2019-2020年高中数学第3章导数应用2.1实际问题中导数的意义课后演练提升北师大版选修
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2019-2020学年苏教版数学精品资料高中数学第3章《导数及其应用》导数在实际生活中的应用导学案苏教版选修1-1学习目标1.通过使利润最大、用料最省、效率最高等优化问题,体会导数在解决实际问题中的作用.2.在解决具体问题的过程中,体会导数方法在研究函数性质中的一般性和有效性.课前预学:问题1:一般地,如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值和最小值.只要利用导数求出函数y=f(x)的所有,再求出端点的函数值,进行比较,就可以得出函数的最大值和最小值.问题2:生活中经常遇到求利润最大、用料最省、效率最高等问题,这些问题通常称为问题.导数是求函数最大(小)值的有力工具,可以运用导数解决一些生活中的优化问题.问题3:利用导数解决生活中的优化问题的一般步骤(1)分析实际问题中各个量之间的关系,列出实际问题的数学模型,写出实际问题中变量之间的函数关系式y=f(x);(2)求函数的,解方程f'(x)=0;(3)比较函数在区间端点和点的函数值的大小,最大(小)者为最大(小)值.问题4:解决生活中的优化问题应当注意的问题确定函数关系式中自变量的区间,一定要考虑实际问题的意义,不符合实际问题的值应舍去.课堂探究:一.利润最大问题某商场销售某种商品的经验表明,该商品每日的销售量y(单位:千克)与销售价格x(单位:元/千克)满足关系式y=错误!未找到引用源。
+10(x-6)2,其中3<x<6,a为常数.已知销售价格为5元/千克时,每日可售出该商品11千克.(1)求a的值;(2)若该商品的成本为3元/千克,试确定销售量价格x的值,使商场每日销售该商品所获得的利润最大.三.成本最低问题:如图,某工厂拟建一座平面图为矩形,且面积为200平方米的三级污水处理池,由于地形限制,长、宽都不能超过16米.如果池四周壁建造单价为每米400元,中间两条隔墙建造单价为每米248元,池底建造单价为每平方米80元,无盖.(1)写出总造价y(元)与污水处理池的长x(米)的函数关系式,并指出其定义域;(2)污水处理池的长和宽各为多少时,污水处理池的总造价最低?并求出最低总造价.。
2019-2020学年高中数学 第三章 导数及其应用 3.2.2 导数的运算法则导学案 新人教A 版选修1-1能利用给出的基本初等函数的导数公式表和导数的四则运算法则求简单函数的导数. 重点:导数的四则运算法则及其运用. 难点:导数的四则运算法则的理解运用. 方 法:合作探究 一新知导学 思维导航我们已经会求幂函数、指数函数、对数函数及y =sinx ,y =cosx 的导数,那么怎样求f(x)与g(x)的和、差、积、商的导数呢? 1.设函数f (x )、g (x )是可导函数,则:(f (x )±g (x ))′=________________; (f (x )·g (x ))′=______________________.2.设函数f (x )、g (x )是可导函数,且g (x )≠0,⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫f (x )g (x )′=____________________________.牛刀小试1.已知函数f (x )=ax 2+c ,且f ′(1)=2,则a 的值为( ) A .1 B . 2 C .-1 D .0 2.函数y =x4+sinx 的导数为( ) A .y ′=4x3 B .y ′=cosx C .y ′=4x3+sinxD .y ′=4x3+cosx3.下列运算中正确的是( )A .(sin x -2x 2)′=(sin x )′-2′(x 2)′ B .(ax 2+bx +c )′=a (x 2)′+bx ′ C .(sin x x 2)′=(sin x )′-(x 2)′x2D .(cos x ·sin x )′=(sin x )′cos x +(cos x )′cos x 4.求下列函数的导数(1)y =2x2-3x +1,y ′=__________. (2)y =(x +2)2,y ′=__________.课堂随笔:(3)y =sinx +cosx ,y ′=__________. (4)y =tanx ,y ′=__________.(5)y =(x +2)(3x -1),y ′=__________. 二.例题分析例1函数的下列导数求: (1)y =(x +1)2(x -1); (2)y =x 2sin x ; (3)y =1x +2x 2+3x3;(4)y =x tan x -2cos x .(5)y =sin2x练习:求下列函数的导数: (1)y =(2x 2+3)(3x -2); (2)y =x -sin x 2·cos x2.例2偶函数f(x)=ax4+bx3+cx2+dx +e 的图象过点P(0,1),且在x =1处的切线方程为y =x -2,求y =f(x)的解析式.练习:已知抛物线y =ax2+bx -7经过点(1,1),过点(1,1)的切线方程为4x -y -3=0,求a 、b 的值.例3已知直线l1为曲线y =x2+x -2在点(1,0)处的切线,l2为该曲线的另一条切线,且l1⊥l2. (1)求直线l2的方程;(2)求由直线l1,l2和x 轴所围成的三角形的面积.练习:已知函数f(x)=2x3+ax 与g(x)=bx2+c 的图象都过点P(2,0),且在点P 处有公共切线,求f(x),g(x)的表达式. 三.作业 基础题一、选择题1.曲线y =-x 2+3x 在点(1,2)处的切线方程为( ) A .y =x +1 B .y =-x +3 C .y =x +3 D .y =2x 2.函数y =x ·ln x 的导数是( )A .y ′=xB .y ′=1xC .y ′=ln x +1D .y ′=ln x +x3.已知f (x )=ax 3+3x 2+2,若f ′(-1)=4,则a 的值是( ) A .193 B .163 C .133 D .1034.曲线运动方程为s =1-t t2+2t 2,则t =2时的速度为( )A .4B .8C .10D .12 5.函数y =cos xx的导数是( )A .y ′=-sin xx2B .y ′=-sin xC .y ′=-x sin x +cos xx 2D .y ′=-x cos x +cos xx 26.若函数f (x )=f ′(1)x 3-2x 2+3,则f ′(1)的值为( ) A .0 B .-1 C .1 D .2 二、填空题7.函数f (x )=x +1x,则f ′(x )=________.8.若函数f (x )=1-sin xx,则f ′(π)=________________.9.(2015·天津文)已知函数f (x )=ax ln x ,x ∈(0,+∞),其中a 为实数,f ′(x )为f (x )的导函数.若f ′(1)=3,则a 的值为________.三、解答题10.函数f (x )=x 3-x 2-x +1的图象上有两点A (0,1)和B (1,0),在区间(0,1)内求实数a ,使得函数f (x )的图象在x =a 处的切线平行于直线AB .提高题一、选择题1.(2015·长安一中质检)设a ∈R ,函数f (x )=e x+a ·e -x的导函数是f ′(x ),且f ′(x )是奇函数.若曲线y =f (x )的一条切线的斜率是32,则切点的横坐标为( )A .ln2B .-ln2C .ln22D .-ln222.若函数f (x )=e xsin x ,则此函数图象在点(4,f (4))处的切线的倾斜角为( )A .π2 B .0 C .钝角 D .锐角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 -24.(2015·山西六校联考)已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=2xf ′(e )+ln x ,则f ′(e )( )A .e -1B .-1C .-e -1D .-e 二、填空题后记与感悟:5.直线y =4x +b 是曲线y =13x 3+2x (x >0)的一条切线,则实数b =________.6.设a ∈R ,函数f (x )=x 3+ax 2+(a -3)x 的导函数是f ′(x ),若f ′(x )是偶函数,则曲线y =f (x )在原点处的切线方程为________. 三、解答题7.已知函数f (x )=x 3+bx 2+cx +d 的图象过点P (0,2),且在点M (-1,f (-1))处的切线方程为6x -y +7=0,求函数f (x )的解析式. 8.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.答案基础题acdbcd 7.1-1x28.π-1π2 9.310.[解析] 直线AB 的斜率k AB =-1,f ′(x )=3x 2-2x -1,令f ′(a )=-1 (0<a <1), 即3a 2-2a -1=-1, 解得a =23.提高题acac 5.-4236.y =-3x7.[解析] 由f (x )的图象经过点P (0,2),知d =2,所以f (x )=x 3+bx 2+cx +2.f ′(x )=3x 2+2bx +c .因为在M (-1,f (-1))处的切线方程是6x -y +7=0,可知-6-f (-1)+7=0, 即f (-1)=1,f ′(-1)=6.∴⎩⎪⎨⎪⎧3-2b +c =6,-1+b -c +2=1.即⎩⎪⎨⎪⎧2b -c =-3,b -c =0,解得b =c =-3.故所求的解析式是f (x )=x 3-3x 2-3x +2. 8.[解析] (1)∵f ′(x )=3x 2+1,∴f (x )在点(2,-6)处的切线的斜率为k =f ′(2)=13. ∴切线的方程为13x -y -32=0. (2)解法一:设切点为(x 0,y 0), 则直线l 的斜率为f ′(x 0)=3x 20+1,∴直线l 的方程为y =(3x 20+1)(x -x 0)+x 30+x 0-16, 又∵直线l 过原点(0,0),∴0=(3x 20+1)(-x 0)+x 30+x 0-16,整理得,x 30=-8,∴x 0=-2,∴y 0=-26,k =13. ∴直线l 的方程为y =13x ,切点坐标为(-2,-26). 解法二:设直线l 的方程为y =kx ,切点为(x 0,y 0),则k =y 0-0x 0-0=x 30+x 0-16x 0,又∵k =f ′(x 0)=3x 20+1,∴x 30+x 0-16x 0=3x 20+1,解之得,x 0=-2,∴y 0=-26,k =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.设切点坐标为(x 0,y 0),则f ′(x 0)=3x 20+1=4,∴x 0=±1,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 0=1y 0=-14,或⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1y 0=-18.∴切点坐标为(1,-14)或(-1,-18),切线方程为y =4x -18或y =4x -14.。
学 习 资 料 专 题2.1 实际问题中导数的意义[对应学生用书P32][例1] 物体作自由落体运动,其方程为s (t )=12gt 2.(其中位移单位:m ,时间单位:s ,g =9.8 m/s 2)(1)计算当t 从2 s 变到4 s 时位移s 关于时间t 的平均变化率,并解释它的意义; (2)求当t =2 s 时的瞬时速度,并解释它的意义.[思路点拨] (1)平均变化率为位移的变化量与相应的时间变化量的比值.(2)瞬时速度为时间变化量趋于0时的平均变化率,或由导数的意义得t =2 s 时的瞬时速度,即s (t )在t =2时的导数值.[精解详析] (1)当t 从2 s 变到4 s 时,位移s 从s (2)变到s (4),此时,位移s 关于时间t 的平均变化率为s-s4-2=12g ×42-12g ×224-2=9.8×3=29.4(m/s).它表示物体从2 s 到4 s 这段时间平均每秒下落29.4 m. (2)∵s ′(t )=gt ,∴s ′(2)=2g =19.6(m/s). 它表示物体在t =2 s 时的速度为19.6 m/s.[一点通] (1)函数y =f (x )在x 0处的导数f ′(x 0)就是导函数在x 0处的函数值; (2)瞬时速度是运动物体的位移s (t )对于时间的导数,即v (t )=s ′(t ); (3)瞬时加速度是运动物体的速度v (t )对于时间的导数,即a (t )=v ′(t ).1.某一做直线运动的物体,其位移s (m)与时间t (s)的关系是s =3t -t 2,求s ′(0)并解释它的实际意义.解:∵s ′=3-2t ,∴s ′(0)=3,它表示物体开始运动时的速度,即初速度是3 m/s. 2.线段AB 长10米,在它的两个端点处各有一个光源,线段AB 上的点P 距光源A x 米,已知点P 受两个光源的总光照度I (x )=8x2+1-x2,其单位为:勒克斯.(1)当x 从5变到8时,求点P 处的总光照度关于点P 与A 的距离x 的平均变化率,它代表什么实际意义?(2)求I ′(5)并解释它的实际意义.解:(1)当x 从5变到8时,点P 处的总光照度I 关于点P 与A 的距离x 的平均变化率为I-I 8-5=⎝ ⎛⎭⎪⎫18+14-⎝ ⎛⎭⎪⎫825+1253=32003=0.005(勒克斯/米),它表示点P 与光源A 的距离从5米增加到8米的过程中,距离每增加1米,光照度平均增强0.005勒克斯.(2)∵I (x )=8x2+1100-20x +x2,∴I ′(x )=8·(-2·x -3)+--20+2x-x4=-16x 3+20-2x -x 4.∴I ′(5)=-16125+20-1054=-14125=-0.112(勒克斯/米).它表示点P 与光源A 距离5米时,点P 受两光源总光照度减弱的速度为0.112勒克斯/米.[例2] 东方机械厂生产一种木材旋切机械,已知生产总利润c 元与生产量x 台之间的关系式为c (x )=-2x 2+7 000x +600.(1)求产量为1 000台的总利润与平均利润;(2)求产量由1 000台提高到1 500台时,总利润的平均改变量; (3)求c ′(1 000)与c ′(1 500),并说明它们的实际意义. [思路点拨] (1)平均利润指平均每台所得利润; (2)总利润的平均改变量指c (x )的平均变化率;(3)c ′(x 0)表示产量为x 0台时,每多生产一台多获得的利润. [精解详析] (1)产量为1 000台时的总利润为c (1 000)=-2×1 0002+7 000×1 000+600=5 000 600(元), 平均利润为c1 000=5 000.6(元).(2)当产量由1 000台提高到1 500台时,总利润的平均改变量为c-c 1 500-1 000=6 000 600-5 000 600500=2 000(元).(3)∵c ′(x )=(-2x 2+7 000x +600)′=-4x +7 000, ∴c ′(1 000)=-4×1 000+7 000=3 000(元).c ′(1 500)=-4×1 500+7 000=1 000(元).c ′(1 000)=3 000表示当产量为 1 000台时,每多生产一台机械可多获利 3 000元.c ′(1 500)=1 000表示当产量为1 500台时,每多生产一台机械可多获利1 000元.[一点通] 实际生活中的一些问题,如在生活和生产及科研中经常遇到的成本问题、用料问题、效率问题和利润等问题,在讨论其改变量时常用导数解决.3.某企业每天的产品均能售出,售价为490元/吨,其每天成本C 与每天产量q 之间的函数为C (q )=2 000+450q +0.02q 2.(1)写出收入函数; (2)写出利润函数;(3)求利润函数的导数,并说明其经济意义. 解:设收入函数为R (q ),利润函数为L (q ). (1)收入函数为:R (q )=490q . (2)利润函数为:L (q )=R (q )-C (q )=490q -(2 000+450q +0.02q 2)=-2 000+40q -0.02q 2. (3)利润函数的导数为:L ′(q )=(-2 000+40q -0.02q 2)′=40-0.04q .利润函数的导数称为边际利润,其经济意义为:当产量达到q 时,再增加单位产量后利润的改变量.4.某考生在参加2014年高考数学科考试时,其解答完的题目数量y (单位:道)与所用时间x (单位:分钟)近似地满足函数关系y =2x .(1)求x 从0分钟变化到36分钟时,y 关于x 的平均变化率; (2)求f ′(64),f ′(100),并解释它的实际意义.解:(1)x 从0分钟变化到36分钟,y 关于x 的平均变化率为:f-f36-0=1236=13. 它表示该考生前36分钟平均每分钟解答完13道题.(2)∵f ′(x )=1x,∴f ′(64)=18,f ′(100)=110.它们分别表示该考生在第64分钟和第100分钟时每分钟可解答18和110道题.1.要理解实际问题中导数的意义,首先要掌握导数的定义,然后再依据导数的定义解释它在实际问题中的意义.2.实际问题中导数的意义 (1)功关于时间的导数是功率. (2)降雨量关于时间的导数是降雨强度. (3)生产成本关于产量的导数是边际成本. (4)路程关于时间的导数是速度. 速度关于时间的导数是加速度.[对应课时跟踪训练十二1.一个物体的运动方程为s =1-t +t 2,其中s 的单位是m ,t 的单位是s ,那么物体在3 s 末的瞬时速度是( )A .7 m/sB .6 m/sC .5 m/sD.8 m/s解析:s ′(t )=2t -1,∴s ′(3)=2×3-1=5. 答案:C2.某旅游者爬山的高度h (单位:m)关于时间t (单位:h)的函数关系式是h =-100t 2+800t ,则他在t =2 h 这一时刻的高度变化的速度是( )A .500 m/hB .1 000 m/hC .400 m/hD.1 200 m/h解析:∵h ′=-200t +800,∴当t =2 h 时,h ′(2)=-200×2+800=400(m/h). 答案:C3.圆的面积S 关于半径r 的函数是S =πr 2,那么在r =3时面积的变化率是( ) A .6 B .9 C .9πD.6π解析:∵S ′=2πr ,∴S ′(3)=2π×3=6π. 答案:D4.某汽车的紧急刹车装置在遇到特别情况时需在 2 s 内完成刹车,其位移(单位:m)关于时间(单位:s)的函数为s (t )=-13t 3-4t 2+20t +15,则s ′(1)的实际意义为( )A .汽车刹车后1 s 内的位移B .汽车刹车后1 s 内的平均速度C .汽车刹车后1 s 时的瞬时速度D .汽车刹车后1 s 时的位移解析:由导数的实际意义知,位移关于时间的瞬时变化率为该时刻的瞬时速度. 答案:C5.正方形的周长y 关于边长x 的函数是y =4x ,则y ′=______,其实际意义是_________ _____________________.答案:4 边长每增加1个单位长度,周长增加4个单位长度6.某汽车的路程函数是s =2t 3-12gt 2(g =10 m/s 2),则当t =2 s 时,汽车的加速度是________m/s 2.解析:v (t )=s ′(t )=6t 2-gt ,a (t )=v ′(t )=12t -g , ∴a (2)=12×2-10=14(m/s 2). 答案:147.某厂生产某种产品x 件的总成本c (x )=120+x 10+x 2100(元).(1)当x 从200变到220时,总成本c 关于产量x 的平均变化率是多少?它代表什么实际意义?(2)求c ′(200),并解释它代表什么实际意义.解:(1)当x 从200变到220时,总成本c 从c (200)=540元变到c (220)=626元. 此时总成本c 关于产量x 的平均变化率为c-c 220-200=8620=4.3(元/件), 它表示产量从x =200件变化到x =220件时,平均每件的成本为4.3元. (2)c ′(x )=110+x 50,于是c ′(200)=110+4=4.1(元/件).它指的是当产量为200件时,每多生产一件产品,需增加4.1元成本.8.江轮逆水上行300 km ,水速为6 km/h ,船相对于水的速度为x km/h ,已知船航行时每小时的耗油量为0.01x 2L ,即与船相对于水的速度的平方成正比.(1)试写出江轮在此行程中耗油量y 关于船相对于水的速度x 的函数关系式:y =f (x ); (2)求f ′(36),并解释它的实际意义(船的实际速度=船相对水的速度-水速). 解:(1)船的实际速度为(x -6)km/h ,故全程用时300x -6 h ,所以耗油量y 关于x 的函数关系式为y =f (x )=300×0.01x 2x -6=3x2x -6(x >6).(2)f ′(x )=3·2x x --x2x -2=3x x -x -2,f ′(36)=--2=2.88⎝⎛⎭⎪⎫L km/h ,f ′(36)表示当船相对于水的速度为36 km/h 时耗油量增加的速度为2.88Lkm/h,也就是说当船相对于水的速度为36 km/h 时,船的航行速度每增加1 km/h ,耗油量就要增加2.88 L.。
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课后演练提升北师大版选修2-2一、选择题1.一根金属棒的质量y(单位:kg)是长度x(单位:m)的函数,y=f(x)=3错误!,则从4 m到9 m这一段金属棒的平均线密度是( )A。
错误! kg/m B.错误! kg/mC。
错误! kg/m D。
错误! kg/m解析: 平均线密度=错误!=错误! kg/m。
答案:B2.某汽车启动阶段的路程函数为S(t)=2t3-5t2,则t=2秒时,汽车的加速度是() A.14 B.4C.10 D.6解析:V(t)=S′(t)=6t2-10t,∴a(t)=V′(t)=12t-10.当t=2秒时,a(2)=14,即t=2时,汽车的加速度为14。
答案:A3.从时间t=0开始的t s内,通过某导体的电量(单位:C)可由公式q=2t2+3t表示,则第5 s时的电流强度为()A.27 C/s B.20 C/sC.25 C/s D.23 C/s解析:某种导体的电量q在5 s时的瞬时变化率就是第5 s时的电流强度.∵q′=4t+3,∴当t=5时,电流强度为4×5+3=23(C/s).答案:D4.一个球的半径以0。
1 cm/s的速率增加,那么当半径r=10 cm时,此球的表面积增加的速率为( )A.2π cm2/s B.4π cm2/sC.8π cm2/s D.16π cm2/s解析:∵r=0。
专题3.1导数的概念及运算【考试要求】1.通过实例分析,经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,了解导数概念的实际背景,知道导数是关于瞬时变化率的数学表达,体会导数的内涵与思想;2.体会极限思想;3.通过函数图象直观理解导数的几何意义;4.能根据导数定义求函数y =c ,y =x ,y =x 2,y =x 3,y =1x,y =x 的导数;5.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;能求简单的复合函数(限于形如f (ax +b ))的导数;6.会使用导数公式表. 【知识梳理】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0lim x ∆→f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx =0lim x ∆→ 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)=0limx ∆→Δy Δx =0lim x ∆→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.相应地,切线方程为y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0). 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,其导数值在(a ,b )内构成一个新函数,函数f ′(x )=lim Δx →0f (x +Δx )-f (x )Δx称为函数y =f (x )在开区间内的导函数.3.导数公式表4.导数的运算法则若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 )]2(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 ′. 【微点提醒】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 )]2.3.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”. 【疑误辨析】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)曲线的切线与曲线不一定只有一个公共点.( ) 【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 ′(x 0)时,应先求f ′(x ),再代入求值,(3)错.【教材衍化】2.(选修2-2P19B2改编)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.-9 B.-3 C.9 D.15【答案】 C【解析】 因为y =x 3+11,所以y ′=3x 2,所以y ′|x =1=3,所以曲线y =x 3+11在点P (1,12)处的切线方程为y -12=3(x -1).令x =0,得y =9.3.(选修2-2P3例题改编)在高台跳水运动中,t s 时运动员相对于水面的高度(单位:m)是h (t )=-4.9t 2+6.5t +10,则运动员的速度v =________ m/s ,加速度a =______ m/s 2. 【答案】 -9.8t +6.5 -9.8【解析】 v =h ′(t )=-9.8t +6.5,a =v ′(t )=-9.8. 【真题体验】4.(2019·青岛质检)已知函数f (x )=x (2 018+ln x ),若f ′(x 0)=2 019,则x 0等于( ) A.e 2B.1C.ln 2D.e【答案】 B【解析】 f ′(x )=2 018+ln x +x ×1x=2 019+ln x .由f ′(x 0)=2 019,得2 019+ln x 0=2 019,则ln x 0=0,解得x 0=1.5.(2018·天津卷)已知函数f (x )=e xln x ,f ′(x )为f (x )的导函数,则f ′(1)的值为________. 【答案】 e【解析】 由题意得f ′(x )=e x ln x +e x·1x,则f ′(1)=e.6.(2017·全国Ⅰ卷)曲线y =x 2+1x在点(1,2)处的切线方程为________.【答案】 y =x +1【解析】 设y =f (x ),则f ′(x )=2x -1x2,所以f ′(1)=2-1=1,所以在(1,2)处的切线方程为y -2=1×(x -1), 即y =x +1. 【考点聚焦】 考点一 导数的运算角度1 根据求导法则求函数的导数【例1-1】 分别求下列函数的导数: (1)y =e xln x ;(2)y =x ⎝⎛⎭⎪⎫x 2+1x +1x 3;(3)f (x )=ln 1+2x . 【答案】见解析【解析】(1)y ′=(e x)′ln x +e x(ln x )′=e xln x +exx=e x ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x +1x .(2)因为y =x 3+1+1x 2,所以y ′=3x 2-2x3.(3)因为y =ln 1+2x =12ln ()1+2x ,所以y ′=12·11+2x ·(1+2x )′=11+2x .角度2 抽象函数的导数计算【例1-2】 (2019·天津河西区调研)已知函数f (x )的导函数是f ′(x ),且满足f (x )=2xf ′(1)+ln 1x,则f (1)=( ) A.-e B.2C.-2D.e【答案】 B【解析】 由已知得f ′(x )=2f ′(1)-1x,令x =1得f ′(1)=2f ′(1)-1,解得f ′(1)=1,则f (1)=2f ′(1)=2. 【规律方法】1.求函数的导数要准确地把函数分割成基本初等函数的和、差、积、商,再利用运算法则求导.2.复合函数求导,应由外到内逐层求导,必要时要进行换元.3.抽象函数求导,恰当赋值是关键,然后活用方程思想求解. 【训练1】 (1)若y =x -cos x 2sin x2,则y ′=________.(2)已知f (x )=x 2+2xf ′(1),则f ′(0)=________. 【答案】 (1)1-12cos x (2)-4【解析】 (1)因为y =x -12sin x ,所以y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12sin x ′=x ′-⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin x ′=1-12cos x .(2)∵f ′(x )=2x +2f ′(1),∴f ′(1)=2+2f ′(1),即f ′(1)=-2. ∴f ′(x )=2x -4,∴f ′(0)=-4. 考点二 导数的几何意义 角度1 求切线方程【例2-1】 (2018·全国Ⅰ卷)设函数f (x )=x 3+(a -1)x 2+ax .若f (x )为奇函数,则曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为( ) A.y =-2x B.y =-x C.y =2xD.y =x【答案】 D【解析】 因为函数f (x )=x 3+(a -1)x 2+ax 为奇函数,所以a -1=0,则a =1,所以f (x )=x 3+x ,所以f ′(x )=3x 2+1,所以f ′(0)=1,所以曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为y =x .角度2 求切点坐标【例2-2】 (1)(2019·聊城月考)已知曲线y =x 24-3ln x 的一条切线的斜率为12,则切点的横坐标为( )A.3B.2C.1D.12(2)设曲线y =e x在点(0,1)处的切线与曲线y =1x(x >0)上点P 处的切线垂直,则P 的坐标为________.【答案】 (1)A (2)(1,1)【解析】 (1)设切点的横坐标为x 0(x 0>0), ∵曲线y =x 24-3ln x 的一条切线的斜率为12,∴y ′=x 2-3x ,即x 02-3x 0=12,解得x 0=3或x 0=-2(舍去,不符合题意),即切点的横坐标为3. (2)∵函数y =e x 的导函数为y ′=e x,∴曲线y =e x在点(0,1)处的切线的斜率k 1=e 0=1.设P (x 0,y 0)(x 0>0),∵函数y =1x 的导函数为y ′=-1x 2,∴曲线y =1x (x >0)在点P 处的切线的斜率k 2=-1x 20,由题意知k 1k 2=-1,即1·⎝⎛⎭⎪⎫-1x20=-1,解得x 20=1,又x 0>0,∴x 0=1.又∵点P 在曲线y =1x(x >0)上,∴y 0=1,故点P 的坐标为(1,1).角度3 求参数的值或取值范围【例2-3】 (1)函数f (x )=ln x +ax 的图象存在与直线2x -y =0平行的切线,则实数a 的取值范围是( ) A.(-∞,2] B.(-∞,2) C.(2,+∞)D.(0,+∞)(2)(2019·河南六市联考)已知曲线f (x )=x +a x+b (x ≠0)在点(1,f (1))处的切线方程为y =2x +5,则a -b =________. 【答案】 (1)B (2)-8【解析】 (1)由题意知f ′(x )=2在(0,+∞)上有解. ∴f ′(x )=1x +a =2在(0,+∞)上有解,则a =2-1x.因为x >0,所以2-1x<2,所以a 的取值范围是(-∞,2).(2)f ′(x )=1-ax2,∴f ′(1)=1-a ,又f (1)=1+a +b ,∴曲线在(1,f (1))处的切线方程为y -(1+a +b )=(1-a )(x -1),即y =(1-a )x +2a +b ,根据题意有⎩⎪⎨⎪⎧1-a =2,2a +b =5,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =7,∴a -b =-1-7=-8.【规律方法】1.求切线方程时,注意区分曲线在某点处的切线和曲线过某点的切线,曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线方程是y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0);求过某点的切线方程,需先设出切点坐标,再依据已知点在切线上求解.2.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.【训练2】 (1)(2019·东莞二调)设函数f (x )=x 3+ax 2,若曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线方程为x +y =0,则点P 的坐标为( )A.(0,0)B.(1,-1)C.(-1,1)D.(1,-1)或(-1,1)(2)(2018·全国Ⅱ卷)曲线y =2ln(x +1)在点(0,0)处的切线方程为________________. 【答案】 (1)D (2)y =2x【解析】 (1)由f (x )=x 3+ax 2,得f ′(x )=3x 2+2ax .根据题意可得f ′(x 0)=-1,f (x 0)=-x 0,可列方程组⎩⎪⎨⎪⎧x 30+ax 20=-x 0, ①3x 20+2ax 0=-1, ②解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=1,a =-2或⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1,a =2. 当x 0=1时,f (x 0)=-1, 当x 0=-1时,f (x 0)=1.∴点P 的坐标为(1,-1)或(-1,1). (2)由题意得y ′=2x +1.在点(0,0)处切线斜率k =y ′|x =0=2.∴曲线y =2ln(x +1)在点(0,0)处的切线方程为y -0=2(x -0),即y =2x . 【反思与感悟】1.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.对于复合函数求导,关键在于分清复合关系,适当选取中间变量,然后“由外及内”逐层求导.2.求曲线的切线方程要注意分清已知点是否是切点.若已知点是切点,则可通过点斜式直接写方程,若已知点不是切点,则需设出切点.3.处理与切线有关的参数问题时,一般利用曲线、切线、切点的三个关系列方程求解. 【易错防范】1.求导常见易错点:①公式(x n )′=nx n -1与(a x )′=a xln a 相互混淆;②公式中“+”“-”号记混,如出现如下错误:⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )[g (x )]2,(cos x )′=sin x ;③复合函数求导分不清内、外层函数.2.求切线方程时,把“过点切线”问题误认为“在点切线”问题. 【分层训练】【基础巩固题组】(建议用时:35分钟) 一、选择题1.下列求导数的运算中错误的是( ) A.(3x )′=3xln 3 B.(x 2ln x )′=2x ln x +x C.⎝⎛⎭⎪⎫cos x x ′=x sin x -cos x x 2D.(sin x ·cos x )′=cos 2x 【答案】 C 【解析】 因为⎝⎛⎭⎪⎫cos x x ′=-x sin x -cos x x 2,C 项错误.2.(2019·日照质检)已知f (x )=x ln x ,若f ′(x 0)=2,则x 0等于( ) A.e 2B.eC.ln 22D.ln 2【答案】 B【解析】f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=ln x +1,由f ′(x 0)=2,即ln x 0+1=2,解得x 0=e. 3.函数y =x 3的图象在原点处的切线方程为( ) A.y =x B.x =0 C.y =0D.不存在【答案】 C【解析】 函数y =x 3的导数为y ′=3x 2,则在原点处的切线斜率为0,所以在原点处的切线方程为y -0=0(x -0),即y =0.4.一质点沿直线运动,如果由始点起经过t 秒后的位移为s =13t 3-3t 2+8t ,那么速度为零的时刻是( )A.1秒末B.1秒末和2秒末C.4秒末D.2秒末和4秒末【答案】 D【解析】 s ′(t )=t 2-6t +8,由导数的定义知v =s ′(t ), 令s ′(t )=0,得t =2或4,即2秒末和4秒末的速度为零.5.(2019·南阳一模)函数f (x )=x -g (x )的图象在点x =2处的切线方程是y =-x -1,则g (2)+g ′(2)=( ) A.7 B.4 C.0 D.-4【答案】 A【解析】 ∵f (x )=x -g (x ),∴f ′(x )=1-g ′(x ),又由题意知f (2)=-3,f ′(2)=-1, ∴g (2)+g ′(2)=2-f (2)+1-f ′(2)=7.6.已知e 为自然对数的底数,曲线y =a e x+x 在点(1,a e +1)处的切线与直线2e x -y -1=0平行,则实数a =( )A.e -1eB.2e -1eC.e -12eD.2e -12e【答案】 B【解析】 ∵y ′=a e x+1,∴在点(1,a e +1)处的切线的斜率为y ′|x =1=a e +1,又切线与直线2e x -y -1=0平行,∴a e +1=2e ,解得a =2e -1e.7.如图所示为函数y =f (x ),y =g (x )的导函数的图象,那么y =f (x ),y =g (x )的图象可能是( )【答案】 D【解析】 由y =f ′(x )的图象知,y =f ′(x )在(0,+∞)上是单调递减的,说明函数y =f (x )的切线的斜率在(0,+∞)上也是单调递减的,故可排除A ,C ;又由图象知y =f ′(x )与y =g ′(x )的图象在x =x 0处相交,说明y =f (x )与y =g (x )的图象在x =x 0处的切线的斜率相同,故可排除B.故选D.8.(2019·广州调研)已知直线y =kx -2与曲线y =x ln x 相切,则实数k 的值为( ) A.ln 2 B.1 C.1-ln 2D.1+ln 2【答案】 D【解析】 由y =x ln x 得y ′=ln x +1,设切点为(x 0,y 0),则k =ln x 0+1,∵切点(x 0,y 0)(x 0>0)既在曲线y =x ln x 上又在直线y =kx -2上,∴⎩⎪⎨⎪⎧y 0=kx 0-2,y 0=x 0ln x 0,∴kx 0-2=x 0ln x 0,∴k =ln x 0+2x 0,则ln x 0+2x 0=ln x 0+1,∴x 0=2,∴k =ln 2+1. 二、填空题9.已知曲线f (x )=2x 2+1在点M (x 0,f (x 0))处的瞬时变化率为-8,则点M 的坐标为________. 【答案】 (-2,9)【解析】 由题意得f ′(x )=4x ,令4x 0=-8,则x 0=-2, ∴f (x 0)=9,∴点M 的坐标是(-2,9).10.(2017·天津卷)已知a ∈R ,设函数f (x )=ax -ln x 的图象在点(1,f (1))处的切线为l ,则l 在y 轴上的截距为________. 【答案】 1【解析】 f (1)=a ,切点为(1,a ).f ′(x )=a -1x,则切线的斜率为f ′(1)=a -1,切线方程为:y -a =(a -1)(x -1),令x =0得出y =1,故l 在y 轴上的截距为1.11.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 ′(2)=________. 【答案】 -94【解析】 因为f (x )=x 2+3xf ′(2)+ln x , 所以f ′(x )=2x +3f ′(2)+1x,所以f ′(2)=4+3f ′(2)+12=3f ′(2)+92,所以f ′(2)=-94.12.已知函数y =f (x )的图象在点(2,f (2))处的切线方程为y =2x -1,则曲线g (x )=x 2+f (x )在点(2,g (2))处的切线方程为________________. 【答案】 6x -y -5=0【解析】 由题意,知f (2)=2×2-1=3,∴g (2)=4+3=7, ∵g ′(x )=2x +f ′(x ),f ′(2)=2,∴g ′(2)=2×2+2=6,∴曲线g (x )=x 2+f (x )在点(2,g (2))处的切线方程为y -7=6(x -2),即6x -y -5=0.【能力提升题组】(建议用时:15分钟)13.(2019·深圳二模)设函数f (x )=x +1x+b ,若曲线y =f (x )在点(a ,f (a ))处的切线经过坐标原点,则ab=( ) A.1 B.0C.-1D.-2【答案】 D【解析】 由题意可得,f (a )=a +1a +b ,f ′(x )=1-1x 2,所以f ′(a )=1-1a 2,故切线方程是y -a -1a-b=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1a 2(x -a ),将(0,0)代入得-a -1a -b =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1a 2(-a ),故b =-2a,故ab =-2. 14.已知函数f (x )=|x 3+ax +b |(a ,b ∈R ),若对任意的x 1,x 2∈[0,1],f (x 1)-f (x 2)≤2|x 1-x 2|恒成立,则实数a 的取值范围是________.【答案】 [-2,-1]【解析】 当x 1=x 2时,f (x 1)-f (x 2)≤2|x 1-x 2|恒成立;当x 1≠x 2时,由f (x 1)-f (x 2)≤2|x 1-x 2|得f (x 1)-f (x 2)|x 1-x 2|≤2,故函数f (x )在[0,1]上的导函数f ′(x )满足|f ′(x )|≤2,函数y =x 3+ax +b 的导函数为y ′=3x 2+a ,其中[0,1]上的值域为[a ,a +3],则有⎩⎪⎨⎪⎧|a |≤2,|a +3|≤2,解得-2≤a ≤-1.综上所述,实数a 的取值范围为[-2,-1]. 15.函数g (x )=ln x 图象上一点P 到直线y =x 的最短距离为________.【答案】 22【解析】 设点(x 0,ln x 0)是曲线g (x )=ln x 的切线中与直线y =x 平行的直线的切点,因为g ′(x )=(ln x )′=1x ,则1=1x 0,∴x 0=1,则切点坐标为(1,0), ∴最短距离为(1,0)到直线y =x 的距离, 即为|1-0|1+1=22. 16.若函数f (x )=12x 2-ax +ln x 存在垂直于y 轴的切线,则实数a 的取值范围是________. 【答案】 [2,+∞)【解析】 ∵f (x )=12x 2-ax +ln x ,定义域为(0,+∞), ∴f ′(x )=x -a +1x. ∵f (x )存在垂直于y 轴的切线,∴f ′(x )存在零点,即x +1x-a =0有解, ∴a =x +1x≥2(当且仅当x =1时取等号). 【新高考创新预测】17.(新定义题型)定义1:若函数f (x )在区间D 上可导,即f ′(x )存在,且导函数f ′(x )在区间D 上也可导,则称函数f (x )在区间D 上存在二阶导数,记作f ″(x )=[f ′(x )]′.定义2:若函数f (x )在区间D 上的二阶导数恒为正,即f ″(x )>0恒成立,则称函数f (x )在区间D 上为凹函数.已知函数f (x )=x 3-32x 2+1在区间D 上为凹函数,则x 的取值范围是________. 【答案】 ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞ 【解析】 因为f (x )=x 3-32x 2+1,因为f ′(x )=3x 2-3x ,f ″(x )=6x -3,令f ″(x )>0,解得x >12,故x 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞.。
【2019最新】高中数学第三章导数应用3-2导数在实际问题中的应用教案1一、教学目标:1、知识与技能:⑴让学生掌握在实际生活中问题的求解方法;⑵会利用导数求解最值。
2、过程与方法:通过分析具体实例,经历由实际问题抽象为数学问题的过程。
3、情感、态度与价值观:让学生感悟由具体到抽象,由特殊到一般的思想方法二、教学重点:函数建模过程教学难点:函数建模过程三、教学方法:探究归纳,讲练结合四、教学过程(一)、复习:利用导数求函数极值和最值的方法(二)、探究新课例1、在边长为60 cm 的正方形铁片的四角切去相等的正方形,再把它的边沿虚线折起(如图),做成一个无盖的方底箱子,箱底的边长是多少时,箱底的容积最大?最大容积是多少? 解法一:设箱底边长为x cm ,则箱高602x h -=cm ,得箱子容积 260)(322x x h x x V -== )600(<<x . 23()602x V x x '=- )600(<<x 令 23()602x V x x '=-=0,解得 x=0(舍去),x=40, 并求得 V(40)=16 000 由题意可知,当x 过小(接近0)或过大(接近60)时,箱子容积很小,因此,16 000是最大值答:当x=40cm 时,箱子容积最大,最大容积是16 000cm 3解法二:设箱高为x cm ,则箱底长为(60-2x )cm ,则得箱子容积x x x V 2)260()(-=)300(<<x .(后面同解法一,略)由题意可知,当x过小或过大时箱子容积很小,所以最大值出现在极值点处.事实上,可导函数260)(322x x h x x V -==、x x x V 2)260()(-=在各自的定义域中都只有一个极值点,从图象角度理解即只有一个波峰,是单峰的,因而这个极值点就是最值点,不必考虑端点的函数值例2、圆柱形金属饮料罐的容积一定时,它的高与底与半径应怎样选取,才能使所用的材料最省?解:设圆柱的高为h ,底半径为R ,则表面积S=2πRh+2πR 2由V=πR 2h ,得2V h R π=,则 S(R)= 2πR 2V R π+ 2πR 2=2V R+2πR 2 令 22()V s R R '=-+4πR=0 解得,,从而h=2V R π即h=2R 因为S(R)只有一个极值,所以它是最小值答:当罐的高与底直径相等时,所用材料最省变式:当圆柱形金属饮料罐的表面积为定值S 时,它的高与底面半径应怎样选取,才能使所用材料最省? 提示:S =2Rh π+22R π⇒h =R R S ππ222- ⇒V (R )=R R S ππ222-πR 2=3221)2(21R SR R R S ππ-=- )('R V )=026R S π=⇒ ⇒R h R Rh R 222622=⇒+=πππ.例3、已知某商品生产成本C 与产量q 的函数关系式为C =100+4q ,价格p 与产量q 的函数关系式为q p 8125-=.求产量q 为何值时,利润L 最大? 分析:利润L 等于收入R 减去成本C ,而收入R 等于产量乘价格.由此可得出利润L 与产量q 的函数关系式,再用导数求最大利润. 解:收入211252588R q p q q q q ⎛⎫=⋅=-=- ⎪⎝⎭,利润221125(1004)2110088L R C q q q q q ⎛⎫=-=---=-- ⎪⎝⎭(0100)q <<1214L q '=-+ 令0L '=,即12104q -+=,求得唯一的极值点84q =答:产量为84时,利润L 最大 (三)、小结:本节课学习了导数在解决实际问题中的应用.(四)、课堂练习:第69页练习题 (五)、课后作业:第69页A 组中1、3 B 组题。
2019-2020年高中数学第三章导数及其应用3.3导数的应用3.3.3导数的实际应用课堂探究新人教B 版选修探究一 与几何有关的最值问题解决与面积、体积等与几何有关的最值问题,关键是正确引入变量,将面积或体积表示为该变量的函数,结合具体问题确定其定义域,然后利用导数求其最值.【典型例题1】 用总长为14.8 m 的钢条制作一个长方体容器的框架,如果所制容器的底面的一边长比另一边长长0.5 m ,那么高为多少时,容器的容积最大?并求它的最大容积.思路分析:设出容器底面一边长为x m ,表示出容器的另一边及高,利用长方体的体积公式,将其表示为x 的函数,利用导数求解.解:设容器底面一边长为x m ,则另一边长为(x +0.5)m ,高为14.8-4x -4(x +0.5)4=3.2-2x . 由解得0<x <1.6.设容器的容积为y m 3,则y =-2x 3+2.2x 2+1.6x ,所以y ′=-6x 2+4.4x +1.6,令y ′=0,则15x 2-11x -4=0,解得x 1=1,x 2=-415(舍去). 在定义域(0,1.6)内只有x =1使y ′=0,即x =1是函数y =-2x 3+2.2x 2+1.6x 在(0,1.6)内的唯一的极大值点,也就是最大值点.因此,当x =1时y 取得最大值y max =-2+2.2+1.6=1.8,这时高为3.2-2×1=1.2. 故容器的高为1.2 m 时容积最大,最大值为1.8 m 3.探究二 利润最大(成本最低)问题经济生活中要分析生产的成本与利润及利润增减快慢,通常以产量或单价为自变量建立函数关系,从而利用导数来分析、研究.【典型例题2】 某商场从生产厂家以每件20元的进价购进一批商品,若该商品的售价定为p 元,则销售量Q (单位:件)与零售价p (单位:元)有如下关系:Q =8 300-170p -p 2.问该商品零售价定为多少时利润最大,最大利润是多少?思路分析:建立销售利润关于零售价的函数,应用导数研究最值.解:设利润为L (p ),由题意可得 L (p )=(p -20)·Q =(p -20)(8 300-170p -p 2)=-p 3-150p 2+11 700p -166 000(p >0),所以L ′(p )=-3p 2-300p +11 700.令L ′(p )=0,得p =30或p =-130(舍去).则L (30)=23 000.因为0<p <30时,L ′(p )>0;p >30时,L ′(p )<0,所以p =30时,L (p )取得极大值.根据实际问题的意义知,L (30)就是最大值,即零售价定为每件30元时,利润最大,最大利润为23 000元.2019-2020年高中数学第三章导数及其应用单元检测新人教B 版选修一、选择题(本大题共10个小题,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f (x )在x =x 0处可导,则000lim 2x f x x f x x∆→(+∆)-()=∆( ) A .f ′(x 0) B .f ′(x 0)C .2f ′(x 0)D .4f ′(x 0)2.函数f (x )的定义域为开区间(a ,b ),导函数f ′(x )在(a ,b )内的图象如图所示,则函数f (x )在开区间(a ,b )内有极小值点的个数为( )A .1B .2C .3D .43.已知P 点在曲线F :y =x 3-x 上,且曲线F 在点P 处的切线与直线x +2y =0垂直,则点P 的坐标为( )A .(1,1)B .(-1,0)C .(-1,0)或(1,0)D .(1,0)或(1,1)4.若函数f (x )=x 2+2(a -1)x +2在区间(-∞,0]上是减函数,则实数a 的取值范围是( )A .a ≥3 B.a ≤1C .a <5D .a ≥15.设a ∈R ,若函数f (x )=e x +ax ,x ∈R 有大于零的极值点,则( )A .a >-1B .a <-1C .D .6.已知f (x )=2x 3-6x 2+m (m 为常数)在[-2,2]上有最大值3,那么此函数在[-2,2]上的最小值是( )A .-37B .-29C .-5D .以上都不正确7.曲线y =x 3+x 在点处的切线与坐标轴围成的三角形面积为( )A.1 B. C. D.8.若函数f(x)=x3-3x+a有3个不同的零点,则实数a的取值范围是( )A.(-2,2) B.[-2,2]C.(-∞,-1) D.(1,+∞)9.设f(x),g(x)是R上的可导函数,f′(x),g′(x)分别为f(x),g(x)的导函数,且满足f′(x)g(x)+f(x)g′(x)<0,则当a<x<b时,有( )A.f(x)g(b)>f(b)g(x)B.f(x)g(a)>f(a)g(x)C.f(x)g(x)>f(b)g(b)D.f(x)g(x)>f(b)g(a)10.设函数y=f(x)在定义域内可导,其图象如图所示,则导函数y=f′(x)的大致图象为( )二、填空题(本大题共5个小题,每小题5分,共25分.把答案填在题中的横线上)11.函数f(x)=x2+x在点(2,f(2))处的切线方程为__________.12.函数f(x)=x3-3x2+3的单调递减区间为__________.13.函数f(x)=x+在(0,+∞)上的最小值为__________,此时x=__________.14.已知函数f(x)=a ln x+x在区间[2,3]上单调递增,则实数a的取值范围是__________.15.给出定义:若函数f(x)在D上可导,即f′(x)存在,且导函数f′(x)在D上也可导,则称f(x)在D上存在二阶导函数,记f″(x)=(f′(x))′.若f″(x)<0在D上恒成立,则称f(x)在D上为凸函数.以下四个函数在上不是凸函数的是__________.(把你认为不是的序号都填上)①f(x)=sin x+cos x;②f(x)=ln x-2x;③f(x)=-x3+2x-1;④f(x)=x e x.三、解答题(本大题共2个小题,共25分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)16.(10分)设函数f(x)=6x3+3(a+2)x2+2ax.(1)若函数f(x)的两个极值点为x1,x2,且x1x2=1,求实数a的值.(2)是否存在实数a,使得f(x)是(-∞,+∞)上的单调函数?若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.17.(15分)某造船公司年造船量是20艘,已知造船x艘的产值函数为R(x)=3 700x +45x2-10x3(单位:万元),成本函数为C(x)=460x+5(单位:万元),又在经济学中,函数f(x)的边际函数Mf(x)定义为Mf(x)=f(x+1)-f(x).(1)求利润函数P(x)及边际利润函数MP(x).(提示:利润=产值-成本)(2)问年造船量安排多少艘时,可使公司造船的年利润最大?(3)求边际利润函数MP(x)的单调递减区间,并说明单调递减在本题中的实际意义是什么?参考答案1.答案:A2.答案:A 从f′(x)的图象可知f(x)在(a,b)内从左到右的单调性依次为增、减、增、减,所以f(x)在(a,b)内只有一个极小值点.3.答案:C4.答案:B f′(x)=2x+2a-2,因为f(x)在(-∞,0]上是减函数,所以f′(0)≤0,即2a-2≤0,a≤1.5.答案:B 因为f(x)=e x+ax,所以f′(x)=e x+a.若函数在x∈R上有大于零的极值点,即f′(x)=e x+a=0有正根.当f′(x)=a+e x=0成立时,显然有a<0,此时x=ln(-a),由x>0,得参数a的范围为a<-1.6.答案:A f′(x)=6x2-12x=6x(x-2).∵f(x)在(-2,0)上为增函数,在(0,2)上为减函数,∴当x=0时,f(x)最大=m,∴m=3.从而f(-2)=-37,f(2)=-5,∴最小值为-37.7.答案:B8.答案:A f′(x)=3x2-3=3(x+1)(x-1).∵当x<-1时,f′(x)>0;当-1<x<1时,f′(x)<0;当x>1时,f′(x)>0,∴当x=-1时,f(x)有极大值,当x=1时,f(x)有极小值.要使f(x)有3个不同的零点,只需解得-2<a<2.9.答案:C 令y=f(x)·g(x),则y′=f′(x)·g(x)+f(x)·g′(x),由于f′(x)g(x)+f(x)g′(x)<0,所以y在R上单调递减,又x<b,故f(x)g(x)>f(b)g(b).10.答案:D 由函数y=f(x)的图象知,当x∈(-∞,0)时,f(x)单调递减,故f′(x)<0;当x>0时,f(x)先增,再减,然后再增,故f′(x)先正,再负,然后再正.故选D.11.答案:5x-y-4=012.答案:(0,2)13.答案:4 214.答案:[-2,+∞)∵f(x)=a ln x+x,∴f′(x)=+1.又∵f(x)在[2,3]上单调递增,∴+1≥0在x∈[2,3]上恒成立,∴a≥(-x)max=-2,∴a∈[-2,+∞).15.答案:④对于①,f″(x)=-(sin x+cos x),时,f″(x)<0恒成立;对于②,,在时,f″(x)<0恒成立;对于③,f″(x)=-6x,在时,f″(x)<0恒成立;对于④,f″(x)=(2+x)e x在时,f″(x)>0恒成立,所以f(x)=x e x不是凸函数.16.答案:分析:(1)极值点是f′(x)=0的根,利用根与系数的关系解决即可.(2)f(x)是(-∞,+∞)上的单调函数方程f′(x)=0的判别式Δ≤0.解:f′(x)=18x2+6(a+2)x+2a.(1)∵x1,x2是函数f(x)的两个极值点,∴f′(x1)=f′(x2)=0,即x1,x2是18x2+6(a+2)x+2a=0的两个根,从而x1x2==1,∴a=9.(2)∵Δ=36(a+2)2-4×18×2a=36(a2+4)>0,∴不存在实数a,使得f(x)是(-∞,+∞)上的单调函数.17.答案:分析:(1)将R(x)与C(x)的关系式代入P(x)=R(x)-C(x)即可;然后将P(x)关系式代入边际利润函数MP(x)即可.(2)利用用导数求其定义域上最值的方法求最大值.(3)利用用导数求单调区间的方法求单调区间.解:(1)P(x)=R(x)-C(x)=-10x3+45x2+3 240x-5(x∈N*且1≤x≤20);MP(x)=P(x+1)-P(x)=-30x2+60x+3 275(x∈N*且1≤x≤19).(2)P′(x)=-30x2+90x+3 240=-30(x-12)(x+9),∵x>0,∴P′(x)=0时,x=12,∴当0<x<12时,P′(x)>0,当x>12时,P′(x)<0,∴x=12时,P(x)有最大值.即年造船量安排12艘时,可使公司造船的年利润最大.(3)MP(x)=-30x2+60x+3 275=-30(x-1)2+3 305.所以,当x≥1时,MP(x)是减函数,所以单调减区间为[1,19],且x∈N*.MP(x)是减函数的实际意义是:随着产量的增加,每艘船的利润与前一艘船的利润比较,利润在减少.。
3.1.3导数的几何意义1.理解导数的几何意义会求曲线上某点处的切线方程.(重点)2.理解在某点处与过某点的切线方程的区别.(难点、易混点)[基础·初探]教材整理1 导数的几何意义阅读教材P83例1以上部分,完成下列问题.1.设点P(x0,f(x0)),P n(x n,f(x n))是曲线y=f(x)上不同的点,当点P n(x n,f(x n))(n=1,2,3,4…)沿着曲线f(x)趋近于点P(x0,f(x0))时,割线PP n趋近于确定的位置,这个确定位置的直线PT称为过点P的切线,且PT的斜率k=错误!=f′(x0).2.函数y=f(x)在点x0处的导数f′(x0)的几何意义是曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处切线的斜率,在点P的切线方程为y-f(x0)=f′(x0)(x-x0).判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)直线与曲线相切则直线与已知曲线只有一个公共点.( )(2)过曲线上的一点作曲线的切线,这点一定是切点.( )(3)若f′(x0)不存在,则曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处无切线.( )【答案】(1)×(2)×(3)×教材整理2 导函数的概念阅读教材P81导函数部分,完成下列问题.导函数的概念从求函数f(x)在x=x0处导数的过程看到,当x=x0时,f′(x0)是一个确定的数;当x变化时,f′(x)是x的一个函数,称为f(x)的导函数,即f′(x)=y′=lim错误!.Δx→0判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)函数f(x)在点x0处的导数f′(x0)与导函数f′(x)之间是有区别的.( )(2)导函数f′(x)的定义域与函数f(x)的定义域相同.( )(3)函数f(x)=x2的导数是f′(x)=2x.( )(4)函数f(x)=0没有导函数.( )【答案】(1)√(2)×(3)√(4)×[质疑·手记]预习完成后,请将你的疑问记录,并与“小伙伴们”探讨交流:疑问1:_____________________________________________________解惑:______________________________________________________疑问2:_____________________________________________________解惑:______________________________________________________疑问3:_____________________________________________________解惑:_______________________________________________________[小组合作型]l.记△AOB在直线l左侧部分的面积为S,则函数S=f(x)的图象为下图中的( )图3-1-3【自主解答】函数的定义域为(0,+∞),当x∈[0,2]时,在单位长度变化量Δx内面积变化量ΔS越来越大,即斜率f′(x)在[0,2]内越来越大,因此,函数S=f(x)的图象是上升的,且图象是下凸的;当x∈(2,3)时,在单位长度变化量Δx内面积变化量ΔS越来越小,即斜率f′(x)在(2,3)内越来越小,因此,函数S=f(x)的图象是上升的,且图象是上凸的;当x∈[3,+∞)时,在单位长度变化量Δx内面积变化量ΔS为0,即斜率f′(x)在[3,+∞)内为常数0,此时,函数图象为平行于x轴的射线.故选D.【答案】 D函数在每一点处的切线斜率的变化情况反映函数在相应点处的变化情况,由切线的倾斜程度,可以判断出函数升降的快慢.因此,研究复杂的函数问题,可以考虑通过研究其切线来了解函数的性质.[再练一题]1.函数y=f(x)的图象如图3-1-4所示,根据图象比较曲线y=f(x)在x=x1,x=x2附近的变化情况. 【导学号:25650102】图3-1-4【解】当x=x1时,曲线y=f(x)在点(x1,f(x1))处的切线l1的斜率f′(x1)>0,因此在x=x1附近曲线呈上升趋势,即函数y=f(x)在x=x1附近单调递增.同理,函数y=f(x)在x=x2附近单调递增,但是,直线l1的倾斜程度小于直线l2的倾斜程度,这表明曲线y=f(x)在x=x1附近比在x =x2附近上升得缓慢.过曲线y=(1)平行于直线y=4x-5;(2)垂直于直线2x-6x+5=0;(3)倾斜角为135°.【精彩点拨】本题考查曲线的切线的有关问题.解题的关键是设出切点的坐标,求出切线的斜率.【自主解答】f′(x)=lim错误!Δx→0=lim Δx→0 错误!=2x , 设P (x 0,y 0)是满足条件的点. (1)∵切线与直线y =4x -5平行,∴2x 0=4,x 0=2,y 0=4,即P (2,4)是满足条件的点. (2)∵切线与直线2x -6y +5=0垂直, ∴2x 0·13=-1,得x 0=-32,y 0=94,即P ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-32,94是满足条件的点.(3)∵切线的倾斜角为135°, ∴其斜率为-1.即2x 0=-1,得x 0=-12,y 0=14,即P ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12,14是满足条件的点.解答此类题目时,所给的直线的倾斜角或斜率是解题的关键,由这些信息得知函数在某点处的导数,进而可求此点的横坐标.解题时要注意解析几何知识的应用,如直线的倾斜角与斜率的关系,平行,垂直等.[再练一题]2.已知曲线y =2x 2+a 在点P 处的切线方程为8x -y -15=0,求切点P 的坐标和实数a 的值. 【导学号:25650104】【解】 设切点P (x 0,y 0),切线斜率为k . 由y ′=lim Δx→0 ΔyΔx=lim Δx→0错误!=lim Δx→0 (4x +2Δx )=4x ,得k =y ′|x =x 0=4x 0, 根据题意4x 0=8,x 0=2,分别代入y =2x 2+a 和y =8x -15得y 0=8+a =1,得⎩⎪⎨⎪⎧a =-7,y0=1.故所求切点为P (2,1),a =-7.[探究共研型]探究1 【提示】 不一定.曲线的切线和曲线不一定只有一个交点,和曲线只有一个交点的直线和曲线也不一定相切.如图,曲线的切线是通过逼近将割线趋于确定位置的直线.探究2 怎样求曲线f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线方程?【提示】 根据导数的几何意义,求出函数y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的导数,即曲线在该点处的切线的斜率,再由直线方程的点斜式求出切线方程.探究3 曲线f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线与曲线过某点(x 0,y 0)的切线有何不同?【提示】 曲线f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线,点(x 0,f (x 0))一定是切点,只要求出k =f ′(x 0),利用点斜式写出切线即可;而曲线f (x )过某点(x 0,y 0)的切线,给出的点(x 0,y 0)不一定在曲线上,即使在曲线上也不一定是切点.(1)y =-1x 在点⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12,-2处的切线方程是( )A .y =x -2B .y =x -12C .y =4x -4D .y =4x -2【自主解答】 先求y =-1x 的导数:Δy =-1x +Δx +1x=错误!,错误!=错误!,错误! 错误!=lim Δx→0错误!=错误!,即y ′=错误!,所以y =-错误!在点错误!处的切线斜率为k =y ′|x =错误!=4.所以切线方程是y +2=4⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x -12,即y =4x -4.【答案】 C(2)已知曲线C :y =x 3-x +2,求曲线过点P (1,2)的切线方程. 【自主解答】 设切点为(x 0,x 30-x 0+2),则得y ′|x =x 0 =lim Δx→0错误! =lim Δx→0 ((Δx )2+3x 0Δx +3x 20-1)=3x 20-1. 所以切线方程为y -(x 30-x 0+2)=(3x 20-1)(x -x 0). 将点P (1,2)代入得:2-(x 30-x 0+2)=(3x 20-1)(1-x 0),即(x 0-1)2(2x 0+1)=0,所以x 0=1或x 0=-12,所以切点坐标为(1,2)或⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12,198,所以当切点为(1,2)时,切线方程为y -2=2(x -1),即y =2x ,当切点为⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12,198时,切线方程为y -198=-14⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x +12,即x +4y -9=0,所以切线方程为y =2x 或x +4y -9=0.利用导数的几何意义求切线方程的方法1.若已知点(x 0,y 0)在已知曲线上,则先求出函数y =f (x )在点x 0处的导数,然后根据直线的点斜式方程,得切线方程y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0).2.若题中所给的点(x 0,y 0)不在曲线上,首先应设出切点坐标,然后根据导数的几何意义列出等式,求出切点坐标,进而求出切线方程.[再练一题]3.(1)已知函数y=ax2+b在点(1,3)处的切线斜率为2,则ba=________. 【导学号:25650103】【解析】limΔx→0错误!=错误!(a·Δx+2a)=2a=2,∴a=1,又3=a×12+b,∴b=2,即ba=2.【答案】 2(2)求曲线y=f(x)=2x在点(-2,-1)处的切线方程.【解】因为y=2 x ,所以y′=limΔx→0错误!=lim Δx→02x+Δx-2xΔx=limΔx→0错误!=-错误!,因此曲线f(x)在点(-2,-1)处的切线的斜率k=-错误!=-错误!.由点斜式可得切线方程为y+1=-12(x+2),即x+2y+4=0.[构建·体系]1.如果曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程为x+2y-3=0,那么( ) A.f′(x0)>0 B.f′(x0)<0C.f′(x0)=0 D.f′(x0)不存在【解析】由x+2y-3=0知,斜率k=-1 2,∴f′(x0)=-12<0.【答案】 B2.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=1C.a=1,b=-1 D.a=-1,b=-1【解析】由题意,知k=y′|x=0=limΔx→0错误!=1,∴a=1.又(0,b)在切线上,∴b=1,故选A.【答案】 A3.已知曲线y=f(x)=2x2+4x在点P处的切线斜率为16,则P点坐标为________.【解析】设点P(x0,2x20+4x0),则f′(x0)=limΔx→0错误!=limΔx→0错误!=4x0+4,令4x0+4=16,得x0=3,∴P(3,30).【答案】(3,30)4.曲线y=x2-2x+2在点(2,2)处的切线方程为______.【导学号:25650105】【解析】Δy=(2+Δx)2-2(2+Δx)+2-(22-2×2+2)=2Δx+(Δx)2,∴ΔyΔx=2+Δx.∴y′|x=2=limΔx→0(2+Δx)=2.∴曲线在点(2,2)处的切线斜率为2.∴切线方程为y-2=2(x-2),即2x-y-2=0.【答案】2x-y-2=05.函数f(x)的图象如图3-1-5所示,试根据函数图象判断0,f′(1),f′(3),错误!的大小关系.图3-1-5【解】设x=1,x=3时对应曲线上的点分别为A,B,点A处的切线为AT,点B处的切线为BQ,如图所示.则错误!=k AB,f′(3)=k BQ,f′(1)=k AT,由图可知切线BQ的倾斜角小于直线AB的倾斜角,直线AB的倾斜角小于切线AT的倾斜角,即k BQ<k AB<k AT,∴0<f′(3)<错误!<f′(1).。
江苏省响水中学高中数学第3章《导数及其应用》导数在实际生活中的应用2导学案苏教版选修1-1学习目标:1.通过使利润最大、用料最省、效率最高等优化问题,体会导数在解决实际问题中的作用.2.在解决具体问题的过程中,体会导数方法在研究函数性质中的一般性和有效性.课前预学:1.把长度为16的线段分成两段,各围成一个正方形,这两个正方形面积的最小值为.2.要做一个圆锥形漏斗,其母线长20 cm,要使其体积最大,则其高是.3.周长为20的矩形,绕一条边旋转成一个圆柱,则圆柱体积的最大值是.4.一边长为48 cm的正方形铁皮,铁皮四角截去四个边长都为x cm的小正方形,做成一个无盖方盒.求x多大时,方盒容积最大?课堂探究:1.如图,等腰梯形ABCD的三边AB,BC,CD分别与函数y=-错误!未找到引用源。
x2+2,x∈[-2,2]的图象切于点P,Q,R.求梯形ABCD面积的最小值.2.已知某公司生产的品牌服装的年固定成本为10万元,每生产1千件,需要另投入1.9万元,设R(x)(单位:万元)为销售收入,根据市场调查得知R(x)=错误!未找到引用源。
其中x是年产量(单位:千件).(1)写出年利润W关于年产量x的函数解析式;(2)年产量为多少时,该公司在这一品牌服装的生产中所获年利润最大?课堂检测:教师个人研修总结在新课改的形式下,如何激发教师的教研热情,提升教师的教研能力和学校整体的教研实效,是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。
所以在学习上级的精神下,本期个人的研修经历如下:1.自主学习:我积极参加网课和网上直播课程.认真完成网课要求的各项工作.教师根据自己的专业发展阶段和自身面临的专业发展问题,自主选择和确定学习书目和学习内容,认真阅读,记好读书笔记;学校每学期要向教师推荐学习书目或文章,组织教师在自学的基础上开展交流研讨,分享提高。
2.观摩研讨:以年级组、教研组为单位,围绕一定的主题,定期组织教学观摩,开展以课例为载体的“说、做、评”系列校本研修活动。
2019-2020年高中数学第3章导数应用2.1实际问题中导数的意义课
后演练提升北师大版选修
一、选择题
1.一根金属棒的质量y (单位:kg)是长度x (单位:m)的函数,y =f (x )=3x ,则从4 m 到9 m 这一段金属棒的平均线密度是( )
A.2
5 kg/m B.3
5 kg/m C.3
4 kg/m D.1
2
kg/m 解析: 平均线密度=f
-f 9-4=3
5
kg/m. 答案: B
2.某汽车启动阶段的路程函数为S (t )=2t 3
-5t 2
,则t =2秒时,汽车的加速度是( ) A .14 B .4 C .10
D .6
解析: V (t )=S ′(t )=6t 2
-10t , ∴a (t )=V ′(t )=12t -10. 当t =2秒时,a (2)=14, 即t =2时,汽车的加速度为14. 答案: A
3.从时间t =0开始的t s 内,通过某导体的电量(单位:C)可由公式q =2t 2
+3t 表示,则第5 s 时的电流强度为( )
A .27 C/s
B .20 C/s
C .25 C/s
D .23 C/s
解析: 某种导体的电量q 在5 s 时的瞬时变化率就是第5 s 时的电流强度. ∵q ′=4t +3,
∴当t =5时,电流强度为4×5+3=23(C/s). 答案: D
4.一个球的半径以0.1 cm/s 的速率增加,那么当半径r =10 cm 时,此球的表面积增加的速率为( )
A .2π cm 2
/s B .4π cm 2
/s C .8π cm 2/s D .16π cm 2
/s
解析: ∵r =0.1t , ∴Δr =0.1 Δt ,
又Δs=4π(10+0.1 Δt)2-4π·102=8πΔt+0.04π(Δt)2
∴球的表面积增加的平均变化率为v=Δs
Δt
=8π+0.04πΔt
当Δt→0时,v→8π
∴此球的表面积增加的速率为8π cm2/s.
答案: C
二、填空题
5.已知成本c与产量q的函数关系式为c(q)=4q2+q-6,则当产量q=10时的边际成本为_________.
解析:c′(q)=8q+1,c′(10)=8×10+1=81,
故q=10时的边际成本为81.
答案:81
6.某商品价格P(单位:元)与时间t(单位:年)有函数关系式P(t)=(1+10%)t,那么在第8个年头此商品价格的变化速度是_______.
解析:∵P′(t)=1.1t ln 1.1,
∴P′(8)=1.18ln 1.1(元/年).
答案: 1.18ln 1.1元/年
三、解答题
7.修建面积为x m2的草坪需要成本y元,且y是x的函数:
y=f(x)=10x2+x.
(1)求当x从50变到60时,成本y关于修建面积x的平均变化率,并解释它的实际意义;
(2)求f′(50),并解释它的实际意义.
解析:(1)当x从50变到60时,成本关于草坪面积x的平均变化率为
f-f
60-50=
+-+
10
=1 101(元/m2)
它表示在草坪面积从50 m2增加到60 m2的过程中,草坪面积每增加1 m2,成本平均增加1 101元.
(2)f′(x)=20x+1,
∴f′(50)=1 001(元/m2).
f′(50)表示当草坪面积为50 m2时,每增加1 m2,成本要增加1 001元.
8.设生产某种产品的总成本函数c(万元)与产量q(万件)之间的函数关系为c=c(q)=100+4q-0.2q2+0.01q3.求生产水平为q=10万件时的平均成本和边际成本,并从降低成本角度看继续提高产量是否合算?
解析: 当q =10时,总成本c (10)=100+4×10-0.2×102+0.01×103
=100+40-20+10=130(万元).
平均成本130÷10=13(元/件), 边际成本c ′(q )=4-0.4q +0.03q 2
,
∴c ′(10)=4-0.4×10+0.03×102=4-4+3=3(元/件).
因此在生产水平为10万元时每增产一个产品,总成本增加3元,比当前的平均成本13元低,从降低成本角度看,应继续提高产量.
9.当室内的有毒细菌开始增加时,就要使用杀菌剂.刚开始使用的时候,细菌数量还会继续增加,随着时间的增加,它的增加幅度逐渐变小,到一定时间,细菌数量开始减少.如果使用杀菌剂t 小时后的细菌数量为b (t )=105
+104
t -103t 2
.
(1)求从第5小时到第10小时细菌的平均变化率; (2)求细菌在t =5与t =10时的瞬时变化率; (3)细菌在哪段时间增加,在哪段时间减少?为什么? 解析: (1)从第5小时到第10小时细菌的平均变化率为
b
-b
10-5=
105+104×10-103×102-5
+104×5-103×5
2
5
=
104
×5-10
3
2
-5
2
5
=104×5-103
×755
=-5×103
.
(2)∵b ′(t )=-2×103
t +104
∴细菌在t =5和t =10时的瞬时变化率分别为
b ′(5)=0,b ′(10)=-104.
(3)令b ′(t )>0得0<t <5,
当b (t )=0时由b (t )=105
+104
t -103t 2
=0得
t 1=5+55≈16, t 2=5-55<0(舍去),
∵细菌数量不可能小于0, ∴0<t <16
由b ′(t )<0得5<t <16. 所以当0<t <5时细菌增加, 当5<t <16时细菌减少.。