高中数学知识点总结导数的定义及几何意义
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导 数 知识要点1. 导数(导函数的简称)的定义: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以知函数)(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 ⊇. Ps :二阶导数,是原函数导数的导数,将原函数进行二次求导。
一般的,函数y=f(x )的导数y '=f '(x )仍然是x 的函数,则y '=f '(x )的导数叫做函数y=f (x )的二阶导数。
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. 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. 3. 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. 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.5. 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.6. 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 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.7. 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.8. 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. 9. 几种常见的函数导数:I.0'=C (C 为常数) x x cos )(sin '= 2'11)(arcsin x x -=1')(-=n n nx xx x sin )(cos '-= 2'11)(arccos xx --=II. x x 1)(ln '=e x x a a log 1)(log '= 11)(arctan 2'+=x x x x e e =')(a a a x x ln )('= 11)cot (2'+-=x x arcIII. 求导的常见方法: ①常用结论:xx 1|)|(ln '=.②形如))...()((21n a x a x a x y ---=或))...()(())...()((2121n n b x b x b x a x a x a x y ------=两边同取自然对数,可转化求代数和形式.③x x y =这类函数,如x x y =取自然对数之后可变形为x x y ln ln =,对两边求导可得x x x x x y y x y y xx x y y +=⇒+=⇒⋅+=ln ln 1ln '''.单调性及最值 1答案 A解析 满足f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1<0其实就是f (x )在(0,+∞)上为减函数,故选A.2答案 B 解析 对称轴x =1-a ≥4.∴a ≤-3. 3答案 D 4答案 A解析 当x =2时,y =log a (22+2·2-3) ∴y =log a 5>0,∴a >1 由复合函数单调性知单减区间须满足⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x -3>0x <-1,解之得x <-3.5答案 C 解析 由f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0对任意两个不相等的正实数x 1、x 2都成立,可知,f (x )在(0,+∞)上为增函数,又f (x )为奇函数,故f (x )在(-∞,0)上也为增函数,故选C.6答案 C 解析 y =x 2+4x =(x +2)2-4在[0,+∞)上单调递增;y =-x 2+4x =-(x -2)2+4在(-∞,0)上单调递增.又x 2+4x -(4x -x 2)=2x 2≥0,∴f (2-a 2)>f (a )⇒2-a 2>a ⇒a 2+a -2<0⇒-2<a <1,故选C.7答案 B 解析 ①是幂函数,其在(0,+∞)上为增函数,故此项不符合题意;②中的函数是由函数y =log 12x 向左平移1个单位而得到的,因原函数在(0,+∞)上为减函数,故此项符合题意;③中的函数图象是函数y =x -1的图象保留x 轴上方的部分,下方的图象翻折到x 轴上方而得到的,由其图象可知函数符合题意;④中的函数为指数函数,其底数大于1,故其在R 上单调递增,不符合题意,综上可知选择B.8答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,0与⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞ 解析 数形结合9答案 ①④ 10答案 (0,110)解析 因为f (x )为奇函数,所以f (-x )=-f (x ),又因为f (x )在(-∞,0]上单调递减,所以f (x )在[0,+∞)上也为单调递减函数,所以函数f (x )在R 上为单调递减函数.不等式f (lg x )+f (1)>0可化为f (lg x )>-f (1)=f (-1),所以lg x <-1,解得0<x <110. 11答案 [-2,+∞) 解析 由h ′(x )=2+kx 2≥0,得k ≥-2x 2,由于-2x 2在[1,+∞)的最大值为-2,于是,实数k 的取值围是[-2,+∞).12解析 (1)证明 任设x 1<x 2<-2, 则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1+2-x 2x 2+2=2(x 1-x 2)(x 1+2)(x 2+2).∵(x 1+2)(x 2+2)>0,x 1-x 2<0,∴f (x 1)<f (x 2), ∴f (x )在(-∞,-2)单调递增. (2)解 任设1<x 1<x 2,则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1-a -x 2x 2-a =a (x 2-x 1)(x 1-a )(x 2-a ).∵a >0,x 2-x 1>0,∴要使f (x 1)-f (x 2)>0,只需(x 1-a )(x 2-a )>0恒成立,∴a ≤1. 综上所述知0<a ≤1.13答案 (1)略 (2){m |-1<m <43}解 (1)证明:设x 1,x 2∈R ,且x 1<x 2,则x 2-x 1>0,∴f (x 2-x 1)>1. f (x 2)-f (x 1)=f [(x 2-x 1)+x 1]-f (x 1)=f (x 2-x 1)+f (x 1)-1-f (x 1)=f (x 2-x 1)-1>0. ∴f (x 2)>f (x 1).即f (x )是R 上的增函数.(2)∵f (4)=f (2+2)=f (2)+f (2)-1=5, ∴f (2)=3,∴原不等式可化为f (3m 2-m -2)<f (2), ∵f (x )是R 上的增函数,∴3m 2-m -2<2,解得-1<m <43,故m 的解集为{m |-1<m <43}. 14答案 A解析 由已知易得⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,x -3>0,即x >3,又0<0.5<1,∴f (x )在(3,+∞)上单调递减.15答案 C 解析 由已知得:|1x |>1⇒-1<x <0或0<x <1,故选C. 16答案 (-∞,- 2 ]∪(1, 2 ]几何意义1.解析s′=limΔt→0ΔsΔt=limΔt→018(t+Δt)2-18t2Δt=limΔt→014tΔt+18(Δt)2Δt=limΔt→0(14t+18Δt)=14t.∴当t=2时,s′=12. 答案 C2.解析由2x+y+1=0,得h′(a)=-2<0.∴h′(a)<0.3.解析limΔx→0f(x0-Δx)-f(x0)Δx=-limΔx→0f(x0-Δx)-f(x0)-Δx=-k. 答案-k4.解∵f′(1)=limΔx→0f(1+Δx)-f(1)Δx=4,∴过点(1,2)的切线的斜率为4.设过点(1,2)且与过该点的切线垂直的直线的斜率为k,则4k=-1,k=-14.∴所求的直线方程为y-2=-14(x-1),即x+4y-9=0.6.解析f′(1)=limΔx→0ΔyΔx=limΔx→0a(1+Δx)2-aΔx=limΔx→0(2a+aΔx)=2a.令2a=2,∴a=1. A。
导数知识点总结大全高中一、导数的基本概念1. 函数的变化率函数在定义域内的某一点上的变化率就是导数。
函数在某一点的导数描述了函数在这一点附近的变化趋势,是函数曲线的切线斜率。
当函数在某一点的导数为正时,表示函数在这一点附近是增加的;当函数在某一点的导数为负时,表示函数在这一点附近是减小的;当函数在某一点的导数为零时,表示函数在这一点附近有极值。
2. 导数的几何意义函数在某一点的导数是该函数曲线在这一点的切线斜率,即切线的倾斜程度。
当导数为正时,表示切线斜率为正,曲线是逐渐上升的;当导数为负时,表示切线斜率为负,曲线是逐渐下降的;当导数为零时,表示切线水平,曲线在该点可能有极值。
3. 导函数如果函数f(x)在x处可导,则在这一点导函数f'(x)给出了函数在这一点的变化率。
导函数是原函数f(x)关于自变量x的导数函数,通常使用f'(x)来表示。
4. 导数的符号函数f(x)在某一点的导数为正时,表示函数在这一点附近是增加的;函数f(x)在某一点的导数为负时,表示函数在这一点附近是减小的;函数f(x)在某一点的导数为零时,表示函数在这一点附近有极值。
二、导数的定义1. 函数可导如果函数f(x)在某一点x处的导数存在,那么称函数f(x)在这一点可导。
函数在某一点可导的条件是函数在这一点存在切线。
2. 函数导数的极限定义函数f(x)在x处的导数被定义为:f'(x) = lim(h→0) (f(x+h) - f(x))/h其中,lim表示极限,h→0表示当h趋近于0时的极限,f(x+h) - f(x)表示函数在x+h处和x处的高度差,h为x的增量。
3. 导数的等价形式导数的等价形式有有限增量与自变量增量之比求极限、差商公式等形式。
三、导数的性质1. 可导函数的和、差的导数如果函数f(x)和g(x)在x处可导,则它们的和f(x)+g(x)和差f(x)-g(x)在x处也可导,且导数为f'(x)+g'(x)和f'(x)-g'(x)。
高中数学导数知识点总结一、导数的定义1. 导数的几何意义在直角坐标系中,函数的导数表示了函数曲线在某一点的切线的斜率。
也就是说,导数描述了函数在某一点处的变化率。
如果函数在某一点的导数为正,那么函数在这一点的曲线是朝上凸的;如果函数在某一点的导数为负,那么函数在这一点的曲线是朝下凸的;如果函数在某一点的导数为零,那么函数在这一点的曲线可能是一个最大值、最小值或者拐点。
2. 导数的代数定义设函数y=f(x),在点x0处可导。
如果当自变量x的增量为Δx时,函数值的增量Δy与自变量的增量Δx的比值在Δx趋于0时的极限存在,那么就称函数y=f(x)在点x0处可导。
这个极限就是函数在点x0处的导数,通常用f'(x0)或者df(x0)/dx来表示。
二、导数的性质1. 可导性与连续性在区间上连续的函数必定在该区间上有定义且连续的导数。
不过反之不成立。
2. 导数的四则运算法则设函数y=f(x)和y=g(x)都在x处可导,则:(1)常数函数的导数\[ (k)' = 0 \](2)乘积的导数\[ (u \cdot v)' = u' \cdot v + u \cdot v' \](3)商的导数\[ \left( \frac{u}{v} \right)' = \frac{u' \cdot v - u \cdot v'}{v^2} \](4)复合函数的导数\[ (f(g(x)))' = f'(g(x)) \cdot g'(x) \]3. 链式法则设函数y=f(u)和u=g(x)都在某点可导,则复合函数y=f(g(x))在该点可导,且有\[ y' = f'(g(x)) \cdot g'(x) \]4. 高阶导数如果函数f的导数也可导,则函数f有二阶导数,记作f'';同理,f(n)表示函数f的n阶导数。
高中导数知识点总结大全追逐高考,我们向往成功,我们希望激发潜能,我们就需要在心中铸造一座高高矗立的、坚固无比的灯塔,它的名字叫信念。
那么接下来给大家分享一些关于高中导数知识点总结大全,希望对大家有所帮助。
高中导数知识点总结1、导数的定义:在点处的导数记作.2.导数的几何物理意义:曲线在点处切线的斜率①k=f/(x0)表示过曲线y=f(x)上P(x0,f(x0))切线斜率。
V=s/(t)表示即时速度。
a=v/(t)表示加速度。
3.常见函数的导数公式:①;②;③;⑤;⑥;⑦;⑧。
4.导数的四则运算法则:5.导数的应用:(1)利用导数判断函数的单调性:设函数在某个区间内可导,如果,那么为增函数;如果,那么为减函数;注意:如果已知为减函数求字母取值范围,那么不等式恒成立。
(2)求极值的步骤:①求导数;②求方程的根;③列表:检验在方程根的左右的符号,如果左正右负,那么函数在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么函数在这个根处取得极小值;(3)求可导函数值与最小值的步骤:ⅰ求的根;ⅱ把根与区间端点函数值比较,的为值,最小的是最小值。
导数与物理,几何,代数关系密切:在几何中可求切线;在代数中可求瞬时变化率;在物理中可求速度、加速度。
学好导数至关重要,一起来学习高二数学导数的定义知识点归纳吧!导数是微积分中的重要基础概念。
当函数y=f(x)的自变量x在一点x0上产生一个增量Δx时,函数输出值的增量Δy与自变量增量Δx 的比值在Δx趋于0时的极限a如果存在,a即为在x0处的导数,记作f'(x0)或df(x0)/dx。
导数是函数的局部性质。
一个函数在某一点的导数描述了这个函数在这一点附近的变化率。
如果函数的自变量和取值都是实数的话,函数在某一点的导数就是该函数所代表的曲线在这一点上的切线斜率。
导数的本质是通过极限的概念对函数进行局部的线性逼近。
例如在运动学中,物体的位移对于时间的导数就是物体的瞬时速度。
不是所有的函数都有导数,一个函数也不一定在所有的点上都有导数。
高中导数知识点归纳一、基本概念1. 导数的定义: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x x 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 y x x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(lim lim 0000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。
()f x 在点0x 处的导数记作xx f x x f x f y x x x ∆-∆+='='→∆=)()(lim )(00000 2 导数的几何意义:(求函数在某点处的切线方程)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 -=-3.基本常见函数的导数:①0;C '=(C 为常数) ②()1;n n x nx-'= ③(sin )cos x x '=; ④(cos )sin x x '=-; ⑤();x x e e '= ⑥()ln x x a a a '=;⑦()1ln x x '=; ⑧()1l g log a a o x e x'=. 二、导数的运算1.导数的四则运算:法则1:两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的和(或差),即: ()()()()f x g x f x g x '''±=±⎡⎤⎣⎦法则2:两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘以第二个函数,加上第一个函数乘以第二个函数的导数,即:()()()()()()f x g x f x g x f x g x '''⋅=+⎡⎤⎣⎦常数与函数的积的导数等于常数乘以函数的导数: ).())((''x Cf x Cf =(C 为常数)法则3:两个函数的商的导数,等于分子的导数与分母的积,减去分母的导数与分子的积,再除以分母的平方:()()()()()()()()()20f x f x g x f x g x g x g x g x '⎡⎤''-=≠⎢⎥⎡⎤⎣⎦⎣⎦。
高中数学导数知识点归纳总结在高中数学的学习过程中,导数是一个非常重要的概念和工具。
掌握导数的基本概念和运算方法,对于后续学习和应用都有着至关重要的作用。
本文将对高中数学中的导数知识点进行归纳总结,以帮助同学们更好地理解和掌握。
一、导数的定义导数是函数在某一点处的变化率,表示了函数在该点附近的变化趋势。
给定一个函数f(x),在点x=a处的导数表示为f'(a),可以通过求极限的方式进行定义,即:f'(a) = lim┬(x→a)(f(x)-f(a))/(x-a)二、导数的几何意义1. 斜率:导数可以表示函数图像在某一点处的切线的斜率。
对于一元函数来说,导数就是切线的斜率。
2. 切线和法线:导数为0的点对应函数图像上的极值点(极大值或极小值),而导数不存在的点对应函数图像上的拐点。
3. 减函数和增函数:如果导数大于0,则函数在该点处是增函数;如果导数小于0,则函数在该点处是减函数。
三、导数的基本运算法则1. 常数法则:f(x) = C,则f'(x) = 0,其中C为常数。
2. 基本导数公式:- f(x) = x^n,则f'(x) = nx^(n-1),其中n为实数。
- f(x) = e^x,则f'(x) = e^x- f(x) = a^x,则f'(x) = ln(a)·a^x,其中a>0且a≠1。
- f(x) = log(a)(x),则f'(x) = 1/(x·ln(a)),其中a>0且a≠1。
3. 乘法法则:(f(x)·g(x))' = f'(x)·g(x) + f(x)·g'(x)4. 除法法则:(f(x)/g(x))' = (f'(x)·g(x) - f(x)·g'(x))/[g(x)]^2,其中g(x)≠0。
高中数学导数知识点归纳总结-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN高中导数复习资料一、基本概念1. 导数的定义: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 y x x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(lim lim 0000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。
()f x 在点0x 处的导数记作xx f x x f x f y x x x ∆-∆+='='→∆=)()(lim )(00000 2 导数的几何意义:(求函数在某点处的切线方程)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 -=-3.基本常见函数的导数:①0;C '=(C 为常数) ②()1;n n x nx -'=③(sin )cos x x '=; ④(cos )sin x x '=-;⑤();x x e e '= ⑥()ln x x a a a '=;⑦()1ln x x '=; ⑧()1l g log a a o x e x'=. 二、导数的运算1.导数的四则运算:法则1:两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的和(或差),即: ()()()()f x g x f x g x '''±=±⎡⎤⎣⎦法则2:两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘以第二个函数,加上第一个函数乘以第二个函数的导数,即:()()()()()()f x g x f x g x f x g x '''⋅=+⎡⎤⎣⎦常数与函数的积的导数等于常数乘以函数的导数: ).())((''x Cf x Cf =(C 为常数) 法则3:两个函数的商的导数,等于分子的导数与分母的积,减去分母的导数与分子的积,再除以分母的平方:()()()()()()()()()20f x f x g x f x g x g x g x g x '⎡⎤''-=≠⎢⎥⎡⎤⎣⎦⎣⎦。
重点高中数学导数知识点归纳总结高中数学中的导数是一个重要的知识点,它是微积分的基础,也是日后学习数学和理工科学科的必备知识。
下面将对高中数学中的导数相关知识进行归纳总结。
一、导数的定义与基本性质1. 导数的定义:设函数y=f(x),在x=a处可导,那么函数f(x)在x=a处的导数定义为:f'(a)=lim┬(△x→0)(f(a+△x)-f(a))/(△x)。
2.函数连续与可导的关系:如果函数f(x)在x=a处可导,则函数f(x)在x=a处连续。
3.导数的几何意义:函数y=f(x)在x=a处的导数f'(a)表示了函数在该点处切线的斜率。
4.导数的性质:(1)常数函数的导数为0,即(f(x)=c,c为常数时,f'(x)=0)。
(2) 任意一次幂函数的导数为对应的幂次函数的导函数,即(f(x)=x^n,n为常数时,f'(x)=nx^(n-1))。
(3)任意两个函数的和(差)的导数等于这两个函数的导数之和(差)。
(f(x)±g(x))'=f'(x)±g'(x)。
(4)任意两个函数的积的导数等于这两个函数的导数之积加上这两个函数之积的导数。
(f(x)g(x))'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)。
(5) 任意一个函数的常数倍的导数等于它的导数的常数倍,即(cf(x))' = cf'(x),c为常数。
二、常见函数的导数1.常数函数f(x)=c的导数为f'(x)=0。
2. 幂函数f(x)=x^n,n为常数时,导数为f'(x)=nx^(n-1)。
3. 指数函数f(x)=a^x,a>0且a≠1时,导数为f'(x)=a^xlna。
4. 对数函数f(x)=logₐx,a>0且a≠1时,导数为f'(x)=1/(xlna)。
5. 正弦函数f(x)=sinx的导数为f'(x)=cosx。
高中数学导数与函数知识点归纳总结(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除高中导数与函数知识点总结归纳一、基本概念 1. 导数的定义: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。
()f x 在点0x 处的导数记作xx f x x f x f y x xx ∆-∆+='='→∆=)()(lim)(000002 导数的几何意义:(求函数在某点处的切线方程)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 -=-3.基本常见函数的导数:①0;C '=(C 为常数) ②()1;n n x nx -'= ③(sin )cos x x '=; ④(cos )sin x x '=-; ⑤();x x e e '= ⑥()ln x x a a a '=;⑦()1ln x x '=; ⑧()1l g log a a o x e x'=.二、导数的运算1.导数的四则运算:法则1:两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的和(或差),即: ()()()()f xg x f x g x '''±=±⎡⎤⎣⎦法则2:两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘以第二个函数,加上第一个 函数乘以第二个函数的导数,即:()()()()()()f x g x f x g x f x g x '''⋅=+⎡⎤⎣⎦常数与函数的积的导数等于常数乘以函数的导数: ).())((''x Cf x Cf=(C 为常数)法则3:两个函数的商的导数,等于分子的导数与分母的积,减去分母的导数与分子的积,再除以分母的平方:()()()()()()()()()20f x f x g x f x g x g x g x g x '⎡⎤''-=≠⎢⎥⎡⎤⎣⎦⎣⎦。
高中数学导数知识点总结一、导数的基础1. 导数的定义- 导数表示函数在某一点的切线斜率。
- 符号表示:$f'(x)$ 或 $\frac{df}{dx}$。
2. 极限表达- 导数可以用极限表达:$f'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}$。
3. 几何意义- 导数的几何意义是曲线在某一点的切线斜率。
二、导数的计算1. 基本导数公式- 常数函数:$(C)' = 0$。
- 幂函数:$(x^n)' = nx^{n-1}$(其中n为实数)。
- 指数函数:$(a^x)' = a^x \ln(a)$(其中a > 0且a ≠ 1)。
- 对数函数:$(\ln(x))' = \frac{1}{x}$。
- 三角函数:- $(\sin(x))' = \cos(x)$- $(\cos(x))' = -\sin(x)$- $(\tan(x))' = \sec^2(x)$2. 导数的运算法则- 和/差的导数:$(u \pm v)' = u' + v'$。
- 乘积的导数:$(uv)' = u'v + uv'$。
- 商的导数:$(\frac{u}{v})' = \frac{u'v - uv'}{v^2}$。
3. 链式法则- 如果有一个复合函数$g(f(x))$,则其导数为:$(g(f(x)))' = g'(f(x)) \cdot f'(x)$。
三、高阶导数1. 高阶导数的定义- 第二导数:函数的导数的导数,表示为$f''(x)$。
- 更高阶导数:同理,可以计算第三导数、第四导数等。
2. 高阶导数的计算- 通过重复应用导数的基本运算法则来计算。
四、导数的应用1. 切线问题- 利用导数求曲线在某一点的切线方程。
5.1.2导数的概念及其几何意义要点一 导数的概念1.平均变化率:对于函数y =f (x ),设自变量x 从x 0变化到x 0+Δx ,则把Δy Δx =f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx 叫做函数y =f (x )从x 0到x 0+Δx 的平均变化率.2.导数:如果Δx →0时,平均变化率Δy Δx 无限趋近于一个确定的值,即ΔyΔx 有极限,则称y =f (x )在x =x 0处可导,并把这个确定的值叫做y =f (x )在x =x 0处的导数(也称瞬时变化率),记作f ′(x 0)或y ′|0x x = ,即f ′(x 0)=lim Δx →0ΔyΔx =lim Δx →f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx . 【重点小结】(1)当Δx ≠0时,比值Δy Δx 的极限存在,则f(x)在x =x 0处可导;若ΔyΔx的极限不存在,则f(x)在x =x 0处不可导或无导数.(2)在x =x 0处的导数的定义可变形为f ′(x 0)=lim Δx →0 f (x 0-Δx )-f (x 0)-Δx 或f ′(x 0)=lim x →x 0 f (x )-f (x 0)x -x 0.要点二 导数的几何意义对于曲线y =f (x )上的点P 0(x 0,f (x 0))和P (x ,f (x )),当 点P 0趋近于点P 时,割线P 0P 趋近于确定的位置,这个确定位置的直线P 0T 称为点P 0处的切线.割线P 0P 的斜率是k =f (x )-f (x 0)x -x 0.当点P 无限趋近于点P 0时,k 无限趋近于切线P 0T 的斜率.因此,函数f (x )在x =x 0处的导数就是切线P 0T 的斜率k ,即k =li m Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx 【重点总结】(1)曲线的切线与割线①曲线的切线是由割线绕一点转动,当另一点无限接近这一点时割线趋于的直线. ②曲线的切线就是割线趋近于某一确定位置的直线,体现了无限趋近的思想. (2)曲线的切线与导数①函数f(x)在x =x 0处有导数,则在该点处函数f(x)表示的曲线必有切线,且导数值是该切线的斜率. ②函数f(x)表示的曲线在点(x 0,f(x 0))处有切线,但函数f(x)在该点处不一定可导,如f(x)=3x 在x =0处有切线,但不可导.曲线的切线并不一定与曲线只有一个交点,可以有多个,甚至可以有无穷多个.与曲线只有一个公共点的直线也不一定是曲线的切线. 要点三 导函数对于 函数y =f (x ),当x =x 0时,f ′(x 0)是一个确定的数,当x 变化时,f ′(x )便是一个关于x 的函数,我们称它为函数y=f(x)的导函数(简称为导数),即f′(x)=y′=limΔx→0f(x+Δx)-f(x)Δx【重点总结】函数在某点处的导数与导函数的区别(1)函数在某点处的导数是一个定值,导函数是一个函数.(2)函数f(x)在x0处的导数就是导函数f ′(x)在x=x0处的函数值.【基础自测】1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)(1)函数f(x)在x=x0处有意义,则f′(x0)存在.()(2)直线与曲线相切,则直线与已知曲线只有一个公共点.()(3)导函数f′(x)的定义域与函数f(x)的定义域相等.()(4)曲线f(x)=x2在原点(0,0)处的切线方程为y=0.()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)√2.若函数f(x)=-3x-1,则f′(x)=()A.0 B.-3xC.3 D.-3【答案】D【解析】k=li mΔx→0-3(x+Δx)-1-(-3x-1)Δx=-3.3.设曲线y=x2+x-2在点M处的切线斜率为3,则点M的坐标为() A.(0,-2) B.(1,0)C.(0,0) D.(1,1)【答案】B【解析】设点M(x0,y0),∴k=limΔx→0(x0+Δx)2+(x0+Δx)-2-(x20+x0-2)Δx=2x0+1,令2x0+1=3,∴x0=1,则y0=0.故选B.4.如图,函数y=f(x)的图象在点P处的切线方程是y=-x+8,则f(5)+f′(5)=________.【答案】2【解析】点(5,f(5))在切线y=-x+8上,∴f(5)=-5+8=3.且f′(5)=-1,∴f(5)+f′(5)=2.题型一 求函数在某点处的导数【例1】(1)已知函数f (x )=2x 2+4x ,则f ′(3)=________. 【答案】(1)16【解析】(1)Δy =2(3+Δx )2+4(3+Δx )-(2×32+4×3) =12Δx +2(Δx )2+4Δx =2(Δx )2+16Δx , ∴Δy Δx =2(Δx )2+16Δx Δx=2Δx +16. ∴f ′(3)=li m Δx →0(2Δx +16)=16.(2)已知函数f (x )=2x 2+4x ,若f ′(x 0)=12,则x 0=________. 【答案】(2)2【解析】(2)根据导数的定义f ′(x 0)=li m Δx →0ΔyΔx =li m Δx →f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx=li m Δx →2(x 0+Δx )2+4(x 0+Δx )-(2x 20+4x 0)Δx=li m Δx →04x 0·Δx +2(Δx )2+4ΔxΔx =li m Δx →(4x 0+2Δx +4)=4x 0+4,∴f ′(x 0)=4x 0+4=12,解得x 0=2.【方法归纳】用导数定义求函数在某一点处的导数的三个步骤 (1)作差Δy =f (x 0+Δx )-f (x 0). (2)作比Δy Δx =f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx .(3)取极限f ′(x 0)=li m Δx →0ΔyΔx. 简记为一差、二比、三极限.【跟踪训练1】已知函数f (x )=x +1x,则f ′(1)=________.【答案】0【解析】f ′(1)=lim Δx →f (1+Δx )-f (1)Δx=lim Δx →0⎣⎡⎦⎤(1+Δx )+11+Δx -(1+1)Δx=lim Δx →0⎝⎛⎭⎫Δx +11+Δx -1Δx=lim Δx →0⎝⎛⎭⎫1-11+Δx =0题型二 求曲线的切线方程【例2】已知曲线y =13x 3,求曲线在点P (3,9)处的切线方程.【解析】由y =13x 3,得y ′=li m Δx →0 ΔyΔx =li m Δx →013(x +Δx )3-13x 3Δx=13li m Δx →3x 2Δx +3x (Δx )2+(Δx )3Δx=13li m Δx →[3x 2+3xΔx +(Δx )2]=x 2, y ′|x =3=32=9,即曲线在P (3,9)处的切线的斜率等于9. 由直线的点斜式方程可得,所求切线方程为y -9=9(x -3), 即9x -y -18=0.【变式探究】本例条件不变,求曲线过点M (1,0)的切线方程.【解析】设切点坐标为⎝⎛⎭⎫x 0,13x 30,由例2知切线方程为:y -13x 30=x 20(x -x 0) ∵切线过点(1,0), ∴-13x 30=x 20(1-x 0)即23x 30-x 20=0,解得x 0=0或x 0=32. ∴切点坐标为(0,0)或⎝⎛⎭⎫32,98,∴切线方程为:y =0或y -98=94⎝⎛⎭⎫x -32. 即y =0或9x -4y -9=0. 设切点,写出切线方程,已知点代入,求切点. 【方法归纳】1.求曲线上某点切线方程的三个步骤2.过曲线外的点P (x 1,y 1)求曲线的切线方程的步骤 (1)设切点为Q (x 0,y 0).(2)求出函数y =f (x )在点x 0处的导数f ′(x 0).(3)利用Q 在曲线上和f ′(x 0)=k PQ ,解出x 0,y 0及f ′(x 0). (4)根据直线的点斜式方程,得切线方程为y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0). 【跟踪训练2】已知曲线C :y =x 3.(1)求曲线C 上横坐标为1的点处的切线方程;(2)试问(1)中的切线与曲线C 是否还有其他的公共点?若有,求出公共点的坐标;若没有,说明理由. 【解析】将x =1代入曲线C 的方程得y =1,所以切点为(1,1). Δy Δx =(1+Δx )3-13Δx =3Δx +3(Δx )2+(Δx )3Δx=3+3Δx +(Δx )2, 当Δx 趋近于0时,ΔyΔx趋近于3,所以y ′|x =1=3.故所求切线方程为y -1=3(x -1),即3x -y -2=0.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧3x -y -2=0,y =x 3,可得(x -1)2(x +2)=0,解得x 1=1,x 2=-2.从而求得公共点为(1,1),(-2,-8).故(1)中的切线与曲线C 的公共点除切点(1,1)外,还有点(-2,-8). 题型三 导数几何意义的应用 探究1 求切点坐标【例3】已知曲线y =x 2+6的切线分别符合下列条件,求切点. (1)平行于直线y =4x -3; (2)垂直于直线2x -y +5=0. 【解析】设切点坐标为(x 0,y 0).f ′(x )=li m Δx →f (x +Δx )-f (x )Δx=li m Δx →0 (x +Δx )2+6-(x 2+6)Δx=li m Δx →0(2x +Δx )=2x .∴过(x 0,y 0)的切线的斜率为2x 0.(1)∵切线与直线y =4x -3平行,∴2x 0=4,x 0=2,y 0=x 20+6=10, 即过曲线y =x 2+6上点(2,10)的切线与直线y =4x -3平行. (2)∵切线与直线2x -y +5=0垂直,∴2x 0×2=-1,得x 0=-14,y 0=9716,即过曲线y =x 2+6上点⎝⎛⎭⎫-14,9716的切线与直线2x -y +5=0垂直. 【方法归纳】求满足某条件的曲线的切点坐标的步骤(1)先设切点坐标(x 0,y 0); (2)求导函数f ′(x ); (3)求切线的斜率f ′(x 0);(4)由斜率间的关系列出关于x 0的方程,解方程求x 0; (5)点(x 0,y 0)在曲线f (x )上,将(x 0,y 0)代入求y 0得切点坐标.探究2 与曲线的切点相关的问题【例4】已知直线l 1为曲线y =x 2+x -2在(1,0)处的切线,l 2为该曲线的另一条切线,且l 1⊥l 2. (1)求直线l 2的方程;(2)求由直线l 1,l 2和x 轴围成的三角形面积.【解析】(1)y ′=lim Δx →0(x +Δx )2+(x +Δx )-2-x 2-x +2Δx=lim Δx →02xΔx +(Δx )2+ΔxΔx=lim Δx →0(2x +Δx +1)=2x +1.所以y ′|x =1=2×1+1=3,所以直线l 1的方程为y =3(x -1),即y =3x -3.设直线l 2过曲线y =x 2+x -2上的点B (b ,b 2+b -2), 则l 2的方程为y =(2b +1)x -b 2-2.因为l 1⊥l 2,则有2b +1=-13,b =-23,B ⎝⎛⎭⎫-23,-209,所以直线l 2的方程为y =-13x -229.(2)解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =3x -3,y =-13x -229,得⎩⎨⎧x =16,y =-52.所以直线l 1和l 2的交点坐标为⎝⎛⎭⎫16,-52. l 1,l 2与x 轴交点的坐标分别为(1,0),⎝⎛⎭⎫-223,0. 所以所求三角形的面积S =12×253×52=12512.(1)先由已知求出l 1的斜率,再由l 1⊥l 2,求出l 2的斜率,进而求出切点坐标,得出l 2的方程. (2)求出l 1与l 2的交点坐标,l 1,l 2与x 轴的交点,求出直线l 1,l 2和x 轴围成的三角形的面积. 【方法归纳】利用导数的几何意义处理综合应用题的两种思路(1)与导数的几何意义相关的题目往往涉及解析几何的相关知识,如直线的方程、直线间的位置关系等,因此要综合应用所学知识解题.(2)与导数的几何意义相关的综合问题解题的关键是函数在某点处的导数,已知切点可以求斜率,已知斜率也可以求切点,切点的坐标是常设的未知量.【跟踪训练3】(1)已知y =f (x )的图象如图所示,则f ′(x A )与f ′(x B )的大小关系是( ) A .f ′(x A )>f ′(x B ) B .f ′(x A )=f ′(x B ) C .f ′(x A )<f ′(x B )D .f ′(x A )与f ′(x B )大小不能确定 【答案】A【解析】由y =f (x )的图象可知,k A >k B ,根据导数的几何意义有f ′(x A )>f ′(x B ).故选A.(2)曲线f (x )=x 3在点(a ,a 3)(a ≠0)处的切线与x 轴,直线x =a 围成的三角形的面积为16,则a =________.【答案】(2)±1【解析】(2)因为f ′(a )=li m Δx →(a +Δx )3-a 3Δx =3a 2,所以曲线在点(a ,a 3)处的切线方程为y -a 3=3a 2(x -a ).令y =0,得切线与x 轴的交点为⎝⎛⎭⎫23a ,0,由题意知三角形面积为12⎪⎪⎪⎪a -23a ·|a 3|=12×⎪⎪⎪⎪a 3·|a 3|=16a 4=16.∴a 4=1,即a =±1. 【易错辨析】求切线方程时忽略“过”与“在”的差异致错【例5】已知抛物线y =x 2+x +1,则过抛物线原点的切线方程为________. 【答案】3x -y =0或x +y =0【解析】设切点坐标为(x 0,y 0),则f ′(x 0)=lim Δx →(x 0+Δx )2+(x 0+Δx )+1-(x 20+x 0+1)Δx=lim Δx →0(2x 0+1+Δx )=2x 0+1,所以斜率k =2x 0+1,故所求的切线方程为y -y 0=(2x 0+1)(x -x 0),将(0,0)及y 0=x 20+x 0+1代入上式得:-(x 20+x 0+1)=-x 0(2x 0+1), 解得x 0=1或x 0=-1,所以k =3或k =-1,所以切线方程为y =3x 或y =-x , 即3x -y =0或x +y =0. 【易错警示】 1.出错原因把原点当作切点,易求的是在原点处的切线方程. 2.纠错心得(1)看清楚求的是原点处的切线,还是过原点的切线. (2)过原点的切线,原点不一定是切点,需设切点为(x 0,y 0).一、单选题1.设()f x 在0x x =处可导,则()()000lim2h f x h f x h h→+--=( ). A .()02f x ' B .()012f x ' C .()0f x ' D .()04f x '【答案】C 【分析】根据导数的定义即可求解. 【解析】解:∵()f x 在0x 处可导, ∵()()()0000lim2h f x h f x h f x h→+--'=,故选:C.2.函数()y f x =在0x x =处的导数可表示为0x x y =',即( ). A .()()()000f x f x x f x =+∆-' B .()()()0000lim x f x f x x f x ∆→'=+∆-⎡⎤⎣⎦ C .()()()0000lim x f x x f x f x x∆→+∆-'=∆D .()()()000f x x f x f x x+∆-'=∆【答案】C 【分析】结合导数定义直接选择即可. 【解析】x x y ='是()0f x '的另一种记法,根据导数的定义可知C 正确.故选:C3.若函数()f x 在0x x =处可导,则()()000limh f x h f x h→+-的结果( ).A .与0x ,h 均无关B .仅与0x 有关,而与h 无关C .仅与h 有关,而与0x 无关D .与0x ,h 均有关【答案】B 【分析】根据导数的定义即可求解. 【解析】 解:因为()()()0000limh f x h f x f x h→+-'=,所以结果仅与0x 有关,而与h 无关, 故选:B.4.设()f x 为可导函数,且满足0(1)(12)lim12x f f x x→--=-,则'(1)f 为( )A .1B .1-C .2D .2-【答案】B 【分析】利用导数的定义进行求解. 【解析】 因为0(1)(12)lim12x f f x x →--=-,所以20(1)(12)lim =12x f f x x→---,即20(12)(1)lim12x f x f x-→--=--所以'(1)1f =-. 故选:B.5.已知函数f (x )可导,且满足0(3)l (m 2i 3)x f f x x∆→-+∆=∆,则函数y =f (x )在x =3处的导数为( )A .-1B .-2C .1D .2【分析】根据导数的定义即可得到答案. 【解析】 由题意,()()()()()003333lim lim3x x f f x f x f f xx∆→∆→-+∆+∆-=-=-∆'∆,所以()32f '=-.故选:B.6.已知函数()f x 的图像如图所示,()f x '是()f x 的导函数,则下列结论正确的是( )A .()()()()310132f f f f '<-'<< B .()()()()310312f f f f -''<<< C .()()()()310312f f f f '<-'<< D .()()()()310132f f f f ''<<-< 【答案】B 【分析】结合图象,判断出()()()()310,3,,12f f f f ''-的大小关系. 【解析】由题图可知函数()f x 的图像在1x =处的切线的斜率比在3x =处的切线的斜率大,且均为正数,所以()()031f f ''<<. AB 的斜率为()()3131f f --,其比在1x =处的切线的斜率小,但比在3x =处的切线的斜率大,所以()()()()310312f f f f -''<<<. 故选:B7.已知函数()2ln 8f x x x =+,则()()121lim x f x f x∆→+∆-∆的值为( )A .20-B .10-C .10D .20【分析】根据导数的定义可得()()()0121lim 21x f x f f x∆→+∆='-∆,再用求导公式可得()28f x x'=+,代入1x =即可得解. 【解析】因为()2ln 8f x x x =+,所以()28f x x'=+, 所以()()()()()020121121lim2lim 21202x x f x f f x f f xx∆→∆→+∆-+∆-=∆'==∆.故选:D8.下列说法正确的是( )A .曲线的切线和曲线有且只有一个交点B .过曲线上的一点作曲线的切线,这点一定是切点C .若()0f x '不存在,则曲线()y f x =在点()()00,x f x 处无切线D .若曲线()y f x =在点()()00,x f x 处有切线,但()0f x '不一定存在 【答案】D 【分析】根据瞬时变化率和导数的基本概念对各选项逐一判断即可. 【解析】对于A ,曲线的切线和曲线除有一个公共切点外,还可能有其他的公共点,故A 错误;对于B ,过曲线上的一点作曲线的切线,由于曲线的切线和曲线除有一个公共切点外,还可能有其他的公共点,所以这个点不一定是切点,故B 错误;对于C ,()0f x '不存在,曲线()y f x =在点()()00,x f x 处切线的斜率不存在,但切线可能存在,故C 错误; 对于D ,曲线()y f x =在点()()00,x f x 处有切线,但切线斜率可能不存在,所以()0f x '不一定存在,故D 正确. 故选:D二、多选题9.已知函数()f x 的图象如图所示,()f x '是()f x 的导函数,则下列数值的排序正确的是( )A .()()32f f ''<B .()()()332f f f '<-C .()()()232f f f '<-D .()()320f f -<【答案】AB 【分析】根据导数的几何意义可得()()23f f ''>,记()()22A f ,,()()33B f ,,作直线AB ,根据两点坐标求出直线AB 的斜率,结合图形即可得出()()()323f f f '->. 【解析】由函数的图象可知函数()f x 是单调递增的,所以函数图象上任意一点处的导函数值都大于零,并且由图象可知,函数图象在2x =处的切线斜率1k 大于在3x =处的切线斜率2k ,所以()()23f f ''>; 记()()22A f ,,()()33B f ,,作直线AB ,则直线AB 的斜率()()()()323232f f k f f -==--,由函数图象,可知120k k k >>>,即()()()()23230f f f f ''>->>. 故选:AB10.(多选题)若函数f (x )在x =x 0处存在导数,则000()()limh f h x f x h→+-的值( )A .与x 0有关B .与h 有关C .与x 0无关D .与h 无关【答案】AD 【分析】由导数的定义进行判定. 【解析】由导数的定义,得:'0000()()lim()h f x f x f x hh →-=+,即函数f (x )在x =x 0处的导数与x 0有关,与h 无关. 故选:AD.11.甲、乙两个学校同时开展节能活动,活动开始后两学校的用电量()W t 甲(单位:kW h ⋅),()W t 乙(单位:kW h ⋅)与时间t (单位:h )的关系如图所示,则一定有( )A .甲校比乙校节能效果好B .甲校的用电量在[]00,t 上的平均变化率比乙校的用电量在[]00,t 上的平均变化率小C .两学校节能效果一样好D .甲校与乙校在活动期间的用电量总是一样大 【答案】AB 【分析】根据切线斜率的实际意义判断AC 选项的正确性.根据平均变化率的知识确定B 选项的正确性.根据图象判断用电量是否“总是一样大”,由此判断D 选项的正确性. 【解析】由图可知,对任意的()100,t t ∈,曲线()W t 甲在1t t =处的切线斜率的绝对值比曲线()W t 乙在1t t =处的切线斜率的绝对值大,所以甲校比乙校节能效果好,A 正确,C 错误; 由图可知,()() 000W t W t -甲甲()()000W t W t -<乙乙,则甲校的用电量在[]00,t 上的平均变化率比乙校的用电量在[]00,t 上的平均变化率小,B 正确;由于曲线()W t 甲和曲线()W t 乙不重合,故D 错误. 故选:AB.12.(多选)设()f x 在0x 处可导,下列式子中与()0f x '相等的是( ) A .()()0002lim2x f x f x x x∆→--∆∆B .()()000limx f x x f x x x∆→+∆--∆∆C .()()0002limx f x x f x x x∆→+∆-+∆∆D .()()0002limx f x x f x x x∆→+∆--∆∆【答案】AC 【分析】利用导数的定义对各选项逐一分析计算并判断作答. 【解析】 对于A ,()()()()()000000202222lim lim 22x x f x f x x f x x x f x x f x x x ∆→∆→--∆-∆+∆--∆'==∆∆,A 满足; 对于B ,()()()()()000000202lim 2lim 22x x f x x f x x f x x x f x x f x x x ∆→∆→+∆--∆-∆+∆--∆'==∆∆,B 不满足; 对于C ,()()()00002limx f x x f x x f x x∆→+∆-+∆'=∆,C 满足;对于D ,()()()()()000000302232lim 3lim 33x x f x x f x x f x x x f x x f x x x∆→∆→+∆--∆-∆+∆--∆'==∆∆,D 不满足. 故选:AC第II 卷(非选择题)请点击修改第II 卷的文字说明三、填空题13.某生物种群的数量Q 与时间t 的关系近似地符合10()9tt e Q t e =+.给出下列四个结论:①该生物种群的数量不会超过10;②该生物种群数量的增长速度先逐渐变大后逐渐变小; ③该生物种群数量的增长速度与种群数量成正比; ④该生物种群数量的增长速度最大的时间()02,3t ∈. 根据上述关系式,其中所有正确结论的序号是__________. 【答案】①②④ 【分析】对解析式上下同时除以t e ,结合反比例函数模型可判断①正确;对10()9tt e Q t e =+求导,()Q t '即为该生物种群数量的增长速度与时间的关系式,结合导函数特征和对勾函数模型可判断③错,②④正确 【解析】1010()991t t t e Q t e e ==++,因为0te >,故()911,t e+∈+∞,()100,1091t e ∈+,故该生物种群的数量不会超过10,①正确;由()28109090()()89191t tt t t t e e Q t Q t e e e e=⇒'=+++=+,显然该生物种群数量的增长速度与种群数量不成正比,③错;因为81tt e e +为对勾函数模型,故81tt e e+≥,当且仅当9t e =时取到等号,故811890t t e e++整体先增加后减小,当()03ln92,t =∈时,()Q t '最大,故②④正确, 综上所述,①②④正确, 故答案为:①②④ 14.若02)(=f x ',则00Δ0()(Δ)lim2Δx f x f x x x→-+=________.【答案】1- 【分析】利用导数的定义进行求解. 【解析】00Δ0()(Δ)lim2Δx f x f x x x→-+00Δ0(Δ)()1lim 2Δx f x x f x x →+-=- '01()2f x =-1=-.故答案为1-.15.已知函数f (x ),则()1f '=________. 【答案】12 【分析】根据导数的定义即可得到答案. 【解析】()()()001111lim lim 21x x f x f f x x →→+∆-'====∆+∆+.故答案为:12.16.函数()f x 在R 上可导,且()02f '=,x y R ∀∈,,若函数()()()f x y f x f y +=成立,则()0f =________.【答案】1 【分析】令0y =,则有()()()0f x f x f =,再根据条件即可求出答案. 【解析】解:令0y =,则有()()()0f x f x f =,()02f '=, ()f x ∴不恒为0, ()01f ∴=,故答案为:1.四、解答题17.已知2()f x x =,利用2'(1)11,(1)2,Δ0.03f f x ====,求(1.03)f 的近似值. 【答案】1.06 【分析】将'(1)1,(1)2,Δ0.03f f x ===代入'000()()()f x x f x f x x +∆≈+⋅∆中计算即可得到答案.【解析】由'000()()()f x x f x f x x +∆≈+⋅∆,可知'(1.03)(1)(1)0.03120.03 1.06f f f ≈+⨯=+⨯=.18.已知某产品的总成本函数为22C Q Q =+,总成本函数在0Q 处导数()0f Q '称为在0Q 处的边际成本,用()0MC Q 表示.求边际成本(500)MC 并说明它的实际意义.【答案】(500)1002MC =,其实际意义是:此时多生产1件产品,成本要增加1002. 【分析】利用导数的定义计算即可. 【解析】设500Q =时,产量的改变量为Q ∆,22(500)2(500)(5002500)C Q Q Q Q ∆+∆++∆-+⨯=∆∆ 1002Q =∆+,则0(500)lim (1002)1002Q MC Q ∆→=∆+=,即产量为500时的边际成本为1002,其实际意义是:此时多生产1件产品,成本要增加1002.。
导数高端知识点总结高中一、导数的概念1. 导数的定义在数学中,导数是函数变化率的量度,它表示函数在某一点的变化速率。
设函数y=f(x),若极限f'(x)=lim[(f(x+Δx)-f(x))/Δx](Δx→0)存在,则称f(x)在点x处可导,并称这个极限为函数f(x)在点x处的导数,记为f'(x)。
导数的几何意义是函数在某一点处的切线斜率。
2. 导数的几何意义导数的几何意义可以从图像的角度来理解。
在函数图像的某一点A处,函数的导数f'(x)表示了曲线在A点的切线斜率,也就是函数在这一点处的变化速率。
如果导数为正,表示函数在该点处是递增的;如果导数为负,表示函数在该点处是递减的;如果导数为零,表示函数在该点处的变化率为零,即函数在该点处有极值。
3. 导数的物理意义导数在物理学中也有着重要的应用。
例如,物体的位移与时间的关系可以用函数来描述,而物体的速度就是位移对时间的导数,加速度就是速度对时间的导数。
因此,导数可以用来描述物体在某一时刻的速度和加速度,这对于研究物体的运动特性具有重要的意义。
二、导数的性质1. 导数存在的条件函数f(x)在点x处可导的条件是函数在该点处的左导数和右导数存在且相等。
这个条件可以用极限的形式来描述,即lim[Δx→0-(f(x+Δx)-f(x))/Δx]=lim[Δx→0+(f(x+Δx)-f(x))/Δx]。
2. 导数的四则运算性质导数具有四则运算的性质,即对于两个可导函数f(x)和g(x),它们的和、差、积和商的导数可以通过原函数的导数来求得。
具体的性质如下:(1)和函数的导数:(f+g)'=f'+g'(2)差函数的导数:(f-g)'=f'-g'(3)积函数的导数:(fg)'=f'g+fg'(4)商函数的导数:(f/g)'=(f'g-fg')/g^23. 复合函数的导数如果函数y=f(u)和u=g(x)都可导,则复合函数y=f(g(x))也是可导的,它的导数可以通过链式法则来求得。
高中数学导数知识点归纳总结1.导数的定义-函数f在a点可导的充分必要条件是:存在一个常数k,使得当自变量趋于a时,函数值与f(a)之差与自变量与a之差的比值的极限等于k。
这个常数k就是函数f在a点的导数。
- 导数的定义公式为:f'(x) = lim (f(x + △x) - f(x))/△x(△x→0)2.导数的基本运算法则- 常数法则:如果c是常数,那么dc/dx = 0-乘法法则:(f(x)g(x))'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)-除法法则:(f(x)/g(x))'=(f'(x)g(x)-f(x)g'(x))/g(x)^2- 链式法则:如果y = f(u)且u = g(x),那么dy/dx = dy/du *du/dx3.导数与函数的关系-函数f在点x=a处可导,则函数f在点x=a处连续。
-可导函数必定在其可导区间内连续,但是连续函数未必可导。
-导数存在的充分必要条件是函数在该点连续且有极限。
4.常见函数的导数- 幂函数:y = x^n,则y' = nx^(n-1)- 指数函数:y = a^x,则y' = a^x * ln(a)- 对数函数:y = ln(x),则y' = 1/x- 三角函数:sin x的导数是cos x,cos x的导数是-sin x,tan x 的导数是sec^2x5.导数的几何意义-导数表示函数在其中一点上的切线的斜率。
-导数的绝对值表示函数在该点的变化速率,正表示增加,负表示减小。
6.导数的应用-求函数的极值点:对导数函数进行分析,找到其零点。
-求函数的单调区间:根据导数的正负性,确定函数在哪些区间上是增函数或减函数。
-求函数的最大值最小值:结合极值点和边界点来进行判断。
-求曲线的切线和法线:根据导数和函数在其中一点上的数值来确定切线和法线的斜率。
7.高阶导数和导数的计算-高阶导数表示对函数的导数进行多次求导的结果。
§14.导数知识要点1.导数(导函数的简称)的定义:设X 。
是函数y f(x)定义域的一点,如果自变量X 在X 。
处 有增量 x ,则函数值y 也引起相应的增量 y f (x 0 x) f(x 0);比值 丄 止__x) f(xo)称为函数y 仁刈在点%。
到X 。
x 之间的平均变化率;如果极限 x X lim - lim f(X0 -------------- X)_f (Xo)存在,则称函数y f (x)在点x 。
处可导,并把这个极限叫做x 0 x x 0 x y f (x)在 x 0处的导数,记作 f (x 0)或 y |xX Q,即 f (x 。
)= lim y limf -(X° --- X)_.X 。
x x 。
x注:① X 是增量,我们也称为改变量”,因为X 可正,可负,但不为零.②以知函数y f(x)定义域为A , y f '(x)的定义域为B ,则A 与B 关系为A B.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2.函数y⑴函数y 可以证明,如果 事实上,令x f (X)在点X o 处连续与点X o 处可导的关系:X o 处连续是y f (x)在点X o 处可导的必要不充分条件 y f (x)点x 0处连续. o.f (x)在点 y xof(x)在点X o 处可导,那么 X ,则XX o 相当于 是 lim f (x)X X 。
lim X 。
f(x 。
x) lim [ f(xX 。
X 。
) f(x 。
) f(x 。
)] 叫⑵如果y f (X 。
X ) f(x 。
) X f(x)点X o 处连续,f(x 。
)] 那么y例: f(x) |x|在点X o 。
处连续,f(X oX) f(X o ) lim lim f(X o )xx o x of(x)在点X o 处可导,是不成立的.y ,当X X0。
f (X 。
)o f(x 。
高中数学导数知识点总结第一篇:导数定义、基本求导公式及其应用关于导数的定义导数是微积分学中的一项重要知识,是描述函数变化率的概念。
对于函数f(x)而言,若它在点x0处可导,则导数f'(x0)表示函数f(x)在该点的变化率,即当x在x0附近微小偏移时,f(x)的改变量与x偏移量的比值。
导数的求法1. 使用导数定义根据导数的定义,导数f'(x)可以表示为:f'(x) = limΔx→0 [f(x+Δx)-f(x)]/Δx这个方法比较麻烦,但在某些特殊情况下比较有用。
2. 使用基本求导公式基本求导公式有以下几种形式:1)常数函数的导数为零。
2)幂函数的导数为:(xn)'=nxⁿ⁻¹。
3)指数函数的导数为:(ex)'=ex。
4)对数函数的导数为:(lnx)'=1/x。
5)三角函数的导数为:(sinx)'= cosx,(cosx)'= -sinx,(tanx)'= sec²x,(cotx)'= -csc²x。
3. 使用导数定理导数定理包括和法、差法、积法、商法和复合函数求导法。
它们的公式分别为:1)和法:[u(x)+v(x)]' = u'(x) + v'(x)。
2)差法:[u(x)-v(x)]' = u'(x) - v'(x)。
3)积法:[u(x)·v(x)]' = u'(x)·v(x) + u(x)·v'(x)。
4)商法:[u(x)/v(x)]' = [u'(x)·v(x) -u(x)·v'(x)]/v²(x)。
5)复合函数求导法:[f(g(x))]′=f′(g(x))·g′(x)。
导数的应用1. 判断函数在某点的单调性和极值若函数在某点的导数f'(x0)符号发生改变,则该点是函数f(x)的极值点。
完整版)高中数学导数知识点归纳总结导数的定义:对于函数y=f(x),在点x处的导数f'(x)定义为:f'(x)=\lim_{\Delta x\to 0}\frac{\Delta y}{\Deltax}=\lim_{\Delta x\to 0}\frac{f(x+\Delta x)-f(x)}{\Delta x}其中,$\Delta x$表示自变量的增量,$\Delta y$表示函数值的增量。
函数的连续性和可导性的关系:如果函数y=f(x)在点x处可导,则它在该点处必然连续。
但是,反过来并不成立,即函数在某点处连续并不一定可导。
导数的几何意义:函数y=f(x)在点x处的导数f'(x)表示曲线在该点处的切线的斜率。
因此,切线方程为:y-y_0=f'(x_0)(x-x_0)其中,$y_0=f(x_0)$表示曲线在点$(x_0,y_0)$处的纵坐标。
导数的四则运算法则:对于任意可导函数f(x)和g(x),有以下四则运算法则:1.$(f+g)'(x)=f'(x)+g'(x)$2.$(f-g)'(x)=f'(x)-g'(x)$3.$(fg)'(x)=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)$4.$\left(\frac{f}{g}\right)'(x)=\frac{f'(x)g(x)-f(x)g'(x)}{g^2(x)}$其中,除法的分母$g(x)$不能为0.导数的应用:导数可以用来求函数的单调性、极值和最值。
函数单调递增的条件是导数大于0,函数单调递减的条件是导数小于0.函数在极值点处的导数为0,但反之不一定成立。
函数的最值可以通过求导数来确定。
注①:若点x是可导函数f(x)的极值点,则f'(x)=0.但反过来不一定成立。
对于可导函数,其一点x是极值点的必要条件是若函数在该点可导,则导数值为零。
导数的定义及几何意义1.xx f x x f x f x ∆-∆+=→∆)()(lim )(0000/叫函数)(x f y =在0x x →处的导数,记作0|/x x y = 。
注:①函数应在点0x 的附近有定义,否则导数不存在。
②在定义导数的极限式中,x ∆趋近于0可正、可负、但不为0,而y ∆可能为0。
③xy ∆∆是函数)(x f y =对自变量x 在x ∆范围内的平均变化率,它的几何意义是过曲线)(x f y =上点(0x ,)(0x f )及点(0x +x ∆,)(00x x f ∆+)的割线斜率。
④导数xx f x x f x f x ∆-∆+=→∆)()(lim )(0000/是函数)(x f y =在点0x 的处瞬时变化率,它反映的函数)(x f y =在0x 点处变化的快慢程度,它的几何意义是曲线)(x f y =上点(0x ,)(0x f )处的切线的斜率。
⑤若极限xx f x x f x ∆-∆+→∆)()(lim 000不存在,则称函数)(x f y =在点0x 处不可导。
⑥如果函数)(x f y =在开区间),(b a 内每一点都有导数,则称函数)(x f y =在开区间),(b a 内可导;此时对于每一个x ∈),(b a ,都对应着一个确定的导数)(/x f ,从而构成了一个新的函数)(/x f ,称这个函数)(/x f 为函数)(x f y =在开区间),(b a 内的导函数,简称导数;导数与导函数都称为导数,这要加以区分:求一个函数的导数,就是求导函数;求一个函数在给定点的导数,就是求导函数值。
[举例1]若2)(0/=x f ,则kx f k x f k 2)()(lim 000--→等于: (A) -1 (B) -2 (C) 1 (D) 1/2解析:∵2)(0/=x f ,即k x f k x f k ---+→-)()]([lim 000=2⇒kx f k x f k 2)()(lim 000--→=-1。
[举例2] 已知0,a n >为正整数设()n y x a =-,证明1'()n y n x a -=- 解析:本题可以对()n y x a =-展开后“逐项”求导证明;这里用导数的定义证明:x a x a x x y nn x ∆---∆+=→∆)()(lim 0/=xa x x C x a x C x a x C a x nn n n n n n n n x ∆--∆++∆-+∆-+---→∆)()()()()()(lim 222110 = xx C x a x C x a x n nn n n n n x ∆∆++∆-+∆---→∆)()()()(lim 22210 = ])()()()()([lim 12332210----→∆∆++∆-+∆-+-n n n n n n n n x x C x a x C x a x C a x n =1)(--n a x n 。
[巩固1]一质点作曲线运动,它的位移S 与时间t 的关系为:2221t tt S +-=,试用导数的定义求t =3时的速度。
[巩固2]设C 是成本,q 是产量,成本与产量的函数关系式为C =C (q ),当产量为0q 时,产量变化q ∆对成本的影响可用增量比qq C q q C q C ∆-∆+=∆∆)()(00刻划. 如果q ∆无限趋近于0时,qC ∆∆无限趋近于常数A ,经济学上称A 为边际成本. 它表明当产量为0q 时,增加单位产量需付出成本A (这是实际付出成本的一个近似值)。
设生产x 个单位产品的总成本函数是C(x)=8+82x ,则生产8个单位产品时,边际成本是: ( ) A .2 B .8 C .10 D .162.常用导数公式:0'=c ,1)'(-=n n nx x ,x x e e =/)(,xx 1)(ln /=; 导数的运算法则:若函数)(x f 与)(x g 的导数存在,则)(')(')]'()([x g x f x g x f ±=±,)(')]'([x f c x cf ⋅=,)()()()()]()([///x g x f x g x f x g x f +=;)()()()()())()((2///x g x g x f x g x f x g x f -=(这个公式很容易记错,注意和“积的导数”对比); 复合函数的导数:由)(u f y =与u =ϕ)(x 得到复合函数f y =][)(x ϕ,则'x y ='u y .'x u 。
[举例1]已知x f x x x f -+=)1()(/23,则)2(/f = 。
解析:)1(/f 是常数,∴1)1(23)(/2/-+=xf x x f ⇒)1(/f =3+2)1(/f -1⇒)1(/f = -2∴143)(2/--=x x x f ,故)2(/f =3。
[举例2]+∈N n ,n n n n n nC C C C ++++ 32132= 。
解析:本题可以用“倒序相加”法,也可以用“通项变化”法(k k n C = n 11--k n C );这里,我们观察n n n n n n n n x C x C x C x C C x +++++=+ 332210)1( ①,不难发现其通项k k n x C 求导后的系数正是所求“项”;故考虑对①式两边同求导数,得:1232132)1(-++++=+n n n n n n n x nC x C x C C x n ,令x =1得:n n n n n nC C C C ++++ 32132=n n 2⋅[巩固1] 已知2()1ln 2ln (0)f x x x a x x =--+>.令()()F x xf x '=,则)(/x F = 。
[巩固2]已知函数)1()13)(12)(1()(++++=nx x x x x f ,则)0(/f 的值为:A .2n CB .21+nC C .2n AD .21+n A3.函数)(x f 在0x x =处的导数)('0x f 的几何意义:曲线)(:x f y C =在其上点0(x P ,)0y 处的切线的斜率。
用导数研究切线问题,切点是关键(切点在切线上、切点在曲线上、切点横坐标的导函数值为切线斜率)。
[举例1]曲线12ex y =在点2(4e ),处的切线与坐标轴所围三角形的面积为( ) A.29e 2B.24e C.22e D.2e (07高考海南理10) 解析:12e x y =⇒x e y 21/21=,则]曲线在点2(4e ),处的切线斜率为:221e , ∴切线方程为:)4(2122-=-x e e y ,它与坐标轴的交点分别为:(2,0),(0,-2e ); ∴切线与坐标轴所围三角形的面积为:2e ,选D 。
[举例2]函数)(x f y =的图象在点P 处的切线方程是:8+-=x y ,若点P 的横坐标为5, 则)5()5(/f f += 。
解析:本题没有函数表达式,但有切线方程8+-=x y ,注意到“切点在切线上”,∴P (5,3);又“切点在曲线上”,∴3)5(=f ;而曲线)(x f y =在点P 处的切线斜率为)5(/f ,即)5(/f =-1,故)5()5(/f f +=2。
[举例3]已知直线10x y --=与抛物线2y ax =相切,则______.a =解析:本题固然可以将直线方程带入抛物线方程中,使得到的一元二次方程的判别式∆=0, 从而求出a 的值;但这种做法只限于二次曲线,若将抛物线换成其它的非二次曲线,则此路不通。
以下用“导数”求解:“切点”是关键,记切点P (0x ,0y ),ax y 2/=,则有:0100=--y x (切点在切线上)①;200ax y = (切点在曲线上)② 02ax =1 (切点横坐标的导函数值为切线斜率)③;由①②③解得:41=a 。
[巩固1]已知函数()y f x =的图象在点(1(1))M f ,处的切线方程是122y x =+,则(1)(1)f f '+=____.(07高考湖北文13)[巩固2]点P 是曲线323+-=x x y 上的动点,设点P 处切线的倾斜角为α,则α的取值范围是A 、⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,0π B 、⎪⎭⎫⎢⎣⎡⋃⎪⎭⎫⎢⎣⎡πππ,432,0 C 、⎪⎭⎫⎢⎣⎡ππ,43 D 、⎥⎦⎤ ⎝⎛43,2ππ [巩固3]若直线y=x 是曲线y=x 3-3x 2+ax 的切线,则a=___________4、注意区分“求曲线)(x f y =上过点M 的切线”与“求曲线)(x f y =上在点M 处的切线”;前者只要求切线过M 点,M 点未必是切点;而后者则很明确,切点就是M 点。
[举例]求函数y=x 3-3x 2+x 的图象上过原点的切线方程解析:易见O (0,0)在函数y=x 3-3x 2+x 的图象上,y ’=3x 2-6x+1,但O 点未必是切点。
设切点A (x 0,y 0)∵y ’=3x 2-6x+1, ∴切线斜率为3x 02-6x 0+1,又切线过原点,∴00x y k AO ==3x 02-6x 0+1即:y 0=3x 03-6x 02+x 0 ① 又∵切点A (x 0,y 0)y=x 3-3x 2+x 的图象上∴y 0=x 03-3x 02+x 0 ②由①②得:x 0 =0或x 0 =23,∴切线方程为:y=x 或5x+4y=0 点评:一般地,过三次曲线的对称中心(不难证明三次曲线一定是中心对称图形,且对称中心在曲线上)的切线有且仅有一条;而过三次曲线上除对称中心外的任一点的切线有二条。
以下给出简单证明(不要求学生掌握):由于三次曲线都是中心对称曲线,因此,将其对称中心移至坐标原点便可将三次函数的解析式简化为bx ax x f +=3)(。
若M (x 1,y 1)是三次曲线bx ax x f +=3)(上的任一点,设过M 的切线与曲线y=f (x )相切于(x 0,y 0),则切线方程为))((000x x x f y y -'=-,因点M 上此切线上,故))((01001x x x f y y -'=-,又13110300,bx ax y bx ax y +=+=,所以))(3()(0120030131x x b ax bx ax bx ax -+=+-+,整理得:0)2()(10210=+-x x x x ,解得,10x x =或210x x -=。
当点M 是对称中心即1x = -21x =0时,过点M 作曲线的切线切点是惟一的,且为M ,故只有一条切线;当点M 不是对称中心即01≠x 时,过点M 作曲线的切线可产生两个不同的切点,故必有两条切线,其中一条就是以M 为切点(亦即曲线在点M 处)的切线。