导数及其应用知识清单
数学(理)知识清单-专题04 导数及其应用(考点解读)(原卷+解析版)
f ′(x)= lim Δy= lim f x+Δx -f x .
Δx
Δx
Δx→0
Δx→0
2.导数的几何意义
函数 y=f(x)在 x=x0 处的导数 f ′(x0)就是曲线 y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率,即 k=f ′(x0).
3.导数的运算
(1)基本初等函数的导数公式
①c′=0(c 为常数);
2
D.若 x0 是 f(x)的极值点,则 f′(x0)=0
【方法技巧】
1.函数图象是研究函数单调性、极值、最值最有利的工具.
2.可导函数极值点的导数为 0,但导数为 0 的点不一定是极值点,如函数 f(x)=x3,当 x=0 时就不是
极值点,但 f′(0)=0.
3.极值点不是一个点,而是一个数 x0,当 x=x0 时,函数取得极值;在 x0 处有 f′(x0)=0 是函数 f(x)在
x1-x2
高频考点五 利用导数解决不等式恒成立、存在性问题 例 5.已知函数 f(x)=mln x+1x2-(m+1)x+m(m>0).
2 (1)讨论函数 f(x)的单调性; (2)证明:对任意 x∈(1,+∞)都有 f(x)≥2m-m2-e 恒成立.
2 【变式探究】已知 f(x)=xeax-ax2-x+1,a≠0.
内有一个零点 x0 , g ( x) 为 f (x) 的导函数. (Ⅰ)求 g ( x) 的单调区间; (Ⅱ)设 m [1, x0 ) (x0, 2] ,函数 h(x) g(x)(m x0 ) f (m) ,求证: h(m)h(x0 ) 0 ;
(Ⅲ)求证:存在大于
0
的常数
A
,使得对于任意的正整数
2 (1)当 a=1 时,求 f(x)的单调区间; (2)若∃x0≥1,使 f(x0)<a2成立,求参数 a 的取值范围.
导数知识点总结大全高中
导数知识点总结大全高中一、导数的基本概念1. 函数的变化率函数在定义域内的某一点上的变化率就是导数。
函数在某一点的导数描述了函数在这一点附近的变化趋势,是函数曲线的切线斜率。
当函数在某一点的导数为正时,表示函数在这一点附近是增加的;当函数在某一点的导数为负时,表示函数在这一点附近是减小的;当函数在某一点的导数为零时,表示函数在这一点附近有极值。
2. 导数的几何意义函数在某一点的导数是该函数曲线在这一点的切线斜率,即切线的倾斜程度。
当导数为正时,表示切线斜率为正,曲线是逐渐上升的;当导数为负时,表示切线斜率为负,曲线是逐渐下降的;当导数为零时,表示切线水平,曲线在该点可能有极值。
3. 导函数如果函数f(x)在x处可导,则在这一点导函数f'(x)给出了函数在这一点的变化率。
导函数是原函数f(x)关于自变量x的导数函数,通常使用f'(x)来表示。
4. 导数的符号函数f(x)在某一点的导数为正时,表示函数在这一点附近是增加的;函数f(x)在某一点的导数为负时,表示函数在这一点附近是减小的;函数f(x)在某一点的导数为零时,表示函数在这一点附近有极值。
二、导数的定义1. 函数可导如果函数f(x)在某一点x处的导数存在,那么称函数f(x)在这一点可导。
函数在某一点可导的条件是函数在这一点存在切线。
2. 函数导数的极限定义函数f(x)在x处的导数被定义为:f'(x) = lim(h→0) (f(x+h) - f(x))/h其中,lim表示极限,h→0表示当h趋近于0时的极限,f(x+h) - f(x)表示函数在x+h处和x处的高度差,h为x的增量。
3. 导数的等价形式导数的等价形式有有限增量与自变量增量之比求极限、差商公式等形式。
三、导数的性质1. 可导函数的和、差的导数如果函数f(x)和g(x)在x处可导,则它们的和f(x)+g(x)和差f(x)-g(x)在x处也可导,且导数为f'(x)+g'(x)和f'(x)-g'(x)。
导数知识点总结及例题
导数知识点总结及例题一、导数的定义1.1 函数的变化率在生活中,我们经常会遇到函数随着自变量的变化而发生变化的情况,比如一辆汽车的速度随着时间的变化而变化、货物的销售量随着价格的变化而变化等。
这种情况下,我们就需要考虑函数在某一点处的变化率,也就是导数。
对于函数y=f(x),在点x处的变化率可以用函数的增量Δy和自变量的增量Δx的比值来表示:f'(x) = lim(Δx→0) (Δy/Δx)其中f'(x)表示函数f(x)在点x处的导数。
利用导数的定义,我们可以计算得到函数在某一点处的变化率。
1.2 导数的几何意义导数还有一个重要的几何意义,它表示了函数曲线在某一点处的切线的斜率。
例如,对于函数y=x^2,在点(1,1)处的导数就代表了曲线在这一点处的切线斜率。
这也意味着,导数可以帮助我们理解函数曲线在不同点处的形状和走向。
1.3 导数存在的条件对于一个函数f(x),它在某一点处的导数存在的条件是:在这一点处函数曲线的切线存在且唯一。
也就是说,如果函数在某一点处导数存在,那么这个点就是函数的可导点。
二、导数的性质2.1 导数与函数的关系导数是函数的一个重要属性,它可以帮助我们理解函数的性质。
例如,导数可以表示函数在某一点处的斜率,可以告诉我们函数曲线的凹凸性,还可以帮助我们找到函数的极值点等。
2.2 导数与导函数当一个函数在某一点处的导数存在时,我们可以使用导数的定义来求出函数在该点处的导数。
我们把这个过程称为求导,求出的导数称为导函数。
导函数的值就是原函数在对应点处的导数值。
2.3 导数的性质导数具有一些重要的性质,比如导数存在的条件、可导函数的和、差、积、商的导数求法则等。
这些性质是我们求解导数的问题时的重要依据,也是我们理解函数性质的基础。
三、求导法则3.1 基本求导法则基本求导法则是求解导数问题的基础,它包括常数函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数、反三角函数等函数的导数求法。
导数在函数中的应用知识点讲解+例题讲解(含解析)
导数在函数中的应用一、知识梳理1.函数的单调性与导数的关系函数y=f(x)在某个区间内可导,则:(1)若f′(x)>0,则f(x)在这个区间内单调递增;(2)若f′(x)<0,则f(x)在这个区间内单调递减;(3)若f′(x)=0,则f(x)在这个区间内是常数函数.2.函数的极值与导数形如山峰形如山谷3.函数的最值与导数(1)函数f(x)在[a,b]上有最值的条件如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值和最小值.(2)求y=f(x)在[a,b]上的最大(小)值的步骤①求函数y=f(x)在(a,b)内的极值;②将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值二、例题精讲 + 随堂练习1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)(1)若函数f (x )在(a ,b )内单调递增,那么一定有f ′(x )>0.( )(2)如果函数f (x )在某个区间内恒有f ′(x )=0,则f (x )在此区间内没有单调性.( ) (3)函数的极大值一定大于其极小值.( )(4)对可导函数f (x ),f ′(x 0)=0是x 0为极值点的充要条件.( )(5)函数的最大值不一定是极大值,函数的最小值也不一定是极小值.( ) 解析 (1)f (x )在(a ,b )内单调递增,则有f ′(x )≥0. (3)函数的极大值也可能小于极小值.(4)x 0为f (x )的极值点的充要条件是f ′(x 0)=0,且x 0两侧导函数异号. 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√2.如图是f (x )的导函数f ′(x )的图象,则f (x )的极小值点的个数为( )A.1B.2C.3D.4解析 由题意知在x =-1处f ′(-1)=0,且其两侧导数符号为左负右正. 答案 A3.函数f (x )=2x -x ln x 的极值是( ) A.1eB.2eC.eD.e 2解析 因为f ′(x )=2-(ln x +1)=1-ln x ,令f ′(x )=0,所以x =e ,当f ′(x )>0时,解得0<x <e ;当f ′(x )<0时,解得x >e ,所以x =e 时,f (x )取到极大值,f (x )极大值=f (e)=e. 答案 C4.(2019·青岛月考)函数f (x )=cos x -x 在(0,π)上的单调性是( ) A.先增后减 B.先减后增 C.单调递增D.单调递减解析易知f′(x)=-sin x-1,x∈(0,π),则f′(x)<0,所以f(x)=cos x-x在(0,π)上递减.答案D5.(2017·浙江卷)函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图象如图所示,则函数y=f(x)的图象可能是()解析设导函数y=f′(x)与x轴交点的横坐标从左往右依次为x1,x2,x3,由导函数y=f′(x)的图象易得当x∈(-∞,x1)∪(x2,x3)时,f′(x)<0;当x∈(x1,x2)∪(x3,+∞)时,f′(x)>0(其中x1<0<x2<x3),所以函数f(x)在(-∞,x1),(x2,x3)上单调递减,在(x1,x2),(x3,+∞)上单调递增,观察各选项,只有D选项符合.答案D6.(2019·豫南九校考评)若函数f(x)=x(x-c)2在x=2处有极小值,则常数c的值为()A.4B.2或6C.2D.6解析函数f(x)=x(x-c)2的导数为f′(x)=3x2-4cx+c2,由题意知,在x=2处的导数值为12-8c+c2=0,解得c=2或6,又函数f(x)=x(x-c)2在x=2处有极小值,故导数在x=2处左侧为负,右侧为正,而当e=6时,f(x)=x(x-6)2在x=2处有极大值,故c=2.答案C考点一 求函数的单调区间【例1】 已知函数f (x )=ax 3+x 2(a ∈R )在x =-43处取得极值. (1)确定a 的值;(2)若g (x )=f (x )e x ,求函数g (x )的单调减区间. 解 (1)对f (x )求导得f ′(x )=3ax 2+2x ,因为f (x )在x =-43处取得极值,所以f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫-43=0,即3a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-432+2·⎝ ⎛⎭⎪⎫-43=16a 3-83=0,解得a =12.(2)由(1)得g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 3+x 2e x ,故g ′(x )=12x (x +1)(x +4)e x . 令g ′(x )<0,即x (x +1)(x +4)<0, 解得-1<x <0或x <-4,所以g (x )的单调减区间为(-1,0),(-∞,-4). 规律方法 1.求函数单调区间的步骤:(1)确定函数f (x )的定义域;(2)求f ′(x );(3)在定义域内解不等式f ′(x )>0,得单调递增区间;(4)在定义域内解不等式f ′(x )<0,得单调递减区间. 2.若所求函数的单调区间不止一个时,用“,”与“和”连接.【训练1】 (1)已知函数f (x )=x ln x ,则f (x )( ) A.在(0,+∞)上递增 B.在(0,+∞)上递减 C.在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e 上递增 D.在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e 上递减 (2)已知定义在区间(-π,π)上的函数f (x )=x sin x +cos x ,则f (x )的单调递增区间为________.解析 (1)因为函数f (x )=x ln x ,定义域为(0,+∞),所以f ′(x )=ln x +1(x >0),当f ′(x )>0时,解得x >1e ,即函数的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,+∞;当f ′(x )<0时,解得0<x <1e ,即函数的单调递减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e .(2)f ′(x )=sin x +x cos x -sin x =x cos x .令f ′(x )=x cos x >0,则其在区间(-π,π)上的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-π,-π2和⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,即f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫-π,-π2,⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2.答案 (1)D (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫-π,-π2,⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2考点二 讨论函数的单调性【例2】 (2017·全国Ⅰ卷改编)已知函数f (x )=e x (e x -a )-a 2x ,其中参数a ≤0. (1)讨论f (x )的单调性; (2)若f (x )≥0,求a 的取值范围.解 (1)函数f (x )的定义域为(-∞,+∞),且a ≤0. f ′(x )=2e 2x -a e x -a 2=(2e x +a )(e x -a ).①若a =0,则f (x )=e 2x ,在(-∞,+∞)上单调递增. ②若a <0,则由f ′(x )=0,得x =ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2.当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2时,f ′(x )<0;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2,+∞时,f ′(x )>0.故f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2上单调递减,在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2,+∞上单调递增.(2)①当a =0时,f (x )=e 2x ≥0恒成立.②若a <0,则由(1)得,当x =ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2时,f (x )取得最小值,最小值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2=a 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤34-ln ⎝⎛⎭⎪⎫-a 2, 故当且仅当a 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤34-ln ⎝⎛⎭⎪⎫-a 2≥0, 即0>a ≥-2e 34时,f (x )≥0.综上,a 的取值范围是[-2e 34,0].【训练2】 已知f (x )=x 22-a ln x ,a ∈R ,求f (x )的单调区间.解 因为f (x )=x 22-a ln x ,x ∈(0,+∞),所以f ′(x )=x -a x =x 2-ax .(1)当a ≤0时,f ′(x )>0,所以f (x )在(0,+∞)上为单调递增函数. (2)当a >0时,f ′(x )=(x +a )(x -a )x,则有①当x ∈(0,a )时,f ′(x )<0,所以f (x )的单调递减区间为(0,a ). ②当x ∈(a ,+∞)时,f ′(x )>0,所以f (x )的单调递增区间为(a ,+∞). 综上所述,当a ≤0时,f (x )的单调递增区间为(0,+∞),无单调递减区间. 当a >0时,函数f (x )的单调递减区间为(0,a ),单调递增区间为(a ,+∞).考点三 函数单调性的简单应用 角度1 比较大小或解不等式【例3-1】 (1)已知函数y =f (x )对于任意的x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2满足f ′(x )cos x +f (x )sin x =1+ln x ,其中f ′(x )是函数f (x )的导函数,则下列不等式成立的是( ) A.2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4B.2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4C.2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6>3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4D.3f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6(2)已知函数f ′(x )是函数f (x )的导函数,f (1)=1e ,对任意实数都有f (x )-f ′(x )>0,设F (x )=f (x )e x ,则不等式F (x )<1e 2的解集为( ) A.(-∞,1) B.(1,+∞) C.(1,e)D.(e ,+∞)解析 (1)令g (x )=f (x )cos x ,则g ′(x )=f ′(x )cos x -f (x )(-sin x )cos 2x =1+ln x cos 2x .由⎩⎪⎨⎪⎧0<x <π2,g ′(x )>0,解得1e <x <π2;由⎩⎪⎨⎪⎧0<x <π2,g ′(x )<0,解得0<x <1e .所以函数g (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e 上单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,π2上单调递增,又π3>π4,所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3cos π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4cos π4, 即2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4.(2)F ′(x )=f ′(x )e x -e x f (x )(e x )2=f ′(x )-f (x )e x ,又f (x )-f ′(x )>0,知F ′(x )<0, ∴F (x )在R 上单调递减.由F (x )<1e 2=F (1),得x >1, 所以不等式F (x )<1e 2的解集为(1,+∞).答案 (1)B (2)B角度2 根据函数单调性求参数【例3-2】 (2019·日照质检)已知函数f (x )=ln x ,g (x )=12ax 2+2x . (1)若函数h (x )=f (x )-g (x )存在单调递减区间,求实数a 的取值范围; (2)若函数h (x )=f (x )-g (x )在[1,4]上单调递减,求实数a 的取值范围. 解 h (x )=ln x -12ax 2-2x ,x >0.∴h ′(x )=1x -ax -2.(1)若函数h (x )在(0,+∞)上存在单调减区间, 则当x >0时,1x -ax -2<0有解,即a >1x 2-2x 有解. 设G (x )=1x 2-2x ,所以只要a >G (x )min . 又G (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -12-1,所以G (x )min =-1.所以a >-1.即实数a 的取值范围是(-1,+∞). (2)由h (x )在[1,4]上单调递减,∴当x ∈[1,4]时,h ′(x )=1x -ax -2≤0恒成立, 则a ≥1x 2-2x 恒成立,设G (x )=1x 2-2x , 所以a ≥G (x )max . 又G (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -12-1,x ∈[1,4],因为x ∈[1,4],所以1x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,1,所以G (x )max =-716(此时x =4),所以a ≥-716.又当a =-716时,h ′(x )=1x +716x -2=(7x -4)(x -4)16x,∵x ∈[1,4],∴h ′(x )=(7x -4)(x -4)16x ≤0,当且仅当x =4时等号成立. ∴h (x )在[1,4]上为减函数. 故实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫-716,+∞.规律方法 1.利用导数比较大小,其关键在于利用题目条件构造辅助函数,把比较大小的问题转化为先利用导数研究函数的单调性,进而根据单调性比较大小. 2.根据函数单调性求参数的一般思路(1)利用集合间的包含关系处理:y =f (x )在(a ,b )上单调,则区间(a ,b )是相应单调区间的子集.(2)f (x )是单调递增的充要条件是对任意的x ∈(a ,b )都有f ′(x )≥0且在(a ,b )内的任一非空子区间上,f ′(x )不恒为零,应注意此时式子中的等号不能省略,否则漏解.(3)函数在某个区间存在单调区间可转化为不等式有解问题.【训练3】 (1)已知f (x )是定义在区间(0,+∞)内的函数,其导函数为f ′(x ),且不等式xf ′(x )<2f (x )恒成立,则( ) A.4f (1)<f (2) B.4f (1)>f (2) C.f (1)<4f (2)D.f (1)>4f ′(2)(2)(2019·淄博模拟)若函数f (x )=kx -ln x 在区间(2,+∞)上单调递增,则k 的取值范围是( )A.(-∞,-2]B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞ C.[2,+∞) D.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,12解析 (1)设函数g (x )=f (x )x 2(x >0),则g ′(x )=x 2f ′(x )-2xf (x )x 4=xf ′(x )-2f (x )x 3<0,所以函数g (x )在(0,+∞)内为减函数,所以g (1)>g (2),即f (1)12>f (2)22,所以4f (1)>f (2).(2)由于f ′(x )=k -1x ,f (x )=kx -ln x 在区间(2,+∞)上单调递增,等价于f ′(x )=k -1x ≥0在(2,+∞)上恒成立,由于k ≥1x ,而0<1x <12,所以k ≥12.即k 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞. 答案 (1)B (2)B三、课后练习1.(2017·山东卷)若函数e x f (x )(e =2.718 28…是自然对数的底数)在f (x )的定义域上单调递增,则称函数f (x )具有M 性质.下列函数中具有M 性质的是( ) A.f (x )=2-x B.f (x )=x 2 C.f (x )=3-xD.f (x )=cos x解析 设函数g (x )=e x ·f (x ),对于A ,g (x )=e x ·2-x =⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2x,在定义域R 上为增函数,A 正确.对于B ,g (x )=e x ·x 2,则g ′(x )=x (x +2)e x ,由g ′(x )>0得x <-2或x >0,∴g (x )在定义域R 上不是增函数,B 不正确.对于C ,g (x )=e x ·3-x =⎝ ⎛⎭⎪⎫e 3x在定义域R 上是减函数,C 不正确.对于D ,g (x )=e x ·cos x ,则g ′(x )=2e x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4,g ′(x )>0在定义域R 上不恒成立,D 不正确. 答案 A2.(2019·上海静安区调研)已知函数f (x )=x sin x +cos x +x 2,则不等式f (ln x )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x <2f (1)的解集为( ) A.(e ,+∞)B.(0,e)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e ∪(1,e) D.⎝ ⎛⎭⎪⎫1e ,e 解析 f (x )=x sin x +cos x +x 2是偶函数,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 1x =f (-ln x )=f (ln x ).则原不等式可变形为f (ln x )<f (1)⇔f (|ln x |)<f (1). 又f ′(x )=x cos x +2x =x (2+cos x ), 由2+cos x >0,得x >0时,f ′(x )>0.所以f (x )在(0,+∞)上单调递增. ∴|ln x |<1⇔-1<ln x <1⇔1e <x <e. 答案 D3.若函数f (x )=x -13sin 2x +a sin x 在(-∞,+∞)单调递增,则a 的取值范围是________.解析 f ′(x )=1-23cos 2x +a cos x =1-23(2cos 2x -1)+a cos x =-43cos 2 x +a cos x +53,f (x )在R 上单调递增,则f ′(x )≥0在R 上恒成立.令cos x =t ,t ∈[-1,1],则-43t 2+at +53≥0在[-1,1]上恒成立,即4t 2-3at -5≤0在t ∈[-1,1]上恒成立. 令g (t )=4t 2-3at -5,则⎩⎨⎧g (1)=4-3a -5≤0,g (-1)=4+3a -5≤0,解得-13≤a ≤13. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-13,134.已知函数f (x )=a ln x -ax -3(a ∈R ). (1)求函数f (x )的单调区间;(2)若函数y =f (x )的图象在点(2,f (2))处的切线的倾斜角为45°,对于任意的t ∈[1,2],函数g (x )=x 3+x 2·⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ′(x )+m 2在区间(t ,3)上总不是单调函数,求m 的取值范围.解 (1)函数f (x )的定义域为(0,+∞), 且f ′(x )=a (1-x )x, 当a >0时,f (x )的递增区间为(0,1), 递减区间为(1,+∞);当a <0时,f (x )的递增区间为(1,+∞),递减区间为(0,1); 当a =0时,f (x )为常函数.(2)由(1)及题意得f ′(2)=-a 2=1,即a =-2,∴f (x )=-2ln x +2x -3,f ′(x )=2x -2x .∴g (x )=x 3+⎝ ⎛⎭⎪⎫m 2+2x 2-2x , ∴g ′(x )=3x 2+(m +4)x -2.∵g (x )在区间(t ,3)上总不是单调函数, 即g ′(x )在区间(t ,3)上有变号零点.由于g ′(0)=-2,∴⎩⎨⎧g ′(t )<0,g ′(3)>0.当g ′(t )<0时,即3t 2+(m +4)t -2<0对任意t ∈[1,2]恒成立, 由于g ′(0)<0,故只要g ′(1)<0且g ′(2)<0, 即m <-5且m <-9,即m <-9;由g ′(3)>0,即m >-373. ∴-373<m <-9.即实数m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-373,-9.。
(完整版)导数知识点归纳及应用
导数知识点归纳及应用●知识点归纳一、相关概念1.导数的概念函数y=f(x),如果自变量x 在x 处有增量,那么函数y 相应地有增量=f (x +0x ∆y ∆0)-f (x ),比值叫做函数y=f (x )在x 到x +之间的平均变化率,即x ∆0xy∆∆00x ∆=。
如果当时,有极限,我们就说函数y=f(x)在点x x y ∆∆xx f x x f ∆-∆+)()(000→∆x x y ∆∆处可导,并把这个极限叫做f (x )在点x 处的导数,记作f’(x )或y’|。
000x x =即f (x )==。
00lim →∆x x y∆∆0lim →∆x xx f x x f ∆-∆+)()(00说明:(1)函数f (x )在点x 处可导,是指时,有极限。
如果不存在极限,00→∆x x y ∆∆xy∆∆就说函数在点x 处不可导,或说无导数。
0(2)是自变量x 在x 处的改变量,时,而是函数值的改变量,可以是x ∆00≠∆x y ∆零。
由导数的定义可知,求函数y=f (x )在点x 处的导数的步骤:0① 求函数的增量=f (x +)-f (x );y ∆0x ∆0② 求平均变化率=;x y ∆∆xx f x x f ∆-∆+)()(00③ 取极限,得导数f’(x )=。
0xyx ∆∆→∆lim 例:设f(x)= x|x|, 则f ′( 0)= .[解析]:∵ ∴f ′( 0)=00||lim ||lim )(lim )0()0(lim0000=∆=∆∆∆=∆∆=∆-∆+→∆→∆→∆→∆x xxx x x f x f x f x x x x 2.导数的几何意义函数y=f (x )在点x 处的导数的几何意义是曲线y=f (x )在点p (x ,f (x ))000处的切线的斜率。
也就是说,曲线y=f (x )在点p (x ,f (x ))处的切线的斜率00是f’(x )。
0相应地,切线方程为y -y =f /(x )(x -x )。
导数 复习
导数概念与运算知识 1.导数的概念函数y=f(x),如果自变量x 在x 0处有增量x ∆,那么函数y 相应地有增量y ∆=f (x 0+x ∆)-f (x 0),比值x y∆∆叫做函数y=f (x )在x 0到x 0+x ∆之间的平均变化率,即x y ∆∆=x x f x x f ∆-∆+)()(00。
如果当0→∆x 时,x y∆∆有极限,我们就说函数y=f(x)在点x 0处可导,并把这个极限叫做f (x )在点x 0处的导数,记作f’(x 0)或y’|0x x =。
即f (x 0)=0lim →∆x x y∆∆=0lim →∆x x x f x x f ∆-∆+)()(00。
说明:(1)函数f (x )在点x 0处可导,是指0→∆x 时,x y ∆∆有极限。
如果x y∆∆不存在极限,就说函数在点x 0处不可导,或说无导数。
(2)x ∆是自变量x 在x 0处的改变量,0≠∆x 时,而y ∆是函数值的改变量,可以是零。
由导数的定义可知,求函数y=f (x )在点x 0处的导数的步骤(可由学生来归纳): (1)求函数的增量y ∆=f (x 0+x ∆)-f (x 0);(2)求平均变化率x y ∆∆=x x f x x f ∆-∆+)()(00; (3)取极限,得导数f’(x 0)=x yx ∆∆→∆0lim。
2.导数的几何意义函数y=f (x )在点x 0处的导数的几何意义是曲线y=f (x )在点p (x 0,f (x 0))处的切线的斜率。
也就是说,曲线y=f (x )在点p (x 0,f (x 0))处的切线的斜率是f’(x 0)。
相应地,切线方程为y -y 0=f/(x 0)(x -x 0)。
3.几种常见函数的导数:①0;C '= ②()1;n n x nx -'= ③(sin )cos x x '=; ④(cos )sin x x '=-;⑤();x x e e '=⑥()ln xxa a a '=; ⑦()1ln x x '=; ⑧()1l g log a a o x ex '=.4.两个函数的和、差、积的求导法则法则1:两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的和(或差),即: (.)'''v u v u ±=± 法则2:两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘以第二个函数,加上第一个函数乘以第二个函数的导数,即:.)('''uv v u uv +=若C 为常数,则'''''0)(Cu Cu Cu u C Cu =+=+=.即常数与函数的积的导数等于常数乘以函数的导数:.)(''Cu Cu = 法则3:两个函数的商的导数,等于分子的导数与分母的积,减去分母的导数与分子的积,再除以分母的平方:⎪⎭⎫⎝⎛v u ‘=2''v uv v u -(v ≠0)。
导数知识清单
导数知识清单一、导数的概念和几何意义1. 导数的定义:函数()y f x =在0x x =处的导数记作 或0|x x y ='。
其定义用符号表示为00000()()()limlimx x f x x f x yf x ∆→∆→+∆-∆'==. 2. 导数的几何意义: 函数()f x 在0x x =处的导数就是曲线()y f x =在点00(,())x f x 处的切线的 。
由此,可以利用导数求曲线的切线方程,具体求法分两步:(1)求出()y f x =在0x 处的 ,即为曲线()y f x =在点00(,())x f x 处的切线的斜率;(2)在已知切点坐标和切线斜率的条件下,求得切线方程为 .注:当点00(,)P x y 不在()y f x =上时,求经过点P 的()y f x =的切线方程,可设出切点坐标,由切点坐标得到切线方程,再将P 点的坐标代入确定切点。
二、导数的运算 1. 常用函数的导数:(1)C '= (C 为常数)(2)()x α'= (3)(sin )x '== (4)(cos )x '= (5)()xa '= (6)()xe '=(7)(log )a x '= (8)(ln )x '=2. 函数的和、差、积、商的导数:(1)[()()]f x g x '±= ;(两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的和(或差))(2)[()]Cf x '= (C 为常数);(常数与函数的积的导数等于常数乘以函数的导数)(3)[()()]f x g x '⋅= ;(两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘以第二个函数,加上第一个函数乘以第二个函数的导数) (4)()[]()f xg x '= ;(两个函数的商的导数,等于分子的导数与分母的积,减去分母的导数与分子的积,再除以分母的平方)3. 简单复合函数的导数:函数[()]y f g x =为复合函数,若(),()y f u u g x ==,则xu x y y u '''=⋅。
导数知识点总结大全
导数知识点总结大全一、基本概念1.1 导数的定义对于函数y = f(x),在点x处的导数表示为f'(x),它定义为函数在该点的变化率。
导数可以用极限的概念来定义:\[f'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}\]其中,h表示自变量x的小变化量,当h趋近于0时,这个极限就表示了函数在点x处的导数。
导数也可以表示为函数的微分形式,即dy = f'(x)dx。
1.2 导数的几何意义导数有着重要的几何意义,它表示了函数在某一点上的切线斜率。
对于函数y = f(x),在点(x, f(x))处的切线的斜率恰好等于函数在该点的导数f'(x)。
这意味着导数可以描述函数在某一点的变化速率和方向。
1.3 导数的物理意义在物理学中,导数也有着重要的物理意义。
对于物理量s关于时间t的函数s(t),它的导数s'(t)表示了速度的变化率,即s'(t) = ds/dt。
类似地,速度关于时间的函数v(t)的导数v'(t)表示了加速度的变化率,即v'(t) = dv/dt。
因此,导数在描述物理过程中的变化率和速度方面也有着重要的应用。
1.4 导数的符号表示导数的符号表示通常有几种形式,常见的包括f'(x)、dy/dx、y'等。
它们都表示对函数y =f(x)的自变量x求导所得到的结果,即函数在某一点上的变化率或者斜率。
二、导数的性质2.1 导数存在性对于一个函数f(x),它在某一点上的导数可能存在也可能不存在。
如果函数在某一点上导数存在,那么称该函数在该点上可导。
对于大多数常见的函数,它们在定义域内是可导的,例如多项式函数、三角函数、指数函数等。
但也存在一些特殊的函数,在某些点上导数可能不存在,例如绝对值函数在原点处的导数就不存在。
2.2 导数的连续性如果一个函数在某一点上导数存在,并且它在该点上是连续的,那么称该函数在该点上是可微的。
高中数学公式大全导数的计算与应用公式
高中数学公式大全导数的计算与应用公式高中数学公式大全:导数的计算与应用公式1. 导数的定义与计算在微积分中,导数是用来描述函数变化率的重要工具。
对于函数f(x),导数可以用极限来定义,并可以使用以下公式进行计算:(1) 一阶导数:f'(x) = lim (h→0) [f(x+h) - f(x)] / h(2) 高阶导数:f''(x) = (d/dx) [f'(x)](3) 链式法则:若函数f(x)和g(x)都可导,则复合函数 (f(g(x))) 的导数可以计算为:(f(g(x)))' = f'(g(x)) * g'(x)2. 常用导数公式(1) 常数函数导数:如果f(x)是一个常数c,则f'(x) = 0(2) 幂函数导数:对于函数f(x) = x^n,其中n是实数常数,则f'(x) = n * x^(n-1)(3) 指数函数导数:对于函数f(x) = a^x,其中a是常数且a>0且a≠1,则f'(x) = a^x * ln(a)(4) 对数函数导数:对于函数f(x) = log_a(x),其中a是常数且a>0且a≠1,则f'(x) = 1 / (x * ln(a))(5) 三角函数导数:sin'(x) = cos(x)cos'(x) = -sin(x)tan'(x) = sec^2(x)cot'(x) = -csc^2(x)sec'(x) = sec(x) * tan(x)csc'(x) = -csc(x) * cot(x)3. 导数的应用导数在数学中有广泛的应用,以下介绍几个常见的应用领域。
(1) 切线与法线:导数可以用来求解函数在某一点的切线和法线。
函数在某一点的导数即为该点切线的斜率,法线的斜率为切线斜率的负倒数。
(2) 极值点与拐点:通过求解函数的导数为零的点,可以判断函数的极大值和极小值。
导数及其应用-知识点整理(完整,清晰)
导数及其应用基本知识点1,导数:当x ∆趋近于零时,x x f x x f ∆-∆+)()(00趋近于常数C 。
可用符号“→”记作:当0→∆x 时,x x f x x f ∆-∆+)()(00c →或记作c x x f x x f x =∆-∆+→∆)()(lim 000,符号“→”读作“趋近于”。
函数在0x 的瞬时变化率,通常称作)(x f 在0x x =处的导数,并记作)(0x f '。
即x x f x x f x f x ∆-∆+=→∆)()(l i m)(0000'2,导数的几何意义是曲线在某一点处的切线的斜率;导数的物理意义,通常是指物体运动在某一时刻的瞬时速度。
即若点),(00y x P 为曲线上一点,则过点),(00y x P 的切线的斜率x x f x x f x f k x ∆-∆+==→∆)()(l i m )(0000'切由于函数)(x f y =在0x x =处的导数,表示曲线在点))(,(00x f x P 处切线的斜率,因此,曲线)(x f y =在点))(,(00x f x P 处的切线方程可如下求得:(1)求出函数)(x f y =在点0x x =处的导数,即曲线)(x f y =在点))(,(00x f x P 处切线的斜率。
(2)在已知切点坐标和切线斜率的条件下,求得切线方程为:))((00'0x x x f y y -=-,如果曲线)(x f y =在点))(,(00x f x P 的切线平行于y 轴(此时导数不存在)时,由切线定义可知,切线方程为0x x =,故过点),(00y x P 的切线的方程为:))((00'0x x x f y y -=- 3,导数的四则运算法则:(1))()())()((x g x f x g x f '±'='± (2))()()()(])()([x g x f x g x f x g x f '+'='(3))()()()()()()(2x g x g x f x f x g x g x f '-'='⎥⎦⎤⎢⎣⎡4,几种常见函数的导数:(1))(0为常数C C =' (2))(1Q n nx x n n ∈='-)( (3)x x cos )(sin =' (4)x x sin )(cos -='(5)x x 1)(ln =' (6)e xx a a log 1)(log =' (7)x x e e =')( (8)a a a x x ln )(=' 5,函数的单调性:在某个区间),(b a 内,如果0)('>x f ,那么函数)(x f y =在这个区间内单调递增;如果0)('<x f ,那么函数)(x f y =在这个区间内单调递减。
导数的应用与求导法则知识点总结
导数的应用与求导法则知识点总结导数在数学和物理学中具有广泛的应用。
它是描述函数变化率的工具,可以用来解决许多实际问题。
在本文中,我们将讨论导数的应用以及一些常用的求导法则知识点。
一、导数的应用1. 切线与法线导数可以用来求解曲线上的切线和法线。
给定一个函数f(x),我们可以通过求解导数f'(x)来获得曲线上任意一点的切线斜率。
切线的斜率是导数的值。
与切线垂直的线被称为法线。
法线的斜率是切线斜率的负倒数。
2. 最值问题导数可以帮助我们找到函数的最值点。
在一个区间内,函数的最大值和最小值通常出现在导数为零或不存在的点。
因此,我们可以通过求解导数为零的方程来找到这些临界点,然后通过比较函数值来确定最值。
3. 凹凸性与拐点导数可以用来判断函数的凹凸性以及拐点的位置。
如果导数在某个区间内是递增的,那么函数在该区间内是凹的;如果导数是递减的,那么函数是凸的。
拐点发生在导数变化的方向改变的点。
4. 高阶导数导数的概念可以进一步推广到高阶导数。
高阶导数描述了函数变化的更高阶性质,比如曲率和弯曲程度。
通过求解导数的导数,我们可以计算出函数的高阶导数。
二、求导法则知识点1. 基本导数法则基本导数法则是求导的基础。
它包括了常数规则、幂函数规则、指数函数规则、对数函数规则和三角函数规则。
这些法则允许我们快速求解各种类型的函数导数。
2. 乘积法则乘积法则可以用来求解两个函数的乘积的导数。
假设有两个函数u(x)和v(x),它们的乘积为f(x) = u(x)v(x)。
那么,f'(x) = u'(x)v(x) +u(x)v'(x)。
3. 商积法则商积法则可以用来求解两个函数的商的导数。
假设有两个函数u(x)和v(x),它们的商为f(x) = u(x) / v(x)。
那么,f'(x) = [u'(x)v(x) - u(x)v'(x)] / v(x)^2。
4. 链式法则链式法则可以用来求解复合函数的导数。
高中数学《导数及其应用》知识点总结
《导数及其应用》知识点总结一、导数的概念和几何意义1. 函数的平均变化率:函数()f x 在区间12[,]x x 上的平均变化率为:2121()()f x f x x x --。
2. 导数的定义:设函数()y f x =在区间(,)a b 上有定义,0(,)x a b ∈,若x ∆无限趋近于0时,比值00()()f x x f x y x x+∆-∆=∆∆无限趋近于一个常数A ,则称函数()f x 在0x x =处可导,并称该常数A 为函数()f x 在0x x =处的导数,记作0()f x '。
函数()f x 在0x x =处的导数的实质是在该点的瞬时变化率。
3. 求函数导数的基本步骤:(1)求函数的增量00()()y f x x f x ∆=+∆-;(2)求平均变化率:00()()f x x f x x +∆-∆;(3)取极限,当x ∆无限趋近与0时,00()()f x x f x x+∆-∆无限趋近与一个常数A ,则0()f x A '=. 4. 导数的几何意义:函数()f x 在0x x =处的导数就是曲线()y f x =在点00(,())x f x 处的切线的斜率。
由此,可以利用导数求曲线的切线方程,具体求法分两步:(1)求出()y f x =在x 0处的导数,即为曲线()y f x =在点00(,())x f x 处的切线的斜率; (2)在已知切点坐标和切线斜率的条件下,求得切线方程为000()()y y f x x x '-=-。
当点00(,)P x y 不在()y f x =上时,求经过点P 的()y f x =的切线方程,可设切点坐标,由切点坐标得到切线方程,再将P 点的坐标代入确定切点。
特别地,如果曲线()y f x =在点00(,())x f x 处的切线平行与y 轴,这时导数不存在,根据切线定义,可得切线方程为0x x =。
5. 导数的物理意义:质点做直线运动的位移S 是时间t 的函数()S t ,则()V S t '=表示瞬时速度,()a v t '=表示瞬时加速度。
导数知识点汇总
导数1.导数的几何意义:函数()y f x =在0x x =处的导数0'()f x ,就是曲线()y f x =过点0x 的切线斜率. ∴过点00(,)x y 的切线方程为000'()()y y f x x x -=- 0'()0f x =时,切线与x 轴 . 0'()0f x >时,切线的倾斜角为 . 0'()0f x <时,切线的倾斜角为 . 0'()f x 不存在时,切线 .2.基本初等函数的导数公式:3.导数运算法则:[()()]''()'()f x g x f x g x ±=±[()()]''()()()'()f x g x f x g x f x g x ⋅=+2()'()()()g'()'()()f x f x g x f x x g x g x ⎡⎤-=⎢⎥⎣⎦4.复合函数求导:{[()]}''[()]'()f g x f g x g x =⋅:(sin 2)'2cos 2eg x x = 25242[(1)]'5(1)210(1)x x x x x +=+⋅=+5.导数与函数单调性、极值的关系. ① '()0()'()0()f x f x f x f x ⎧>⇒↑⎪⎨<⇒↓⎪⎩()'()0()'()0f x f x f x f x ⎧↑⇒≥⎪⎨↓⇒≤⎪⎩② 若0'()0,f x =且在0x 左边'()0f x >,右边'()0f x <,则0x 是()f x 的极大值点 在0x 左边'()0f x <,右边'()0f x >,则0x 是()f x 的极小值点★ 0x 为极值点 0'()0f x =题型一:导数的几何意义 【基础题】1.曲线y =(4,2)P 处的切线方程是2.已知3y x =在点P 处的切线斜率为3,则P 的坐标为 3.已知直线10x y --=与抛物线2y ax =相切,则a =4.已知曲线ln y x x =+在点(1,1)处的切线与曲线2(2)1y ax a x =+++相切,则a = 5.若曲线xy e -=上点P 处的切线平行于直线210x y ++=,则点P 的坐标为 6.若函数()f x 的导数为'()sin f x x =-,则函数图象在点(4,(4))f 处的切线倾斜角为( ).A 90︒ .0B ︒ .C 锐角 .D 钝角【提高题】 1.设点P 是曲线211ln 42y x x =+上的任意一点,P 点处切线倾斜角为α,则角α的取值范围是2.曲线21x y e -=+在点(0,2)处的切线与直线0y =和y x =围成的三角形的面积为( )1.3A 1.2B 2.3C .1D3.点P 是曲线2ln y x x =-上任意一点,则P 到直线2y x =-的距离的最小值是变式:函数2()x f x e =的图象上的点到直线240x y --=的距离的最小值是题型二:导数与函数单调性、极值、最值 【基础题】1.函数()ln (0)f x x x x =>的单调递增区间是2.函数32()39f x x ax x =++-,已知()f x 在3x =-时取得极值,则a =3.设2()ln f x a x bx x =++,在121,2x x ==处有极值,则a = ,b = . 4.已知函数32()(6)1f x x ax a x =++++有极大值和极小值,则实数a 的取值范围是 5.若函数xy e ax =+有大于0的极值点,则a 的取值范围是6.已知函数3()128f x x x =-+在区间[3,3]-上的最大值与最小值分别为,,M m 则【提高题】1.直线y a =与函数33y x x =-的图象有三个相异的交点,则a 的取值范围是 2.若函数3()26f x x x k =-+在R 上只有一个零点,求常数k 的取值范围.3.已知函数()(1)ln 1,f x x x x =+-+若'2()1xf x x ax ≤++恒成立,求a 的取值范围.4.已知函数21()2,f x ax x =-若()f x 在(0,1]上是增函数,求a 的取值范围. 变式:函数3y ax x =-在R 上是减函数,则a 的取值范围是5.已知函数2()ln (0),f x x ax x a =-->若函数()f x 是单调函数,求a 的取值范围.题型三:与函数性质有关1.若函数42()f x ax bx c =++满足'(1)2,f =则'(1)f -=2.已知函数3()f x x x =+对任意的[2,2],(2)()0m f mx f x ∈--+<恒成立,则x 的取值范围是3.已知对任意实数x ,有()(),()(),f x f xg x gx -=--=且0x >时,''()0,()0,f x g x >>则0x <时( )''.()0,()0A f x g x >> ''.()0,()0B f x g x >< ''.()0,()0C f x g x <> ''.()0,()0D f x g x <<4.若函数()f x 对定义域R 内的任意x 都有()(2)f x f x =-,且当1x ≠时其导函数'()f x 满足(1)'()0,x f x ->若12,a <<则( )2.(log )(2)(2)a A f a f f << 2.(2)(log )(2)a B f f a f << 2.(2)(2)(log )a C f f f a << 2.(log )(2)(2)a D f a f f <<5.设(),()f x g x 分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,当0x <时,'()()()'(f x g x f x g x +>且(3)0,g -=则不等式()()0f x g x <的解集为( ).(3,0)(3,)A -+∞ .(3,0)(0,3)B - .(,3)(3,)C -∞-+∞ .(,3)(0,3)D -∞-6.已知函数()y f x =是定义在R 上的奇函数,且当(,0)x ∈-∞时,不等式()'()0f x xf x +>恒成立,0.10.122112(2),(log 2)(log 2),(log )(log )44a fb fc f ππ===,则,,a b c 的大小关系是( ).A a b c >> .B c b a >> .C b a c >> .D a c b >>题型四:图象题1.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 个极小值点.2.设'()f x 是函数()f x 的导函数,将()y f x =和'()y f x =的图象画在同一个个直角坐标系中,不可能正确的是( )3.设曲线21y x =+在其上任一点(,)x y 处的切线的斜率为()g x ,则()cos y g x x =的部分图象可以为( )4.已知函数'()y xf x =的图象如右图所示,则()y f x =的图象大致是( )5.已知()y f x =在(0,1)内的一段图象是图象所示的一段圆弧,若1201,x x <<<则( )1212()().f x f x A x x < 1212()().f x f x B x x > 1212()().f x f x C x x = .D 不能确定6.若函数2()f x x bx c =++的图象顶点在第四象限,则函数'()f x 的图象是( )链接高考:1.(2015,12)设函数'()f x 是奇函数()f x 的导函数,(1)0,f -=当0x >时,'()()0x f x f x -<则使得()0f x >成立的x 的取值范围是( ).(,1)(0,1)A -∞- .(1,0)(1,)B -+∞ .(,1)(1,0)C -∞-- .(0,1)(1,)D +∞2.(2015,21)设函数2().mxf x ex mx =+-(1)证明:()f x 在(,0)-∞上单调递减,在(0,)+∞上单调递增;(2)若对于任意12,[1,1],x x ∈-都有12|()()|1,f x f x e -≤-求m 的取值范围.3.(2015,21)已知函数31(),()ln .4f x x axg x x =++=- (1)当a 为何值时,x 轴为曲线()y f x =的切线;(2)用min{,}m n 表示,m n 中的最小值,设函数()min{(),()}(0),h x f x g x x =>讨论()h x 零点的个数.4.(2014,7)设曲线ln(1)y ax x =-+在点(0,0)处的切线方程为2,y x =则a =( ).0A .1B .2C .3D5.(2014,12)设函数(),xf x mπ=若存在()f x 的极值点0x 满足22200[()],x f x m +<则m 的取值范围是 ( ).(,6)(6,)A -∞-+∞ .(,4)(4,)B -∞-+∞ .(,2)(2,)C -∞-+∞ .(,1)(1,)D -∞-+∞6.(2014,21)已知函数()2.x x f x e e x -=-- (1)讨论()f x 的单调性.(2)设()(2)4()g x f x bf x =-,当0x >时,()0,g x >求b 的最大值,(3)已知1.4142 1.4143,<估计ln 2的近似值(精确到0.001)7.(2014,11)已知函数32()31f x ax x =-+,若()f x 存在唯一零点0,x 且00x >,则a 的取值范围是8.(2014,21)设函数1()ln ,x xbe f x ae x x-=+曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为(1) 2.y e x =-+(1)求,.a b(2)证明:() 1.f x >9.(2013,21)设函数2(),()().xf x x ax bg x e cx d =++=+若曲线()y f x =和曲线()y g x =都过点(0,2)P ,且在点P 处有相同的切线4 2.y x =+(1)求,,,a b c d 的值.(2)若2x ≥-时,()(),f x kg x ≤求k 的取值范围.。
导数知识梳理
导数知识梳理(一) 基本知识1、 导数定义2、 导数的几何意义已知函数()f x 在R 上满足2()2(2)88f x f x x x =--+-,则曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程是 .3、 导数运算及运算法则求y=xx sin 2的导数; 4、 单调区间、极值、最值的步骤与方法(1)函数x e x x f )3()(-=的单调递增区间是 ( )A. )2,(-∞B.(0,3)C.(1,4)D. ),2(+∞(2)已知某质点的运动方程为32(),s t t bt ct d =+++下图是其运动轨迹的一部分,若1,42t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,2()3s t d <恒成立,求d 的取值范围. 5、定积分 函数1,(10)()cos ,(0)2x x f x x x π+-≤<⎧⎪=⎨≤≤⎪⎩的图象与x 轴所围成的封闭图形的面积为 A.32 B. 1 C. 2 D.12(二) 典型例题导数作为工具来研究三次函数、指数函数、对数函数的单调性,极值、最值时,具有其独特的优越性,要理解导数的几何意义,熟练导数的运算公式,善于借助导数解决有关的问题.例1.已知函数321()33f x ax bx x =+++,其中0a ≠. (1)当b a ,满足什么条件时,)(x f 取得极值?(2)已知0>a ,且)(x f 在区间(0,1]上单调递增,试用a 表示出b 的取值范围.例2. 已知函数321(),3f x x ax bx =++且'(1)0f -= (I )试用含a 的代数式表示b ;(Ⅱ)求()f x 的单调区间;(Ⅲ)令1a =-,设函数()f x 在1212,()x x x x <处取得极值,记点1122(,()),(,())M x f x N x f x ,证明:线段MN 与曲线()f x 存在异于M 、N 的公共点. 例3.已知函数32()22f x x bx cx =++-的图象在与x 轴交点处的切线方程是510y x =-.(I )求函数()f x 的解析式;(II )设函数1()()3g x f x mx =+,若()g x 的极值存在,求实数m 的取值范围以及函数()g x 取得极值时对应的自变量x 的值.(三) 习题训练1、设()323()1312f x x a x ax =-+++. ⑴若函数()f x 在区间()1,4内单调递减,求a 的取值范围; ⑵若函数()f x x a =在处取得极小值是1,求a 的值,并说明在区间()1,4内函数()f x 的单调性2、已知函数()ln a f x x x=+. ⑴当0a <时,求函数()f x 的单调区间;⑵若函数()f x 在[]1,e 上的最小值是3,2求a 的值. 3、已知函数2()1f x x =-与函数()ln (0)g x a x a =≠. ⑴若()f x ,()g x 的图象在点()1,0处有公共的切线,求实数a 的值;⑵设()()2()F x f x g x =-,求函数()F x 的极值.4、已知函数()ln f x x a x =+,其中a 为常数,且1a -≤.⑴当1a =-时,求()f x 在2[e ,e ](e 2.71828=)上的值域;⑵若()e 1f x -≤对任意2[e ,e ]x ∈恒成立,求实数a 的取值范围5、已知函数1()ln f x a x x=-,a ∈R . ⑴若曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线与直线20x y +=垂直,求a 的值;⑵求函数()f x 的单调区间;⑶当1a =,且2x ≥时,证明:(1)25f x x --≤.6、已知函数()1e x a f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,其中0a >. ⑴求函数()f x 的零点;⑵讨论()y f x =在区间(,0)-∞上的单调性;⑶在区间,2a ⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦上,()f x 是否存在最小值?若存在,求出最小值;若不存在,请说明理由.(四) 函数选择训练1、设a=0.32,b=20.3,c=log 20.3则它们的大小关系为( )A.c<a<bB.a<c<bC.a<b<cD.b<c<a2、如果一个点是一个指数函数和一个对数函数的图像的交点,那么称这个点为"好点".下列四个点)2,2(),21,21(),2,1(),1,1(4321P P P P 中,"好点"有( )个A. 1B.2C.3D.43、已知函数[]2,1,log 2)(2∈+=x x x f ,则函数)()(2x f x f y +=的值域为( ) A.[]5,4 B.⎥⎦⎤⎢⎣⎡211,4 C.⎥⎦⎤⎢⎣⎡213,4 D.[]7,4 4、下面的说法正确的是( )A.若)(0'x f 不存在,则曲线)(x f y =在点()()00,x f x 处没有切线.B.若曲线)(x f y =在点()()00,x f x 处有切线,则)(0'x f 必存在.C.若)(0'x f 不存在,则曲线)(x f y =在点()()00,x f x 处的切线斜率不存在.D.若曲线)(x f y =在点()()00,x f x 处没有切线,则)(0'x f 有可能存在.5、在函数x x y 4613-=的图像上,其切线的倾斜角小于4π的点中,横坐标为整数的点有( )A.7B.5C.4D.26、若函数f(x)的反函数为f )(1x -,则函数f(x-1)与f )1(1--x 的图象可能是 ( )7、方程322670(0,2)x x -+=在内根的个数为( )A 、0B 、-1C 、1D 、38、定义在R 上的函数的图像关于点(-34,0)成中心对称且对任意的实数x 都有f (x )=-f (x+32)且f (-1)=1,f (0)=-2,则f (1)+f (2)+……+f (2010)=( ) A .0 B .-2 C .-1 D .-49、(理)设f (x )=|2-x 2|,若0<a <b 且f (a )=f (b ),则a +b 的取值范围是( )A .(0,2)B .(0,2)C .(0,4)D .(0,22)10、(理)如果函数f (x )= 13x 3+12ax 2+284a -x 在x=1处的切线恰好在此处穿过函数图像则a=( )A .3B .-1C .-2D .0【答案与解析】1、A 本题考查中介法和单调性法比较大小,log 20.3<0,而其他两个都大于零,至于a 和b ,构造中介0.30.3或22,然后分别利用指数函数和幂函数的单调性比较,例如20.3>0.30.3>0.322、B 设指数函数和对数函数分别为)1,0(log ),1,0(≠>=≠>=b b x y a a a y b x .若为"好点",则)1,1(1P 在x a y =上,得1=a 与1,0≠>a a 矛盾;)2,1(2P 显然不在x y b log =;)21,21(3P 在x y a y b x log ,==上时41,41==b a ,易得)2,2(4P 也为"好点" 3、B 由x x x x f x f y 22222log 34log 2log 2)()(+=+++=+=,注意到为使得)()(2x f x f y +=有意义必有212≤≤x 得21≤≤x ,从而2114≤≤y . 4、C (理)曲线在()()00,x f x 处有导数,则切线一定存在,但有切线,切线的斜率可能不存在,即导数不存在.5、D 由x x y 4613-=得4212'-=x y ,切线的倾斜角小于4π,则142102<-≤x ,所以3,1082±=<≤x x ,即点⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-215,3,215,3两点的切线倾斜角小于4π. 6、C 函数 f(x-1)是由f (x )向右平移一个单位得到,f )1(1--x 由f 1()x - 向右平移一个单位得到,而f (x )和f 1()x -关于y=x 对称,从而f(x-1)与f )1(1--x 的对称轴也是由原对称轴向右平移一个单位得到即y=x-1 7、C (理)令32/2()267 ()612f x x x f x x x =-+=-,则=)2(6-x x由//()020 ()002f x x x f x x 得或由得,又(0)70 (2)10f f ==-,8、A 由f (x )=-f (x+32)得f (x )=f (x +3)即周期为3,由图像关于点(-34,0)成中心对称得f (x )+f (-x-32)=0,从而-f (x+32)=- f (-x-32),所以f (x )= f (-x )。
导数知识点总结及应用[整理]
20XXKnowledge Points知识点汇编《导数及其使用》知识点总结一、导数的概念和几许含义1.函数的均匀改变率:函数在区间上的均匀改变率为:。
2.导数的界说:设函数在区间上有界说,,若无限趋近于0时,比值无限趋近于一个常数A,则称函数在处可导,并称该常数A为函数在处的导数,记作。
函数在处的导数的本质是在该点的瞬时改变率。
3.求函数导数的根本过程:(1)求函数的增量;(2)求均匀改变率:;(3)取极限,当无限趋近与0时,无限趋近与一个常数A,则.4.导数的几许含义:函数在处的导数便是曲线在点处的切线的斜率。
由此,能够使用导数求曲线的切线方程,详细求法分两步:(1)求出在x0处的导数,即为曲线在点处的切线的斜率;(2)在已知切点坐标和切线斜率的条件下,求得切线方程为。
当点不在上时,求通过点P的的切线方程,可设切点坐标,由切点坐标得到切线方程,再将P点的坐标代入确认切点。
特别地,假如曲线在点处的切线平行与y轴,这时导数不存在,依据切线界说,可得切线方程为。
5.导数的物理含义:质点做直线运动的位移S是时刻t的函数,则表明瞬时速度,表明瞬时加速度。
二、导数的运算a.常见函数的导数:(1)(k, b为常数);(2)(C为常数);(3);(4);(5);(6);(7);(8)(α为常数);(9);(10);(11);(12);(13);(14)。
2. 函数的和、差、积、商的导数:(1);(2)(C为常数);(3); (4)。
3. 简略复合函数的导数:若,则,即。
三、导数的使用1. 求函数的单调性:使用导数求函数单调性的根本办法:设函数在区间内可导,(1)假如恒,则函数在区间上为增函数;(2)假如恒,则函数在区间上为减函数;(3)假如恒,则函数在区间上为常数函数。
使用导数求函数单调性的根本过程:①求函数的界说域;②求导数;③解不等式,解集在界说域内的不间断区间为增区间;④解不等式,解集在界说域内的不间断区间为减区间。
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导数及其应用知识清单
一、导数的概念
(1)如果当时,有极限,就说函数在点处存在导数,并将这个极限叫做函数在点处的导数(或变化率),记作或,即
的几何意义是曲线在点处的;瞬时速度就是位移函数对的导数;加速度就是速度函数对______________的导数.
(2)如果函数在开区间内的每一点都可导,其导数值在内构成一个新
函数,这个函数叫做在开区间内的导函数,记作或 .
二、几种常见函数的导数
1、 2、
3、 4、
5、 6、
7、 8、
三、可导函数的四则运算法则
法则1(口诀:和与差的导数等于导数的和与差).
法则2 .(口诀:前导后不导,后导前不导,中间是正号)
法则3(口诀:分母平方要记牢,上导下不导,下导上不导,中间是负号)
四、函数的单调性
函数在某个区间内,若,则为;若,则
为;若,则为。
如果一个函数在某个区间内的绝对值,那么函数在这个范围内变化,这时函数的图象就越“”。
五、(1)函数极值的概念
函数在点处的函数值比它在点附近其它点的函数值都小,;而且在点附近的左侧,右侧,则点叫做函数
的,叫做函数的 .
函数在点处的函数值比它在点附近其它点的函数值都大,;而且在点附近的左侧,右侧,则点叫做函数
的,叫做函数的 . 极小值点与极大值点统称为,极小值与极大值统称为.
(2)求函数极值的步骤:
①;②;③。
六、函数的最大值与最小值
在闭区间上连续,内可导,在闭区间上求最大值与最小值的步骤是:(1);(2)。
七、生活中常遇到求利润,用料,效率等一些实际问题,这些问题通常称为。
八、利用导数解决生活中的优化问题的一般步骤:
(1)分析实际问题中各个量之间的关系,建立实际问题的,写出实际问题中,根据实际问题确定。
(2)求函数的,解方程,得出定义域内的实根,确定。
(3)比较函数在和的函数值的大小,获得所求函数的最大(小)值。
(4)还原到原实际问题中作答。
知识结构
说明:1、在对导数的概念进行理解时,特别要注意与是不一样的,
代表函数在处的导数值,不一定为0 ;而是函数值的导数,而函数值是一个常量,其导数一定为0,即=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、复合函数的求导问题是个难点,要分清中间变量与复合关系
经典习题:
1.(1)设函数在处可导,且,求;
(2)已知,求.
2.求下列函数的导数
(1) (2)
(3) (4)
(5) (6)
3.已知函数在处的导数值与函数值互为相反数,求的值。
4.已知曲线.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)求曲线过点的切线方程。
5.在曲线y=x3-x上有两个点O(0,0)、A(2,6),求弧OA上点P的坐标,使△AOP的面积最大.
6.已知抛物线或,如果直线同时是和的切线,则称是和的公切线,公切线上两个切点之间的线段,称为公切线段。
(1)取什么值时和有且仅有一条公切线?写出此公切线的方程;
(2)若和有两条公切线,证明相应的两条公切线段互相平分。
7.若函数存在单调递减区间,求实数的取值范围.
8.已知函数
若在区间[-2,2].上的最大值为20.
(1)求实数的值;
(2)是否存在实数,使得对于,总存在,都有
成立?若存在,求出实数的取值范围;若不存在,说明理由.
9.将函数的图象按向量平移得到函数的图象,求证:当时,.。