1.2导数的计算(4课时)
1.2导数的计算(共26张PPT)
式及导数的运算法则
学习目标
1.熟记导数公式及其运算法则,并能灵活运用 2.重点:熟练运用导数的四则运算法则 3.难点:商的导数的运用
一、复习
1. 导数的几何意义 导数的物理物理意义 2.求函数的导数的方法是:
(1)求函数的增量y f ( x x ) f ( x );
f ( x ) f ( x ) g ( x ) f ( x ) g ( x ) ( g ( x) 0) g ( x) 2 g ( x)
推论:
cf ( x)
/
cf ( x)
/
例1. 求函数y=x3-2x2+3的导数.
例2.日常生活中的饮用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 (元): c( x) 5284 (80 x 100)
cos x
目标检测:
3.求曲线 y=sinx 在点
π A ,1 处的切线的斜率. 2
解:∵y′=(sinx)′=cosx, π ∴k=y′ |x= =cos =0. 2 2
π
∴曲线y=sinx在点A处的切线的斜率为0.
目标检测:
4.点P是曲线y=ex上任意一点,求点P到直线y=x 的最小距离.
目标检测:
2.练习:求下列函数的导数:
1 2 答案: (1) y 1 4 ; (1) y 2 ; x2 x3 x x 2 1 x x (2) y ; 2 2 (2) y ; (1 x ) 2 1 x 1 ( 3) y ; (3) y tan x; 2
1 7.若f(x)=logax,则f(x)= xlna 1 ' 8.若f(x)=lnx,则f(x)= x
高中数学(新课标)选修2课件1.2.1-2导数的计算
函数
导数
f(x)=c(c 为常数) f(x)=x f(x)=x2 f(x)=1x f(x)= x
f′(x)=____0____ f′(x)=____1____
f′(x)=____2_x___ f′(x)=__-__x1_2___ f′(x)=____1____
2· x
知识点二 基本初等函数的导数公式
切点处导数值为 2,求切点坐标; (2)利用切线过定点 P(0,1)列方程求出切点坐标.
方法归纳
(1)求过点 P 的切线方程时应注意,P 点在曲线上还是在曲线外, 两种情况的解法是不同的;
(2)解决此类问题应充分利用切点满足的三个关系:一是切点坐 标满足曲线方程;二是切点坐标满足对应切线的方程;三是切线的 斜率是曲线在此切点处的导数值.
【解析】
(1)设切点为(x0,y0),由 y=
x得
y′|
x= x0
= 2
1 x0.
因为切线与
y=2x-4
平行,所以 2
1x0=2,
所以 x0=116,所以 y0=14,所以切点为116,14.
则所求切线方程为 y-14=2x-116,即 16x-8y+1=0.
(2)设切点 P1(x1, x1),
答案:C
4.函数 f(x)=sin x,则 f′(6π)=________.
解析:f′(x)=cos x,所以 f′(6π)=1. 答案:1
类型一 利用导数公式求导数
例 1 求下列函数的导数: (1)y=x-3; (2)y=3x;
(3)y= x x x; (4)y=log5x; (5)y=cosπ2-x; (6)y=sin π6; (7)y=ln x; (8)y=ex.
跟踪训练 2 已知点 P(-1,1),点 Q(2,4)是曲线 y=x2 上的两点, 求与直线 PQ 垂直的曲线 y=x2 的切线方程.
人教A版数学选修2-2《1.2导数的计算》课件(共26张ppt)
x x 1(是常数)
推广:
y f (x) x ( Q)
y/ x 1
这个公式称为幂函数的导数公式.
事实上 可以是任意实数.
基本初等函数的导数公式
1.若f(x)=c,则f'(x)=0
2.若f(x)=xn,则f'(x)=nxn-1(n R)
3.若f(x)=sinx,则f'(x)=cosx
x
x2 2x x x2 x2
x
2x x
O
所以 y' lim y lim 2x x 2x.
x0 x x0
y=x2 x
从几何的角度理解:
y =2x表示函数y=x2图象上点(x,y)处切线的斜 率为2x,说明随着x的变化,切线的斜率也在变化. 从导数作为函数在一点的瞬时变化率来看,y=2x 表明:
x
x
kx x kx
x
kx kx kx k, x
所以 y' lim y lim k k. x0 x x0
3.函数 y = f (x) = x2 的导数
因为
y
f x x f x x x3) y 3 x (4) y 3 x5
2:
(1)已知y x , 求f (1). x2
(2)已知y 2x3 , 求f (2).
导数的运算法则:
法则1:两个函数的和(差)的导数,等于这两个函数的导数的
和(差),即: f (x) g(x) f (x) g(x)
(3)求极限,得导函数y f (x) lim y . x0 x
几种常见函数的导数 基本初等函数的导数公
式及导数的运算法则
二、几种常见函数的导数
1.2 反函数、复合函数、参数方程的导数
1 ln 2 (sin ) x 1
2
1.2 导数的计算
例 4.计算下列各题: 1 2 dy (1) y [ f (sin )] ,其中 f ( x ) 可导,求 。 x dx
(1 x )e x (2) y ln ,求 y(0) 。 arccos x
结论:若函数 y f ( x ) 在 x 可导,且 f ( x ) 0 ,则
复合而成。
1 2 1 dy dy du 1 2 2 . 2 2 2 x 1 2 ( x 1) x 1 dx du dx 1 u ( x 1) 1 ( ) x 1 9
1.2 导数的计算
(3) y ln x ,
dy 1 ; 解:当 x 0 时, y ln x , dx x
17
1.2 导数的计算
x 2 ( x 1) (2) y 5 ; 3 4 (2 x ) ( x 3)
1 解: ln y [2ln x ln( x 1) 3ln(2 x) 4ln( x 3)] 5
1 1 2 2 3 ( 1) 4 y [ ] y 5 x x 1 2 x x 3
当 x 0 时, y ln( x ) 可看成由
y ln u , u x 复合而成,
dy 1 1 1 ( 1) ( 1) ; dx u x x
1 ∴ (ln x ) 。 x
10
1.2 导数的计算
逐步求导法 —“由外往里,逐层求导 ”
例 2.求下列函数的导数
例如: y f (u) , u g(v ) , v k ( x ) 复合成函数
dy du dv y f { g[k ( x )]} ,且 , , 都存在,则 du dv dx
高中数学1.2 导数的计算
有
f(x)= ������
������������
=
������
������ ������ ,从而
f'(x)=
������
������ ������
'=������������ ·������������������ -1.
-5-
1.2 导数的计算
课前篇自主预习 课堂篇探究学习
【做一做 2】 求下列函数的导数:
(2)y'=
sin x-������1-1
'=cos x-
1 ������-1
'=cos
x-(������--11)2=cos
1
x+(������-1)2.
(3)因为 y=( ������+1)
1������-1
=1-
������ + 1������-1=-
������ +
1 ������
=
1-������������,
=-1
2
3
·������-2
=-
2
1 ������3
.
(3)因为 f(x)=2-x=
1 2
x,
所以 f'(x)=
1 2
x·ln
12=-ln 2·2-x.
(4)因为 f(x)=sin x+π2 =cos x,
所以 f'(x)=-sin x.
-6-
1.2 导数的计算
课前篇自主预习 课堂篇探究学习
3.导数的运算法则
名师点拨两个函数和与差的导数运算法则可以推广到若干个函
数和与差的情形:
[f1(x)±f2(x)±…±fn(x)]'=f1'(x)±f2'(x)±…±fn'(x).
2021学年高中数学第一章导数及其应用1.2.2基本初等函数的导数公式及导数的运算法则课件新人教A版
• 3.求函数在某点处的导数的步骤:先求导函数,再代入 变量的值求导数值.
〔跟踪练习 1〕 求下列函数的导数: (1)y=x-2; (2)y=cosx; (3)y=e0. [解析] 由求导公式得(1)y′=-2·x-3=-x23. (2)y′=(cosx)′=-sinx. (3)∵y=e0=1, ∴y′=0.
〔跟踪练习 2〕 求下列函数的导数.
(1)y=x·tanx; (2)y=(x+1)(x+2)(x+3); (3)y=xx-+11. [解析] (1)y′=(x·tanx)′=xcsoisnxx′ =xsinx′coscxo-s2xxsinxcosx′ =sinx+xcocsoxsc2xosx+xsin2x=sinxccooss2xx+x.
• 3.如图,y=f(x)是可导函数,直线l:y=kx+2是曲线y= f(x)在x=3处的切线,令g(x)=xf(x),g′(xB)是g(x)的导函数 ,那么g′(3)=( )
• A.-1 B.0 • C.2 D.4
[解析] 由已知得:3k+2=1,∴k=-13,又 g(x)=xf(x),f ′(3)=-13,∴g′(x) =f(x)+xf ′(x),∴g′(3)=f(3)+3f ′(3)=1+3×-13=0.
新课标导学
数学
选修2-2 ·人教A版
第一章
导数及其应用
1.2 导数的计算
1.2.2 根本初等函数的导数公式及导数的运算法那么
1
自主预习学案
2
互动探究学案
3
课时作业学案
自主预习学案
【课件】人教版2-2 1.2《导数的计算》 课件
巩固练习
求函数y f ( x) x3的导数。
解:y ' f '( x) lim f ( x x) f ( x)
x0
x
lim ( x x)3 x3 lim 3x2 x 3x(x)2 3(x)3
x0
x
x0
x
lim (3x2 3x x 3(x)2 ) 3x2 x0
1; x2
且随x的变化,斜率在变化; 当x 0时,x ,y 1 减小得越来越快;
x 当x 0时,x ,y x2减小得越来越慢。
② y ' |x1
1 x2
|x1
1, 斜率k
1所求方程为:x
y
2
0
例5:求函数y f ( x) x的导数。
解:y' lim f ( x x) f ( x)
c'(x)
( 5284 )' 100 x
5 2 8 4 '(1 0 0
x) 5284 (1 0 0 x ) 2
(1 0 0
x)'
0 (100 x ) 5284 (1) (100 x ) 2
5284 (100 x)2
(1)因 为 c ' (90)
O
x
从几何的角度理解:
y ' 2x表示y x2图象上各点处的切线的斜率都为2x;
且随x的变化,斜率在变化;
当x 0时,x ,y x2减小得越来越慢;
当x 0时,x ,y x2增加得越来越快。
从物理的角度理解:
高中数学(人教A版,选修22)1.2 导数的计算 课件+同步练习(9份)22 1.2.1
求函数y=1x在点-3,-13处的切线方程.
[解析] y′=1x′=-x12, 切线的斜率k=y′|x=-3=-19. 又切线过点-3,-13. 所以切线方程为y--13=-19(x+3), 即x+9y+6=0.
∴-x120=-1 x20=b
,解得xb0==21 或xb0==--21 .
即当b=2时,切点为(1,1);
当b=-2时,切点为(-1,-1).
典例探究学案
常用函数的导数
(1)求函数f(x)=π的导数. (2)求函数y=1x在点(1,1)处的切线方程.
[解析] (1)∵π为常数,∴f ′(x)=0. (2)∵k=y′=-x12, 当x=1时,k=-1, ∴切线方程为:y-1=-(x-1), 即x+y-2=0.
5.若直线 y=-x+b 为函数 y=1x的图象的切线,求 b 及 切点坐标.
[解析] 设切点坐标为(x0,y0), 因为 y′=1x′=-x12,所以切线斜率为 k=-x120. 所以切线方程为 y-x10=-x120(x-x0) 即 y=-x120x+x20 .
又切线方程为y=-x+b,
∴切线与x轴交点为(32,0),与直线x=2的交点为(2,2).
∴S=12×(2-32)×2=12.
规范答题样板
如图,已知曲线f(x)=2x2+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.
[解题思路探究] 第一步,审题. 一审结论探索解题方向.求点P坐标和a值,需利用条件建 立坐标及a的方程求解; 二审条件找解题突破口.两曲线相切于点P,在点P处有相 同切线表明切点是关键,切点在两曲线上和切线上,这是解题 的突破口. 第二步,建联系确定解题步骤. 只要设出切点坐标,则过点P的两曲线切线的斜率相等, 由此可求出切点坐标,代入f(x)解析式中可求出a. 第三步,规范解答.
新人教A版高中数学(选修22)1.2《导数的计算》word教案4篇
§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: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。
教学重点:基本初等函数的导数公式、导数的四则运算法则教学难点: 基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则的应用 教学过程: 一.创设情景四种常见函数y c =、y x =、2y x =、1y x=的导数公式及应用二.新课讲授(一)基本初等函数的导数公式表)(2)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)三.典例分析例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)?解:根据基本初等函数导数公式表,有'() 1.05ln1.05t p 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. 例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)y =xx --+1111; (3)y =x · sin x · ln x ;(4)y =xx 4; (5)y =xxln 1ln 1+-.(6)y =(2 x 2-5 x +1)e x(7) y =xx x xx x sin cos cos sin +-【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. 例3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.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.四.课堂练习 1.课本P 92练习2.已知曲线C :y =3 x 4-2 x 3-9 x 2+4,求曲线C 上横坐标为1的点的切线方程;(y =-12 x +8)五.回顾总结(1)基本初等函数的导数公式表 (2)导数的运算法则六.布置作业§1.1.2 导数的概念学习目标1.掌握用极限给瞬时速度下的精确的定义;2.会运用瞬时速度的定义,求物体在某一时刻的瞬时速度. 一、预习与反馈(预习教材P 4~ P 6,找出疑惑之处)探究任务一:瞬时速度问题1:在高台跳水运动中,运动员有不同时刻的速度是 新知:1. 瞬时速度定义:物体在某一时刻(某一位置)的速度,叫做瞬时速度.探究任务二:导数问题2: 瞬时速度是平均速度ts∆∆当t ∆趋近于0时的 导数的定义:函数()y f x =在0x x =处的瞬时变化率是0000()()limlimx x f x x f x fx x∆→∆→+∆-∆=∆∆,我们称它为函数()y f x =在0x x =处的导数,记作0()f x '或 即000()()()limx f x x f x f x x∆→+∆-'=∆注意:(1)。
课件1 :1.2.2 导数的计算课件
前面我们已经学习了几个常用函数的导数,
这样做起题来显得格外轻松.
为了方便,我们今后可以直接使用
基本初等函数的导数公式
再见
公式4.若f ( x ) cos x, 则f '( x ) sin x;
公式5.若f ( x ) a x , 则f '( x ) a x ln a (a 0);
公式6.若f ( x ) e x , 则f '( x ) e x ;
1
公式7.若f ( x ) log a x, 则f '( x )
1
(8) f ( x) x
2
(10) f ( x) lg x
练习:求下列函数的导数.
(1) f ( x) x
(5) f ( x ) 9
3
(2) f ( x) x
1
(6) f ( x) x
9
2
1
(3) f ( x) 4
x
(4) f ( x) x
3
x
(7) f ( x) log 1 x
( 2)切线过点P (1,0)
斜率k 1 ln 1 1
切线方程是: = −
此题不用导数能
用原来旧方法求
切线吗?我们用
几何画板来画出
此函数的图像。
答:绝对是不
可能的事
x
x
x
(2) y
;
2
1 x
(3) y tan x;
(4) y (2 x 2 3) 1 x 2 ;
其中p0为t = 0时的物价。假定某种商品的p0=1,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)?
1.2 导数的计算
练习:若直线y=3x+1是曲线y=ax3的切线,试求a的值.
解:设直线y=3x+1与曲线y=ax3相切于点P(x0,y0),则有: y0=3x0+1①,y0=ax03②,3ax02=3.③ 由①,②得3x0+1=ax03,由③得ax02=1,代入上式可得: 3x0+1=x0,x0=-1/2. 所以a•(-1/2)3=1,a=4.
公式1.若f ( x) c, 则f '( x) 0;
我们今后可以直接使用的 基本初等函数的导数公式
公式2.若f ( x) x n , 则f '( x) nx n 1 ; 公式3.若f ( x) sin x, 则f '( x) cos x; 公式4.若f ( x) cos x, 则f '( x) sin x; 公式5.若f ( x) a x , 则f '( x) a x ln a ( a 0); 公式6.若f ( x) e x , 则f '( x) e x ; 1 公式7.若f ( x) log a x, 则f '( x) ( a 0, 且a 1); x ln a 1 公式8.若f ( x) ln x, 则f '( x) ; x
例 用两种方法求 y (2x 3)(3x 2)
2
的导数
2 2 解: 法一:y (2x 3)(3x 2) (2x 3)(3x 2)
4 x ( 3 x 2) ( 2 x 3) 3
2
18 x 8 x 9 3 2 法二: y (6 x 4 x 9 x 6)
公式2.若f ( x) x n , 则f '( x) nx n 1 ; 公式3.若f ( x) sin x, 则f '( x) cos x; 公式4.若f ( x) cos x, 则f '( x) sin x; 公式5.若f ( x) a x , 则f '( x) a x ln a ( a 0); 公式6.若f ( x) e x , 则f '( x) e x ; 1 公式7.若f ( x) log a x, 则f '( x) ( a 0, 且a 1); x ln a 1 公式8.若f ( x) ln x, 则f '( x) ; x
【精品高中数学必修第二册】1.2 导数的计算1.2.1-1.2.2 Word版含答案
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]1.能根据定义求函数y=c(c为常数),y=x,y=x2,y=1x,y=x的导数.2.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.[知识链接]在前面,我们利用导数的定义能求出函数在某一点处的导数,那么能不能利用导数的定义求出比较简单的函数及基本函数的导数呢?类比用导数定义求函数在某点处导数的方法,如何用定义求函数y=f(x)的导数?答(1)计算ΔyΔx,并化简;(2)观察当Δx趋近于0时,ΔyΔx趋近于哪个定值;(3)ΔyΔx趋近于的定值就是函数y=f(x)的导数.[预习导引]1.几个常用函数的导数2.基本初等函数的导数公式要点一利用导数定义求函数的导数例1用导数的定义求函数f(x)=2 013x2的导数.解f′(x)=limΔx→02 013(x+Δx)2-2 013x2x+Δx-x=limΔx→02 013[x2+2x·Δx+(Δx)2]-2 013x2Δx=limΔx→04 026x·Δx+2 013(Δx)2Δx=limΔx→0(4 026x+2 013Δx)=4 026x.规律方法 解答此类问题,应注意以下几条: (1)严格遵循“一差、二比、三取极限”的步骤. (2)当Δx 趋于0时,k ·Δx (k ∈R )、(Δx )n (n ∈N *)等也趋于0.(3)注意通分、分母(或分子)有理化、因式分解、配方等技巧的应用. 跟踪演练1 用导数的定义求函数y =x 2+ax +b (a ,b 为常数)的导数. 解 y ′=lim Δx →0 (x +Δx )2+a (x +Δx )+b -(x 2+ax +b )Δx =lim Δx →0 x 2+2x ·Δx +(Δx )2+ax +a ·Δx +b -x 2-ax -b Δx =lim Δx →0 2x ·Δx +a ·Δx +(Δx )2Δx =lim Δx →0(2x +a +Δx )=2x +a . 要点二 利用导数公式求函数的导数 例2 求下列函数的导数(1)y =sin π3;(2)y =5x ;(3)y =1x 3;(4)y =4x 3;(5)y =log 3x . 解 (1)y ′=0; (2)y ′=(5x )′=5x ln 5; (3)y ′=(x -3)′=-3x -4;(4)y ′=⎝⎛⎭⎫4x 3′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 34′=34x -14=344x ; (5)y ′=(log 3x )′=1x ln 3.规律方法 求简单函数的导函数的基本方法: (1)用导数的定义求导,但运算比较繁杂;(2)用导数公式求导,可以简化运算过程、降低运算难度.解题时根据所给问题的特征,将题中函数的结构进行调整,再选择合适的求导公式.跟踪演练2 求下列函数的导数:(1)y =x 8;(2)y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ;(3)y =x x ;(4)y =log 13x .解 (1)y ′=8x 7;(2)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ln 12=-⎝ ⎛⎭⎪⎫12xln 2;(3)∵y =x x =x 32,∴y ′=32x 12; (4) y ′=1x ln 13=-1x ln 3.要点三 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.规律方法 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.跟踪演练3 已知点P (-1,1),点Q (2,4)是曲线y =x 2上的两点,求与直线PQ 平行的曲线y =x 2的切线方程.解 ∵y ′=(x 2)′=2x ,设切点为M (x 0,y 0), 则y ′|x =x 0=2x 0,又∵PQ 的斜率为k =4-12+1=1,而切线平行于PQ ,∴k =2x 0=1,即x 0=12,所以切点为M ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,14.∴所求的切线方程为y -14=x -12,即4x -4y -1=0.1.已知f (x )=x 2,则f ′(3)=( )A .0B .2xC .6D .9答案 C解析 ∵f (x )=x 2,∴f ′(x )=2x ,∴f ′(3)=6. 2.函数f (x )=x ,则f ′(3)等于( ) A.36 B .0 C .12xD .32答案 A解析 ∵f ′(x )=(x )′=12x,∴f ′(3)=123=36. 3.设正弦曲线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.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π B .[0,π)C .⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,3π4D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,3π4 答案 A解析 ∵(sin x )′=cos x ,∵k l =cos x ,∴-1≤k l ≤1, ∴αl ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π.4.曲线y =e x 在点(2,e 2)处的切线与坐标轴所围三角形的面积为________. 答案 12e 2解析 ∵y ′=(e x )′=e x ,∴k =e 2,∴曲线在点(2,e 2)处的切线方程为y -e 2=e 2(x -2), 即y =e 2x -e 2.当x =0时,y =-e 2,当y =0时,x =1. ∴S △=12×1×||-e 2=12e 2.1.利用常见函数的导数公式可以比较简捷的求出函数的导数,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 =1-2sin 2x 2的导数.因为y =1-2sin 2x2=cos x , 所以y ′=(cos x )′=-sin x .3.对于正、余弦函数的导数,一是注意函数的变化,二是注意符号的变化.一、基础达标1.下列结论中正确的个数为( )①y =ln 2,则y ′=12;②y =1x 2,则y ′|x =3=-227;③y =2x ,则y ′=2x ln 2;④y =log 2x ,则y ′=1x ln 2. A .0 B .1 C .2 D .3答案 D解析 ①y =ln 2为常数,所以y ′=0.①错.②③④正确.2.过曲线y =1x 上一点P 的切线的斜率为-4,则点P 的坐标为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2 B .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2或⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-2 C .⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-2D .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-2答案 B解析 y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ′=-1x 2=-4,x =±12,故选B. 3.已知f (x )=x a ,若f ′(-1)=-4,则a 的值等于( ) A .4 B .-4 C .5 D .-5答案 A解析 f ′(x )=ax a -1,f ′(-1)=a (-1)a -1=-4,a =4.4.函数f (x )=x 3的斜率等于1的切线有( ) A .1条 B .2条 C .3条 D .不确定答案 B解析 ∵f ′(x )=3x 2,设切点为(x 0,y 0),则3x 20=1,得x 0=±33,即在点⎝ ⎛⎭⎪⎫33,39和点⎝ ⎛⎭⎪⎫-33,-39处有斜率为1的切线.5.曲线y =9x 在点M (3,3)处的切线方程是________.答案 x +y -6=0解析 ∵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=0.6.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 =________. 答案 64解析 ∵y =x -12,∴y ′=-12x -32,∴曲线在点⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,a -12处的切线斜率k =-12a -32,∴切线方程为y -a -12=-12a -32(x -a ). 令x =0得y =32a -12;令y =0得x =3a . ∵该切线与两坐标轴围成的三角形的面积为 S =12·3a ·32a -12=94a 12=18,∴a =64. 7.求下列函数的导数:(1) y =5x 3;(2)y =1x 4;(3)y =-2sin x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-2cos 2x 4; (4)y =log 2x 2-log 2x .解 (1)y ′=⎝⎛⎭⎫5x 3′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 35′=35x 35-1=35x -25=355x 2. (2)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 4′=(x -4)′=-4x -4-1=-4x -5=-4x 5.(3)∵y =-2sin x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-2cos 2x 4=2sin x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos 2x 4-1=2sin x 2cos x 2=sin x ,∴y ′=(sin x )′=cos x . (4)∵y =log 2x 2-log 2x =log 2x , ∴y ′=(log 2x )′=1x ·ln 2. 二、能力提升8.已知直线y =kx 是曲线y =e x 的切线,则实数k 的值为( ) A.1e B .-1e C .-e D .e答案 D解析y ′=e x ,设切点为(x 0,y 0),则⎩⎨⎧y 0=kx 0y 0=e x 0k =e x 0.∴e x 0=e x 0·x 0,∴x 0=1,∴k =e.9.曲线y =ln x 在x =a 处的切线倾斜角为π4,则a =________. 答案 1解析 y ′=1x ,∴y ′|x =a =1a =1,∴a =1.10.点P 是曲线y =e x 上任意一点,则点P 到直线y =x 的最小距离为________. 答案 22 解析根据题意设平行于直线y =x 的直线与曲线y =e x 相切于点(x 0,y 0),该切点即为与y =x 距离最近的点,如图.则在点(x 0,y 0)处的切线斜率为1,即y ′|x =x 0=1.∵y ′=(e x )′=e x ,∴e x 0=1,得x 0=0,代入y =e x ,得y 0=1,即P (0,1).利用点到直线的距离公式得距离为22.11.已知f (x )=cos x ,g (x )=x ,求适合f ′(x )+g ′(x )≤0的x 的值. 解 ∵f (x )=cos x ,g (x )=x ,∴f ′(x )=(cos x )′=-sin x ,g ′(x )=x ′=1, 由f ′(x )+g ′(x )≤0,得-sin x +1≤0, 即sin x ≥1,但sin x ∈[-1,1], ∴sin x =1,∴x =2k π+π2,k ∈Z .12.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 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 20),则y ′|x =x 0=2x 0=1,所以x 0=12,所以切点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,14,切点到直线x -y -2=0的距离 d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪12-14-22=728,所以抛物线上的点到直线x -y -2=0的最短距离为728. 三、探究与创新13.设f 0(x )=sin x ,f 1(x )=f ′0(x ),f 2(x )=f ′1(x ),…,f n +1(x )=f ′n (x ),n ∈N ,试求f 2 014(x ).解 f 1(x )=(sin x )′=cos x ,f2(x)=(cos x)′=-sin x,f3(x)=(-sin x)′=-cos x,f4(x)=(-cos x)′=sin x,f5(x)=(sin x)′=f1(x),f6(x)=f2(x),…,f n+4(x)=f n(x),可知周期为4,∴f2 014(x)=f2(x)=-sin x.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导数运算法则求函数的导数.3.能运用复合函数的求导法则进行复合函数的求导.[知识链接]前面我们已经学习了几个常用函数的导数和基本初等函数的导数公式,这样做起题来比用导数的定义显得格外轻松.我们已经会求f(x)=5和g(x)=1.05x等基本初等函数的导数,那么怎样求f(x)与g(x)的和、差、积、商的导数呢?答利用导数的运算法则.[预习导引]1.导数运算法则2.复合函数的求导法则要点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=x3-2x+3;(2)y=(x2+1)(x-1);(3)y=3x-lg x.解(1)y′=(x3)′-(2x)′+3′=3x2-2.(2)∵y=(x2+1)(x-1)=x3-x2+x-1,∴y′=(x3)′-(x2)′+x′-1′=3x2-2x+1.(3)函数y=3x-lg x是函数f(x)=3x与函数g(x)=lg x的差.由导数公式表分别得出f′(x)=3x ln 3,g′(x)=1x ln 10,利用函数差的求导法则可得(3x-lg x)′=f′(x)-g′(x)=3x ln 3-1x ln 10.规律方法本题是基本函数和(差)的求导问题,求导过程要紧扣求导法则,联系基本函数求导法则,对于不具备求导法则结构形式的可先进行适当的恒等变形转化为较易求导的结构形式再求导数.跟踪演练1求下列函数的导数:(1)y=5-4x3;(2)y=3x2+x cos x;(3)y=e x·ln x;(4)y=lg x-1 x2.解(1)y′=-12x2;(2)y′=(3x2+x cos x)′=6x+cos x-x sin x;(3)y′=e xx+ex·ln x;(4)y′=1x ln 10+2x3.要点二求复合函数的导数例2求下列函数的导数:(1)y=ln(x+2);(2)y=(1+sin x)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=u2,u=1+sin x,∴y x′=y u′·u x′=(u2)′·(1+sin x)′=2u·cos x=2cos x(1+sin x).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.跟踪演练2(1)y=e2x+1;(2)y=(x-2)2.解(1)y=e u,u=2x+1,∴y′x=y′u·u′x=(e u)′·(2x+1)′=2e u=2e2x+1.(2)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 .要点三 导数的应用例3 求过点(1,-1)与曲线f (x )=x 3-2x 相切的直线方程. 解 设P (x 0,y 0)为切点,则切线斜率为 k =f ′(x 0)=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.规律方法 (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. 跟踪演练3 已知某运动着的物体的运动方程为s (t )=t -1t 2+2t 2(位移单位:m ,时间单位:s),求t =3 s 时物体的瞬时速度. 解 ∵s (t )=t -1t 2+2t 2=t t 2-1t 2+2t 2=1t -1t 2+2t 2, ∴s ′(t )=-1t 2+2·1t 3+4t , ∴s ′(3)=-19+227+12=32327,即物体在t =3 s 时的瞬时速度为32327 m/s.1.下列结论不正确的是( )A .若y =3,则y ′=0B .若f (x )=3x +1,则f ′(1)=3C .若y =-x +x ,则y ′=-12x+1D .若y =sin x +cos x ,则y ′=cos x +sin x 答案 D解析 利用求导公式和导数的加、减运算法则求解.D 项,∵y =sin x +cos x , ∴y ′=(sin x )′+(cos x )′=cos x -sin x . 2.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答案 C解析 y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x 1-x ′=(-sin x )(1-x )-cos x ·(-1)(1-x )2=cos x -sin x +x sin x(1-x )2.3.曲线y =xx +2在点(-1,-1)处的切线方程为( )A .y =2x +1B .y =2x -1C .y =-2x -3D .y =-2x +2答案 A解析∵y′=x′(x+2)-x(x+2)′(x+2)2=2(x+2)2,∴k=y′|x=-1=2(-1+2)2=2,∴切线方程为y+1=2(x+1),即y=2x+1.4.直线y=12x+b是曲线y=ln x(x>0)的一条切线,则实数b=________.答案ln 2-1解析设切点为(x0,y0),∵y′=1x,∴12=1x0,∴x0=2,∴y0=ln 2,ln 2=12×2+b,∴b=ln 2-1.求函数的导数要准确把函数分割为基本函数的和、差、积、商,再利用运算法则求导数.在求导过程中,要仔细分析出函数解析式的结构特征,根据导数运算法则,联系基本函数的导数公式.对于不具备导数运算法则结构形式的要进行适当恒等变形,转化为较易求导的结构形式,再求导数,进而解决一些切线斜率、瞬时速度等问题.一、基础达标1.设y=-2e x sin x,则y′等于()A.-2e x cos x B.-2e x sin xC.2e x sin x D.-2e x(sin x+cos x)答案D解析y′=-2(e x sin x+e x cos x)=-2e x(sin x+cos x).2.当函数y=x2+a2x(a>0)在x=x0处的导数为0时,那么x0=()A.a B.±aC .-aD .a 2答案 B解析 y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+a 2x ′=2x ·x -(x 2+a 2)x 2=x 2-a 2x 2,由x 20-a 2=0得x 0=±a .3.设曲线y =x +1x -1在点(3,2)处的切线与直线ax +y +1=0垂直,则a 等于( )A .2B .12 C .-12 D .-2答案 D解析 ∵y =x +1x -1=1+2x -1,∴y ′=-2(x -1)2.∴y ′|x =3=-12. ∴-a =2,即a =-2.4.已知曲线y =x 3在点P 处的切线斜率为k ,则当k =3时的P 点坐标为( ) A .(-2,-8) B .(-1,-1)或(1,1) C .(2,8) D .⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-18答案 B解析 y ′=3x 2,∵k =3,∴3x 2=3,∴x =±1, 则P 点坐标为(-1,-1)或(1,1).5.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________. 答案 4解析 依题意得f ′(x )=g ′(x )+2x , f ′(1)=g ′(1)+2=4.6.已知f (x )=13x 3+3xf ′(0),则f ′(1)=________. 答案 1解析 由于f ′(0)是一常数,所以f ′(x )=x 2+3f ′(0),令x =0,则f ′(0)=0, ∴f ′(1)=12+3f ′(0)=1. 7.求下列函数的导数: (1)y =(2x 2+3)(3x -1); (2)y =x -sin x 2cos x2.解 (1)法一 y ′=(2x 2+3)′(3x -1)+(2x 2+3)(3x -1)′=4x (3x -1)+3(2x 2+3)=18x 2-4x +9.法二 ∵y =(2x 2+3)(3x -1)=6x 3-2x 2+9x -3, ∴y ′=(6x 3-2x 2+9x -3)′=18x 2-4x +9. (2)∵y =x -sin x 2cos x 2=x -12sin x , ∴y ′=x ′-⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin x ′=1-12cos x .二、能力提升8.曲线y =sin x sin x +cos x -12在点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,0处的切线的斜率为( )A .-12 B .12 C .-22 D .22答案 B解析 y ′=cos x (sin x +cos x )-sin x (cos x -sin x )(sin x +cos x )2=1(sin x +cos x )2,故y ′|x =π4=12,∴曲线在点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,0处的切线的斜率为12.9.已知点P 在曲线y =4e x +1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,π4)B .[π4,π2)C .(π2,3π4]D .[3π4,π)答案 D解析 y ′=-4e x (e x +1)2=-4e x e 2x +2e x +1,设t =e x∈(0,+∞),则y ′=-4t t 2+2t +1=-4t +1t +2,∵t +1t ≥2,∴y ′∈[-1,0),α∈[3π4,π).10.(2020·江西)设函数f (x )在(0,+∞)内可导,且f (e x )=x +e x ,则f ′(1)=________. 答案 2解析 令t =e x ,则x =ln t ,所以函数为f (t )=ln t +t ,即f (x )=ln x +x ,所以f ′(x )=1x +1,即f ′(1)=11+1=2.11.求过点(2,0)且与曲线y =x 3相切的直线方程.解 点(2,0)不在曲线y =x 3上,可令切点坐标为(x 0,x 30).由题意,所求直线方程的斜率k =x 30-0x 0-2=y ′|x =x 0=3x 20,即x 30x 0-2=3x 20,解得x 0=0或x 0=3.当x 0=0时,得切点坐标是(0,0),斜率k =0,则所求直线方程是y =0; 当x 0=3时,得切点坐标是(3,27),斜率k =27, 则所求直线方程是y -27=27(x -3), 即27x -y -54=0.综上,所求的直线方程为y =0或27x -y -54=0.12.已知曲线f (x )=x 3-3x ,过点A (0,16)作曲线f (x )的切线,求曲线的切线方程. 解 设切点为(x 0,y 0),则由导数定义得切线的斜率k =f ′(x 0)=3x 20-3, ∴切线方程为y =(3x 20-3)x +16, 又切点(x 0,y 0)在切线上,∴y 0=3(x 20-1)x 0+16, 即x 30-3x 0=3(x 20-1)x 0+16,解得x 0=-2,∴切线方程为9x -y +16=0. 三、探究与创新13.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 所围成的三角形的面积为定值,并求此定值. (1)解 由7x -4y -12=0得y =74x -3. 当x =2时,y =12,∴f (2)=12, ①又f ′(x )=a +bx 2, ∴f ′(2)=74, ② 由①,②得⎩⎪⎨⎪⎧2a -b 2=12a +b 4=74.解之得⎩⎨⎧a =1b =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6.1.2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]1.能根据定义求函数y=c(c为常数),y=x,y=x2,y=1x,y=x的导数.2.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.[知识链接]在前面,我们利用导数的定义能求出函数在某一点处的导数,那么能不能利用导数的定义求出比较简单的函数及基本函数的导数呢?类比用导数定义求函数在某点处导数的方法,如何用定义求函数y=f(x)的导数?答(1)计算ΔyΔx,并化简;(2)观察当Δx趋近于0时,ΔyΔx趋近于哪个定值;(3)ΔyΔx趋近于的定值就是函数y=f(x)的导数.[预习导引]1.几个常用函数的导数2.基本初等函数的导数公式要点一利用导数定义求函数的导数例1用导数的定义求函数f(x)=2 013x2的导数.解f′(x)=limΔx→02 013(x+Δx)2-2 013x2x+Δx-x=limΔx→02 013[x2+2x·Δx+(Δx)2]-2 013x2Δx=limΔx→04 026x·Δx+2 013(Δx)2Δx=lim Δx →0 (4 026x +2 013Δx ) =4 026x .规律方法 解答此类问题,应注意以下几条: (1)严格遵循“一差、二比、三取极限”的步骤. (2)当Δx 趋于0时,k ·Δx (k ∈R )、(Δx )n (n ∈N *)等也趋于0.(3)注意通分、分母(或分子)有理化、因式分解、配方等技巧的应用. 跟踪演练1 用导数的定义求函数y =x 2+ax +b (a ,b 为常数)的导数. 解 y ′=lim Δx →0 (x +Δx )2+a (x +Δx )+b -(x 2+ax +b )Δx =lim Δx →0 x 2+2x ·Δx +(Δx )2+ax +a ·Δx +b -x 2-ax -b Δx =lim Δx →0 2x ·Δx +a ·Δx +(Δx )2Δx =lim Δx →0(2x +a +Δx )=2x +a . 要点二 利用导数公式求函数的导数 例2 求下列函数的导数(1)y =sin π3;(2)y =5x ;(3)y =1x 3;(4)y =4x 3;(5)y =log 3x . 解 (1)y ′=0; (2)y ′=(5x )′=5x ln 5; (3)y ′=(x -3)′=-3x -4;(4)y ′=⎝⎛⎭⎫4x 3′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 34′=34x -14=344x ; (5)y ′=(log 3x )′=1x ln 3.规律方法 求简单函数的导函数的基本方法: (1)用导数的定义求导,但运算比较繁杂;(2)用导数公式求导,可以简化运算过程、降低运算难度.解题时根据所给问题的特征,将题中函数的结构进行调整,再选择合适的求导公式.跟踪演练2 求下列函数的导数:(1)y =x 8;(2)y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ;(3)y =x x ;(4)y =log 13x .解 (1)y ′=8x 7;(2)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ln 12=-⎝ ⎛⎭⎪⎫12xln 2;(3)∵y =x x =x 32,∴y ′=32x 12; (4) y ′=1x ln 13=-1x ln 3.要点三 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.规律方法 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.跟踪演练3 已知点P (-1,1),点Q (2,4)是曲线y =x 2上的两点,求与直线PQ 平行的曲线y =x 2的切线方程.解 ∵y ′=(x 2)′=2x ,设切点为M (x 0,y 0), 则y ′|x =x 0=2x 0, 又∵PQ 的斜率为k =4-12+1=1,而切线平行于PQ , ∴k =2x 0=1,即x 0=12,所以切点为M ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,14.∴所求的切线方程为y -14=x -12,即4x -4y -1=0.1.已知f (x )=x 2,则f ′(3)=( ) A .0 B .2x C .6 D .9答案 C解析 ∵f (x )=x 2,∴f ′(x )=2x ,∴f ′(3)=6. 2.函数f (x )=x ,则f ′(3)等于( ) A.36 B .0 C .12xD .32 答案 A解析 ∵f ′(x )=(x )′=12x,∴f ′(3)=123=36. 3.设正弦曲线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.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π B .[0,π)C .⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,3π4D .⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,3π4 答案 A解析 ∵(sin x )′=cos x ,∵k l =cos x ,∴-1≤k l ≤1, ∴αl ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π.4.曲线y =e x 在点(2,e 2)处的切线与坐标轴所围三角形的面积为________. 答案 12e 2解析 ∵y ′=(e x )′=e x ,∴k =e 2,∴曲线在点(2,e 2)处的切线方程为y -e 2=e 2(x -2), 即y =e 2x -e 2.当x =0时,y =-e 2,当y =0时,x =1.∴S △=12×1×||-e 2=12e 2.1.利用常见函数的导数公式可以比较简捷的求出函数的导数,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 =1-2sin 2x 2的导数.因为y =1-2sin 2x2=cos x , 所以y ′=(cos x )′=-sin x .3.对于正、余弦函数的导数,一是注意函数的变化,二是注意符号的变化.一、基础达标1.下列结论中正确的个数为( )①y =ln 2,则y ′=12;②y =1x 2,则y ′|x =3=-227;③y =2x ,则y ′=2x ln 2;④y =log 2x ,则y ′=1x ln 2. A .0 B .1 C .2 D .3答案 D解析 ①y =ln 2为常数,所以y ′=0.①错.②③④正确.2.过曲线y =1x 上一点P 的切线的斜率为-4,则点P 的坐标为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2 B .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2或⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-2 C .⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-2D .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-2答案 B解析 y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ′=-1x 2=-4,x =±12,故选B.3.已知f (x )=x a ,若f ′(-1)=-4,则a 的值等于( )A .4B .-4C .5D .-5答案 A解析 f ′(x )=ax a -1,f ′(-1)=a (-1)a -1=-4,a =4. 4.函数f (x )=x 3的斜率等于1的切线有( ) A .1条 B .2条 C .3条 D .不确定答案 B解析 ∵f ′(x )=3x 2,设切点为(x 0,y 0),则3x 20=1,得x 0=±33,即在点⎝ ⎛⎭⎪⎫33,39和点⎝ ⎛⎭⎪⎫-33,-39处有斜率为1的切线.5.曲线y =9x 在点M (3,3)处的切线方程是________. 答案 x +y -6=0解析 ∵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=0.6.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 =________. 答案 64解析 ∵y =x -12,∴y ′=-12x -32,∴曲线在点⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,a -12处的切线斜率k =-12a -32,∴切线方程为y -a -12=-12a -32(x -a ). 令x =0得y =32a -12;令y =0得x =3a . ∵该切线与两坐标轴围成的三角形的面积为 S =12·3a ·32a -12=94a 12=18,∴a =64.7.求下列函数的导数:(1) y =5x 3;(2)y =1x 4;(3)y =-2sin x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-2cos 2x 4;(4)y =log 2x 2-log 2x .解 (1)y ′=⎝⎛⎭⎫5x 3′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 35′=35x 35-1=35x -25=355x 2.(2)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 4′=(x -4)′=-4x -4-1=-4x -5=-4x 5.(3)∵y =-2sin x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-2cos 2x 4=2sin x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos 2x 4-1=2sin x 2cos x 2=sin x ,∴y ′=(sin x )′=cos x . (4)∵y =log 2x 2-log 2x =log 2x , ∴y ′=(log 2x )′=1x ·ln 2. 二、能力提升8.已知直线y =kx 是曲线y =e x 的切线,则实数k 的值为( ) A.1e B .-1e C .-e D .e答案 D解析y ′=e x ,设切点为(x 0,y 0),则⎩⎨⎧y 0=kx 0y 0=e x 0k =e x 0.∴e x 0=e x 0·x 0,∴x 0=1,∴k =e.9.曲线y =ln x 在x =a 处的切线倾斜角为π4,则a =________. 答案 1解析 y ′=1x ,∴y ′|x =a =1a =1,∴a =1.10.点P 是曲线y =e x 上任意一点,则点P 到直线y =x 的最小距离为________.答案 22 解析根据题意设平行于直线y =x 的直线与曲线y =e x 相切于点(x 0,y 0),该切点即为与y =x 距离最近的点,如图.则在点(x 0,y 0)处的切线斜率为1,即y ′|x =x 0=1.∵y ′=(e x )′=e x ,∴e x 0=1,得x 0=0,代入y =e x ,得y 0=1,即P (0,1).利用点到直线的距离公式得距离为22.11.已知f (x )=cos x ,g (x )=x ,求适合f ′(x )+g ′(x )≤0的x 的值. 解 ∵f (x )=cos x ,g (x )=x ,∴f ′(x )=(cos x )′=-sin x ,g ′(x )=x ′=1, 由f ′(x )+g ′(x )≤0,得-sin x +1≤0, 即sin x ≥1,但sin x ∈[-1,1], ∴sin x =1,∴x =2k π+π2,k ∈Z .12.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 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 20),则y ′|x =x 0=2x 0=1,所以x 0=12,所以切点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,14,切点到直线x -y -2=0的距离 d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪12-14-22=728,所以抛物线上的点到直线x -y -2=0的最短距离为728. 三、探究与创新13.设f0(x)=sin x,f1(x)=f′0(x),f2(x)=f′1(x),…,f n+1(x)=f′n(x),n∈N,试求f2 014(x).解f1(x)=(sin x)′=cos x,f2(x)=(cos x)′=-sin x,f3(x)=(-sin x)′=-cos x,f4(x)=(-cos x)′=sin x,f5(x)=(sin x)′=f1(x),f6(x)=f2(x),…,f n+4(x)=f n(x),可知周期为4,∴f2 014(x)=f2(x)=-sin x.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导数运算法则求函数的导数.3.能运用复合函数的求导法则进行复合函数的求导.[知识链接]前面我们已经学习了几个常用函数的导数和基本初等函数的导数公式,这样做起题来比用导数的定义显得格外轻松.我们已经会求f(x)=5和g(x)=1.05x等基本初等函数的导数,那么怎样求f(x)与g(x)的和、差、积、商的导数呢?答利用导数的运算法则.[预习导引]1.导数运算法则2.复合函数的求导法则要点一 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 3-2x +3; (2)y =(x 2+1)(x -1); (3)y =3x -lg x .解 (1)y ′=(x 3)′-(2x )′+3′=3x 2-2. (2)∵y =(x 2+1)(x -1)=x 3-x 2+x -1, ∴y ′=(x 3)′-(x 2)′+x ′-1′=3x 2-2x +1.(3)函数y =3x -lg x 是函数f (x )=3x 与函数g (x )=lg x 的差.由导数公式表分别得出f ′(x )=3x ln 3,g ′(x )=1x ln 10,利用函数差的求导法则可得 (3x -lg x )′=f ′(x )-g ′(x )=3x ln 3-1x ln 10.规律方法 本题是基本函数和(差)的求导问题,求导过程要紧扣求导法则,联系基本函数求导法则,对于不具备求导法则结构形式的可先进行适当的恒等变形转化为较易求导的结构形式再求导数. 跟踪演练1 求下列函数的导数:(1)y=5-4x3;(2)y=3x2+x cos x;(3)y=e x·ln x;(4)y=lg x-1 x2.解(1)y′=-12x2;(2)y′=(3x2+x cos x)′=6x+cos x-x sin x;(3)y′=e xx+ex·ln x;(4)y′=1x ln 10+2x3.要点二求复合函数的导数例2求下列函数的导数:(1)y=ln(x+2);(2)y=(1+sin x)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=u2,u=1+sin x,∴y x′=y u′·u x′=(u2)′·(1+sin x)′=2u·cos x=2cos x(1+sin x).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.跟踪演练2(1)y=e2x+1;(2)y=(x-2)2.解(1)y=e u,u=2x+1,∴y′x=y′u·u′x=(e u)′·(2x+1)′=2e u=2e2x+1.(2)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 .要点三 导数的应用例3 求过点(1,-1)与曲线f (x )=x 3-2x 相切的直线方程. 解 设P (x 0,y 0)为切点,则切线斜率为 k =f ′(x 0)=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.规律方法 (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. 跟踪演练3 已知某运动着的物体的运动方程为s (t )=t -1t 2+2t 2(位移单位:m ,时间单位:s),求t =3 s 时物体的瞬时速度. 解 ∵s (t )=t -1t 2+2t 2=t t 2-1t 2+2t 2=1t -1t 2+2t 2, ∴s ′(t )=-1t 2+2·1t 3+4t , ∴s ′(3)=-19+227+12=32327,即物体在t =3 s 时的瞬时速度为32327 m/s.1.下列结论不正确的是( )A .若y =3,则y ′=0B .若f (x )=3x +1,则f ′(1)=3C .若y =-x +x ,则y ′=-12x+1D .若y =sin x +cos x ,则y ′=cos x +sin x 答案 D解析 利用求导公式和导数的加、减运算法则求解.D 项,∵y =sin x +cos x , ∴y ′=(sin x )′+(cos x )′=cos x -sin x . 2.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答案 C解析 y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x 1-x ′=(-sin x )(1-x )-cos x ·(-1)(1-x )2=cos x -sin x +x sin x(1-x )2.3.曲线y =xx +2在点(-1,-1)处的切线方程为( )A .y =2x +1B .y =2x -1C .y =-2x -3D .y =-2x +2答案A解析∵y′=x′(x+2)-x(x+2)′(x+2)2=2(x+2)2,∴k=y′|x=-1=2(-1+2)2=2,∴切线方程为y+1=2(x+1),即y=2x+1.4.直线y=12x+b是曲线y=ln x(x>0)的一条切线,则实数b=________.答案ln 2-1解析设切点为(x0,y0),∵y′=1x,∴12=1x0,∴x0=2,∴y0=ln 2,ln 2=12×2+b,∴b=ln 2-1.求函数的导数要准确把函数分割为基本函数的和、差、积、商,再利用运算法则求导数.在求导过程中,要仔细分析出函数解析式的结构特征,根据导数运算法则,联系基本函数的导数公式.对于不具备导数运算法则结构形式的要进行适当恒等变形,转化为较易求导的结构形式,再求导数,进而解决一些切线斜率、瞬时速度等问题.一、基础达标1.设y=-2e x sin x,则y′等于()A.-2e x cos x B.-2e x sin xC.2e x sin x D.-2e x(sin x+cos x)答案D解析y′=-2(e x sin x+e x cos x)=-2e x(sin x+cos x).2.当函数y=x2+a2x(a>0)在x=x0处的导数为0时,那么x0=()A .aB .±aC .-aD .a 2答案 B解析 y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+a 2x ′=2x ·x -(x 2+a 2)x 2=x 2-a 2x 2,由x 20-a 2=0得x 0=±a .3.设曲线y =x +1x -1在点(3,2)处的切线与直线ax +y +1=0垂直,则a 等于( )A .2B .12C .-12D .-2答案 D解析 ∵y =x +1x -1=1+2x -1,∴y ′=-2(x -1)2.∴y ′|x =3=-12. ∴-a =2,即a =-2.4.已知曲线y =x 3在点P 处的切线斜率为k ,则当k =3时的P 点坐标为( ) A .(-2,-8) B .(-1,-1)或(1,1) C .(2,8) D .⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-18答案 B解析 y ′=3x 2,∵k =3,∴3x 2=3,∴x =±1, 则P 点坐标为(-1,-1)或(1,1).5.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________. 答案 4解析 依题意得f ′(x )=g ′(x )+2x , f ′(1)=g ′(1)+2=4.6.已知f (x )=13x 3+3xf ′(0),则f ′(1)=________. 答案 1解析 由于f ′(0)是一常数,所以f ′(x )=x 2+3f ′(0), 令x =0,则f ′(0)=0, ∴f ′(1)=12+3f ′(0)=1. 7.求下列函数的导数: (1)y =(2x 2+3)(3x -1); (2)y =x -sin x 2cos x2.解 (1)法一 y ′=(2x 2+3)′(3x -1)+(2x 2+3)(3x -1)′=4x (3x -1)+3(2x 2+3)=18x 2-4x +9.法二 ∵y =(2x 2+3)(3x -1)=6x 3-2x 2+9x -3, ∴y ′=(6x 3-2x 2+9x -3)′=18x 2-4x +9. (2)∵y =x -sin x 2cos x 2=x -12sin x , ∴y ′=x ′-⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin x ′=1-12cos x .二、能力提升8.曲线y =sin x sin x +cos x -12在点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,0处的切线的斜率为( )A .-12 B .12 C .-22 D .22答案 B 解析 y ′=cos x (sin x +cos x )-sin x (cos x -sin x )(sin x +cos x )2=1(sin x +cos x )2,故y ′|x =π4=12,∴曲线在点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,0处的切线的斜率为12.9.已知点P 在曲线y =4e x +1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,π4)B .[π4,π2)C .(π2,3π4]D .[3π4,π)答案 D解析 y ′=-4e x (e x +1)2=-4e x e 2x +2e x +1,设t =e x∈(0,+∞),则y ′=-4t t 2+2t +1=-4t +1t +2,∵t +1t ≥2,∴y ′∈[-1,0),α∈[3π4,π).10.(2020·江西)设函数f (x )在(0,+∞)内可导,且f (e x )=x +e x ,则f ′(1)=________. 答案 2解析 令t =e x ,则x =ln t ,所以函数为f (t )=ln t +t ,即f (x )=ln x +x ,所以f ′(x )=1x +1,即f ′(1)=11+1=2.11.求过点(2,0)且与曲线y =x 3相切的直线方程.解 点(2,0)不在曲线y =x 3上,可令切点坐标为(x 0,x 30).由题意,所求直线方程的斜率k =x 30-0x 0-2=y ′|x =x 0=3x 20,即x 30x 0-2=3x 20,解得x 0=0或x 0=3.当x 0=0时,得切点坐标是(0,0),斜率k =0,则所求直线方程是y =0; 当x 0=3时,得切点坐标是(3,27),斜率k =27, 则所求直线方程是y -27=27(x -3), 即27x -y -54=0.综上,所求的直线方程为y =0或27x -y -54=0.12.已知曲线f (x )=x 3-3x ,过点A (0,16)作曲线f (x )的切线,求曲线的切线方程. 解 设切点为(x 0,y 0),则由导数定义得切线的斜率k =f ′(x 0)=3x 20-3, ∴切线方程为y =(3x 20-3)x +16, 又切点(x 0,y 0)在切线上,∴y 0=3(x 20-1)x 0+16, 即x 30-3x 0=3(x 20-1)x 0+16,解得x 0=-2,∴切线方程为9x -y +16=0. 三、探究与创新13.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 所围成的三角形的面积为定值,并求此定值. (1)解 由7x -4y -12=0得y =74x -3. 当x =2时,y =12,∴f (2)=12, ①又f ′(x )=a +bx 2, ∴f ′(2)=74, ② 由①,②得⎩⎪⎨⎪⎧2a -b 2=12a +b 4=74.解之得⎩⎨⎧a =1b =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.。
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作业: P18习题1.2A组:1.
1.2
导数的计算
1.2.2 基本初等函数的导数 公式及导数的运算法则 第一课时
问题提出 1.如何求函数f(x)的导数?
y= 2.函数y=c,y=x,y=x2,
,
f (x + Vx ) - f (x ) f¢ (x ) = lim Vx ® 0 Vx 1
x 的导数分别是什么?.
思考3:若y=c表示路程关于时间的函数, 则y′=0的物理意义如何解释?
物体的瞬时速度始终为0,即物体处于静 止状态.
探究(二):函数y=f(x)=x的导数 思考1:函数f(x)=x的图象是什么?相 对于x的函数值增量△y等于什么? y y =x
v= h(0.5) - h(0) = 4.05(m / s ) 0.5 - 0
f¢ (x ) = k
思考5:函数f(x)=kx(k≠0)的图象是什 么?其导数表示什么? y=kx的图象是过原点的一条直线
f¢ (x ) = k 表示直线y=kx的斜率.
思考6:函数f(x)=kx(k≠0)增(减)的快 慢与k的取值有什么关系? k>0时,k越大,f(x)增加得越快; k<0时,k越大,f(x)减少得越慢.
= ln x 的
导数是什么?
1 (loga x )¢= x ln a
1 (ln x )¢= x
探究(二):导数的四则运算法则
[f (x ) + g(x )]¢ (x ) + g (x ) 相等吗? 思考1: 与 fⅱ 为什么?
[f (x ) + g(x )]ⅱ = f (x ) + g (x )
(x ), g (x ) 有什么关 [f (x ) - g(x )]¢与 f ⅱ 思考2: 系? [f (x ) - g(x )]ⅱ = f (x ) - g (x )
y=sinu,u=ax+1.
思考3:一般地,某两个函数的复合函数 的含义是什么?
对于函数y=f(u)和u=g(x),如果通过 变量u,y可以表示成x的函数,则称这个 函数为函数y=f(u)和u=g(x)的复合函 数,记作y=f(g(x)).
思考4:对于复合函数y=f(g(x)),f(u) 称为外层函数,g(x) 称为内层函数,u 称为中间变量,那么外层函数和内层函 数可以相同吗?举例说明.
探究(一):函数y=f(x)=c的导数 思考1:设c为常数,函数f(x)=c的图象 是什么?相对于x的函数值增量△y等于 什么? y
4 3 pr 3
V (r ) =
y =c O x
△y=f(x+△x)-f(x)=c-c=0.
思考2:函数f(x)=c的导数f′(x)等于什 么? Vy f¢ (x ) = lim = lim 0 = 0 D x 瓺0 Vx x 0
思考6:上述导数四则运算法则,用文字 语言分别如何表述? 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); 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,加上第二个函 数的导数乘第一个函数; 3.两个函数的商的导数,等于分子的导 数乘分母,减去分母的导数乘分子,再 除以分母的平方.
[f (x ) ?g(x )]ⅱ f (x )g(x ) + f (x )g (x )
f (x ) fⅱ (x )g(x ) - f (x )g (x ) [ ]¢= ( g ( x ) 2 g(x ) [g(x )] 0)
3.利用基本初等函数的导数公式和导 数的四则运算法则,可以求出许多函数 的导数,但对于 y
f¢ (x 0 ) = lim
Vx
(x ), g (x ) 思考3:怎样推断 [f (x ) ×g(x )]¢与 f ⅱ 的关系? [f (x ) ?g(x )]ⅱ f (x )g(x ) + f (x )g (x )
Vy f (x 0 + Vx ) - f (x 0 ) = lim 0 Vx Vx 0 Vx
1 -1 1 1 2 (x ) ⅱ = ( x) = = x ,你能发现什么 2 x 2 1 2
规律吗?一般地,若 f (x ) = x (n 则f′(x)等于什么?
n
Q *)
(x )¢= nx
n
n- 1
sin x 思考2:已知 lim = 1你能推导出 x® 0 x 正弦函数y=sinx和余弦函数y=cosx的 导数吗?
y= 当x>0时,随着x的增加, 速度越来越慢. x 增加的
理论迁移
1 例1 求曲线 y = 在点(1,1)处 x 的切线方程.
y=-x+2.
例2 抛物线y=x2在点A(a,a2)(a≠0) 处的切线与两坐标轴所围成的三角形的 面积为16,求实数a的值. a=±4.
1 y = 与曲线C2: y= 例3 设曲线C1: x
x
在其交点处的切线分别为l1,l2,求直线 l1与l2的夹角的正切值.
tanθ=3
小结作业
1 1.函数y=c,y=x,y=x2,y = , x y = x 都是幂函数,在解题中会经常遇 到,其导数公式要作为基本知识点掌握.
2.由于导数是函数在一点的瞬时变化 率,所以利用导数可以反映函数在某个 区间内增、减的快慢程度.
c¢ (90) = 5284 = 52.84 (100 - 90)2
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%.
例3 求函数 y = x - 2x + 3 的图 象在点(1,2)处的切线方程. 切线方程为y=x+1
3
小结作业 1. 八个基本初等函数的导数公式和 导数的四则运算法则,都是在导数定义 下产生的结论,它们是求导数的理论基 础,要求熟记这些结论. 2.由基本初等函数通过四则运算可以 产生许多新函数,利用导数公式和求导 法则就能求出这些函数的导数,而不再 用导数定义求导.
(sinx)′=cosx,(cosx)′=-sinx . 思考3:设a>0,a≠1,对于指数函数
x ¢ 有 (a ) = a ln a ,那么函数 y = e 的导 数是什么?
x x
(a )¢= a ln a
x x
(e )¢= e
x
x
思考4:设a>0,a≠1,对于对数函数
1 有 (loga x )¢= ,那么函数 y x ln a
O
x
△y=f(x+△x)-f(x)=△x.
v= 0
思考2:函数f(x)=x的导数f′(x)等于什 Vy 么?
f¢ (x ) = lim
D x 瓺0
Vx
= lim 1 = 1
x 0
思考3:若y=x表示路程关于时间的函数, 则y′=1的物理意义如何解释?
v= 0
物体做瞬时速度为1的匀速直线运动. 思考4:根据导数定义,函数f(x)= kx(k≠0)的导数f′(x)等于什么?
思考3:若y=x2表示路程关于时间的函 数,则y′=2x的物理意义如何解释?
物体做变速直线运动,在时刻x的瞬时 速度为2x.
思考4:根据导数分析,当x>0时,随着 x的增加,y=x2增加的快慢程度如何变 化?当x<0时,随着x的增加,y=x2减 少的快慢程度如何变化? 当x>0时,随着x的增加,y=x2增加的 速度越来越快; 当x<0时,随着x的增加,y=x2减少的 速度越来越慢.
3.在生产、生活实际中,若研究函数 在某点的瞬时变化率或在此点附近变化 的快慢,可以利用导数来解决.
作业:
P18练习:2(1)~(4). P18习题1.2A组:5,6,7.
1.2
导数的计算
1.2.2 基本初等函数的导数 公式及导数的运算法则 第二课时
问题提出
1.基本初等函数y=c,y=xn,y= sinx,y=cosx,y=ax,y=ex,y= logax,y=lnx的导数分别是什么?
理论迁移
例1 假设某国家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: t p(t ) = p0 (1 + 5%) ,其中p0为t=0时的物 价.假定某种商品的p0=1,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)?
10 ¢ p (10) = 1.05 ln 1.05
思考4:特别地,若c为常数,则 [cf (x )]¢
等于什么?
[cf (x )]ⅱ = cf (x )
思考5:对于商的导数,有
f (x ) fⅱ (x )g(x ) - f (x )g (x ) [ ]¢= (g(x ) 2 g(x ) [g(x )]
0)
1 利用这个法则如何求函数 y = x
的导数?
= ln(x + 2) , y = sin(2x + 1) 等函数,仍无法求
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其导数,我们还得进一步研究求这类函 数的导数运算法则.
探究(一):复合函数的概念 思考1:将对数函数y=lnu和二次函数 u=x2+3经过“复合”,得到的函数是 什么? y=ln(x2+3)
思考2:函数y=(2x+3)3和y=sin(ax+ 1)分别可以看成是由哪两个函数“复合” 而成的? y=u3,u=2x+3;
1 探究(四):函数y=f(x)= 的导数 x
1 思考1:函数f(x)= 的图象是什么? x
相对于x的函数值增量△y等于什么? y 1 y= x O x
1 1 Dx Dy = = - 2 x + Dx x x + x譊x
1 思考2:函数f(x)= 的导数等于什么? x
Vy 1 1 f¢ (x ) = lim = lim (- 2 )= - 2 D x 瓺0 Vx x 0 x + x譊x x
1.2 1.2.1
导数的计算
几个常用函数的导数
问题提出(x 0 ) 的几何意是什么? 1.导数 f ¢函数y=f(x)的图象在点x=x0处的切线 的斜率. 2.如何求函数f(x)的导函数?