导数的概念及其应用
导数的定义与性质解析
导数的定义与性质解析导数是微积分中的重要概念，它描述了函数的变化率。
在本文中，我们将探讨导数的定义、性质以及其在数学中的重要应用。
1. 导数的定义导数表示函数在某一点上的变化率。
对于函数y = f(x)，它在点x处的导数记作f'(x)或dy/dx。
导数的定义可以通过极限表示：f'(x) = lim(h->0) [f(x+h)-f(x)]/h。
2. 导数的性质导数具有以下几个重要的性质：- 导数存在性：函数在某一点上导数存在的充分必要条件是函数在该点可导。
- 导数与函数图像：函数在某一点导数存在，则函数在该点的图像有切线。
切线的斜率即为导数的值。
- 导数与连续性：若函数在某点可导，则函数在该点连续。
- 导数的四则运算：若f(x)和g(x)在某点可导，则[f(x) ± g(x)]' = f'(x) ± g'(x)；[f(x)g(x)]' = f'(x)g(x) + f(x)g'(x)；[f(x)/g(x)]' = [f'(x)g(x) -f(x)g'(x)]/g^2(x)（其中g(x) ≠ 0）。
- 链式法则：若y = f(g(x))，其中f(u)和g(x)分别可导，则y' = f'(g(x)) * g'(x)。
3. 导数的应用导数在数学和实际问题中都有广泛的应用，其中包括：- 切线与法线：导数可以求得函数曲线在某点的切线和法线，从而帮助我们研究函数图像的特性。
- 极值与拐点：函数在极值点导数为零，通过导数可以判断函数的最大值、最小值和拐点。
- 函数图像的草图：通过导数可确定函数图像的趋势、拐点以及关键点，有助于绘制函数的草图。
- 物理学应用：导数在物理学中常用于描述速度、加速度以及变化率等问题。
综上所述，导数是函数变化率的重要工具，通过导数的定义与性质，我们可以深入理解函数的特性与行为。
(完整版)导数知识点总结及应用
《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。
导数的定义及其应用领域
导数的定义及其应用领域导数是微积分学中的重要概念，它描述了函数在某一点的变化率。
导数的定义和性质被广泛地应用在物理、工程、经济学等领域中。
本文将简要介绍导数的定义，以及它在不同领域的应用。
一、导数的定义导数可以理解为函数的瞬时变化率。
对于函数f(x)，在点x处的导数表示为f'(x)或df(x)/dx。
导数的定义可以通过极限来描述，即f'(x) = lim┬(h→0)〖((f(x+h)-f(x))/h)〗，其中h是趋于0的增量。
二、导数的性质导数具有多个重要性质，其中一些常见的性质包括：1. 导数可以用于判断函数的单调性。
如果在某个区间内，函数的导数始终为正（或负），则该函数在该区间内单调增加（或减少）。
2. 导数可以用于求解函数的最大值和最小值。
函数在极值点处的导数为零或不存在。
3. 导数满足乘法规则、和差规则和链式法则等运算规则，使得我们可以方便地计算复杂函数的导数。
三、导数的应用领域1. 物理学中的运动学导数在物理学中的运动学方程中起着关键作用。
例如，速度可以定义为物体位移关于时间的导数，加速度则是速度关于时间的导数。
通过求解导数，我们可以推导出各种运动的速度、加速度和位移关系，从而更好地理解物体的运动规律。
2. 工程学中的控制系统导数在工程学中的控制系统中经常被使用。
例如，在机械工程中的控制系统中，导数可以表示速度或者加速度的变化。
这对于设计和分析各种控制系统非常重要，从而提高系统的稳定性和响应度。
3. 经济学中的边际效应导数在经济学中的边际效应分析中起着关键作用。
例如，在经济学中，边际成本和边际收益可以通过求导来计算。
这对于制定合理的经济政策和决策具有重要意义。
4. 生物学中的生态模型导数在生物学中的生态模型中也有广泛应用。
生态学家利用导数来描述物种数量的变化速率，从而研究生态系统的稳定性和动态性。
导数的计算帮助我们理解和预测生物多样性和种群变化等重要生物学现象。
5. 金融学中的风险管理导数在金融学中的风险管理中也起着重要作用。
导数的概念与应用
导数的概念与应用导数是微积分中的重要概念之一，它描述了函数在给定点处的变化率。
在数学和实际应用中，导数具有广泛的应用，涉及到诸多领域，如物理学、经济学、工程学等。
本文将介绍导数的概念，讨论其应用领域，并探讨导数在实际问题中的重要性。
一、导数的概念导数是函数微分学中的一个基本概念，它表示函数在某一点处的变化率。
在数学上，导数可以通过函数的微分来定义。
对于一个函数f(x)，在点x处的导数可以用以下公式表示：f'(x) = lim(h->0) [f(x+h)-f(x)]/h其中，lim表示当变量h无限接近于0时的极限值。
导数表示了函数在给定点处的瞬时变化率，也就是函数曲线在该点的切线斜率。
二、导数的应用领域1. 物理学中的运动学导数在物理学中的应用非常广泛，尤其在运动学中发挥着重要作用。
例如，我们可以通过对位移函数求导来计算物体的速度，进一步求二次导数可以得到加速度。
导数的概念和计算方法为运动学提供了数学工具，使我们能够更好地理解和分析物体的运动轨迹。
2. 经济学中的边际分析经济学中的许多问题都可以通过导数来进行边际分析。
例如，在微观经济学中，边际效用是指每额外消费一单位商品带来的额外满足程度。
通过对边际效用函数求导，我们可以获得边际效用的变化率，帮助经济学家进行决策分析。
3. 工程学中的优化问题导数在工程学中有着广泛的应用，特别是在优化问题中。
例如，在机械设计中，导数可以用于确定某种结构的最佳参数配置，以实现最佳性能。
通过优化函数的导数，工程师可以找到最优解，提高设计效率和性能。
三、导数在实际问题中的重要性导数在实际问题中具有重要的意义和作用。
它不仅可以提供函数在某一点的变化率，还可以揭示函数曲线的重要特性和行为。
导数的概念及其应用使得我们能够更深入地理解各种现象，并为解决实际问题提供了有效的数学工具。
导数在科学和工程领域的应用非常广泛。
例如在物理学中，我们可以通过对位置函数取导数，求得速度的变化率；通过求速度函数的导数，可以得到加速度的变化率。
导数的概念及运算
3 f ( x) x x
后，再想法消去它的过程
S 6
求证一个量为定值，往往是引入参量，找到关系时
ln x 例9、已知函数 f ( x) ax ln x, g ( x) ，它们 x 的定义域是 (0, e]，其中是 e自然对数的底。
时，求函数 f ( x) 的最小值 1 17 （2）当 a 1 时，求证不等式 f (m) g (n) 27 对一切 m, n (0, e] 恒成立 （3）是否存在实数 a ，使得 f ( x) 的最小值为3？如果 （1）当 a 存在，求出 a 的值；如果不存在，说明理由。
f(x)在x＝x0处的瞬时变化率是 fx0＋Δx－fx0
Δx
(2)平均变化率是曲线陡峭程度的“ 数量化 ”，或说， 曲线陡峭程度是平均变化率的“ 视觉化 ”.
2. 函数f(x)在x=x0处的导数 （1）定义 设函数y=f(x)在区间(a,b)上有定义，x 0 (a,b),若Δx无限趋
f(x 0 x )-f(x 0 ) x 近于0时，比值 x 无限趋近于一个常数 y
(1) y (2 x 1)
2
5
(2) y sin x 2
(3) y sin (2 x ) 3
(5) y (2 x 2 3) 1 x 2
(4) y 3 ax 2 bx c
注意：在计算复合函数的导数，有时复合函数可以由几
个基本初等函数（常见内函数由一次函数）组成，所以
导数的概念及运算
考试说明
导数的概念 导 数 及 其 应 用 导数的几何意义 √ √
导数的运算
利用导数研究函数的单调性 和极值 导数在实际问题中的应用
√
√ √
导数定义及其在中学数学中的应用 毕业论文
导数定义及其在中学数学中的应用毕业论文一、导数的定义导数是微积分中最基本的概念之一，它是指函数在某一点处的变化率。
更具体地说，设函数y=f(x)，x0为区间I内的一点，当x在x0处取近似于x0的值时对应的函数值之差Δy=f(x0+Δx)-f(x0)与x0处的自变量增量Δx之比，即Δy/Δx的极限为：lim Δx→0 Ε0Δy/Δx=dy/dx=f'(x0)如果这个极限存在，则称函数y=f(x)在点x0处可导，其导数为f'(x0)。
其中f'(x0)表示函数f(x)在x0处的导数，也可以用dy/dx、 y' 或者 df/dx 表示。
二、导数在中学数学中的应用1. 切线与法线导数的最重要的应用之一是用于求函数在某一点处的切线与法线，这也是导数最基本的应用之一。
在求解中，我们首先求出函数在该点处的导数，然后求出该点处的坐标，进而求解出函数在该点处的切线和法线。
例如，对函数y=x^2，求该函数在点(x0, y0)处的切线和法线，其中x0表示点的横坐标，y0表示点的纵坐标。
解法：首先求出函数y=x^2在点(x0, y0)处的导数：f'(x0)=2x0然后代入点(x0, y0)得：y-y0=f'(x0)(x-x0)化简后得：y-y0=2x0(x-x0)这个公式就是函数y=x^2在点(x0, y0)处的切线的方程式。
同样的，可以通过求解出函数在该点处的导数，进而求解出函数在该点处的法线的方程式。
理论上说，导数是极限，但在实际的计算中，我们一般采用微小的增量等量的方法来近似于导数，而这个近似值就可以被用于实际计算中。
2. 最值的求解另一个导数在中学数学中常见的应用就是求解函数的最大值和最小值。
具体来说，如果函数f(x)在区间[a,b]上连续且可导，且函数在区间内的某点x0处的导数f'(x0)=0或不存在，则f(x)在点x0处取得了最大值或最小值。
因此，我们可以通过求出函数的导数，并找到导数等于0的点或导数不存在的点，就可以求解出函数的极大值和极小值。
导数的概念导数公式与应用
导数的概念导数公式与应用导数是微积分中的一个重要概念，用于描述函数的变化率。
导数的概念在不同领域都有广泛应用，例如物理学、经济学和工程学等。
本文将介绍导数的概念、导数公式以及导数在实际应用中的一些例子。
导数的概念可以理解为函数在其中一点处的变化率。
具体来说，如果函数在其中一点处具有导数，那么导数等于函数在该点处的斜率。
直观地说，如果一个函数在其中一点的导数为正，意味着函数在该点附近的值在增加；如果导数为负，意味着函数在该点附近的值在减小。
如果导数等于零，在该点附近的值则没有变化。
导数的计算可以使用导数公式来简化。
对于一些常见的函数，我们可以使用已知的导数公式来得到它们的导数。
例如，对于多项式函数，如果f(x) = ax^n ，其中a和n为常数，那么它的导数为f'(x) = nax^(n-1)。
而对于指数函数f(x) = e^x ，它的导数等于它自身，即f'(x) = e^x。
通过使用这些已知的导数公式，我们可以计算更复杂函数的导数。
导数在实际应用中有着广泛的应用。
一个常见的应用是在物理学中，用于描述物体的运动。
例如，我们可以通过计算一个物体的位移函数的导数来得到它的速度函数。
同样地，计算速度函数的导数可以得到加速度函数。
通过这样的导数计算，我们可以更好地理解物体的运动规律。
另一个应用是在经济学中，用于描述供需关系。
导数可以提供给我们有关价格和数量之间关系的更多信息。
如果一个函数表示价格对其中一变量的依赖关系，那么它的导数可以告诉我们，当这个变量改变一个单位时，价格将会如何改变。
这种信息对于制定合理的价格策略和优化资源配置非常重要。
除了物理学和经济学，导数在工程学和计算机科学中也有许多应用。
在工程学中，导数可以用于解决建筑结构的优化问题，确保建筑物的稳定性。
在计算机科学中，导数可以用于图像处理和机器学习等领域，提供对图像和数据的更深入的理解。
总结起来，导数是微积分中的一个重要概念，用于描述函数的变化率。
导数在实际生活中的运用
导数在实际生活中的运用1. 引言1.1 导数的定义导数的定义是微积分学中的重要概念，它描述了函数在某一点处的变化率。
在几何意义上，导数可以理解为函数图像在某一点的切线斜率。
具体地说，如果函数f(x)在x=a处的导数存在，那么导数f'(a)表示了当自变量x在a处发生一个小的变化Δx时，函数值f(x)将相应地发生多大的变化Δf，这种变化率可以用导数来描述。
导数的概念不仅仅在数学中有重要的应用，它在实际生活中也有着广泛的应用价值。
导数的定义让我们能够更好地理解和描述各种现象中的变化规律，帮助我们预测未来的发展趋势。
掌握导数的概念可以帮助我们更好地解决各种实际问题，提高工作和生活的效率。
了解导数的定义及其在实际生活中的重要性对于我们每个人都是有益的。
在接下来的内容中，我们将探讨导数在不同领域的具体应用，展示导数在实际生活中的广泛应用。
1.2 导数在实际生活中的重要性导数在实际生活中的重要性可以说是不可忽视的。
导数是微积分中的一个重要概念，在实际生活中有着广泛的应用。
通过导数，我们可以描述物体在某一时刻的变化率，帮助我们更好地理解和分析现实世界中的各种现象。
在经济学中，导数被广泛运用于描述市场需求和供给的变化趋势，分析价格弹性和收益最大化等问题。
导数的概念也被应用于金融领域，帮助投资者和分析师预测股价的波动和变化趋势。
在物理学中，导数被用来描述物体的运动状态，例如速度和加速度的变化。
通过导数，我们可以计算出物体在不同时间点的位置和速度，帮助我们更好地理解自然界中的各种物理现象。
在生物学中，导数可以用来描述生物体的生长和变化过程，帮助研究人员更好地理解生物体的发育和演化规律。
导数也被用来分析生物体在不同环境条件下的适应性和响应能力。
在工程学和医学领域，导数被广泛应用于设计和优化各种系统和流程。
通过导数，工程师和医生可以分析和改进各种工艺和治疗方案，提高效率和准确性，保障工程项目和医疗保健的质量和安全性。
导数及其应用
导数及其应用导数的概念及运算、定积分 1．导数的概念(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xyx ∆∆→∆lim 0＝lim 0→∆x f x 0＋Δx －f x 0Δx❶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→∆x ΔyΔx＝lim→∆xf x 0＋Δx －f x 0Δx.函数y ＝f (x )的导数f ′(x )反映了函数f (x )的瞬时变化趋势，其正负号反映了变化的方向，其大小|f ′(x )|反映了变化的快慢，|f ′(x )|越大，曲线在这点处的切线越“陡”．(2)导数的几何意义：函数f (x )在x ＝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)❷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)．❷曲线y ＝f x 在点P x 0，y 0处的切线是指P 为切点，斜率为k ＝f x 0的切线，是唯一的一条切线.(3)函数f (x )的导函数：称函数f ′(x )＝lim→∆xf x ＋Δx －f xΔx为f (x )的导函数．(4)f ′(x )是一个函数，f ′(x 0)是函数f ′(x )在x 0处的函数值(常数)，[f ′(x 0)]′＝0. 2．基本初等函数的导数公式3.(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 gx －f x gx[g x 2(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．定积分的概念在∫b a f (x )d x 中，a ，b 分别叫做积分下限与积分上限，区间[a ，b ]叫做积分区间，f (x )叫做被积函数，x 叫做积分变量，f (x )d x 叫做被积式． 6．定积分的性质(1)∫b a kf (x )d x ＝k ∫b a f (x )d x (k 为常数)；(2)∫b a [f 1(x )±f 2(x )]d x ＝∫b a f 1(x )d x ±∫b a f 2(x )d x ；(3)∫b a f (x )d x ＝∫c a f (x )d x ＋∫b c f (x )d x (其中a ＜c ＜b )．求分段函数的定积分，可以先确定不同区间上的函数解析式，然后根据定积分的性质进行计算.7．微积分基本定理一般地，如果f (x )是区间[a ，b ]上的连续函数，并且F ′(x )＝f (x )，那么∫b a f (x )d x ＝F (b )－F (a )，常把F (b )－F (a )记作F (x )|b a ，即∫b a f (x )d x ＝F (x )|b a ＝F (b )－F (a )．8．定积分的几何意义定积分∫b a f (x )d x 的几何意义是介于x 轴、曲线y ＝f (x )及直线x ＝a ，x ＝b 之间的曲边梯形的面积的代数和，其值可正可负，具体来说，如图，设阴影部分的面积为S .①S ＝∫b a f (x )d x ；②S ＝－∫b a f (x )d x ；③S ＝∫c a f (x )d x －∫b c f (x )d x ； ④S ＝∫b a f (x )d x －∫b a g (x )d x ＝∫b a [f (x )－g (x )]d x .定积分的几何意义是曲边梯形的面积，但要注意：面积非负，而定积分的结果可正可负.当曲边梯形位于x 轴上方时，定积分的值为正；当曲边梯形位于x 轴下方时，定积分的值为负；当位于x 轴上方的曲边梯形与位于x 轴下方的曲边梯形面积相等时，定积分的值为零.二、常用结论1．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． 2．熟记以下结论：(1)⎝⎛⎭⎫1x ′＝－1x 2；(2)(ln|x |)′＝1x ；(3)⎣⎡⎦⎤1f x ′＝－f x [f x2(f (x )≠0)；(4)[af (x )±bg (x )]′＝af ′(x )±bg ′(x )． 3．常见被积函数的原函数(1)∫b a c d x ＝cx |b a ；(2)∫b a x n d x ＝x n ＋1n ＋1|b a (n ≠－1)；(3)∫b a sin x d x ＝－cos x |b a ；(4)∫b a cos x d x ＝sin x |ba ；(5)∫b a 1x d x ＝ln|x ||b a ；(6)∫b a e x d x ＝e x |ba . 考点一 导数的运算1．f (x )＝x (2 018＋ln x )，若f ′(x 0)＝2 019，则x 0等于( ) A ．e 2 B ．1 C ．ln 2 D ．e2．(2019·宜昌联考)已知f ′(x )是函数f (x )的导数，f (x )＝f ′(1)·2x ＋x 2，则f ′(2)＝( ) A.12－8ln 21－2ln 2 B.21－2ln 2 C.41－2ln 2 D ．－2 考点二 导数的几何意义及其应用 考法(一) 求切线方程1.(2018·全国卷Ⅰ)设函数f (x )＝x 3＋(a －1)·x 2＋ax ，若f (x )为奇函数，则曲线y ＝f (x )在点(0,0)处的切线方程为( )A ．y ＝－2xB ．y ＝－xC ．y ＝2xD ．y ＝x 考法(二) 求切点坐标1.已知函数f (x )＝x ln x 在点P (x 0，f (x 0))处的切线与直线x ＋y ＝0垂直，则切点P (x 0，f (x 0))的坐标为________．考法(三) 由曲线的切线(斜率)求参数的值(范围)1 .(2018·商丘二模)设曲线f (x )＝－e x －x (e 为自然对数的底数)上任意一点处的切线为l 1，总存在曲线g (x )＝3ax ＋2cos x 上某点处的切线l 2，使得l 1⊥l 2，则实数a 的取值范围是( ) A ．[－1,2] B ．(3，＋∞) C.⎣⎡⎦⎤－23，13 D.⎣⎡⎦⎤－13，23 (2)(2018·全国卷Ⅲ)曲线y ＝(ax ＋1)e x 在点(0,1)处的切线的斜率为－2，则a ＝________. 考法(四) 两曲线的公切线问题1.已知曲线f (x )＝x 3＋ax ＋14在x ＝0处的切线与曲线g (x )＝－ln x 相切，则a 的值为________．考点三 定积分的运算及应用 1. ⎠⎛0π(sin x －cos x )d x ＝________.2. ⎠⎛1e 1x d x ＋⎠⎛－224－x 2d x ＝________.导数的简单应用一、基础知识1．函数的单调性与导数的关系在(a，b)内可导函数f(x)，f′(x)在(a，b)任意子区间内都不恒等于0.f′(x)≥0⇔f(x)在(a，b)上为(a，b)上为减函数．增函数．f′(x)≤0⇔f x在❶2．函数的极值(1)函数的极小值：；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＝0❷，f(a)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❸叫做函数y＝f(x)的极小值．(2)函数的极大值：函数y＝f(x)在点x＝b的函数值f(b)比它在点x＝b附近的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．极小值点、极大值点统称为极值点，极大值和极小值统称为极值．3．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．(3)开区间上的单调连续函数无最值．,(1)f′(x)＞0(＜0)是f(x)在区间(a，b)内单调递增(减)的充分不必要条件．(2)f′(x)≥0(≤0)是f(x)在区间(a，b)内单调递增(减)的必要不充分条件．(3)由f(x)在区间(a，b)内单调递增(减)可得f′(x)≥0(≤0)在该区间内恒成立，而不是f′(x)＞0(＜0)恒成立，“＝”不能少，必要时还需对“＝”进行检验.)＝0是x0为f(x)的极值点的必要不充分条件．例如，f(x)＝x3，f′(0)＝0，但x＝0不是极f′(x值点．(1)极值点不是点，若函数f(x)在x1处取得极大值，则x1为极大值点，极大值为f(x1)；在x2处取得极小值，则x2为极小值点，极小值为f(x2)．极大值与极小值之间无确定的大小关系．(2)极值一定在区间内部取得，有极值的函数一定不是单调函数.二、常用结论(1)若所求函数的单调区间不止一个，这些区间之间不能用并集“∪”及“或”连接，只能用“，”“和”字隔开．(2)若函数f (x )在开区间(a ，b )内只有一个极值点，则相应的极值一定是函数的最值． (3)极值只能在定义域内取得(不包括端点)，最值却可以在端点处取得，有极值的不一定有最值，有最值的也未必有极值；极值有可能成为最值，非常数可导函数最值只要不在端点处取，则必定在极值处取．导数与函数的单调性 考点一 求函数的单调区间1．已知函数f (x )＝x ln x ，则f (x )( )A ．在(0，＋∞)上单调递增B ．在(0，＋∞)上单调递减C ．在⎝⎛⎭⎫0，1e 上单调递增D ．在⎝⎛⎭⎫0，1e 上单调递减 2．若幂函数f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎫22，12，则函数g (x )＝e xf (x )的单调递减区间为________． 考点三 根据函数的单调性求参数(1)若函数f (x )＝x －13sin 2x ＋a sin x 在(－∞，＋∞)单调递增，则a 的取值范围是________．(2)若函数h (x )＝ln x －12ax 2－2x (a ≠0)在[1,4]上单调递减，则a 的取值范围为________．[变式发散]1．(变条件)若本例(2)条件变为“函数h (x )在[1,4]上单调递增”，则a 的取值范围为________．2．(变条件)若本例(2)条件变为“函数h (x )在[1,4]上存在单调递减区间”，则a 的取值范围为________．3．(变条件)若本例(2)条件变为“函数h (x )在[1,4]上不单调”，则a 的取值范围为________．4．若函数f (x )＝(x 2－cx ＋5)e x 在区间⎣⎡⎦⎤12，4上单调递增，则实数c 的取值范围是( ) A ．(－∞，2] B ．(－∞，4] C ．(－∞，8] D ．[－2,4]5．已知函数f (x )＝3xa －2x 2＋ln x (a ＞0)，若函数f (x )在[1,2]上为单调函数，则a 的取值范围是________．6．(2019·岳阳模拟)若函数f (x )＝x 2－e x －ax 在R 上存在单调递增区间，则实数a 的取值范围是________．7．已知e 是自然对数的底数，实数a 是常数，函数f (x )＝e x －ax －1的定义域为(0，＋∞)． (1)设a ＝e ，求函数f (x )的图象在点(1，f (1))处的切线方程； (2)判断函数f (x )的单调性．导数与函数的极值、最值 考点一 利用导数研究函数的极值1.已知函数f (x )＝x －1＋ae x (a ∈R ，e 为自然对数的底数)，求函数f (x )的极值．2．(2019·唐山联考)若函数f (x )＝x 2－12ln x ＋1在其定义域内的一个子区间(a －1，a ＋1)内存在极值，则实数a 的取值范围是________．考点二 利用导数研究函数的最值 1.已知函数f (x )＝ln xx －1.(1)求函数f (x )的单调区间；(2)设m ＞0，求函数f (x )在区间[m,2m ]上的最大值．利用导数解不等式1.定义在R 上的函数f (x )，满足f (1)＝1，且对任意x ∈R 都有f ′(x )＜12，则不等式f (lg x )＞lg x ＋12的解集为__________．2.已知f (x )为R 上的可导函数，且∀x ∈R ，均有f (x )＞f ′(x )，则有( ) A ．e 2 019f (－2 019)＜f (0)，f (2 019)＞e 2 019f (0) B ．e 2 019f (－2 019)＜f (0)，f (2 019)＜e 2 019f (0) C ．e 2 019f (－2 019)＞f (0)，f (2 019)＞e 2 019f (0) D ．e 2 019f (－2 019)＞f (0)，f (2 019)＜e 2 019f (0)3.已知定义在R 上的函数f (x )满足f (x )＋2f ′(x )＞0恒成立，且f (2)＝1e (e 为自然对数的底数)，则不等式e xf (x )－e 2x ＞0的解集为________．利用导数解决综合问题1.设函数f (x )＝ln x ＋m x ，m ∈R.讨论函数g (x )＝f ′(x )－x3零点的个数．2.已知函数f (x )＝ln xx －k 有两个不同的零点x 1，x 2，求证：x 1x 2＞e 2.。
高考数学中的导数概念及其应用实例
高考数学中的导数概念及其应用实例数学是一门理性、逻辑思维和抽象化的学科，而数学高考则是在实现这些特点的同时，注重考查数学知识的应用。
在所有的数学知识点中，导数概念是一个至关重要的知识点。
接下来，我们将深入探讨导数概念及其应用实例。
一、导数概念导数概念最早由连续函数概念发展而来，主要用于刻画函数在某一点的变化率。
假设函数$f(x)$在$x_0$处存在，那么$f(x)$在$x_0$处的导数可以表示为：$lim_{x\rightarrow x_0}\frac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0}$当这个极限存在时，称为函数$f(x)$在$x_0$处可导，并表示$f'(x_0)$或$\frac{df}{dx}(x_0)$。
导数概念实际上是一个极限概念，它刻画了函数在某一点附近的局部变化情况。
具体来说，函数$f(x)$在点$x_0$处的导数$f'(x_0)$表示的是，在极小的变化量$\Delta x$内，函数在$x_0$处的相应变化量$\Delta f(x)$与$\Delta x$之比的极限。
从这个定义出发，我们可以理解导数之间的几何意义。
在平面直角坐标系中，将函数$y=f(x)$上一点$(x_0,f(x_0))$处的切线的斜率定义为该点处的导数$f'(x_0)$。
这意味着，导数是函数值在某一点处的切线斜率。
通过图像，我们还可以理解导数的符号：当函数上升，导数为正；当函数下降，导数为负；对于水平位置，导数为零。
二、导数概念的应用实例在高考数学中，导数概念被广泛应用在各种数学问题中。
这里简要列举几个典型的实例。
1. 最值问题当我们研究一个函数的极值时，导数概念可以为我们提供强有力的工具。
假设函数$f(x)$在$[a,b]$区间内连续，在$(a,b)$内可导。
如果在$x_0\in(a,b)$处$f'(x_0)=0$并且$f''(x_0)>0$（或$f''(x_0)<0$），则$f(x_0)$是函数$f(x)$在$[a,b]$中的极小（或极大）值。
导数的定义及其应用
导数的定义及其应用导数是微积分中一个非常重要的概念，它在自然科学、工程学、经济学等多个领域都有广泛的应用。
本文将从导数的定义、导数的计算方法和导数的应用三个方面进行论述。
一、导数的定义导数是函数在某个点上的变化率，它描述了函数在一点附近的斜率，可以表示为函数在该点的极限。
具体地说，如果函数$f(x)$在点$x_0$处可导，那么它的导数为：$$f'(x_0)=\lim_{h\to0}\frac{f(x_0+h)-f(x_0)}{h}$$其中$h$为趋近于$0$的实数。
如果这个极限存在，则称$f(x)$在$x_0$处可导。
例如，求函数$f(x)=x^2$在$x=2$处的导数，我们可以将$x_0=2$代入上式，得到：$$f'(2)=\lim_{h\to0}\frac{(2+h)^2-2^2}{h}=\lim_{h\to0}(4+4h+h^2)/h=4$$因此，$f(x)=x^2$在$x=2$处的导数为$4$。
二、导数的计算方法导数的计算方法有很多种，这里介绍三种常用的方法。
1. 用定义式计算。
根据导数的定义，我们可以将函数在某个点的导数表示为极限，通过计算该极限来求出导数的值。
这种方法往往比较繁琐，适用于简单函数或需要进行特殊推导的函数。
2. 利用导数的性质计算。
导数具有很多有用的性质，如加减法、乘法、链式法则等，可以帮助我们快速计算导数。
例如，对于两个函数$f(x)$和$g(x)$，它们的和函数$(f+g)(x)$的导数为$f'(x)+g'(x)$，积函数$(f\cdot g)(x)$的导数为$f'(x)g(x)+f(x)g'(x)$，以及由复合函数$u(x)=f(g(x))$构成的函数$v(x)=u'(x)=f'(g(x))g'(x)$的导数等等。
3. 利用数值计算方法计算。
数值计算方法是一种近似计算导数的方法，常用的方法有差分法、牛顿-莱布尼茨公式、微分方程法等等。
导数及其应用知识归纳
数为０的点不一定是极值点。
（3 ）利用导数求函数极值的步骤：
一．检查 f ‘ ( x ）在方程根左、右值的符号 若左正右负，则 f ( x ）在这个根处取得极大值； 若左负右正，则 f ( x ）在这个根处取得极小值； 若同正同负，则 f ( x ）在这个根处无极值．
一． 求 f ‘ ( x ) ； 二． 求 f ‘ （x ）＝０的根；
《导数及其应用》 知识归纳
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二、本章内容总结
（一）导数的概念 本章介绍导数和定积分的概念、求法以及应用． 可过分地记为 ‘’导数值’’与’’导函数’’以示区别!
导数来源于各种实际问题，它描述了非均匀变化过程的变 化率．例如变速直线运动的瞬时速度、质量分布不均匀的 细直杆的线密度、曲线切线的斜率等等 ·
3 ．函数的最值
（2 ）利用导数求最值的步骤：
一． 将 f ( x ）的各极值与 f ( a ) , f （b ）比较，确定 f （x ）的最大值和最小值． 一．求 f （x ）在（ a , b ）内的极值；
（1）在闭区间［a ，ｂ］上连续的函数
f ( x ) ，在 ［ a ，ｂ］上必有最大值和最小值．两种方法，即导数定义法和导函数的函数值法．
（六）导数的应用
１利用导数判断函数的单 调性
2 函数的极值
（l ）设函数 f ( x ）在点
A
x 。的附近有定义，如果对
附近所有的点都有：
（2 ）可导函数 f ( x ）在
B
极值点处的导数为０，但导
导数初步导数的定义计算与应用
导数初步导数的定义计算与应用导数初步导数是微积分学中的重要概念，用于描述函数在某一点上的变化率。
导数的定义、计算以及应用都是我们学习微积分的基础知识。
本文将初步介绍导数的定义、计算方法以及一些实际应用。
1. 导数的定义在数学中，导数的定义是函数在某一点上的变化率。
对于一个函数f(x)，它在点x处的导数表示为f'(x)，也可以写作dy/dx或者df(x)/dx。
导数的定义可以通过极限来表示。
当x自变量趋于某一点a时，函数f(x)在点a处的导数可以用以下极限式来定义：f'(a) = lim(x→a) [f(x) - f(a)] / (x - a)其中lim表示极限，x→a表示x趋向于a，[f(x) - f(a)] / (x - a)表示函数在x处两点间的差值，即斜率。
2. 导数的计算方法导数的计算在微积分中有一套具体的方法，可以帮助我们计算各种类型的函数的导数。
2.1. 常数函数的导数对于常数函数f(x) = C，其中C是一个常数，其导数为零，即f'(x) = 0。
因为常数函数在任何一点上的斜率都为零，表示该函数的变化率为零。
2.2. 幂函数的导数幂函数f(x) = x^n（其中n是一个实数）的导数可以通过以下公式计算：f'(x) = n * x^(n-1)例如，对于f(x) = x^2，其导数是f'(x) = 2 * x^(2-1) = 2 * x。
2.3. 指数函数和对数函数的导数指数函数和对数函数是导数计算中常见的函数类型。
以下是一些常见的导数计算公式：指数函数f(x) = a^x（其中a是常数）的导数为f'(x) = a^x * ln(a)。
对数函数f(x) = log_a(x)（其中a是常数）的导数为f'(x) = 1 / [x * ln(a)]。
2.4. 三角函数的导数三角函数在导数计算中也常见，以下是一些常见的三角函数导数计算公式：正弦函数f(x) = sin(x)的导数为f'(x) = cos(x)。
导数的定义及其应用
导数的定义及其应用在数学中，导数是一个十分常见的概念，它的定义和应用范围都非常广泛。
本文将分别从导数的定义和应用这两个方面进行详细探讨。
一、导数的定义导数，又称微商，是数学中一个十分基础的概念。
它表示函数在某一点处的变化速率，具体定义如下：设函数 f(x) 在点 x0 处连续，则函数 f(x) 在点 x0 处的导数f’(x0) 定义为：f’(x0) = lim f(x) - f(x0)x→x0 ----------------x - x0其中，x0 是任意实数，x 与 x0 之间的差值可以趋近于0但不能等于0。
这个定义可以简单解释为：在函数的某一点处，如果微小的变化量 dx 对应的函数变化量为 dy，那么导数f’(x) 就是 dy/dx 的极限值。
二、导数的应用导数具有许多实际应用，下面我们将就导数在各个领域中的应用进行探讨。
1. 极值问题在微积分中，一个函数在某一点的导数可以告诉我们该函数在该点处是否有极值。
换句话说，如果一个函数在某一点处的导数为0，则该点就是函数的一个可能的极值点。
我们可以通过对该函数导数的符号进行分析来确定是极大值或极小值。
2. 斜率问题导数也可以用来描述曲线的斜率。
当我们求出一条曲线在某一点的导数时，这个导数就可以告诉我们该点处该曲线的切线的斜率。
切线的斜率在几何学的角度来讲，就代表了曲线在该点处的斜率。
3. 最速下降线导数还可以用于求解物理问题，如最速下降线。
假设一个物体在空气中落下时受到阻力，那么它将在空气中以一个最快的速度下落。
这个速度可以通过求解物体所受阻力的函数的导数来得到，这个导数的零点就表示物体以最快速度下落时的速度。
4. 泰勒级数最后，导数还可以用于计算函数的泰勒级数。
泰勒级数是一个多项式，它可以代表一个周期性函数，并且可以用无限个次数的导数来确定。
总的来说，导数是微积分中一个重要的概念，它不仅可以用来解决极值问题和斜率问题，还可以用于计算最速下降线和泰勒级数等。
导数概念及其应用
导数概念及其应用导数，也叫导函数值。
又名微商，是微积分中的重要基础概念。
当函数y=f（x）的自变量x在一点x0上产生一个增量Δx时，函数输出值的增量Δy与自变量增量Δx的比值在Δx趋于0时的极限a 如果存在，a即为在x0处的导数，记作f’（x0）或df（x0）/dx。
导数是函数的局部性质。
一个函数在某一点的导数描述了这个函数在这一点附近的变化率。
如果函数的自变量和取值都是实数的话，函数在某一点的导数就是该函数所代表的曲线在这一点上的切线斜率。
导数的本质是通过极限的概念对函数进行局部的线性逼近。
例如在运动学中，物体的位移对于时间的导数就是物体的瞬时速度。
不是所有的函数都有导数，一个函数也不一定在所有的点上都有导数。
若某函数在某一点导数存在，则称其在这一点可导，否则称为不可导。
然而，可导的函数一定连续；不连续的函数一定不可导。
对于可导的函数f（x），x↦f’（x）也是一个函数，称作f（x）的导函数（简称导数）。
寻找已知的函数在某点的导数或其导函数的过程称为求导。
实质上，求导就是一个求极限的过程，导数的四则运算法则也来源于极限的四则运算法则。
反之，已知导函数也可以反过来求原来的函数，即不定积分。
微积分基本定理说明了求原函数与积分是等价的。
求导和积分是一对互逆的操作，它们都是微积分学中最为基础的概念。
导数的应用：导数与物理、几何、代数关系密切：在几何中可求切线；在代数中可求瞬时变化率；在物理中可求速度、加速度。
导数亦名纪数、微商（微分中的概念），是由速度变化问题和曲线的切线问题（矢量速度的方向）而抽象出来的数学概念，又称变化率。
导数的概念和定义高数
导数的概念和定义高数导数是微积分中的一个重要概念，用来描述函数在某一点处的变化率。
它在数学和物理学等领域中具有广泛应用，并且是理解微积分的基础之一。
本文将详细介绍导数的概念和定义，并探讨其在高等数学中的意义和应用。
一、导数的概念导数描述了函数在某一点的切线斜率，或者说函数在该点的瞬时变化率。
对于函数f(x)，若它在某一点x处的导数存在，那么导数f'(x)表示函数在该点的切线斜率。
如果函数在每一个点的导数都存在，那么这个函数被称为可导函数。
导数的概念可以用极限来精确定义。
设函数f(x)在点x处连续，那么该点的导数f'(x)可以通过以下极限公式来计算：```f'(x) = lim h→0 (f(x+h) - f(x))/h```其中，h表示自变量的增量，即x+h代表一个比x更接近的点。
上述极限即为切线的斜率。
二、导数的定义导数的定义是导数概念的具体表达，用来计算函数在某一点处的导数值。
根据导数的概念，导数的定义可表示为：```f'(x) = lim h→0 (f(x+h) - f(x))/h```这就是导数的一种常见形式定义。
根据这个定义，我们可以计算函数在某一点的导数值。
三、导数的意义和应用导数在高等数学中具有重要的意义和应用。
首先，导数可以用来求函数的极值点。
对于一个可导函数，在其极值点处导数等于0。
通过求导，我们可以找到函数的极值点，并进一步研究函数的性质。
其次，导数可以用来描述函数的变化趋势。
函数的导数可以告诉我们函数在某一点的变化快慢。
如果导数为正，表示函数在该点递增；如果导数为负，表示函数在该点递减；如果导数为零，表示函数在该点取得极值。
此外，导数还可以用来求解曲线的切线方程。
利用导数的概念，我们可以求得曲线在某一点的切线斜率，并通过点斜式方程来求解切线方程。
切线方程在物理学等应用领域中具有重要意义。
导数的概念和定义在高数中是非常基础的概念，它为后续的微积分学习奠定了坚实的基础。
高等数学中的导数及其应用
高等数学中的导数及其应用导数是高等数学中的重要概念，它是描述函数变化率的工具。
本篇文章将介绍导数的定义、性质以及它在数学和实际生活中的应用。
一、导数的定义和性质导数描述了函数在某一点上的变化率。
设函数y=f(x)，若函数在点x处有定义并且存在极限lim(x→x₀) [f(x)-f(x₀)]/(x-x₀)，则称该极限为函数f(x)在点x₀处的导数，记作f'(x₀)，也可表示为dy/dx|x=x₀。
导数也可以通过求导公式来计算，例如多项式函数、指数函数、对数函数、三角函数等都有特定的求导法则。
函数的导数具有一些重要的性质。
首先，常数函数的导数为零。
其次，导数满足加法性、乘法性和链式法则。
加法性指的是导数的和等于各导数的和，乘法性指的是导数的乘积等于某一函数的导数与另一函数的值的乘积。
链式法则是导数运算中常用的规则，它描述了复合函数的导数与原函数的导数之间的关系。
二、导数的应用导数在数学和实际生活中具有广泛的应用。
下面我们将介绍其中的一些应用。
1. 函数的极值函数的导数可以用来确定函数的极值。
对于给定函数f(x)，如果在某一点x₀处导数为零或者不存在，那么该点上可能存在极值。
通过分析函数的导数和二阶导数可以判断该极值是极大值还是极小值。
这在优化问题、经济学等领域中具有重要意义。
2. 曲线的切线和法线导数也可以用来求解曲线的切线和法线。
对于二维平面上的曲线，曲线在某一点处的切线斜率为该点处函数的导数。
在求出切线斜率后，可以通过给定点和切线斜率的方程，求解出切线方程。
法线则是与切线垂直的线，其斜率为切线斜率的负倒数。
3. 变化率和速度导数可以用来描述函数的变化率。
在实际生活中，我们经常需要计算某一物理量的变化率，例如速度。
假设物体的位置随时间变化，那么位置函数关于时间的导数即为速度函数。
通过求解速度函数，我们可以得知物体在某一时刻的速度情况。
4. 函数的凹凸性和拐点函数的导数还可以用来判断函数的凹凸性和拐点。
第1讲 导数及其应用(知识点串讲)(解析版)
第1讲 导数及其应用（知识点串讲）知识整合考点1．导数的概念(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 →0ΔyΔx ＝lim Δx →0()()00f x x f x x+∆-∆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 →0ΔyΔx ＝lim Δx →0()()00f x x f x x+∆-∆. (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 →0()()f x x f x x+∆-∆为f (x )的导函数． 例1、(2018·山东东营期中)曲线f (x )＝x 2－3x ＋2ln x 在x ＝1处的切线方程为____________.【答案】x －y －3＝0 [f ′(x )＝2x －3＋2x ，f (1)＝－2，f ′(1)＝1，故切线方程为y ＋2＝x －1，即x －y －3＝0.][跟踪训练]1、(2019·山东济南联考)已知直线y ＝x ＋1与曲线y ＝ln(x ＋a )相切，则a 的值为( ) A ．1 B ．2 C ．－1D ．－2【答案】B [设直线y ＝x ＋1与曲线y ＝ln(x ＋a )的切点为(x 0，y 0)，则y 0＝1＋x 0，y 0＝ln(x 0＋a )． 又y ′＝1x ＋a ，所以y ′|x ＝x 0＝1x 0＋a ＝1，即x 0＋a ＝1. 又y 0＝ln(x 0＋a )， 所以y 0＝0，则x 0＝－1，所以a ＝2.]考点2．基本初等函数的导数公式考点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)()()()()()()()2'''f x f xg x f x g xg x g x⎡⎤-=⎢⎥⎡⎤⎣⎦⎣⎦(g(x)≠0)．考点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．例2、(2019·山东菏泽模拟)已知函数f(x)＝f′(1)x2＋2x＋2f(1)，则f′(2)的值为()A．－2B．0C．－4D．－6【答案】D[由题意f(1)＝f′(1)＋2＋2f(1)，化简得f(1)＝－f′(1)－2，而f′(x)＝2f′(1)x＋2，所以f′(1)＝2f′(1)＋2，得f′(1)＝－2，f(x)＝－2·x2＋2x＋2f(1)．所以f′(x)＝－4·x＋2.所以f′(2)＝－4×2＋2＝－6.] [跟踪训练]2、(2019·山东临沂期中)设函数f(x)在(0，＋∞)可导，其导函数为f′(x)，若f(ln x)＝x2－ln x，则f′(1)＝________.【答案】2e2－1[设ln x＝t，则x＝e t，∵f(ln x)＝x2－ln x，∴f(t)＝e2t－t，∴f(x)＝e2x－x，∴f′(x)＝2e2x －1，∴f′(1)＝2e2－1.]考点5.与导数相关的重要结论(1)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．(2)[af(x)＋bg(x)]′＝af′(x)＋bg′(x)．(3)函数y＝f(x)的导数f′(x)反映了函数f(x)的瞬时变化趋势，其正负号反映了变化的方向，其大小|f′(x)|反映了变化的快慢，|f′(x)|越大，曲线在这点处的切线越“陡”．考点6．函数的单调性(1)在(a ，b )内函数f (x )可导，f ′(x )在(a ，b )任意子区间内都不恒等于0. 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)在某区间内f ′(x )＞0(f ′(x )＜0)是函数f (x )在此区间上为增(减)函数的充分不必要条件．(3)可导函数f (x )在(a ，b )上是增(减)函数的充要条件是：对∀x ∈(a ，b )，都有f ′(x ) ≥0(f ′(x ) ≤0)且f ′(x )在(a ，b )上的任何子区间内都不恒为零．例3、(2019·山东青岛模拟)已知函数f (x )＝x 2＋ax ，若函数f (x )在x ∈[2，＋∞)上是单调递增的，则实数a的取值范围为( )A ．(－∞，8)B ．(－∞，16]C ．(－∞，－8)∪(8，＋∞)D ．(－∞，－16]∪[16，＋∞)【答案】B[f (x )＝x 2＋a x 在x ∈[2，＋∞)上单调递增，则f ′(x )＝2x －a x 2＝2x 3－ax2 ≥0在x ∈[2，＋∞)上恒成立. 则a ≤2x 3在x ∈[2，＋∞)上恒成立. 所以a ≤16.][跟踪训练]3、(2019·山东临沂阶段检测)已知函数f (x )的导函数为f ′(x )，且f ′(x )＜f (x )对任意的x ∈R 恒成立，则下列不等式均成立的是( )A ．f (ln 2)＜2f (0)，f (2)＜e 2f (0)B ．f (ln 2)＞2f (0)，f (2)＞e 2f (0)C ．f (ln 2)＜2f (0)，f (2)＞e 2f (0)D ．f (ln 2)＞2f (0)，f (2)＜e 2f (0)【答案】A [令()()xf xg x e =，则()()()2''x x x e f x e f x g x e -=＝()()'x f x f x e -.∵f ′(x )＜f (x )，∴g ′(x )＜0，∴g (x )是减函数，则有g (ln 2)＜g (0)，g (2)＜g (0)，即()ln 2ln 2f e ＜()00f e，()()2020f f e e <，所以f (ln 2)＜2f (0)，f (2)＜e 2f (0)．]考点7．函数的极值 (1)函数的极小值：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．(2)函数的极大值：函数y ＝f (x )在点x ＝b 的函数值f (b )比它在点x ＝b 附近的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．极小值点、极大值点统称为极值点，极大值和极小值统称为极值．(3)对于可导函数f (x )，f ′(x 0)＝0是函数f (x )在x ＝x 0处有极值的必要不充分条件． 例4、(2017·全国卷Ⅱ)若x ＝－2是函数f (x )＝(x 2＋ax －1)e x －1的极值点，则f (x )的极小值为( )A ．－1B ．－2e －3 C ．5e －3D ．1【答案】A [函数f (x )＝(x 2＋ax －1)e x －1，则f ′(x )＝(2x ＋a )e x －1＋(x 2＋ax －1)·e x －1＝e x －1·[x 2＋(a ＋2)x ＋a －1]．由x ＝－2是函数f (x )的极值点得f ′(－2)＝e －3·(4－2a －4＋a －1)＝(－a －1)e －3＝0，所以a ＝－1. 所以f (x )＝(x 2－x －1)e x －1，f ′(x )＝e x －1·(x 2＋x －2)．由e x －1＞0恒成立，得x ＝－2或x ＝1时，f ′(x )＝0，且x ＜－2时，f ′(x )＞0； －2＜x ＜1时，f ′(x )＜0；x ＞1时，f ′(x )＞0. 所以x ＝1是函数f (x )的极小值点． 所以函数f (x )的极小值为f (1)＝－1.] [跟踪训练]4、(2019·山东淄博模拟)若函数f (x )＝x 3－2cx 2＋x 有极值点，则实数c 的取值范围为( ) A ．⎣⎡⎭⎫32，＋∞ B ．⎝⎛⎦⎤－∞，－32∪⎣⎡⎭⎫32，＋∞C ．⎝⎛⎭⎫32，＋∞D ．⎝⎛⎭⎫－∞，－32∪⎝⎛⎭⎫32，＋∞ 【答案】D [因为f (x )＝x 3－2cx 2＋x 有极值点，f ′(x )值有正有负，所以f ′(x )＝3x 2－4cx ＋1＝0有两个不同的根，Δ＝(4c )2－12＞0，解得c ＜－32或c ＞32.]考点8．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．例5、已知函数f (x )＝－x 3＋ax 2－4在x ＝2处取得极值，若m ，n ∈[－1，1]，则f (m )＋f ′(n )的最小值是________.【答案】－13 [f ′(x )＝－3x 2＋2ax ，根据已知2a3＝2，得a ＝3，即f (x )＝－x 3＋3x 2－4.根据函数f (x )的极值点，可得函数f (m )在[－1，1]上的最小值为f (0)＝－4，f ′(n )＝－3n 2＋6n 在[－1，1]上单调递增，所以f ′(n )的最小值为f ′(－1)＝－9.[f (m )＋f ′(n )]min ＝f (m )min ＋f ′(n )min ＝－4－9＝－13.]。
导数的定义及其在图像绘制中的应用
导数的定义及其在图像绘制中的应用导数是微积分中的一个重要概念，用于描述函数的变化率。
本文将详细介绍导数的定义，并探讨它在图像绘制中的应用。
导数的定义：在微积分中，函数$f(x)$在点$x=a$处的导数表示为$f'(a)$，它是函数在该点处的变化率。
以直观的方式来理解，导数可以简单地解释为函数在某一点处的切线斜率。
导数的数学定义可以通过极限表示：$$f'(a) = \lim_{h \to 0} \frac{f(a+h)-f(a)}{h}$$这个极限表示了当自变量$x$的变化量$h$趋近于0时，函数$f(x)$在点$x=a$处的平均变化率。
在极限中，分子代表函数值的变化，分母代表自变量的变化量。
导数可以理解为这个极限值，它反映了函数在该点处的瞬时变化率。
导数的应用：导数在图像绘制中有广泛的应用，它能够帮助我们更好地理解函数的性质和特点。
下面将介绍导数在图像绘制中的三个主要应用：切线、凸凹性和极值。
1. 切线：导数可以用来确定函数曲线在某一点处的切线方程。
在给定点$x=a$处，函数$f(x)$的导数$f'(a)$就是曲线在该点处的切线的斜率。
通过将斜率和给定点代入点斜式方程，我们可以得到曲线在这一点处的切线方程。
切线方程可以提供有关曲线在该点附近的行为和变化的重要信息。
2. 凸凹性：根据导数的正负性，我们可以判断函数图像的曲率，即决定曲线是凸还是凹。
当函数的导数为正时，表示函数在该点处逐渐增大，曲线向上凸起；当导数为负时，表示函数在该点处逐渐减小，曲线向下凹陷。
通过这种方式，我们可以描绘出函数图像的弯曲特性和曲率变化。
3. 极值：导数在寻找函数图像的极值点方面也起着重要的作用。
极值点是函数在给定区间内的最大值或最小值。
根据导数的零点和导数的变化规律，我们可以判断函数的极值点。
当导数在某一点处为零时，表示函数在该点处的变化率为0，可能是极值点的候选。
通过导数的变化情况，可以进一步确定极值点的类型（最大值或最小值）。
一元函数的导数与应用
一元函数的导数与应用一、导数的概念在微积分中，导数是描述函数变化率的重要工具。
对于一元函数而言，导数表示了函数在某一点的变化速率或斜率。
导数的定义如下：设函数y=f(x)，如果在点x处的极限$\lim _{△x→ 0}\frac{△y}{△x}$存在，那么这个极限就是函数y=f(x)在点x处的导数，记作$f'(x)$或$\frac{dy}{dx}$。
二、导数的计算方法1. 函数常数项的导数：对于常数C，其导数为0，即$\frac{dC}{dx} = 0$。
2. 幂函数的导数：对于幂函数$y = x^n$，其中n是常数，其导数为$\frac{d}{dx}(x^n) = nx^{n-1}$。
3. 指数函数的导数：对于指数函数$y = e^x$，其导数为$\frac{d}{dx}(e^x) = e^x$。
4. 对数函数的导数：对于对数函数$y = \log_a x$，其中a是常数且大于0且不等于1，其导数为$\frac{d}{dx}(\log_a x) = \frac{1}{x \ln a}$。
5. 三角函数的导数：常见的三角函数有正弦函数、余弦函数和正切函数，它们的导数分别为：$\frac{d}{dx} (\sin x) = \cos x$，$\frac{d}{dx} (\cos x) = -\sin x$，$\frac{d}{dx} (\tan x) = \sec^2 x$。
三、导数的应用导数在数学和物理等领域有广泛的应用，以下主要介绍导数在函数图像和最值、曲线的凹凸性、函数的增减性以及最速降线问题中的应用。
1. 函数图像和最值导数可以帮助我们分析函数的图像和求解函数的最值问题。
在函数图像上，导数为0或不存在的点称为函数的驻点，即函数在该点的斜率为0或无穷。
寻找函数的驻点可以帮助我们确定函数的极值点。
若导数在驻点的左侧为正，在右侧为负，则该驻点是函数的极大值点；若导数在驻点的左侧为负，在右侧为正，则该驻点是函数的极小值点。
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导数的概念与计算一、基础知识1、几何意义：函数)(x f y =在点x=0x 处的导数是曲线)(x f y =在))(,(00x f x P 处的切线的斜率)(0x f '，相应的切线方程是))((000x x x f y y -'=-.2、几种常见函数的导数(1) 0='C （C 为常数）. (2) 1)'(-=n nnx x . (3) x x cos )(sin =' (4) x x sin )(cos -='.(5) x x 1)(ln ='；ea x x a log 1)(log ='. (6) x x e e =')(; a a a xx ln )(='.4、导数的运算法则（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 g x f x g x f -=. 备注：准确理解曲线的切线，需注意的两个方面：（1）直线与曲线公共点的个数不是切线的本质特征，若直线与曲线只有一个公共点，则直线不一定是曲线的切线，同样，若直线是曲线的切线，则直线也可能与曲线有两个或两个以上的公共点．（2）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． 二、典型例题1、求曲线1323+-=x x y 在点（1，－1）处的切线方程2、若直线y=x 是曲线ax x x y +-=233的切线，则a=3、若曲线y ＝x ln x 上点P 处的切线平行于直线2x －y ＋1＝0，则点P 的坐标是 .导数几何意义的应用，需注意以下两点： (1) 当曲线y ＝f （x ）在点（x 0，f （x 0））处的切线垂直于x 轴时，函数在该点处的导数不存在，切线方程是x ＝x 0；(2) 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．4、已知函数f(x)的导函数为f′(x)，且满足f(x)＝2xf ′(e )＋ln x ，则f(e )＝________ 三、随堂练习1、（2016年全国II 卷） 已知函数()(1)ln (1)f x x x a x =+--.当4a =时，求曲线()y f x =在()1,(1)f 处的切线方程2、（2016年全国III 卷）已知为偶函数，当 时，，则曲线在点处的切线方程式_____________________________. 3、[2015·全国卷Ⅰ] 已知函数f (x )＝ax 3＋x ＋1的图像在点(1，f (1))处的切线过点(2，7)，则 a ＝________．4、[2015·全国卷Ⅱ] 已知曲线y ＝x ＋ln x 在点(1，1)处的切线与曲线y ＝ax 2＋(a ＋2)x ＋1相切，则a ＝________．5、[2014·全国新课标卷Ⅰ] 设函数f (x )＝a ln x ＋1－a2x 2－bx (a ≠1)，曲线y ＝f (x )在点(1，f (1))处的切线斜率为0.求b ；6、[2014·新课标全国卷Ⅱ] 已知函数f (x )＝x 3－3x 2＋ax ＋2，曲线y ＝f (x )在点(0，2)处的切线与x 轴交点的横坐标为－2.求a ；7、[2012·课程标准卷] 曲线y ＝x (3ln x ＋1)在点(1，1)处的切线方程为________．8、[2011·课标全国卷] 已知函数f (x )＝a ln x x ＋1＋bx，曲线y ＝f (x )在点(1，f (1))处的切线方程为x ＋2y －3＝0.求a ，b 的值；导数的综合应用()f x 0x ≤1()x f x e x --=-()y f x =(1,2)一、基础知识1．函数的单调性在某个区间（a，b）内，如果f′（x）>0，那么函数y＝f （x）在这个区间内单调递增；如果f′（x）<0，那么函数y＝f （x）在这个区间内单调递减．2．函数的极值：一般地，当函数f（x）在点x0处连续时，①如果在x0附近的左侧f′（x）>0，右侧f′（x）<0，那么f（x0）是极大值；②如果在x0附近的左侧f′（x）<0，右侧f′（x）>0，那么f（x0）是极小值．3．函数的最值：设函数f（x）在[a，b]上连续，在（a，b）内可导，求f（x）在[a，b]上的最大值和最小值的步骤如下：①求f（x）在（a，b）内的极值；②将f（x）的各极值与f（a），f（b）进行比较，其中最大的一个是最大值，最小的一个是最小值．备注：可导函数的极值点x0一定满足f′（x0）＝0，但当f′（x1）＝0时，x1不一定是极值点．如f（x）＝x3，f′（0）＝0，但x＝0不是极值点．二、典型例题（一）函数的单调性例1、[2012·课程标准卷] 设函数f(x)＝e x－ax－2.)求f(x)的单调区间；解：(1)f(x)的定义域为(－∞，＋∞)，f′(x)＝e x－a.若a≤0，则f′(x)>0，所以f(x)在(－∞，＋∞)单调递增．若a>0，则当x∈(－∞，ln a)时，f′(x)<0；当x∈(ln a，＋∞)时，f′(x)>0，所以，f(x)在(－∞，ln a)单调递减，在(ln a，＋∞)单调递增．【技巧点拔】求函数单调区间的步骤：（1）确定函数y＝f（x）的定义域；（2）求导数y′＝f′（x）；（3）解f′（x）>0，解集在定义域内的部分为单调递增区间；（4）解f′（x）<0，解集在定义域内的部分为单调递减区间.随堂练习1、（2016年全国III卷）设函数．讨论的单调性2、（2016年全国卷Ⅰ）已知函数.讨论的单调性。
3、[2015·全国卷Ⅱ] 已知函数f(x)＝ln x＋a(1－x)．讨论f(x)的单调性例2、已知函数f（x）＝x3－ax2＋ax是R上的增函数，则实数a的取值范围为解：依题意，f′(x)＝3x2－2ax＋a≥0恒成立，所以Δ＝4a2－12a≤0，解得0≤a≤3.由函数单调性求参数的范围：（1）转化为不等式的恒成立问题，即“若函数f（x）单调递增，则f′（x）≥0；若函数f（x）单调递减，则f′（x）≤0”来求解.（2）f（x）为增函数的充要条件是“对任意的x∈（a，b），都有f′（x）≥0且在区间（a，b）内的任一非空子区间上f′（x）≠0”.随堂练习1、（2016年全国I卷）若函数1()sin2sin3f x x-x a x=+在(),-∞+∞单调递增，则a的取值范围是（A）[]1,1-（B）11,3⎡⎤-⎢⎥⎣⎦（C）11,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦（D）11,3⎡⎤--⎢⎥⎣⎦2、[2014·新课标全国卷Ⅱ] 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，＋∞)3、已知函数f(x)＝12ax2＋2x－ln x，若f(x)在区间[13，2]上是增函数，求实数a的取值范围．（二）函数的极值与最值()ln1f x x x=-+()f x例3、[2013·新课标全国卷Ⅱ] 已知函数f (x )＝x 2e －x .)求f (x )的极小值和极大值。
解：(1)定义域为(－∞，＋∞)．f ′(x )＝－e －x x (x －2)． 当x ∈(－∞，0)或x ∈(2，＋∞)时，f ′(x )<0；当x ∈(0，2)时，f ′(x )>0.所以f (x )在(－∞，0)，(2，＋∞)单调递减，在(0，2)单调递增．故当x ＝0时，f (x )取得极小值，极小值为f (0)＝0；当x ＝2时，f (x )取得极大值，极大值为f (2)＝4e －2.【技巧点拔】求可导函数极值的步骤： ①求f ′（x ）； ②求方程f ′（x ）＝0的根；③检查f ′（x ）在方程f ′（x ）＝0的根的左右两侧导数值的符号．如果左正右负，那么f （x ）在这个根处取得极大值；如果左负右正，那么f （x ）在这个根处取得极小值．随堂练习1、[2014·新课标全国卷Ⅱ] 函数f (x )在x ＝x 0处导数存在．若p ：f ′(x 0)＝0，q ：x ＝x 0是f (x )的极值点，则p 是q 的( )条件A ．充要B ．充分不必要C ．必要不充分D ．既不充分也不必要2、已知函数f （x ）＝x 3＋ax 2＋bx ＋a 2在x ＝1处有极值10，求a,b 的值3、[2013·新课标全国卷Ⅱ] 已知函数f (x )＝x 3＋ax 2＋bx＋c ，下列结论中错误的是( )A ．∃x 0∈R ，f(x 0)＝0B ．函数y ＝f (x )的图像是中心对称图形C ．若x 0是f (x )的极小值点，则f (x )在区间(－∞，x 0)单调递减D ．若x 0是f (x )的极值点，则f ′(x 0)＝04、下图是函数()y f x =的导函数列命题：①3-是函数的极值点②1-是函数的最小值点 ③()y f x =在处切线的斜率小于零 ④()y f x =在区间上单调递增则正确命题的序号是A.①② B .①④ C .②③ D .③④5、已知函数f （x ）＝x 3＋ax 2＋bx ＋c ，曲线y ＝f （x ）在点x ＝1处的切线为l ：3x －y ＋1＝0，当x ＝23时，y ＝f （x ）取得极值.（1）求a ，b ，c 的值；（2）求y ＝f （x ）在区间[－3，1]上的最大值和最小值.6、[2013·新课标全国卷Ⅰ] 已知函数f(x)＝e x (ax ＋b)－x 2－4x ，曲线y ＝f(x)在点(0，f(0))处的切线方程为y ＝4x ＋4.(1)求a ，b 的值；(2)讨论f(x)的单调性，并求f(x)的极大值．y f '=()y f x =()y f x =0x =(3,1)-。