题5](1)若曲线f (x )=a cos x 与曲线g (x )=x 2+bx +1在交点(0,m )处有公切线,则a +b =________.(2)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 =________.(3)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 =________.解析:(1)∵两曲线的交点为(0,m ),∴⎩⎪⎨⎪⎧ m =a ,m =1,即a =1, ∴f (x )=cos x ,∴f ′(x )=-sin x ,则f ′(0)=0,f (0)=1.又g ′(x )=2x +b ,∴g ′(0)=b ,∴b =0,∴a +b =1.(2)∵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.(3)法一:∵y =x +ln x ,∴y ′=1+1x,y ′x =1=2. ∴曲线y =x +ln x 在点(1,1)处的切线方程为y -1=2(x -1),即y =2x -1.∵y =2x -1与曲线y =ax 2+(a +2)x +1相切,∴a ≠0(当a =0时曲线变为y =2x +1与已知直线平行).由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x -1,y =ax 2+(a +2)x +1,消去y ,得ax 2+ax +2=0. 由Δ=a 2-8a =0,解得a =8.法二:同法一得切线方程为y =2x -1.设y =2x -1与曲线y =ax 2+(a +2)x +1相切于点(x 0,ax 20+(a +2)x 0+1).∵y ′=2ax +(a +2),∴y ′x =x 0=2ax 0+(a +2).由⎩⎪⎨⎪⎧ 2ax 0+(a +2)=2,ax 20+(a +2)x 0+1=2x 0-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x 0=-12,a =8.答案:(1)1 (2)1 (3)8小结:(1)根据导数的几何意义求参数的值时,一般是利用切点P (x 0,y 0)既在曲线上又在切线上构造方程组求解.(2)当切线方程中x (或y )的系数含有字母参数时,则切线恒过定点.总结: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.求导时,不但要重视求导法则的应用,而且要特别注意求导法则对求导的制约作用,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.奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数,周期函数的导数还是周期函数.注意:1.曲线y =f (x )“在点P (x 0,y 0)处的切线”与“过点P (x 0,y 0)的切线”的区别:前者P (x 0,y 0)为切点,而后者P (x 0,y 0)不一定为切点.2.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.3.直线与曲线公共点的个数不是切线的本质,直线与曲线只有一个公共点,直线不一定是曲线的切线,同样,直线是曲线的切线,则直线与曲线可能有两个或两个以上的公共点.4.曲线未必在其切线的同侧,如曲线y =x 3在其过(0,0)点的切线y =0的两侧.课后作业:1.曲线y =e x 在点A (0,1)处的切线斜率为________.解析:由题意知y ′=e x ,故所求切线斜率k =e x x =0=e 0=1.答案:12.已知函数f (x )=1xcos x ,则f (π)+f ′⎝⎛⎭⎫π2=________. 解析:∵f ′(x )=-1x 2cos x +1x (-sin x ),∴f (π)+f ′⎝⎛⎭⎫π2=-1π+2π·(-1)=-3π. 答案:-3π3.设曲线y =1+cos x sin x在点⎝⎛⎭⎫π2,1处的切线与直线x -ay +1=0平行,则实数a 等于________.解析:∵y ′=-1-cos x sin 2x ,∴y ′x =π2=-1,由条件知1a=-1,∴a =-1. 答案:-14.设直线y =12x +b 是曲线y =ln x (x >0)的一条切线,则实数b 的值为________. 解析:设切点坐标为(x 0,ln x 0),则1x 0=12,即x 0=2,∴切点坐标为(2,ln 2),又切点在直线y =12x +b 上,∴ln 2=1+b ,即b =ln 2-1. 答案:ln 2-15.若点P 是曲线y =x 2-ln x 上任意一点,则点P 到直线y =x -2的最小值为________.解析:因为定义域为(0,+∞),所以y ′=2x -1x=1,解得x =1,则在P (1,1)处的切线方程为x -y =0,所以两平行线间的距离为d =22= 2. 答案:26.已知函数f (x )=x ln x ,若f ′(x 0)=2,则x 0=________.解析:f ′(x )=ln x +1,由f ′(x 0)=2,即ln x 0+1=2,解得x 0=e.答案:e7.若直线l 与幂函数y =x n 的图象相切于点A (2,8),则直线l 的方程为________. 解析:由题意知,A (2,8)在y =x n 上,∴2n =8,∴n =3,∴y ′=3x 2,直线l 的斜率k =3×22=12,又直线l 过点(2,8).∴y -8=12(x -2),即直线l 的方程为12x -y -16=0.答案:12x -y -16=08.在平面直角坐标系xOy 中,点M 在曲线C :y =x 3-x 上,且在第二象限内,已知曲线C 在点M 处的切线的斜率为2,则点M 的坐标为________.解析:∵y ′=3x 2-1,曲线C 在点M 处的切线的斜率为2,∴3x 2-1=2,x =±1,又∵点M 在第二象限,∴x =-1,∴y =(-1)3-(-1)=0,∴M 点的坐标为(-1,0).答案:(-1,0)9.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________.解析:由题意,可知f ′(x )=3ax 2+1x ,又存在垂直于y 轴的切线,所以3ax 2+1x=0,即a =-13x3(x >0),故a ∈(-∞,0). 答案:(-∞,0)10.已知曲线C :f (x )=x 3-ax +a ,若过曲线C 外一点A (1,0)引曲线C 的两条切线,它们的倾斜角互补,则a 的值为________.解析:设切点坐标为(t ,t 3-at +a ).由题意知,f ′(x )=3x 2-a ,切线的斜率k =3t 2-a ①,所以切线方程为y -(t 3-at +a )=(3t 2-a )(x -t ) ②.将点A (1,0)代入②式得-(t 3-at +a )=(3t 2-a )(1-t ),解得t =0或t =32.分别将t =0和t =32代入①式,得k =-a 和k =274-a ,由题意得它们互为相反数,故a =278. 答案:27811.函数f (x )=e x +x 2+x +1与g (x )的图象关于直线2x -y -3=0对称,P ,Q 分别是函数f (x ),g (x )图象上的动点,则|PQ |的最小值为________.解析:因为f (x )与g (x )的图象关于直线2x -y -3=0对称,所以当f (x )与g (x )在P ,Q 处的切线与2x -y -3=0平行时,|PQ |的长度最小.f ′(x )=e x +2x +1,令e x +2x +1=2,得x =0,此时P (0,2),且P 到2x -y -3=0的距离为5,所以|PQ |min =2 5.答案:2512.已知函数f (x )=x ,g (x )=a ln x ,a ∈R .若曲线y =f (x )与曲线y =g (x )相交,且在交点处有相同的切线,则a =________,切线方程为________.解析:f ′(x )=12x,g ′(x )=a x (x >0), 由已知得⎩⎪⎨⎪⎧x =a ln x ,12x=a x ,解得a =e 2,x =e 2, ∴两条曲线交点的坐标为(e 2,e),切线的斜率为k =f ′(e 2)=12e, ∴切线的方程为y -e =12e (x -e 2),即x -2e y +e 2=0.答案:e 2x -2e y +e 2=013.已知函数f (x )=x 3+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. 解:(1)可判定点(2,-6)在曲线y =f (x )上.∵f ′(x )=(x 3+x -16)′=3x 2+1,∴f (x )在点(2,-6)处的切线的斜率为k =f ′(2)=13.∴切线的方程为y +6=13(x -2),即y =13x -32.(2)设切点坐标为(x 0,y 0),则直线l 的斜率为f ′(x 0)=3x 20+1,y 0=x 30+x 0-16,∴直线l 的方程为y =(3x 20+1)(x -x 0)+x 30+x 0-16.又∵直线l 过原点(0,0),∴0=(3x 20+1)(-x 0)+x 30+x 0-16,整理得,x 30=-8, ∴x 0=-2,∴y 0=(-2)3+(-2)-16=-26,得切点坐标(-2,-26),k =3×(-2)2+1=13. ∴直线l 的方程为y =13x ,切点坐标为(-2,-26).14.设函数y =x 2-2x +2的图象为C 1,函数y =-x 2+ax +b 的图象为C 2,已知过C 1与C 2的一个交点的两切线互相垂直,求a +b 的值.解:对于C 1:y =x 2-2x +2,有y ′=2x -2,对于C 2:y =-x 2+ax +b ,有y ′=-2x +a ,设C 1与C 2的一个交点为(x 0,y 0),由题意知过交点(x 0,y 0)的两条切线互相垂直.∴(2x 0-2)·(-2x 0+a )=-1,即4x 20-2(a +2)x 0+2a -1=0,①又点(x 0,y 0)在C 1与C 2上,故有⎩⎪⎨⎪⎧y 0=x 20-2x 0+2,y 0=-x 20+ax 0+b ,⇒2x 20-(a +2)x 0+2-b =0.②由①②消去x 0,可得a +b =52. 15.已知函数f (x )=13x 3-2x 2+3x (x ∈R )的图象为曲线C . (1)求过曲线C 上任意一点切线斜率的取值范围;(2)若在曲线C 上存在两条相互垂直的切线,求其中一条切线与曲线C 的切点的横坐标的取值范围.解:(1)由题意得f ′(x )=x 2-4x +3,则f ′(x )=(x -2)2-1≥-1,即过曲线C 上任意一点切线斜率的取值范围是[-1,+∞).(2)设曲线C 的其中一条切线的斜率为k , 则由(2)中条件并结合(1)中结论可知,⎩⎪⎨⎪⎧ k ≥-1,-1k≥-1, 解得-1≤k <0或k ≥1,故由-1≤x 2-4x +3<0或x 2-4x +3≥1,得x ∈(-∞,2-2]∪(1,3)∪[2+2,+∞).。
1.2.3导数的计算1-复合函数的导数
2.导数运算法则
1 . f ( x ) g ( x ) f ( x ) g ( x )
2.
f ( x ) g ( x ) f ( x ) g ( x ) f ( x ) g ( x )
特殊地: c f ( x) c f ( x)
f ( x) f ( x ) g ( x ) f ( x ) g ( x ) 3. ( g ( x ) 0) 2 g ( x) g ( x)
(2) y e
u
0.05 x 1
解 (2) 函数y e 0.05 x 1可以看作 函数y e 和u 0.05 x 1的复合函数。 根据复合函数求导法则有
y x ' yu ' u x ' ( e ) ' ( 0.05 x 1) '
u
e 0.05 0.05e
y ln u, u x 2 ② y ln( x 2)
2
2
y sin u, u 3v 1, v e
x
③ y=sin(3e 1)
x
象①②③这样的函数就是复合函数.
2.复合函数的定义
对于两(多)个函数y=f(u)和u=g(x),如果 通过变量u,y可以表示成x的函数,那么称这个
1 2
1 x2 解 先用除法的导数公式,遇到复合时,再 用复合函数求导法则.
y ( x ) 1 x 2 x ( 1 x 2 ) ( 1 x 2 )2 1 2x 2 1 x x 2 2 1 x 1 x2 (1 x 2 ) x 2 1 . 3 2 2 1 x (1 x ) (1 x 2 ) 2
导数的计算(一轮复习)
5.曲线 y=9x在点 M(3,3)处的切线方程是 x+y-6=0 . 解析 ∵y′=-x92, ∴y′|x=3=-1, ∴过点(3,3)的斜率为-1的切线方程为y-3=-(x-3), 即x+y-6=0.
12345
10.已知抛物线 y=x2,求过点-12,-2且与抛物线相切的直线方程.
12345
2.已知 f(x)
解析
f(x)=
x,得
f′(x)=
1
-
x
1
2,
2
∴
f
8 =
1
-
8
1 2
2
2
8
12345
D.-1
3.(多选)下列结论正确的是
√A.若 y=3,则 y′=0 √C.若 y= x,则 y′=21 x
B.若
y=
1 ,则 x
y′=-12
x
√D.若 y=x,则 y′=1
解析 只有B是错误的.
因为y
1 x
'
1
x2
'
1 2
3
x2
1 2x
x
12345
4.已知 f(x)=ln x 且 f′(x0)=x120,则 x0= 1 .
解析 因为f(x)=ln x(x>0), 所以 f′(x)=1x, 所以 f′(x0)=x10=x120, 所以x0=1.
一点的函数值
思考辨析 巩固知识
1.函数在某点处的导数f′(x0)是一个常数.( √ )
2.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.
(√ ) 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.( × )
导数与定积分(一):高考数学一轮复习基础必刷题
导数与定积分(一):高考数学一轮复习基础必刷题姓名:___________��班级:___________��学号:___________一、单选题1.已知991001101,,ln100100a b e c -===,则,,a b c 的大小关系为()A .a b c <<B .a c b <<C .c a b<<D .b a c<<2.曲线sin y x =,[0,2]x πÎ与x 轴所围成的面积是()A .0B .2C .4D .π3.已知某商品的进价为4元,通过多日的市场调查,该商品的市场销量y (件)与商品售价x (元)的关系为e x y -=,则当此商品的利润最大时,该商品的售价x (元)为()A .5B .6C .7D .84.21232x dx x -+=+⎰()A .22ln +B .32ln -C .62ln -D .64ln -5.数列{}n a 为等差数列,且2020202204a a x π+=⎰,则()2021201920212023a a a a ++=()A .1B .3C .6D .126.我国著名数学家华罗庚先生曾说:“数缺形时少直观,形缺数时难入微,数形结合百般好,隔离分家万事休.”在数学的学习和研究中,常用函数的图像来研究函数的性质,也常用函数的解析式来琢磨函数图像的特征,如函数2()af x x x=+(a R ∈)的图像不.可能..是()A .B .C .D .7.设函数()()211ln 2f x x a x a x =-++有两个零点,则实数a 的取值范围为()A .()1,0-B .1,02⎛⎫- ⎪⎝⎭C .()0,1D .10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭8.已知21232m x dx =-⎰,则4()(2)m m x y x y ++-中33x y 的系数为()A .80-B .40-C .40D .80二、填空题9.211x dx x ⎛⎫+= ⎪⎝⎭⎰=________.10.若211(2)3ln 2mx dx x+=+⎰,则实数m 的值为____________.11.设R a ∈,若不等式ln xa x>在()1,x ∈+∞上恒成立,则a 的取值范围是______.三、解答题12.已知函数21(log )f x x x=-(1)求()f x 的表达式;(2)不等式2(2)()0t f t mf t +≥对于[1,2]t ∈恒成立,求实数m 的取值范围.13.求由曲线2y x=与直线3x y +=所围图形的面积.14.已知函数3()2f x x ax b =++在2x =-处取得极值.(1)求实数a 的值;(2)若函数()y f x =在[0,4]内有零点,求实数b 的取值范围.15.已知函数()ln f x ax x x =+的图像在e x =(e 为自然对数的底数)处取得极值.(1)求实数a 的值;(2)若不等式()(1)f x k x >+在[e,)+∞恒成立,求k 的取值范围.参考答案:1.C 【解析】【分析】利用两个重要的不等式1x e x ≥+,ln 1≤-x x 说明大小即可【详解】先用导数证明这两个重要的不等式①1x e x ≥+,当且仅当0x =时取“=”()1x y e x =-+'1x y e =-()',0,0x y ∈-∞<,函数递减,()'0,,0x y ∈+∞>函数递增故0x =时函数取得最小值为0故1x e x ≥+,当且仅当0x =时取“=”②ln 1≤-x x ,当且仅当1x =时取“=”()ln 1y x x =--'11y x=-()'0,1,0x y ∈>,函数递增,()'1,,0x y ∈+∞<函数递减,故1x =时函数取得最大值为0,故ln 1≤-x x ,当且仅当1x =时取“=”故991009911100100e->-+=1011011ln 1100100100c =<-=故选:C 2.C 【解析】根据积分的几何意义化为求20sin (sin )S xdx x dx πππ=+-⎰⎰可得结果.【详解】曲线sin y x =,[0,2]x πÎ与x 轴所围成的面积20sin (sin )S xdx x dx πππ=+-⎰⎰20cos cos x xπππ=-+(cos cos 0)cos 2cos πππ=--+-(11)1(1)=---+--4=.故选:C 【点睛】结论点睛:由上下两条连续曲线2()y f x =与1()y f x =及两条直线x a =与x b =()b a >所围成的平面图形的面积为[]21()()baS f x f x dx =-⎰.3.A 【解析】【分析】根据题意求出利润函数的表达式,结合导数的性质进行求解即可.【详解】根据题意可得利润函数()()4e xf x x -=-,()e x f x -'=()()4e 5e x x x x ----=-,当5x >时,0,()f f x '<单调递减,当05x <<时,0,()f f x '>单调递增,所以当5x =时,函数()f x 取最大值,故选:A .4.D 【解析】先求出不定积分,再代入上下限来求定积分.【详解】由题,2211231d 2d 22x x x x x --+⎛⎫=- ⎪++⎝⎭⎰⎰21[2ln(2)]x x -=-+(4ln 4)(2ln1)6ln 4=----=-.故选:D 【点睛】本题考查定积分的运算,属于基础题.【解析】【分析】根据定积分的几何意义求20202022a a +,再应用等差中项的性质求目标式的值.【详解】∵0x ⎰表示半径为2的四分之一圆面积(处于第一象限),∴20202022044a a x π+==⎰,又{}n a 为等差数列,∴20212020202224a a a =+=,则()220212019202120232021312a a a a a ++==.故选:D.6.A 【解析】【分析】根据函数的奇偶性,分类0a =,0a <和0a >三种情况分类讨论,结合选项,即可求解.【详解】由题意,函数2()()af x x a R x=+∈的定义域为(,0)(0,)x ∈-∞⋃+∞关于原点对称,且()()f x f x -=,所以函数()f x 为偶函数,图象关于原点对称,当0a =时,函数2()f x x =且(,0)(0,)x ∈-∞⋃+∞,图象如选项B 中的图象;当0a <时,若0x >时,函数2()a f x x x =+,可得322()0x af x x-'=>,函数()f x 在区间(0,)+∞单调递增,此时选项C 符合题意;当0a >时,若0x >时,可得2()a f x x x =+,则3222()2a x af x x x x -'=-=,令()0f x '=,解得x =当x ∈时,()0f x '<,()f x 单调递减;当)x ∈+∞时,()0f x '>,()f x 单调递增,所以选项D 符合题意.故选:A.【解析】【分析】求出导函数()()()1x x a f x x--'=,分a 的符号,以及a 与1的大小关系讨论函数的单调性,从而分析其零点情况,得出答案.【详解】由()()211ln 2f x x a x a x =-++()0x >,则()()()()11x x a a f x x a x x--'=-++=,①0a <时,()f x 在()0,1上递减,在()1,+∞上递增,0x →时,()f x →+∞,x →+∞时,()f x →+∞,所以,要使函数()f x 有2个零点,则()10f <,所以有102a -<<,②0a =时,()212f x x x =-在()0,∞+上只有1个零点,不符合题意,③01a <<时,()f x 在()0,a 上递增,在(),1a 上递减,在()1,+∞上递增,因为()21ln 02f a a a a a =--+<,所以()f x 在()0,∞+上不可能有2个零点,不符合题意,④1a =时,()f x 在()0,∞+上递增,不可能有2个零点,不符合题意,⑤1a >时,()f x 在()0,1上递增,在()1,a 上递减,在(),a +∞上递增,因为()1102f a =--<,所以()f x 在()0,∞+不可能有2个零点,综上,1,02a ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,方程()f x 有两个零点.故选:B .8.C 【解析】【分析】先计算积分得到m =1,利用二项式展开式对33x y 的构成进行分类,求出33x y 的系数.【详解】32232222213321122322(32)2(32)2[(3)|]2[(3)|]1m x dx x dx x dx x x x x =-=-+-=-+-=⎰⎰⎰,则45()(2)()(2)m m x y x y x y x y ++-=+-,5(2)x y -的通项公式555155(2)()(1)2r r r r r r r r r T C x y C x y ---+=⋅⋅-=-⋅⋅⋅⋅,则两个通项公式为5615(1)2r r r r r r x T C x y --+⋅=-⋅⋅⋅⋅,当3r =时3335440C x y -⋅⋅=-,55115(1)2r r r r r r y T C x y --++⋅=-⋅⋅⋅⋅,当2r =时2335880C x y ⋅⋅=,则33x y ⋅的系数为408040-+=.故选:C.【点睛】方法点睛:在与二项式定理有关的问题中,主要表现为一项式和三项式转化为二项式来求解;若干个二项式积的某项系数问题转化为乘法分配律问题.9.3ln 2+2【解析】【分析】直接利用微积分基本原理求211x dx x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎰的值.【详解】根据题意得211x dx x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎰=221113ln |ln 22(0)ln 2222x x +=+-+=+.故答案为3ln2+2【点睛】本题主要考查微积分基本原理求定积分,意在考查学生对该知识的掌握水平和分析推理能力.10.1【解析】【分析】先求12mx x+的原函数()F x ,再令(2)(1)3ln 2F F -=+即可.【详解】易得12mx x+的原函数2()ln F x x mx =+,所以211(2)(2)(1)3ln 2mx dx F F x +=-=+⎰,即ln 243ln 2m m +-=+,故1m =故答案为1【点睛】本题主要考查定积分的基本运算,属于基础题型.11.1e>a 【解析】【分析】构造ln ()xf x x=,利用导数求其最大值,结合已知不等式恒成立,即可确定a 的范围.【详解】令ln ()xf x x=,则21ln ()x f x x -'=且()1,x ∈+∞,若()0f x '>得:1e x <<;若()0f x '<得:e x >;所以()f x 在(1,e)上递增,在(e,)+∞上递减,故1()(e)ef x f ≤=,要使ln xa x >在()1,x ∈+∞上恒成立,即1e>a .故答案为:1e>a .12.(1);(2).【解析】【详解】试题分析:(1)令,利用换元法进行求解;(2)分离参数,将不等式恒成立问题转化为求函数的最值问题.试题解析:(1)令,则,则,即;(2)22112(2)(222t t tt tm o -+-≥即1112(2)(2(20222t tt t t t tm +-+-≥1[1,2],202t tt ∈-> 2(21)t m ∴≥-+所以对于上恒成立;因为,即,所以考点:1.函数的解析式;2.不等式恒成立问题.13.32ln 22-.【解析】【分析】联立方程组,求得积分上限和下限,结合微积分基本定理,即可求解.【详解】由方程组32x y y x +=⎧⎪⎨=⎪⎩,解得1x =或2x =,由定积分的几何意义,可得面积为2221123=[(3)](32ln )|2ln 222x S x dx x x x --=--=-⎰.14.(1)6a =-;(2)1616b - .【解析】【分析】(1)由题意可得(2)1220f a -=+=',从而可求出a 的值;(2)先对函数求导,求得函数的单调区间,从而可由函数的变化情况可知,要函数()y f x =在[0,4]内有零点,只要函数在[0,4]内的最大值大于等于零,最小值小于等于零,然后解不等式组可得答案【详解】解:(1)23()32,()2f x x a f x x ax b =+=++'在2x =-处取得极值,∴(2)1220f a -=+=',∴6a =-.经验证6a =-时,()f x 在2x =-处取得极值.(2)由(1)知32()12,()3123(2)(2)f x x x b f x x x x =-+=-=-+',∴()y f x =极值点为2,2-.将x ,()f x ,()'f x 在[0,4]内的取值列表如下:x0(0,2)2(2,4)4()'f x /-0+/()f x b极小值16b -16b +由此可得,()y f x =在[0,4]内有零点,只需max min ()160,()160,f x b f x b =+⎧⎨=-⎩∴1616b -.15.(1)2a =-(2)ee 1k <-+【解析】【分析】(1)由(e)0f '=求得a 的值.(2)由()(1)f x k x >+分离常数k ,通过构造函数法,结合导数求得k 的取值范围.(1)因为()ln f x ax x x =+,所以()ln 1f x a x '=++,因为函数()ln f x ax x x =+的图像在点e x =处取得极值,所以(e)20f a '=+=,2a ∴=-,经检验,符合题意,所以2a =-;(2)由(1)知,()2ln f x x x x =-+,所以()1f x k x <+在[e,)+∞恒成立,即2ln 1x x x k x -+<+对任意e x ≥恒成立.令2ln ()1x x xg x x -+=+,则2ln 1()(1)x x g x x +-'=+.设()ln 1(e)h x x x x =+-≥,易得()h x 是增函数,所以min ()(e)e 0h x h ==>,所以2ln 1()0(1)x x g x x +-'=>+,所以函数()g x 在[e,)+∞上为增函数,答案第9页,共9页则min e ()(e)e 1g x g ==-+,所以e e 1k <-+.。
求导数基础一
求导数 1.导数的几何意义函数在点的导数的几何意义:表示函数曲线在点处的切线的斜率(导数的几何意义是该函数曲线在这一点上的切线斜率)例如:y = 2x 的导数y ’= 2y = -2x 的导数y ’= - 2同样y = -2x+3 的导数也是 -22.几个常见函数的导数(背,灵活运用)①'C 0=; 常数的导数为0②1')(-=n n nx x ; 例如:(X 3)=3X 2③x x cos )(sin '=;④x x sin )(cos '-=;⑤a a a x x ln )('=; 例如:(3x )=3x ln 3⑥x x e e =')(;⑦a x x a ln 1)(log '=; 例如:(log 5 X)=1 / X ln5 ⑧xx 1)(ln '=3.导数的运算法则(背,灵活运用)(1)'''()u v u v ±=±.(2)'''()uv u v uv =+. (3)'''2()(0)u u v uv v v v -=≠.例如:求y=sinx+cosx 的导数y =(sinx+cosx)=(sinx)+(cosx)= cosx+(-sinx) = cosx-sinx运用导数的运算法则第一个公式'''()u v u v ±=± 运用常用函数导数第三、四个公式x x cos )(sin '= ;x x sin )(cos '-=4.复合函数求导方法(灵活运用x u x y y u '''=⋅)复合函数都是由基本函数组成的,例如y = 2x 是基本的函数,y = e x 也是基本的函数,而y = e 2X 为复合函数复合函数(())y f g x =的导数和函数(),()y f u u g x ==的导数间的关系x u x y y u '''=⋅,即y 对x 的导数等于y 对u 的导数与u 对x 的导数的乘积.解题步骤:分层—层层求导—作积还原.例如:求y = e 2X 的导数此函数为复合函数设y = e u , U=2X公式x u x y y u '''=⋅= (e u )* (2X)(e u )我们已经知道了(常见函数导数第六个)所以(e u )= e u(2X)就是他的斜率,等于2所以x u x y y u '''=⋅= (e u )* (2X)= e u * 2把U=2X 带进去所以x u x y y u '''=⋅= (e u )* (2X)= e u * 2 = 2e 2x作业:一.求y=xsinx 的导数二.求y=sinx/x 的导数三.求y = sin (6x+1)的导数四.求y = ln (sinx )的导数五.求函数y=2e 2x 的导数。
1.导数复习课件
导数复习第一讲
高二数学组
导数知识点回顾 1导数的物理意义
s t vt vt at
k f x0
2某点处导数的几何意义 这一点处的导数即为这一点 处切线的斜率
3:某点处导数的定义 当 Dx 0 时
4:常见函数的导数:
c 0
3 a 2
课堂练习:
3.若函数 y ax 1在 R 内 是减函数,则 a的范围(a 0 )
3
y 变式:若将函数改为
则结果为(a 0 )
ax x
3
4.函数f x 2 x sin x在 , 上( A ) A.是增函数 B.是减函数 C.有最大值 D.有最小值 分析: y 2 cos x 1,3
A. f( x )g( x ) > f( b )g( b )
B. f( x )g( a ) > f( a )g( x ) C. f( x )g( b ) > f( b )g( x )
D. f( x )g( x ) > f( a )g( a )
1 2 例3.若函数f x x x bx c 2
7.
以上几题是考查导数的运算及几何意 义。 下面来借助导数研究函数的单调性问 题……..
导数在研究函数中的应用
1.函数的单调性: f x 增函数 f x 0 f x 减函数 f x 0 注:若函数f(x)在区间a, b内单调 增函数,则 f x 0 若函数f(x)在区间 a, b内单调 减函数,则 f x 0
(6)(sinx )
'
x
cos x
(7) cosx sin x
导数1
导数复习(1)1.导数的概念(1)函数y =f(x)在x =x 0处的导数称函数y =f(x)在x =x 0处的瞬时变化率lim Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx=lim Δx →0 ΔyΔx 为函数y =f(x)在x =x 0处的导数,记作f′(x 0)或y′|x =x0,即f′(x 0)=lim Δx →0Δy Δx =lim Δx →0 f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx. (2)导数的几何意义函数f(x)在点x 0处的导数f′(x 0)的几何意义是在曲线y =f(x)上点P(x 0,y 0)处的切线的斜率(瞬时速度就是位移函数s(t)对时间t 的导数).相应地,切线方程为y -y 0=f′(x 0)(x -x 0).(3)函数f(x)的导函数:称函数f′(x)=lim Δx →0f (x +Δx )-f (x )Δx为f(x)的导函数.2.基本初等函数的导数公式3.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)⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )](g (x )≠0). 4.复合函数的导数复合函数y =f (g (x ))的导数和函数y =f (u ),u =g (x )的导数间的关系为y x ′=y u ′·u x ′,即y 对x 的导数等于y 对u 的导数与u 对x 的导数的乘积. 5.导数运算的技巧(1)要准确地把函数分割为基本函数的和、差、积、商及其复合运算的形式,再利用运算法则求导数;(2)对于不具备求导法则结构形式的,要适当恒等变形,转化为较易求导的结构形式,再求导数.但必须注意变形的等价性,避免不必要的运算失误.对数函数的真数是根式或者分式时,可用对数的运算性质将真数转化为有理式或整式,然后再求解比较方便;当函数表达式含有三角函数时,可优先考虑利用三角公式进行化简后再求导.(3)复合函数的求导,要正确分析函数的复合层次,通过设中间变量,确定复合过程,然后求导一、变化率与导数(3.24发,3.26晚收) 1、若'0()3f x =-,则000()()limh f x h f x h h→+--=( )A .-3B .-6C .-9D .-122、已知函数21y x =+的图象上一点(1,2)及邻近一点(1,2)x y +∆+∆,则yx∆∆等于( ) A .22()x +∆ B .2x +∆ C .2x D .23、设)(x f 在0x x =处可导,且1)()3(lim000=∆-∆+→∆xx f x x f x ,则)(0x f '= ( )A .1B .0C .3D .314、函数)(x f y =在点(x 0,y 0)处的切线方程为12+=x y ,则xx x f x f x ∆∆--→∆)2()(lim 000等于( )A .-4B .-2C .2D .4 5、已知函数()1f x =,则0(1)(1)limx f x f x∆→-∆-∆的值为( )A .13-B. 13C. 23D. 0 6、一物体的运动方程为225s t t =-+,其中s 的单位是米,t 的单位是秒,那么物体在4秒末的瞬时速度是( )A .8米/秒 B .7米/秒 C .6米/秒 D .5米/秒 7、设函数)(x f 在0x x =处可导,则hx f h x f h )()(lim000-+→ ( )A .仅与x 0有关而与h 无关B .仅与h 有关而与x 0无关C .与x 0,h 都有关D .与x 0、h 均无关8、已知f(x)=aln(x+1)-x 2在区间(0,1)内任取两个实数p 、q ,且p ≠q ,不等式qp q f p f -+-+)1()1(>1恒成立,则实数a 的取值范围为( )A .(-∞,15]B .[15,+∞)C .(-12,15]D .(12,30] 9、设()f x 为可导函数,且满足()()1212limx f x f x∆→+∆-=-∆,则函数()y f x =在1x =处的导数为( )A .1 B .1- C .1或1- D .以上答案都不对 10、若()0'3,f x =-则()()0003limh f x h f x h h→+--=( )A .3-B .12-C .9-D .6-二、求下列各函数的导数(其中a,b 为常数)235y x x =-+(1)1y x =+(2)2222x y x =+(3)3y =(4) 11-x +11+x (6) (y x =+(7) ()()y x a x b =-- (8)ln y x x = (10)ln ny x x=11.log a y =(12)11x y x +=- (13)251xy x=+(14)232x y x x =-- (15)sin cos y x x x =+ (16)1cos xy x=-(17)5sin 1cos x y x=+ (18)25(1)y x =+ (22) 2log (1)a y x =+(23) sin y nx = (24) sin n y x = (25) sin ny x =(26)y =x nlg x ; (27)y =1x +2x 2+1x 3; (28)y =ln 2x -12x +1.三、导数的几何意义1、已知曲线y =ln x 的切线过原点,则此切线的斜率为( )A .eB .-e C.1e D .-1e2、曲线y =x 3-2x 在(1,-1)处的切线方程为( )A .x -y -2=0B .x -y +2=0C .x +y -2=0D .x +y +2=03、设曲线y =ax -ln x 在点(1,0)处的切线方程为y =2x ,则a =( )A .0B .1C .2D .34、设a ∈R ,函数f (x )=e x +a ·e -x的导函数是f ′(x ),且f ′(x )是奇函数.若曲线y =f (x )的一条切线的斜率是32,则切点的横坐标为( )(最后一步换元法)A .ln 2B .-ln 2 C.ln 22 D .-ln 225、线y =32x 2+x -12的某一切线与直线y =4x +3平行,则切线方程为________.6、若曲线y =e -x上点P 处的切线平行于直线2x +y +1=0,则点P 的坐标是________. 7.已知曲线y =x 22-3ln x 的一条切线的斜率为2,则切点的横坐标为( )A .3B .2C .1D.128. 设曲线y =1+cos x sin x 在点⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,1处的切线与直线x -ay +1=0平行,则实数a 等于( )A .-1B.12C .-2D .2 9知函数f (x )=x 3+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;(3)如果曲线y =f (x )的某一切线与直线y =-14x +3垂直,求切点坐标与切线的方程.10.已知曲线y =1x.(1)求该曲线过点A (1,0)的切线方程;(2)求满足斜率为-13的该曲线的切线方程.四、导数的单调性(3.26晚发,3.28早收)(1)f ′(x )≥0⇔f (x )在(a ,b )上为增函数.f ′(x )≤0⇔f (x )在(a ,b )上为减函数.(2)注意:由函数f (x )在区间[a ,b ]内单调递增(或递减),可得f ′(x )≥0(或≤0)在该区间恒成立,而不是f ′(x )>0(或<0)恒成立,“=”不能少. (3)导数法求函数单调区间的一般步骤:(1)确定函数f (x )的定义域;(2)求导数f ′(x );(3)在函数f (x )的定义域内解不等式f ′(x )>0和f ′(x )<0; (4)根据(3)的结果确定函数f (x )的单调区间.1.若函数y =cos x +ax 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2上是增函数,则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,-1] B .(-∞,1] C .[-1,+∞) D .[1,+∞) 2.若f (x )=ln xx,e<a <b ,则( )A .f (a )>f (b )B .f (a )=f (b )C .f (a )<f (b )D .f (a )f (b )>1 3若函数f (x )=kx -ln x 在区间(1,+∞)单调递增,则k 的取值范围是( )A .(-∞,-2]B .(-∞,-1]C .[2,+∞)D .[1,+∞) 4.下列函数中,为增函数的是( )A .y =-1x 2B .y =x 3+x 2+x C .y =lg|x | D .y =x +1x5.已知a ≥0,函数f (x )=(x 2-2ax )e x,若f (x )在[-1,1]上是单调减函数, 则a 的取值范围是( )A .0<a <34 B.12<a <34 C .a ≥34D .0<a <126.函数f (x )=1+x -sin x 在(0,2π)上的单调情况是________.7.若函数f (x )=13x 3-32x 2+ax +4恰在[-1,4]上单调递减,则实数a 的值为________.8.若函数f (x )=x 3-12x 在区间(k -1,k +1)上不是单调函数,则实数k 的取值范围是________.9.函数f (x )=e x-x 的单调递增区间是________.10.已知f (x )=x 3-ax 在[1,+∞)上是增函数,则a 的最大值是________.11.设()3221f x x ax bx =+++的导数为()'f x ,若函数()'y f x =的图象关于直线12x =-对称,且()'10f =.(1)实数,a b 的值; (2)求函数()f x 的单调区间.12.已知函数f (x )=x 4+a x -ln x -32,其中a ∈R ,且曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线垂直于直线y =12x . (1)求a 的值; (2)求函数f (x )的单调区间.13设函数f (x )=x (e x-1)-12x 2,求f (x )的单调区间.14.已知函数f (x )=ln x -ax (a ∈R ),求函数f (x )的单调区间.15、设函数()21ln 2f x x x =-.讨论函数()f x 的单调性;16(已知函数f (x )=2x 2-ax +ln x 在其定义域上不单调,求实数a 的取值范围.17已知函数f (x )=x 2+2a ln x (a ≠0).①若函数f (x )的图象在点(2,f (2))处的切线斜率为2,求实数a 的值;②若函数g (x )=2x+f (x )在[1,2]上是减函数,求实数a 的取值范围.五、极值与最值 1.函数的极值函数y =f (x )在点x =a 的函数值f (a )比它在点x =a 附近其他点的函数值都小,f ′(a )=0;而且在点x =a 附近的左侧f ′(x )<0,右侧f ′(x )>0,则点a 叫做函数y =f (x )的极小值点,f (a )叫做函数y =f (x )的极小值.函数y =f (x )在点x =b 的函数值f (b )比它在点x =b 附近其他点的函数值都大,f ′(b )=0;而且在点x =b 附近的左侧f ′(x )>0,右侧f ′(x )<0,则点b 叫做函数y =f (x )的极大值点,f (b )叫做函数y =f (x )的极大值.极大值点、极小值点统称为极值点,极大值、极小值统称为极值. 2.函数的最值(1)在闭区间[a ,b ]上连续的函数f (x )在[a ,b ]上必有最大值与最小值. (2)若函数f (x )在[a ,b ]上单调递增,则f (a )为函数的最小值,f (b )为函数的最大值;若函数f (x )在[a ,b ]上单调递减,则f (a )为函数的最大值,f (b )为函数的最小值. 1. 已知a 是函数()312f x x x =-的极小值点,则a =( )A .-4B .-2C .4D .22、函数()f x 的定义域为开区间(,)a b ,导函数'()f x 在(,)a b 内的图象如图所示,则函数()f x 在开区间(,)a b 内有极小值点( )A .1个B .2个 C. 3个 D .4个3设函数()313f x x x m =-+的极大值为1,则函数()f x 的极小值为( )A.13- B.1- C.13D.14已知函数322()f x x ax bx a =+++在1x =处有极值10,则(2)f 等于( ) A .11或18 B .11 C .18 D .17或185.函数3211()32f x x x cx d =-++有极值,则c 的取值范围为( )A .14c < B .14c ≤ C.14c ≥ D .14c >6已知函数()()221xf x ae x a x =--+,若函数()f x 在区间()0,ln 2上有最值,则实数a 的取值范围是( )A .(),1-∞- B .()1,0- C. ()2,1-- D .()(),00,1-∞ 7函数33y x x =-在[]1,2-上的最小值为( )A .2B .-2C .0D .-48函数xy xe -=,[0,4]x ∈的最小值为( )A .0B .1e C.44e D .22e9若函数()ln a f x x x =+在区间[]1e ,上最小值为32,则实数a 的值为( ) A.322eD.非上述答案 10知函数b kx kx x f +-=233)(在区间]2,2[-上的最大值为3,最小值为-17,求b k ,的值11函数()34f x ax bx =-+,当2x =时,函数()f x 有极值为43-. (1)求函数()f x 的解析式;(2)若()f x k=有3个解,求实数k 的取值范围.12已知函数f (x )=xlnx .(1)求函数f (x )的极值点; (2)设函数g (x )=f (x )-a (x -1),其中a∈R,求函数g (x )在区间[1,e]上的最小值.(其中e 为自然对数的底数).13已知函数(),0xf x e ax a =->.(1)记()f x 的极小值为()g a ,求()g a 的最大值; (2)若对任意实数x 恒有()0f x ≥,求()f a 的取值范围.。
导数(一):高考数学一轮复习基础必刷题
导数(一):高考数学一轮复习基础必刷题姓名:___________��班级:___________��学号:___________一、单选题1.已知2()ln 1f x x x =+,则曲线()y f x =在1x =处的切线方程为()A .y x=-B .y x=C .2y x =-+D .2y x =-2.下列求导运算正确的是()A .2111x x x '⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭B .()21log ln 2x x '=C .()333log ex x '=D .()2cos 2sin x x x x '=-3.设函数()431f x x x =+-,则()'1f =()A .4B .5C .6D .74.函数()25xf x e x =-+的图像在点()()0,0f 处的切线方程是()A .60x y +-=B .60x y --=C .60x y ++=D .60x y -+=5.函数()f x 的图象如图所示,则不等式(2)()0x f x '+<的解集()A .(,2)(1,1)-∞--B .()(,2)1,2-∞-⋃C .(,2)(1,)-∞-+∞ D .()2,1(1,)--⋃+∞6.若函数()sin f x x t x =+在0,3π⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增,则实数t 的取值范围是()A .(1,)+∞B .(2,)-+∞C .[2,)-+∞D .[1,)-+∞7.函数()()22xf x x x e =-的图象大致是()A .B .C .D .8.已知奇函数()f x 是定义在R 上的可导函数,()f x 的导函数为()'f x ,当0x >时,有2()()0f x xf x '+>,则不等式2(2022)(2022)4(2)0x f x f +++<的解集为()A .(),2020∞--B .(,2024)-∞-C .(2020,)-+∞D .(2024,)-+∞二、填空题9.已知函数()2sin f x x x =-,当[]0,1x ∈时,函数()y f x =的最大值为_______.10.设函数()f x 的导函数为()f x ',已知函数()cos 22f x x xf π⎛⎫'=+ ⎪⎝⎭,则2f π⎛⎫'= ⎪⎝⎭______.11.若函数()ln f x x =和()()2R g x x ax a =+∈的图象有且仅有一个公共点P ,则g (x )在P 处的切线方程是_________.三、解答题12.已知函数f (x )=x 3+ax +b 的图象是曲线C ,直线y =kx +1与曲线C 相切于点(1,3).(1)求函数f (x )的解析式;(2)求函数f (x )的递增区间.13.已知函数32()3x f x x =+.(I)求()f x 的减区间;(II)当[1,1]x ∈-时,求()f x 的值域.14.求下列函数的导数:(1)()sin f x x x =+;(2)()23cos f x x x x =+.15.已知函数()e ln 3xf x x x =+.(1)求()f x 的导数()f x ';(2)求函数()f x 的图象在点()()1,1f 处的切线方程.参考答案:1.B 【解析】对函数()f x 求导,求出(1),(1)f f ',由直线点斜式方程形式,求出切线方程【详解】因为()2ln f x x x x '=+,(1)1,(1)1f f '==,所以曲线()y f x =在1x =处的切线方程为y x =.故选:B 【点睛】本题考查导数的几何意义,考查求曲线的切线方程,属于基础题.2.B 【解析】【分析】直接利用导数公式计算判断即可.【详解】对于A 答案:2111x x x '⎛⎫+=- ⎪⎝⎭,故A 错误.对于B 答案:()21log ln 2x x '=,故B 正确.对于C 答案:()33ln 3x x '=,故C 错误.对于D 答案:()()()''2222cos cos cos 2cos sin x x x x x x x x x x '=+=-,故D 错误.故选:B 3.D 【解析】【分析】求出函数的导数,将x =1代入即可求得答案.【详解】()343f x x ='+,故()'1437f =+=,故选:D.4.A 【解析】求导()e 2xf x '=-,再分别求得()0f ',()0f ,由点斜式写出切线方程.【详解】由题意可得()e 2xf x '=-,则()0121f '=-=-.因为()e 25xf x x =-+,所以()0156f =+=,则所求切线方程是6y x -=-,即60x y +-=.故选:A 5.A 【解析】【分析】先通过原函数的单调性判断导函数的正负,在判断(2)()x f x '+的正负即可【详解】由函数()f x 的单调性可得,在()(),1,1,∞∞--+上()0f x '>,在()1,1-上()0f x '<又因为2x +在()2-∞,-为负,在()2-+∞,为正故(2)()0x f x '+<的区间为(,2)(1,1)-∞-- 故选:A 6.D 【解析】【分析】由题设,函数区间单调性有()0f x '≥,即1cos t x ≥-在0,3π⎛⎫⎪⎝⎭恒成立,根据1cos y x=-的区间最值求t 的范围.【详解】由题意知:()1cos 0f x t x '=+≥在0,3π⎛⎫⎪⎝⎭恒成立,∴1cos t x ≥-在0,3π⎛⎫ ⎪⎝⎭恒成立,而1cos y x =-在0,3π⎛⎫⎪⎝⎭递减,则1y <-,∴1t ≥-即可.故选:D.7.A 【解析】【分析】由函数()f x 有两个零点排除选项C ,D ;再借助导数探讨函数()f x 的单调性与极值情况即可判断作答.【详解】由()0f x =得,0x =或2x =,选项C ,D 不满足;由()()22e xf x x x =-求导得2()(2)e x f x x '=-,当x <x >时,()0f x '>,当x <时,()0f x '<,于是得()f x 在(,-∞和)+∞上都单调递增,在(上单调递减,()f x 在x =x B 不满足,A 满足.故选:A 8.B 【解析】【分析】根据给定的不等式构造函数2()()g x x f x =,再探讨函数()g x 的性质,借助性质解不等式作答.【详解】依题意,令2()()g x x f x =,因()f x 是R 上的奇函数,则22()()()()()g x x f x x f x g x -=--=-=-,即()g x 是R 上的奇函数,当0x >时,2()2()()[2()()]0g x xf x x f x x f x xf x '''=+=+>,则有()g x 在(0,)+∞单调递增,又函数()g x 在R 上连续,因此,函数()g x 在R 上单调递增,不等式2(2022)(2022)4(2)0x f x f +++<(2022)(2)0(2022)(2)g x g g x g ⇔++<⇔+<-,于是得20222x +<-,解得2024x <-,所以原不等式的解集是(,2024)-∞-.故选:B 9.2sin1-【解析】【分析】对函数进行求导,判断单调性,求出函数的最大值.【详解】因为'()2cos 0f x x =->,所以函数()2sin f x x x =-是R 上的增函数,故当[]0,1x ∈时,函数()y f x =的最大值为(1)2sin1f =-.【点睛】本题考查了利用导数判断函数的单调性,求函数的最大值问题.10.1【解析】【分析】首先求出函数的导函数,再令2x π=代入计算可得;【详解】解:因为()cos 22f x x xf π⎛⎫'=+ ⎪⎝⎭,所以()sin 22f x x f π⎛⎫''=-+ ⎪⎝⎭,所以sin 2222f f πππ⎛⎫⎛⎫''=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得12f π⎛⎫'= ⎪⎝⎭;故答案为:111.1y x =-【解析】【分析】由()()0f x g x -=分离常数a ,结合导数求得a 的值,进而通过切点和斜率求得切线方程.【详解】由()()2ln 0f x g x x x ax -=--=(0x >),分离常数a 得2ln x x a x-=,令()()2ln ,11x x h x h x-==-,()2'21ln x xh x x --=,令()()()21ln 0,10m x x x x m =-->=,()'120m x x x=--<,所以()m x 在()0,∞+上递减.所以当()0,1x ∈时,()()'0,h x h x >递增;当()1,x ∈+∞时,()()'0,h x h x <递减,所以()()11h x h ≤=-,所以1a =-,且()1,0P .()()()2'',21,11g x x x g x x g =-=-=,所以切线方程为1y x =-.故答案为:1y x =-12.(1)f (x )=x 3﹣x +3(2)递增区间(﹣∞,3-),(3,+∞)【解析】【分析】(1)利用切点在切线上,可求出k ,再利用导数的几何意义可求出a ,然后由()13f =即可求出b ,从而得到函数的解析式;(2)由()0f x '>即可求出.(1)∵切点为(1,3),∴k +1=3,得k =2,∵f '(x )=3x 2+a ,∴f '(1)=3+a =2,得a =﹣1,则f (x )=x 3﹣x +b ,由f (1)=3得b =3.∴f (x )=x 3﹣x +3.(2)因为()33f x x x =-+,可得f ′(x )=3x 2﹣1,令3x 2﹣1>0,解得x <或x所以函数f (x )的递增区间(﹣∞,3-),+∞).13.(I)(2,0)-(II)4[0,3【解析】【分析】(I)对函数进行求导,求出导函数小于零时,x 的取值范围即可.(II)利用导数求出函数的增区间,结合(1),判断当[]1,1x ∈-时,函数的单调性,然后求出最值.【详解】解:(I)由函数()323x f x x =+,求导()22f x x x'=+当()220f x x x =+<',解得()2,0x ∈-即()f x 的减区间()2,0-(II)当()220f x x x =+>',解得()(),20,x ∈-∞-⋃+∞即()f x 在[]1,0-上递减,在[]0,1上递增()()()(){}0max 1,1f f x f f ≤≤-故()f x 的值域40,3⎡⎤⎢⎥⎣⎦【点睛】本题考查了利用导数研究函数的单调性及在闭区间上的最值问题.14.(1)()cos 1f x x '=+;(2)()6cos sin f x x x x x '=+-.【解析】【分析】(1)根据导数的加法运算法则,结合常见函数的导数进行求解即可;(2)根据导数的加法和乘法的运算法则,结合常见函数的导数进行求解即可.(1)()()sin cos 1f x x x x '''=+=+;(2)()()()()23cos 6cos cos 6cos sin f x x x x x x x x x x x x x '''''=+=++=+-.15.(1)1(ln )3e (xx x xf +'+=;(2)(e 3)e y x =+-.【解析】【分析】(1)利用基本初等函数的导数公式及求导法则直接计算作答.(2)求出()1f ',再利用导数的几何意义求出切线方程作答.(1)函数()e ln 3xf x x x =+定义域为(0,)+∞,所以函数()e ln e 11(3e ln )3x x xx x f x x x⋅+'=+=++.(2)由(1)知,(1)3e f '=+,而(1)3f =,于是得3(e 3)(1)y x -=+-,即(e 3)e y x =+-,所以函数()f x 的图象在点()()1,1f 处的切线方程是(e 3)e y x =+-.。
导数的计算(一)
2:
(1)已知y x , 求f (1). x2
(2)已知y 2x3 , 求f (2).
导数的运算法则:
法则1:两个函数的和(差)的导数,等于这两个函数的导数的
和(差),即: f (x) g(x) f (x) g(x)
法则2:两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘第二个 函数,加上第一个函数乘第二个函数的导数 ,即:
f (x) g(x) f (x)g(x) f (x)g(x)
法则3:两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘第二个
函数,减去第一个函数乘第二个函数的导数 ,再除以第二个函
数的平方.即: f (x) f (x)g(x) f (x)g(x)
g(x)
g ( x)2
4.y f (x) x3
5.y f (x) 1 x
6.y f (x) x
1.函数 y = f (x) =c 的导数
因 y f x x f x c c 0,
x
x
x
y y=c
所以 y' lim y lim 0 0. x0 x x0
2 1
-2 -1
12
x
-1
-2
5.函数 y = f (x) = x 的导数
因为 y f x x f x x x x
x
x
x
x x x x x x x x x x
1
,
x x x
所以 y' lim y lim
O
x
从几何的角度理解:
y=0表示函数y=x图象上每一点处的切线的斜率都为0.
导数复习一
导数复习一一、导数概念1.设函数()f x 可导,则0lim x ∆→(13)(1)3f x f x+∆-∆等于( )A . (1)f 'B . 3(1)f 'C .1(1)3f ' D . (3)f '2.若f ′(x 0)=2,则00Δ0()()lim2x f x f x x x∆∆→-+=________.3.已知函数()y f x =图象在点(1,(1))M f 处的切线方程是25y x =-,则(1)(1)f f '+=______.二、求切线斜率1.曲线()31xy x e =-+在点()0,1处切线的斜率为__________.2.曲线ln y x x =的一条切线过点(0,3)-,则该切线的斜率为_______. 3.曲线3123y x =-在点51,3⎛⎫- ⎪⎝⎭处切线的倾斜角为( )A .1B .4π C .54π D .4π-4.点P 在曲线y =x 3-x +23上移动,设点P 处切线的倾斜角为α,则α的取值范围是( ) A .(0,)2πB .0,2π⎡⎫⎪⎢⎣⎭∪3,4ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭ C .3,4ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .3(,24]ππ三、求在一点处的切线1.曲线321y x x =-+在点(1,0)处的切线方程为( ) A .1y x =- B .1y x =-+C .22y x =-D .22y x =-+2.曲线f (x )=2xx +在点(-1,-1)处的切线方程为( ) A .y =2x +1 B .y =2x -1 C .y =-2x -3 D .y =-2x -2 3.曲线y =x sin x 在点(,)22ππ-处的切线与x 轴、直线x =π所围成的三角形的面积为A .22π B .π2 C .2π2D .12(2+π)2 4.曲线1ln y x x=-在1x =处的切线在y 轴上的截距为___________.四、求过一点处的切线1.过点(3,5)且与曲线y =x 2相切的直线方程为________________. 2.已知直线y =kx 是曲线y =3x 的切线,则k 的值为________.五、已知切线斜率求参数1.设f (x )=ae x +b ln x ,且f ′(1)=e ,f ′(﹣1)=1e,则a +b =__. 2.若曲线y =2x 2-4x +p 与直线y =1相切,则p =________.3.曲线()ln f x ax x x =-在点()()1,1f 处的切线与直线0x y +=垂直,则a =( ) A .1- B .0 C .1 D .2六、两直线平行垂直公切线问题1.已知函数()ln f x x 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______________.2.已知函数()ln f x a x =在点(1,0)处的切线与曲线3()g x x bx =+相切,且该切线经过点(0,16)-,则a =________,b =________.3.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 都相切则a 的值为________.七、已知某点处导数求参数或自变量1.函数()xf x e =在点()()00,x f x 处的切线与直线yx =-垂直,则0x =( )A .0B .1C .-1D .e2.已知曲线ln y x x =,若()02f x '=,则0x =( ) A .2eB .eC .ln 22D .ln 23.设()xf x xe =,若()0=0f x ',则0x 等于( )A .2eB .1-C .ln 22D .ln 24.已知点(),P a b 是曲线C :y =321132x x -+1上的点,曲线C 在点P 处的切线平行于直线6x ﹣3y ﹣7=0,则实数a 的值为( ) A .﹣1 B .2 C .﹣1或2 D .1或﹣2八、最值问题1.在平面直角坐标系xOy 中,P 是曲线21y x x=+(0)x >上的一个动点,则点P 到直线y x =的距离的最小值是____________.2.点P 是f (x )=x 2上任意一点,则点P 到直线y =x -1的最短距离是________. 3.已知函数()2ln f x x x =+,点P 为函数()f x 图象上一动点,则P 到直线34y x =-距离的最小值为___________.(注ln 20.69≈) 4.平面直角坐标系xOy 中,P 是曲线3(1)y x x x=+上的一个动点,则点P 到直线0x y +=的距离的最小值是( )A .B .4C D .九、导数数计算1.函数()f x = )A .B C D 2.求下列函数的导数.(1)y =41x; (2)y = (3)y =2sin 2x cos 2x.3.求下列函数的导数. (1)sincos22x xy x =-⋅; (2)cos y x =.解析导数复习一一、导数概念1.设函数()f x 可导,则0lim x ∆→(13)(1)3f x f x+∆-∆等于( )A . (1)f 'B . 3(1)f 'C .1(1)3f ' D . (3)f '【答案】A 【详解】(13)(1)=(1)l 3imx f x f f x∆→+∆-'∆.故选:A.2.若f ′(x 0)=2,则00Δ0()()lim 2x f x f x x x∆∆→-+=________.【答案】-1 【详解】00000Δ0Δ0()()()()11limlim ()1222x x f x f x x f x x f x f x x x ∆∆∆∆→→-++-'=-=-=-.故答案为:-13.已知函数()y f x =图象在点(1,(1))M f 处的切线方程是25y x =-,则(1)(1)f f '+=______.【答案】1- 【详解】由切线方程是25y x =-,则(1)2k f '==又切点(1,(1))M f 在切线25y x =-上可得:(1)253f =-=-, 所以(1)(1)231f f '+=-=-. 故答案为:1- 二、求切线斜率1.曲线()31xy x e =-+在点()0,1处切线的斜率为__________.【答案】2-()()33132x x x y e x e x e '=-+-+=--,所以0'2x k y ===- 故答案为:2-2.曲线ln y x x =的一条切线过点(0,3)-,则该切线的斜率为_______. 【答案】1ln 3+ 【详解】由1ln y x '=+,设切线斜率为k ,切点横坐标为t ,则1ln ln 3t kt t kt +=⎧⎨=-⎩,得ln (1ln )3t t t t =+-,所以3,1ln 3t k ==+故答案为:1ln 3+ 3.曲线3123y x =-在点51,3⎛⎫- ⎪⎝⎭处切线的倾斜角为( )A .1B .4π C .54π D .4π-【答案】B 【详解】 设()3123f x x =-,则()()()()()32111111111333f x f x x x x ⎡⎤+∆-=+∆-=⋅∆⋅+∆++∆+⎣⎦()21333x x x ⎡⎤=∆⋅∆+∆+⎣⎦,所以,()()()()201111limlim 3313x x f x f f x x x∆→∆→+∆-⎡⎤'==∆+∆+=⎣⎦∆,因此,所求切线的倾斜角为4π. 故选:B.4.点P 在曲线y =x 3-x +23上移动,设点P 处切线的倾斜角为α,则α的取值范围是( ) A .(0,)2πB .0,2π⎡⎫⎪⎢⎣⎭∪3,4ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .3,4ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .3(,24]ππ【答案】B【详解】∵y ′=3x 2-1≥-1, ∴tan α≥-1. ∵α∈[0,π), ∴α∈3[0,)[,)24πππ⋃. 故选:B.三、求在一点处的切线1.曲线321y x x =-+在点(1,0)处的切线方程为( ) A .1y x =- B .1y x =-+C .22y x =-D .22y x =-+【答案】A 【详解】()321f x x x =-+,()232f x x '∴=-,则()11f '=,因此,所求切线方程为1y x =-, 故选:A. 2.曲线f (x )=2xx +在点(-1,-1)处的切线方程为( ) A .y =2x +1 B .y =2x -1 C .y =-2x -3 D .y =-2x -2 【答案】A 【详解】221(2)12()(2)(2)x x f x x x ⋅+-⋅'==++,曲线f (x )=2xx +在点(-1,-1)处的切线斜率(1)2k f '=-=,曲线f (x )=2xx +在点(-1,-1)处的切线方程为y +1=2(x +1),即y =2x +1. 故选:A3.曲线y =x sin x 在点(,)22ππ-处的切线与x 轴、直线x =π所围成的三角形的面积为 ( )A .22πB .π2C .2π2D .12(2+π)2 【答案】A 【详解】sin cos y x x x '=+,所以21x y π=-'=-,所以曲线y =x sin x 在点,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭处的切线方程为y =-x ,所围成的三角形的顶点为O (0,0),A (π,0),C(π,-π),所以三角形面积为22π. 故选:A 4.曲线1ln y x x=-在1x =处的切线在y 轴上的截距为___________. 【答案】3- 【详解】211y x x'=+,当1x =时,2y '=,即切线斜率为2, 又当1x =时,1y =-,所以切线方程为()()121y x --=-,即23y x =-, 令0x =得3y =-,即切线在y 轴上的截距为3-. 四、求过一点处的切线1.过点(3,5)且与曲线y =x 2相切的直线方程为________________. 【答案】2x -y -1=0和10x -y -25=0 【详解】解析:y ′=()2200lim lim 2x x x x x y x x x∆→∆→+∆-∆==∆∆.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=20x . 又∵A 是切点,∴过点A 的切线的斜率k =2x 0.∵所求的切线过点(3,5)和A (x 0,y 0)两点,∴其斜率又为200005533y x x x --=--, ∴2x 0=20053x x --,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k 1=2x 0=2; 当切点为(5,25)时,切线的斜率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2x -y -1=0和10x -y -25=0. 故答案为:2x -y -1=0和10x -y -25=02.已知直线y =kx 是曲线y =3x 的切线,则k 的值为________. 【答案】e ln 3 【详解】设切点为(m ,3)m ,3x y =的导数为ln 33x y '=,由题意可得n 33l m k =, 且3m km =,解得3log m e =,ln 3k e =. 故答案为:e ln 3. 五、已知切线斜率求参数1.设f (x )=ae x +b ln x ,且f ′(1)=e ,f ′(﹣1)=1e,则a +b =__. 【答案】1 【详解】解:∵()xb f x ae x'=+, ∴()1f '=ae +b =e ①,()11a f b e e'-=-=②, 联合①②解得10a b =⎧⎨=⎩,∴a +b =1. 故答案为:1.2.若曲线y =2x 2-4x +p 与直线y =1相切,则p =________. 【答案】3 【分析】设曲线y =2x 2-4x +p 与直线y =1相切的切点坐标,再求导,利用导数的几何意义即可得解. 【详解】设曲线y =2x 2-4x +p 与直线y =1相切的切点A (x 0,1),由y =2x 2-4x +p 求导得44y x '=-,再由导数的几何意义知0440x -=,即x 0=1, 切点A (1,1)在曲线y =2x 2-4x +p 上,则p =3. 故答案为:33.曲线()ln f x ax x x =-在点()()1,1f 处的切线与直线0x y +=垂直,则a =( ) A .1- B .0 C .1 D .2【答案】D 【详解】解:()f x ax xlnx =-的导数为()1f x a lnx '=--, 可得在点()()1,1f 处的切线的斜率为()11k f a '==-, 由切线与直线0x y +=垂直,可得11a -=, 解得2a =, 故选:D .六、两直线平行垂直公切线问题1.已知函数()ln f x x 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】10x y --= 【详解】∵点()0,1-不在曲线()ln f x x x =上,设切点坐标为00(,)x y . 又∵()1ln f x x '=+,所以()001ln f x x '=+∴()ln f x x x =在00(,)x y 处的切线方程为()()0000ln ln 1y x x x x x -=+-, ∵切线l 过点()0,1-,∴()()00001ln ln 1x x x x --=+-,解得01x =, ∴直线l 的方程为:1y x =-,即直线方程为10x y --=. 故答案为:10x y --=.2.已知函数()ln f x a x =在点(1,0)处的切线与曲线3()g x x bx =+相切,且该切线经过点(0,16)-,则a =________,b =________. 【答案】16 4 【详解】解:因为()ln f x a x =,所以()af x x'=,所以()1f a '=,所以函数()ln f x a x =在点(1,0)处的切线为()1y a x =-,由因为切线过点(0,16)-,所以()1601a -=-,解得16a =,所以切线方程为()161y x =-,因为3()g x x bx =+,所以2()3g x x b =+',设切点为()00,x y ,则()2003000()316161g x x b x x bx ⎧=+=-='⎪⎨+⎪⎩,解得024x b =⎧⎨=⎩ 故答案为:16;43.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 都相切则a 的值为________. 【答案】1或164【详解】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y ′|x =0=2, 即直线l 的斜率为2,故直线l 的方程为y =2x . 由22,y x y x a=⎧⎨=+⎩得x 2-2x +a =0,依题意,Δ=4-4a =0,得a =1. (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32000032y x x x =-+,0200362x x k y x x ='==-+,①又20000=32y k x x x =-+,②;联立①②,得x 0=32(x 0=0舍去),所以14k =-,故直线l 的方程为14y x =-.由214y x y x a ⎧=-⎪⎨⎪=+⎩得2104x x a ++=,依题意,14016a ∆=-=,得a =164.综上,a =1或a =164. 故答案为:1或164七、已知某点处导数求参数或自变量1.函数()xf x e =在点()()00,x f x 处的切线与直线yx =-垂直,则0x =( )A .0B .1C .-1D .e【答案】A 【详解】()x f x e '=,则在点0x 处切线斜率00()x k f x e '==,因为与yx =-垂直的斜率1k =,所以()001xf x e '==,解得00x =.故选:A2.已知曲线ln y x x =,若()02f x '=,则0x =( ) A .2e B .eC .ln 22D .ln 2【答案】B 【详解】由ln y x x =可得ln 1yx ,则()00ln 12f x x =+'=,解得0x e =. 故选:B.3.设()xf x xe =,若()0=0f x ',则0x 等于( )A .2eB .1-C .ln 22D .ln 2【答案】B 【详解】解析:∵()()1xxxf x e xe x e '=+=+,∴()()00010xf x x e '=+=,∴010x +=,∴01x =-, 故选:B.4.已知点(),P a b 是曲线C :y =321132x x -+1上的点,曲线C 在点P 处的切线平行于直线6x ﹣3y ﹣7=0,则实数a 的值为( ) A .﹣1 B .2C .﹣1或2D .1或﹣2【答案】A 【详解】 ∵y =321132x x -+1, ∴2y x x '=-,∵曲线C 在点P 处的切线平行于直线6x ﹣3y ﹣7=0, 结合题意得:2|2x a y a a ='=-=, 解得:a =2或1a =-, 当2a =时,32115223213b +⨯-==⨯, 切点坐标为2,3⎛⎫⎪⎝⎭5,代入5623703⨯-⨯-=,所以不合题意,舍去,当1a =-时,()()32111113216b =⨯-+-=⨯-, 切点坐标为11,6⎛⎫- ⎪⎝⎭,代入()1613706⨯--⨯-≠, 故选:A 八、最值问题1.在平面直角坐标系xOy 中,P 是曲线21y x x=+(0)x >上的一个动点,则点P 到直线y x =的距离的最小值是____________.【答案】2【详解】设21()(0)f x x x x =+>,则322121()2x f x x x x-'=-=,令()0f x '=,即3210x -=,解得x =,当0x <<时,()0f x '<,()f x 单调递减;当x >时,()0f x '>,()f x 单调递增. 如图,画出函数大致图象以及直线y x =,当直线y x =的平行直线与曲线21(0)y x x x=+>相切时,切点P 到直线y x =的距离最小.设切点00(,)P x y ,切线斜率为k ,由300221()1x k f x x -'===,解得01x =,即点(1,2)P . 则点(1,2)P 到直线y x =的距离2d ==故答案为:2.2.点P 是f (x )=x 2上任意一点,则点P 到直线y =x -1的最短距离是________.【答案】8【详解】与直线y =x -1平行的f (x )=x 2的切线的切点到直线y =x -1的距离最小. 设切点为(x 0,y 0),则f ′(x 0)=2x 0=1, ∴x 0=12 ,y 0=14.即P 11(,)24到直线y =x -1的距离最短. ∴d=8.故答案为:8.3.已知函数()2ln f x x x =+,点P 为函数()f x 图象上一动点,则P 到直线34y x =-距离的最小值为___________.(注ln 20.69≈)【详解】 解:()12f x x x'=+,()0x >, 与直线34y x =-平行的切线斜率132k x x==+,解得1x =或12x =,当1x =时,()11f =,即切点为()1,1, 此时点P 到直线34y x =-的距离为d ==; 当12x =时,11ln 224f ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,即切点为11,ln 224⎛⎫- ⎪⎝⎭,此时点P 到直线34y x =-的距离为(11ln 2114ln 2405d --===>故答案为:5. 4.平面直角坐标系xOy 中,P 是曲线3(1)y x x x=+上的一个动点,则点P 到直线0x y +=的距离的最小值是( )A.B .4CD.【答案】D 【详解】由3(1)y x x x=+,得231y x '=-,设斜率为1-的直线与曲线3(1)y x x x=+切于点0(P x ,003)x x +, 由20311x -=-,解得001)x x =; ∴曲线3(1)y x x x=+上,点P到直线0x y +=的距离最小,最小值为|d ==故选:D . 九、导数数计算1.函数()f x = )A .B CD 【答案】C 【详解】解析:因为()78f x x ======,所以()711887788f x x x --'===,故选:C.2.求下列函数的导数. (1)y =41x ;(2)y = (3)y =2sin2x cos 2x .【答案】(1)y ′=-54x ;(2)y '=(3)y ′=cos x .【详解】 解:(1)∵y =41x =x -4,∴y ′=-4x -5=-54x .(2)31223,2y x x x y x '==∴==(3)∵y =2sin 2x cos 2x=sin x , ∴y ′=cos x .3.求下列函数的导数.(1)sin cos 22x x y x =-⋅; (2)cos y x =. 【答案】(1)11cos 2y x '=-;(2)y '=.【详解】解:(1)∵1sin cos sin 222x x y x x x =-⋅=-, ∴11cos 2y x '=-. (2)∵()cos cos x x y x'''⋅'===∴y '=.。
高三第一轮复习 导数(导数的概念)
导 数导数的概念【提纲挈领】(请阅读下面文字,并在关键词下面记着重号)主干知识归纳1. 导数的定义(1) 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lim Δx →0 ΔyΔx =lim Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx 为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′|x =x 0,即f ′(x 0)=lim Δx →0 ΔyΔx =lim Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx .(2) 函数f (x )的导函数(导数)函数f ′(x )=lim Δx →0f (x +Δx )-f (x )Δx 为f (x )的导函数,导函数有时也记作y ′.2. 基本初等函数的导数公式:(1)若()f x c =(c 为常数),则()_____f x '=0; (2)若)()(Q x x f ∈=αα,则1)(-='ααx x f ;(3)若()sin f x x =,则()_____f x '=x cos ;(4)若()cos f x x =,则()_____f x '=x sin -; (5)若()x f x e =,则()_____f x '=x e ; (6)若()()01x f x a a a =>≠且,则()_____f x '=a a xln ⋅; (7)若()ln f x x =,则()_____f x '=x1; (8)若()()log 01a f x x a a =>≠且,则()_____f x '=ax ln 1⋅.方法规律总结1.应认真区分两个“导数”的定义:函数y =f (x )在x =x 0处的导数与函数f (x )的导函数(导数).2.应注意公式的幂函数结构,不要与指数函数x a y =结构混淆.3.本节公式是下面几节课的基础,公式必须牢记.记准公式是学好本章内容的关键.4.对公式的记忆,要注意观察公式之间的联系.(1)上述基本初等函数的求导公式可分为四类,以便于记忆.① 幂函数类(注:指数α可推广到全体实数);② 三角函数类;③ 指数函数类;④ 对数函数类.(2)对于()cos f x x =的求导公式,容易遗漏“-”. (3)对于()()01x f x a a a =>≠且和()()log 01a f x x a a =>≠且的导函数,容易弄错a ln 的位置.可用换底公式xa a x x a 1ln 1)ln ln ()(log ⋅='='加强记忆,找出差异并区分a a a x x ln )(⋅='.【指点迷津】【类型一】定义法求函数的导数【例1】:用定义法求下列函数的导数:(1) xy 2=; (2) 12+=x y . 【解析】:(1) x x x y 22-∆+=∆=x x x x )(2∆+∆-,∴=∆∆x y xx x )(2∆+-, ∴202limxx y y x -=∆∆='→∆.(2) 121)(2+-+∆+=∆x x x y ,∴x x x x x y ∆+-+∆+=∆∆121)(2121)(22+++∆+=x x x ,∴121lim0+=∆∆='→∆x xy y x .答案:(1) 22xy -=',(2) 121+='x y .【例2】:设)(x f 在0x x =处可导,且1)()3(lim000=∆-∆+→∆xx f x x f x ,则)(0x f '= ( )A .1B .0C .3D .31【解析】:)(0x f '==∆-∆+→∆x x f x x f x 3)()3(lim 00031131)()3(lim 31000=⨯=∆-∆+→∆x x f x x f x .答案: D【例3】:已知函数x x x f 8ln 2)(+=,则xf x f x ∆-∆+→∆)1()21(lim的值为( )A .﹣20B .﹣10C .10D .20【解析】:由82)(+='xx f ,有10)1(='f , 所以=∆-∆+→∆x f x f x )1()21(lim 0=∆-∆+→∆xf x f x 2)1()21(lim 20=)1(2f '=20102=⨯.答案: D【类型二】基本初等函数的求导【例1】:求下列函数的导数:(1) 3π=y ,(π为圆周率); (2) 21xy =; (3) 53x y =.【解析】:(1) 0='y .(2) 由221-==x x y ,有33222)(x x x y -=-='='--.(3) 由5353x x y ==,有52525315353)(x x x y =='='-. 答案:(1) 0='y . (2) 32x y -='. (3) 52153x y ='.【例2】:求下列函数的导数:(1) x x y =; (2) x y 5=; (3) x y 5log =. (4) 3sin π=y ;【解析】:(1) )(23'='x y 2123x =. (2) 5ln 5⋅='x y . (3) 5ln 1⋅='x y . (4) 0='y . 答案:(1) y '2123x =. (2) 5ln 5⋅='x y .(3) 5ln 1⋅='x y . (4) 0='y . 【类型三】导数的简单应用【例1】:在高台跳水运动中,t s 时运动员相对水面的高度(单位:m )是105.69.4)(2++-=t t t h ,高台跳水运动员在t =1 s 时的瞬时速度为_______________.【解析】:5.68.9)(+-='t t h ,有3.35.68.9)1(-=+-='h m/s. 答案:3.3- m/s.【例2】:为缓解南方部分地区电力用煤紧张的局面,某运输公司提出五种运输方案,据预测,这五种方案均能在规定时间T 完成预期的运输任务0Q ,各种方案的运煤总量Q 与时间t 的函数关系如图所示.在这五种方案中,运煤效率(单位时间的运煤量)逐步提高的是________.(填写所有正确的图象的编号)【解析】:②中切线的斜率逐渐增大,故②正确. 答案:②【例3】:设x x f sin )(0=,=)(1x f )(0x f ', =)(2x f )(1x f ',……,=+)(1x f n )(x f n ',N n ∈,则=)(2016x f ________.【解析】:由x x f sin )(0=有=)(1x f x cos , =)(2x f x sin -, =)(3x f x cos -,=)(4x f x sin ,……,有=)(x f n )(4x f n +,则=)(2016x f x x f sin )(0=.答案:x sin .【同步训练】【一级目标】基础巩固组 一、选择题 1.若'0()3f x =-,则=--+→hh x f h x f h )()(lim000( )A .3-B .6-C .9-D .12- 【解析】:6)(22)()(lim 2)()(lim0000000-='=--+⨯=--+→→x f hh x f h x f h h x f h x f h h ,故选B.答案:B.2.已知函数f (x )=f ′(2π)sin x +cos x ,则f (4π)= ( ) A .0 B .22 C .22- D .2 【解析】:由已知:f ′(x )=f ′(2π)cos x -sin x . 则f ′(2π)=-1,所以f (x )=-sin x +cos x ,f (4π)=0.答案:A .3.如图是函数f (x )=x 2+ax +b 的部分图象,则函数g (x )=ln x +f ′(x )的零点所在的区间是( )A.)21,41(B .(1,2) C. )1,21(D .(2,3)【解析】:由图象可得01=++b a ,210<<b ,所以2110<--<a ,有231<-<a ,即123-<<-a , 由g (x )=ln x +2x +a ,有g (21)=ln 21+1+a 0<,g (1)=2+a 0>,所以函数g (x )=ln x +f ′(x )的零点在)1,21(内.答案:C .4.曲线3x y =在点)1,1(处的切线与x 轴及直线=x 1所围成的三角形的面积为 ( )A .121B .61C .31 D .21【解析】:求导得23x y =',所以3=切k ,所以曲线在点)1,1(处的切线方程为)131-=-x y (. 结合图象易知所围成的三角形是直角三角形,三个交点的坐标分别为)0,32(,)0,1(,)1,1(, 于是三角形的面积为=⨯-⨯132121)(61 答案:B .5.已知函数y =f (x )的图象在点(1,f (1))处的切线方程是x -2y +1=0,则f (1)+2f ′(1)= ( )A .12B .1C .32D .2【解析】:因为点(1,f (1))在直线x -2y +1=0上,所以1-2f (1)+1=0,得f (1)=1.又f ′(1)=12,所以f (1)+2f ′(1)=1+2×12=2.答案:D . 二、填空题6.设函数)(x f 在(0,+∞)内可导,且x x e x e f +=)(,则f′(1)=________. 【解析】:x x e x e f +=)(,利用换元法可得)(x f =x x +ln ,=')(x f x1+1,所以=')1(f 2. 答案:2.7.若曲线x kx y ln +=在点(1,k )处的切线平行于x 轴,则k =________. 【解析】:∵y′=k +x1,∴y ′|1=x =k +1=0,故k =-1. 答案:-1. 8.曲线xy 1=上点P 处的切线平行于直线074=-+x y ,则点P 的坐标为________. 【解析】:设曲线上的点为(001,x x ),则201|0x y x x -='=,由切k 4120-=-=x ,有210±=x , 故所求点P 为:(2,21)或(2,21--). 答案:(2,21)或(2,21--).三、解答题9.求下列函数的导数:(1) y =sin2x cos 2x ; (2) y =(x +1)(1x -1); (3) y =x (1+|x |).【解析】:(1) ∵ y =sin2x cos 2x =12sin x , ∴ y ′=12cos x .(2) ∵ y =1-x x =1x-x =21-x -21x , ∴ y ′=-1223-x -1221-x .(3) ∵ y =x +x |x |=⎩⎨⎧ x +x 2,x ≥0,x -x 2,x <0. ∴ y ′=⎩⎨⎧1+2x ,x ≥0,1-2x ,x <0.答案:(1) y ′=12cos x . (2) y ′=-1223-x -1221-x . (3) y ′=⎩⎨⎧1+2x ,x ≥0,1-2x ,x <0.10. 已知曲线1)(+=n x x f (*N n ∈)与直线1=x 交于点P ,设曲线)(x f y =在点P 处的切线与x 轴交点的横坐标为n x ,求201421201520152015log log log x x x +⋅⋅⋅++的值.【解析】:n x n x f )1()(+=',=k 1)1(+='n f ,点P(1,1)处的切线方程为)1)(1(1-+=-x n y ,令0=y ,得1111+=+-=n n n x ,即1+=n n x n ,所以20151201421=⋅⋅⋅⋅⋅⋅x x x , 所以201421201520152015log log log x x x +⋅⋅⋅++=)(log 2014212015x x x ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=1-.答案:1-.【二级目标】能力提升题组一、选择题1.已知函数x a x f ππsin )(-=,且2)1()1(lim 0=-+→h f h f h ,则a 的值为( )A.2-B.2C.π2D.π2-【解析】:x a x f πcos )(⋅-=',有a f =')1(, 所以='=)1(f a 2)1()1(lim 0=-+→hf h f h ,故选B.答案:B.2.如图所示,某飞行器在4千米高空水平飞行,从距着陆点A 的水平距离10千米处开始下降,已知下降飞行轨迹为某三次函数图象的一部分,则该函数的解析式为 ( )A .y =1125x 3-35xB .y =2125x 3-45xC .y =3125x 3-xD .y =-3125x 3+15x【解析】:设该三次函数的解析式为y =ax 3+bx 2+cx +d .因为函数的图象经过点(0,0),所以d =0,所以y =ax 3+bx 2又图象过点(-5,2),(5,-2),故b =0,所以y =ax 3+cx , 将点(-5,2)代入得-125a -5c =2.又由该函数的图象在点(-5,2)处的切线平行于x 轴,y ′=3ax 2+c , 得当x =-5时,y ′=75a +c =0.联立⎩⎨⎧=+=--07525125c a c a ,解得⎪⎩⎪⎨⎧-==531251c a , 故该三次函数的解析式为y =1125x 3-35x .答案:A .二、填空题 3.已知函数x x f =)(,x a x g ln )(=,R a ∈.若曲线=y )(x f 与=y )(x g 相交,且在交点处有共同的切线,则切线方程为________________.【解析】:x x f 21)(=',x a x g =')((0>x ),由已知得⎪⎩⎪⎨⎧==x a x xa x 21ln ,解得2e a =,2e x =. ∴ 两条曲线交点的坐标为),(2e e ,切线的斜率为ee f k 21)(2='=, ∴ 切线方程为)(212e x e e y -=-,即221ex e y +=.答案:221e x e y +=. 三、解答题4. 设点P 在曲线12x y e =上,点Q 在曲线ln(2)y x =上,求PQ 最小值.【解析】:函数12xy e =与函数ln(2)y x =互为反函数,图象关于y x =对称, 函数12x y e =上的点1(,)2x P x e 到直线y x =的距离为d =,设函数min min 11()()1()1ln 222x x g x e x g x e g x d '=-⇒=-⇒=-⇒=, 由图象关于y x =对称得:PQ最小值为min 2ln 2)d =-.min 2ln 2)d -【高考链接】1.(2015年全国I 卷文科第12题)设函数)(x f '是奇函数)(x f )(R x ∈的导函数,0)1(=-f ,当0>x 时,-')(x f x 0)(<x f ,则使得0)(>x f 成立的x 的取值范围是 ( )A.)1,0()1,( --∞B. ),1()0,1(+∞-C. )0,1()1,(---∞D. ),1()1,0(+∞ 【解析】:构造函数x x f x g )()(=,则由已知可得当0>x 时,0)()()(2<-'='x x f x f x x g ,所以)(x g 在),0(+∞上单调递减,又)(x f 是奇函数,有)(x g 是偶函数,所以)(x g 在)0(,-∞上单调递增,且0)1()1(==-g g ,所以当∈x )1,0()1,( --∞时,0)(>x f .故选A.A.5太贝克B.2ln 75太贝克C.2ln 150太贝克D.150太贝克 3.(2013年全国新课标卷Ⅰ理科第11题)已知函数f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧>+≤+-0),1ln(0,22x x x x x ,若|f (x )|≥ax ,则a 的取值范围是( )A .(-∞,0]B .(-∞,1]C .[-2,1]D .[-2,0]【解析】:方法一:若x ≤0,|f (x )|=|x x 22+-|=x x 22-,x =0时,不等式恒成立,x <0时,不等式可变为a ≥x -2,而x -2<-2,可得a ≥-2;若x >0,|f (x )|=|ln(x +1)|=ln(x +1),由ln(x +1)≥a x ,可得a ≤xx )1ln(+恒成立, 令h (x )=x x )1ln(+,则h ′(x )=2)1ln(1x x x x+-+,再令g(x )=1+x x -ln(x +1),则 g ′(x )=2)1(+-x x<0,故g(x )在(0,+∞)上单调递减,所以g(x )<g(0)=0,可得h′(x )=2)1ln(1x x x x+-+<0,故h (x )在(0,+∞)上单调递减,x →+∞时,h (x )→0,所以h (x )>0,a ≤0.综上可知,-2≤a ≤0,故选D.方法二:数形结合:画出函数f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧>+≤+-0),1ln(0,22x x x x x 与直线y =ax 的图象,如下图,要使|f (x )|≥ax 恒成立,只要使直线y =ax 的斜率最小时与函数y =x x 22-,x ≤0在原点处的切线斜率相等即可,最大时与x 轴的斜率相等即可,因为y ′=2x -2,所以y ′|0=x =-2,所以-2≤a ≤0.答案:D.。
导数的简单应用复习[1].ppt1
例4(2005全国)设a为实数 函数 f x x x x a 求 f x 的极值
3 2
应用四:
/
函数的极大值与极小值
1 解:f x 3x 2x 1 ,由 f x 0 解得 x1 1, x2 3 / f 当x变化时, x , f x 的变化情况如下表:
2
/
x(-∞,-1/3)-1/3 0(-1/3,1)
1 0
(1,+∞)
f (x ) f(x )
+
增↗
减↘
+
增↗
极大值
极小值
1 5 f x f 所以 的极大值为 3 27 a ,
极小值是 f 1 a 1
露一手:
3 3 f x x ax bx c (2006 江西)已知函数
(sin x)' cos x (cos x)' sin x
2.导数的运算法则:
(u v) ' u ' v '
(C f ) ' C f '
(uv )' u ' v uv '
u ' v uv ' u 2 v v
'
(v 0)
典型例题:
冷水江市一中 孙祝梧
复习引入
1.基本初等函数的导数公式:
C ' 0 (kx b) ' k (k,b为常数)
( x )' nx
n
x x
n 1
(a )' a ln a(a 0, 且a 0)
(e )' e
(完整版)高中数学导数知识点归纳总结
§14. 导 数 知识要点1. 导数(导函数的简称)的定义:设0x 是函数)(x f y =定义域的一点,如果自变量x 在0x 处有增量x ∆,则函数值y 也引起相应的增量)()(00x f x x f y -∆+=∆;比值xx f x x f x y ∆-∆+=∆∆)()(00称为函数)(x f y =在点0x 到x x ∆+0之间的平均变化率;如果极限x x f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(limlim0000存在,则称函数)(x f y =在点0x 处可导,并把这个极限叫做)(x f y =在0x 处的导数,记作)(0'x f 或0|'x x y =,即)(0'x f =xx f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(limlim 0000. 注:①x ∆是增量,我们也称为“改变量”,因为x ∆可正,可负,但不为零.②以知函数)(x f y =定义域为A ,)('x f y =的定义域为B ,则A 与B 关系为B A ⊇. 2. 函数)(x f y =在点0x 处连续与点0x 处可导的关系:⑴函数)(x f y =在点0x 处连续是)(x f y =在点0x 处可导的必要不充分条件. 可以证明,如果)(x f y =在点0x 处可导,那么)(x f y =点0x 处连续. 事实上,令x x x ∆+=0,则0x x →相当于0→∆x .于是)]()()([lim )(lim )(lim 000000x f x f x x f x x f x f x x x x +-+=∆+=→∆→∆→).()(0)()(lim lim )()(lim )]()()([lim 000'0000000000x f x f x f x f xx f x x f x f x x x f x x f x x x x =+⋅=+⋅∆-∆+=+∆⋅∆-∆+=→∆→∆→∆→∆⑵如果)(x f y =点0x 处连续,那么)(x f y =在点0x 处可导,是不成立的. 例:||)(x x f =在点00=x 处连续,但在点00=x 处不可导,因为xx x y ∆∆=∆∆||,当x ∆>0时,1=∆∆x y ;当x ∆<0时,1-=∆∆xy ,故x yx ∆∆→∆0lim不存在. 注:①可导的奇函数函数其导函数为偶函数.②可导的偶函数函数其导函数为奇函数.3. 导数的几何意义:函数)(x f y =在点0x 处的导数的几何意义就是曲线)(x f y =在点))(,(0x f x 处的切线的斜率,也就是说,曲线)(x f y =在点P ))(,(0x f x 处的切线的斜率是)(0'x f ,切线方程为).)((0'0x x x f y y -=-4. 求导数的四则运算法则:''')(v u v u ±=±)(...)()()(...)()(''2'1'21x f x f x f y x f x f x f y n n +++=⇒+++=⇒''''''')()(cv cv v c cv u v vu uv =+=⇒+=(c 为常数))0(2'''≠-=⎪⎭⎫⎝⎛v v u v vu v u 注:①v u ,必须是可导函数.②若两个函数可导,则它们和、差、积、商必可导;若两个函数均不可导,则它们的和、差、积、商不一定不可导.例如:设x x x f 2sin 2)(+=,xx x g 2cos )(-=,则)(),(x g x f 在0=x 处均不可导,但它们和=+)()(x g x fx x cos sin +在0=x 处均可导.5. 复合函数的求导法则:)()())(('''x u f x f x ϕϕ=或x u x u y y '''⋅= 复合函数的求导法则可推广到多个中间变量的情形.6. 函数单调性:⑴函数单调性的判定方法:设函数)(x f y =在某个区间内可导,如果)('x f >0,则)(x f y =为增函数;如果)('x f <0,则)(x f y =为减函数. ⑵常数的判定方法;如果函数)(x f y =在区间I 内恒有)('x f =0,则)(x f y =为常数.注:①0)(φx f 是f (x )递增的充分条件,但不是必要条件,如32x y =在),(+∞-∞上并不是都有0)(φx f ,有一个点例外即x =0时f (x ) = 0,同样0)(πx f 是f (x )递减的充分非必要条件.②一般地,如果f (x )在某区间内有限个点处为零,在其余各点均为正(或负),那么f (x )在该区间上仍旧是单调增加(或单调减少)的. 7. 极值的判别方法:(极值是在0x 附近所有的点,都有)(x f <)(0x f ,则)(0x f 是函数)(x f 的极大值,极小值同理)当函数)(x f 在点0x 处连续时,①如果在0x 附近的左侧)('x f >0,右侧)('x f <0,那么)(0x f 是极大值; ②如果在0x 附近的左侧)('x f <0,右侧)('x f >0,那么)(0x f 是极小值.也就是说0x 是极值点的充分条件是0x 点两侧导数异号,而不是)('x f =0①. 此外,函数不可导的点也可能是函数的极值点②. 当然,极值是一个局部概念,极值点的大小关系是不确定的,即有可能极大值比极小值小(函数在某一点附近的点不同).注①: 若点0x 是可导函数)(x f 的极值点,则)('x f =0. 但反过来不一定成立. 对于可导函数,其一点0x 是极值点的必要条件是若函数在该点可导,则导数值为零. 例如:函数3)(x x f y ==,0=x 使)('x f =0,但0=x 不是极值点.②例如:函数||)(x x f y ==,在点0=x 处不可导,但点0=x 是函数的极小值点.8. 极值与最值的区别:极值是在局部对函数值进行比较,最值是在整体区间上对函数值进行比较.注:函数的极值点一定有意义. 9. 几种常见的函数导数:I.0'=C (C 为常数) x x cos )(sin '= 2'11)(arcsin xx -=1')(-=n n nx x (R n ∈) x x sin )(cos '-= 2'11)(arccos xx --=II. x x 1)(ln '=e x x a a log 1)(log '= 11)(arctan 2'+=x x x x e e =')( a a a x x ln )('= 11)cot (2'+-=x x arcIII. 求导的常见方法: ①常用结论:xx 1|)|(ln '=. ②形如))...()((21n a x a x a x y ---=或))...()(())...()((2121n n b x b x b x a x a x a x y ------=两边同取自然对数,可转化求代数和形式.③无理函数或形如x x y =这类函数,如x x y =取自然对数之后可变形为x x y ln ln =,对两边求导可得x x x x x y y x y y xx x y y +=⇒+=⇒⋅+=ln ln 1ln '''.导数知识点总结复习经典例题剖析 考点一:求导公式。
高三数学第一轮复习 导数(1)教案 文 教案
导数(1)一、 知识梳理:(阅读选修教材2-2第18页—第22页) 1、 导数及有关概念:函数的平均变化率:设函数)(x f y =在0x x =处附近有定义,当自变量在0x x =处有增量x ∆时,则函数()y f x =相应地有增量)()(00x f x x f y -∆+=∆,如果0→∆x 时,y ∆与x ∆的比xy∆∆(也叫函数的平均变化率)有极限即xy∆∆无限趋近于某个常数,我们把这个极限值叫做函数)(x f y =在0x x →处的导数,记作0x x y =',即0000()()()lim x f x x f x f x x∆→+∆-'=∆在定义式中,设x x x ∆+=0,则0x x x -=∆,当x ∆趋近于0时,x 趋近于0x ,因此,导数的定义式可写成000000()()()()()limlim x ox x f x x f x f x f x f x x x x ∆→→+∆--'==∆-. 2.导数的几何意义:导数0000()()()lim x f x x f x f x x∆→+∆-'=∆是函数)(x f y =在点0x 的处瞬时变化率,它反映的函数)(x f y =在点0x 处变化..的快慢程度. 它的几何意义是曲线)(x f y =上点()(,00x f x )处的切线的斜率. 即0()k f x =',要注意“过点A 的曲线的切线方程”与“在点A 处的切线方程”是不尽相同的,后者A 必为切点,前者未必是切点.因此,如果)(x f y =在点0x 可导,则曲线)(x f y =在点()(,00x f x )处的切线方程为000()()()y f x f x x x -='-3.导函数(导数):如果函数)(x f y =在开区间),(b a 内的每点处都有导数,此时对于每一个),(b a x ∈,都对应着一个确定的导数()f x ',从而构成了一个新的函数()f x ', 称这个函数()f x '为函数)(x f y =在开区间内的导函数,简称导数..,也可记作y ',即()f x '=y '=xx f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(lim lim 0说明 :导数与导函数都称为导数,这要加以区分,求一个函数的导数,就是求导函数,求一个函数在给定点处的导数,就是求导函数值.函数)(x f y =在0x 处的导数0x x y ='就是函数)(x f y =在开区间),(b a )),((b a x ∈上导数()f x '在0x 处的函数值,即0x x y ='=0()f x '.所以函数)(x f y =在0x 处的导数也记作0()f x '4.可导与连续的关系:如果函数)(x f y =在开区间),(b a 内每一点都有导数,则称函数)(x f y =在开区间),(b a 内可导;如果函数)(x f y =在点0x 处可导,那么函数)(x f y =在点0x 处连续,反之不成立. 函数具有连续性是函数具有可导性的必要条件,而不是充分条件. 5.求函数()y f x =的导数的一般步骤:()1求函数的改变量)()(x f x x f y -∆+=∆()2求平均变化率xx f x x f x y ∆-∆+=∆∆)()(; ()3取极限,得导数y '=()f x '=xyx ∆∆→∆0lim6.几种常见函数的导数:0'=C (C 为常数);1)'(-=n n nx x (Q n ∈);x x cos )'(sin =; x x sin )'(cos -=; 1(ln )x x '=; 1(log )log a a x e x'=, ()xxe e '= ; ()ln x xa a a '= 7.求导法则: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 '='+', [()]'()Cu x Cu x '=法则3: '2''(0)u u v uv v v v -⎛⎫=≠ ⎪⎝⎭二、题型探究:【探究一】. 导数的几何意义 例1:已知曲线 .(1)、求曲线在点P(2,4)处的切线方程;(y=4x-4)(2)、求过点P(2,4)的曲线的切线方程;(y=x+2,y=4x-4)(3)、求过点P(0,0)的曲线的切线方程;(y=x)(4)、求斜率为1的曲线的切线方程。
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(2)
(log a x)
1 x ln a
.
(5).指数函数的导数:
(1)
( 2)
ex. (e )
x
x
a x ln a(a 0, a 1). (a )
1、基本初等函数的求导公式
c 0(c为常数).
(a )' a ln a(a 0, a 1).
x x
2
(sec x)' sec x tan x.
(arcsin x)' 1 1 x 1
2
(csc x)' csc x cot x.
(arccos x)' 1 1 x 1
2
.
.
(arctan x)'
1 x
. 2
(arc cot x)'
1 x
2
.
2. 函数的和、差、积、商的求导法则 设 u u( x ), v v ( x )可导,则
k切线 f ( x0 )
'
y
y=f(x) 割 Q 线 T 切 线 x
P o 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.
曲线在某点处的切线: 1)与该点的位置有关; 2)要根据割线是否有极限来判断与求解. 即 f ( x 0 ) 存 在 3)曲线的切线,并不一定与曲线只有一个交点, 可以有多个,甚至可以无穷多个.
(1)( u v ) u v , (2)(cu) cu ( C 是常数)
uv uv , (4)( u ) uv uv (v 0). (3)( uv ) 2
v v
求 下 列 函 数 在 给 定 点 的 导 数 -优 化 4 6 页 1 . f ( x ) (3 x 4 x )( 2 x 1), x 1
说明:在(a,b)内,若出现个别点使f′(x)=0,那 么这不影响包含该点的区间上的单调性; 应用:已知函数的增减性,求函数中参数 的取值范围。
三、知识要点
1.函数的单调性 (1)(函数单调性的充分条件)设函数 y=f(x) 在某个区间内可 导, 如果 f(x)>0, 则 y=f(x) 为增函数, 如果 f(x)<0, 则 y=f(x) 为 减函数, (2)(函数单调性的必要条件)设函数 y=f(x) 在某个区间内可 导, 如果 f(x) 在该区间单调递增(或减), 则在该区间内 f(x)≥0 (或 f(x)≤0). 注 当 f (x) 在某个区间内个别点处为零, 在其余点处均为正 (或负)时, f(x) 在这个区间上仍旧是单调递增(或递减)的. 例 f(x)=x3 在 (-1, 1) 内, f(0)=0, f(x)>0(x0). 显然 f(x)=x3 在 (-1, 1) 上仍旧是增函数.
当a 0时, 必须有 a>0 { =(-2) 2 -4 (3a) 1<0 a>0 { a> 1 3 1 a> 3 1 2 又 a= 时, f / (x)=x 2 -2x+1=(x-1) 3 此时 x 1时,f / (x)>0 ,而 f / (1)=0 f(x)单调 递增区间也是( ,+ )
3
2 . f ( x ) x sin x , x 0
2
3. f ( x ) 3 e 2 e, x 0
x x x
4. f ( x)
ln x x 1
2
,x 1
2. 函数的和、差、积、商的求导法则 设 u u( x ), v v ( x )可导,则
(1)( u v ) u v , (2)(cu) cu ( C 是常数)
f ( x ) lo g a x , f ( x ) ln x f ( x ) sin x f ( x ) co s x
求下列函数的导数
3
(1) y ( 3 x 5 ) (2) y 1 1 3x
4
y'
9 4
(3 x 5 ) 3
1 4
y'
(1 3 x )
导数的物理意义:
设描述质点运动位置的函数为
则
到
的平均速度为
v
f (t ) f (t0 )
t t0
自由落体运动
s
f (t0 )
1 2
而在 时刻的瞬时速度为
gt
2
v lim
t t0
f (t ) f (t0 )
t t0
f (t )
o
t0
t
s
设切线的倾斜角为α ,那么当 Δx→0时,割线PQ的斜率,称为 曲线在点P处的切线的斜率. 即:
uv uv , (4)( u ) uv uv (v 0). (3)( uv ) 2
v v
3.复合函数的求导法则
设 y f ( u ), 而 u ( x ) 则复合函数 导数为 dy dx dy du 或 y f [ ( x )]的
y ( x ) f ( u ) ( x ).
2
x 1 x
2
1 2 x 1
2
2x
2x 1 x 1
2
2
ห้องสมุดไป่ตู้
.
求下列函数的导数
6
y x 2 ln x sin x
2
(6)根据求导法则(2),得
y x 2 ln x
2
sin x x 2 ln x sin x
2
2 2 2 x sin x x 2 ln x cos x x
1
O
O
1
2
x O
1
y
O
2 x (B)
2
x
(A) y 2
O 1
1 2
x
x
(C)
(D)
y x e
2
x 1
1 3
x x ,求 单调 区间
3 2
在 某 个 区 间 ( a , b )内 ,
f ( x ) 在(a,b)内单调递增 f ( x ) 在(a,b)内单调递减
f '( x ) 0 f '( x ) 0
f (x)
ax 1 x2
在 ( -2, ) +
单 调 递 增 , 求 a的 范 围
例: 若函数f(x)=ax 上单调递增 求a的取值范围
3 -x 2 +x-5在(-
,+ )
解:由題意 f / (x)=3ax 2 -2x+1>0 在 (- ,+ ) 恒成立 当a=0时,-2x+1>0 x< 1 2 不是恒成立(舍去)
基本初等函数测试题(理科) A D A A B ... D C A C B ... B C 1 3)( 1, 0 ) (0,1)......1 4 )( 1,1) 1 5) x x 3 或 x < -1 ..1 6 ) a 17) 5 a 2 2 2 1 8)..1)3 .5 2)a 3 1 2
( x )' ax
a x x
a 1
(a为实数) .
(e )' e .
(ln x)' 1 . x (cos x)' sin x.
(log a x)'
1
1
(a 0, a 1).
x ln a
(sin x)' cos x.
(tan x)' sec x.
2
(cot x)' csc x.
du dx
(注意:函数的复合过程,合理分解 ,正确使用链导法)
1 .默 写 导 数 公 示 表 f (x) x
n
2 .导 数 的 四 则 运 算 法 则
f (x)
x
g ( x) '
f (x) a , f (x) e
x
f ( x) g ( x) '
f (x) ' g (x)
f '( x ) 0
f ( x ) 在 ( a , b )内 单 调 递 增
f '( x ) 0
f ( x ) 在 ( a , b )内 单 调 递 减
注意:“ 某个区间 ” 指定义域内的某个区间; 应用:求函数的单调区间; 用导数求单调区间的步骤: ①求定义域 ②求 f '( x )
3.利用导数求切线方程
练习: 1.已知抛物线y=x2+bx+c在点(1,2)处的切线与直线 y=x-2平行,求b,c的值.
b=-1
c=2
2. 已知曲线 y 2 x 1 ,问曲线上哪一点处切线 与直线 y=-2x+3 垂直,并写出这一点处的切线方程.
(4,5)
x-2y+6=0
注意3如果在区间(a, b)内 f (x)0 (或 f (x)0),但等号只在个别点 处成立,那么f(x)在(a, b)内仍旧 是单调增加(或单调减少)的。 例3.确定函数 yx3 的单调性。
0 0
由于所求切线过P(3,5)和A(x0,y0)两点,故其斜率又 应为 y 0 5 , 2 x 0 y 0 5 ②.
x0 3 x0 3
x0 1 x0 5 或 . 联立①,②解得: y 0 1 y 0 25
例3 求过点P(3,5)且与曲线y=x2相切的直线方程. 故切点分别为(1,1)或(5,25). 当切点为(1,1)时,切线的斜率为k1=2x0=2; 当切点为(5,25)时,切线的斜率为k2=2x0=10; 所以所求的切线有两条,方程分别为:y-1=2(x-1)或y25=10(x-5),即y=2x-1或y=10x-25. 小结:曲线上求在点P处的切线与求过点P的切线有区别. 在点P处的切线,点P必为切点,求过点P的切线,点P 未必是切点.应注意概念的区别,其求法也有所不同.