人教版 高中数学 选修2-2 1.2.1基本初等函数的导数公式学案
人教A版高中数学选修2-2备课资料-基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(一)
1.2导数的计算 1.2.1 几个常用函数的导数1.2.2 基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(一)学 习 目 标核 心 素 养1.能根据定义求函数y =c ,y =x ,y =x 2,y =1x ,y =x 的导数.(难点)2.掌握基本初等函数的导数公式,并能进行简单的应用.(重点、易混点)3.能利用导数的运算法则求函数的导数.(重点、易混点)1.通过基本初等函数的导数公式、导数运算法则的学习,体现数学运算的核心素养. 2.借助导数运算法则的应用,提升学生的逻辑推理核心素养.1.基本初等函数的导数公式原函数 导函数 f (x )=c (c 为常数) f ′(x )=0 f (x )=x α(α∈Q *) f ′(x )=αx α-1 f (x )=sin x f ′(x )=cos x f (x )=cos x f ′(x )=-sin x f (x )=a x f ′(x )=a x ln a (a >0)f (x )=e x f ′(x )=e xf (x )=log a x f ′(x )=1x ln a (a >0,且a ≠1)f (x )=ln xf ′(x )=1x(1)和差的导数[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ). (2)积的导数①[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x ); ②[cf (x )]′=cf ′(x ). (3)商的导数⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2(g (x )≠0).1.⎝ ⎛⎭⎪⎫12′等于( ) A .12B .1C .0D .122C [因常数的导数等于0,故选C.] 2.若函数y =10x ,则y ′|x =1等于( ) A .110 B .10 C .10ln 10D .110ln 10C [∵y ′=10x ln 10,∴y ′|x =1=10ln 10.] 3.(1)⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2x ′=________;(2)(x e x )′=________.(1)1-x ln 22x (2)(1+x )e x[(1)⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2x ′=2x -x 2xln 2(2x )2=1-x ln 22x ;(2)(x e x )′=e x +x e x =(1+x )e x .]4.函数f (x )=sin x ,则f ′(6π)=________. 1 [f ′(x )=cos x ,所以f ′(6π)=1.]利用导数公式求函数的导数(1)y=cosπ6;(2)y=1x5;(3)y=x2x;(4)y=lg x;(5)y=5x;(6)y=cos⎝⎛⎭⎪⎫π2-x.[解](1)∵y=cosπ6=32,∴y′=0.(2)∵y=1x5=x-5,∴y′=-5x-6.(3)∵y=x2x=x2x12=x32,∴y′=32x12.(4)∵y=lg x,∴y′=1x ln 10.(5)∵y=5x,∴y′=5x ln 5.(6)y=cos⎝⎛⎭⎪⎫π2-x=sin x,∴y′=cos x.1.若所求函数符合导数公式,则直接利用公式求解.2.对于不能直接利用公式的类型,一般遵循“先化简,再求导”的基本原则,避免不必要的运算失误.3.要特别注意“1x与ln x”,“ax与log a x”,“sin x与cos x”的导数区别.[跟进训练]1.下列结论,①(sin x)′=cos x;②⎝⎛⎭⎪⎫x53′=x23;③ (log3x)′=13ln x;④(ln x)′=1x.其中正确的有()A.0个B.1个C.2个D.3个C[①(sin x)′=cos x,正确;②(x 53)′=53x23,错误;③(log3x)′=1x ln 3,错误;④(ln x)′=1x,正确;所以①④正确,故选C.]利用导数的运算法则求导数1.如何求函数y=tan x的导数?[提示]y=tan x=sin x cos x,故y′=(sin x)′cos x-(cos x)′sin x(cos x)2=cos2x+sin2xcos2x=1 cos2x.2.如何求函数y=2sin x2cosx2的导数?[提示]y=2sin x2cosx2=sin x,故y′=cos x.【例2】求下列函数的导数.(1)y=x-2+x2;(2)y=3x e x-2x+e;(3)y=ln xx2+1;(4)y=x2-sin x2cosx2.[解](1)y′=2x-2x-3. (2)y′=(ln 3+1)·(3e)x-2x ln 2.(3)y′=x2+1-2x2·ln x x(x2+1)2.(4)∵y=x2-sin x2cos x2=x2-12sin x,∴y′=2x-12cos x.1.(变条件)把例2(4)的函数换成“y =x tan x ”,求其导数. [解] y ′=(x ·tan x )′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x sin x cos x ′=(x sin x )′cos x -x sin x (cos x )′cos 2x=(sin x +x cos x )cos x +x sin 2x cos 2x=sin x cos x +xcos 2x.2.(变结论)求例2(3)中的函数在点(1,0)处的切线方程. [解] ∵y ′|x =1=12,∴函数y =ln x x 2+1在点(1,0)处的切线方程为y -0=12(x -1),即x -2y -1=0.利用导数公式求曲线的切线方程【例3】 求过曲线y =sin x 上点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,12且与过这点的切线垂直的直线方程.[解] ∵y =sin x ,∴y ′=cos x , 曲线在点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,12处的切线斜率是:y ′|x =π6=cos π6=32. ∴过点P 且与过这点的切线垂直的直线的斜率为-23,故所求的直线方程为y -12=-23⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6,即2x +3y -32-π3=0.导数的几何意义是曲线在某点处的切线的斜率,相互垂直的直线斜率乘积等于-1是解题的关键.[跟进训练]2.曲线y=e x在点(2,e2)处的切线与坐标轴所围三角形的面积为________.12e2[∵y′=(e x)′=e x,∴k=e2,∴曲线在点(2,e2)处的切线方程为y-e2=e2(x-2),即y=e2x-e2.当x=0时,y=-e2,当y=0时,x=1.∴切线与坐标轴所围成三角形的面积为:S=12×1×|-e2|=12e2.]1.利用常见函数的导数公式可以比较简捷地求出函数的导数,其关键是牢记和运用好导数公式.解题时,能认真观察函数的结构特征,积极地进行联想化归.2.有些函数可先化简再应用公式求导,如求y=1-2sin2x2的导数,因为y=1-2sin2x2=cos x,所以y′=(cos x)′=-sin x.3.对于正弦、余弦函数的导数,一是注意函数名称的变化,二是注意函数符号的变化.1.给出下列命题:①y=ln 2,则y′=1 2;②y=1x2,则y′|x=3=-227;③y=2x,则y′=2x ln 2;④y=log2x,则y′=1x ln 2.其中正确命题的个数为()A.1B.2C.3D.4C[对于①,y′=0,故①错;对于②,∵y′=-2x3,∴y′|x=3=-227,故②正确;显然③,④正确,故选C.]2.已知f (x )=x α(α∈Q *),若f ′(1)=14,则α等于( ) A.13 B .12 C .18 D .14 D [∵f (x )=x α,∴f ′(x )=αx α-1,∴f ′(1)=α=14.] 3.设y =-2e x sin x ,则y ′等于( ) A .-2e x cos x B .-2e x sin x C .2e x sin xD .-2e x (sin x +cos x )D [∵y =-2e x sin x ,∴y ′=-2e x sin x -2e x cos x =-2e x (sin x +cos x ).] 4.曲线y =9x 在点M (3,3)处的切线方程是________. x +y -6=0 [∵y ′=-9x 2,∴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.] 5.求下列函数的导数: (1)y =5x 3;(2)y =log 2x 2-log 2x ; (3)y =cos x x;(4)y =-2sin x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-2cos 2x 4.[解] (1)y ′=(5x 3)′=(x 35)′=35x 35-1=35x -25=35 5x 2.(2)∵y =log 2x 2-log 2x =log 2x , ∴y ′=(log 2x )′=1x ln 2.(3)法一:y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ·cos x ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ′cos x +1x (cos x )′=(x -12)′cos x -1x sin x =-12x -32cos x -1x sin x =-cos x 2x 3-1x sin x =-cos x 2x x -1x sin x =-cos x +2x sin x 2x x.法二:y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x x ′=()cos x ′x -cos x (x )′(x )2=-sin x·x-cos x·12·x-12x=-x sin x+cos x2xx=-cos x+2x sin x2x x.(4)∵y=-2sin x2⎝⎛⎭⎪⎫1-2cos2x4=2sin x2⎝⎛⎭⎪⎫2cos2x4-1=2sinx2cosx2=sin x,∴y′=(sin x)′=cos x.。
新人教版数学选修2-2全册导学案精品(全品学案)
1.1. 3 │ 考点类析
1.1. 3 │ 考点类析
1.1. 3 │ 考点类析
1.1. 3 │ 考点类析
► 考点二 利用图像理解导数的几何意义
1.1. 3 │ 考点类析
y轴 x轴 锐角 钝角
1.1. 3 │ 考点类析
1.1. 3 │ 考点类析
1.1. 3 │ 考点类析
1.1. 3 │ 考点类析
1. 2.2 │ 考点类析
1. 2.2 │ 考点类析
► 考点二导数的运算法则在求导中的应用 可导
f1′(x)±f2′(x)±…±fn′(x) af′(x)+bg′(x)
1. 2.2 │ 考点类析
1. 2.2 │ 考点类析
1. 2.2 │ 考点类析
1. 2.2 │ 考点类析
1. 2.2 │ 考点类析
1. 2.2 │ 考点类析
► 考点三 导数公式及运算法则在切线方程中的应用
切线
导数值 曲线
1. 2.2 │ 考点类析
1. 2.2 │ 考点类析
1. 2.2 │ 考点类析
1. 2.2 │ 考点类析
1. 2.2 │ 考点类析
► 考点三 复合函数求导
1. 2.2 │ 考点类析
1.1.2 │ 三维目标
三维目标
【知识与技能】 (1)感受平均变化率的实际背景,理解函数的平均变化率的概 念,会求函数的平均变化率. (2)通过大量的实例的分析,经历由平均变化率过渡到瞬时变 化率的过程,了解导数概念的实际背景,知道瞬时变化率就是 导数. 【过程与方法】 (1)经历由实例抽象出平均变化率的过程,体会平均变化率的 思想及内涵,培养学生观察、归纳、类比、猜想、验证的数学 思想,体验由特殊到一般的逻辑思维过程.
人教b版选修2-2高中数学1.2.11.2.2《导数公式》word教案
人教B版选修2-2高中数学1.2.1 1.2.2《导数公式》w o r d教
案
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
1.2.1 1.2.2导数公式
【教学目标】能根据导数的定义,求函数c y =,x y =,2x y =,x y 1=,x y =的导数。
能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函
数的导数。
【教学重点】常数函数、幂函数的导数 【教学难点】利用公式求导
一、课前预习(阅读教材14--17页,填写知识点)
1.设函数________)(,)(='=x f C x f 则;
2.)'(μx = (μ为有理数,且0>x ); )'1(x = )'(x = .
3.=)'(x a 0(>a 且)1≠a ; =)'(x e .
4.=)'(log x a 0(>a 且)0,1>≠x a ;=)'(ln x )0(>x
5.=)'(sin x ; =)'(cos x
二、课上学习
例1.求下列函数的导数
(1)3x y =; (2)x x y =;
(3)2cos 2sin 2x x y =; (4)21x
y =. (5)设函数342x
x x x y ⋅⋅=,则='y __________
例2.求过双曲线x
y 1=上点)21,2(处的切线方程.
例3.求过曲线x y sin =上的点)2
2,4(πP 且与在这点处的切线垂直的直线方程.。
人教版高中数学选修(2-2)-1.2《导数的计算》教学设计
1.2 导数的计算一、教学目标 1.核心素养通过学习导数的计算,提升推理论证、计算求解与应用能力. 2.学习目标(1)1.2.1能根据导数定义,求函数21,,,,y c y x y x y y x===== (2)1.2.2能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数.(3)1.2.3能利用复合函数求导法则求简单的复合函数(仅限于形如()f ax b +)的导数. 3.学习重点(1)利用导数的定义求五个函数21,,,,y c y x y x y y x ===== (2)利用基本初等函数的导数公式和导数运算法则求简单函数的导数. 4.学习难点两个函数的积与商的求导法则的应用,复合函数求导法则的理解与应用. 二、教学设计 (一)课前设计 1.预习任务 任务1阅读教材P 12-P 14,思考:常用函数的导数是什么? 是如何计算得到的? 任务2阅读教材P 14-P 17,思考:导数运算法则是什么?符合函数的求导法则是什么?2.预习自测 1.函数1y x x=+的导数是____________. 解:211y x =-2.函数cos sin y x x x =-的导数为( )A.sin x xB.sin x x -C.cos x xD.cos x x - 解:B3.设()f x =,则'(1)f = .(二)课堂设计 1.知识回顾(1)函数的定义是什么?给定自变量的取值,有唯一确定的函数值与之对应. (2)函数()f x 在0x x =处的导数是0000()()limlim x x y f x x f x x x ∆→∆→∆+∆-=∆∆.(3)函数()f x 在0x x =处的导数是关于0x 的函数吗?对于函数()f x 来说,给定0x 的取值,则0()f x '是一个确定的值,所以是一个函数. 2.问题探究问题探究一 、几个常用函数(21,,,,y c y x y x y y x===== ●活动一 动手计算,收获几个结论请大家用导数的定义分别推导出函数21,,,,y c y x y x y y x =====. 1.若y c =(c 为常数),则y '=_________; 2.若y x =,则y '=_______________; 3.若2y x =,则y '=___________________; 4.若1y x=,则y '=_______________;5.若y =y '=__________________.●活动二 阅读查表,记忆导数公式1.若()f x c =(c 为常数),则()f x '=_______; 2.若*()()f x x Q αα=∈,则()f x '=_______. 3.若()sin f x x =,则()f x '=________________; 4.若()cos f x x =,则()f x '=_____________.5.若()x f x a =,则()f x '=_________; 特别地:若()x f x e =,则()f x '=_________. 6.若()log a f x x =,则()f x '=_______; 特别地:若()ln f x x =,则()f x '=________.为避免记忆混淆,可将上述公式可分为四类记忆:(1)(2)属于幂函数的导数公式;(3)(4)属于三角函数的导数公式;(5)是指数函数的导数公式;(6)是对数函数的导数公式. 例1求下列函数的导数.(1)y =a 2(a 为常数); (2)y =5x 3; (3)y =x -4; (4)y =lg x . 【知识点:导数的运算】解:(1)∵a 为常数,∴a 2为常数,∴y ′=(a 2)′=0.(2)'32'553'5y x x -⎛⎫=== ⎪⎝⎭(3)y ′=(x -4)′=-4x -5=-4x 5 (4)y ′=(lg x )′=1x ln10. 例2 求函数f (x )=1x在x =1处的导数. 【知识点:导数的运算】解:''113122211'()22f x x x x ----⎛⎫===-=-= ⎪⎝⎭∴f ′(1)=-12,∴函数f (x )在x =1处的导数为-12.点拨:熟记导数公式,能够应用导数公式求相应函数的导数. ●活动三 认识规律,熟练掌握法则 导数的四则运算法则是什么?(1)[()()]f x g x '±=___________; (2)[()()]__________________f x g x '⋅=; (3)()[]___________________()f xg x '=. 由积的导数运算法则可推出:[()]()cf x cf x ''=.在积、商的导数运算法则中,要注意:一般情况下,[()()]()()f x g x f x g x '''⋅≠⋅,()()[]()()f x f xg x g x ''≠',不要与[()()]()()f x g x f x g x '''±=±混淆. ●活动四 应用法则,扩充导数公式请利用初等函数的导数和导数的四则运算法则计算下列函数的导数: 1.若()ln f x x x =,则()f x '=_______; 2.若2()x f x x e =,则()f x '=_______.3.若()tan f x x =,则()f x '=_____________;4.若()ln f x x =,则()f x '=_____________. 例3 求下列函数的导数.(1)y =x (x 2+1x +1x 3);(2)y =(x +1)(1x -1);(3)y =x 2sin x ;(4)y =2tan x +3tan x ;(5)y =x ·e x +ln x . 【知识点:导数的运算】解: (1)y =x 3+1+1x 2,∴y ′=3x 2-2x 3.(2)先化简,得y =-x 12 +x -12 ∴y ′=-12x -12 -12x -32 =-x +12x x .(3)y ′=(x 2)′sin x -x 2(sin x )′sin 2x =2x sin x -x 2cos x sin 2x.(4)解法1:y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫2sin x cos x +3cos x sin x ′=2⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x cos x ′+3⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x sin x ′=2cos 2x +2sin 2x cos 2x +-3sin 2x -3cos 2xsin 2x =2cos 2x -3sin 2x .解法2:y ′=2ta n′x -3tan′x tan 2x =tan′x (2-3tan 2x )=1cos 2x (2-3cos 2x sin 2x )=2cos 2x -3sin 2x . (5)y ′=(x ·e x )′+(ln x )′=e x +x ·e x +1x =(1+x )·e x +1x . 点拨:熟记导数公式是求导函数的关键.●活动一 什么是复合函数及复合函数求导法则?(1)一般地,对于两个函数()y f u =和()u g x =,如果通过变量u ,y 可以表示成x 的函数,那么称这个函数为函数()y f u =和()u g x =的复合函数,记作(())y f g x =. (2)复合函数(())y f g x =的导数和函数()y f u =,()u g x =的导数的关系为: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4求下列函数的导数.(1)y =1(1-3x )4; (2)y =3ax 2+bx +c ; (3)ax b y e -+=. 【知识点:导数的运算】 解:(1)y =u -4,u =1-3x .∴y ′=y ′u ·u ′=(u -4)′·(1-3x )′=-4·u -5·(-3)=12u -5=12(1-3x )-5=12(1-3x )5.(2)y =u 13 ,u =ax 2+bx +c .y ′=y ′u ·u ′x =13u -23 ·(2ax +b )=13(ax 2+bx +c ) -23 ·(2ax +b )=(2ax +b )3ax 2+bx +c 3(ax 2+bx +c ).(3)y =e u ,u =-ax +b .,y ′=y ′u ·u ′x =e u ·(-ax +b )′=e u ·(-a )=ax b ae -+-. 点拨:分清函数由哪些函数复合而成,是求复合函数导数的关键. ●活动二 应用新知,解决典型例题例5 求过曲线y =cos x 上点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,12且与在这点的切线垂直的直线方程.【知识点:导数的运算;导数的几何意义;数学思想:数形结合】 解:∵y =cos x ,∴y ′=-sin x ,曲线在点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,12处的切线斜率是y ′|x =π3=-sin π3=-32.∴过点P 且与切线垂直的直线的斜率为23, ∴所求的直线方程为y -12=23⎝⎛⎭⎪⎫x -π3,即2x -3y -2π3+32=0.例6已知曲线y =x 24-3ln x 的一条切线的斜率为-12,则切点的横坐标为( ) A .3 B .2 C .1 D .12【知识点:导数的运算;导数的几何意义;数学思想:数形结合】 解:设切点为(x 0,y 0),00013131222x x y x x x x ⎛⎫' ⎪⎝⎭==-=-=-.∵x 0>0,∴x 0=2.点拨:求切线方程的步骤: (1)利用导数公式求导数. (2)求斜率.(3)写出切线方程.注意导数为0和导数不存在的情形.●活动三 函数()f x 在点0x 处的导数0()f x '、导函数()f x '、导数之间的区别与联系. (1)函数在一点处的导数0()f x ',就是在该点的函数的改变量与自变量的改变量之比的极限,它是一个常数,不是变数.(2)函数的导数,是指某一区间内任意点x 而言的, 就是函数f (x )的导函数 (3)函数()f x 在点0x 处的导数'0()f x 就是导函数()f x '在0x x =处的函数值,这也是求函数在点0x 处的导数的方法之一. 3.课堂总结 【知识梳理】(1)基本初等函数的导数公式(2①[()()]'f x g x ±= ;②()()'f x g x =⎡⎤⎣⎦ ; ③()[]'()f xg x = [()0].g x ≠ (3)复合函数的导数:若(),y f u u ax b ==+,则x u x y y u '''=⋅,即x y '= .【重难点突破】(1)运用导数的四则运算法则,可推出以下三个常用结论: ①1212[()()()]()()()n n f x f x f x f x f x f x ''''±±±=±±±;②[()()]()()af x bg x af x bg x '''±=±;③2()1()[()]g x g x g x ''⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦. (2)求复合函数导,一般按以下三个步骤进行:①分解:分解复合函数为基本初等函数,注意适当选择中间变量;②层层求导:求每一层基本初等函数的导数(弄清每一步求导是哪个变量对哪个变量求导);③作积还原:将各层基本函数的导数相乘,并将中间变量还原为原来的变量. 利用复合函数求导时,要注意选择合适的中间变量.例如,对于函数41(34)y x =+,可令31u x =+,4y u -=;也可令4(31)u x =+,1y u -=,显然前一种形式更有利于求导.(3)应用导数公式与运算法则求导时,应注意以下三点: ①对幂函数求导时,要将根式、分式化为指数式,以便应用公式; ②对较复杂函数求导时,可考虑“先化简,再求导”,以减少运算量. ③根据函数的结构,合理选择求导公式与运算法则. 4.随堂检测1.已知f (x )=x 2,则(3)f '=( ) A .0B .2xC .6D .9【知识点:导数的运算】 解:C2.函数y =x -(2x -1)2的导数是( ) A .3-4xB .3+4xC .5+8xD .5-8x【知识点:导数的运算】 解:D 3.函数y =cos x1-x的导数是( ) A.-sin x +x sin x(1-x )2B.x sin x -sin x -cos x(1-x )2C.cos x -sin x +x sin x(1-x )2D.cos x -sin x +x sin x1-x【知识点:导数的运算】 解:C4.已知函数f (x )=ax 2-1且f ′(1)=2,则实数a 的值为( ) A .1B .2C. 2D .a >0【知识点:导数的运算】 解:B5.设2()(5)6ln f x a x x =-+,其中a R ∈,曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线与y 轴相交于点(0,6),则a =_________.【知识点:导数的运算;导数的几何意义;数学思想:数形结合】 解:12(三)课后作业基础型自主突破1.给出下列命题:①若y=π,则y′=0;②若y=3x,则y′=3;③若y=1x,则y′=-12x;④若3y'=,则y=3x.其中正确的有()A.1个B.2个C.3个D.4个【知识点:导数的运算】解:B2.已知函数f(x)=x3的切线的斜率等于1,则这样的切线有()A.1条B.2条C.3条D.不确定【知识点:导数的运算;导数的几何意义】解:B3.若2()24lnf x x x x=--,则()0f x'>的解集为()A.(0,)+∞B.(1,0)(2,)-+∞C.(2,)+∞D.(1,0)-【知识点:导数的运算】解:C4.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()A.2 B.ln 2+1 C.ln 2-1 D.ln 2 【知识点:导数的几何意义】解:C提示:∵y=ln x的导数为y′=1x,∴1x=12,解得x=2,∴切点为(2,ln 2).将其代入直线y=12x+b得b=ln 2-1.5.曲线y=x n在x=2处的导数为12,则n等于()A.1 B.2 C.3 D.4 【知识点:导数的运算】解:C6.求下列函数的导数(1)3log y x = (2)31x y x e =+- (3)sin(12)y x =+(4)1ln y x x x=+(5) y =2sin x 2(1-2sin 2x4).【知识点:导数的运算】 解:(1)1ln 3y x '=(2)232ln 2x y x '=+⋅(3)()22cos(1)(12)2cos 1y x x x ''=+⋅+=+ (4)211ln y x x'=+-(5)∵y =2sin x 2(1-2sin 2x 4)=2sin x 2cos x2=sin x . ∴y ′=(sin x )′=cos x .能力型 师生共研7.已知函数()f x 的导函数为()f x ',且满足()2(1)ln f x xf x '=+,则(1)f '=( )A .e -B .1-C .1D .e【知识点:导数的运算】 解: B8.f (x )与g (x )是定义在R 上的两个可导函数,若f (x )、g (x )满足()()f x g x ''=,则f (x )与g (x )满足( )A .f (x )=g (x )B .f (x )-g (x )为常数函数C .f (x )=g (x )=0D .f (x )+g (x )为常数函数【知识点:导数的运算】 解: B9.已知函数f (x )=x +1,g (x )=a ln x ,若在x =14处函数f (x )与g (x )的图象的切线平行,则实数a 的值为________.【知识点:导数的几何意义;数学思想:数形结合】解:14 提示:由题意可知f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫14=12x -12|x =14=g ′⎝ ⎛⎭⎪⎫14=a14,可得a =14,经检验,a=14满足题意.10.若函数f (x )=x m+ax 的导数f ′(x )=2x +1,则数列{1f (n )}(n ∈N *)的前n 项和S n 是( )A.n n +1B.n +2n +1C.n n -1D.n +1n【知识点:导数的运算】 解: A探究型 多维突破11.已知1()sin cos ()f x x x x R =+∈,记*21321()(),()(),,()()(,2)n n f x f x f x f x f x f x n N n -'''===∈≥,则122014()()()222f f f πππ+++=____________.【知识点:导数的运算】解:0 提示:2()cos sin f x x x =-,3()sin cos f x x x =--,4()cos sin f x x x =-+,5()sin cos f x x x =+,以此类推,可得出4()()n n f x f x +=,又1234()()()()0f x f x f x f x +++=,所以122014123412()()()503[()()()()]()()0222222222f f f f f f f f f πππππππππ+++=+++++=12.已知曲线C :y =x 3-6x 2-x +6. (1)求C 上斜率最小的切线方程;(2)证明:曲线C 关于斜率最小时切线的切点对称.【知识点:导数的运算】 解:(1)y ′=3x 2-12x -1=3(x -2)2-13.当x =2时,y ′最小,最小值为-13,切点为(2,-12),切线方程为y +12=-13(x -2),即13x +y -14=0. (2)证明:设(x 0,y 0)∈C ,(x ,y )是(x 0,y 0)关于(2,-12)的对称点,则⎩⎨⎧x 0=4-x ,y 0=-24-y .∵(x 0,y 0)∈C ,∴-24-y =(4-x )3-6(4-x )2-(4-x )+6, 整理得y =x 3-6x 2-x +6.∴(x ,y )∈C ,于是曲线C 关于切点(2,-12)对称.自助餐1.下列四组函数中导数相等的是( )A .f (x )=2与g (x )=2xB .f (x )=-sin x 与g (x )=cos xC .f (x )=2-cos x 与g (x )=-sin xD .f (x )=1-2x 2与g (x )=-2x 2+4【知识点:导数的运算】 解: D2.设函数22()(0)x a f x a x+=>,若0()0f x '=,则x 0=( )A .aB .±aC .-aD .a 2【知识点:导数的运算】 解: B3.已知f (x )=ax 3+3x 2+2,若f ′(-1)=4,则a 的值为( ) A.193 B.103C.133D.163【知识点:导数的运算】 解: B4.函数y =x 2+12x -1的导数是( )A.2+xx 2+1·(2x -1)2B .-2+x1+x 2·(2x -1)2C.4x 2-x +2(2x -1)2D.4x 2-x +2(2x -1)2x 2+1【知识点:导数的运算】 解: B5.已知点P 在曲线41x y e =+上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值范围是( )A .[0,4π)B .[,)42ππC .3(,]24ππD .3[,)4ππ 【知识点:导数的运算】解: D6.(1)已知f (x )=xe x +sin x cos x ,则f ′(0)=________.(2)已知g (x )=(x -1)(x -2)(x -3)(x -4)(x -5),则g ′(1)=________.【知识点:导数的运算】解:(1)2 ;(2) 24提示:(1)f ′(x )=e x +x ·e x +cos2x ,∴f ′(0)=1+1=2.(2)()(1)[(2)(3)(4)(5)](2)(3)(4)(5)g x x x x x x x x x x ''=-----+---- 所以g ′(1)=(1-2)(1-3)(1-4)(1-5)=24.7.设函数()f x 在(0,)+∞内可导,且()x x f e x e =+,则(1)f '=______________.【知识点:导数的运算】 解:28.已知函数()f x 及其导数()f x ',若存在0x ,使得00()()f x f x '=,则称0x 是()f x 的一个“巧值点”,下列函数中,存在“巧值点”的是_____________ ①2()f x x =,②()x f x e -=,③()ln f x x =,④()tan f x x =.【知识点:导数的运算】 解:①③提示: ①中,令00()()f x f x '=,可得:00x =或02x =,故存在“巧值点”.②中,令00()()f x f x '=,可得:0x x e e --=-,显然无解,故不存在“巧值点” ③中,令00()()f x f x '=,可得:001ln x x =,由于ln y x =与1y x=的图像有交点,因此方程有解. 故存在“巧值点”.④中,令00()()f x f x '=,可得:0201tan cos x x =,即:00sin cos 1x x =,显然无解. 故不存在“巧值点”9.定义:曲线C 上的点到直线l 的距离的最小值称为曲线C 到直线l 的距离,已知曲线C 1:y =x 2+a 到直线l :y =x 的距离等于曲线C 2:x 2+(y +4)2=2到直线l :y =x 的距离,则实数a =_______.【知识点:导数的运算;数学思想:数形结合】解:49提示:曲线C 2:x 2+(y +4)2=2到直线l :y =x的距离为d =-==曲线C 1:y =x 2+a 对应函数的导数为2y x '=,令12=x 得21=x ,所以C 1:y =x 2+a 上的点为)41,21(a +,点)41,21(a +到到直线l :y =x 的距离应为2,所以211|4121|22=+--a ,解得49=a 或47-=a (舍去). 10.已知函数()f x 满足121()(1)(0)2x f x f e f x x -'=-+,则()f x =____________. 【知识点:导数的运算】解:212x e x x -+ 提示:1211()(1)(0)()(1)(0)2x x f x f e f x x f x f e f x --'''=-+⇒=-+ 令1x =得:(0)1f =,即1211()(1)(0)(1)1(1)2x f x f e x x f f e f e --'''=-+⇒==⇔=,得:21()2x f x e x x =-+11.已知11(,())A x f x ,22(,())B x f x 为函数2()2f x x x a =++(0x <,a R ∈)的图像上的两点,且12x x <.若函数()f x 的图象在点,A B 处的切线互相垂直,则21x x -的最小值为___________.【知识点:导数的运算;数学思想:数形结合】解:1 提示:由题知:()22f x x '=+,且12()()1f x f x ''=-,于是可得:12(22)(22)1x x ++=-,化简得:12114(1)x x =--+,从而21221114(1)x x x x -=++≥+.12.已知二次函数()f x 只有一个零点,且()22f x x '=+. (1)求()f x 的表达式; (2)若()()x f x g x e=,求曲线()y g x =在点(0,(0))P g 处的切线l 与两坐标轴围成的三角形面积S .【知识点:导数的运算;数学思想:数形结合】解:(1)设2()(0)f x ax bx c a =++≠,则()2f x ax b '=+,又()22f x x '=+,所以1,2a b ==. 即2()2f x x x c =++,又()f x 只有一个零点,故1c =,所以2()21f x x x =++.(2)由(1)知2()21()x xf x x xg x e e++==,所以2222(21)(21)1()()x xx xx x e e x x xg xe e'++-++-'==.故(0)1g'=,又(0)1g=,从而切斜l的方程为1y x-=,即10x y-+=,于是切线l与两坐标轴围成的三角形面积111122 S=⨯⨯=.数学视野微积分学是由牛顿和莱布尼茨在总结了诸多数学家的工作之后,分别独立地创立的.牛顿(Newton,1642—1727),英国数学家,物理学家,天文学家和自然哲学家.牛顿在数学上最卓越的贡献是创建微积分. 17世纪早期,数学家们已经建立起一系列求解无限小问题(诸如曲线的切线、曲率、极值,运动的瞬时速度,面积、体积、曲线长度、物体重心的计算)的特殊方法.牛顿超越前人的功绩在于将这些特殊的技巧归结为一般的算法,特别是确立了微分与积分的逆运算(微积分基本定理).牛顿的微积分中有一个重要的基本概念“流数”,流数被定义为可借运动描述的连续量——流量(用,,,x y z表示)的变化率(速度),并用在字母上加点来表示,如,,,x y z.牛顿表述流数术的基本问题为:已知流量间的关系,求它们的流数间的关系,以及逆运算. 牛顿创立微积分有深刻的力学背景,他更多的是从运动变化的观点考虑问题,把力学问题归结为数学问题.莱布尼茨(Leibniz,1646—1716),德国数学家、哲学家,和牛顿同为微积分学的创始人.莱布尼茨终生奋斗的主要目标是寻求一种可以获得知识和创造发明的普遍方法.这种努力导致许多数学上的发现,最突出的是微积分学.莱布尼茨创立微积分主要是从几何学的角度考虑,他创建的微积分的符号(如:d,x⎰等)以及微分的基本法则,对以后微积分的发展有极大的影响.。
高中数学 选修2-2 第一章 1.2 导数的计算 1.2.1 1.2.2讲解
3 2.
不正确.因为sin 6π = 12 是一个常数,而常数的导
数为零,所以sin6π′=0.
指数函数、对数函数的导数公式的记忆对于公式(ln
x)′=
1 x
,(ex)′=ex很好记,但公式(logax)′=
1 xln
a
,(ax)′
=axln a的记忆比较难,设平行于直线y=x的直线与曲线y =ex相切于点P(x0,y0),该切点即为与y=x距离最近的点, 如图所示.
则在点P(x0,y0)处的切线斜率为1,即y′|x=x0=1. ∵y′=(ex)′=ex, ∴ex0=1,
得x0=0,代入y=ex,得y0=1,即P(0,1).
利用点到直线的距离公式得最小距离为|0-1|= 2
5.一质点沿直线运动的路程和时间的关系是s= 5 t , 求质点在t=4时的速度.
解:∵s=5 t=t51,∴s′=(t15)′=15t-45.
t=4时,s′=15·4-54=
1 5
.
10 8
即质点在t=4时的速度为 1 . 5
10 8
∴y′=(x32)′=32x21=32
x .
(2)y=x5,∴y′=(x5)′=5x4.
求曲线y=lg x在点M(10,1)处的切线的斜率 和切线方程.
【分析】 M(10,1)在曲线上,故所求切线斜率就是 函数y=lg x在x=10处的导数.
【解】 ∵y′=(lg x)′=xln110,∴y′|x=10=10l1n 10. ∴曲线y=lg x在点M(10,1)处的切线的斜率为k=10l1n 10. ∴切线方程为y-1=10l1n 10(x-10), 即x-(10ln 10)y+10(ln 10-1)=0.
(x0,x02).
人教版高中数学选修2-2学案:1.2.2基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(二)
1.2.2基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(二)【学习目标】1.理解函数的和、差、积、商的求导法则;2.理解求导法则的证明过程,能够综合运用导数公式和求导法则求函数的导数.【新知自学】 知识回顾:1. 1.基本初等函数的导数公式:新知梳理:1. 导数的运算法则:设两个函数分别为f(x)和g(x),(1)[()]cf x =_____________;(2)[]='±)()(x g x f ___________;(3)[]='∙)()(x g x f _______________;(4)='⎥⎦⎤⎢⎣⎡)()(x g x f ________________)0)((>x g .感悟:常数与函数的积的导数,等于常数乘函数的导数,即:[]''()()cf x cf x =. 对点练习:1.下列等式成立的是( )A.3)3(='B.235)2(x x ='C.236)2(x x -='-D.5510)2(x x =' 2.若2y x x =+,则='y ( )A.2xB.2x+1C.3xD.x 2+13.设,2x e x y =则='y ( )A. x e x x 22+B.x xe 2C. x e x x )2(2+D. x e x x )(2+ 4.设xx y sin =,则='y __________________. 【合作探究】 典例精析: 例1.求下列函数的导数:(1)x y 2=; (2)323+-=x x y ;(3)y=xsinx; (4)y=x2x.变式练习: 求下列函数的导数:(1)x x x f sin )(3=; (2) y=x x ln x 31-;(3)x e x y cos =; (4)y=(x 2-2)(x+1).例2.求函数y=(2cos 2sinx x +)2-1的导函数.变式练习: 求函数x xx xy +-+-+=1111的导函数.例3.曲线y=xe x +2x+1在点(0,1)处的切线方程.变式练习:若曲线f(x)=xsinx+1在x=2π处的切线与直线ax+2y+1=0互相垂直,求实数a 的值.规律总结:1.对于和与差的导数运算法则,此法则可以推广到任意有限个可导函数的和与差,即:[f 1(x)± f 2(x)±…f n (x)]'=)(1x f '± )(2x f '±…±)(x f n '.2.对于积与商的导数的运算法则,首先要注意不能出现)()(])()([x g x f x g x f '⋅'='⋅以及)()(])()([x g x f x g x f ''='这样的错误;其次,还要特别注意两个函数积与商的求导公式中的符号的异同,积的求导公式中是“+”,商的求导公式中是“-”.【课堂小结】1.已知αx x f =)(,若4)1(-=-'f ,则α的值( )A.一4B. 4C.±4D.不确定2.若函数f(x)=x 2+bx+c 的图象的顶点在第四象限,则函数f '(x)的图象是( )3.若f(x)=x 2e x ,则=')2(f _____________.4.求下列函数的导数:(1)2()sin f x x x =+;(2)323()622g x x x x =--+.(3)()sin h x x x =;(4)()2ln f x x x =.1. 1.函数n m mx y -=2的导数为34x y =',则( ) A.2,1-=-=n m B.2,1=-=n mC.2,1==n mD.2,1-==n m2.函数32+=x x y 的导函数为__________________.3. 直线y =-14x +b 是函数f (x )=1x的切线,则b =________.4.求下列函数的导数:(1)x x y 43log =;(2)x y x cos 2=;(3)x y 2sin =;(4)x x f tan )(=.5.直线y =kx +1与曲线y =x 3+ax +b 相切于点A (1,3),求2a +b 的值.6.设()(1)(2)(3)f x x x x x =+++(4)x +,求(0)f ',)1-(f '.7.已知函数f (x )=x 3-3x 及y =f (x )上一点P (1,-2),过点P 作直线l .(1)求使直线l 和y =f (x )相切且以P 为切点的直线方程;(2)求使直线l 和y =f (x )相切且切点异于P 的直线方程.。
高中数学选修2-2学案12:1.2.2 基本初等函数的导数公式及导数的运算法则
1.2.2 基本初等函数的导数公式及导数的运算法则课标要求1.能利用导数的四则运算法则求解导函数.2.能运用复合函数的求导法则进行复合函数的求导.核心扫描1.对导数四则运算法则的考查.(重点)2.复合函数的考查常在解答题中出现.(重点)课前探究学习自学导引1.导数运算法则的定义域、值域满足什么关系?提示在复合函数中,内层函数u=g(x)的值域必须是外层函数y=f(u)的定义域的子集.名师点睛1.运用导数运算法则的注意事项(1)对于教材中给出的导数的运算法则,不要求根据导数定义进行推导,只要能熟练运用运算法则求简单函数的导数即可.(2)①对于和差的导数运算法则,可推广到任意有限可导函数的和或差, 即[f 1(x )±f 2(x )±…±f n (x )]′=f 1′(x )±f 2′(x )±…±f ′n (x ).②[ af (x )±bg (x )]′=af ′(x )±bg ′(x ); ③当f (x )=1时,有⎣⎡⎦⎤1g (x )′=-g ′(x )g 2(x ).(3)对于积与商的导数运算法则,首先要注意在两个函数积与商的导数运算中,不能出现[f (x )·g (x )]′=f ′(x )·g ′(x )以及⎣⎡⎦⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g ′(x )这样想当然的错误;其次还要特别注意两个函数积与商的求导公式中符号的异同,积的导数法则中是“+”,商的导数法则中分子上是“-”. 2.复合函数求导对于复合函数的求导法则,需注意以下几点:(1)分清复合函数的复合关系是由哪些基本函数复合而成,适当选定中间变量. (2)分步计算中的每一步都要明确是对哪个变量求导,而其中要特别注意的是中间变量的系数.如(sin 2x )′=2cos 2x ,而(sin 2x )′≠cos 2x .(3)根据基本初等函数的求导公式及导数的运算法则,求出各函数的导数,并把中间变量换成自变量的函数.如求y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3的导数,设y =sin u ,u =2x +π3,则y x ′=y u ′·u x ′=cos u ·2=2cos u =2cos ⎝⎛⎭⎫2x +π3. (4)复合函数的求导运用熟练后,中间步骤可省略不写. 课堂讲练互动题型一 利用导数的运算法则求函数的导数例1:求下列函数的导数:(1)y =x ·tan x ; (2)y =(x +1)(x +2)(x +3); (3)y =x +3x 2+3;(4)y =x sin x -2cos x; (5)y =x 5+x 7+x 9x ;(6)y =x -sin x 2cos x2.规律方法:解决函数的求导问题,应先分析所给函数的结构特点,选择正确的公式和法则,对较为复杂的求导运算,一般综合了和、差、积、商几种运算,在求导之前一般应先将函数化简,然后求导,以减少运算量. 变式1:求下列函数的导数:(1)y =5-4x 3; (2)y =3x 2+x cos x ; (3)y =e x ·ln x ; (4)y =lg x -1x2.题型二 求复合函数的导数例2:求下列函数的导数:(1)y =11-2x 2; (2)y =e 2x +1; (3)y =(x -2)2; (4)y =5log 2(2x +1).规律方法:应用复合函数的求导法则求导,应注意以下几个方面: (1)中间变量的选取应是基本函数结构.(2)正确分析函数的复合层次,并要弄清每一步是哪个变量对哪个变量的求导. (3)一般是从最外层开始,由外及里,一层层地求导. (4)善于把一部分表达式作为一个整体.(5)最后要把中间变量换成自变量的函数.熟练后,就不必再写中间步骤. 变式2:求下列函数的导数:(1)y =ln(x +2); (2)y =sin 4x 4+cos 4x4;(3)y =1+x 1-x +1-x1+x.题型三 求导法则的应用例3:求过点(1,-1)与曲线f (x )=x 3-2x 相切的直线方程.题后反思:点(1,-1)虽然在曲线上,但是经过该点的切线不一定只有一条,即该点有可能是切点,也可能是切线与曲线的交点,解题时注意不要失解.变式3:若将本例改为求曲线y=x3-2x在点A(1,-1)处的切线方程,结果会怎样?方法技巧数形结合思想在导数中的应用数形结合的原则:(1)等价性原则:在数形结合时,代数性质和几何性质的转换必须是等价的,否则解题将会出现漏洞.有时,由于图形的局限性,不能完整的表现数的一般性,这时图形的性质只能是一种直观而浅显的说明.(2)双向性原则:在数形结合时,既要进行几何直观的分析,又要进行代数抽象的探索,两方面相辅相成,仅对代数问题进行几何分析或仅对几何问题进行代数分析,在许多时候是很难完成的.(3)简单性原则:找到解题思路之后,至于用几何方法还是采用代数方法,则取决于哪种方法更为简单有效,“数”与“形”的结合往往能起到事半功倍的效果.示例:讨论关于x的方程ln x=kx解的个数.方法点评:函数y=f(x)在点x0处的导数的几何意义,就是曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的斜率.导数的这一几何意义为导数与[解析]几何的沟通搭建了一个平台.因此从某种意义上说,导数也就是数形结合的桥梁.——★参考答案★——题型一利用导数的运算法则求函数的导数例1:解:(1)y ′=(x ·tan x )′=⎝⎛⎭⎫x sin x cos x ′(1)y ′=(x ·tan x )′=⎝⎛⎭⎫x sin x cos x ′=(x sin x )′cos x -x sin x (cos x )′cos 2x=(sin x +x cos x )cos x +x sin 2x cos 2x=sin x cos x +x cos 2x.(2)法一 ∵(x +1)(x +2)(x +3)=(x 2+3x +2)(x +3)=x 3+6x 2+11x +6, ∴y ′=[(x +1)(x +2)(x +3)]′=(x 3+6x 2+11x +6)′=3x 2+12x +11. 法二 y ′=[(x +1)(x +2)(x +3)]′=[(x +1)(x +2)]′(x +3)+(x +1)(x +2)(x +3)′ =[(x +1)′(x +2)+(x +1)(x +2)′](x +3)+(x +1)(x +2) =(x +2+x +1)(x +3)+(x +1)(x +2) =(2x +3)(x +3)+x 2+3x +2 =3x 2+12x +11.(3)y ′=(x +3)′(x 2+3)-(x +3)(x 2+3)′(x 2+3)2=-x 2-6x +3(x 2+3)2.(4)y ′=(x sin x )′-⎝⎛⎭⎫2cos x ′=sin x +x cos x -2sin xcos 2x . (5)∵y =x 5+x 7+x 9x =x 2+x 3+x 4,∴y ′=(x 2+x 3+x 4)′=2x +3x 2+4x 3. (6)先使用三角公式进行化简,得 y =x -sin x 2cos x 2=x -12sin x ,∴y ′=⎝⎛⎭⎫x -12sin x ′=x ′-12(sin x )′=1-12cos x . 变式1:解:(1)y ′=-12x 2;(2)y ′=(3x 2+x cos x )′=6x +cos x -x sin x ; (3)y ′=e x x +e x·ln x ;(4)y ′=1x ln 10+2x3. 题型二 求复合函数的导数例2:解:(1)设y =u -12,u =1-2x 2,则y ′=⎝⎛⎭⎫u -12′(1-2x 2)′=⎝⎛⎭⎫-12u -32·(-4x )=-12(1-2x 2)-32(-4x )=2x (1-2x 2)-32.(2)y =e u ,u =2x +1,∴y ′x =y ′u ·u ′x =(e u )′·(2x +1)′=2e u =2e 2x +1. (3)法一 ∵y =(x -2)2=x -4x +4, ∴y ′=x ′-(4x )′+4′ =1-4×12x -12=1-2x.法二 令u =x -2,则y ′x =y ′u ·u ′x =2(x -2)·(x -2)′ =2(x -2)⎝⎛⎭⎫12·1x -0=1-2x . (4)设y =5log 2u ,u =2x +1, 则y ′=5(log 2u )′(2x +1)′=10u ln 2=10(2x +1)ln 2. 变式2:解:(1)y =ln u ,u =x +2∴y ′x =y ′u ·u ′x =(ln u )′·(x +2)′=1u ·1=1x +2.(2)∵y =sin 4x 4+cos 4x4=⎝⎛⎭⎫sin 2x 4+cos 2x 42-2sin 2x 4cos 2x 4=1-12sin 2x 2=1-12·1-cos x 2=34+14cos x ,∴y ′=-14sin x .(3)∵y =1+x 1-x +1-x 1+x =(1+x )21-x +(1-x )21-x=2+2x 1-x =41-x-2,∴y ′=⎝⎛⎭⎫41-x -2′=-4(1-x )′(1-x )2=4(1-x )2.题型三 求导法则的应用例3:解:设P (x 0,y 0)为切点,则切线斜率为k =0x x y ='=3x 20-2,故切线方程为y -y 0=(3x 20-2)(x -x 0) ① ∵(x 0,y 0)在曲线上,∴y 0=x 30-2x 0 ②又∵(1,-1)在切线上,∴将②式和(1,-1)代入①式得-1-(x 30-2x 0) =(3x 20-2)(1-x 0). 解得x 0=1或x 0=-12.故所求的切线方程为y +1=x -1或y +1=-54(x -1).即x -y -2=0或5x +4y -1=0.变式3:解:∵点A (1,-1)在曲线上,点A 是切点,∴在A 处的切线方程为x -y -2=0.方法技巧 数形结合思想在导数中的应用示例:解:如图,方程ln x =kx 的解的个数就是直线y =kx 与曲线y =ln x 交点的个数. 设直线y =kx 与y =ln x 切于P (x 0,ln x 0) ,则kx 0=ln x 0. ∵(ln x )′=1x,∴k =1x 0,kx 0=1=ln x 0.∴x 0=e ,k =1e.结合图象知:当k ≤0或k =1e 时,方程ln x =kx 有一解.当0<k <1e 时,方程ln x =kx 有两解.当k >1e 时,方程ln x =kx 无解.。
2014-2015学年高中数学(人教版选修2-2)配套课件第一章 1.2 1.2.1 基本初等函数的导数公式
在求导过程中出现指数或系数的运算失误.
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解析:(1)y′=(x12)′=12x11;
1 4 -4 -5 (2)y′=x4′=(x )′=-4x =- 5; x
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3 3 2 3 (3)y′= x ′=(x )′= x- = . 5 5 5 5 2 5 x
3
5
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栏 目 链 接
答案:D
自 测 自 评
2.曲线 y=-x3+3x2 在点(1,2)处的切线方程为( A.y=3x-1 C.y=3x+5 B.y=-3x+5 D.y=2x
)
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答案:A
自 测 自 评
3.下列结论中正确的个数为( )
1 2 ①y=ln 2,则 y′=0;②y= 2,则 y′|x=3=- ; x 27 1 ③y=2 ,则 y′=2 ln 2;④y=log2x,则 y′= . xln 2
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1 3. 若曲线 y=x- 在点 2 围成的三角形的面积为 18,则 a=( A.64 B.32
处的切线与两坐标轴 ) D.8
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C.16
分析:本试题主要考查求导法则、导数的几何意义、切线的 求法和三角形的面积公式,考查考生的计算能力.
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解析: y′= 是 y- = , ∴k = ,切线方程
cos x y′=______
-sin x y′=______
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y′=______ axln a y′=______ ex
1 y′=______ xln a
1 y′=______ x
自 测 自 评
1.下列各式正确的是( 1 A.(logax)′=x C.(3x)′=3x
选修2-2——基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(一)
1.2 导数的计算1.2.1 几个常用函数的导数1.2.2 基本初等函数的导数公式及导数的运算法则(一), [学生用书P 11])1.问题导航(1)函数y =c ,y =x ,y =x -1,y =x 2,y =x 1的导数分别是什么?能否得出y =x n 的导数公式?(2)正余弦函数的导数公式、指数函数、对数函数的导数公式分别是什么?如何应用这些公式?2.例题导读通过对P 14例1的学习,应注意以下两个问题: (1)用导数公式直接求函数的导数.(2)变化率的实际意义及利用导数知识解决实际问题的优越性.1.几个常用函数的导数(1)若y =f (x )=c ,则f ′(x )=0. (2)若y =f (x )=x ,则f ′(x )=1. (3)若y =f (x )=x 2,则f ′(x )=2x .(4)若y =f (x )=1x ,则f ′(x )=-1x2=-x -2.(5)若y =f (x )=x ,则f ′(x ).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f (x )=x α(α∈Q *),则f ′(x )=αx α-1. (3)若f (x )=sin x ,则f ′(x )=cos_x . (4)若f (x )=cos x ,则f ′(x )=-sin_x . (5)若f (x )=a x ,则f ′(x )=a x ln_a . (6)若f (x )=e x ,则f ′(x )=e x .(7)若f (x )=log a x ,则f ′(x )=1x ln a .(8)若f (x )=ln x ,则f ′(x )=1.1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)若y =x 3+2,则y ′=3x 2+2.( )(2)若y =1x ,则y ′=1x2.( )(3)若y =2x,则y ′=x ·2x -1.( ) 答案:(1)× (2)× (3)×2.余弦曲线y =cos x 在(0,1)处的切线的斜率为( ) A .1 B .0 C.π2D .-1 答案:B3.若y =25,则y ′=________. 答案:04.已知f (x )=x α,若f ′(-1)=-4,则α=________. 答案:41.对常数函数导数的几何意义与物理意义的两点说明(1)常数函数的导数为0,其几何意义为f (x )=c 在任意点处的切线平行于x 轴或与x 轴重合,其斜率为0.(2)若y =c 表示路程关于时间的函数,则y ′=0可以解释为某物体的瞬时速度始终为0,即一直处于静止状态.2.函数y =kx (k 为常数)的导数值k 与该函数增减快慢之间的关系(1)函数y =kx (k >0)增加的快慢与k 有关系,即与函数的导数有关系,k 越大,函数增加得越快,k 越小,函数增加得越慢.(2)函数y =kx (k <0)减少的快慢与|k |有关系,即与函数导数的绝对值有关系,|k |越大,函数减少得越快,|k |越小,函数减少得越慢.利用导数公式求函数的导数[学生用书P 12]求下列函数的导数: (1)y =x 12;(2)y =1x4;(3)y =5x 3;(4)y =⎝⎛⎭⎫12x ;(5)y =2cos 2x 2-1.[解] (1)y ′=(x 12)′=12x 11.(2)y ′=⎝⎛⎭⎫1x 4′=(x -4)′=-4x -5=-4x 5. (3)y ′=(5x 3)′=()x 35′=35x -25=355x2.(4)y ′=⎝⎛⎭⎫12x ln 2-1=-⎝⎛⎭⎫12x ln 2. (5)y =2cos 2x2-1=cos x ,∴y ′=-sin x .用公式求函数导数的方法:(1)若所求函数符合导数公式,则直接利用公式求解.(2)对于不能直接利用公式的类型,关键是合理转化函数的关系式为可以直接应用公式的基本函数的模式,如y =1x4可以写成y =x -4,y =5x 3可以写成y =x 35等,这样就可以直接使用幂函数的求导公式求导,以免在求导过程中出现指数或系数的运算失误.1.(1)已知函数f (x )=1x3,则f ′(-3)=( )A .81B .243C .-243D .-127解析:选D.∵f (x )=x -3,∴f ′(x )=-3x -4=-3x 4,∴f ′(-3)=-3(-3)4=-127. (2)已知f (x )=ln x 且f ′(x 0)=1x 20,则x 0=________.解析:∵f (x )=ln x (x >0),∴f ′(x )=1x,∴f ′(x 0)=1x 0=1x 20,∴x 0=1. 答案:1导数的几何意义(1)求曲线y =e x 在x =0处的切线方程. [解] ∵y ′=(e x )′=e x ,∴曲线y =e x 在x =0处的切线斜率为e 0=1, 又∵切线过点(0,1),∴切线方程为y -1=x -0, 即x -y +1=0.(2)已知两条曲线y =sin x ,y =cos x ,是否存在这两条曲线的一个公共点,使在这一点处,两条曲线的切线互相垂直?并说明理由.[解] 由于y =sin x ,y =cos x ,设两条曲线的一个公共点为P (x 0,y 0), 所以两条曲线在P (x 0,y 0)处的切线斜率分别为k 1=y ′|x =x 0=cos x 0, k 2=y ′|x =x 0=-sin x 0.若使两条切线互相垂直, 必有cos x 0·(-sin x 0)=-1,即sin x 0·cos x 0=1,也就是sin 2x 0=2,这是不可能的,所以两条曲线不存在公共点,使在这一点处的两条切线互相垂直.利用导数的几何意义解决曲线切线问题的方法:2.若曲线y =x -12在点(a ,a -12)处的切线与两个坐标轴围成的三角形的面积为18,则a 等于________.解析:∵y ′=-12x -32,∴切线的斜率k =-12a -32,∴切线方程是y -a -12=-12a -32(x -a ).令x =0,得y =32a -12,令y =0,得x =3a ,∴三角形的面积S =12·3a ·32a -12=18,解得a =64.答案:64导数几何意义的综合应用[学生用书P 12](1)设曲线y =x n +1(n ∈N *)在点(1,1)处的切线与x 轴的交点的横坐标为x n ,则x 1·x 2·…·x n 的值为( )A.1nB.1n +1C.n n +1D .1 [解析] 对y =x n +1(n ∈N *)求导得y ′=(n +1)x n . 令x =1,得在点(1,1)处的切线的斜率k =n +1, ∴在点(1,1)处的切线方程为y -1=(n +1)(x n -1),令y =0,则x n =nn +1,∴x 1·x 2·…·x n =12×23×34×…×n -1n ×n n +1=1n +1,故选B.[答案] B (2)(2015·高考全国卷Ⅰ)已知函数f (x )=ax 3+x +1的图象在点(1,f (1))处的切线过点(2,7),则a =________.[解析] ∵ f ′(x )=3ax 2+1, ∴ f ′(1)=3a +1. 又f (1)=a +2,∴ 切线方程为y -(a +2)=(3a +1)(x -1).∵ 切线过点(2,7),∴ 7-(a +2)=3a +1,解得a =1. [答案] 1利用导数的几何意义求解曲线的切线与坐标轴所围成的三角形的面积问题,切线与数列的交汇问题,公切线问题等,首先要熟记导数公式,对函数能够正确求导,再注意转化思想,数形结合思想及构造法、配方法的运用.3.已知直线x +2y -4=0与抛物线y 2=4x 相交于A 、B 两点,O 是坐标原点,试在抛物线弧AOB ︵上求一点P ,使△ABP 的面积最大.解:如图所示,|AB |为定值,要使△P AB 面积最大,只要使P 到AB 的距离最大,所以点P 是抛物线的平行于AB 的切线的切点.设P (x ,y ),由图知,点P 在x 轴下方的图象上,所以y =-2x .由导函数的定义不难求得y ′=-1x. 因为k AB =-12,所以-1x=-12,即x =2,x =4.由y 2=4x (y <0),得y =-4,所以P (4,-4).下列结论:①若y =3x ,则y ′=133x ;②若y =x 3,则y ′=3x 2;③若f (x )=x 2,则f ′(3)=9.其中正确的序号是________.[解析] y =3x ,y ′=(3x )′=()x 13′ =13x -23=133x 2. ∵f (x )=x 2,∴f ′(x )=2x ,则f ′(3)=2×3=6. [答案] ② [错因与防范](1)求导时易出现的错误是解析式化简出错,符号处理不清,理解不到位,从而出错. (2)对用根式形式表示的函数要化商成指数式,能够化商后变为基本初等函数的函数求导问题是易错点.4.求下列函数的导数. (1)y =7x 3; (2)y =lg x ;(3)y =cos t (t 为常数). 解:(1)∵y =7x 3=x 37,∴y ′=(7x 3)′=(x 37)′=37x -47=377x 4.(2)y ′=(lg x )′=1x ln 10.(3)y ′=(cos t )′=0.1.若f (x )=sin x ,f ′(α)=12,则下列α的值中满足条件的是( )A.π3B.π6C.23πD.56π 解析:选A.∵f (x )=sin x ,∴f ′(x )=cos x .又∵f ′(α)=cos α=12,∴α=2k π±π3(k ∈Z ).当k =0时,α=π3,故选A.2.(2015·广州高二检测)已知直线y =kx 是曲线y =3x 的切线,则k 的值为( ) A.13B .eln 3C .log 3 eD .e 解析:选B.设切点为(x 0,y 0), 因为y ′=3x ln 3, 所以k =3x 0ln 3, 所以y =3x 0ln 3·x ,又因为(x 0,y 0)在曲线y =3x 上, 所以3x 0ln 3·x 0=3x 0,所以x 0=1ln 3=log 3 e.所以k =eln 3. 3.函数y =x 2(x >0)的图象在点(a k ,a 2k )处的切线与x 轴交点的横坐标为a k +1,k 为正整数,且a 1=16,则a 1+a 3+a 5=________.解析:在点(a k ,a 2k )处的切线方程为:y -a 2k =2a k (x -a k ),当y =0时,解得x =a k 2,∴a k +1=a k2,∵a 1=16,∴a 2=8,a 3=4,a 4=2,a 5=1,∴a 1+a 3+a 5=16+4+1=21.答案:21[A.基础达标]1.下列结论不正确的是( ) A .若y =3,则y ′=0B .若y =1x,则y ′=-12xC .若y =x ,则y ′=12xD .若y =x ,则y ′=1解析:选B.A 、D 显然正确;对于B ,y ′=⎝⎛⎭⎫1x ′=(x -12)′=-12x -32=-12x 3,不正确;对于C ,y ′=(x )′=12x -12=12x.正确.2.曲线y =12x 2在点⎝⎛⎭⎫1,12处的切线的倾斜角为( ) A .-π4 B .1C.π4D.34π 解析:选C.y ′=x ,∴切线的斜率k =tan α=1,∴α=π4.3.曲线y =x 过点(1,1)的切线方程为( )A .y =x +1B .y =12x +12C .y =-12x +32D .y =x解析:选 B.∵y ′=12x,∴在点(1,1)处的切线的斜率为12,由点斜式得过点(1,1)的切线方程为y =12x +12.4.下列结论中不正确的是( ) A .若f (x )=x 4,则f ′(2)=32B .若f (x )=1x,则f ′(2)=-22C .若f (x )=1x 2·x,则f ′(1)=-52D .若f (x )=x -5,则f ′(-1)=-5解析:选B.对于A ,∵f ′(x )=4x 3,∴f ′(2)=4×23=32,正确;对于B ,∵f ′(x )=⎝⎛⎭⎫1x ′=(x -12)′=-12x -32,∴f ′(2)=-12×2-32=-12×123=-142=-28,不正确;对于C ,∵f ′(x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2·x ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 52′=(x -52)′=-52x -72,∴f ′(1)=-52,正确;对于D ,∵f ′(x )=-5x -6,∴f ′(-1)=-5,正确. 5.曲线f (x )=x 3的斜率等于1的切线有( ) A .0条 B .1条 C .2条 D .3条解析:选C.f ′(x )=3x 2,设切点为(x 0,y 0),则f ′(x 0)=3x 20=1.解得切点坐标为⎝⎛⎭⎫33,39或⎝⎛⎭⎫-33,-39.∴切线有2条. 6.(2015·高考全国卷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 =________.解析: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:87.质点的运动方程是s =1t4(其中s 的单位是m ,t 的单位是s).则质点在t =3s 时的速度是________.解析:∵s =t -4,∴s ′=-4t -5,∴质点在t =3 s 时的速度是(-4)×135=-4243(m/s).答案:-4243m/s8.已知f (x )=a 2(a 为常数),g (x )=ln x ,若2x [f ′(x )+1]-g ′(x )=1,则x =________. 解析:∵f (x )=a 2(a 为常数), ∴f ′(x )=0.又∵g (x )=ln x (x >0),∴g ′(x )=1x,∴2x [f ′(x )+1]-g ′(x )=1,即2x -1x=1,解之得x =1. 答案:19.(2015·长沙高二检测)求过曲线f (x )=cos x 上一点P ⎝⎛⎭⎫π3,12且与曲线在这点的切线垂直的直线方程.解:因为f (x )=cos x ,所以f ′(x )=-sin x ,则曲线f (x )=cos x 在点P ⎝⎛⎭⎫π3,12的切线斜率为f ′⎝⎛⎭⎫π3=-sin π3=-32,所以所求直线的斜率为233,所求直线方程为y -12=233⎝⎛⎭⎫x -π3.即y =233x -239π+12.10.(2015·苏州高二检测)设曲线y =e x (x ≥0)在点M (t ,e t )处的切线l 与x 轴、y 轴所围成的三角形的面积为S (t ),求S (t )的解析式.解:对y =e x 求导可得f ′(x )=(e x )′=e x , 故切线l 在点M (t ,e t )处的斜率为f ′(t )=e t , 故切线l 的方程为y -e t =e t (x -t ). 即e t x -y +e t (1-t )=0,令y =0可得x =t -1.令x =0可得y =e t (1-t ),所以S (t )=12|(t -1)·e t (1-t )|=⎪⎪⎪⎪-12(t -1)2e t =12(t -1)2e t .(t ≥0) [B.能力提升]1.曲线y =x n在x =2处的导数为12,则n 等于( ) A .1 B .2 C .3 D .4解析:选C.∵y ′=n ·x n -1,∴y ′|x =2=n ·2n -1=12,∴n =3. 2.(2015·北京高二检测)已知曲线y =x 3在点(2,8)处的切线方程为y =kx +b ,则k -b =( )A .4B .-4C .28D .-28解析:选C.∵y =x 3,∴y ′=3x 2, y ′|x =2=12,∴在点(2,8)处的切线方程为y =12x -16, ∴k =12,b =-16. ∴k -b =28. 3.若质点P 的运动方程是s =3t 2(s 单位为m ,t 单位为s),则质点P 在t =8时的瞬时速度是________.解析:∵s ′=(3t 2)′=(t 23)′=23t -13,∴当t =8时,s ′=23×8-13=23×2-1=13.∴质点P 在t =8时的瞬时速度为13m/s.答案:13m/s4.设直线l 1与曲线y =x 相切于点P ,直线l 2过点P 且垂直于l 1,若l 2交x 轴于点Q ,又作PK 垂直于x 轴于点K ,则KQ 的长为________.解析:如图所示,设P (x 0,y 0),∵y ′=12x ,∴kl 1=12x 0.∵直线l 1与l 2垂直,则kl 2=-2x 0,∴直线l 2的方程为y -y 0=-2x 0(x -x 0). ∵点P (x 0,y 0)在曲线y =x 上,∴y 0=x 0.在直线l 2的方程中令y =0,则-x 0=-2x 0(x -x 0).∴x =12+x 0,即x Q =12+x 0.又x K =x 0,∴|KQ |=x Q -x K =12+x 0-x 0=12.答案:125.(2015·淮南高二检测)已知 P (-1,1),Q (2,4)是曲线y =x 2上的两点,(1)求过点P ,Q 的曲线y =x 2的切线方程; (2)求与直线PQ 平行的曲线y =x 2的切线方程. 解:(1)因为y ′=2x ,P (-1,1),Q (2,4)都是曲线y =x 2上的点. 过P 点的切线的斜率k 1=y ′|x =-1=-2, 过Q 点的切线的斜率k 2=y ′|x =2=4, 过P 点的切线方程:y -1=-2(x +1), 即:2x +y +1=0.过Q 点的切线方程:y -4=4(x -2), 即4x -y -4=0.(2)因为y ′=2x ,直线PQ 的斜率k =4-12+1=1,切线的斜率k =y ′|x =x 0=2x 0=1,所以x 0=12,所以切点M ⎝⎛⎭⎫12,14, 与PQ 平行的切线方程:y -14=x -12,即:4x -4y -1=0.6.如图,已知曲线f (x )=2x 2+a (x ≥0)与曲线g (x )=x (x ≥0)相切于点P ,且在点P 处有相同的切线l .求点P 的坐标及a 的值.解:设切点P (x 0,y 0),由直线l 与曲线f (x )相切于点P ,得切线l 的斜率为f ′(x 0)=4x 0, 由直线l 与曲线g (x )相切于点P ,得切线l 的斜率为g ′(x 0)=12x 0,由f ′(x 0)=g ′(x 0),得4x 0=12x 0,解得x 0=14.所以y 0=x 0=12,即点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫14,12. 由点P ⎝⎛⎭⎫14,12在曲线f (x )上,得2×⎝⎛⎭⎫142+a =12,解得a =38.所以点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫14,12,a 的值为38.。
高中数学选修2-2教学设计12:1.2.2 基本初等函数的导数公式及运算法则教案
1.2.2 基本初等函数的导数公式及导数的运算法则教学目标:三维目标1.知识与技能(1)熟练掌握基本初等函数的导数公式;(2)掌握导数的四则运算法则.2.过程与方法能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数.3.情感、态度与价值观通过学习本节课,培养学生对问题的认知能力.由于利用定义求函数的导数非常复杂,本节课直接给出了几个基本初等函数的导数公式表和导数的运算法则.学生不用推导而直接去求一些简单函数的导数,认识事物之间的普遍联系,达到学有所用,在训练中也有加深了学生对学习数学的兴趣,激发学生将所学知识应用于实际的求知欲,培养浓厚的学习兴趣. 重点、难点重点:基本初等函数的导数公式、导数的四则运算法则.难点:基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则的应用.教学建议本节内容是应用导数公式和四则运算法则解决求导数问题,记住公式和法则是应用的前提,通过出示不同类型的例题与习题,进行反复的训练与强化是突破重点、难点的关键. Ⅱ.建构数学基本初等函数的求导公式:(1)k b kx ='+)(;(2)0='C (C 为常数);(3)1)(='x ;(4)x x 2)(2=';(5)233)(x x =';(6)21)1(xx -='; (7)x x 21)(='.(8)1)(-='αααxx (α为常数); (9)a a a x x ln )(='(0>a 且1≠a );(10)a x e x x a a ln 1log 1)(log =='(0>a 且1≠a ); (11)x x e e =')(;(12)xx 1)(ln ='; (13)x x cos )(sin =';(14)x x sin )(cos -='.Ⅲ.数学应用例1:求下列函数导数.(1)y =x 12;(2)y =1x 4;(3)y =3x 5. (4)y =log 4x 3-log 4x 2;(5)y =2x 2+1x-2x ; (6)y =-2sin x 2⎝⎛⎭⎫2sin 2x 4-1. 解:(1)y ′=(x 12)′=12x 11.(2)y ′=⎝⎛⎭⎫1x 4′=(x -4)′=-4x -5=-4x 5. (3)y ′=(3x 5)′=(53x )′=2353x =533x 2. (4)∵y =log 4x 3-log 4x 2=log 4x ,∴y ′=(log 4x )′=1x ln 4. (5)∵y =2x 2+1x -2x =2x 2+1-2x 2x =1x. ∴y ′=⎝⎛⎭⎫1x ′=-1x 2. (6)∵y =-2sin x 2⎝⎛⎭⎫2sin 2x 4-1 =2sin x 2⎝⎛⎭⎫1-2sin 2x 4=2sin x 2cos x 2=sin x . ∴y ′=(sin x )′=cos x .例2:(1)求曲线y =sin x 在点⎝⎛⎭⎫π6,12处的切线方程.(2)求与曲线y =3x 2在点P (8,4)处的切线垂直且过点P 的直线方程.解: (1)∵y ′=cos x ,∴曲线y =sin x 在点⎝⎛⎭⎫π6,12处的切线的斜率为cos π6=32, ∴曲线y =sin x 在点⎝⎛⎭⎫π6,12处的切线方程为y -12=32⎝⎛⎭⎫x -π6, 即y =32x -3π12+12. (2)∵y =3x 2,∴y ′=(3x 2)′=(23x )′=2313x -,经过点P (8,4)的切线的斜率为23×138-=13, ∴直线方程为y -4=-3(x -8),即3x +y -28=0.例3:已知直线y =kx 是函数y =ln x 的一条切线,试求k 的值.解:设切点坐标为(x 0,y 0).∵y =ln x ,∴y ′=1x ,∴y ′0x x ==1x 0=k . ∵点(x 0,y 0)既在直线y =kx 上,也在曲线y =ln x 上,∴⎩⎪⎨⎪⎧y 0=kx 0,y 0=ln x 0,①② 把k =1x 0代入①式,得y 0=1, 再把y 0=1代入②式,求出x 0=e ,∴k =1x 0=1e.。
人教版高中数学选修2-2第一章1.2.1几个常用函数的导数
旧知回顾函数y=f(x)在点x处的导数的几何意义,就是曲线y=f(x)在点P(x0 ,f(x0))处的切线的斜率.00()();f x x f xyx x+∆-∆=∆∆lim.xyyx∆→∆'=∆(1)求增量(2)算比值(3)求极限新课导入我们知道,导数的几何意义是曲线在某点处的切线的斜率,物理意义是运动物体在某一时刻的瞬时速度.那么,对于函数y=f(x),如何求它的导数呢?上节内容,我们讲述了导数的定义,可以根据定义求导数. 这节课我们求几个常见函数的导数.3.2 导数的计算导数的计算常见函数导数基本初等函数的导数公式导数运算法则3.2.1 几个常见函数的导数教学目标知识与能力(1)深刻理解导数的几何意义.(2)根据导数定义求基本函数的导数.过程与方法(1)通过分析实例,了解求导数的方法. (2)掌握几个基本函数的导数.情感态度与价值观根据导数的定义可以得出一些常见函数的导数公式,更好的学习导数等概念.教学重难点 重点难点 根据导数定义求解导数方法.21y =c,y =x,y =x ,y =,y =x x 会根据导数的定义求五个函数的导数.知识要点根据导数的定义可以得出一些常见函数的导数公式.1.函数y=f(x)=c的导数.0lim .x ∆→''= y =f(x)=C,ΔyΔy=f(x+Δx)-f(x)=C -C,=0ΔxΔy ∴f (x)=C =0Δx证明:概念理解若 y=c (如图)表示路程关于时间的函数,则y′=0可以解释为某物体的瞬时速度始终为0,即一直处于静止状态.知识拓展公式1: C=0(C为常数)2. 函数y=f(x)=x 的导数 00lim lim 111x x δδ→→==='证明:Δyf(x +Δx)-f(x)∵==Δx Δx Δy ∴y Δx概念理解若 y=x(如图1.2–2)表示路程关于时间的函数,则y′=1可以解释为某物体做瞬时速度为1的匀速直线运动.探究2,3,4y x y x y x===在同一直角坐标系中,画出函数的图像,并根据导数定义,求它们的导数.2040608010012345678910111213141516171819202122xy=2x y=3x y=4x(1)从图像上看,它们的导数分别表示什么?2,3,4y x y x y x === 从图像上看,函数的导数分别表示这些直线的斜率.(2)这三个函数中,哪一个增加的最快?哪一个增加的最慢?在这三个函数中,y=4x增加的最快,y=3x增加的最慢.(3)函数y=kx(k≠0)增(减)的快慢与什么有关?解:函数增加的快慢与k有关系,即与函数的导数有关系,k越大,增加的越快,反之,越慢.3. 函数y=f(x)= 的导数 2x 00lim lim x x δδ→→==22222'证明:Δy f(x +Δx)-f(x)(x +Δx)-x∵==Δx Δx Δxx +2x Δx +(Δx)-x =Δx=2x +ΔxΔy ∴y (2x +Δx)=2x.Δx ×概念理解 0510152025301234567891011系列2 若 表示路程关于时间的函数,则 可以解释为某物体做变速速度,它在时刻x 的瞬时速度为2x. 2y x ='2y x =4. 函数y=f(x)= 的导数 1x证2'22δx→0δx→0明:Δy f(x +Δ'x)-f(x)x -(Δx)∵==Δx Δx x(x +Δx)Δx 1=-x +xΔxΔy11∴y =lim =lim (-)=-Δx x +xΔx x探究1画出函数y=的图像,x根据图像,描述它的变化情况,并求出曲线在点(1,1)处的切线方程.结合函数图像及其导数发现,当x<0时,随着x 的增加,函数 减少的越来越快;当x>0时,函数减少的越来越慢.'21y x =-1y x='x=1' 点(1,1)处的切线的斜率就是y |=-1,故斜率为-1,过点(1,1)的切线方程y =-x +2.5. 函数y=f(x)= 的导数x 'δx →0δx →0证明:Δy f(x +Δx)-f(x)x +Δx -x∵==Δx Δx Δx1=x +Δx +xΔy 11∴y =lim =lim =Δx x +Δx +x 2x知识拓展公式2: . )()(1Q n nx x n n ∈='- 请注意公式中的条件是 ,但根据我们所掌握的知识,只能就 的情况加以证明.这个公式称为幂函数的导数公式.事实上n 可以是任意实数. n Q ∈*n N ∈例 13(1) (x ) 2(2) 3x 3'21(x )=3x 解:()2' (2)3x )=6x(课堂小结1.根据定义求常用函数的导数.21 ,,,, y c y x y x yx ====课堂小结2. 根据定义求导数的具体步骤(1)计算 ,并化简. y x ∆∆(2)观察当△x 趋近于0时, 趋近于哪个定值.y x ∆∆(3) 趋近于的定值就是函数f=f(x)的函数.y x ∆∆3.认识导数不同方面的意义,建立不同意义方面的联系,能够在不同意义间进行转换.(2007浙江文)32曲线y =x -2x -4x+2在点(1,-3)处的切线方程是 .520x y +-=高考链接(2007江西理)设函数f(x)是R上以5为周期的可导函数,则函数曲线在x=5处的切线的斜率为()B1A. -B. 051C. D. 55随堂练习1..3'1f'(x)f(x)=x+2x+12f(-1)是的导函数,则的值是311,,111.y x x y y x ⎧==⎧⎪⎨⎨=⎩⎪=⎩解:联立方程组解得故交点为(,) 求双曲线 与抛物线 交点处切线的夹角. 1y x =y x =2.211111,,1|1,(1,1)1;x y y x xk y y xk ='==-'∴==-==-双曲线故双曲线在交点处的 切线斜率为121121,,21|,(1,1)21;2x y x y x k y y x k -='=='∴==== 抛物线故抛物线在交点处的切线斜率为1212112tan |||| 3.111(1)2k k k k θ---===++-⋅arctan 3.θ∴=夹角由夹角公式:0||,()0,,1lim 1;x y x y x x xx y x x xy x ∆→=∆+∆-∴>===∆∆∆∴=∆当时则3.解:利用导数的定义求函数y=|x|(x≠0)的导数.00()(),1,lim 1;x x y x x x y x x xy x∆→<∆-+∆--=-==-∆∆∆∴=-∆当时10.10x y x >⎧'∴=⎨-<⎩。
人教课标版高中数学选修2-2《基本初等函数的导数公式及导数的运算法则》导学案
§1.2.2基本初等函数的导数公式及导数的运算法则学习目标1.熟练掌握基本初等函数的导数公式; 2.掌握导数的四则运算法则;3.能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数 学习过程(一)【复习回顾】复习五种常见函数y c =、y x =、2y x =、1y x=、y =的导数公式填写下表(二)【提出问题,展示目标】我们知道,函数*()()n y f x x n Q ==∈的导数为'1n y nx -=,以后看见这种函数就可以直接按公式去做,而不必用导数的定义了。
那么其它基本初等函数的导数怎么呢?又如何解决两个函数加。
减。
乘。
除的导数呢?这一节我们就来解决这个问题。
(三)【合作探究】1.(1)分四组对比记忆基本初等函数的导数公式表(2)根据基本初等函数的导数公式,求下列函数的导数. (1)2y x =与2x y =(2)3x y =与3log y x =2.(1)记忆导数的运算法则,比较积法则与商法则的相同点与不同点推论:[]''()()cf x cf x =(常数与函数的积的导数,等于: )提示:积法则,商法则, 都是前导后不导, 前不导后导, 但积法则中间是加号, 商法则中间是减号.(2)根据基本初等函数的导数公式和导数运算法则,求下列函数的导数. (1)323y x x =-+(2)sin y x x =⋅;(3)2(251)x y x x e =-+⋅; (4)4x xy =;【点评】① 求导数是在定义域内实行的.② 求较复杂的函数积、商的导数,必须细心、耐心.(四).典例精讲例1:假设某国家在20年期间的年均通货膨胀率为5%,物价p (单位:元)与时间t (单位:年)有如下函数关系0()(15%)t p t p =+,其中0p 为0t =时的物价.假定某种商品的01p =,那么在第10个年头,这种商品的价格上涨的速度大约是多少(精确到0.01)?分析:商品的价格上涨的速度就是: 解:变式训练1:如果上式中某种商品的05p =,那么在第10个年头,这种商品的价格上涨的速度大约是多少(精确到0.01)?例2日常生活中的饮水通常是经过净化的.随着水纯净度的提高,所需净化费用不断增加.已知将1吨水净化到纯净度为%x 时所需费用(单位:元)为5284()(80100)100c x x x=<<-求净化到下列纯净度时,所需净化费用的瞬时变化率:(1)90% (2)98%分析:净化费用的瞬时变化率就是: 解:比较上述运算结果,你有什么发现?三.反思总结:(1)分四组写出基本初等函数的导数公式表:(2)导数的运算法则:四.当堂检测 1求下列函数的导数(1)2log y x = (2)2x y e =(3)32234y x x =-- (4)3cos 4sin y x x =-2.求下列函数的导数(1)ln y x x = (2)ln xy x=。
新人教A版选修(2-2)《基本初等函数的导数公式及导数的运算法则》word教案
学校: 临清一中 学科:数学 编写人:马长琴 审稿人:张林§1.2.2基本初等函数的导数公式及导数的运算法则一.教学目标:1.熟练掌握基本初等函数的导数公式; 2.掌握导数的四则运算法则;3.能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数.二.教学重点难点重点:基本初等函数的导数公式、导数的四则运算法则难点: 基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则的应用三.教学过程:(一).创设情景复习五种常见函数y c =、y x =、2y x =、1y x=、y =(二).新课讲授1(1)基本初等函数的导数公式表(2)根据基本初等函数的导数公式,求下列函数的导数. (1)2y x =与2xy =(2)3xy =与3log y x =2.(1推论:[]''()()cf x cf x =(常数与函数的积的导数,等于常数乘函数的导数)提示:积法则,商法则, 都是前导后不导, 前不导后导, 但积法则中间是加号, 商法则中间是减号.(2)根据基本初等函数的导数公式和导数运算法则,求下列函数的导数. (1)323y x x =-+(2)sin y x x =⋅;(3)2(251)xy x x e =-+⋅; (4)4x x y =;【点评】① 求导数是在定义域内实行的.② 求较复杂的函数积、商的导数,必须细心、耐心.四.典例精讲例1.假设某国家在20年期间的年均通货膨胀率为5%,物价p (单位:元)与时间t(单位:年)有如下函数关系0()(15%)tp t p =+,其中0p 为0t =时的物价.假定某种商品的01p =,那么在第10个年头,这种商品的价格上涨的速度大约是多少(精确到0.01)?分析:商品的价格上涨的速度就是函数关系()(15%)tp t =+的导数。
解:根据基本初等函数导数公式表,有'() 1.05ln1.05tp t = 所以'10(10) 1.05ln1.050.08p =≈(元/年)因此,在第10个年头,这种商品的价格约为0.08元/年的速度上涨.变式训练1:如果上式中某种商品的05p =,那么在第10个年头,这种商品的价格上涨的速度大约是多少(精确到0.01)?解:当05p =时,()5(15%)tp t =+,根据基本初等函数导数公式和求导法则,有'()5 1.05ln1.05tp t =⨯所以'10(10)5 1.05ln1.050.4p =⨯≈(元/年)因此,在第10个年头,这种商品的价格约为0.4元/年的速度上涨.例2日常生活中的饮水通常是经过净化的.随着水纯净度的提高,所需净化费用不断增加.已知将1吨水净化到纯净度为%x 时所需费用(单位:元)为5284()(80100)100c x x x=<<-求净化到下列纯净度时,所需净化费用的瞬时变化率:(1)90% (2)98%解:净化费用的瞬时变化率就是净化费用函数的导数.''''252845284(100)5284(100)()()100(100)x x c x x x ⨯--⨯-==--20(100)5284(1)(100)x x ⨯--⨯-=-25284(100)x =-(1)因为'25284(90)52.84(10090)c ==-,所以,纯净度为90%时,费用的瞬时变化率是52.84元/吨.(2)因为'25284(98)1321(10090)c ==-,所以,纯净度为98%时,费用的瞬时变化率是1321元/吨.点评 函数()f x 在某点处导数的大小表示函数在此点附近变化的快慢.由上述计算可知,''(98)25(90)c c =.它表示纯净度为98%左右时净化费用的瞬时变化率,大约是纯净度为90%左右时净化费用的瞬时变化率的25倍.这说明,水的纯净度越高,需要的净化费用就越多,而且净化费用增加的速度也越快.五.课堂练习做导学案的当堂检测六.课堂小结(1)基本初等函数的导数公式表 (2)导数的运算法则七.布置作业 八.教学后记。
高中数学教案选修2-2《1.2.1 常见函数的导数》
教学目标:1.能根据导数的定义推导部分基本初等函数的导数公式;2.能利用导数公式求简单函数的导数.教学重点:基本初等函数的导数公式的应用.教学过程:一、问题情境1.问题情境.(1)在上一节中,我们用割线逼近切线的方法引入了导数的概念,那么如何求函数的导数呢? (2)求曲线在某点处的切线方程的基本步骤:给定函数()y f x =计算()()y f x x f x x x∆∆∆∆+-=令x ∆无限趋近于0xy ∆∆无限趋近于)(x f ' )(x f '①求出P 点的坐标;②利用切线斜率的定义求出切线的斜率;③利用点斜式求切线方程.(3)函数导函数的概念2.探究活动.用导数的定义求下列各函数的导数:思考 由上面的结果,你能发现什么规律?二、建构数学1.几个常用函数的导数: 思考 由上面的求导公式(3)~(7),你能发现什么规律?2.基本初等函数的导数:(1)()kx b k '+=;(2)0C '=(C 为常数);(3)()1x '=;(4)2()2x x '=;(5)32()3x x '=;(6)211()x x '=-; (7)1()2x x '=.三、数学运用例1 利用求导公式求下列函数导数.(1)5y x -=; (2)y ; (3)πsin 3y =; (4)4x y =; (5)3log y x =; (6)πsin()2y x =+; (7)cos(2π)y x =-. 例2 若直线y x b =-+为函数1y x=图象的切线,求b 及切点坐标. 点评 求切线问题的基本步骤:找切点—求导数—得斜率.变式1 求曲线2y x =在点(1,1)处的切线方程.变式2 求曲线2y x =过点 (0,-1)的切线方程.点评 求曲线“在某点”与“过某点”的切线是不一样的.变式3 已知直线l :1y x =-,点P 为2y x =上任意一点,求P 在什么位置时到直线l 的距离最短.练习:1.见课本P20练习.第3题: ;第5题:(1) ;(2) ;(3) ;(4) .2.见课本P26.第4题:(1) ;(2) .3.见课本P27第14题(2).(4)f = ;(4)f = .四、回顾小结(1)求函数导数的方法.(2)掌握几个常见函数的导数和基本初等函数的导数公式.五、课外作业1.课本P26第2题.2.补充.(1)在曲线24y x =上求一点P ,使得曲线在该点处的切线的倾斜角为135°. (2)当常数k 为何值时,直线y x =才能与函数2y x k =+相切?并求出切点.。
《基本初等函数的导数及导数的运算法则(1)》教案11(人教A版选修2-2)
1.2.2基本初等函数的导数及导数的运算法则(1)一、教学目标:掌握八个函数求导法则及导数的运算法则并能简单运用. 二、教学重点:应用八个函数导数求复杂函数的导数.. 教学难点:商求导法则的理解与应用. 三、教学过程:(一)新课1.P14面基本初等函数的导数公式(见教材)2.导数运算法则:(1).和(或差)的导数法则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(u ±v)=u ±v .例1求y =x 3+sinx 的导数.解:y'=(x 3)'+(sinx)'=3x 2+cosx .例2求y =x 4-x 2-x +3的导数.解:y'=4x 3-2x -1.(2).积的导数法则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(uv)=u v +uv .由此可以得出(Cu )=C u +Cu =0+Cu =Cu .也就是说,常数与函数的积的导数,等于常数乘函数的导数,即(Cu )=Cu .例3求y =2x 3-3x 2+5x -4的导数.解:y'=6x 2-6x +5.例4求y =(2x 2+3)(3x -2)的导数.解:y'=(2x 2+3)'(3x -2)+(2x 2+3)(3x -2)'=4x(3x -2)+(2x 2+3)·3=18x 2-8x +9.或:692623x x x y ,9418'2x x y 练习1.填空:⑴[(3x 2+1)(4x 2-3)]'=(6x)(4x 2-3)+(3x 2+1)(8x);⑵(x 3sinx)'=(3)x 2·sinx +x 3·(cosx).2.判断下列求导是否正确,如果不正确,加以改正:[(3+x 2)(2-x 3)]'=2x(2-x 3)+3x 2(3+x 2).[(3+x 2)(2-x 3)]'=2x(2-x 3)-3x 2(3+x 2).3.求下列函数的导数:⑴y =2x 3+3x 2-5x +4;⑵y =ax 3-bx +c ;⑶y =sinx -x +1;(4)y =(3x 2+1)(2-x);(5)y =(1+x 2)cosx ;(6)x x y x 2log 3cos 2例5.已知函数f (x)=x 2(x -1),若f'(x 0)=f (x 0),求x 0的值.(3)商的导数例6.求下列函数的导数(1)x x y tan (2)x x y cos 1sin (3)xx y 2log sin练习:求下列函数的导数(1)32521x x xy (2)x x x y cos tan 例7.求函数x x x y cos sin 的导数思考:设f(x)=x(x +1)(x +2)…(x +n),求f'(0).练习.函数f(x)=x(x -1)(x -2)(x -3)…(x -100)在x =0处的导数值为()A.0B.1002 C.200D.100!(三)课堂小结1.和(或差)的导数(u ±v)=u ±v .2.积的导数(uv)=u v +uv .(四)课后作业。
人教新课标版-数学-高二(人教B版)选修2-2学案 基本初等函数的导数公式及导数的四则运算
§1.2.2基本初等函数的导数公式及导数的运算法则【使用课时】:1课时【学习目标】:1.熟练掌握基本初等函数的导数公式;2.掌握导数的四则运算法则;3.能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数【学习重点】:基本初等函数的导数公式、导数的四则运算法则【学习方法】:分组讨论学习法、探究式.【学习过程】:一、课前准备(预习教材P83~ P84,找出疑惑之处)1.基本初等函数的导数公式表2.导数的运算法则(2)推论:[]'()cf x =(常数与函数的积的导数,等于: )二、新课导学学习探究(完成课前准备)典型例题例1:假设某国家在20年期间的年均通货膨胀率为5%,物价p (单位:元)与时间t (单位:年)有如下函数关系0()(15%)t p t p =+,其中0p 为0t =时的物价.假定某种商品的01p =,那么在第10个年头,这种商品的价格上涨的速度大约是多少(精确到0.01)?分析:商品的价格上涨的速度就是:变式训练1:如果上式中某种商品的05p =,那么在第10个年头,这种商品的价格上涨的速度大约是多少(精确到0.01)?例2日常生活中的饮水通常是经过净化的.随着水纯净度的提高,所需净化费用不断增加.已知将1吨水净化到纯净度为%x 时所需费用(单位:元)为5284()(80100)100c x x x=<<- 求净化到下列纯净度时,所需净化费用的瞬时变化率:(1)90% (2)98%分析:净化费用的瞬时变化率就是:比较上述运算结果,你有什么发现?当堂检测1求下列函数的导数(1)2log y x = (2)2x y e =(3)32234y x x =-- (4)3cos 4sin y x x =-2.求下列函数的导数(1)ln y x x = (2)ln x y x=学习小结1.由常数函数、幂函数及正、余弦函数经加、减、乘运算得到的简单的函数均可利用求导法则与导数公式求导,而不需要回到导数的定义去求此类简单函数的导数.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,首先要注意化简的等价性,避免不必要的运算失误.※ 知识拓展1.复合函数的导数:设函数()u g x =在点x 处有导数()xu g x ''=,函数y =f (u )在点x 的对应点u 处有导数()u y f u ''=,则复合函数(())y f g x =在点x 处也有导数,且x u x u y y '''⋅= 2.复合函数求导的基本步骤是:分解——求导——相乘——回代.三、课后练习与提高1. 函数1y x x=+的导数是( )A .211x -B .11x -C .211x +D .11x+ 2. 函数sin (cos 1)y x x =+的导数是( )A .cos2cos x x -B .cos2sin x x +C .cos2cos x x +D .2cos cos x x + 3. cos x y x=的导数是( ) A .2sin x x -B .sin x -C .2sin cos x x x x +-D .2cos cos x x x x +- 4.已知函数()f x 在1x =处的导数为3,则()f x 的解析式可能为:A ()2(1)f x x =-B 2()2(1)f x x =-C 2()(1)3(1)f x x x =-+-D ()1f x x =-5.函数21y ax =+的图像与直线y x =相切,则a = A 18 B 14 C 12D 1 6.设函数1()n y x n N +*=∈在点(1,1)处的切线与x 轴的交点横坐标为n x ,则12n x x x ••⋅⋅⋅•=A l nB l 1n +C 1n n + D 1 7.曲线21x y xe x =++在点(0,1)处的切线方程为-------------------8. 函数2()1382f x x x =-+,且0()4f x '=,则0x =9.曲线sin x y x=在点(,0)M π处的切线方程为 10.在平面直角坐标系中,点P 在曲线3103y x x =-+上,且在第二象限内,已知曲线在点P 处的切线的斜率为2,则P 点的坐标为11.已知函数32()f x x bx ax d =+++的图像过点P (0,2),且在点(1,(1))M f --处的切线方程为670x y -+=,求函数的解析式.12. 已知函数ln=. (1)求这个函数的导数;y x x(2)求这个函数在点1x=处的切线方程.。
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1.2 导数的计算
1.2.1 基本初等函数的导数公式
1.掌握各基本初等函数的求导公式.
2.能根据导数定义,求几个常用函数y =c ,y =x ,y =x 2
,y =1x
的导数.
3.能利用给出的基本初等函数的导数公式求简单函数的导数.
基础梳理 1.几个常用函数的导数.
解析:几何意义:表示在函数y =x 的图象上每一点处的切线的斜率都为1; 物理意义:若y =x 表示路程关于时间的函数,则f ′(x )=1表示物体的瞬时速度始终为1,即物体做匀速直线运动.
2.基本初等函数的导数公式.
想一想:(1)计算过程:⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 6′=-sin 6=-2,正确吗? (2)已知f (x )=x 2
,则f ′(3)=________.
(1) 解析:不正确,因为cos π6=3
2
,为常数,而常数的导数为0.
(2) 解析:因为f ′(x )=2x ,所以f ′(3)=2×3=6.
自测自评 1.下列各式正确的是(D )
A .(log a x )′=1x
B .(log a x )′=ln 10
x
C .(3x )′=3x
D .(3x )′=3x
ln 3
2.已知函数f (x )=⎝ ⎛⎭
⎪⎫12x
,则函数图象在x =0处的切线方程为(B )
A .x ln 2-y -1=0
B .x ln 2+y -1=0
C .x +y ln 2-1=0
D .x -y ln 2-1=0
解析:f ′(x )=⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ln 12=-⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ln 2;所以切线的斜率为k =f ′(0)=-
ln 2,又切点坐标为(0,1),则切线方程为y -1=-x ln 2,即x ln 2+y -1=0.故选B.
3.下列结论中正确的个数为(D )
①y =ln 2,则y ′=12;②y =1x 2,则y ′|x =3=-2
27;
③y =2x
,则y ′=2x
ln 2;④y =log 2x ,则y ′=
1
x ln 2
.
A .0个
B .1个
C .2个
D .3个
解析:对于y =ln 2,y ′=0,所以①错;对于y =1x
2,y ′=(x -2)′=-2x -3
,所以y ′|x
=3
=-233=-227
,所以②正确;对于y =2x ,y ′=(2x )′=2x ln 2,所以③正确;对于y =log 2x ,
y ′=1
x ln 2
,所以④正确.故选D.
基础巩固
1.下列函数满足f (x )=f ′(x )的是(C ) A .f (x )=2x B .f (x )=x C .f (x )=0 D .f (x )=1
2.已知f (x )=x n
且f ′(-1)=-4,则n 等于(A ) A .4 B .-4 C .5 D .-5 解析:∵f ′(x )=nx n -1
,∴f ′(-1)=n (-1)
n -1
=-4.
若(-1)n -1
=-1,则n =4,此时满足(-1)n -1
=-1;
若(-1)
n -1
=1,则n =-4,此时不满足(-1)
n -1
=1.∴n =4故选A.
3.一个物体的运动方程为s (t )=1-t +t 2
,其中s 的单位是米,t 的单位是秒,那么物体在3秒末的瞬时速度是(C )
A .7米/秒
B .6米/秒
C .5米/秒
D .8米/秒
解析:v (t )=s ′(t )=-1+2t ,所以v (3)=-1+2×3=5(米/秒),故选C.
4.在点P (1,1)处与曲线y =x 4
相切的切线与直线4x -y +1=0的位置关系是________. 解析:因为y =x 4
,所以y ′=4x 3
,所以切线的斜率k =4,所以切线方程为y -1=4(x -1),即4x -y -3=0,与已知直线平行.
答案:平行
能力提升
5.过曲线y =1
x
上一点P 的切线的斜率为-4,则点P 的坐标为(B )
A.⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,2
B.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2或⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-2
C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-2
D.⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,-2 6.正弦曲线y =sin x 上一点P ,以点P 为切点的切线为直线l ,则直线l 的倾斜角的范围是(A )
A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎭
⎪⎫34π,π B .[0,π)
C.⎣⎢
⎡⎦⎥⎤π4,34π D.⎣
⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,34π
解析:∵(sin x )′=cos x ,∴直线l 的斜率k l =cos x ,
∴-1≤k l ≤1,∴直线l 的倾斜角的范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎭
⎪⎫34π,π.
7.设函数f (x )=log a x ,f ′(1)=-1,则a =_____________. 解析:因为f ′(x )=
1x ln a ,所以f ′(1)=1
ln a
=-1. 所以ln a =-1,所以a =1
e .
答案:1e
8.曲线y =x 3
在点(1,1)处的切线与x 轴、直线x =2所围成的三角形的面积为________. 解析:∵y ′=3x 2
.∴切线的斜率为y ′|x =1=3×12
=3,
∴切线方程为y -1=3(x -1),与x 轴的交点为⎝ ⎛⎭
⎪⎫23,0,与直线x =2的交点为(2,4).
∴S =12⎪⎪⎪⎪⎪⎪2-23×4=83.
答案:83
9.已知函数y =a sin x +b 的图象过点A (0,0),B ⎝ ⎛⎭
⎪
⎫3π2,-1,试求过原点的函数的
切线方程.
解析:因为y =a sin x +b 的图象过点A (0,0),B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2,-1,所以⎩⎪⎨⎪⎧0=b ,-1=a sin 3π
2+b ,解得⎩⎪⎨
⎪⎧a =1,b =0,
所以y =sin x . 又因为y ′=cos x , 所有y ′|x =0=1, 所以切线方程为y =x .
10. 已知抛物线y =x 2
,直线x -y -2=0,求抛物线上的点到直线的最短距离. 解析:根据题意可知与直线x -y -2=0平行的抛物线y =x 2
的切线,对应的切点到直线x -y -2=0的距离最短,设切点坐标为(x 0,x 2
0),因为y ′=2x ,则y ′|x =x 0=2x 0=1,
所以x 0=12,所以切点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,14, 所以切点到直线x -y -2=0的距离
d =
⎪⎪⎪⎪⎪⎪12-14-22
=
72
8
,
所以抛物线上的点到直线x -y -2=0的最短距离为728.。