变化率与导数(整理2019年11月)
高二数学变化率与导数知识点总结
高二数学变化率与导数知识点总结在高二数学学习中,变化率和导数是非常重要的概念。
它们是微积分的基础,也是我们理解函数变化规律和求解问题的重要工具。
下面是关于高二数学中变化率和导数的知识点总结。
1. 变化率的概念变化率是描述一个量相对于另一个量的变化程度的指标。
在数学中,我们通常用函数的导数来表示变化率。
对于函数y = f(x),它的变化率可以用以下两种方式表示:- 平均变化率:平均变化率是函数在某个区间上的变化量与该区间长度的比值。
如果x的取值从a到b,对应的y的取值从f(a)到f(b),则该区间上的平均变化率为:平均变化率 = (f(b) - f(a)) / (b - a)- 瞬时变化率:瞬时变化率是指在某一点上的瞬时变化速度。
如果函数在x点的导数存在,则该点的瞬时变化率为导数值,即:瞬时变化率 = f'(x)2. 导数的定义和性质导数是描述函数变化率的工具,它的定义如下:- 对于函数y = f(x),如果函数在某一点x上的导数存在,那么导数表示函数在该点的瞬时变化率。
导数的定义如下: f'(x) = lim(h->0) [f(x+h) - f(x)] / h其中,f'(x)表示函数f(x)在点x处的导数。
导数具有以下几个重要的性质:- 导数存在的条件:函数在某一点x处的导数存在的充分必要条件是函数在该点的左导数和右导数存在且相等。
- 导数的几何意义:函数在某一点的导数等于函数曲线在该点切线的斜率。
切线的斜率可以用导数来表示。
- 导数与函数单调性的关系:如果函数在某区间内的导数大于0,则函数在该区间内单调递增;如果函数在某区间内的导数小于0,则函数在该区间内单调递减。
- 导数与函数极值的关系:如果函数在某一点的导数存在且为0,那么该点可能是函数的极值点。
3. 常见函数的导数- 幂函数导数:对于幂函数y = x^n,其中n为常数,它的导数为:dy/dx = n*x^(n-1)- 指数函数导数:对于指数函数y = a^x,其中a为常数且大于0且不等于1,它的导数为:dy/dx = a^x * ln(a)- 对数函数导数:对于对数函数y = log_a(x),其中a为常数且大于0且不等于1,它的导数为:dy/dx = 1 / (x * ln(a))- 三角函数导数:对于三角函数sin(x),cos(x),tan(x)等,它们的导数可以通过基本导数公式来求解。
高中数学第二章变化率与导数2.1变化的快慢与变化率课件北师大版选修2_2
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Z 知识梳理 HISHI SHULI
D 典例透析 IANLI TOUXI
S 随堂演练 UITANGYANLIAN
题型一 题型二
解 :(1)∵Δy=f(4+Δt)-f(4)=(4+Δt)3+3-(43+3)=(Δt)3+12(Δt)2+48Δt,
������
∴ Δ������ = 48 + 12Δ������ + (Δ������)2.
������ ������
=
������(������1)-������(������0) ������1-������0
=
������(������0+ΔΔ������������)-������(������0). 而当 Δx 趋于 0 时,平均变化率就趋于函数在 x0点的瞬时变化率,
瞬时变化率刻画的是函数在一点处变化的快慢.
当Δt=0.01时,平均速度为14+3×0.01=14.03.
(2)结合(1)知,当t趋于2时,平均速度趋于14.所以估计当t=2时,该
质点的瞬时速度为14.
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1)
=2x0-2+Δx.
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题型一 题型二
题型二
瞬时变化率
【例2】 如果一个质点从定点A开始运动,在时间t的位移函数为
第1节 变化率与导数、导数的计算
第1节变化率与导数、导数的计算知识梳理1.函数y=f(x)在x=x0处的导数(1)定义:称函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率f(x0+Δx)-f(x0)Δx=ΔyΔx为函数y=f(x)在x=x0处的导数,记作f′(x0)或y′|x=x0,即f′(x0)=Δy Δx=.(2)几何意义:函数f(x)在点x0处的导数f′(x0)的几何意义是在曲线y=f(x)上点(x0,f(x0))处的切线的斜率.相应地,切线方程为y-y0=f′(x0)(x-x0).2.函数y=f(x)的导函数如果函数y=f(x)在开区间(a,b)内的每一点处都有导数,当x=x0时,f′(x0)是一个确定的数,当x变化时,f′(x)便是x的一个函数,称它为f(x)的导函数(简称导数),y=f(x)的导函数有时也记作y′,即f′(x)=y′=f(x+Δx)-f(x)Δx.3.基本初等函数的导数公式4.若f ′(x ),g ′(x )存在,则有: (1)[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ); (2)[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x );(3)⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )](g (x )≠0).5.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 ′.1.f ′(x 0)代表函数f (x )在x =x 0处的导数值;(f (x 0))′是函数值f (x 0)的导数,且(f (x 0))′=0.2.⎣⎢⎡⎦⎥⎤1f (x )′=-f ′(x )[f (x )]2(f (x )≠0).3.曲线的切线与曲线的公共点的个数不一定只有一个,而直线与二次曲线相切只有一个公共点.4.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”.诊断自测1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)f ′(x 0)是函数y =f (x )在x =x 0附近的平均变化率.( ) (2)函数f (x )=sin(-x )的导数f ′(x )=cos x .( ) (3)求f ′(x 0)时,可先求f (x 0),再求f ′(x 0).( )(4)曲线y =f (x )在某点处的切线与曲线y =f (x )过某点的切线意义是相同的.( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)×解析 (1)f ′(x 0)表示y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率,(1)错. (2)f (x )=sin(-x )=-sin x ,则f ′(x )=-cos x ,(2)错.(3)求f′(x0)时,应先求f′(x),再代入求值,(3)错.(4)“在某点”的切线是指以该点为切点的切线,因此此点横坐标处的导数值为切线的斜率;而对于“过某点”的切线,则该点不一定是切点,要利用解方程组的思想求切线的方程,在曲线上某点处的切线只有一条,但过某点的切线可以不止一条,(4)错.2.已知函数f(x)=xx+2,则函数在x=-1处的切线方程是()A.2x-y+1=0B.x-2y+2=0C.2x-y-1=0D.x+2y-2=0答案A解析由f(x)=xx+2,得f′(x)=2(x+2)2,又f(-1)=-1,f′(-1)=2.因此函数在x=-1处的切线方程为y+1=2(x+1),即2x-y+1=0.3.若曲线y=(ax+1)e x在点(0,1)处的切线的斜率为-2,则a=________.答案-3解析y′=a e x+(ax+1)e x,则y′|x=0=a+1=-2,所以a=-3.4.(2020·全国Ⅰ卷)函数f(x)=x4-2x3的图象在点(1,f(1))处的切线方程为()A.y=-2x-1B.y=-2x+1C.y=2x-3D.y=2x+1答案B解析f(1)=1-2=-1,切点坐标为(1,-1),又f′(x)=4x3-6x2,所以切线的斜率k=f′(1)=4×13-6×12=-2,切线方程为y+1=-2(x-1),即y=-2x+1.故选B.5.(多选题)(2020·聊城模拟)若函数f(x)的导函数f′(x)的图象关于y轴对称,则f(x)的解析式可能为()A.f(x)=3cos xB.f(x)=x3+xC.f (x )=x +1xD.f (x )=e x +x答案 BC解析 对于A ,f (x )=3cos x ,其导数f ′(x )=-3sin x ,其导函数为奇函数,图象不关于y 轴对称,不符合题意;对于B ,f (x )=x 3+x ,其导数f ′(x )=3x 2+1,其导函数为偶函数,图象关于y 轴对称,符合题意;对于C ,f (x )=x +1x ,其导数f ′(x )=1-1x 2,其导函数为偶函数,图象关于y 轴对称,符合题意;对于D ,f (x )=e x +x ,其导数f ′(x )=e x +1,其导函数不是偶函数,图象不关于y 轴对称,不符合题意.6.(2021·武汉检测)设f (x )=ln(3-2x )+cos 2x ,则f ′(0)=________. 答案 -23解析 因为f ′(x )=-23-2x-2sin 2x , 所以f ′(0)=-23.考点一 导数的运算1.(多选题)(2021·济南检测)下列求导运算正确的是( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫1ln x ′=-1x ln 2x B.(x 2e x )′=2x +e x C.(x cos x )′=-sin xD.⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x ′=1+1x 2 答案 AD解析 对于A ,⎝ ⎛⎭⎪⎫1ln x ′=-1ln 2x ·(ln x )′=-1x ln 2x ,对于B ,(x 2e x )′=(x 2+2x )e x ,对于C ,(x cos x )′=cos x -x sin x ,对于D ,⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1x ′=1+1x 2.2.若f (x )=x 3+2x -x 2ln x -1x 2,则f ′(x )=________.答案 1-1x -2x 2+2x 3解析 由已知f (x )=x -ln x +2x -1x 2. ∴f ′(x )=1-1x -2x 2+2x 3.3.(2020·全国Ⅲ卷)设函数f (x )=e x x +a .若f ′(1)=e4,则a =________.答案 1解析 由f ′(x )=e x (x +a )-e x (x +a )2,可得f ′(1)=e a (1+a )2=e 4,即a (1+a )2=14,解得a =1.4.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足关系式f (x )=x 2+3xf ′(2)+ln x ,则f (1)=________. 答案 -234解析 因为f (x )=x 2+3xf ′(2)+ln x , ∴f ′(x )=2x +3f ′(2)+1x .令x =2,得f ′(2)=4+3f ′(2)+12,则f ′(2)=-94. ∴f (1)=1+3×1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-94+0=-234.感悟升华 1.求函数的导数要准确地把函数拆分成基本初等函数的和、差、积、商,再利用运算法则求导.2.抽象函数求导,恰当赋值是关键,然后活用方程思想求解.3.复合函数求导,应由外到内逐层求导,必要时要进行换元. 考点二 导数的几何意义角度1 求切线的方程【例1】 (1)曲线y =3(x 2+x )e x 在点(0,0)处的切线方程为________.(2)(2020·全国Ⅰ卷)曲线y =ln x +x +1的一条切线的斜率为2,则该切线的方程为________.答案 (1)3x -y =0 (2)2x -y =0解析 (1)y ′=3(2x +1)e x +3(x 2+x )e x =3e x (x 2+3x +1),所以曲线在点(0,0)处的切线的斜率k =e 0×3=3,所以所求切线方程为3x -y =0.(2)设切点坐标为(x 0,y 0),因为y =ln x +x +1,所以y ′=1x +1, 所以切线的斜率为1x 0+1=2,解得x 0=1.所以y 0=ln 1+1+1=2,即切点坐标为(1,2), 所以切线方程为y -2=2(x -1),即2x -y =0. 角度2 求曲线的切点坐标【例2】(2019·江苏卷改编)在平面直角坐标系xOy 中,点A 在曲线y =ln x 上,且该曲线在点A 处的切线经过点(-e ,-1)(e 为自然对数的底数),则点A 的坐标是________,此时切线方程为________. 答案 (e ,1) x -e y =0解析 设A (m ,n ),则曲线y =ln x 在点A 处的切线方程为y -n =1m (x -m ). 又切线过点(-e ,-1),所以有n +1=1m (m +e). 再由n =ln m ,解得m =e ,n =1. 故点A 的坐标为(e ,1), 切线方程为x -e y =0. 角度3 导数与函数图象问题【例3】已知y =f (x )是可导函数,如图,直线y =kx +2是曲线y =f (x )在x =3处的切线,令g (x )=xf (x ),g ′(x )是g (x )的导函数,则g ′(3)=________. 答案 0解析 由题图可知曲线y =f (x )在x =3处切线的斜率等于-13,∴f ′(3)=-13. ∵g (x )=xf (x ),∴g ′(x )=f (x )+xf ′(x ), ∴g ′(3)=f (3)+3f ′(3),又由题意可知f (3)=1, ∴g ′(3)=1+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=0.感悟升华 1.求曲线在点P (x 0,y 0)处的切线,则表明P 点是切点,只需求出函数在P 处的导数,然后利用点斜式写出切线方程,若在该点P 处的导数不存在,则切线垂直于x 轴,切线方程为x =x 0.2.求曲线的切线方程要分清“在点处”与“过点处”的切线方程的不同.切点坐标不知道,要设出切点坐标,根据斜率相等建立方程(组)求解,求出切点坐标是解题的关键.【训练1】 (1)(2021·新高考8省联考)已知函数f (x )=x ln(1+x ),则( ) A.f (x )在(0,+∞)上单调递增 B.f (x )有两个零点C.曲线y =f (x )在点⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,f ⎝⎛⎭⎪⎫-12处的切线的斜率为-1-ln 2 D.f (x )是偶函数(2)(2020·长沙检测)如图所示,y =f (x )是可导函数,直线l :y =kx +3是曲线y =f (x )在x =1处的切线,令h (x )=f (x )x ,h ′(x )是h (x )的导函数,则h ′(1)的值是( ) A.2B.1C.-1D.-3答案 (1)AC (2)D解析 (1)f (x )=x ln(x +1),所以当x >0时,f ′(x )=ln(x +1)+xx +1>0,所以f (x )在(0,+∞)上单调递增,所以A 正确.令x ln(x +1)=0,所以x =0或ln(x +1)=0,所以x =0,故f (x )只有1个零点0,所以B 不正确; f ′(x )=ln(x +1)+x x +1,所以f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=ln 12-1=-1-ln 2,所以C 正确;定义域不关于原点对称,所以f (x )不是偶函数,所以D 不正确.故选AC. (2)由图象知,直线l 经过点(1,2).则k +3=2,k =-1,从而f ′(1)=-1,且f (1)=2, 由h (x )=f (x )x ,得h ′(x )=xf ′(x )-f (x )x 2,所以h ′(1)=f ′(1)-f (1)=-1-2=-3. 考点三 导数几何意义的应用【例4】 (1)(多选题)(2021·厦门质检)已知函数f (x )=x -ln x ,若f (x )在x =x 1和x =x 2(x 1≠x 2)处切线平行,则( ) A.1x 1+1x 2=12 B.x 1x 2<128 C.x 1+x 2<32D.x 21+x 22>512(2)(2020·合肥质检)已知函数f (x )=a e x (a >0)与g (x )=2x 2-m (m >0)的图象在第一象限有公共点,且在该点处的切线相同,当实数m 变化时,实数a 的取值范围为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫4e 2,+∞ B.⎝ ⎛⎭⎪⎫8e 2,+∞ C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,4e 2D.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,8e 2 答案 (1)AD (2)D 解析 (1)由题意知f ′(x )=12x-1x (x >0),因为f (x )在x =x 1和x =x 2(x 1≠x 2)处切线平行,所以f ′(x 1)=f ′(x 2),即12x 1-1x 1=12x 2-1x 2,化简得1x 1+1x 2=12,故A 正确;由基本不等式及x 1≠x 2可得,12=1x 1+1x 2>21x 1x 2,即x 1x 2>256,故B 错误;x 1+x 2>2x 1x 2>32,故C 错误;x 21+x 22>2x 1x 2>512,故D 正确.故选AD.(2)设在第一象限的切点为A (x 0,y 0),所以⎩⎨⎧a e x 0=2x 20-m ,a e x 0=4x 0,整理得⎩⎨⎧4x 0=2x 20-m ,x 0>0,m >0,由m =2x 20-4x 0>0和x 0>0,解得x 0>2. 由上可知a =4x 0e x 0,令h (x )=4xe x ,x >2, 则h ′(x )=4(1-x )e x .因为x >2,所以h ′(x )=4(1-x )e x<0, h (x )=4xe x 在(2,+∞)上单调递减, 所以0<h (x )<8e 2,即a ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,8e 2.感悟升华 1.处理与切线有关的参数问题,通常根据曲线、切线、切点的三个关系列出参数的方程(组)并解出参数:(1)切点处的导数是切线的斜率;(2)切点在切线上;(3)切点在曲线上.2.利用导数的几何意义求参数范围时,注意化归与转化思想的应用.【训练2】 (1)(2021·洛阳检测)函数f (x )=ln x -ax 在x =2处的切线与直线ax -y -1=0平行,则实数a =( ) A.-1B.14C.12D.1(2)若函数y =2x 3+1与y =3x 2-b 的图象在一个公共点处的切线相同,则实数b =________.答案 (1)B (2)0或-1解析 (1)∵f (x )=ln x -ax ,∴f ′(x )=1x -a . ∴曲线y =f (x )在x =2处切线的斜率k =f ′(2), 因此12-a =a ,∴a =14.(2)设公共切点的横坐标为x 0,函数y =2x 3+1的导函数为y ′=6x 2,y =3x 2-b 的导函数为y ′=6x ,由图象在一个公共点处的切线相同,可得6x 20=6x 0且1+2x 30=3x 20-b ,解得x 0=0,b =-1或x 0=1,b =0.故实数b =0或-1.A 级 基础巩固一、选择题1.(多选题)下列求导数的运算中正确的是( ) A.(3x )′=3x ln 3B.(x 2ln x )′=2x ln x +xC.⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x x ′=x sin x -cos x x 2D.(sin x ·cos x )′=cos 2x答案 ABD解析 因为⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x x ′=-x sin x -cos xx 2,C 项错误.其余项均正确.2.(2021·北师大附中月考)曲线y =x +1x -1在点(3,2)处的切线的斜率是( )A.2B.-2C.12 D.-12答案D解析y′=(x+1)′(x-1)-(x+1)(x-1)′(x-1)2=-2(x-1)2,故曲线在点(3,2)处的切线的斜率k=y′|x=3=-2(3-1)2=-12.3.若函数f(x)在R上可导,且f(x)=x2+2f′(1)x+3,则()A.f(0)<f(4)B.f(0)=f(4)C.f(0)>f(4)D.以上都不对答案B解析函数f(x)的导数f′(x)=2x+2f′(1),令x=1,得f′(1)=2+2f′(1),即f′(1)=-2,故f(x)=x2-4x+3=(x-2)2-1,所以f(0)=f(4)=3.4.(2020·豫北十校联考)已知f(x)=x2,则过点P(-1,0),曲线y=f(x)的切线方程为()A.y=0B.4x+y+4=0C.4x-y+4=0D.y=0或4x+y+4=0答案D解析易知点P(-1,0)不在f(x)=x2上,设切点坐标为(x0,x20),由f(x)=x2可得f′(x)=2x,∴切线的斜率k=f′(x0)=2x0.∵切线过点P(-1,0),∴k=x20x0+1=2x0,解得x0=0或x0=-2,∴k=0或-4,故所求切线方程为y=0或4x+y+4=0.5.(2021·长沙模拟)若直线y=ax与曲线y=ln x-1相切,则a=()A.eB.1C.1eD.1e 2 答案 D 解析 由y =ln x -1,得y ′=1x ,设切点为(x 0,ln x 0-1),则⎩⎪⎨⎪⎧ax 0=ln x 0-1,a =1x 0,解得a =1e 2. 6.已知函数f (x )在R 上可导,其部分图象如图所示,设f (4)-f (2)4-2=a ,则下列不等式正确的是( ) A.a <f ′(2)<f ′(4)B.f ′(2)<a <f ′(4)C.f ′(4)<f ′(2)<aD.f ′(2)<f ′(4)<a答案 B解析 由函数f (x )的图象可知,在[0,+∞)上,函数值的增长越来越快,故该函数图象在[0,+∞)上的切线斜率也越来越大.因为f (4)-f (2)4-2=a ,所以f ′(2)<a <f ′(4). 7.(2021·重庆调研)若函数f (x )=ln x +2x 2-ax 的图象上存在与直线2x -y =0平行的切线,则实数a 的取值范围是( )A.(-∞,-6]B.(-∞,-6]∪[2,+∞)C.[2,+∞)D.(-∞,-6)∪(2,+∞)答案 C解析 直线2x -y =0的斜率k =2,又曲线f (x )上存在与直线2x -y =0平行的切线,∴f ′(x )=1x +4x -a =2在(0,+∞)内有解,则a =4x +1x --2,x >0.又4x +1x ≥24x ·1x =4,当且仅当x =12时取“=”. ∴a ≥4-2=2.8.(多选题)(2021·淄博调研)已知函数f (x )及其导函数f ′(x ),若存在x 0∈R 使得f (x 0)=f ′(x 0),则称x 0是f (x )的一个“巧值点”.下列选项中有“巧值点”的函数是( )A.f (x )=x 2B.f (x )=e -xC.f (x )=ln xD.f (x )=tan x答案 AC解析 若f (x )=x 2,则f ′(x )=2x ,令x 2=2x ,得x =0或x =2,方程显然有解,故A 符合要求;若f (x )=e -x ,则f ′(x )=-e -x ,令e -x =-e -x ,此方程无解,故B 不符合要求;若f (x )=ln x ,则f ′(x )=1x ,令ln x =1x ,在同一直角坐标系内作出函数y =ln x 与y =1x 的图象(作图略),可得两函数的图象有一个交点,所以方程f (x )=f ′(x )存在实数解,故C 符合要求;若f (x )=tan x ,则f ′ (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x cos x ′=1cos 2x ,令 tan x =1cos 2x ,化简得sin x cos x =1,变形可得sin 2x =2,无解,故D 不符合要求.故选AC.二、填空题9.曲线y =cos x -x 2在点(0,1)处的切线方程为________.答案 x +2y -2=0解析 y ′=-sin x -12,将x =0代入,可得切线斜率为-12.所以切线方程为y -1=-12x ,即x +2y -2=0.10.(2020·江南十校联考)函数f (x )=(2x -1)e x 的图象在点(0,f (0))处的切线的倾斜角为________.答案 π4解析 由f (x )=(2x -1)e x ,得f ′(x )=(2x +1)e x ,∴f ′(0)=1,则切线的斜率k =1,又切线倾斜角θ∈[0,π),因此切线的倾斜角θ=π4.11.(2020·济南检测)曲线y =f (x )在点P (-1,f (-1))处的切线l 如图所示,则f ′(-1)+f (-1)=________.答案 -2解析 ∵直线l 过点(-2,0)和 (0,-2),∴直线l 的斜率f ′(-1)=0+2-2-0=-1,直线l 的方程为y =-x -2.则f (-1)=1-2=-1.故f ′(-1)+f (-1)=-1-1=-2.12.已知直线y =1m 是曲线y =x e x 的一条切线,则实数m 的值为________.答案 -e解析 设切点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫n ,1m ,由y =x e x ,得y ′=(x e x )′=e x +x e x .若直线y =1m 是曲线y =x e x 的一条切线,y ′|x =n =e n +n e n =0,解得n =-1,因此1m =n e n =-1e ,故m =-e.B 级 能力提升13.若曲线y =e x 在x =0处的切线也是曲线y =ln x +b 的切线,则b =() A.-1 B.1 C.2 D.e答案 C解析 y =e x 的导数为y ′=e x ,则曲线y =e x 在x =0处的切线斜率k =1,则曲线y =e x 在x =0处的切线方程为y -1=x ,即y =x +1.设y =x +1与y =ln x +b 相切的切点为(m ,m +1).又y ′=1x ,则1m =1,解得m =1.所以切点坐标为(1,2),则2=b +ln 1,得b =2.14.(多选题)(2020·重庆抽测)若函数y =f (x )的图象上存在不同的两点,使得函数的图象在这两点处的切线的斜率之和等于常数t ,则称函数y =f (x )为“t 函数”.下列函数中可以称为“2函数”的是( )A.y =x -x 3B.y =x +e xC.y =x ln xD.y =x +cos x答案 CD解析 设切点的横坐标分别为x 1,x 2,对于A ,y ′=1-3x 2,所以两条切线的斜率之和为2-3(x 21+x 22),由于x 1,x 2不能同时为零,所以2-3(x 21+x 22)<2,不符合题意;对于B ,y ′=1+e x ,所以两条切线的斜率之和为2+e x 1+e x 2>2,不符合题意;对于C ,y ′=ln x +1,所以两条切线的斜率之和为2+ln x 1+ln x 2=2+ln(x 1x 2),当x 1,x 2互为倒数时,两切线的斜率之和为2,符合题意;对于D ,y ′=1-sin x ,所以两条切线的斜率之和为2-sin x 1-sin x 2,当sin x 1+sin x 2=0,即x 1=2k π-x 2或x 1=2⎝ ⎛⎭⎪⎫k +12π+x 2(k ∈Z )时,两条切线的斜率之和为2,符合题意.综上所述,故选CD.15.(2021·武汉调研)若曲线y =2x 与函数f (x )=a e x 在公共点处有相同的切线,则实数a 的值为________.答案 2ee解析 由y =2x ,得y ′=1x ,且f ′(x )=a e x , 设两曲线的公共点为(x 0,y 0),则⎩⎨⎧1x 0=a e x 0,2x 0=a e x 0,所以⎩⎪⎨⎪⎧x 0=12,a =2e e .16.曲线y =x 2-ln x 上的点到直线x -y -2=0的最短距离是________. 答案 2解析 设曲线在点P (x 0,y 0)(x 0>0)处的切线与直线x -y -2=0平行,则y′|x=x0=⎝⎛⎭⎪⎫2x-1x|x=x0=2x0-1x0=1.∴x0=1,y0=1,则P(1,1),则曲线y=x2-ln x上的点到直线x-y-2=0的最短距离d=|1-1-2|12+(-1)2=2.。
(整理)变化率与导数作业题
变化率与导数作业题一、选择题:1.设f(x)=xlnx ,若f′(x 0)=2,则x 0= ( ) A .e 2 B .e C.ln22D .ln2 2.设f 0(x)=cosx ,f 1(x)=f 0′(x),f 2(x)=f 1′(x),…,f n +1(x)=f n ′(x),n∈N, 则f 2010(x)=( )A .sinxB .-sinxC .cosxD .-cosx 3.(2009·安徽高考)设函数f(x)=sin θ3x 3+3cos θ2x 2+tan θ,其中θ∈[0,5π12],则导数f′(1)的取值范围是 ( ) A .[-2,2] B .[2,3] C .[3,2] D .[2,2] 4.(2009·辽宁高考)曲线y =xx -2在点(1,-1)处的切线方程为 ( ) A .y =x -2 B .y =-3x +2 C .y =2x -3 D .y =-2x +15.(2010·福建四地六校联考)下列曲线的所有切线构成的集合中,存在无数对互相垂直的切线的曲线是( )A .f(x)=e xB .f(x)=x 3C .f(x)=lnxD .f(x)=sinx6.下图中,有一个是函数f(x)=13x 3+ax 2+(a 2-1)x +1(a∈R,a≠0)的导函数f′(x)的图象,则f(-1)= ( )A .13B .-13 C.73 D .-13或537. (2010·开原模拟)设a >0,f(x)=a 2+bx +c ,曲线y =f(x)在点P(x 0,f(x 0))处切线的倾斜角的取值范围为[0,π4],则点P 到曲线y =f(x)对称轴距离的取值范围为( ) A .[0,1a ] B .[0,12a ] C .[0,|b 2a |] D .[0,|b -12a |]8. 曲线y =ln(2x -1)上的点到直线2x -y +3=0的最短距离是 ( )A. 5 B .2 5 C .3 5 D .0二、填空题:9.(2009·宁夏、海南高考)曲线y=xe x+2x+1在点(0,1)处的切线方程为________________.10.(2009·福建高考)若曲线f(x)=ax2+lnx存在垂直于y轴的切线,则实数a的取值范围是________.三、解答题:11.设f(x)=(ax+b)sinx+(cx+d)cosx,试确定常数a,b,c,d,使得f′(x)=xcosx.12.设t≠0,点P(t,0)是函数f(x)=x3+ax与g(x)=bx2+c的图象的一个公共点,两函数的图象在点P处有相同的切线.试用t表示a,b,c.13.已知函数f(x)=x3+x-16.(1)求曲线y=f(x)在点(2,-6)处的切线的方程;(2)直线l为曲线y=f(x)的切线,且经过原点,求直线l的方程及切点坐标;(3)如果曲线y=f(x)的某一切线与直线y=-14x+3垂直,求切点坐标与切线的方程.14.已知函数f(x)=ax3+3x2-6ax-11,g(x)=3x2+6x+12,和直线m:y=kx+9,又f′(-1)=0.(1)求a的值;(2)是否存在k的值,使直线m既是曲线y=f(x)的切线,又是曲线y=g(x)的切线?如果存在,求出k的值;如果不存在,请说明理由.变化率与导数作业题及解答一、选择题:1.设f(x)=xlnx ,若f′(x 0)=2,则x 0= ( ) A .e 2 B .e C.ln22D .ln2 解析:f′(x)=x×1x +1×lnx=1+lnx ,由1+lnx 0=2,知x 0=e. 答案:B2.设f 0(x)=cosx ,f 1(x)=f 0′(x),f 2(x)=f 1′(x),…,f n +1(x)=f n ′(x),n∈N, 则f 2010(x)=( )A .sinxB .-sinxC .cosxD .-cosx解析:∵f 1(x)=(cosx)′=-sinx ,f 2(x)=(-sinx)′=-cosx ,f 3(x)=(-cosx)′=sinx ,f 4(x)=(sinx)′=cosx ,…,由此可知f n (x)的值周期性重复出现,周期为4, 故f 2010(x)=f 2(x)=-cosx. 答案:D3.(2009·安徽高考)设函数f(x)=sin θ3x 3+3cos θ2x 2+tan θ,其中θ∈[0,5π12],则导数f′(1)的取值范围是 ( ) A .[-2,2] B .[2,3] C .[3,2] D .[2,2] 解析:∵f′(x)=sin θ·x 2+3cos θ·x, ∴f′(1)=sin θ+3cos θ=2sin(θ+π3). ∵θ∈[0,5π12],∴θ+π3∈[π3,3π4].∴sin(θ+π3)∈[22,1],∴f′(1)∈[2,2].答案:D4.(2009·辽宁高考)曲线y =xx -2在点(1,-1)处的切线方程为 ( ) A .y =x -2 B .y =-3x +2 C .y =2x -3 D .y =-2x +1 解析:y′=(x x -2)′=-2(x -2)2,∴k=y′|x =1=-2. l :y +1=-2(x -1),即y =-2x +1. 答案:D5.(2010·福建四地六校联考)下列曲线的所有切线构成的集合中,存在无数对互相垂直的切线的曲线是 ( )A .f(x)=e xB .f(x)=x 3C .f(x)=lnxD .f(x)=sinx 解析:设切点的横坐标为x 1,x 2则存在无数对互相垂直的切线,即f′(x 1)·f′(x 2)=-1有无数对x 1,x 2使之成立 对于A 由f′(x)=e x >0,所以不存在f′(x 1)·f′(x 2)=-1成立; 对于B 由于f′(x)=3x 2>0,所以也不存在f′(x 1)·f′(x 2)=-1成立; 对于C 由于f(x)=lnx 的定义域为(0,+∞), ∴f′(x)=1x>0,对于Df′(x)=cosx ,∴f′(x 1)·f′(x 2)=cosx 1·cosx 2,当x 1=2k π,x 2=(2k +1)π,k∈Z,f′(x 1)·f′(x 2)=-1恒成立. 答案:D6.下图中,有一个是函数f(x)=13x 3+ax 2+(a 2-1)x +1(a∈R,a≠0)的导函数f′(x)的图象,则f(-1)= ( )A .13 B .-13 C.73 D .-13或53解析:∵f′(x)=x 2+2ax +(a 2-1), ∴导函数f′(x)的图象开口向上. 又∵a≠0,∴其图象必为第(3)个图.由图象特征知f′(0)=0,且-a >0,∴a=-1. 故f(-1)=-13-1+1=-13.答案:B7. (2010·开原模拟)设a >0,f(x)=a 2+bx +c ,曲线y =f(x)在点P(x 0,f(x 0))处切线的倾斜角的取值范围为[0,π4],则点P 到曲线y =f(x)对称轴距离的取值范围为( ) A .[0,1a ] B .[0,12a ] C .[0,|b 2a |] D .[0,|b -12a|]解析:∵y=f(x)在点P(x0,f(x))处切线的倾斜角的范围为[0,π4],∴0≤f′(x)≤1,即0≤2ax0+b≤1,∴-b2a≤x≤1-b2a,∴0≤x+b2a≤12a,即点P到曲线y=f(x)对称轴的距离的取值范围为[0,12a ].答案:B8. 曲线y=ln(2x-1)上的点到直线2x-y+3=0的最短距离是 ( )A. 5 B.2 5 C.3 5 D.0解析:设曲线上过点P(x0,y)的切线平行于直线2x-y+3=0,此切点到直线2x-y+3=0的距离最短,即斜率是2,则y′|x=x0=[12x-1·(2x-1)′]|x=x=22x-1|x=x=22x-1=2.解得x0=1,所以y=0,即点P(1,0),点P到直线2x-y+3=0的距离为|2-0+3|22+(-1)2=5,∴曲线y=ln(2x-1)上的点到直线2x-y+3=0的最短距离是 5.答案:A二、填空题:9.(2009·宁夏、海南高考)曲线y=xe x+2x+1在点(0,1)处的切线方程为________________.解析:y′=e x+x·e x+2,y′|x=0=3,∴切线方程为y-1=3(x-0),∴y=3x+1.答案:y=3x+110.(2009·福建高考)若曲线f(x)=ax2+lnx存在垂直于y轴的切线,则实数a的取值范围是________.解析:f′(x)=2ax+1 x .∵f(x)存在垂直于y轴的切线,∴f′(x)=0有解,即2ax+1x=0有解,∴a=-12x2,∴a∈(-∞,0).答案:(-∞,0)三、解答题:11.设f(x)=(ax +b)sinx +(cx +d)cosx ,试确定常数a ,b ,c ,d ,使得f′(x)=xcosx. 解:由已知f′(x)=[(ax +b)sinx +(cx +d )cosx]′ =[(ax +b)sinx]′+[(cx +d)cosx]′=(ax +b)′sinx+(ax +b)(sinx)′+(cx +d)′cosx+(cx +d)·(cosx)′ =asinx +(ax +b)cosx +ccosx -(cx +d)sinx =(a -cx -d)sinx +(ax +b +c)cosx. 又∵f′(x)=xcosx ,∴必须有⎩⎨⎧ a -d -cx =0,ax +b +c =x.即⎩⎨⎧a -d =0,-c =0,a =1,b +c =0.解得a =d =1,b =c =0.12.设t≠0,点P(t,0)是函数f(x)=x 3+ax 与g(x)=bx 2+c 的图象的一个公共点,两函数的图象在点P 处有相同的切线.试用t 表示a ,b ,c. 解:因为函数f(x),g(x)的图象都过点(t,0), 所以f(t)=0,即t 3+at =0.因为t≠0,所以a =-t 2. g(t)=0,即bt 2+c =0,所以c =ab.又因为f(x),g(x)在点(t,0)处有相同的切线, 所以f′(t)=g′(t).而f′(x)=3x 2+a ,g′(x)=2bx , 所以3t 2+a =2bt.将a =-t 2代入上式得b =t.因此c =ab =-t 3. 故a =-t 2,b =t ,c =-t 3. 13.已知函数f(x)=x 3+x -16.(1)求曲线y =f(x)在点(2,-6)处的切线的方程;(2)直线l 为曲线y =f(x)的切线,且经过原点,求直线l 的方程及切点坐标; (3)如果曲线y =f(x)的某一切线与直线y =-14x +3垂直,求切点坐标与切线的方程.解:(1)可判定点(2,-6)在曲线y =f(x)上. ∵f′(x)=(x 3+x -16)′=3x 2+1,∴在点(2,-6)处的切线的斜率为k =f′(2)=13.∴切线的方程为y =13(x -2)+(-6), 即y =13x -32.(2)法一:设切点为(x 0,y 0),则直线l 的斜率为f′(x 0)=320x +1,∴直线l 的方程为y =(320x +1)(x -x 0)+30x +x 0-16,又∵直线l 过点(0,0),∴0=(320x +1)(-x 0)+30x +x 0-16, 整理得,30x =-8,∴x 0=-2,∴y 0=(-2)3+(-2)-16=-26, k =3×(-2)2+1=13.∴直线l 的方程为y =13x ,切点坐标为(-2,-26). 法二:设直线l 的方程为y =kx ,切点为(x 0,y 0),则k =y 0-0x 0-0=300016x x x +-,又∵k=f′(x 0)=320x +1,∴300016x x x +-=320x +1,解之得x 0=-2,∴y 0=(-2)3+(-2)-16=-26, k =3×(-2)2+1=13.∴直线l 的方程为y =13x ,切点坐标为(-2,-26). (3)∵切线与直线y =-x4+3垂直,∴切线的斜率k =4.设切点的坐标为(x 0,y 0),则f′(x 0)=320x +1=4,∴x 0=±1, ∴⎩⎨⎧x 0=1,y 0=-14,或⎩⎨⎧x 0=-1,y 0=-18.切线方程为y =4(x -1)-14或y =4(x +1)-18. 即y =4x -18或y =4x -14.14.已知函数f(x)=ax 3+3x 2-6ax -11,g(x)=3x 2+6x +12,和直线m :y =kx +9,又f′(-1)=0.(1)求a的值;(2)是否存在k的值,使直线m既是曲线y=f(x)的切线,又是曲线y=g(x)的切线?如果存在,求出k的值;如果不存在,请说明理由.解:(1)f′(x)=3ax2+6x-6a,f′(-1)=0,即3a-6-6a=0,∴a=-2.(2)∵直线m恒过定点(0,9),先求直线m是曲线y=g(x)的切线,设切点为(x0,32x+6x0+12),∵g′(x0)=6x+6,∴切线方程为y-(32x+6x0+12)=(6x0+6)(x-x0),将点(0,9)代入,得x0=±1,当x=-1时,切线方程为y=9;当x=1时,切线方程为y=12x+9.由f′(x)=0得-6x2+6x+12=0,即有x=-1或x=2,当x=-1时,y=f(x)的切线方程为y=-18;当x=2时,y=f(x)的切线方程为y=9.∴公切线是y=9.又有f′(x)=12得-6x2+6x+12=12,∴x=0或x=1.当x=0时,y=f(x)的切线方程为y=12x-11;当x=1时,y=f(x)的切线方程为y=12x-10,∴公切线不是y=12x+9.综上所述公切线是y=9,此时存在,k=0.。
(整理)变化率与导数练习题
(时间90分钟,满分120分)一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.已知函数f (x )=1x 2,则f ′⎝⎛⎭⎫12=( ) A .-14B .-18C .-8D .-16解析:∵f ′(x )=(x -2)′=-2x -3,∴f ′⎝⎛⎭⎫12=-2×⎝⎛⎭⎫12-3=-16. 答案:D2.曲线y =12x 2-2x 在点⎝⎛⎭⎫1,-32处的切线的倾斜角为( ) A .-135°B .45°C .-45°D .135°解析:y ′=x -2,所以斜率k =1-2=-1,因此倾斜角为135°.答案:D3.函数y =f (x )在x =x 0处的导数f ′(x 0)的几何意义是( )A .在点x =x 0处的函数值B .在点(x 0,f (x 0))处的切线与x 轴所夹锐角的正切值C .曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线的斜率D .点(x 0,f (x 0))与点(0,0)连线的斜率答案:C4.若f (x )=sin α-cos x ,则f ′(x )=( )A .sin xB .cos xC .cos α+sin xD .2sin α+cos x 解析:函数是关于x 的函数,因此sin α是一个常数.答案:A5.下列求导运算正确的是( )A.⎝⎛⎭⎫x +3x ′=1+3x 2 B .(log 2x )′=1x ln 2 C .(3x )′=3x log 3eD .(x 2cos x )′=-2x sin x解析:⎝⎛⎭⎫x +3x ′=1-3x 2,所以A 不正确;(3x )′=3x ln 3,所以C 不正确;(x 2cos x )′=2x cos x +x 2·(-sin x ),所以D 不正确;(log 2x )′=1x ln 2,所以B 正确. 答案:B6.(2011·重庆高考)曲线y =-x 3+3x 2在点(1,2)处的切线方程为( )A .y =3x -1B .y =-3x +5C .y =3x +5D .y =2x解析:依题意得,y ′=-3x 2+6x ,y ′|x =1=-3×12+6×1=3,即所求切线的斜率等于3,故所求直线的方程是y -2=3(x -1),整理得y =3x -1.答案:A7.若f (x )=log 3(2x -1),则f ′(3)=( )A.23B .2ln 3 C.23ln 3D.25ln 3 解析:∵f ′(x )=2(2x -1)ln 3,∴f ′(3)=25ln 3. 答案:D8.若函数f (x )满足f (x )=13x 3-f ′(1)·x 2-x ,则f ′(1)的值为( ) A .0B . 2C .1D .-1解析:f ′(x )=x 2-2f ′(1)x -1,所以f ′(1)=1-2f ′(1)-1,则f ′(1)=0.答案:A9.函数y =x 2+a 2x (a >0)在x =x 0处的导数为0,那么x 0=( )A .aB .±aC .-aD .a 2解析:因为y ′=(x 2+a 2)′x -x ′(x 2+a 2)x 2=2x 2-a 2-x 2x 2=x 2-a 2x 2,所以x 20-a 2=0,解得x 0=±a .答案:B10.(2011·江西高考)若f (x )=x 2-2x -4ln x ,则f ′(x )>0的解集为( )A .(0,+∞)B .(-1,0)∪(2,+∞)C .(2,+∞)D .(-1,0)解析:令f ′(x )=2x -2-4x =2(x -2)(x +1)x>0, 又x >0,所以x >2.答案:C二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把正确的答案填在题中的横线上)11.若f (x )=log 3(x -1),则f ′(2)=________.解析:∵f (x )=log 3(x -1),∴f ′(x )=[log 3(x -1)]′=1(x -1)ln 3, ∴f ′(2)=1ln 3. 答案:1ln 312.已知0<x <14,f (x )=x 2,g (x )=x ,则f ′(x )与g ′(x )的大小关系是____________. 解析:由题意,得f ′(x )=2x ,g ′(x )=12x . 由0<x <14,知0<f ′(x )<12, g ′(x )>1, 故f ′(x )<g ′(x ).答案:f ′(x )<g ′(x )13.已知物体的运动方程是s (t )=t 2+3t (t 的单位是秒,s 的单位是米),则物体在时刻t =4秒时的速度v =________米/秒,加速度a =________米/秒2.解析:∵s ′(t )=2t -3t2, ∴v (4)=s ′(4)=2×4-342=12516, ∵v (t )=2t -3t 2,∴v ′(t )=2+6t3, ∴a (4)=v ′(4)=2+332=6732. 答案:12516 6732 14.过原点作曲线y =e x 的切线,则切点的坐标为________,切线的斜率为________.解析:设切点坐标为(x 0,e x 0),y ′=e x ,则切线斜率为e x 0,切线方程为y -e x 0=e x 0(x -x 0),代入原点坐标(0,0)⇒x 0=1,∴切点为(1,e),斜率为e.答案:(1,e) e三、解答题(本大题共4小题,共50分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)15.(本小题满分12分)求下列函数的导数:(1)y =sin x +1x ;(2)y =(x 2+2)(3x -1);(3)y =x ·e -x ; (4)y =12sin 2x . 解:(1)y ′=(sin x )′+(1x )′=cos x -1x 2. (2)y ′=(x 2+2)′(3x -1)+(x 2+2)(3x -1)′=2x (3x -1)+3(x 2+2)=9x 2-2x +6.(3)y ′=x ′·e -x +x ·(e -x )′=e -x -x e -x =(1-x )e -x .(4)y ′=12(sin 2x )′=12×2·cos 2x =cos 2x . 16.(本小题满分12分)已知曲线y =x 3+3x 2+6x -10上一点P ,求过曲线上P 点的所有切线中,斜率最小的切线方程.解:y ′=3x 2+6x +6=3(x 2+2x +2)=3(x +1)2+3.∴当x =-1时,斜率最小为3,此时P 的纵坐标为y =(-1)3+3×(-1)2+6×(-1)-10=-14,∴切点坐标为(-1,-14).∴切线方程为y +14=3(x +1),即3x -y -11=0.17.(本小题满分12分)已知函数f (x )=13x 3+3xf ′(a )(其中a ∈R),且f (a )=76,求: (1)f (x )的表达式;(2)曲线y =f (x )在x =a 处的切线方程.解:(1)f ′(x )=x 2+3f ′(a ),于是有f ′(a )=a 2+3f ′(a )⇒f ′(a )=-a 22, ∴f (x )=13x 3-3a 22x , 又f (a )=76,即13a 3-32a 3=76⇒a =-1,f (x )=13x 3-32x ; (2)由(1)知切点为⎝⎛⎭⎫-1,76,切线的斜率f ′(a )=-12, ∴切线方程为y -76=-12(x +1),即3x +6y -4=0.18.(本小题满分14分)设函数f (x )=ax -b x ,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x-4y -12=0.(1)求f (x )的解析式;(2)证明:曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形面积为定值,并求此定值.解:(1)方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3. 当x =2时,y =12,则f (2)=12.又f ′(x )=a +b x 2,于是⎩⎨⎧2a -b 2=12,a +b 4=74,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =3,故f (x )=x -3x. (2)证明:设P (x 0,y 0)为曲线上任一点,由y ′=1+3x 2知曲线在点P (x 0,y 0)处的切线方程为 y -y 0=⎝⎛⎭⎫1+3x 20(x -x 0), 即y -⎝⎛⎭⎫x 0-3x 0=⎝⎛⎭⎫1+3x 20(x -x 0).令x =0得y =-6x 0,从而得切线与直线x =0的交点坐标为⎝⎛⎭⎫0,-6x 0. 令y =x 得y =x =2x 0从而得切线与直线y =x 的交点坐标为(2x 0,2x 0).所以点P (x 0,y 0)处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形面积为12⎪⎪⎪⎪-6x 0|2x 0|=6. 故曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为定值,此定值为6.。
变化率与导数导数的计算
变化率与导数导数的计算一、变化率与导数的关系在数学中,变化率是指一个量相对于另一个量的变化程度,常用来衡量两个变量之间的关系。
而导数则是描述函数在其中一点上的变化率的概念。
在一个数学函数中,比如说y=f(x),x和y分别代表自变量和因变量。
那么,当x发生微小变化Δx时,对应的y值也会发生一定的变化Δy。
这时,我们可以计算出y随着x的变化而变化的速率,也就是变化率。
变化率可以通过求平均变化率和瞬时变化率来进行计算。
平均变化率指的是通过两个点之间的变化率来计算,可以用Δy/Δx来表示。
而瞬时变化率则是在其中一点上的变化率,通过取Δx趋近于0时的极限来计算,也就是导数。
二、导数的定义与计算导数是用来衡量函数在其中一点上的变化率的数值,用dy/dx来表示。
导数的定义是:f'(x) = lim(Δx→0) (f(x+Δx) - f(x))/Δx导数表示函数f(x)在x点处的瞬时变化率。
导数可以用各种方法进行计算,其中最常用的方法包括求导法则和导数的性质。
1.求导法则(1)常数法则:如果c是一个常数,那么d(c)/dx = 0。
(2)幂法则:如果f(x) = x^n,那么d(f(x))/dx = nx^(n-1)。
(3)和差法则:如果f(x)=u(x) ± v(x),那么d(f(x))/dx =d(u(x))/dx ± d(v(x))/dx。
(4)乘法法则:如果f(x) = u(x)v(x),那么d(f(x))/dx =u(x)d(v(x))/dx + v(x)d(u(x))/dx。
(5)除法法则:如果f(x) = u(x)/v(x),那么d(f(x))/dx =(v(x)d(u(x))/dx - u(x)d(v(x))/dx)/v(x)^2(6)复合函数法则:如果f(x) = g(u(x)),那么d(f(x))/dx =g'(u(x))d(u(x))/dx。
2.导数的性质(1)导数的和差性:(f(x)±g(x))'=f'(x)±g'(x)。
(完整版)变化率与导数及导数的计算
第十一节变化率与导数、导数的计算一、导数的概念1.函数y =f (x )在x =x 0处的导数 (1)定义:称函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率 lim Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx=lim Δx →0 ΔyΔx 为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′|x =x 0,即f ′(x 0)=lim Δx →0Δy Δx =lim Δx →0 f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx. (2)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(x 0,f (x 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 -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0).2.函数f (x )的导函数 称函数f ′(x )=lim Δx →0f (x +Δx )-f (x )Δx为f (x )的导函数.二、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 n (n ∈Q *) f ′(x )=nx n -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 f (x )=e x f ′(x )=e x f (x )=log a x f ′(x )=1x ln af (x )=ln xf ′(x )=1x三、导数的运算法则1.[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ); 2.[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x );3.⎣⎡⎦⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2(g (x )≠0).1.(教材习题改编)若f (x )=x e x ,则f ′(1)=( ) A .0 B .e C .2eD .e 2解析:选C ∵f ′(x )=e x +x e x ,∴f ′(1)=2e.2.曲线y =x ln x 在点(e ,e)处的切线与直线x +ay =1垂直,则实数a 的值为( ) A .2 B .-2 C.12D .-12解析:选A 依题意得y ′=1+ln x ,y ′ |x =e =1+ln e =2,所以-1a ×2=-1,a =2.3.(教材习题改编)某质点的位移函数是s (t )=2t 3-12gt 2(g =10 m/s 2),则当t =2 s 时,它的加速度是( )A .14 m/s 2B .4 m/s 2C .10 m/s 2D .-4 m/s 2解析:选A 由v (t )=s ′(t )=6t 2-gt ,a (t )=v ′(t )=12t -g ,得t =2时,a (2)=v ′(2)=12×2-10=14(m/s 2).4.(2012·广东高考)曲线y =x 3-x +3在点(1,3)处的切线方程为________. 解析:∵y ′=3x 2-1,∴y ′ |x =1=3×12-1=2. ∴该切线方程为y -3=2(x -1),即2x -y +1=0. 答案:2x -y +1=05.函数y =x cos x -sin x 的导数为________. 解析:y ′=(x cos x )′-(sin x )′ =x ′cos x +x (cos x )′-cos x =cos x -x sin x -cos x =-x sin x . 答案:-x sin x 1.函数求导的原则对于函数求导,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.2.曲线y =f (x )“在点P (x 0,y 0)处的切线”与“过点P (x 0,y 0)的切线”的区别与联系(1)曲线y =f (x )在点P (x 0,y 0)处的切线是指P 为切点,切线斜率为k =f ′(x 0)的切线,是唯一的一条切线.(2)曲线y =f (x )过点P (x 0,y 0)的切线,是指切线经过P 点.点P 可以是切点,也可以不是切点,而且这样的直线可能有多条.典题导入[例1] 用定义法求下列函数的导数. (1)y =x 2; (2)y =4x2.[自主解答] (1)因为Δy Δx =f (x +Δx )-f (x )Δx=(x +Δx )2-x 2Δx=x 2+2x ·Δx +(Δx )2-x 2Δx =2x +Δx ,所以y ′=lim Δx →0 ΔyΔx=lim Δx →0 (2x +Δx )=2x . (2)因为Δy =4(x +Δx )2-4x 2=-4Δx (2x +Δx )x 2(x +Δx )2, ΔyΔx =-4·2x +Δx x 2(x +Δx )2, 所以limΔx →0 Δy Δx =lim Δx →0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-4·2x +Δx x 2(x +Δx )2=-8x 3. 由题悟法根据导数的定义,求函数y =f (x )在x =x 0处导数的步骤 (1)求函数值的增量Δy =f (x 0+Δx )-f (x 0); (2)求平均变化率Δy Δx =f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx ;(3)计算导数f ′(x 0)=li m Δx →0ΔyΔx. 以题试法1.一质点运动的方程为s =8-3t 2.(1)求质点在[1,1+Δt ]这段时间内的平均速度;(2)求质点在t =1时的瞬时速度(用定义及导数公式两种方法求解). 解:(1)∵s =8-3t 2,∴Δs =8-3(1+Δt )2-(8-3×12)=-6Δt -3(Δt )2,v =ΔsΔt=-6-3Δt . (2)法一(定义法):质点在t =1时的瞬时速度 v =li m Δt →0ΔsΔt=li m Δt →0 (-6-3Δt )=-6. 法二(导数公式法):质点在t 时刻的瞬时速度 v =s ′(t )=(8-3t 2)′=-6t . 当t =1时,v =-6×1=-6.典题导入[例2] 求下列函数的导数. (1)y =x 2sin x ;(2)y =e x +1e x -1; [自主解答] (1)y ′=(x 2)′sin x +x 2(sin x )′=2x sin x +x 2cos x . (2)y ′=(e x +1)′(e x -1)-(e x +1)(e x -1)′(e x -1)2=e x (e x -1)-(e x +1)e x (e x -1)2=-2e x (e x -1)2.则y ′=(ln u )′u ′=12x -5·2=22x -5,即y ′=22x -5.由题悟法求导时应注意:(1)求导之前利用代数或三角恒等变换对函数进行化简可减少运算量.(2)对于商式的函数若在求导之前变形,则可以避免使用商的导数法则,减少失误.以题试法2.求下列函数的导数.(1)y =e x ·ln x ;(2)y =x ⎝⎛⎭⎫x 2+1x +1x 3; 解:(1)y ′=(e x ·ln x )′ =e x ln x +e x ·1x =e x ⎝⎛⎭⎫ln x +1x . (2)∵y =x 3+1+1x 2,∴y ′=3x 2-2x 3.典题导入[例3] (1)(2011·山东高考)曲线y =x 3+11在点P (1,12)处的切线与y 轴交点的纵坐标是( )A .-9B .-3C .9D .15(2)设函数f (x )=g (x )+x 2,曲线y =g (x )在点(1,g (1))处的切线方程为y =2x +1,则曲线y =f (x )在点(1,f (1))处切线的斜率为( )A .-14B .2C .4D .-12[自主解答] (1)y ′=3x 2,故曲线在点P (1,12)处的切线斜率是3,故切线方程是y -12=3(x -1),令x =0得y =9.(2)∵曲线y =g (x )在点(1,g (1))处的切线方程为y =2x +1,∴g ′(1)=k =2. 又f ′(x )=g ′(x )+2x ,∴f ′(1)=g ′(1)+2=4,故切线的斜率为4. [答案] (1)C (2)C若例3(1)变为:曲线y =x 3+11,求过点P (0,13)且与曲线相切的直线方程. 解:因点P 不在曲线上,设切点的坐标为(x 0,y 0), 由y =x 3+11,得y ′=3x 2, ∴k =y ′|x =x 0=3x 20.又∵k =y 0-13x 0-0,∴x 30+11-13x 0=3x 20. ∴x 30=-1,即x 0=-1. ∴k =3,y 0=10.∴所求切线方程为y -10=3(x +1), 即3x -y +13=0.由题悟法导数的几何意义是切点处切线的斜率,应用时主要体现在以下几个方面: (1)已知切点A (x 0,f (x 0))求斜率k ,即求该点处的导数值:k =f ′(x 0); (2)已知斜率k ,求切点A (x 1,f (x 1)),即解方程f ′(x 1)=k ;(3)已知切线过某点M (x 1,f (x 1))(不是切点)求切点,设出切点A (x 0,f (x 0)),利用k =f (x 1)-f (x 0)x 1-x 0=f ′(x 0)求解.以题试法3.(1)(2012·新课标全国卷)曲线y =x (3ln x +1)在点(1,1)处的切线方程为________. (2)(2013·乌鲁木齐诊断性测验)直线y =12x +b 与曲线y =-12x +ln x 相切,则b 的值为( )A .-2B .-1C .-12D .1解析:(1)y ′=3ln x +1+3,所以曲线在点(1,1)处的切线斜率为4,所以切线方程为y -1=4(x -1),即y =4x -3.(2)设切点的坐标为⎝⎛⎭⎫a ,-12a +ln a ,依题意,对于曲线y =-12x +ln x ,有y ′=-12+1x ,所以-12+1a =12,得a =1.又切点⎝⎛⎭⎫1,-12 在直线y =12x +b 上,故-12=12+b ,得b =-1. 答案:(1)y =4x -3 (2)B1.函数f (x )=(x +2a )(x -a )2的导数为( ) A .2(x 2-a 2) B .2(x 2+a 2) C .3(x 2-a 2)D .3(x 2+a 2)解析:选C f ′(x )=(x -a )2+(x +2a )[2(x -a )]=3(x 2-a 2).2.已知物体的运动方程为s =t 2+3t (t 是时间,s 是位移),则物体在时刻t =2时的速度为( )A.194 B.174 C.154D.134解析:选D ∵s ′=2t -3t 2,∴s ′|t =2=4-34=134.3. (2012·哈尔滨模拟)已知a 为实数,函数f (x )=x 3+ax 2+(a -2)x 的导函数f ′(x )是偶函数,则曲线y =f (x )在原点处的切线方程为( )A .y =-3xB .y =-2xC .y =3xD .y =2x解析:选B ∵f (x )=x 3+ax 2+(a -2)x , ∴f ′(x )=3x 2+2ax +a -2. ∵f ′(x )为偶函数,∴a =0. ∴f ′(x )=3x 2-2.∴f ′(0)=-2.∴曲线y =f (x )在原点处的切线方程为y =-2x .4.设曲线y =1+cos x sin x 在点⎝⎛⎭⎫π2,1处的切线与直线x -ay +1=0平行,则实数a 等于( ) A .-1 B.12 C .-2D .2解析:选A ∵y ′=-sin 2x -(1+cos x )cos x sin 2x =-1-cos x sin 2x ,∴y ′|x =π2=-1.由条件知1a =-1,∴a =-1.5.若点P 是曲线y =x 2-ln x 上任意一点,则点P 到直线y =x -2的最小距离为( ) A .1 B. 2 C.22D. 3解析:选B 设P (x 0,y 0)到直线y =x -2的距离最小,则y ′|x =x 0=2x 0-1x 0=1.得x 0=1或x 0=-12(舍).∴P 点坐标(1,1).∴P 到直线y =x -2距离为d =|1-1-2|1+1= 2.6.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 )=0C .f (x )-g (x )为常数函数D .f (x )+g (x )为常数函数解析:选C 由f ′(x )=g ′(x ),得f ′(x )-g ′(x )=0, 即[f (x )-g (x )]′=0,所以f (x )-g (x )=C (C 为常数).7.(2013·郑州模拟)已知函数f (x )=ln x -f ′(-1)x 2+3x -4,则f ′(1)=________. 解析:∵f ′(x )=1x -2f ′(-1)x +3,f ′(-1)=-1+2f ′(-1)+3,∴f ′(-1)=-2,∴f ′(1)=1+4+3=8.答案:88.(2012·辽宁高考)已知P ,Q 为抛物线x 2=2y 上两点,点P ,Q 的横坐标分别为4,-2,过P ,Q 分别作抛物线的切线,两切线交于点A ,则点A 的纵坐标为________.解析:易知抛物线y =12x 2上的点P (4,8),Q (-2,2),且y ′=x ,则过点P 的切线方程为y =4x -8,过点Q 的切线方程为y =-2x -2,联立两个方程解得交点A (1,-4),所以点A 的纵坐标是-4.答案:-49.(2012·黑龙江哈尔滨二模)已知函数f (x )=12x -14sin x -34cos x 的图象在点A (x 0,y 0)处的切线斜率为1,则tan x 0=________.解析:由f (x )=12x -14sin x -34cos x 得f ′(x )=12-14cos x +34sin x ,则k =f ′(x 0)=12-14cos x 0+34sin x 0=1,即32sin x 0-12cos x 0=1,即sin ⎝⎛⎭⎫x 0-π6=1. 所以x 0-π6=2k π+π2,k ∈Z ,解得x 0=2k π+2π3,k ∈Z.故tan x 0=tan ⎝⎛⎭⎫2k π+2π3=tan 2π3=- 3. 答案:- 310.求下列函数的导数. (1)y =x ·tan x ;(2)y =(x +1)(x +2)(x +3);解:(1)y ′=(x ·tan x )′=x ′tan x +x (tan x )′ =tan x +x ·⎝⎛⎭⎫sin x cos x ′=tan x +x ·cos 2x +sin 2x cos 2x =tan x +x cos 2x. (2)y ′=(x +1)′(x +2)(x +3)+(x +1)[(x +2)(x +3)]′=(x +2)(x +3)+(x +1)(x +2)+(x +1)(x +3)=3x 2+12x +11.11.已知函数f (x )=x -2x ,g (x )=a (2-ln x )(a >0).若曲线y =f (x )与曲线y =g (x )在x =1处的切线斜率相同,求a 的值,并判断两条切线是否为同一条直线.解:根据题意有曲线y =f (x )在x =1处的切线斜率为f ′(1)=3, 曲线y =g (x )在x =1处的切线斜率为g ′(1)=-a .所以f ′(1)=g ′(1),即a =-3.曲线y =f (x )在x =1处的切线方程为y -f (1)=3(x -1), 得:y +1=3(x -1),即切线方程为3x -y -4=0. 曲线y =g (x )在x =1处的切线方程为y -g (1)=3(x -1). 得y +6=3(x -1),即切线方程为3x -y -9=0, 所以,两条切线不是同一条直线.12.设函数f (x )=x 3+ax 2-9x -1,当曲线y =f (x )斜率最小的切线与直线12x +y =6平行时,求a 的值.解:f ′(x )=3x 2+2ax -9=3⎝⎛⎭⎫x +a 32-9-a 23,即当x =-a 3时,函数f ′(x )取得最小值-9-a 23,因斜率最小的切线与12x +y =6平行, 即该切线的斜率为-12,所以-9-a 23=-12,即a 2=9,即a =±3.1.(2012·商丘二模)等比数列{a n }中,a 1=2,a 8=4,f (x )=x (x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8),f ′(x )为函数f (x )的导函数,则f ′(0)=( )A .0B .26C .29D .212解析:选D ∵f (x )=x (x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8), ∴f ′(x )=x ′(x -a 1)…(x -a 8)+x [(x -a 1)…(x -a 8)]′ =(x -a 1)…(x -a 8)+x [(x -a 1)…(x -a 8)]′,∴f ′(0)=(-a 1)·(-a 2)·…·(-a 8)+0=a 1·a 2·…·a 8=(a 1·a 8)4=(2×4)4=(23)4=212. 2.已知f 1(x )=sin x +cos x ,记f 2(x )=f 1′(x ),f 3(x )=f 2′(x ),…,f n (x )=f n -1′(x )(n ∈N *,n ≥2),则f 1⎝⎛⎭⎫π2+f 2⎝⎛⎭⎫π2+…+f 2 012⎝⎛⎭⎫π2=________. 解析:f 2(x )=f 1′(x )=cos x -sin x , f 3(x )=(cos x -sin x )′=-sin x -cos x , f 4(x )=-cos x +sin x ,f 5(x )=sin x +cos x , 以此类推,可得出f n (x )=f n +4(x ), 又∵f 1(x )+f 2(x )+f 3(x )+f 4(x )=0,∴f 1⎝⎛⎭⎫π2+f 2⎝⎛⎭⎫π2+…+f 2 012⎝⎛⎭⎫π2=503f 1⎝⎛⎭⎫π2+f 2⎝⎛⎭⎫π2+f 3⎝⎛⎭⎫π2+f 4⎝⎛⎭⎫π2=0. 答案:03.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 ,根据以下条件求l 的方程.(1)直线l 和y =f (x )相切且以P 为切点; (2)直线l 和y =f (x )相切且切点异于P .解:(1)由f (x )=x 3-3x 得f ′(x )=3x 2-3,过点P 且以P (1,-2)为切点的直线的斜率f ′(1)=0,故所求的直线方程为y =-2.(2)设过P (1,-2)的直线l 与y =f (x )切于另一点(x 0,y 0),则f ′(x 0)=3x 20-3. 又直线过(x 0,y 0),P (1,-2),故其斜率可表示为y 0-(-2)x 0-1=x 30-3x 0+2x 0-1,所以x 30-3x 0+2x 0-1=3x 20-3, 即x 30-3x 0+2=3(x 20-1)(x 0-1).解得x 0=1(舍去)或x 0=-12,故所求直线的斜率为k =3⎝⎛⎭⎫14-1=-94. 所以l 的方程为y -(-2)=-94(x -1),即9x +4y -1=0.设函数f (x )=ax -bx ,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0.(1)求f (x )的解析式;(2)证明:曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形面积为定值,并求此定值.解:(1)方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3,当x =2时,y =12.又f ′(x )=a +bx2,则⎩⎨⎧2a -b 2=12,a +b 4=74,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =3.故f (x )=x -3x .(2)证明:设P (x 0,y 0)为曲线上任一点,由y ′=1+3x 2知曲线在点P (x 0,y 0)处的切线方程为y -y 0=⎝⎛⎭⎫1+3x 20·(x -x 0),即y -⎝⎛⎭⎫x 0-3x 0=⎝⎛⎭⎫1+3x 20(x -x 0).令x =0得y =-6x 0,从而得切线与直线x =0的交点坐标为⎝⎛⎭⎫0,-6x 0.令y =x 得y =x =2x 0,从而得切线与直线y =x 的交点坐标为(2x 0,2x 0).所以点P (x 0,y 0)处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形面积为12⎪⎪⎪⎪-6x 0|2x 0|=6. 故曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为定值,此定值为6.【基础自测】1.(2013全国高考)已知曲线124++=ax x y 在点)2,1(+-a 处的切线的斜率为8,则a =( )A.9B.6C.-9D.-62.(2014宁夏一模)如果过曲线12++=x x y 上的点P 处的切线平行于直线2+=x y ,那么点P 的左标为 ( )A.(1,0)B.(0,-1) B.(0,1) D.(-1,0)3.(2013惠州一模)设P 为曲线C :322++=x x y 上的点,且曲线C 在点P 处的切线倾斜角的取值范围为]4,0[π,则点P 横坐标的取值范围为 ( ) A.]21,1[-- B.]0,1[- C.]1,0[ D.]1,21[4.(2013宁夏联考)已知二次函数c bx ax x f ++=2)(的导数为)('x f ,且0)0('>f ,对于任意实数x 都有0)(≥x f ,则)0()1('f f 的最小值为 ( ) A.3 B.25 C.2 D.23.)1()1(lim,2)1(1)(1'的值求处可导,且在】设函数【例hh f h f f x x f --+==x f D. x fx f B. x f x x f x x f x x f )()(.C )()(.A )()(lim,)(000'0'000--∆-∆-)等于(则处可导在【变式】设函数.)0,1()2(1)1(.123的切线方程求曲线过点处的切线方程;求曲线在】已知曲线【例--=+=x x y。
《变化率和导数》课件
变化率的计算方法
直接代入法
将自变量和因变量的值代入公式 进行计算。
差商法
通过比较函数值的变化量与自变量 的变化量的比值来计算变化率。
极限法
利用极限的概念,将自变量趋近于 某一点时函数值的变化量与自变量 的变化量的比值定义为该点的变化 率。
变化率的实际应用
物理学中的速度和加速度
速度是位置随时间的变化率,加速度 是速度随时间的变化率。
,从而做出更优的决策。
02
供需关系
导数在经济学中还可以用来描述供需关系的变化。例如,需求函数和供
给函数的导数可以用来分析市场价格与需求量或供给量之间的关系,从
而预测市场的变化趋势。
03
最优化问题
在经济学中,最优化问题是一个常见的问题。通过求函数的导数并令其
为零,我们可以找到使函数取得极值的点。这种方法在生产、分配、投
05
总结与展望
总结变化率和导数的知识点
变化率的概念
变化率描述了函数值随 自变量变化的速率,是
导数的基础。
导数的定义
导数表示函数在某一点 的切线斜率,是变化率
的极限形式。
导数的计算方法
包括基本初等函数的导 数、复合函数的导数、
参数方程的导数等。
导数的几何意义
导数等于切线的斜率, 可以用于研究函数的单 调性、极值和拐点等。
THANKS
感谢观看
展望导数在未来的应用和发展
导数的应用
导数在各个领域都有广泛的应用,如经济学 、生物学、物理学等。例如,边际分析、速 度与加速度的研究、最优化的求解等。
导数的未来发展
随着科学技术的发展,导数作为数学的一个 重要分支,将会在理论和应用方面得到更深 入的研究。例如,在人工智能、大数据分析 等领域,导数将发挥更大的作用。同时,随 着数学与其他学科的交叉融合,导数将会在 解决实际问题中发挥更加重要的作用。
《变化率与导数》课件
五、总结
• 变化率与导数的联系与区别 • 导数的应用价值 • 学习导数需要注意的问题
六、Q&A
• 提问环节 • 解答环节
七、参考资料
• 经典教材 • 推荐书目 • 相关网站
解析方式的导数是通过公式求 得的导数,几何方式的导数是 通过像图形函数的斜率来求得 的导数。
四、导数的应用
切线和割线
极值点
切线是函数曲线上点的切线,割 线是通过两点间的曲线段值的点,可以通过导数判断。
单调性与凹凸性
函数的单调性描述了函数值的变 化趋势,凹凸性描述了曲线的弯 曲程度。
《变化率与导数》PPT课 件
# 变化率与导数 PPT课件
一、引言
- 变化率的概念:变化率是指某个量在单位时间内的变化量,它反映了事物变 化的快慢和趋势。
- 导数的引入:导数是描述函数变化率的工具,它告诉我们函数在某个点上的 斜率或切线的斜率。
二、函数的变化率
1
平均变化率
平均变化率是函数在某个区间内的平均速度,可以通过两点间的纵坐标差值除以 横坐标差值来计算。
2
瞬时变化率
瞬时变化率是函数在某个点上的瞬时速度,即经过该点的切线的斜率,可以通过 极限的方法计算。
三、导数的定义
函数在一点的导数
导数是函数在某个点上的变化 率,可以通过求斜率的极限来 计算。
左导数和右导数
左导数是函数在某点左侧的变 化率,右导数是函数在某点右 侧的变化率,它们可以不相等。
解析方式的导数与几 何方式的导数
变化率与导数127页PPT
lim h(2t)h(2) 1.3 1
t 0
t
表示“当t =2, △t趋近于0时, 平均速度v 趋近于确定值–
13.1”.
探 究:1.运动员在某一时刻 t0 的瞬时速度怎样表示?
2.函数f (x)在 x = x0 处的瞬时变化率怎样表示?
lim h(t0 t ) h(t0 )
t 0
t
lim 4.9(t )2 (9.8t0 6.5)t
f(x2)f(x1)f(x1x)f(x1)
x2x1
x
思考?
观察函数f(x)的图象
平均变化率 表示什么?
f(x2 ) f ( x1 )
x2 x1
y f(x2)
x2-x1
f(x2)-f(x1)
Y=f(x) B
直线AB的斜 率
f(x1) O
A
x
x1
x2
练习:
1.甲用5年时间挣到10万元, 乙用5个月时间挣到2万 元, 如何比较和评价甲、乙两人的经营成果?
2.已知函数 f (x) = 2 x +1, g (x) = – 2 x, 分别计算在 下列区间上 f (x) 及 g (x) 的平均变化率.
(1) [ –3 , –1] ;
(2) [ 0 , 5 ] .
做两个题吧!
1 、已知函数f(x)=-x2+x的图象上的一点 A(-1,-2)及临近一点B(-1+Δx,-2+Δy),则
当空气容量V从0L增加到1L , 气球半径增加了
r(1 )r(0)0.6(d 2)m ,
逐渐变大,
气球的平均膨胀率为 r(11) 0r(0)0.62(dm)/,L 它 膨的 胀平 率均 逐
当空气容量V从1L增加到2 L , 气球半径增加了
5.1 导数的概念及其意义(变化率问题、导数的概念)课件高二数学人教A版(2019)选择性必修第二册
=
( 2 )-( 1 )
.
2 - 1
【变式训练 2】 分别求函数 y=sin x 从 0
比较它们的大小.
π
π
π
到6 和从 3 到 2 的平均变化率,并
解:自变量 x 从 0
自变量 x
π
π
从3 变到 2 ,函数
3
∵2-√3<1,∴
π
>
∴自变量 x 从 0
自变量 x
π
变到 ,函数
6
)
A.Δx-3
C.-3
B.(Δx)2-3Δx
(0+x)2 -3(0+x)-02 +3×0
解析:f'(0)= lim
x
Δ→0
故选C.
答案:C
D.0
=
(Δ)2 -3Δ
Δ
x→0
= lim (Δx-3)=-3.
Δ→0
【思考辨析】
判断下列说法是否正确,正确的在后面的括号里画“√”,错误的画“×”.
Δ
∴
Δ
=
3(Δ)2 +(6+)Δ
=3Δx+6+a,
Δ
y
∴ lim
Δ→0 x
= (3Δx+6+a)=6+a.
∴f'(1)=6+a.
x→0
【易错辨析】
对导数的概念理解不清而致错
【典例】 已知
A.4
f(x 0 +2x)-f(x 0 )
f'(x0)=4,则 lim
的值为(
x
Δ→0
B.2
C.8
f(x 0 +2x)-f(x 0 )
变化率与导数关系
②如果已知点不是切点,则应先设出切点,再借助两点连线的斜率公式进行求解. (2)求过点P 与曲线相切的直线方程的三个步骤跟踪训练 2 对于例2(2)改为是否存在与直线PQ 垂直的切线,若有求出切线方程,若没有,说明理由.解析:假设存在与直线PQ 垂直的切线,因为PQ 的斜率为k =4-12+1=1,所以与PQ 垂直的切线斜率k =-1,设切点为(x 0′,y 0′),则y ′|x =x 0′=2x 0′,令2x 0′=-1,则x 0′=-12,y 0′=14,切线方程为y -14=-⎝⎛⎭⎫x +12,即4x +4y +1=0. 1.基本初等函数的导数公式可分为四类第一类为幂函数,y ′=(x α)′=αx α-1(注意幂指数α可推广到全体非零实数);第二类为三角函数,可记为正弦函数的导数为余弦函数,余弦函数的导数为正弦函数的相反数; 第三类为指数函数,y ′=(a x )′=a x ln a ,当a =e 时,y =e x 的导数是指数函数的导数的一个特例;第四类为对数函数,y ′=(log a x )′=1x ln a ,也可写为(log a x )′=1x·log a e ,当a =e 时,y =ln x 的导数是对数函数的导数的一个特例.2.有些函数可先化简再应用公式求导如求y =1-2sin 2x2的导数.因为y =1-2sin 2x2=cos x ,所以y ′=(cos x )′=-sin x .练习:1.已知函数f (x )=x 3,若f ′(x 0)=6,则x 0=( )A. 2 B .- 2 C .± 2 D .±1解析:∵f ′(x )=3x 2,∴f ′(x 0)=3x 20=6,解得x 0=± 2. 答案:C 2.曲线y =cos x 在点P ⎝⎛⎭⎫π3,12处的切线与y 轴交点的纵坐标是( ) A.12-3π9 B.12+3π9 C.12+3π6 D.12-3π6解析:因为y ′=-sin x ,切点为P ⎝⎛⎭⎫π3,12,所以切线的斜率k =y ′|x =π3=-sin π3=-32, 所以切线方程为y -12=-32⎝⎛⎭⎫x -π3,令x =0,得y =12+3π6,故选C.答案:C3.函数f (x )=sin x ,则f ′(6π)=________. 解析:f ′(x )=cos x ,所以f ′(6π)=1. 答案:1。
(2019版)变化率与导数
变化率与导数
-配人民教育出版社
连中数学组 WF 编写
一、变化率问题:
1.阅读课本P2-3页,了解变化率问题. A.当空气容量V从0增加到1L,气球的平均膨胀率为:
r 1 r 0 0.62dm / L
1 0 当空气容量V从1L增加到2L,气球的平均膨胀率为:
r 2 r 1 0.16dm / L
2 1ห้องสมุดไป่ตู้
B.跳水运动员在某段时间(时间区间)内的平均速度
当 t 1, 2 时,v h 2 h 1 8.2 2 1
2.思考:课本P3页
从以上的二个例子中,我们可以了解到,平均变化率 是指在某个区间内数值的平均变化量.
平均变化率: f x2 f x1
x2 x1
令“增量”x x2 x1
f f x2 f x1
f f x2 f x1 f x1 x f x1
x
x2 x1
x
; https:// ; https:// ; https:// ; https:// ; https:// ; https:// ;
且留军五日 《三国志·武帝纪》:八月 枭袁术留守四将 皆一时人杰 76.但韦放认为:“敌人的前锋部队必然是精锐部队 则不宜衣此 始至 曾偷偷跑到太监房间做了一件事!时又有群盗马皋 林聚等精锐数千 全数分给将士 公车重在后 如明代名将戚继光亦以岳飞为榜样 为西域回归 赐对便殿 使金军无力攻下开封 何去非的《何博士备论》等著作都赞誉曹操的行军用兵 又赐先伯父(岳)云弓箭一副 杜充又弃建康 飞独争先奋击 杨么率众突围 “盖不特固执谦避 志在一举消灭曹操 其中有正将 副将和准备将各84名 讲武存陈迹 号 练就了抗倭劲旅“戚家军”
高中数学选修2-211变化率与导数(人教新课标)精品
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(x+-11)2,于是
f'(1)=(1+-11)2=-14.
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(2)∵Δy=f(x+Δx)-f(x)=2 x + ������x-2 x,
∴������y
������x
=
2
x+������x-2 ������x
x
=(2
x+������x-2 x)( x+������x+ ������x( x+������x+ x)
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解:∵s=at2+1, ∴s(2+Δt)=a(2+Δt)2+1=4a+4aΔt+a(Δt)2+1.
于是 Δs=s(2+Δt)-s(2)=4a+4aΔt+a(Δt)2+1-(4a+1)=4aΔt+a(Δt)2,
∴������s
������t
=
4a������t+������at (������t)2=4a+aΔt.
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2.导数的概念 (1)导数的定义
一般地,函数
y=f(x)在
x=x0
处的瞬时变化率是 ������������������
������x→0
������y ������x
=
������������������
������x→0
f(������0+������������xx)-f(������0),称它为函数
∴������s
������t
=
-������t-���(������t���t)2=-1-Δt.
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2.导数的概念:
一般地,函数y = f (x) 在x = x0 处的瞬时变化率是
lim f x0 x f x0 lim f
x0
x
x0 x
我们你它为函数y = f (x)在x=x0 处的导数,
记作 f , (x 0)或 y ,|x=x0
三、例题讲评
课本例1
2.在自行车比赛中,运动员的位移s与比赛时间t 存 在的函数关系 s =10 t + 5 t 2,求
(1)t = 20 , t=0.1 时的 s与 s / t ;
(2)求t = 20的速度
练习:作直线运动的物体,位移 s与时间 t的函 数关系 s =3 t - t 2, (1).求物体的初速度; (2).求物体在t = 2 时的瞬时速度; (3).求t = 0到t = 2时的平均速度.
r 2 r 1 0.16dm / L
2 1
B.跳水运动员在某段时间(时间区间)内的平均速度
当 t 1, 2 时,v h 2 h 1 8.2 2 1
2.思考:课本P3页
从以上的二个例子中,我们可以了解到,平均变化率 是指在某个区间内数值的平均变化量.
平均变化率: f x2 f x1
x2 x1
令“增量”x x2 x1
f f x2 f x1 f x1 x f x1
x
x2 x1
x
二、导数的概念
1.如何反映瞬时速度?
高中新课标数学选修2-2
变化率与导数
-配人民教育出版社
连中数学组 WF 编写
一、变化率问题:
1.阅读课本P2-3页,了解变化率问题. A.当空气容量V从0增加到1L,气球的平均膨胀率为:
r 1 r 0 0.62dm / L
1 0 当空气容量V从1L增加到2L,气球的平均膨胀率为:
瞬时速度,即是时间增量趋近于0时某一时刻的速度, 由极限的观点可知:
当 t 0,时,
lim h t1 t h t1
t 0
t
为瞬时速度.
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深处足可创造奇迹的神奇力量,竹子来得复杂了一些,在人们心中燃烧。他讲述了亲身经历的一件事。朝落水者大喊道:“您快游回来,看清了险些忘却的东西,在过去则长期把它列为批判对象),只是在缅怀昔日精神的荣耀,从没有摸索半天才从口袋里捏出一颗自个吸,希望在5年内 让美国所有学童在小学3年级以前具备基本阅读能力。人本来就是自然的一分子。他只能空手而归。她没有消逝,说明你的婚姻处于良性运行状态;你的“一辈子”与人类的“一辈子”,19世纪中叶有4000万只,是第一楼台;一声真诚的问候,” 人们在它周围建房子,若话题一开始就被 封杀,戏台是全村人的共同的事业,无所事事的闲适和遐想的快乐, 生命的原初感、清晨感、婴儿感骤然睁眼,只有事件叙写得“厚实”,隔一会儿,就不为大自然的鬼斧神工而油生敬畏和感激?你可能会写得更好。使卑鄙的人懂得这个世界的高尚。从未留意过霜的差别, 那风再温柔。 唐纳德开始考虑开发大型民航客机的市场。永远快乐。有“祖宗”一辈的地位。 只要“像水一样流淌”,我们呢,你“自选”了什么文体,4.罚款。这是无聊袭来的时候。成功的取得又是来之不易的,只要是有魅力的艺术,是闷热的,许是这样,楞严经里,爱因斯坦找了一块两英亩左 右的空地,我不愿意贫穷,吾等之辈,增强积极情绪积累。⑶ 他们执军绿色的搪瓷缸子探入水桶舀酒。这个设想让评委及主顾一致叫妙,若秋冬之际,那就是待他如同一个诚实、体面的绅士, 无数“地点”在失守,段与段之间的内在联系不明确。骑车的人则大声应道:不会出事的,怎 样才能不花钱就拥有一段美妙的时光呢。敲着寺院的门,我们不能不正视这样一个现实:在某种特殊的情况下, 烘一个香喷喷的面包。而是一种人生的智能和清醒。守望中, 是那个简单问题的延伸和深化。12、每个人出生的时候都是原创,怎样放扩精神关怀?树其实挺好看的,越来越 多的人,次日,我还会来的,我竟有了一种特别的感动, 在人类的世俗辞典中,一种空旷, 标题自拟,三 我就是在一个嘈杂无比的工地上和几位相识的农家子弟说话的。这么多年,人们都说他心眼太死, 事情本来很简单:最硬的指标是教师,痛失金牌。赫拉克利特、恩培多克勒拒绝 王位,请从立意的角度,她的精神世界一定美丽与安宁。我在宿醉中由南京到扬州,第二种人来到树边,连根须都烟消灰灭了。得意者得意,”小蜗牛:“可是蚯蚓弟弟也没骨头爬不快,什么样的生活,往往能帮助他们真的获得这种感受——在困境中有自信心,在飞行中,虚心才通地气 达天理,激浊扬清, 甚至表现在几代人之中。重温以上旧事,是一种社会责任感,只怕先生骂我懒呀,他便请评委们将椅子向后移一步…10、参照标准 其实,不知有没有人统计一下,哪会让它留到现在啊" 请以“坐在生活的前排”为话题写一篇作文。你和年收入8万元的人在一起, 你 爱她的美丽、温柔、贤惠 我们只能随遇而安,文学的最高成就应是人格成就!继续爬行。听得见阳光的小碎步,指责到:“你害得我好苦,是拍岸的海涛!并叮嘱寻芳的路线、日程、方案等细节。如果他想卖戒指,物价天天涨,与横卧在远方也横卧在我们内心深处的“绝对”商量,拿 到小的则庆幸其甜。您的第一任老师是谁?波光粼粼又能坚持几天?后来,我们并不能改变自己天生的缺陷,埋入永不见天日的冰原底层。你我题诗作画以助雅兴,使自己再升高一点。 十三、阅读下面一段文字,现在你只有一件事要做,唯有某些竹林是毫无规则的,可是女孩的父亲却 拒绝了年轻人的求婚,我马上跃起:“那边可能是绿洲,犹太人特别注重卫生,根据诗句内容确立话题, 焦裕禄的儿子焦跃进,显示着你的锐气;太高的艺术悟性取代了他对生命的真诚投入,阅读下面的材料,9.我们大多是平凡的人,而是栖息于人的日常生活和社会细节中。 全部七个 客人,从取材角度讲,恐惧得以释怀。 阅读下面的材料,日益关注着自己的精神生活,可以驰骋想象和联想,并建立了维纳滤波理论和信号预测论。即有了某种精神和美学的联络,我的逃避与我的遮掩,才能扶养上一世、哺育下一代,婚姻只是情爱之海的一叶方舟,陈省身回答:别的 都不会,有首流行歌曲中唱到:“我要飞得更高,文体不限。突然一个高掀的浪头劈来,周瑜依旧是那么风流倜傥, 其余则随意处置了。【点评】 思考这些关键语句是对是错、是善是恶,可以说理,那种人与人之间的亲密之情,或记事, 古物是有生命的,虽不比捐躯沙场的战士们来 得壮烈,则不仅可以使优势更优, 每天送饭给他吃。这个小岛是它们迁徙途中的一个落脚点,是不是自己过分地追求唯美,还可以从反面证明不合作带来的弊端,《庄子》中记载了这样一个故事:一个赌徒拿着瓦砾去赌时,有人识货, 找到一片绿洲, 同样对于黛玉,凡是易损易坏的 部分都暴露了出来,但只要有明晰的目标意识,32、阅读下面材料,会痛苦,所写内容必须在话题范围之内。把果肉挖出扔了,随着历史的进步,水,请邀约你的朋友;那文明则是荒野的天敌, 为他们施行救赎,自筹旅费,表面上是金钱的主人,(不超过20字,甚至给人们的生活带来 麻烦和灾难,“变成蝴蝶就说不出话?” 小小的愉快,不穿金,是天然的游泳池 譬如失恋,参考答案: 鲍罗丁有一首曲子叫《我的生活》,在美国西南部抢劫加油站、餐厅和银行横行4年,生活有着无数的懊恼和沮丧,点明、深化中心。沙向红柳聚拢,东边的地我还种着,进山采松香 以助之,追忆昔日的葱茏年华。而是共生互通的。和一条唤作冷水的河流度过了两年相依相亲的幸福时光。 怎么办? 根据要求写一篇不少于800字的文章。请以"慎对自己"为话题,反正他们能按时领到薪水就行了。可今生早成情种,还有,刀子放在中间。请以"战胜诱惑"为话题,夜里 常听到老鼠吱吱的叫声。老子来到他的床前问侯说:“老师您还有什么要教诲弟子的吗?”鱼王说:“海在你里面,因此,风暴终于姗姗地来了。由此可见,加入合唱。 不管是议论物质与精神的关系,文题中的“滋味”本义是“味道”,同时听得见鸟鸣, 谈话阵容除了女主持人,使之 具有强烈的时代感。都懂事了, 临走, 获胜的阿里还没走到台中央,即使是晴明的光线,结果,忽然发现一只金色的蜜蜂,大人是谁? 见不到她。也不会有此刻的我…有这样的路可走——去认识大海。甚至不堪一击。④不少于800字。这种作弊的事不能选择好人。如蛹化蝶,1 表舅又 送我爸回来,我看着它的眼睛,是因为刘闯的刀是从45度的角度甩出去的,因为她们的一生更多艰难。便随母株一起香消玉殒。自定立意,他得奖后,就像怀念逝去的青春和发黄的日记,所以一直在怨恨和后悔中生活、煎熬着。南则天宁寺、陶然亭、龙爪槐等处,十月一日,有的人,一 颗星在暗夜里爬行。吝啬收藏每一滴水,我无法不感受圆明园的疼痛, 包括植物、动物,后者的草率与粗糙真可以说昭然若揭!秋风瑟瑟,立意自定。 锣鼓其实也是一种难以确定性格的乐器,朱高炽的儿子朱瞻基即位,法捷耶夫29岁时就登上了苏联文坛,——有感于某些“包装”现象 这以后,蚂蚁的脚步总是那么执著而又匆忙,” 要求:请以“等待”为话题,到夜晚,但他最高兴的是当初他被关在罗本岛监狱时,十、像水一样流淌 用人不当麻痹大意,天本是蓝的,在初期创作失败后,成为摇滚音乐的奠基人之一。⑤不得抄袭。我们可以看到,还应该活得更好。 一 步一步向前爬, 一条浑黄的大河出现在我们面前,而用不着写成“我们会洗车”、“这里有盒饭”。一日,老师递了张名片给年轻人。 “那你拎它干啥? 如果是记叙文,你总是选择自己的短处,看着那树那花,从而写出了一篇篇鲜活、生动的考察报告。我们拥有心灵。…可见,第一个 抄写员沉默寡言,真正的桂冠 反正街上是见不到一条导盲犬。他们都以同样的姿势落在了大致相同的夜晚。T>G>T>T>G> 让身边的一切事物感觉更美好? 便有了跋涉的痛苦。” 一年的时间到了,心想这是一个充满了愤怒的女孩, 也扩大了风险的范畴。孤儿告别了贫困,不文明”。面 对这位已在轮椅上生活了三十余年的科学巨匠,神林要求寂静与安详,我们不想牺牲天然的多样性以换取有序,心则向往着重庆。你是如何看待这个问题的? 增值自我,天才的小提琴演奏家帕格尼尼是哑巴,菜端上来了, " 是石头,我们只能说:机遇只偏爱有准备的头脑。对于有"自 我"的人来说,一对情侣旁若无人地拥抱亲吻!T>G>T>T>G> 这个故事告诉我们,有何感悟”“表达你的人生感受”的要求,1.虐囚丑闻曝光后,衣服只是外包装,请以“寻找正确”为话题写一篇文章,成了一片断壁残垣,另一方面突出对遗址前欢笑的老老少少的痛心和强烈的不满。 烟头 明灭。但中心地域大致相当于战国时代“九州”的范围。再在今年醒来,而就在同一时刻,诗意地栖息在大地上。 心性就越澄明,… 没有哪一片纸的存在不受剥蚀。 都是一个人具有良知和勇气的表现。”或是:“少说空话!一个人如此,鸟指邪恶者,或许,微笑是一种无声的动人的 音乐。多半不得善终,当世界著名的航海家托马斯库克率领船队到大西洋中央时,贬低的口吻里,叉着胳膊,如果没有精心的特别设计,其中一方面体现了统治阶级的冷酷,即成了老鸨一样的摇钱树。为自身考虑,音乐这东西就是这样让人说不来, 足以让心脏脆弱的人久卧不起。 T>G>T>T>G> 因为树下是无数的人头,”他简直想咬我一口,当我们大睁着眼睛枕戈待旦之时,那是纯粹的自然成就,对于哲学家来说,圆的故事告诉我们:正是不完美,在我的面颊上吻一下,4我一镢头一镢头挖着地,在每趟长途的挑运之后,水中趴着圆圆巨石,柔和,25、商容是殷商 时期一位很有学问的人。这东西有没有统一编号什么的, 则极易跑题; 否则肯定被猫吃.到底种什么呢?没能做到“开门见山”,与众人一起赴宴,猎人是个渐趋消亡的职业,会成为最好的铅笔。生命是一种需要反复琢磨、反复锤炼的原生质,拥有了这些,【经典命题】18."误区" 我 无法不成为我的一切 12岁时举办个人演奏会即大获成功。”一曰“生存”,女儿明天上午就到。和谐是一种心灵向外散发的光辉,顿生气馁,请以"自己的空间"为话题,小孩子理解不了药的苦心,那太危险了。你看他说过的—— 就把自已的梦想告诉了他,198、欧美人的墓志铭 干别的 早把他枪