导数基础
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1.导数的概念
(1)定义.
如果函数y=f(x)的自变量x在x0处有增量Δx,那么函数y相应地有增量Δy=f(x0+Δx)-f(x0),比值ΔyΔx就叫函数y=f(x)从x0到x0+Δx之间的平均变化率,即ΔyΔx=f(x0+Δx)-f(x0)Δx.如果当Δx→0时,ΔyΔx有极限,我们就说函数y=f(x)在点x0处 ,并把这个极限叫做f(x)在点x0处的导数,记作 或y ′0|xx,即f ′(x0)=0limx ΔyΔx=0limx f(x0+Δx)-f(x0)Δx.
(2)导函数.
当x变化时,f′(x)便是x的一个函数,我们称它为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 ′=0limx f(x+Δx)-f(x)Δx.
(3)求函数y=f(x)在点x0处导数的方法.
①求函数的增量Δy= ;
②求平均变化率ΔyΔx= ;
③取极限,得导数f ′(x0)=0limx ΔyΔx.
2.导数的意义
(1)几何意义.
函数y=f(x)在点x0处的导数的几何意义,就是曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的斜率.也就是说,曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的斜率是 .相应的切线方程为 .
(2)物理意义.
函数S=s(t)在点t0处的导数s′(t0), 就是当物体的运动方程为S=s(t)时,物体运动在t0时刻的瞬时速度v,即 .设v=v(t)是速度函数,则v′(t0)表示物体在t=t0时刻的 .
3.基本初等函数的导数公式
(1)c′= (c为常数),(xα)′= (α∈Q*);
(2)(sinx)′=___________,
(cosx)′=___________;
(3)(lnx)′= ,
(logax)′=_________________;
(4)(ex)′=____________,(ax)′=__________.
4.导数运算法则
(1)[f(x)±g(x)]′=__________________.
(2)[f(x)g(x)]′=____________________; 当g(x)=c(c为常数)时,即[cf(x)]′=_____________.
(3)f(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______________.即y对x的导数等于y对u的导数与u对x的导数的乘积.
函数f(x)=1的导函数是( )
A.y=0 B.y=1
C.不存在 D.不确定
函数f(x)=a3+5a2x2的导数f′(x)=( )
A.3a2+10ax2 B.3a2+10ax2+10a2x
C.10a2x D.以上都不对
曲线y=ex在点A(0,1)处的切线斜率为( )
A.1 B.2 C.e D.1e
曲线y=x3-x+3在点(1,3)处的切线方程为________________.
物体的运动方程是s=-13t3+2t2-5,则物体在t=3时的瞬时速度为.
类型一 导数的概念
设f(x)为可导函数,当x趋近于0时,f(1)-f(1-2x)2x趋近于-1,则过曲线y=f(x)上点(1,f(1))处的切线斜率为( )
A.2 B.-1 C.1 D.-2
已知f′(0)=2,则h趋近于0时,f(3h)-f(0)h趋近于____________.
类型二 导数的几何意义
已知曲线y=13x3+43.
(1)求满足斜率为1的曲线的切线方程; (2)求曲线在点P(2,4)处的切线方程;
(3)求曲线过点P(2,4)的切线方程.
已知函数f(x)=x3+x-16.
(1)求满足斜率为4的曲线的切线方程;
(2)求曲线y=f(x)在点(2,-6)处的切线的方程;
(3)直线l为曲线y=f(x)的切线,且经过原点,求直线l的方程.
类型三 求导运算
求下列函数的导数:
(1)y=5x2-4x+1;
(2)y=(2x2-1)(3x+1);
(3)y=sin(πx+φ)(其中φ为常数);
(4)y=x+3x+2(x≠-2).
求下列函数的导数:
(1)y=(x+1)(x+2);
(2)y=xex-1(x≠0);
(3)y=cos2x;
(4)y=lnx+3x+1(x>-1).
1.函数f(x)=x3+sin2x的导数f′(x)=( )
A.x2+cos2x B.3x2+cos2x
C.x2+2cos2x D.3x2+2cos2x
2.已知f(x)=(x-2)(x-3),则f′(2)的值为( )
A.0 B.-1
C.-2 D.-3
3.若f(x)=x2-2x-4lnx,则f′(x)>0的解集为( )
A.(0,+∞) B.(-1,0)∪(2,+∞)
C.(2,+∞) D.(-1,0)
4.若曲线y=x2+ax+b在点(0,b)处的切线方程是x-y+1=0,则( )
A.a=1,b=1 B.a=-1,b=1
C.a=1,b=-1 D.a=-1,b=-1
5.曲线y=x3+x-2的一条切线平行于直线y=4x-1,则切点P0的坐标是________________.
6.已知点P在曲线y=4ex+1上,则曲线在点(0,f(0))处的切线的斜率是________. 7.设函数f(x)在(0,+∞)内可导,且f(ex)=x+ex,则f′(1)=________.
8.求函数f(x)=x3-4x+4图象上斜率为-1的切线的方程.
9.设函数f(x)=x3+2ax2+bx+a,g(x)=x2-3x+2,其中x∈R,a,b为常数.已知曲线y=f(x)与y=g(x)在点(2,0)处有相同的切线l,求a,b的值,并写出切线l的方程.
10.设f(x)是定义在R上的奇函数,且当x≥0时,f(x)=2x2.
(1)求x<0时, f(x)的表达式;
(2)令g(x)=lnx,问是否存在x0,使得f(x),g(x)在x=x0处的切线互相平行?若存在,求出x0的值;若不存在,请说明理由.
11.已知函数f(x)=x-1+aex(a∈R,e为自然对数的底数).
(1)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,求a的值;
(2)当a=1时,若直线l:y=kx-1与曲线y=f(x)相切,求l的直线方程.