导数定义是重点7
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导数的概念及其几何意义教案导数的概念及其几何意义一、导数的定义和基本概念1. 导数的定义导数是微积分学中一个非常重要的概念,它描述了函数在某一点附近的变化率。
在数学上,对于给定的函数f(x),它在某一点x0处的导数可以用极限的概念来定义,即:\[ f'(x_0) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0 + \Delta x) -f(x_0)}{\Delta x} \]其中,f'(x0)表示函数f(x)在点x0处的导数。
2. 导数的基本概念根据导数的定义可以知道,导数可以理解为函数图像在某一点的切线的斜率,也就是函数在该点的瞬时变化率。
导数的概念是微积分的基础,它在物理、经济、生物等领域有着广泛的应用。
二、导数的几何意义1. 切线和切线斜率在几何意义上,导数可以理解为函数图像在某一点的切线的斜率。
对于函数f(x),在点x0处的切线斜率即为该点处的导数值f'(x0)。
通过求导可以获得函数曲线在任意点的切线斜率,从而更好地理解函数图像在各个点的变化趋势。
2. 导数与函数图像的关系导数还可以帮助我们理解函数曲线的凹凸性、极值点以及拐点等性质。
对于函数f(x),如果在某一点的导数值为0,那么这个点可能是函数的极值点或者拐点。
通过导数,我们可以更直观地理解函数的整体形态和特性。
三、深入理解导数的意义1. 导数的局部性导数反映了函数在某一点附近的变化情况,是一种局部性的量。
通过导数,我们可以得知函数在某一点处的瞬时变化率,从而对函数的局部特性有更深入的理解。
2. 导数与积分的关系在微积分中,导数和积分是密切相关的。
导数描述了函数的瞬时变化率,而积分则描述了函数在一定区间内的累积效应。
导数和积分是微积分学中最重要的两个概念,它们相互补充,共同构成了微积分学的核心内容。
结语:导数作为微积分学中的重要概念,在数学和应用领域都有着广泛的意义。
通过深入理解导数的概念及其几何意义,我们可以更好地理解函数图像的变化规律,为后续的微积分学习打下扎实的基础。
导数重要知识点总结一、导数的定义导数在数学上是指函数在某一点处的变化率。
具体地说,如果函数y=f(x)在点x=a处可导,那么它的导数f'(a)定义为:f'(a) = lim(x→a) (f(x) - f(a))/(x - a) (1)其中,lim表示极限,f(x) - f(a)表示函数在点a处的变化量,x - a表示自变量的改变量。
导数f'(a)表示了函数在点a处的瞬时变化率。
当函数y=f(x)在某一点处可导时,它在那一点有唯一的切线。
该切线的斜率恰好等于函数在该点的导数。
因此,导数也可以理解为切线的斜率。
导数的物理意义是描述了函数在某一点处的瞬时变化率。
二、导数的性质1. 导数的加法性质:如果函数f(x)和g(x)都在某一点处可导,那么它们的和f(x)+g(x)在该点处也可导,并且有(f+g)'(a) = f'(a) + g'(a)2. 导数的乘法性质:如果函数f(x)和g(x)都在某一点处可导,那么它们的积f(x)g(x)在该点处也可导,并且有(fg)'(a) = f'(a)g(a) + f(a)g'(a)3. 导数的商法则:如果函数f(x)和g(x)都在某一点处可导,且g'(a)≠0,那么它们的商f(x)/g(x)在该点处也可导,并且有(f/g)'(a) = (f'(a)g(a) - f(a)g'(a))/(g(a))^24. 复合函数的导数:如果函数f(x)在点x处可导,而函数g(x)在点f(x)处可导,那么复合函数g(f(x))在点x处可导,并且有(g◦f)'(x) = g'(f(x)) * f'(x)以上是导数的基本性质,它们对于计算导数和求解实际问题中的应用非常重要。
三、导数的应用导数在微积分中有着广泛的应用,其中包括函数的极值、曲线的凹凸性、曲线的切线和法线等。
导数简易知识点总结归纳导数是微积分学中一个分外重要的观点,也是计算速度变化及斜率的工具。
在微积分的进修中,导数是一个基础且重要的知识点。
通过了解导数的定义、性质和计算方法,我们可以更好地理解函数和曲线的特性,从而应用到各种实际问题中。
一、导数的定义导数可以理解为函数在某一点处的变化率。
详尽来说,对于函数 y = f(x),在点 x 处的导数表示为 f'(x),其定义如下:f'(x) = lim(h->0) [f(x+h) - f(x)] / h其中,lim 表示当 h 趋近于0时的极限;h 是 x 的一个非零增量;f(x+h) - f(x) 表示增量;(f(x+h) - f(x)) / h 表示增量与 h 的比值。
当 h 趋近于0时,增量与 h 的比值就是导数。
二、导数的性质1. 基本性质:导数具有线性性质,即对于任意函数 f(x) 和常数 k,有以下性质:(a) (kf(x))' = kf'(x)(b) (f(x) + g(x))' = f'(x) + g'(x)2. 基本函数导数:(a) 常数函数 y = C 的导数为零:(C)' = 0(b) 幂函数 y = x^n 的导数为 nx^(n-1):(x^n)' =nx^(n-1)(c) 指数函数 y = a^x 的导数为 a^x * ln(a):(a^x)' = a^x * ln(a)(d) 对数函数 y = ln(x) 的导数为 1/x:(ln(x))' = 1/x3. 基本运算法则:(a) 乘法法则:(uv)' = u'v + uv'(b) 除法法则:(u/v)' = (u'v - uv') / v^2(c) 复合函数法则:(f(g(x)))' = f'(g(x)) * g'(x)三、导数计算方法1. 利用定义法计算导数:对于任意函数 f(x),可以利用定义法进行导数的计算。
总结导数的知识点归纳一、导数的概念1. 导数的定义导数是描述函数在某一点处的变化率的概念。
如果函数f(x)在点x处可导,那么它的导数表示为f'(x),即函数f(x)在点x处的导数为f'(x)。
导数可以理解为函数曲线在该点处的切线的斜率,它描述了函数在该点附近的变化情况。
2. 函数的可导性函数在某一点可导,意味着该点处函数曲线存在切线,并且切线的斜率存在有限值。
如果函数在某一点处可导,那么该点也称为函数的导数存在的点。
函数在某一点处可导的充分必要条件是该点处函数的左极限和右极限存在且相等。
3. 导数的图像解释函数的导数可以理解为函数曲线在该点处的切线斜率。
当函数曲线上升时,导数为正;当函数曲线下降时,导数为负;当函数曲线水平时,导数为零。
函数曲线的凸凹性可以通过导数的正负来判断。
二、导数的性质1. 可导函数与连续函数可导函数必定是连续函数,但是连续函数不一定可导。
可导函数的导数在其定义域内连续,也就是说,可导函数的导数也是连续函数。
2. 导数的四则运算函数的导数满足四则运算的性质。
设函数f(x)和g(x)在点x处可导,那么它们的和、差、积、商的导数分别为(f+g)' = f' + g',(f-g)' = f'-g',(fg)' = f'g + fg',(f/g)' = (f'g - fg') / g^2。
3. 复合函数的导数复合函数的导数可以通过链式法则来求导。
设函数y=f(u)和u=g(x)都可导,那么复合函数y=f(g(x))的导数为f'(g(x))g'(x)。
4. 高阶导数函数的导数也可以再求导,得到的导数称为原函数的高阶导数。
高阶导数的符号表示一阶导数的凸凹性。
三、导数的计算方法1. 导数的基本求导法则导数的基本求导法则包括幂函数的导数、指数函数的导数、对数函数的导数、三角函数的导数以及反三角函数的导数等。
导数性质知识点总结导数性质知识点总结「篇一」导数的定义:当自变量的增量Δx=x-x0,Δx→0时函数增量Δy=f(x)- f(x0)与自变量增量之比的极限存在且有限,就说函数f在x0点可导,称之为f在x0点的导数(或变化率)。
函数y=f(x)在x0点的导数f'(x0)的几何意义:表示函数曲线在P0[x0,f(x0)] 点的切线斜率(导数的几何意义是该函数曲线在这一点上的切线斜率)。
一般地,我们得出用函数的导数来判断函数的增减性(单调性)的.法则:设y=f(x )在(a,b)内可导。
如果在(a,b)内,f'(x)>0,则f(x)在这个区间是单调增加的(该点切线斜率增大,函数曲线变得“陡峭”,呈上升状)。
如果在(a,b)内,f'(x)<0,则f(x)在这个区间是单调减小的。
所以,当f'(x)=0时,y=f(x )有极大值或极小值,极大值中最大者是最大值,极小值中最小者是最小值求导数的步骤:求函数y=f(x)在x0处导数的步骤:① 求函数的增量Δy=f(x0+Δx)—f(x0)② 求平均变化率③ 取极限,得导数。
导数公式:① C'=0(C为常数函数);② (x^n)'= nx^(n—1) (n∈Q*);熟记1/X的导数③ (sinx)' = cosx; (cosx)' = — sinx;(tanx)'=1/(cosx)^2=(secx)^2=1+(tanx)^2 —(cotx)'=1/(sinx)^2=(cscx)^2=1+(cotx)^2 (secx)'=tanxsecx (cscx)'=—cotxcscx (arcsinx)'=1/(1—x^2)^1/2 (arccosx)'=—1/(1—x^2)^1/2 (arctanx)'=1/(1+x^2) (arccotx)'=—1/(1+x^2) (arcsecx)'=1/(|x|(x^2—1)^1/2) (arccscx)'=—1/(|x|(x^2—1)^1/2)④ (sinhx)'=hcoshx (coshx)'=—hsinhx (tanhx)'=1/(coshx)^2=(sechx)^2 (coth)'=—1/(sinhx)^2=—(cschx)^2 (sechx)'=—tanhxsechx (cschx)'=—cothxcschx (arsinhx)'=1/(x^2+1)^1/2 (arcoshx)'=1/(x^2—1)^1/2 (artanhx)'=1/(x^2—1) (|x|<1) (arcothx)'=1/(x^2—1) (|x|>1)(arsechx)'=1/(x(1—x^2)^1/2) (arcschx)'=1/(x(1+x^2)^1/2)⑤ (e^x)' = e^x; (a^x)' = a^xlna (ln为自然对数) (Inx)' = 1/x(ln为自然对数) (logax)' =(xlna)^(—1),(a>0且a不等于1)(x^1/2)'=[2(x^1/2)]^(—1) (1/x)'=—x^(—2)导数的应用:1.函数的单调性(1)利用导数的符号判断函数的增减性利用导数的符号判断函数的增减性,这是导数几何意义在研究曲线变化规律时的一个应用,它充分体现了数形结合的思想。
导数的主要知识点总结1. 导数的定义在微积分中,函数f(x)在点x=a处的导数可以用极限的概念来定义。
假设函数f(x)在x=a 处的切线斜率存在,那么这个斜率就是函数在这一点的导数。
导数可以用以下的极限式来表示:\[f'(a)=\lim_{h\to0}\frac{f(a+h)-f(a)}{h}\]其中,f'(a)表示函数在x=a处的导数。
这个式子的几何意义相当于在点(x, f(x))处做一个趋近于点(a, f(a))的切线,切线的斜率即为函数在点a处的导数。
2. 导数的计算法则导数的计算法则可以帮助我们更方便、更准确地求解函数的导数。
下面是一些常见的导数计算法则:(1) 常数法则对于常数c,它的导数为0,即\[ \frac{d}{dx}c=0 \](2) 幂函数法则对于幂函数f(x)=x^n,它的导数为\[ \frac{d}{dx}x^n=nx^{n-1} \](3) 指数函数法则对于指数函数f(x)=a^x,它的导数为\[ \frac{d}{dx}a^x=a^x\ln a \](4) 对数函数法则对于对数函数f(x)=\log_a x,它的导数为\[ \frac{d}{dx}\log_a x=\frac{1}{x\ln a} \](5) 反函数法则若y=f(x)的反函数为x=g(y),则有\[ \frac{dx}{dy}=\frac{1}{\frac{dy}{dx}} \](6) 和、差、积、商的导数法则对于两个函数u(x)和v(x),它们的和、差、积、商的导数法则分别为:\[ \frac{d}{dx}(u(x)+v(x))=\frac{du}{dx}+\frac{dv}{dx} \]\[ \frac{d}{dx}(u(x)-v(x))=\frac{du}{dx}-\frac{dv}{dx} \]\[ \frac{d}{dx}(u(x)v(x))=u(x)\frac{dv}{dx}+v(x)\frac{du}{dx} \]\[ \frac{d}{dx}\frac{u(x)}{v(x)}=\frac{u'(x)v(x)-u(x)v'(x)}{(v(x))^2} \]3. 导数的基本性质导数具有一系列的基本性质,这些性质可以帮助我们更好地理解导数的特点和应用。
导数知识点总结笔记一、导数的概念导数是微积分的重要概念,它描述了函数在某一点处的变化率或斜率。
在几何学上,导数可以理解为曲线在某一点处的切线斜率。
导数的概念最初由牛顿和莱布尼茨在17世纪提出,并成为微积分的基础概念之一。
导数的计算可以通过极限的概念来进行,即在一个点的邻域内取一个趋近该点的点,然后计算两点间的变化率。
导数在自然科学、工程学、经济学等领域中有着广泛的应用,是微积分中一个非常重要的概念。
二、导数的符号表示导数通常用f'(x)来表示,读作f关于x的导数。
也可以写成y'或dy/dx等形式。
导数表示了函数在某一点的瞬时斜率,或者在函数的定义域内任意一点的变化率。
导数实际上是关于自变量的函数,是一个描述函数变化率的函数。
三、导数的计算方法1. 通过定义法计算导数导数可以通过函数的定义来计算,即导数定义为函数在某一点的极限。
对于函数f(x),它在x=a处的导数定义为:f'(a) = lim(h->0) [f(a+h) - f(a)] / h这就是导数的极限定义,即可以通过极限的概念来计算导数。
2. 导数的常见计算法则除了用极限的定义来计算导数外,还有一些导数的计算法则可以简化导数的计算:(1)常数法则:常数的导数为0,即f(x)=c,则f'(x)=0;(2)幂函数法则:f(x)=x^n,则f'(x)=n*x^(n-1);(3)和差法则:f(x)=g(x)+h(x),则f'(x)=g'(x)+h'(x);(4)乘积法则:f(x)=g(x)*h(x),则f'(x)=g'(x)*h(x)+g(x)*h'(x);(5)商法则:f(x)=g(x)/h(x),则f'(x)=(g'(x)*h(x)-g(x)*h'(x))/h(x)^2;3. 高阶导数如果一个函数的导数存在,那么它的导数也可以再次求导,这就得到了函数的高阶导数。
导 数 知识要点1. 导数(导函数的简称)的定义:设0x 是函数)(x f y =定义域的一点,如果自变量x 在0x 处有增量x ∆,则函数值y 也引起相应的增量)()(00x f x x f y -∆+=∆;比值xx f x x f x y ∆-∆+=∆∆)()(00称为函数)(x f y =在点0x 到x x ∆+0之间的平均变化率;如果极限xx f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(limlim0000存在,则称函数)(x f y =在点0x 处可导,并把这个极限叫做)(x f y =在0x 处的导数,记作)(0'x f 或0|'x x y =,即)(0'x f =xx f x x f x yx x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(limlim0000. 注:①x ∆是增量,我们也称为“改变量”,因为x ∆可正,可负,但不为零. ②已知函数)(x f y =定义域为A ,)('x f y =的定义域为B ,则A 与B 关系为B A ⊇. 2. 函数)(x f y =在点0x 处连续与点0x 处可导的关系:⑴函数)(x f y =在点0x 处连续是)(x f y =在点0x 处可导的必要不充分条件. 可以证明,如果)(x f y =在点0x 处可导,那么)(x f y =点0x 处连续. 事实上,令x x x ∆+=0,则0x x →相当于0→∆x .导 数导数的概念导数的运算导数的应用导数的几何意义、物理意义 函数的单调性函数的极值 函数的最值常见函数的导数导数的运算法则于是)]()()([lim )(lim )(lim 000000x f x f x x f x x f x f x x x x +-+=∆+=→∆→∆→).()(0)()(lim lim )()(lim )]()()([lim 000'0000000000x f x f x f x f xx f x x f x f x x x f x x f x x x x =+⋅=+⋅∆-∆+=+∆⋅∆-∆+=→∆→∆→∆→∆⑵如果)(x f y =点0x 处连续,那么)(x f y =在点0x 处可导,是不成立的. 例:||)(x x f =在点00=x 处连续,但在点00=x 处不可导,因为xx x y ∆∆=∆∆||,当x ∆>0时,1=∆∆x y ;当x ∆<0时,1-=∆∆xy ,故x yx ∆∆→∆0lim不存在. 注:①可导的奇函数函数其导函数为偶函数.②可导的偶函数函数其导函数为奇函数. 3. 导数的几何意义:函数)(x f y =在点0x 处的导数的几何意义就是曲线)(x f y =在点))(,(0x f x 处的切线的斜率,也就是说,曲线)(x f y =在点P ))(,(0x f x 处的切线的斜率是)(0'x f ,切线方程为).)((0'0x x x f y y -=- 4、几种常见的函数导数:0'=C (C 为常数)1')(-=n n nx x (R n ∈)x xc o s )(s i n '= x x sin )(cos '-= x x 1)(ln '=e xx a a l o g 1)(l o g '= x x e e =')( a a a x x ln )('=5. 求导数的四则运算法则:''')(v u v u ±=±)(...)()()(...)()(''2'1'21x f x f x f y x f x f x f y n n +++=⇒+++=⇒''''''')()(cv cv v c cv u v vu uv =+=⇒+=(c 为常数))0(2'''≠-=⎪⎭⎫⎝⎛v v u v vu v u 注:①v u ,必须是可导函数.②若两个函数可导,则它们和、差、积、商必可导;若两个函数均不可导,则它们的和、差、积、商不一定不可导.例如:设x x x f 2sin 2)(+=,xx x g 2cos )(-=,则)(),(x g x f 在0=x 处均不可导,但它们和=+)()(x g x f x x cos sin+在0=x 处均可导.6. 复合函数的求导法则:)()())(('''x u f x f x ϕϕ=或x u x u y y '''⋅= 复合函数的求导法则可推广到多个中间变量的情形.7. 函数单调性:⑴函数单调性的判定方法:设函数)(x f y =在某个区间内可导,如果)('x f >0,则)(x f y =为增函数;如果)('x f <0,则)(x f y =为减函数.⑵常数的判定方法;如果函数)(x f y =在区间I 内恒有)('x f =0,则)(x f y =为常数.注:①0)( x f 是f (x )递增的充分条件,但不是必要条件,如32x y =在),(+∞-∞上并不是都有0)( x f ,有一个点例外即x =0时f (x ) = 0,同样0)( x f 是f (x )递减的充分非必要条件.②一般地,如果f (x )在某区间内有限个点处为零,在其余各点均为正(或负),那么f (x )在该区间上仍旧是单调增加(或单调减少)的.8. 极值的判别方法:(极值是在0x 附近所有的点,都有)(x f <)(0x f ,则)(0x f 是函数)(x f 的极大值,极小值同理) 当函数)(x f 在点0x 处连续时,①如果在0x 附近的左侧)('x f >0,右侧)('x f <0,那么)(0x f 是极大值; ②如果在0x 附近的左侧)('x f <0,右侧)('x f >0,那么)(0x f 是极小值.也就是说0x 是极值点的充分条件是0x 点两侧导数异号,而不是)('x f =0①. 此外,函数不可导的点也可能是函数的极值点②. 当然,极值是一个局部概念,极值点的大小关系是不确定的,即有可能极大值比极小值小(函数在某一点附近的点不同).注①: 若点0x 是可导函数)(x f 的极值点,则)('x f =0. 但反过来不一定成立. 对于可导函数,其一点0x 是极值点的必要条件是若函数在该点可导,则导数值为零. 例如:函数3)(x x f y ==,0=x 使)('x f =0,但0=x 不是极值点.②例如:函数||)(x x f y ==,在点0=x 处不可导,但点0=x 是函数的极小值点. 9. 极值与最值的区别:极值是在局部对函数值进行比较,最值是在整体区间上对函数值进行比较.注:函数的极值点一定有意义.导数练习一、选择题1.设函数()f x 在R 上可导,其导函数()f x ',且函数()f x 在2x =-处取得极小值,则函数()y xf x '=的图象可能是2.设a>0,b>0,e 是自然对数的底数( )A .若e a +2a=e b +3b,则a>bB .若e a +2a=e b +3b,则a<bC .若e a -2a=e b -3b,则a>bD .若e a -2a=e b -3b,则a<b3.设函数f(x)=2x+lnx 则( )A .x=12为f(x)的极大值点B . x=12为f(x)的极小值点 C .x=2为 f(x)的极大值点D .x=2为 f(x)的极小值点4.设函数1()f x x=,2()g x x bx =-+.若()y f x =的图象与()y g x =的图象有且仅有两个不同的公共点1122(,),(,)A x y B x y ,则下列判断正确的是 ( )A .12120,0x x y y +>+>B .12120,0x x y y +>+<C .12120,0x x y y +<+>D .12120,0x x y y +<+<5.函数y=12x 2-㏑x 的单调递减区间为 ( )A .(-1,1]B .(0,1]C .[1,+∞)D .(0,+∞)6.已知32()69,f x x x x abc a b c =-+-<<,且()()()0f a f b f c ===.现给出如下结论:①(0)(1)0f f >;②(0)(1)0f f <;③(0)(3)0f f >;④(0)(3)0f f <. 其中正确结论的序号是( )A .①③B .①④C .②③D .②④7.已知函数1()ln(1)f x x x=+-;则()y f x =的图像大致为8.设a >0,b >0.( )A .若2223a b a b +=+,则a >bB .若2223a b a b +=+,则a <bC .若2223a b a b -=-,则a >bD .若2223a b a b -=-,则a <b9.设函数()f x 在R 上可导,其导函数为()f x ',且函数(1)()y x f x '=-的图像如题(8)图所示,则下列结论中一定成立的是 ( )A .函数()f x 有极大值(2)f 和极小值(1)fB .函数()f x 有极大值(2)f -和极小值(1)fC .函数()f x 有极大值(2)f 和极小值(2)f -D .函数()f x 有极大值(2)f -和极小值(2)f 10.设函数()x f x xe =,则( ) A .1x =为()f x 的极大值点 B .1x =为()f x 的极小值点 C .1x =-为()f x 的极大值点D .1x =-为()f x 的极小值点11.设0a >且1a ≠,则“函数()x f x a =在R 上是减函数 ”,是“函数3()(2)g x a x =-在R 上是增函数”的 ( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件12.已知函数33y x x c =-+的图像与x 轴恰有两个公共点,则c =( )A .2-或2B .9-或3C .1-或1D .3-或1二、填空题13.曲线(3ln 1)y x x =+在点(1,1)处的切线方程为________14.曲线33y x x =-+在点()1,3处的切线方程为___________________. 三、解答题15.已知函数3()f x ax bx c =++在2x =处取得极值为16c -(1)求a 、b 的值;(2)若()f x 有极大值28,求()f x 在[3,3]-上的最大值.16.已知a ∈R,函数3()42f x x ax a =-+(1)求f(x)的单调区间(2)证明:当0≤x ≤1时,f(x)+ 2a ->0.17.已知函数3211()(0)32a f x x x ax a a -=+--> (I)求函数)(x f 的单调区间;(II)若函数)(x f 在区间(2,0)-内恰有两个零点,求a 的取值范围; (III)当1a =时,设函数)(x f 在区间]3,[+t t 上的最大值为()M t ,最小值为()m t ,记()()()g t M t m t =-,求函数()g t 在区间]1,3[--上的最小值.18.设函数()(,,)n n f x x bx c n N b c R +=++∈∈(1)设2n ≥,1,1b c ==-,证明:()n f x 在区间1,12⎛⎫⎪⎝⎭内存在唯一的零点;(2)设n 为偶数,(1)1f -≤,(1)1f ≤,求b+3c 的最小值和最大值;。
2018考研数学重点考点导数的概念及运用2018考研数学重点考点导数的概念及运用【导数定义和求导要注意的】第一,理解并牢记导数定义。
导数定义是考研数学的出题点,大部分以选择题的形式出题,01年数一考一道选题,考查在一点处可导的充要条件,这个并不会直接教材上的导数充要条件,他是变换形式后的,这就需要同学们真正理解导数的定义,要记住几个关键点:1)在某点的领域范围内。
2)趋近于这一点时极限存在,极限存在就要保证左右极限都存在,这一点至关重要,也是01年数一考查的点,我们要从四个选项中找出表示左导数和右导数都存在且相等的选项。
3)导数定义中一定要出现这一点的函数值,如果已知告诉等于零,那极限表达式中就可以不出现,否就不能推出在这一点可导,请同学们记清楚了。
4)掌握导数定义的不同书写形式。
第二,导数定义相关计算。
这里有几种题型:1)已知某点处导数存在,计算极限,这需要掌握导数的广义化形式,还要注意是在这一点处导数存在的前提下,否则是不一定成立的。
第三,导数、可微与连续的关系。
函数在一点处可导与可微是等价的,可以推出在这一点处是连续的,反过来则是不成立的,相信这一点大家都很清楚,而我要提醒大家的是可导推连续的逆否命题:函数在一点处不连续,则在一点处不可导。
这也常常应用在做题中。
第四,导数的计算。
导数的计算可以说在每一年的考研数学中都会涉及到,而且形式不一,考查的方法也不同。
要能很好的掌握不同类型题,首先就需要我们把基本的导数计算弄明白:1)基本的求导公式。
指数函数、对数函数、幂函数、三角函数和反三角函数这些基本的初等函数导数都是需要记住的,这也告诉我们在对函数变形到什么形式的时候就可以直接代公式,也为后面学习不定积分和定积分打基础。
2)求导法则。
求导法则这里无非是四则运算,复合函数求导和反函数求导,要求四则运算记住求导公式;复合函数要会写出它的复合过程,按照复合函数的求导法则一次求导就可以了,也是通过这个复合函数求导法则,我们可求出很多函数的导数;反函数求导法则为我们开辟了一条新路,建立函数与其反函数之间的导数关系,从而也使我们得到反三角函数求导公式,这些公式都将要列为基本导数公式,也要很好的理解并掌握反函数的求导思路,在13年数二的考试中相应的考过,请同学们注意。
导数的定义与性质导数是微积分中的核心概念之一,它是用来描述一个函数的变化趋势的。
导数被广泛应用于物理、工程、经济和生物等领域,因此理解导数的定义和性质是非常重要的。
一、导数的定义导数的定义是函数在某一点处的切线斜率。
这个定义是通过极限的概念来实现的。
假设f(x)是定义在R上的一个函数,如果它在x=a处可导,那么导数f’(a)的定义如下:f’(a) = lim [f(x) - f(a)] / (x - a)其中x是趋向于a的一个实数。
这个极限表达式表示当x接近a时,f(x)和f(a)之差除以x-a的商会趋向于一个特定的实数,这个实数就是导数。
注意,这个定义只能在限定的点上使用。
对于连续的函数,可以求得每个点的导数,从而知道函数整体的单调性,极值等重要信息。
二、导数的性质导数具有许多有用的性质。
以下是其中一些:1. 导数的可加性如果f(x)和g(x)都在x=a处可导,那么(f(x)+g(x))在x=a处也可导,且有:[f(x)+g(x)]’|x=a = f’(a) + g’(a)这个性质表明如果一个函数可以写成两个函数的和,那么它的导数是两个函数的导数之和。
2. 导数的乘法规则如果f(x)和g(x)都在x=a处可导,那么(f(x)g(x))在x=a处也可导,且有:[f(x)g(x)]’|x=a = f’(a)g(a) + f(a)g’(a)这个性质是求导时最常用的,它叫做导数的乘法规则。
它表明如果一个函数可以写成两个函数的乘积,那么它的导数可以通过这两个函数及其导数的乘积来计算。
3. 链式法则如果f(x)和g(x)都在x=a处可导,那么f(g(x))在x=a处也可导,且有:[f(g(x))]’|x=a = f’(g(a))g’(a)这个性质是一个很重要的求导方法,叫做链式法则。
它表明如果一个函数有一个内部函数,那么它的导数可以通过内部函数的导数和外部函数的导数的乘积来计算。
4. 高阶导数如果f(x)在x=a处具有导数,那么f(x)也可以在x=a处具有二阶导数、三阶导数等。
选定一个中心点x0 ,从坐标的角度讲,可以看成是把原点平移;从物理角度说,是给定一个初始点;从观察角度议,是选好一个边际点。
微量分析考虑的问题是:在x0 点邻近,如果自变量x 有一个增量Δx,则
函数相应该有增量Δy = f(x0+Δx)-f(x0),我们如何表述,研究及估计这个Δy呢?
最自然的第一考虑是“变化率”。
中国人把除法称为“归一法”。
无论Δx 的绝对值是多少,Δy/Δx 总表示,“当自变量变化一个单位时,函数值平均变化多少。
”
定义令Δx 趋于零,如果增量商Δy/Δx 的极限存在,就称函数在点x0 可导。
称极限值为函数在点x0 的导数。
记为Δx → 0 ,lim(Δy/Δx)= f ′(x0)或Δx → 0 ,lim ((f(x0+Δx)-f(x0))/(x-x0)) = f ′(x0)
或x →x0 , lim ((f(x)-f(x0))/(x-x0)) = f ′(x0)
理解1 你首先要熟悉“增量”这个词。
它代表着一个新的思维方式。
增量Δy研究好了,在x0 邻近, f(x)= f(x0)+ Δy,函数就有了一个新的表述方式。
回头用“增量”语言说连续,则“函数在点x0 连续” 等价于“Δx 趋于0 时,相应的函数增量Δy 一定趋于0”
理解2 要是以产量为自变量x,生产成本为函数y ,则Δy/Δx 表示,在已经生产x0 件产品的状态下,再生产一件产品的平均成本。
导数则是点x0 处的“边际成本”。
(画外音:“生产”过程中诸元素的磨合,自然会导致成本变化。
)
如果用百分比来描述增量,则(Δy/y)/(Δx/x)表示,在x0 状态下,自变量变化一个百分点,函数值平均变化多少个百分点。
如果Δx 趋于零时极限存在,称其(绝对值)为y 对x 的弹性。
理解3 如果函数f 在区间的每一点处可导,就称f 在此区间上可导。
这时,区间上的点与导数值的对应关系构成一个新的函数。
称为 f 的导函数。
简称导数。
函数概念由此得到深化。
用定义算得各个基本初等函数的导数,称为“求导公式”。
添上“和,差,积,商求导法则”与“复合函数求导法则”,我们就可以计算初等函数的导数。
例24 设函数 f(x) =(n→∞)lim((1 + x)∕(1 + x 的2 n次方)), 讨论函数f(x) 的间断点,其结论为
(A)不存在间断点(B)存在间断点x = 1 (C)存在间断点x = 0 (C)存在间断点x = -1
分析这是用极限定义的函数,必须先求出f(x) 的解析表达式,再讨论其连续性。
任意给定一点x ,(视为不变。
)此时,把分母中的“x的2n次方”项看成是“(x平方)的n次方”,这是自变量为n 的指数函数。
令n→∞ 求极限计算相应的函数值。
鉴于指数函数分为两大类,要讨论把x 给定在不同区间所可能的影响。
(潜台词:函数概念深化,就在这变与不变。
哲学啊!)算得
-1<x<1 时,f(x) = 1 + x ;f(1)=1 ;f(-1) = 0
而 x<-1 或x>1 时,恒有f(x) = 0 ,观察得x →1 时,lim f(x) = 2 ;应选(B)。
理解4 运用定理(2),“极限存在的充分必要条件为左、右极限存在且相等。
”则“函数在点x0可导” 等价于“左,右导数存在且相等”。
讨论分段函数在定义分界点x0处的可导性,先看准,写下中心点函数值 f(x0),然后分别在x0 两側算左导数,右导数。
例25 (1)h 趋于0+ 时,lim( f(h)-f(0))/h 存在不等价于函数在0 点可导,因为它只是右导数。
(2)h 趋于0 时, lim (f(2h)-f(h))/h 存在不等价于函数在0 点可导,因为分子
中的函数増量不是相对于中心点函数值的増量。
请对比: 如果f(x)函数在0 点可导,则h→0 时,
lim (f(2h)-f(h))/ h = lim (f(2h)-f(0)+ f(0)-f(h))/ h
= 2lim (f(2h)-f(0)) / 2h -lim (f(h)-f(0))/ h
= 2 f ′(0) -f ′(0) =f ′(0)
(画外音:我把上述恒等变形技术称为“添零项获得增量”。
考试中心认为你一定会这个小技术。
(2)中的不等价,要点在于,即便(2)中的极限存在,f(x)在0 点也可能不可导。
你可以作上述恒等变形,但是,你无法排除“不存在-不存在= 存在”)
例26 若函数f(x)满足条件f(1+x)= a f(x),且f ′(0) = b,数a≠0,b≠0 则(A) f(x)在x = 1不可导。
(B)f ′(1) = a(C)f ′(1) = b(D)f ′(1) =a b
分析将f ′(0) = b 还原为定义 lim (f(0+h)-f(0))/ h = b ,
要算f ′(1) ,考查 lim (f(1+h)-f(1))/ h ;如何向f ′(0) 的定义式转化?!只能在已知恒等式上下功夫。
显然 f(1+h)= a f(h);而f(1)= f(1+0)= a f(0)
lim (f(1+h)-f(1))/ h = lim a (f(h)-f(0))/ h = ab 应选(D)。
*理解5 两个无穷小的商求极限,就可以看成是两个无穷小的比较。
于是,
连续函数 f(x)在点x0 可导的充分必要条件是,x →x0时,函数增量Δy 是与Δx 同阶,或较Δx 高阶的无穷小。
考研的小题目中,经常在原点讨论可导性,且往往设函数在原点的值为零。
我称这为“双特殊情形”。
这时,要讨论的增量商简化为f(x)/x ,联想一下高低阶无穷小知识,可以说,“双特殊情形”下函数在原点可导,等价于x 趋于0 时,函数是与自变量x 同阶或比x 高阶的无穷小。
如果函数结构简单,你一眼就能得出结论。
例27 设函数f(x)在点x = 0 的某邻域内有定义,且恒满足∣f (x)∣≤ x 平方,则点x = 0 必是f (x) 的
(A)间断点。
(B)连续而不可导点。
(C)可导点,且f ′(0) = 0(D)可导点,且f ′(0) ≠ 0
分析本题中实际上有夹逼关系0 ≤∣f (x)∣≤ x 平方,在x = 0 的某邻域内成立。
这就表明f(0)= 0 ,且
∣f (x) / x∣≤∣x∣,由夹逼定理得,f ′(0) = 0,应选(C)。
例28 设有分段函数f (x): x >0 时,f (x) = (1-cosx)∕√x;x ≤ 0 时,f (x) = x 平方g(x)
其中,g(x) 为有界函数。
则 f (x) 在点x = 0
(A)不存在极限。
(B)存在极限,但不连续。
(C)连续但不可导。
(D)可导。
分析由定义得中心点函数值f(0)= 0 ;本题在“双特殊情形”下讨论。
x >0 时,显然f (x) 是比x 高阶的无穷小。
右导数为0 (潜台词:1-cosx 是平方级无穷小。
)
x ≤ 0时,f (x) / x = xg(x) ,用夹逼法可判定左导数为0 ;应选(D)。
*理解6 运用定理(3),若f(x)函数在点x0 可导,即有已知极限Δx → 0 ,lim(Δy
/Δx)= f ′(x0)
于是Δy/Δx =f ′(x0) + α(x)(无穷小);即Δy = f ′(x0) Δx + α(x)Δx
由此即可证明,函数在点x0可导,则一定在x0连续。
“如果分母是无穷小,商的极限存在,则分子也必定是无穷小。
”
经济类的考生可以这样来体验“可导一定连续”。
考数学一,二的同学则应将此结论作为一个练习题。
把导数定义中的极限算式记得用得滚瓜烂熟,你就既不会感到它抽象,也不会感到有多难。
考研的题目设计都很有水平,如果側重考概念,题目中的函数结构通常都比较简单。
不要怕定义。
就当是游戏吧。
要玩好游戏,你总得先把游戏规则熟记于心。