高三数学一轮教学资料 导数的概念及其运算活动导学案(无答案)(1)
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课题: 导数、导数的计算及其应用 2课时一、考点梳理:1.导数、导数的计算(1).导数的概念:一般地,函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率是lim Δx →0ΔyΔx=__________,称其为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或0|x x y '=. (2).导函数: 记为f ′(x )或y ′.(3).导数的几何意义: 函数y =f (x )在x =x 0处的导数f ′(x 0)的几何意义是曲线y =f (x )在x =x 0处的切线的斜率.相应地,切线方程为______________. !(4).基本初等函数的导数公式(5).导数的运算法则(1)[f (x )±g (x )]′=__________;(2)[f (x )·g (x )]′=__________;(3)⎣⎡⎦⎤f x g x ′=__________(g (x )≠0). (6).复合函数的导数: 2.导数与函数的单调性及极值、最值(1)导数和函数单调性的关系:(1)对于函数y =f (x ),如果在某区间上f ′(x )>0,那么f (x )为该区间上的________;如果在某区间上f ′(x )<0,那么f (x )为该区间上的________.(2)若在(a ,b )的任意子区间内f ′(x )都不恒等于0,f ′(x )≥0⇔f (x )在(a ,b )上为____函数,若在(a ,b )上,f ′(x )≤0,⇔f (x )在(a ,b )上为____函数.[(2)函数的极值与导数(1)判断f (x 0)是极值的方法: 一般地,当函数f (x )在点x 0处连续时, ①如果在x 0附近的左侧________,右侧________,那么f (x 0)是极大值; ②如果在x 0附近的左侧________,右侧________,那么f (x 0)是极小值.(2)求可导函数极值的步骤 : ①____________ ;②________________ ;③_________________________.(3)求函数y =f (x )在[a ,b ]上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数y =f (x )在(a ,b )上的________;(2)将函数y =f (x )的各极值与______________比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值. `二、基础自测:1.若函数f (x )=2x 2-1的图象上一点(1,1)及邻近一点(1+Δx,1+Δy ),则ΔyΔx 等于( ).A .4B .4xC .4+2ΔxD .4+2Δx 2原函数 导函数 f (x )=c (c 为常数) f ′(x )=0f (x )=x n (n ∈Q *) ;f ′(x )=________ f (x )=sin x f ′(x )=________ f (x )=cos x f ′(x )=________ f (x )=a x f ′(x )=________f (x )=e x >f ′(x )=________ f (x )=log a x f ′(x )=________ f (x )=ln xf ′(x )=________2.曲线y =x 3在点P 处的切线的斜率为3,则点P 的坐标为( ).A .(-1,1)B .(-1,-1)C .(1,1)或(-1,-1)D .(1,-1) 3.(2012陕西高考)设函数f (x )=2x +ln x ,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.若函数y =a (x 3-x )的递减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫-33,33,则a 的取值范围是( ). {A .a >0B .-1<a <0C .a >1D .0<a <15.若曲线y =x 4的一条切线l 与直线x +4y -8=0垂直,则l 的方程为__________. 6.已知f (x )=x 3-ax 在[1,+∞)上是单调增函数,则a 的最大值是__________.三、考点突破:考点一、根据导数的定义求函数的导数 【例1-1】已知f ′(2)=2,f (2)=3,则lim x →2fx -3x -2+1的值为( )A .1 B .2 C .3 D .4【例1-2】用导数的定义求函数y =f (x )=1x在x =1处的导数.~【变式】:求函数y =x 2+1在x 0到x 0+Δx 之间的平均变化率,并求出其导函数.考点二、利用求导公式、法则求导 [例2]求下列函数的导数:(1) y =(2x -3)2;(2)y =tan x ;(3)y =x e x ;(4)y =ln xx . (5)y =ln(2x +5).;【变式】求下列函数的导数:(1)y =x 2sin x ;(2)y =3x e x -2x +e ; (2)y =3-x ;考点三、导数的几何意义【例3】已知曲线y =13x 3+43.(1)求曲线在点P (2,4)处的切线方程;(2)求曲线过点P (2,4)的切线方程; (3)求斜率为1的曲线的切线方程.…【变式】:求曲线f (x )=x 3-3x 2+2x 过原点的切线方程.考点四、利用导数研究函数的单调性与极值、最值【例4】已知a ∈R ,函数f (x )=(-x 2+ax )e x (x ∈R ,e 为自然对数的底数).(1)当a =2时,求函数f (x )的单调递增区间;(2)若函数f (x )在(-1,1)上单调递增,求a 的取值范围;\【变式】(2009·浙江)已知函数f (x )=x 3+(1-a )x 2-a (a +2)x +b (a ,b ∈R ).(1)若函数f (x )的图象过原点,且在原点处的切线斜率是-3,求a ,b 的值;(2)若函数f (x )在区间(-1,1)上不单调,求a 的取值范围."【例5】若函数f (x )=ax 3-bx +4,当x =2时,函数f (x )有极值-43.(1)求函数f (x )的解析式;(2)若关于x 的方程f (x )=k 有三个零点,求实数k 的取值范围.【变式】设x =1与x =2是函数f (x )=a ln x +bx 2+x 的两个极值点.(1)试确定常数a 和b 的值;(2)试判断x =1,x =2是函数f (x )的极大值点还是极小值点,并说明理由.@【例6】已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,曲线y =f (x )在点x =1处的切线为l :3x -y +1=0,若x =23时,y =f (x )有极值.(1)求a ,b ,c 的值;(2)求y =f (x )在[-3,1]上的最大值和最小值.【变式】已知函数f (x )=ax 3+x 2+bx (其中常数a ,b ∈R ),g (x )=f (x )+f ′(x )是奇函数.、(1)求f (x )的表达式;(2)讨论g (x )的单调性,并求g (x )在区间[1,2]上的最大值和最小值.四、课题巩固:一、选择题:1.设f (x )为可导函数,且满足lim x →0f1-f 1-2x2x=-1,则曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为( ). ?A .2B .-1C .1D .-22.(2012辽宁高考)函数y =12x 2-ln x 的单调递减区间为( ). A .(-1,1] B .(0,1]C .[1,+∞) D .(0,+∞)3.如图所示的曲线是函数f (x )=x 3+bx 2+cx +d 的大致图象,则x 21+x 22等于( )4.已知f ′(x )是f (x )的导函数,在区间[0,+∞)上f ′(x )>0,且偶函数f (x )满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13,则x 的取值范围是( )二、填空题: —5.函数f (x )=x -ln x 的单调减区间为________.6. 已知函数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________. 7.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_____________.8.若a >2,则函数f (x )=13x 3-ax 2+1在区间(0,2)上有________个零点. 三、解答题9.已知函数f (x )=x ln x .(1)求f (x )的极小值;(2)讨论关于x 的方程f (x )-m =0 (m ∈R )的解的个数.?10.设f (x )=e x 1+ax 2,其中a 为正实数.(1)当a =43时,求f (x )的极值点;(2)若f (x )为R 上的单调函数,求a 的取值范围.11.已知函数f (x )=x 3+mx 2+nx -2的图象过点(-1,-6),且函数g (x )=f ′(x )+6x 的图象关于y 轴对称.~(1)求m ,n 的值及函数y =f (x )的单调区间;(2)若a >1,求函数y =f (x )在区间(a -1,a +1)内的极值.课题: 导数、导数的计算及其应用 2课时参考答案 二、基础自测:1.若函数f (x )=2x 2-1的图象上一点(1,1)及邻近一点(1+Δx,1+Δy ),则ΔyΔx 等于( ).A .4B .4xC .4+2ΔxD .4+2Δx 2}2.曲线y =x 3在点P 处的切线的斜率为3,则点P 的坐标为( ).A .(-1,1)B .(-1,-1)C .(1,1)或(-1,-1)D .(1,-1) 3.(2012陕西高考)设函数f (x )=2x +ln x ,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.若函数y =a (x 3-x )的递减区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫-33,33,则a 的取值范围是( ). A .a >0 B .-1<a <0C .a >1 D .0<a <15.若曲线y =x 4的一条切线l 与直线x +4y -8=0垂直,则l 的方程为__________. 6.已知f (x )=x 3-ax 在[1,+∞)上是单调增函数,则a 的最大值是__________.《参考答案:1.C 解析:∵Δy =f (1+Δx )-f (1)=2(1+Δx )2-1-1=4Δx +2(Δx )2,∴ΔyΔx =4+2Δx . 2.C 解析:y ′=3x 2,∴3x 2=3.∴x =±1.当x =1时,y =1,当x =-1时,y =-1.3.D 解析:由f ′(x )=-2x 2+1x =1x ⎝⎛⎭⎫1-2x =0可得x =2.当0<x <2时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;当x >2时,f ′(x )>0,f (x )单调递增.故x =2为f (x )的极小值点. 4.A 解析:∵y ′=a (3x 2-1)=3a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +33⎝ ⎛⎭⎪⎫x -33,∴当-33<x <33时,⎝⎛⎭⎪⎫x +33⎝ ⎛⎭⎪⎫x -33<0. ∴要使y ′<0,必须取a >0.5.4x -y -3=0 解析:设切点为(x 0,y 0),y ′=4x 3,4x 03=4,∴x 0=1.∴y 0=1.∴l 的方程为4x -y -3=0.6.3 解析:∵f (x )=x 3-ax 在[1,+∞)上是单调增函数,∴f ′(x )=3x 2-a ≥0在[1,+∞)上恒成立,即a ≤3x 2在[1,+∞)上恒成立,而当x ∈[1,+∞)时,(3x 2)min =3×12=3.∴a ≤3,故a max =3. 三、考点突破: ^考点一、根据导数的定义求函数的导数 【例1-1】已知f ′(2)=2,f (2)=3,则lim x →2fx -3x -2+1的值为( ).A .1B .2C .3D .4 【例1-2】用导数的定义求函数y =f (x )=1x在x =1处的导数. 【例1-1】C 解析:令Δx =x -2,则lim x →2f (x )-3x -2+1=lim Δx →0f (Δx +2)-f (2)Δx +1=f ′(2)+1=2+1=3. 【例1-2】解:Δy =f (1+Δx )-f (1)=11+Δx -11=1-1+Δx 1+Δx=-Δx1+Δx (1+1+Δx ).∴ΔyΔx =-11+Δx (1+1+Δx ),∴lim Δx →0Δy Δx =lim Δx →0⎣⎢⎡⎦⎥⎤-11+Δx (1+1+Δx )=-12.∴f ′(1)=-12. 【变式】:求函数y =x 2+1在x 0到x 0+Δx 之间的平均变化率,并求出其导函数. 解 ∵Δy =x 0+Δx2+1-x 20+1=x 0+Δx 2+1-x 20-1x 0+Δx2+1+x 20+1=2x 0Δx +Δx 2x 0+Δx2+1+x 20+1,¥∴ΔyΔx =2x 0+Δxx 0+Δx 2+1+x 20+1.∴Δx →0时,Δy Δx →x x 2+1.∴y ′=xx 2+1.考点二、利用求导公式、法则求导 [例2]求下列函数的导数:(1) y =(2x -3)2;(2)y =tan x ;(3)y =x e x ;(4)y =ln xx . (5)y =ln(2x +5). 解:(1)y ′=(4x 2-12x +9)′=8x -12.(2)y ′=⎝⎛⎭⎫sin x cos x ′=(sin x )′cos x -sin x (cos x )′cos 2x =cos x cos x -sin x (-sin x )cos 2x =1cos 2x . (3)y ′=x ′e x +x (e x )′=e x +x e x =e x (x +1).(4)y ′=⎝⎛⎭⎫ln x x ′=(ln x )′x -x ′ln x x 2=1x ·x -ln x x 2=1-ln x x 2. ?(5)设u =2x +5,则y =ln(2x +5)由y =ln u 与u =2x +5复合而成.∴y ′=y ′u ·u ′x =1u ·2=2u =22x +5.【变式】求下列函数的导数:(1)y =x 2sin x ;(2)y =3x e x -2x +e ; (2)y =3-x ; 考点三、导数的几何意义【例3】已知曲线y =13x 3+43.(1)求曲线在点P (2,4)处的切线方程;(2)求曲线过点P (2,4)的切线方程;(3)求斜率为1的曲线的切线方程.解:(1)∵P (2,4)在曲线y =13x 3+43上,且y ′=x 2,∴在点P (2,4)处的切线的斜率为:y ′|x =2=4.∴曲线在点P (2,4)处的切线方程为:y -4=4(x -2),即4x -y -4=0.(2)设曲线y =13x 3+43与过点P (2,4)的切线相切于点A ⎝⎛⎭⎫x 0,13x 03+43,则切线的斜率为:0|x x y '==x 02.∴切线方程为y-⎝⎛⎭⎫13x 03+43=x 02(x -x 0),即y =x 02·x -23x 03+43.∵点P (2,4)在切线上,∴4=2x 02-23x 03+43,即x 03-3 x 02+4=0,∴x 03+x 02-4x 02+4=0,∴x 02(x 0+1)-4(x 0+1)(x 0-1)=0,∴(x 0+1)(x 0-2)2=0,解得x 0=-1或x 0=2,故所求的切线方程为4x -y -4=0或x -y +2=0.(3)设切点为(x 0,y 0),则x 02=1,x 0=±1,切点为(-1,1)或⎝⎛⎭⎫1,53,∴切线方程为y -1=x +1或y -53=x -1,即x-y +2=0或3x -3y +2=0.?【变式】:求曲线f (x )=x 3-3x 2+2x 过原点的切线方程. 解:f ′(x )=3x 2-6x +2.设切线的斜率为k .(1)当切点是原点时k =f ′(0)=2,所以所求曲线的切线方程为y =2x .(2)当切点不是原点时,设切点是(x 0,y 0),则有y 0=x 30-3x 20+2x 0,k =f ′(x 0)=3x 20-6x 0+2,①又k =y 0x 0=x 20-3x 0+2,②由①②得x 0=32,k =-14.∴所求曲线的切线方程为y =-14x .综上,曲线f (x )=x 3-3x 2+2x 过原点的切线方程为y =2x 或y =-14x .考点四、利用导数研究函数的单调性与极值、最值【例4】已知a ∈R ,函数f (x )=(-x 2+ax )e x (x ∈R ,e 为自然对数的底数).(1)当a =2时,求函数f (x )的单调递增区间;(2)若函数f (x )在(-1,1)上单调递增,求a 的取值范围;解:(1)当a =2时,f (x )=(-x 2+2x )e x ,∴f ′(x )=(-2x +2)e x +(-x 2+2x )e x =(-x 2+2)e x .令f ′(x )>0,即(-x 2+2)e x >0,∵e x >0,∴-x 2+2>0,解得-2<x < 2.∴函数f (x )的单调递增 /区间是(-2,2).(2)∵函数f (x )在(-1,1)上单调递增,∴f ′(x )≥0对x ∈(-1,1)都成立.∵f ′(x )=[-x 2+(a -2)x +a ]e x ,∴[-x 2+(a -2)x +a ]e x ≥0对x ∈(-1,1)都成立.∵e x >0,∴-x 2+(a -2)x +a ≥0对x ∈(-1,1)都成立,即x 2-(a-2)x -a ≤0对x ∈(-1,1)恒成立.设h (x )=x 2-(a -2)x -a ,只需满足⎩⎪⎨⎪⎧h -1≤0h 1≤0,解得a ≥32.【变式】(2009·浙江)已知函数f (x )=x 3+(1-a )x 2-a (a +2)x +b (a ,b ∈R ).(1)若函数f (x )的图象过原点,且在原点处的切线斜率是-3,求a ,b 的值;(2)若函数f (x )在区间(-1,1)上不单调,求a 的取值范围. 解 (1)由题意得f ′(x )=3x 2+2(1-a )x -a (a +2),又⎩⎪⎨⎪⎧f 0=b =0f ′0=-a a +2=-3,解得b =0,a =-3或a =1.(2)由f ′(x )=0,得x 1=a ,x 2=-a +23.又f (x )在(-1,1)上不单调,即⎩⎪⎨⎪⎧-1<a <1,a ≠-a +23或⎩⎪⎨⎪⎧-1<-a +23<1,a ≠-a +23.解得⎩⎪⎨⎪⎧ -1<a <1,a ≠-12或⎩⎪⎨⎪⎧-5<a <1,a ≠-12.所以a 的取值范围为(-5,-12)∪(-12,1). 【例5】若函数f (x )=ax 3-bx +4,当x =2时,函数f (x )有极值-43.(1)求函数f (x )的解析式;(2)若关于x 的方程f (x )=k 有三个零点,求实数k 的取值范围. 【解 (1)由题意可知f ′(x )=3ax 2-b .于是⎩⎪⎨⎪⎧ f ′2=12a -b =0f 2=8a -2b +4=-43,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =13,b =4故函数为f (x )=13x 3-4x +4. (2)由(1)可知f ′(x )=x 2-4=(x -2)(x +2).令f ′(x )=0得x =2或x =-2, 当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表所示:x (-∞,-2) -2 (-2,2) 2 ](2,+∞)f ′(x ) +0 - 0 + f (x )~ 单调递增极大值单调递减极小值单调递增因此,当x =-2时,f (x )有极大值283,当x =2时,f (x )有极小值-43, 所以函数的大致图象如右图,故实数k 的取值范围为(-43,283).【变式】 设x =1与x =2是函数f (x )=a ln x +bx 2+x 的两个极值点.(1)试确定常数a 和b 的值;(2)试判断x =1,x =2是函数f (x )的极大值点还是极小值点,并说明理由. >解 (1)f ′(x )=a x +2bx +1,∴⎩⎪⎨⎪⎧f ′1=a +2b +1=0f ′2=a2+4b +1=0.解得a =-23,b =-16. (2)f ′(x )=-23x +(-x3)+1=-x -1x -23x.函数定义域为(0,+∞),列表 x(0,1) 1 (1,2) 2 (2,+∞) { f ′(x ) - 0 + 0 - f (x )单调递减[极小值单调递增极大值单调递减∴x =1是f (x )的极小值点,x =2是f (x )的极大值点.【例6】已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,曲线y =f (x )在点x =1处的切线为l :3x -y +1=0,若x =23时,y =f (x )有极值.(1)求a ,b ,c 的值;(2)求y =f (x )在[-3,1]上的最大值和最小值. 解: (1)由f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,得f ′(x )=3x 2+2ax +b , 当x =1时,切线l 的斜率为3,可得2a +b =0;① 、当x =23时,y =f (x )有极值,则f ′⎝⎛⎭⎫23=0,可得4a +3b +4=0.②由①②解得a =2,b =-4,又切点的横坐标为x =1,∴f (1)=4.∴1+a +b +c =4.∴c =5.(2)由(1),得f (x )=x 3+2x 2-4x +5,∴f ′(x )=3x 2+4x -4.令f ′(x )=0,得x =-2或x =23,∴f ′(x )<0的解集为⎝⎛⎭⎫-2,23,即为f (x )的减区间.[-3,-2)、⎝⎛⎦⎤23,1是函数的增区间.又f (-3)=8,f (-2)=13,f ⎝⎛⎭⎫23=9527,f (1)=4,∴y =f (x )在[-3,1]上的最大值为13,最小值为9527.变式迁移3 已知函数f (x )=ax 3+x 2+bx (其中常数a ,b ∈R ),g (x )=f (x )+f ′(x )是奇函数.(1)求f (x )的表达式;(2)讨论g (x )的单调性,并求g (x )在区间[1,2]上的最大值和最小值.解 (1)由题意得f ′(x )=3ax 2+2x +b .因此g (x )=f (x )+f ′(x )=ax 3+(3a +1)x 2+(b +2)x +b .因为函数g (x )是奇函数,所以g (-x )=-g (x ),即对任意实数x ,有a (-x )3+(3a +1)(-x )2+(b +2)(-x )+b =-[ax 3+(3a +1)x 2+(b +2)x +b ],从而3a +1=0,b =0,解得a =-13,b =0,因此f (x )的表达式为f (x )=-13x 3+x 2. (2)由(1)知g (x )=-13x 3+2x ,所以g ′(x )=-x 2+2,令g ′(x )=0,解得x 1=-2,x 2=2, 则当x <-2或x >2时,g ′(x )<0,从而g (x )在区间(-∞,-2),(2,+∞)上是减函数; )当-2<x <2时,g ′(x )>0,从而g (x )在区间(-2,2)上是增函数.由前面讨论知,g (x )在区间[1,2]上的最大值与最小值只能在x =1,2,2时取得,而g (1)=53,g (2)=423,g (2)=43.因此g (x )在区间[1,2]上的最大值为g (2)=423,最小值为g (2)=43. 四、课题巩固: 一、选择题:1.设f (x )为可导函数,且满足lim x →0f1-f 1-2x2x=-1,则曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为( ). A .2 B .-1 C .1 D .-22.(2012辽宁高考)函数y =12x 2-ln x 的单调递减区间为( ). A .(-1,1] B .(0,1]C .[1,+∞) D .(0,+∞):3.如图所示的曲线是函数f (x )=x 3+bx 2+cx +d 的大致图象,则x 21+x 22等于( )4.已知f ′(x )是f (x )的导函数,在区间[0,+∞)上f ′(x )>0,且偶函数f (x )满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13,则x 的取值范围是( )参考答案:1.B 解析:lim x →0f (1)-f (1-2x )2x =lim x →0f (1-2x )-f (1)-2x =-1,即y ′|x =1=-1,则y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为-1.2.B 解析:对函数y =12x 2-ln x 求导,得y ′=x -1x =x 2-1x (x >0),令⎩⎪⎨⎪⎧x 2-1x ≤0,x >0,解得x ∈(0,1].因此函数y =12x 2-ln x 的单调递减区间为(0,1].故选B.3.C [由图象知f (x )=x (x +1)(x -2)=x 3-x 2-2x =x 3+bx 2+cx +d ,∴b =-1,c =-2,d =0.而x 1,x 2是函数f (x )的极值点,故x 1,x 2是f ′(x )=0,即3x 2+2bx +c =0的根,∴x 1+x 2=-2b 3,x 1x 2=c3,、x 21+x 22=(x 1+x 2)2-2x 1x 2=49b 2-2c 3=169.][∵x ∈[0,+∞),f ′(x )>0,∴f (x )在[0,+∞)上单调递增,又因f (x )是偶函数,∴f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13⇔f (|2x -1|)<f ⎝⎛⎭⎫13⇒|2x -1|<13,∴-13<2x -1<13.即13<x <23. 二、填空题:5.函数f (x )=x -ln x 的单调减区间为________.6. 已知函数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_____. 7.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_____________.8.若a >2,则函数f (x )=13x 3-ax 2+1在区间(0,2)上有________个零点.|参考答案:1.(0,1) 2.-37 3. ⎣⎡⎭⎫3π4,π 4. 1个解析:f ′(x )=x 2-2ax =x (x -2a )=0⇒x 1=0,x 2=2a >4,易知f (x )在(0,2)上为减函数,且f (0)=1>0,f (2)=113-4a <0,由零点判定定理知,在函数f (x )=13x 3-ax 2+1在区间(0,2)上恰好有1个零点. 三、解答题9.已知函数f (x )=x ln x .(1)求f (x )的极小值;(2)讨论关于x 的方程f (x )-m =0 (m ∈R )的解的个数. 解 (1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=ln x +1,令f ′(x )=0,得x =1e , 当x ∈(0,+∞)时,f ′(x ),f (x )的变化的情况如下:x ⎝⎛⎭⎫0,1e 1e 《⎝⎛⎭⎫1e ,+∞ f ′(x ) -0 +f (x )极小值¥所以,f (x )在(0,+∞)上的极小值是f ⎝⎛⎭⎫1e =-1e .(2)当x ∈⎝⎛⎭⎫0,1e ,f (x )单调递减且f (x )的取值范围是⎝⎛⎭⎫-1e ,0;当x ∈⎝⎛⎭⎫1e ,+∞时,f (x )单调递增且f (x )的取值范围是⎝⎛⎭⎫-1e ,+∞.令y =f (x ),y =m ,两函数图象交点的横坐标是f (x )-m =0的解,由(1)知当m <-1e 时,原方程无解;由f (x )的单调区间上函数值的范围知,当m =-1e 或m ≥0时,原方程有唯一解;当-1e <m <0时,原方程有两解. 10.设f (x )=e x 1+ax 2,其中a 为正实数.(1)当a =43时,求f (x )的极值点;(2)若f (x )为R 上的单调函数,求a 的取值范围. 解:对f (x )求导得f ′(x )=e x1+ax 2-2ax (1+ax 2)2.①(1)当a =43时,若f ′(x )=0,则4x 2-8x +3=0,解得x 1=32,x 2=12. 结合①,可知 所以,x 1=32是极小值点,x 2=12是极大值点.(2)若f (x )为R 上的单调函数,则f ′(x )在R 上不变号.结合①与条件a >0,知ax 2-2ax +1≥0在R 上恒成立,因此Δ=4a 2-4a =4a (a -1)≤0,由此并结合a >0,知0<a ≤1.11.已知函数f (x )=x 3+mx 2+nx -2的图象过点(-1,-6),且函数g (x )=f ′(x )+6x 的图象关于y 轴对称.(1)求m ,n 的值及函数y =f (x )的单调区间;(2)若a >1,求函数y =f (x )在区间(a -1,a +1)内的极值.解: (1)由函数f (x )图象过点(-1,-6),得m -n =-3.①由f (x )=x 3+mx 2+nx -2,得f ′(x )=3x 2+2mx +n ,则g (x )=f ′(x )+6x =3x 2+(2m +6)x +n .而g (x )的图象关于y 轴对称,所以-2m +62×3=0.所以m =-3,代入①,得n =0.于是f ′(x )=3x 2-6x =3x (x -2).由f ′(x )>0,得x >2或x <0,故f (x )的单调递增区间是(-∞,0)∪(2,+∞);由f ′(x )<0,得0<x <2,故f (x )的单调递减区间是(0,2).(2)由(1)得f ′(x )=3x (x -2),令f ′(x)=0,得x =0或x =2.当x 变化时,f ′(x )、f (x )的变化情况如下表:x (-∞,0) 0 (0,2) 2 (2,+∞) f ′(x ) +0 -0 +f (x )极大值极小值由此可得:当1<a <3时,f (x )在(a -1,a +1)内有极小值f (2)=-6,无极大值; 当a ≥3时,f (x )在(a -1,a +1)内无极值.综上得:当1<a <3时,f (x )有极小值-6,无极大值;当a ≥3时,f (x )无极值.x ⎝⎛⎭⎫-∞,1212 …⎝⎛⎭⎫12,32 32 ⎝⎛⎭⎫32,+∞ f ′(x ) + 0 -0 +f (x )极大值极小值。
高考数学第一轮高效复习导学案导数及其应用1.了解导数概念的某些实际背景(如瞬时速度,加速度,光滑曲线切线的斜率等);掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义;理解导函数的概念.2. 熟记八个基本导数公式(c,m x (m 为有理数),x x a e x x a x x log ,ln ,,,cos ,sin 的导数);掌握两个函数和、差、积、商的求导法则,了解复合函数的求导法则,会求某些简单函数的导数.3.理解可导函数的单调性与其导数的关系;了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件(导数在极值点两侧异号);会求一些实际问题(一般指单峰函数)的最大值和最小值.导数的应用价值极高,主要涉及函数单调性、极大(小)值,以及最大(小)值等,遇到有关问题要能自觉地运用导数.第一课时 导数概念与运算【学习目标】1.了解导数的定义、掌握函数在某一点处导数的几何意义——图象在该点处的切线的斜率;2.掌握幂函数、多项式函数、正弦函数、余弦函数、指数函数、对数函数的导数公式及两个函数的和、差、积、商的导数运算法则及简单复合函数的求导公式,并会运用它们进行求导运算;【考纲要求】导数为B 级要求【自主学习】1.导数的概念:函数y =)(x f 的导数)(x f ',就是当Δx →0时,函数的增量Δy 与自变量的增量Δx 的比xy ∆∆的 ,即)(x f '= = . 2.导函数:函数y =)(x f 在区间(a, b)内 的导数都存在,就说)(x f 在区间( a, b )内 ,其导数也是(a ,b )内的函数,叫做)(x f 的 ,记作)(x f '或x y ',函数)(x f 的导函数)(x f '在0x x =时的函数值 ,就是)(x f 在0x 处的导数.3.导数的几何意义:设函数y =)(x f 在点0x 处可导,那么它在该点的导数等于函数所表示曲线在相应点),(00y x M 处的 .4.求导数的方法(1) 八个基本求导公式)('C = ;)('n x = ;(n∈Q) )(sin 'x = , )(cos 'x =)('x e = , )('x a =)(ln 'x = , )(log 'x a =(2) 导数的四则运算)('±v u =])(['x Cf = )('uv = ,)('vu = )0(≠v 【基础自测】1.在曲线y=x 2+1的图象上取一点(1,2)及附近一点(1+Δx ,2+Δy ),则xy ∆∆为 . 2.已知f(x)=sinx(cosx+1),则)(x f '= .3.设P 为曲线C :y=x 2+2x+3上的点,且曲线C 在点P 处切线倾斜角的取值范围是⎥⎦⎤⎢⎣⎡4,0π,则点P 横坐标的取值范围为 .4.曲线在y=53123+-x x 在x=1处的切线的方程为 . 5.设曲线y ax e =在点(0,1)处的切线与直线x+2y+1=0垂直,则a= .[典型例析]例1.求函数y=12+x 在x 0到x 0+Δx 之间的平均变化率.例2. 求下列各函数的导数:(1);sin 25x xx x y ++= (2));3)(2)(1(+++=x x x y (3);4cos 212sin 2⎪⎭⎫ ⎝⎛--=x x y (4).1111x x y ++-=例3. 已知曲线y=.34313+x (1)求曲线在x=2处的切线方程;(2)求曲线过点(2,4)的切线方程.例4. 设函数bx ax x f ++=1)( (a,b∈Z ),曲线)(x f y =在点))2(,2(f 处的切线方程为y=3. (1)求)(x f 的解析式;(2)证明:曲线)(x f y =上任一点的切线与直线x=1和直线y=x 所围三角形的面积为定值,并求出此定值.[当堂检测]1. 函数y =ax 2+1的图象与直线y =x 相切,则a =2.在曲线y =x 2+1的图象上取一点(1,2)及邻近一点(1+△x ,2+△y ),则xy ∆∆为 3.若曲线4y x =的一条切线l 与直线480x y +-=垂直,则l 的方程为4.设f (x )、g(x )分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,当x <0时,()()()()f x g x f x g x ''+>0.且g(3)=0.则不等式f (x )g(x )<0的解集是________________5.在函数x x y 83-=的图象上,其切线的倾斜角小于4π的点中,坐标为整数的点的个数有 个。
高考复习——导数复习目的1.理解导数的概念,能利用导数定义求导数.驾驭函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义,理解导函数的概念.理解曲线的切线的概念.在理解瞬时速度的根底上抽象出变更率的概念.2熟记根本导数公式,驾驭两个函数四则运算的求导法则和复合函数的求导法则,会求某些简洁函数的导数,利可以用导数求单调区间,求一个函数的最大(小)值的问题,驾驭导数的根本应用.3.理解函数的和、差、积的求导法则的推导,驾驭两个函数的商的求导法则。
能正确运用函数的和、差、积的求导法则及已有的导数公式求某些简洁函数的导数。
4.理解复合函数的概念。
会将一个函数的复合过程进展分解或将几个函数进展复合。
驾驭复合函数的求导法则,并会用法则解决一些简洁问题。
三、根底学问梳理:导数是微积分的初步学问,是探讨函数,解决实际问题的有力工具。
在高中阶段对于导数的学习,主要是以下几个方面:1.导数的常规问题:(1)刻画函数(比初等方法准确微小);(2)同几何中切线联络(导数方法可用于探讨平面曲线的切线);(3)应用问题(初等方法往往技巧性要求较高,而导数方法显得简便)等关于n次多项式的导数问题属于较难类型。
2.关于函数特征,最值问题较多,所以有必要专项探讨,导数法求最值要比初等方法快捷简便。
3.导数与解析几何或函数图象的混合问题是一种重要类型,也是高考中考察综合实力的一个方向,应引起留意。
4.瞬时速度物理学习直线运动的速度时,涉及过瞬时速度的一些学问,物理教科书中首先指出:运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度叫做瞬时速度,然后从实际测量速度动身,结合汽车速度仪的运用,对瞬时速度作了说明.物理课上对瞬时速度只给出了直观的描绘,有了极限工具后,本节教材中是用物体在一段时间运动的平均速度的极限来定义瞬时速度.5.导数的定义导数定义与求导数的方法是本节的重点,推导导数运算法则与某些导数公式时,都是以此为根据. 对导数的定义,我们应留意以下三点: (1)△x 是自变量x 在 0x 处的增量(或变更量).(2)导数定义中还包含了可导或可微的概念,假如△x→0时,xy∆∆有极限,那么函数y=f(x)在点0x 处可导或可微,才能得到f(x)在点0x 处的导数.(3)假如函数y=f(x)在点0x 处可导,那么函数y=f(x)在点0x 处连续(由连续函数定义可知).反之不肯定成立.例如函数y=|x|在点x=0处连续,但不行导. 由导数定义求导数,是求导数的根本方法,必需严格按以下三个步骤进展:(1)求函数的增量)()(00x f x x f y -∆+=∆;(2)求平均变更率x x f x x f x y ∆-∆+=∆∆)()(00; (3)取极限,得导数xy x f x ∆∆=→∆00lim )('。
课题: 导数、导数的计算及其应用 2课时一、考点梳理:1.导数、导数的计算(1).导数的概念:一般地,函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率是lim Δx →0ΔyΔx =__________,称其为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或0|x x y '=. (2).导函数: 记为f ′(x )或y ′.(3).导数的几何意义: 函数y =f (x )在x =x 0处的导数f ′(x 0)的几何意义是曲线y =f (x )在x =x 0处的切线的斜率.相应地,切线方程为______________. (4).基本初等函数的导数公式 (5).导数的运算法则(1)[f (x )±g (x )]′=__________;(2)[f (x )·g (x )]′=__________;(3)⎣⎡⎦⎤f (x )g (x )′=__________(g (x )≠0). (6).复合函数的导数: 2.导数与函数的单调性及极值、最值(1)导数和函数单调性的关系:(1)对于函数y =f (x ),如果在某区间上f ′(x )>0,那么f (x )为该区间上的________;如果在某区间上f ′(x )<0,那么f (x )为该区间上的________.(2)若在(a ,b )的任意子区间内f ′(x )都不恒等于0,f ′(x )≥0⇔f (x )在(a ,b )上为____函数,若在(a ,b )上,f ′(x )≤0,⇔f (x )在(a ,b )上为____函数.(2)函数的极值与导数(1)判断f (x 0)是极值的方法: 一般地,当函数f (x )在点x 0处连续时, ①如果在x 0附近的左侧________,右侧________,那么f (x 0)是极大值; ②如果在x 0附近的左侧________,右侧________,那么f (x 0)是极小值.(2)求可导函数极值的步骤 : ①____________ ;②________________ ;③_________________________.(3)求函数y =f (x )在[a ,b ]上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数y =f (x )在(a ,b )上的________;(2)将函数y =f (x )的各极值与______________比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值. 二、基础自测:1.若函数f (x )=2x 2-1的图象上一点(1,1)及邻近一点(1+Δx,1+Δy ),则ΔyΔx等于( ).A .4B .4xC .4+2ΔxD .4+2Δx 22.曲线y =x 3在点P 处的切线的斜率为3,则点P 的坐标为( ).A .(-1,1)B .(-1,-1)C .(1,1)或(-1,-1)D .(1,-1)3.(2012陕西高考)设函数f (x )=2x+ln x ,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.若函数y =a (x 3-x )的递减区间为⎝⎛⎭⎫-33,33,则a 的取值范围是( ). A .a >0 B .-1<a <0C .a >1 D .0<a <15.若曲线y =x 4的一条切线l 与直线x +4y -8=0垂直,则l 的方程为__________. 6.已知f (x )=x 3-ax 在[1,+∞)上是单调增函数,则a 的最大值是__________.三、考点突破:考点一、根据导数的定义求函数的导数【例1-1】已知f ′(2)=2,f (2)=3,则lim x →2f (x )-3x -2+1的值为( )A .1 B .2 C .3 D .4 【例1-2】用导数的定义求函数y =f (x )=1x在x =1处的导数.【变式】:求函数y =x 2+1在x 0到x 0+Δx 之间的平均变化率,并求出其导函数.考点二、利用求导公式、法则求导 [例2]求下列函数的导数:(1) y =(2x -3)2;(2)y =tan x ;(3)y =x e x ;(4)y =ln xx . (5)y =ln(2x +5).【变式】求下列函数的导数:(1)y =x 2sin x ;(2)y =3x e x -2x +e ; (2)y =3-x ;考点三、导数的几何意义【例3】已知曲线y =13x 3+43.(1)求曲线在点P (2,4)处的切线方程;(2)求曲线过点P (2,4)的切线方程;(3)求斜率为1的曲线的切线方程.【变式】:求曲线f (x )=x 3-3x 2+2x 过原点的切线方程.考点四、利用导数研究函数的单调性与极值、最值【例4】已知a ∈R ,函数f (x )=(-x 2+ax )e x(x ∈R ,e 为自然对数的底数).(1)当a =2时,求函数f (x )的单调递增区间;(2)若函数f (x )在(-1,1)上单调递增,求a 的取值范围;【变式】(2009·浙江)已知函数f (x )=x 3+(1-a )x 2-a (a +2)x +b (a ,b ∈R ).(1)若函数f (x )的图象过原点,且在原点处的切线斜率是-3,求a ,b 的值;(2)若函数f (x )在区间(-1,1)上不单调,求a 的取值范围.【例5】若函数f (x )=ax 3-bx +4,当x =2时,函数f (x )有极值-43.(1)求函数f (x )的解析式;(2)若关于x 的方程f (x )=k 有三个零点,求实数k 的取值范围.【变式】设x =1与x =2是函数f (x )=a ln x +bx 2+x 的两个极值点.(1)试确定常数a 和b 的值;(2)试判断x =1,x =2是函数f (x )的极大值点还是极小值点,并说明理由.【例6】已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,曲线y =f (x )在点x =1处的切线为l :3x -y +1=0,若x =23时,y =f (x )有极值.(1)求a ,b ,c 的值;(2)求y =f (x )在[-3,1]上的最大值和最小值.【变式】已知函数f (x )=ax 3+x 2+bx (其中常数a ,b ∈R ),g (x )=f (x )+f ′(x )是奇函数.(1)求f (x )的表达式;(2)讨论g (x )的单调性,并求g (x )在区间[1,2]上的最大值和最小值.四、课题巩固:1.设f (x )为可导函数,且满足lim x →0f (1)-f (1-2x )2x=-1,则曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为( ). A .2 B .-1 C .1 D .-22.(2012辽宁高考)函数y =12x 2-ln x 的单调递减区间为( ).A .(-1,1]B .(0,1]C .[1,+∞)D .(0,+∞)3.如图所示的曲线是函数f (x )=x 3+bx 2+cx +d 的大致图象,则x 21+x 22等于( )A.89B.109C.169D.544.已知f ′(x )是f (x )的导函数,在区间[0,+∞)上f ′(x )>0,且偶函数f (x )满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13,则x 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫13,23B.⎣⎡⎭⎫13,23C.⎝⎛⎭⎫12,23D.⎣⎡⎭⎫12,23 二、填空题:5.函数f (x )=x -ln x 的单调减区间为________.6. 已知函数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________. 7.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_____________. 8.若a >2,则函数f (x )=13x 3-ax 2+1在区间(0,2)上有________个零点.三、解答题9.已知函数f (x )=x ln x .(1)求f (x )的极小值;(2)讨论关于x 的方程f (x )-m =0 (m ∈R )的解的个数.10.设f (x )=e x 1+ax 2,其中a 为正实数.(1)当a =43时,求f (x )的极值点;(2)若f (x )为R 上的单调函数,求a 的取值范围.11.已知函数f (x )=x 3+mx 2+nx -2的图象过点(-1,-6),且函数g (x )=f ′(x )+6x 的图象关于y 轴对称. (1)求m ,n 的值及函数y =f (x )的单调区间;(2)若a >1,求函数y =f (x )在区间(a -1,a +1)内的极值.课题: 导数、导数的计算及其应用 2课时参考答案1.若函数f (x )=2x 2-1的图象上一点(1,1)及邻近一点(1+Δx,1+Δy ),则ΔyΔx等于( ).A .4B .4xC .4+2ΔxD .4+2Δx 22.曲线y =x 3在点P 处的切线的斜率为3,则点P 的坐标为( ).A .(-1,1)B .(-1,-1)C .(1,1)或(-1,-1)D .(1,-1) 3.(2012陕西高考)设函数f (x )=2x+ln x ,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.若函数y =a (x 3-x )的递减区间为⎝⎛⎭⎫-33,33,则a 的取值范围是( ). A .a >0 B .-1<a <0C .a >1 D .0<a <15.若曲线y =x 4的一条切线l 与直线x +4y -8=0垂直,则l 的方程为__________. 6.已知f (x )=x 3-ax 在[1,+∞)上是单调增函数,则a 的最大值是__________.参考答案:1.C 解析:∵Δy =f (1+Δx )-f (1)=2(1+Δx )2-1-1=4Δx +2(Δx )2,∴ΔyΔx =4+2Δx .2.C 解析:y ′=3x 2,∴3x 2=3.∴x =±1.当x =1时,y =1,当x =-1时,y =-1.3.D 解析:由f ′(x )=-2x 2+1x =1x ⎝⎛⎭⎫1-2x =0可得x =2.当0<x <2时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;当x >2时,f ′(x )>0,f (x )单调递增.故x =2为f (x )的极小值点. 4.A 解析:∵y ′=a (3x 2-1)=3a ⎝⎛⎭⎫x +33⎝⎛⎭⎫x -33,∴当-33<x <33时,⎝⎛⎭⎫x +33⎝⎛⎭⎫x -33<0. ∴要使y ′<0,必须取a >0.5.4x -y -3=0 解析:设切点为(x 0,y 0),y ′=4x 3,4x 03=4,∴x 0=1.∴y 0=1.∴l 的方程为4x -y -3=0. 6.3 解析:∵f (x )=x 3-ax 在[1,+∞)上是单调增函数,∴f ′(x )=3x 2-a ≥0在[1,+∞)上恒成立,即a ≤3x 2在[1,+∞)上恒成立,而当x ∈[1,+∞)时,(3x 2)min =3×12=3.∴a ≤3,故a max =3. 三、考点突破:考点一、根据导数的定义求函数的导数【例1-1】已知f ′(2)=2,f (2)=3,则lim x →2f (x )-3x -2+1的值为( ). A .1 B .2 C .3 D .4 【例1-2】用导数的定义求函数y =f (x )=1x在x =1处的导数. 【例1-1】C 解析:令Δx =x -2,则lim x →2f (x )-3x -2+1=lim Δx →0f (Δx +2)-f (2)Δx+1=f ′(2)+1=2+1=3. 【例1-2】解:Δy =f (1+Δx )-f (1)=11+Δx-11=1-1+Δx 1+Δx=-Δx 1+Δx (1+1+Δx ).∴ΔyΔx=-11+Δx (1+1+Δx ),∴lim Δx →0ΔyΔx =lim Δx →0⎣⎢⎡⎦⎥⎤-11+Δx (1+1+Δx )=-12.∴f ′(1)=-12.【变式】:求函数y =x 2+1在x 0到x 0+Δx 之间的平均变化率,并求出其导函数. 解 ∵Δy =(x 0+Δx )2+1-x 20+1=(x 0+Δx )2+1-x 20-1(x 0+Δx )2+1+x 20+1=2x 0Δx +(Δx )2(x 0+Δx )2+1+x 20+1,∴ΔyΔx=2x 0+Δx (x 0+Δx )2+1+x 20+1.∴Δx →0时,ΔyΔx →x x 2+1.∴y ′=x x 2+1.考点二、利用求导公式、法则求导 [例2]求下列函数的导数:(1) y =(2x -3)2;(2)y =tan x ;(3)y =x e x ;(4)y =ln xx . (5)y =ln(2x +5).解:(1)y ′=(4x 2-12x +9)′=8x -12.(2)y ′=⎝⎛⎭⎫sin x cos x ′=(sin x )′cos x -sin x (cos x )′cos 2x =cos x cos x -sin x (-sin x )cos 2x =1cos 2x . (3)y ′=x ′e x +x (e x )′=e x +x e x =e x (x +1).(4)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x x ′=(ln x )′x -x ′ln x x 2=1x ·x -ln xx 2=1-ln x x2. (5)设u =2x +5,则y =ln(2x +5)由y =ln u 与u =2x +5复合而成.∴y ′=y ′u ·u ′x =1u ·2=2u =22x +5.【变式】求下列函数的导数:(1)y =x 2sin x ;(2)y =3x e x -2x +e ; (2)y =3-x ; 考点三、导数的几何意义【例3】已知曲线y =13x 3+43.(1)求曲线在点P (2,4)处的切线方程;(2)求曲线过点P (2,4)的切线方程;(3)求斜率为1的曲线的切线方程.解:(1)∵P (2,4)在曲线y =13x 3+43上,且y ′=x 2,∴在点P (2,4)处的切线的斜率为:y ′|x =2=4.∴曲线在点P (2,4)处的切线方程为:y -4=4(x -2),即4x -y -4=0.(2)设曲线y =13x 3+43与过点P (2,4)的切线相切于点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0,13x 03+43,则切线的斜率为:0|x x y '==x 02.∴切线方程为y -⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 03+43=x 02(x -x 0),即y =x 02·x -23x 03+43.∵点P (2,4)在切线上,∴4=2x 02-23x 03+43,即x 03-3 x 02+4=0,∴x 03+x 02-4x 02+4=0,∴x 02(x 0+1)-4(x 0+1)(x 0-1)=0,∴(x 0+1)(x 0-2)2=0,解得x 0=-1或x 0=2,故所求的切线方程为4x -y -4=0或x -y +2=0.(3)设切点为(x 0,y 0),则x 02=1,x 0=±1,切点为(-1,1)或⎝ ⎛⎭⎪⎫1,53,∴切线方程为y -1=x +1或y -53=x -1,即x -y +2=0或3x -3y +2=0.【变式】:求曲线f (x )=x 3-3x 2+2x 过原点的切线方程. 解:f ′(x )=3x 2-6x +2.设切线的斜率为k .(1)当切点是原点时k =f ′(0)=2,所以所求曲线的切线方程为y =2x .(2)当切点不是原点时,设切点是(x 0,y 0),则有y 0=x 30-3x 20+2x 0,k =f ′(x 0)=3x 20-6x 0+2,①又k =y 0x 0=x 20-3x 0+2,②由①②得x 0=32,k =-14.∴所求曲线的切线方程为y =-14x .综上,曲线f (x )=x 3-3x 2+2x 过原点的切线方程为y =2x 或y =-14x .考点四、利用导数研究函数的单调性与极值、最值【例4】已知a ∈R ,函数f (x )=(-x 2+ax )e x(x ∈R ,e 为自然对数的底数).(1)当a =2时,求函数f (x )的单调递增区间;(2)若函数f (x )在(-1,1)上单调递增,求a 的取值范围;解:(1)当a =2时,f (x )=(-x 2+2x )e x ,∴f ′(x )=(-2x +2)e x +(-x 2+2x )e x =(-x 2+2)e x. 令f ′(x )>0,即(-x 2+2)e x >0,∵e x >0,∴-x 2+2>0,解得-2<x <2.∴函数f (x )的单调递增 区间是(-2,2).(2)∵函数f (x )在(-1,1)上单调递增,∴f ′(x )≥0对x ∈(-1,1)都成立.∵f ′(x )=[-x 2+(a -2)x +a ]e x , ∴[-x 2+(a -2)x +a ]e x ≥0对x ∈(-1,1)都成立.∵e x >0,∴-x 2+(a -2)x +a ≥0对x ∈(-1,1)都成立,即x 2-(a -2)x -a ≤0对x ∈(-1,1)恒成立.设h (x )=x 2-(a -2)x -a ,只需满足⎩⎨⎧h (-1)≤0h (1)≤0,解得a ≥32. 【变式】(2009·浙江)已知函数f (x )=x 3+(1-a )x 2-a (a +2)x +b (a ,b ∈R ).(1)若函数f (x )的图象过原点,且在原点处的切线斜率是-3,求a ,b 的值;(2)若函数f (x )在区间(-1,1)上不单调,求a 的取值范围. 解 (1)由题意得f ′(x )=3x 2+2(1-a )x -a (a +2),又⎩⎪⎨⎪⎧f (0)=b =0f ′(0)=-a (a +2)=-3,解得b =0,a =-3或a =1. (2)由f ′(x )=0,得x 1=a ,x 2=-a +23.又f (x )在(-1,1)上不单调,即⎩⎨⎧-1<a <1,a ≠-a +23或⎩⎪⎨⎪⎧-1<-a +23<1,a ≠-a +23.解得⎩⎪⎨⎪⎧ -1<a <1,a ≠-12或⎩⎪⎨⎪⎧-5<a <1,a ≠-12.所以a 的取值范围为(-5,-12)∪(-12,1). 【例5】若函数f (x )=ax 3-bx +4,当x =2时,函数f (x )有极值-43.(1)求函数f (x )的解析式;(2)若关于x 的方程f (x )=k 有三个零点,求实数k 的取值范围.解 (1)由题意可知f ′(x )=3ax 2-b .于是⎩⎪⎨⎪⎧f ′(2)=12a -b =0f (2)=8a -2b +4=-43,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =13,b =4故函数为f (x )=13x 3-4x +4.(2)由(1)可知f ′(x )=x 2-4=(x -2)(x +2).令f ′(x )=0得x =2或x =-2, 当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表所示:x (-∞,-2)-2 (-2,2) 2 (2,+∞)f ′(x ) + 0 - 0 + f (x )单调递增极大值单调递减极小值单调递增因此,当x =-2时,f (x )有极大值283,当x =2时,f (x )有极小值-43,所以函数的大致图象如右图,故实数k 的取值范围为(-43,283).【变式】 设x =1与x =2是函数f (x )=a ln x +bx 2+x 的两个极值点.(1)试确定常数a 和b 的值;(2)试判断x =1,x =2是函数f (x )的极大值点还是极小值点,并说明理由.解 (1)f ′(x )=ax +2bx +1,∴⎩⎪⎨⎪⎧f ′(1)=a +2b +1=0f ′(2)=a 2+4b +1=0.解得a =-23,b =-16.(2)f ′(x )=-23x +(-x3)+1=-(x -1)(x -2)3x.函数定义域为(0,+∞),列表x (0,1) 1 (1,2) 2 (2,+∞)f ′(x ) - 0 + 0 - f (x )单调递减极小值单调递增极大值单调递减∴x =1是f (x )的极小值点,x =2是f (x )的极大值点.【例6】已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,曲线y =f (x )在点x =1处的切线为l :3x -y +1=0,若x =23时,y =f (x )有极值.(1)求a ,b ,c 的值;(2)求y =f (x )在[-3,1]上的最大值和最小值. 解: (1)由f (x )=x 3+ax 2+bx +c ,得f ′(x )=3x 2+2ax +b , 当x =1时,切线l 的斜率为3,可得2a +b =0;①当x =23时,y =f (x )有极值,则f ′⎝⎛⎭⎫23=0,可得4a +3b +4=0.② 由①②解得a =2,b =-4,又切点的横坐标为x =1,∴f (1)=4.∴1+a +b +c =4.∴c =5.(2)由(1),得f (x )=x 3+2x 2-4x +5,∴f ′(x )=3x 2+4x -4.令f ′(x )=0,得x =-2或x =23,∴f ′(x )<0的解集为⎝⎛⎭⎫-2,23,即为f (x )的减区间.[-3,-2)、⎝⎛⎦⎤23,1是函数的增区间.又f (-3)=8,f (-2)=13,f ⎝⎛⎭⎫23=9527,f (1)=4,∴y =f (x )在[-3,1]上的最大值为13,最小值为9527.变式迁移3 已知函数f (x )=ax 3+x 2+bx (其中常数a ,b ∈R ),g (x )=f (x )+f ′(x )是奇函数.(1)求f (x )的表达式;(2)讨论g (x )的单调性,并求g (x )在区间[1,2]上的最大值和最小值.解 (1)由题意得f ′(x )=3ax 2+2x +b .因此g (x )=f (x )+f ′(x )=ax 3+(3a +1)x 2+(b +2)x +b .因为函数g (x )是奇函数,所以g (-x )=-g (x ),即对任意实数x ,有a (-x )3+(3a +1)(-x )2+(b +2)(-x )+b =-[ax 3+(3a +1)x 2+(b +2)x +b ],从而3a +1=0,b =0,解得a =-13,b =0,因此f (x )的表达式为f (x )=-13x 3+x 2.(2)由(1)知g (x )=-13x 3+2x ,所以g ′(x )=-x 2+2,令g ′(x )=0,解得x 1=-2,x 2=2,则当x <-2或x >2时,g ′(x )<0,从而g (x )在区间(-∞,-2),(2,+∞)上是减函数; 当-2<x <2时,g ′(x )>0,从而g (x )在区间(-2,2)上是增函数.由前面讨论知,g (x )在区间[1,2]上的最大值与最小值只能在x =1,2,2时取得,而g (1)=53,g (2)=423,g (2)=43.因此g (x )在区间[1,2]上的最大值为g (2)=423,最小值为g (2)=43.四、课题巩固: 一、选择题:1.设f (x )为可导函数,且满足lim x →0f (1)-f (1-2x )2x=-1,则曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为( ). A .2 B .-1 C .1 D .-22.(2012辽宁高考)函数y =12x 2-ln x 的单调递减区间为( ).A .(-1,1]B .(0,1]C .[1,+∞)D .(0,+∞)3.如图所示的曲线是函数f (x )=x 3+bx 2+cx +d 的大致图象,则x 21+x 22等于( )A.89B.109C.169D.544.已知f ′(x )是f (x )的导函数,在区间[0,+∞)上f ′(x )>0,且偶函数f (x )满足f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13,则x 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫13,23B.⎣⎡⎭⎫13,23C.⎝⎛⎭⎫12,23D.⎣⎡⎭⎫12,23参考答案:1.B 解析:lim x →0f (1)-f (1-2x )2x =lim x →0f (1-2x )-f (1)-2x =-1,即y ′|x =1=-1,则y =f (x )在点(1,f (1))处的切线斜率为-1.2.B 解析:对函数y =12x 2-ln x 求导,得y ′=x -1x =x 2-1x(x >0),令⎩⎨⎧x 2-1x≤0,x >0,解得x ∈(0,1].因此函数y =12x 2-ln x 的单调递减区间为(0,1].故选B.3.C [由图象知f (x )=x (x +1)(x -2)=x 3-x 2-2x =x 3+bx 2+cx +d ,∴b =-1,c =-2,d =0.而x 1,x 2是函数f (x )的极值点,故x 1,x 2是f ′(x )=0,即3x 2+2bx +c =0的根,∴x 1+x 2=-2b 3,x 1x 2=c3,x 21+x 22=(x 1+x 2)2-2x 1x 2=49b 2-2c 3=169.] 4.A [∵x ∈[0,+∞),f ′(x )>0,∴f (x )在[0,+∞)上单调递增,又因f (x )是偶函数,∴f (2x -1)<f ⎝⎛⎭⎫13 ⇔f (|2x -1|)<f ⎝⎛⎭⎫13⇒|2x -1|<13,∴-13<2x -1<13.即13<x <23. 二、填空题:5.函数f (x )=x -ln x 的单调减区间为________.6. 已知函数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_____. 7.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_____________. 8.若a >2,则函数f (x )=13x 3-ax 2+1在区间(0,2)上有________个零点.参考答案:1.(0,1) 2.-37 3. ⎣⎡⎭⎫3π4,π 4. 1个解析:f ′(x )=x 2-2ax =x (x -2a )=0⇒x 1=0,x 2=2a >4,易知f (x )在(0,2)上为减函数,且f (0)=1>0,f (2)=113-4a <0,由零点判定定理知,在函数f (x )=13x 3-ax 2+1在区间(0,2)上恰好有1个零点. 三、解答题9.已知函数f (x )=x ln x .(1)求f (x )的极小值;(2)讨论关于x 的方程f (x )-m =0 (m ∈R )的解的个数. 解 (1)f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=ln x +1,令f ′(x )=0,得x =1e ,当x ∈(0,+∞)时,f ′(x ),f (x )的变化的情况如下:x ⎝⎛⎭⎫0,1e 1e ⎝⎛⎭⎫1e ,+∞ f ′(x ) -0 +f (x )极小值所以,f (x )在(0,+∞)上的极小值是f ⎝⎛⎭⎫1e =-1e. (2)当x ∈⎝⎛⎭⎫0,1e ,f (x )单调递减且f (x )的取值范围是⎝⎛⎭⎫-1e ,0;当x ∈⎝⎛⎭⎫1e ,+∞时,f (x )单调递增且f (x )的取值范围是⎝⎛⎭⎫-1e ,+∞.令y =f (x ),y =m ,两函数图象交点的横坐标是f (x )-m =0的解,由(1)知当m <-1e 时,原方程无解;由f (x )的单调区间上函数值的范围知,当m =-1e 或m ≥0时,原方程有唯一解;当-1e <m <0时,原方程有两解.10.设f (x )=e x 1+ax2,其中a 为正实数.(1)当a =43时,求f (x )的极值点;(2)若f (x )为R 上的单调函数,求a 的取值范围.解:对f (x )求导得f ′(x )=e x1+ax 2-2ax (1+ax 2)2.①(1)当a =43时,若f ′(x )=0,则4x 2-8x +3=0,解得x 1=32,x 2=12. 结合①,可知 所以,x 1=32是极小值点,x 2=12是极大值点.(2)若f (x )为R 上的单调函数,则f ′(x )在R 上不变号.结合①与条件a >0,知ax 2-2ax +1≥0在R 上恒成立,因此Δ=4a 2-4a =4a (a -1)≤0,由此并结合a >0,知0<a ≤1. 11.已知函数f (x )=x 3+mx 2+nx -2的图象过点(-1,-6),且函数g (x )=f ′(x )+6x 的图象关于y 轴对称.(1)求m ,n 的值及函数y =f (x )的单调区间;(2)若a >1,求函数y =f (x )在区间(a -1,a +1)内的极值.解: (1)由函数f (x )图象过点(-1,-6),得m -n =-3.①由f (x )=x 3+mx 2+nx -2,得f ′(x )=3x 2+2mx +n ,则g (x )=f ′(x )+6x =3x 2+(2m +6)x +n .而g (x )的图象关于y 轴对称,所以-2m +62×3=0.所以m =-3,代入①,得n =0.于是f ′(x )=3x 2-6x =3x (x -2).由f ′(x )>0,得x >2或x <0,故f (x )的单调递增区间是(-∞,0)∪(2,+∞);由f ′(x )<0,得0<x <2,故f (x )的单调递减区间是(0,2).(2)由(1)得f ′(x )=3x (x -2),令f ′(x )=0,得x =0或x =2.当x 变化时,f ′(x )、f (x )的变化情况如下表:由此可得:当1<a <3时,f (x )在(a -1,a +1)内有极小值f (2)=-6,无极大值; 当a ≥3时,f (x )在(a -1,a +1)内无极值.综上得:当1<a <3时,f (x )有极小值-6,无极大值;当a ≥3时,f (x )无极值.。
高考数学第一轮复习教案导数复习目标1. 了解导数的概念,能利用导数定义求导数.掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义,理解导函数的概念.了解曲线的切线的概念.在了解瞬时速度的根底上抽象出变化率的概念.2熟记根本导数公式,掌握两个函数四那么运算的求导法那么和复合函数的求导法那么,会求某些简单函数的导数,利能够用导数求单调区间,求一个函数的最大〔小〕值的问题,掌握导数的根本应用.3. 了解函数的和、差、积的求导法那么的推导,掌握两个函数的商的求导法那么.能正确运用函数的和、差、积的求导法那么及已有的导数公式求某些简单函数的导数^4. 了解复合函数的概念.会将一个函数的复合过程进行分解或将几个函数进行复合.掌握复合函数的求导法那么,并会用法那么解决一些简单问题 .三、根底知识梳理:导数是微积分的初步知识,是研究函数,解决实际问题的有力工具.在高中阶段对于导数的学习,主要是以下几个方面:1 .导数的常规问题:〔1〕刻画函数〔比初等方法精确细微〕;〔2〕同几何中切线联系〔导数方法可用于研究平面曲线的切线〕;〔3〕应用问题〔初等方法往往技巧性要求较高,而导数方法显得简便〕等关于n次多项式的导数问题属于较难类型.2 .关于函数特征,最值问题较多,所以有必要专项讨论,导数法求最值要比初等方法快捷简便^3 .导数与解析几何或函数图象的混合问题是一种重要类型,也是高考中考察综合水平的一个方向,应引起注意.4 .瞬时速度物理学习直线运动的速度时,涉及过瞬时速度的一些知识,物理教科书中首先指出:运动物体经过某一时刻〔或某一位置〕的速度叫做瞬时速度,然后从实际测量速度出发,结合汽车速度仪的使用,对瞬时速度作了说明.物理课上对瞬时速度只给出了直观的描述,有了极限工具后,本节教材中是用物体在一段时间运动的平均速度的极限来定义瞬时速度.5 .导数的定义导数定义与求导数的方法是本节的重点,推导导数运算法那么与某些导数公式时,都是以此为依据. 对导数的定义,我们应注意以下三点:(1) Ax是自变量x在X o处的增量(或改变量).(2)导数定义中还包含了可导或可微的概念,如果△ x-O 时,—y有极限,那么函数y=f(x)在点x0处x可导或可微,才能得到f(x)在点x0处的导数.(3)如果函数y=f(x)在点x0处可导,那么函数y=f(x)在点x0处连续(由连续函数定义可知).反之不一定成立.例如函数y=|x|在点x=0处连续,但不可导.由导数定义求导数,是求导数的根本方法,必须严格按以下三个步骤进行:(1)求函数的增量y f(x0x) f(x0);(2)求平均变化率一y ——x)—f-(x^);(3)取极限,得导数f'(x0) lim —y .x x x 0 x6 .导数的几何意义函数y=f(x)在点x o处的导数,就是曲线y=(x)在点P(x o, f (x o))处的切线的斜率.由此,可以利用导数求曲线的切线方程.具体求法分两步:⑴求出函数y=f(x)在点x o处的导数,即曲线y=f(x)在点P(x o, f (x o))处的切线的斜率;(2)在切点坐标和切线斜率的条件下,求得切线方程为y y o f'(x o)(x x o)特别地,如果曲线y=f(x)在点P(x o, f (x o))处的切线平行于y轴,这时导数不存,根据切线定义,可得切线方程为x x o7 .导数与函数的单调性的关系㈠f (x) o与f(x)为增函数的关系.3f (x) 0能推出f(x)为增函数,但反之不一定.如函数f(x) x在(,)上单调递增,但f (x) 0, f (x) 0是f(x)为增函数的充分不必要条件.㈡f (x) 0 时, f (x) 0 与f (x) 为增函数的关系.假设将f (x) 0的根作为分界点,由于规定 f (x) 0 ,即抠去了分界点,此时 f (x) 为增函数,就一定有f (x) 0.,当f (x) 0时,f (x) 0是f(x)为增函数的充分必要条件.㈢f (x) 0 与f (x) 为增函数的关系.f(x) 为增函数,一定可以推出 f (x) 0,但反之不一定,由于 f (x) 0,即为f (x) 0或f (x) 0 .当函数在某个区间内恒有 f (x) 0,那么f(x)为常数,函数不具有单调性..•. f (x) 0是f (x)为增函数的必要不充分条件.㈣单调区间的求解过程y f (x)( 1)分析y f (x) 的定义域;( 2)求导数y f (x)( 3)解不等式 f (x) 0,解集在定义域内的局部为增区间( 4)解不等式 f (x) 0 ,解集在定义域内的局部为减区间我们在应用导数判断函数的单调性时一定要搞清以下三个关系,才能准确无误地判断函数的单调性. 以下以增函数为例作简单的分析,前提条件都是函数y f (x) 在某个区间内可导.㈤函数单调区间的合并函数单调区间的合并主要依据是函数f(x)在(a,b)单调递增,在(b,c)单调递增,又知函数在f(x) b处连续,因此f(x)在(a,c)单调递增.同理减区间的合并也是如此,即相邻区间的单调性相同, 且在公共点处函数连续,那么二区间就可以合并为以个区间.8 . y f (x) x [a , b](1)f (x) 0恒成立.. y 〞*)为(2,3上•••对任意x (a,b)不等式f(a) f(x) f(b) 恒成立(2) f (x) 0恒成立y f (x)在(a,b)上四、经典例题解析:2 - c(i)求a 和b 的值;(n)讨论 f(x)的单倜性;(出)设 g(x) - x 3 x 2,试比拟 3小.解:(I)由于 f (x) e x 1(2x x 2) 3ax 2 2bx xe x 1 (x 2) x(3ax 2b), 又x 2和x 1为f (x)的极值点,所以f ( 2) f(1) 0,因此6a 2b 0'解方程组得a Lb 1.3 3a 2b 0,3一. 1E)由于 a 3 b 1,所以 f(x)x(x 2)(e1),令 f (x) 0,解得 x 12 , x 2 0 , x 31 .由于当 x (, 2) U(01)时,f (x)当x ( 2,0)U(1,)时,f (x) 0.所以f(x)在(2,0)和(1,)上是单调递增的; 在(,2)和(0,1)上是单调递减的.2 x 113 2 2 x 1 3 2 . x 1(出)由(I)可知 f (x) x e - x x ,故 f (x) g(x) x e x x (e 3 ....................................... - ...........人 x 1 x 1金_h(x) ex,…那么 h (x) e 1 .令 h (x) 0 ,得 x 1 ,由于x ,1时,h (x) 0 0,所以h(x)在x ,1上单调递减.故 x,1 时,h(x)> h(1) 0;由于 x 1,时,h(x)>0,所以h(x)在x 1,上单调递增.故x 1, 时,h(x) > h(1) 0.所以对任意x (,),恒有h(x) > 0 ,又x 2 2 0 ,对任意x (a ,b)不等式f(a)f (x) f(b)恒成立例1设函数f(x)2 x 1 3.2x e ax bx , x2和x 1为f(x)的极值点.f (x)与g(x)的大0;x)说明:此题主要考查函数的极值及利用导数解决函数单调性问题,另外利用导数证实不等式也是高考不科 无视的考查方向.所以,当b 2时,函数f(x)在(,b 1)上单调递减,在(b 1,1)上单调递增, 在(1,)上单调递减.当b 2时,函数f(x)在(,1)上单调递减,在(1, b 1)上单调递增,在(b 1,)上单调递减., r , 2 ~ 一., .................. ...............................当b 1 1,即b 2时,f(x)所以函数f (x)在(,1)上单调递减,在(1,)上单调递减.x 1a例3.函数f x x — b x 0 ,其中a,b R .x(i)假设曲线 y f x 在点P 2, f 2处的切线方程为y 3x 1,求函数f x 的解析式; (n)讨论函数 f x 的单调性;因此f(x) g(x) > 0 ,故对任意x (),恒有 f (x) > g(x).例2.函数f(x )2( x 1)2 解:f (x)- ---- -令 f (x) 0,得 x b 当b 1 1,即b 2时,当b 1 1 ,即b 2时------ ,求导函数 f (x),并确£ (x1)2(2x b) 2(x 1) 2x 2b (x 1)4(x 1)31 .,f (x)的变化情况如下表:x (, b 1) b 1f (x),f (x)的变化情况如下表:x (,1) (1, b 1)f (x)三f(x)的单调区间.22[x (b 1)] 3(b 11)(1,)b 1 (b 1,)从而得b 7,所以满足条件的b 的取值范围是(,7]. 44说明:本小题主要考查导数的几何意义、利用导数研究函数的单调性、解不等式等根底知识,考查运算能 力、综合分析和解决问题的水平.t 表示时间,以月为单位,年初为起点,根据历年数据,某水库1(出)右对于任息的 a — ,2 ,不等式f x2.110在一1上恒成乂, 4求b 的取值范围a解:(I) f (x) 1 一,由导数的几何意义得 f (2) 3,于是a 8. x 由切点P(2, f(2))在直线y 3x 1上可得 2 b 7,解得b 9.所以函数f(x)的解析式为f(x) x - 9. xa(n) f (x) 1 —. x当a 0时,显然f (x) 0(x 0) .这时f(x)在(,0), (0,)内是增函数. 当a 0时,令f (x) 0,解得x B当x 变化时,f (x), f (x)的变化情况如下表:x (, a) 、,a (、.a,0) (0, ■ a)、.a (、. a,)f (x) + 0f (x)/ 极大值 \\ 极小值所以f (x)在(Va) , (ja,)内是增函数,在(ja,0) , (0, Va)内是减函数.(m)由(n)知,,1 ,,…,,… f (x)在[一 1]上的最大值为1 -f(一)与f (1)中的较大者,对于任意的 41 … a [-,2],不等2 1 一 , ,一」式f (x) 10在[1,1]上恒成立,当且仅当,1f(1) 10 即 b 4 5即 f(1) 10 b39 , 4a 一一,, 4 ,对任息的a 9 a1~ [-,2]成立. 2例4.水库的蓄水量随时间而变化,现用的蓄水量(单位:亿立方米)关于t的近似函数关系式为V(t)= ( t2 14t 40)e450,0 t 10,4(t 10)(3t 41) 50,10 t 12(I)该水库的蓄水量小于50的时期称为枯水期.以i—1vtvi表示第i月份(i=1,2, (12),问一年内哪几个月份是枯水期?(n )求一年内该水库的最大蓄水量(取e=2.7计算).…,、…,?…,2 ,1t解:(I)①当0V t 10 时,V(t)=( — t+14t —40) e450 50,化简得t2—14t+40>0,解得t V 4,或t > 10,又0V t 10,故0V tv 4.②当10V t 12 时,V (t) =4 (t—10) (3t —41) +50V 50,41化简彳#(t—10) (3t —41) v 0,解得10vt v —,又10V t 12,故10V t 12.3综合得0v t <4,或10<t 12,故知枯水期为1月,2月,3月,4月,11月,12月共6个月.(n )由(I )知:V(t)的最大值只能在(4, 10)内到达.1t一 3 11t8),由V (t) =e4( -t23t 4) -e4 (t2)(t4 2 4令V (t)=0,解得t=8(t= -2 舍去).当t变化时,V' (t)与V( t)的变化情况如下表:(4,8) (8,10)V' (t)Mt) 极大值由上表,V(t)在t = 8时取得最大值V8) =8e2+50- 108.32(亿立方米).故知一年内该水库白最大蓄水量是108.32亿立方米说明:本小题主要考查函数、导数和不等式等根本知识,考查用导数求最值和综合运用数学知识解决实际 问题水平........ kx 1例5.函数f(x) f (c 0且c 1, k R )恰有一个极大值点和一个极小值点,其中一个是 x c x c.(I)求函数f(x)的另一个极值点;(n)求函数f(x)的极大值M 和极小值m ,并求M m>1时k 的取值范围.-22k(x c) 2x(kx 1) kx 2x ck解:(I) f (x) — ----------------- 2 ----- 2 ------ -------- 2 -----2一,由题意知 f ( c) 0 ,(x c) (x c)2.即得 c k 2c ck 0, (*)Qc 0, k 0., … 2 rr2 (n)由(*)式得 k ---------------- ,即 c 1 -.c 1k当 c 1时,k 0;当 0 c 1时,k 2.M m- k2 1 -"恒成立.综上可知,所求 k 的取值范围为(,2)U[J2,).由 f (x) 0得 kx 22x ck 0,由韦达定理知另一个极值点为(i)当 k 0时,f(x)在(,c)和(1,)内是减函数,在(c,1)内是增函数. k 1 k f ⑴.2 °, m f( c)kc 1 k 22~~cc 2(k 2)k 22(k 2)0,解得(ii )当 k 2 时,f(x)在(,c)和(1,)内是增函数,在(c,1)内是减函数.f( c)k 2 2(k 2)kf (1) — 02求证以下不等式(1)2xx ——ln( 1 x) x2 2(1 x)x (0,(2)2x ,一、sin x ——x (0 ,—) 2(3) x sin x tanx x (0, 一)2证实: f (x) ln(1 x) (x2-)2f(0) 0x2 1------- 0x 1f(x)为(0, )上x (0, f(x) 0 恒成立••• ln(12 x x) x —2g(x) --------- ln( 12(1 x)x) g(0)g (x)4x24x 2x21 -------------- 2-4(1 x)22x24(1g(x)在(0 , )上x (0,2(1 x)ln(1 x) 0恒成立(2)原式sin x令f (x) sin x/xx (0,2) cosx x tanx•• f (x)cosx(x tanx)(0;f(x) 0 (0,-)• sin x2x(3)令f(x) tanx 2x sin x f(0)f (x) sec2 x 八(1 cosx)(cos x2 cosx ----------------- --- 2-cos xsin2 x)x (0,-) f (x) 0 (0,-)2 2tanx x x sin x说明:利用导数证实不等式这一局部内容不可无视,它本质是还是考查利用导数研究函数的单调性及最值问题.五、强化跟踪:x 0x1 .设函数f(x)在*0处可导,那么lim f(x0 x)f(x0)等于A f'(x.)B . f'( x0)C , f'( x0)D . f( x0)f(x0 2 x) f(x.)2.右lim ------------------------------ 1 ,那么f (x0)等于( )x 0 3 xA. 2 B .3 C . 3 D . 23 23 .曲线y x3 3x上切线平行于x轴的点的坐标是( )A (-1,2)B , (1,-2)C . (1,2)D . ( -1 , 2)或(1 , -2 )4 .假设函数f(x)的导数为f ' (x)=-sinx ,那么函数图像在点(4, f (4))处的切线的倾斜角为()A 90°B .0°C .锐角D .钝角5 .函数y 2x33x2 12x 5在[0 , 3]上的最大值、最小值分别是( )A. 5, —15B. 5,-4C. —4, —15D. 5, —16s6 . 一直线运动的物体,从时间t到t+ At时,物体的位移为△ s,那么lim ——为( )0 ttA从时间t至ij t+ At时,物体的平均速度 B.时间t时该物体的瞬时速度C.当时间为^ t时该物体的速度 D .从时间t到t+ At时位移的平均变化率7 .关于函数f(x)2x3 6x2 7 ,以下说法不正确的选项是A.在区间( ,0)内,f(x)为增函数B .在区间(0, 2)内,f(x)为减函数D.在区间( ,0)(2,)内,f(x)为增函数 8 .对任意x,有f'(x)4x 3, f(1)=-1 ,那么此函数为()4_4___4_4 一A f (x) xB . f(x) x 2C . f(x) x 1D . f(x) x 29 .函数y=2x 3-3x 2-12x+5在[0,3]上的最大值与最小值分别是()A.5 , -15B.5,4C.-4 , -15D.5 ,-1610 .设f(x)在X O 处可导,以下式子中与f'(x .)相等的是⑴ l …:(xo2x);..f(X o X) f (X O X) lim -----------x 0 V11 . f ( x )是定义在区间[—c,c ]上的奇函数,其图象如下图:令 g (x)的表达正确的选项是()A.假设a <0,那么函数g ( x)的图象关于原点对称.B.假设a=-1, — 2<b<0,那么方程g (x) =0有大于2的实根.C.假设awo,b=2,那么方程g ( x) =0有两个实根D.假设a>1,b<2,那么方程g ( x) =0有三个实根12 .假设函数f(x)在点X O 处的导数存在,那么它所对应的曲线在点 13 .设f(x) x 1,那么它与x 轴交点处的切线的方程为 . x14 .设 f'(x 0)3,那么 limf(Xo h)-f(Xo 3h).h 0h15 .垂直于直线2x-6y+1=0 ,且与曲线y x 3 3x 2 5相切的直线的方程是⑶lx mf (X O 2 x) f (X Ox)(4)lx mf (X O x) f (X O 2 x)A (1) (2)B . (1) (3) C(2) (3) D (1) (2) (3) (4)C.在区间(2,)内,f(x)为增函数+b,那么以下关于函数(X O , f(X o ))处的切线方程是16 .曲线y17 . y=x 2e x 的单调递增区间是18 .曲线y 3]3x2—1在点(1,3/4)处的切线方程为1 ...............................19 . P 是抛物线y X 2上的点,假设过点 P 的切线方程与直线 y -x 1垂直,那么过P 点处的切线方程是220 .在抛物线y x 2上依次取两点,它们的横坐标分别为X 1 1, X 2 3,假设抛物线上过点 P 的切线与过这两点的割线平行,那么 P 点的坐标为 .21 .曲线f(x) x 3在点A 处的切线的斜率为 3,求该曲线在 A 点处的切线方程.22 .在抛物线y x 2上求一点P,使过点P 的切线和直线3x-y+1=0的夹角为一.4__ x(x 0)23 .判断函数f(x) ')在x=0处是否可导.x(x 0)24 .求经过点(2, 0)且与曲线y 1相切的直线方程. x25 .曲线C 1 : y x 2与C 2: y (x 2)2 .直线l 与C 1、C 2«W,求直线l 的方程. 六.参考答案:1 — 5 CBDCA 6 —10 BDBAB 11 B 12 . y f (X O ) f'(X O )(X X O )1317. (-8,-2)与(0,+ oo) 18. x V2y 1 019 . 2x-y-1=020. ( 2, 4) 21 .由导数定义求得f'(x) 3x 2,y=2(x-1)或 y=2(x+1)14 . -6 153x+y+6=0 16令 3x 2 3 ,那么 x= ± 1.当x=1时,切点为(1,1),所以该曲线在(1, 1)处的切线方程为 y-1=3(x-1)即3x-y-2=0 ; 当x=-1时,那么切点坐标为(-1,-1),所以该曲线在(-1,-1)处的切线方程为 y+1=3(x+1)即3x- y+2=0.22.由导数定义得f' (x)=2x,设曲线上 P 点的坐标为(x 0,y 0),那么该点处切线的斜率为 k p 2x 0,根据2x .3limx 0y二•lim ——不存在.x 0x,函数f(x)在x=0处不可导.1lim --------------- x 0x 0(x 0x)夹角公式有2x o 3 解得x 01或x o由x 0得y 016, 一 八 1 1、 那么P (-1, 1)或 P(-,—).4 1623- limx 0limx 0f(0f(0)limx 0limx 0limx 0f(0 x) f(0)xlimx 024.可以验证点 (2, 0)不在曲线上,故设切点为P (x 0, y 0).由 y'|x x 0lim xxx .x 0xlim ------------- x ------ x 0x (x 0 x) x 01~~2, x 01 得所求直线方程为y y0 」2(x x o).X.由点(2, 0)在直线上,得x:y. 2 X o,再由P(X o,y.)在曲线上,得x.y. 1,联立可解得x0 1 , y01.所求直线方程为x+y-2=0.25.解:设l与G相切于点P(x1,x;),与C2相切于Q(x2,① 2)2).对C1 : y' 2x ,那么与C1相切于2 2点P的切线方程为y x1 2x1( x x1),即y 2x1x x1 . ①2对C2:y' 2(x 2),那么与C2相切于点Q的切线方程为y (x2 2) 2(x2 2)(x x2),即2y 2( x22)x x2 4. ②2x1 2M 2) x 0, x 2•••两切线重合,・•.12 2 2,解得1 ,或1 ,x;x2 4 x22; x20「•直线方程为y=0或y=4x-4.。
第一课时 导数的概念及运算【学习目标】 1.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;5.会使用导数公式表. 【预习单】 基础自测1.判断下列结论的正误.(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y =f(x)在某点处的切线与曲线y =f(x)过某点的切线意义是相同的.( )2.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 2.3.曲线y =2sin x +cos x 在点(π,-1)处的切线方程为( )A.x -y -π-1=0B.2x -y -2π-1=0C.2x +y -2π+1=0D.x +y -π+1=0 4.设f(x)=ln(3-2x)+cos 2x ,则f ′(0)=________. 5.曲线y =3(x 2+x)e x 在点(0,0)处的切线方程为________. 知识梳理 1. 导数的概念设函数y =f(x)在区间(a ,b)上有定义,且x 0∈(a ,b),若Δx 无限趋近于0时, 比值ΔyΔx = 无限趋近于一个常数A ,则称f(x)在x =x 0处可导, 并称该常数A 为函数f(x)在x =x 0处的导数,记作 .若函数y =f(x)在区间(a ,b)内任意一点都可导,则f(x)在各点的导数也随着x 的变化而变化,因而是自变量x 的函数,该函数称作f(x)的导函数,记作 . 2. 导数的几何意义函数y =f(x)在点x 0处的导数的几何意义,就是曲线y =f(x)在点P(x 0,f(x 0))处的切线的 ,过点P 的切线方程为 . 3. 基本初等函数的导数公式4. 导数的运算法则若f ′(x),g ′(x)存在,则有:(1)[f(x)±g(x)]′=;(2)[f(x)·g(x)]′= ;(3)⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )= (g(x)≠0).5. 复合函数的求导法则(1)一般地,对于两个函数y =f(u)和u =g(x),如果通过变量u ,y 可以表示成x 的函数,那么称这个函数为函数y =f(u)和u =g(x)的复合函数,记作y =f(g(x)).(2)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. 【活动单】例1 求下列函数的导数:(1)f(x)=x 2+x e x (2)f(x)=x 3+2x -x 2ln x -1x 2例 2 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(1)=________.练习 (1)已知f(x)=ln 2x -12x +1,则f ′(x)=________.(2)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)=例3 (1)曲线f(x)=1-2ln xx在点P(1,f(1))处的切线l 的方程为 (2)在平面直角坐标系xOy 中,点A 在曲线y =ln x 上,且该曲线在点A 处的切线经过点(-e ,-1) (e 为自然对数的底数),则点A 的坐标是________.练习(1)已知曲线S :y =-23x 3+x 2+4x 及点P(0,0),那么过点P 的曲线S 的切线方程为 .(2)已知函数f(x)=xlnx ,过点A(-1e 2,0)作函数y =f(x)图像的切线,那么切线的方程为 .例4 (1)已知曲线y =ae x+xln x 在点(1,ae)处的切线方程为y =2x +b ,则( ) A.a =e ,b =-1 B.a =e ,b =1 C.a =e -1,b =1 D.a =e -1,b =-1(2)若曲线y =x 2与y =aln x(a ≠0)存在公共切线,则实数a 的取值范围是( ) A.(0,2e] B.(0,e] C.(-∞,0)∪(0,2e] D.(-∞,0)∪(0,e]【巩固单】1. 函数在某一点的导数是( )A. 在该点的函数的增量与自变量的增量之比B. 一个函数C. 一个常数D. 函数在这一点到它附近一点之间的平均变化率2. 已知函数f(x)=axlnx ,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 .3. 若函数f(x)=log a x 的图像与直线y =13x 相切,则a 的值为 .4. (1)已知函数f(x)=ax +bx (a ,b ∈R ,b>0)的图像在点P(1,f(1))处的切线与直线x +2y -1=0垂直,且函数f(x)在区间⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞上单调递增,那么b 的最大值为 .(2)在抛物线f(x)=12x 2上求一点P ,使点P 到直线 x -y -1=0的距离最短,则这个最短距离为____. 5.若函数f(x)=ln x +2x 2-ax 的图象上存在与直线2x -y =0平行的切线,则实数a 的范围是 . 6. 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)若直线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.7. 已知函数f(x)=lnx ,g(x)=12x 2+mx +72(m<0),直线l 与函数f(x),g(x)的图像都相切,且与f(x)图像的切点为(1,f(1)),求m 的值.8. 已知某物体的运动方程为s =⎩⎪⎨⎪⎧3t 2+2,t ≥3,29+3(t -3)2,0≤t<3(位移s 的单位:m ,时间t 的单位:s). (1)求该物体在t ∈[3,5]内的平均速度;(2)求该物体的初速度v0;(3)求该物体在t=1时的瞬时速度.第一课时导数的概念及运算【学习目标】 1.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;5.会使用导数公式表.【预习单】基础自测1.判断下列结论的正误.(在括号内打“√”或“×”)(1)f′(x0)是函数y=f(x)在x=x0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′(x0)时,可先求f(x0),再求f′(x0).( )(4)曲线y=f(x)在某点处的切线与曲线y=f(x)过某点的切线意义是相同的.( )解析(1)f′(x0)表示y=f(x)在x=x0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′(x0)时,应先求f′(x),再代入求值,(3)错.(4)“在某点”的切线是指以该点为切点的切线,因此此点横坐标处的导数值为切线的斜率;而对于“过某点”的切线,则该点不一定是切点,要利用解方程组的思想求切线的方程,曲线上某点处的切线只有一条,但过某点的切线可以不止一条,(4)错.答案(1)×(2)×(3)×(4)×2.已知函数f(x)=xx+2,则函数在x=-1处的切线方程是( ) A.2x-y+1=0 B.x-2y+2=0C.2x-y-1=0D.x+2y-2=0解析由f(x)=xx+2,得f′(x)=2(x+2)2,又f(-1)=-1,f′(-1)=2.因此函数在x=-1处的切线方程为y+1=2(x+1),即2x-y+1=0.答案 A3.(多填题)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)=-4.9t2+6.5t +10,则运动员的速度v=____ m/s,加速度a=____ m/s2.解析v=h′(t)=-9.8t+6.5,a=v′(t)=-9.8.答案-9.8t+6.5 -9.84.曲线y=2sin x+cos x在点(π,-1)处的切线方程为( )A.x -y -π-1=0B.2x -y -2π-1=0C.2x +y -2π+1=0D.x +y -π+1=0解析 设y =f(x)=2sin x +cos x ,则f ′(x)=2cos x -sin x , ∴曲线在点(π,-1)处的切线斜率k =f ′(π)=-2, 故切线方程为y +1=-2(x -π),即2x +y -2π+1=0. 答案 C5.(2019·济宁模拟)设f(x)=ln(3-2x)+cos 2x ,则f ′(0)=________. 解析 f ′(x)=-23-2x -2sin 2x ,所以f ′(0)=-23. 答案 -236.(2019·全国Ⅰ卷)曲线y =3(x 2+x)e x在点(0,0)处的切线方程为________. 解析 y ′=3(2x +1)e x +3(x 2+x)e x =3e x (x 2+3x +1),所以曲线在点(0,0)处的切线的斜率k =e 0×3=3,所以所求切线方程为y =3x. 答案 y =3x4. 下列说法中正确的判断是__③⑤__. ①f ′(x 0)与[f(x 0)]′表示的意义相同; ②求f ′(x 0)时,可先求f(x 0)再求f ′(x 0); ③曲线的切线不一定与曲线只有一个公共点; ④与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线; ⑤函数f(x)=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x 2的导数是f(x)=-1x 2+1. 【解析】 根据导数概念得③⑤正确. 知识梳理 1. 导数的概念设函数y =f(x)在区间(a ,b)上有定义,且x 0∈(a ,b),若Δx 无限趋近于0时,比值ΔyΔx =f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx 无限趋近于一个常数A ,则称f(x)在x =x 0处可导,并称该常数A 为函数f(x)在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0).若函数y =f(x)在区间(a ,b)内任意一点都可导,则f(x)在各点的导数也随着x 的变化而变化,因而是自变量x 的函数,该函数称作f(x)的导函数,记作f ′(x). 2. 导数的几何意义函数y =f(x)在点x 0处的导数的几何意义,就是曲线y =f(x)在点P(x 0,f(x 0))处的切线的斜率,过点P 的切线方程为y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0). 3. 基本初等函数的导数公式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 2(x )(g(x)≠0).5. 复合函数的求导法则(1)一般地,对于两个函数y =f(u)和u =g(x),如果通过变量u ,y 可以表示成x 的函数,那么称这个函数为函数y =f(u)和u =g(x)的复合函数,记作y =f(g(x)).(2)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 ,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. 【活动单】例1 求下列函数的导数: (1)f(x)=x 2+x e x ;(2)f(x)=x 3+2x -x 2ln x -1x 2; (3)y =xsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2.解 (1)f ′(x)=(2x +1)e x -(x 2+x )e x (e x )2=1+x -x 2e x . (2)由已知f(x)=x -ln x +2x -1x 2.基本初等函数 导函数 f(x)=C(C 为常数)f ′(x)=0 f(x)=x αf ′(x)=αxα-1f(x)=sinx f ′(x)=cosx f(x)=cosx f ′(x)=-sinx f(x)=e x f ′(x)=e x f(x)=a x (a>0) f ′(x)=a x lna f(x)=lnxf ′(x)=1x f(x)=log a x(a>0,且a ≠1)f ′(x)=1xlna∴f ′(x)=1-1x -2x 2+2x 3=x 3-x 2-2x +2x 3. (3)∵y =xsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2=12xsin(4x +π)=-12xsin 4x , ∴y ′=-12sin 4x -12x ·4cos 4x =-12sin 4x -2xcos 4x.例 2 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(1)=________.解析 因为f(x)=x 2+3xf ′(2)+ln x , ∴f ′(x)=2x +3f ′(2)+1x .令x =2,得f ′(2)=4+3f ′(2)+12,则f ′(2)=-94. ∴f(1)=1+3×1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-94+0=-234. 答案 -234练习 (1)(角度1)已知f(x)=ln 2x -12x +1,则f ′(x)=________.(2)(角度2)(2020·雅礼中学月考)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.-eB.2C.-2D.e(3)(角度1)(2020·苏南四市联考)已知函数f(x)=(x 2-a)ln x ,f ′(x)是函数f(x)的导函数,若f ′(1)=-2,则a =________.解析 (1)f ′(x)=⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 2x -12x +1′=12x -12x +1⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -12x +1′=2x +12x -1·⎣⎢⎡⎦⎥⎤(2x -1)′(2x +1)-(2x -1)(2x +1)′(2x +1)2=44x 2-1.(2)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.(3)由f(x)=(x 2-a)ln x ,得f ′(x)=2xln x +x 2-a x . ∴f ′(1)=1-a =-2,解得a =3. 答案 (1)44x 2-1 (2)B (3)3例3 (1)(2020·安徽江南十校联考)曲线f(x)=1-2ln xx 在点P(1,f(1))处的切线l 的方程为( ) A.x +y -2=0B.2x +y -3=0C.3x +y +2=0D.3x +y -4=0(2)(2019·江苏卷)在平面直角坐标系xOy 中,点A 在曲线y =ln x 上,且该曲线在点A 处的切线经过点(-e ,-1)(e 为自然对数的底数),则点A 的坐标是________. 解析 (1)因为f(x)=1-2ln x x ,所以f ′(x)=-3+2ln x x 2. 又f(1)=1,且f ′(1)=-3.故所求切线方程为y -1=-3(x -1),即3x +y -4=0.(2)设A(m ,n),则曲线y =ln x 在点A 处的切线方程为y -n =1m (x -m). 又切线过点(-e ,-1),所以有n +1=1m (m +e). 再由n =ln m ,解得m =e ,n =1. 故点A 的坐标为(e ,1). 答案 (1)D (2)(e ,1)练习 (1)已知曲线S :y =-23x 3+x 2+4x 及点P(0,0),那么过点P 的曲线S 的切线方程为__y =4x 或y =358x__.(2)已知函数f(x)=xlnx ,过点A(-1e 2,0)作函数y =f(x)图像的切线,那么切线的方程为__x +y +1e 2=0__.【解析】 (1)设过点P 的切线与曲线S 切于点Q(x 0,y 0),则过点Q 的曲线S 的切线斜率为k =y ′|x =x 0=-2x 20+2x 0+4,又当x 0≠0时,k PQ =y 0x 0,∴-2x 2+2x 0+4=y 0x 0. ①∵点Q 在曲线S 上,∴y 0=-23x 30+x 20+4x 0.②将②代入①得-2x 20+2x 0+4=-23x 30+x 20+4x 0x 0,化简,得43x 30-x 20=0,∴x 0=34或x 0=0, 当x 0=34时,则k =358,过点P 的切线方程为y =358x.当x 0=0时,则k =4,过点P 的切线方程为y =4x ,故过点P 的曲线S 的切线方程为y =4x 或y=358x.(2)设切点为T(x 0,y 0),则k AT =f ′(x 0), ∴x 0lnx 0x 0+1e 2=lnx 0+1,即e 2x 0+lnx 0+1=0. 设h(x)=e 2x +lnx +1,则h ′(x)=e 2+1x ,当x>0时,h ′(x)>0,∴h(x)在(0,+∞)上是单调增函数,∴h(x)=0最多只有一个根. 又h ⎝ ⎛⎭⎪⎫1e 2=e 2×1e 2+ln 1e 2+1=0,∴x 0=1e 2.由f ′(x 0)=-1得切线方程是x +y +1e 2=0.例4 (1)(2019·全国Ⅲ卷)已知曲线y =ae x+xln x 在点(1,ae)处的切线方程为y =2x +b ,则( ) A.a =e ,b =-1 B.a =e ,b =1 C.a =e -1,b =1D.a =e -1,b =-1(2)(2019·南通调研)若曲线y =x 2与y =aln x(a ≠0)存在公共切线,则实数a 的取值范围是( ) A.(0,2e]B.(0,e]C.(-∞,0)∪(0,2e]D.(-∞,0)∪(0,e]解析 (1)∵y ′=ae x+ln x +1,∴k =y ′|x =1=ae +1, ∴切线方程为y -ae =(ae +1)(x -1), 即y =(ae +1)x -1.又已知切线方程为y =2x +b ,∴⎩⎪⎨⎪⎧ae +1=2,b =-1,即⎩⎪⎨⎪⎧a =e -1,b =-1.(2)设切线在曲线y =x 2上的切点坐标为(x 0,x 20), 则切线方程为y =2x 0x -x 20,切线在y =aln x 上的切点为(x 1,aln x 1), 该切线方程为y =ax 1x -a +aln x 1 由于两曲线有相同的公切线, 因此ax 1=2x 0,-x 20=aln x 1-a ,消去x 0,得a =4x 21-4x 21ln x 1,设g(x)=4x 2-4x 2ln x ,g ′(x)=4x -8xln x ,得到g(x)在(0,e 12)递增,在(e 12,+∞)递减,故g(x)最大值为2e. 又x →+∞时,g(x)→-∞;当x →0时,g(x)→0. 所以a 的取值范围为(-∞,0)∪(0,2e]. 答案 (1)D (2)C 【巩固单】1. 函数在某一点的导数是(C )A. 在该点的函数的增量与自变量的增量之比B. 一个函数C. 一个常数D. 函数在这一点到它附近一点之间的平均变化率【解析】 选项A ,应该是在该点的函数值的增量与自变量的比的极限,故A 错误.选项B ,由导数的概念可知函数在某一点的导数为一常数,故B 错误,C 正确;选项D ,导数是在这一点到它附近一点之间的瞬时变化率,故D 错误.2. 已知函数f(x)=axlnx ,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__3__.【解析】 ∵f ′(x)=a(1+lnx),∴f ′(1)=a =3.3. 若函数f(x)=log a x 的图像与直线y =13x 相切,则a 的值为(B )A. e e 2B. e 3eC. 5e D. e e4【解析】 设切点(x 0,y 0),∵f ′(x 0)=1x 0lna ,根据题意有⎩⎪⎨⎪⎧y 0=13x 0,y 0=log a x 0,13=1x 0lna ,解得x 0=e ,a =e 3e .故选B.4. (1)已知函数f(x)=ax +bx (a ,b ∈R ,b>0)的图像在点P(1,f(1))处的切线与直线x +2y -1=0垂直,且函数f(x)在区间⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞上单调递增,那么b 的最大值为__23__.(2)在抛物线f(x)=12x 2上求一点P ,使点P 到直线 x -y -1=0的距离最短,则这个最短距离为4.【解析】 (1)函数f(x)的定义域为{x|x ≠0},f ′(x)=a -b x 2,由题意知f ′(1)·⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-1,∴a -b =2,∴a =b +2. 又f ′(x)=a -bx 2≥0即a ≥b x 2在⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞上恒成立,∴a ≥4b , ∴b +2≥4b ,解得b ≤23,即b 的最大值为23.(2)由题知当点P 在与直线x -y -1=0平行的抛物线的切线上时,点P 到直线的距离最短. ∵f ′(x)=x ,设点P(x 0,y 0),则f ′(x 0)=x 0=1,∴切点为⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12. ∵切点离直线最短,∴最短距离d =⎪⎪⎪⎪⎪⎪1-12-12=122=24.5(1)(2020·重庆调研)已知直线y =1m 是曲线y =xe x 的一条切线,则实数m 的值为( ) A.-1eB.-eC.1eD.e(2)(2020·淄博联考)若函数f(x)=ln x +2x 2-ax 的图象上存在与直线2x -y =0平行的切线,则实数a 的取值范围是( ) A.(-∞,-6] B.(-∞,-6]∪[2,+∞) C.[2,+∞)D.(-∞,-6)∪(2,+∞)解析 (1)设切点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫n ,1m ,由y =xe x ,得y ′=(xe x )′=e x +xe x . 若直线y =1m 是曲线y =xe x 的一条切线, y ′|x =n =e n+ne n=0,解得n =-1, 因此1m =ne n=-1e ,故m =-e. (2)直线2x -y =0的斜率k =2,又曲线f(x)上存在与直线2x -y =0平行的切线,∴f ′(x)=1x +4x -a =2在(0,+∞)内有解, 则a =4x +1x -2,x>0. 又4x +1x ≥24x ·1x =4,当仅当x =12时取“=”.∴a ≥4-2=2. 答案 (1)B (2)C6. 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)若直线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,求切点坐标与切线方程. 【解】 (1)由函数f(x)的解析式可知点(2,-6)在曲线y =f(x)上,∴f ′(x)=(x 3+x -16)′=3x 2+1,∴在点(2,-6)处的切线的斜率为k =f ′(2)=13, ∴切线的方程为y -(-6)=13(x -2), 即y =13x -32.(2)(方法1)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=(-2)3+(-2)-16=-26, f ′(-2)=3×(-2)2+1=13,故直线l 的方程为y =13x ,切点坐标为(-2,-26).(方法2)设直线l 的方程为y =kx ,切点坐标为(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,解得x 0=-2, ∴y 0=(-2)3+(-2)-16=-26,k =3×(-2)2+1=13,∴直线l 的方程为y =13x ,切点坐标为(-2,-26). (3)∵曲线f(x)的某一切线与直线y =-x4+3垂直,∴该切线的斜率k =4.设切点的坐标为(x 0,y 0), 则f ′(x 0)=3x 20+1=4,∴x 0=±1,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 0=1,y 0=-14或⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1,y 0=-18.故切线方程为y -(-14)=4(x -1)或y -(-18)=4(x +1),即y =4x -18或y =4x -14. 7. 已知函数f(x)=lnx ,g(x)=12x 2+mx +72(m<0),直线l 与函数f(x),g(x)的图像都相切,且与f(x)图像的切点为(1,f(1)),则m 等于__-2__. 【解析】 ∵f ′(x)=1x ,∴直线l 的斜率为k =f ′(1)=1. 又f(1)=0,∴切线l 的方程为y =x -1.g ′(x)=x +m ,设直线l 与g(x)的图像的切点为(x 0,y 0),则有x 0+m =1,y 0=x 0-1,y 0=12x 20+mx 0+72,m<0,消x 0得m 2-2m -8=0,解得m =-2.【点评】 由导数的定义求函数问题首先要考虑定义域问题,含有参数一般要对参数进行分类讨论.8. 已知某物体的运动方程为s =⎩⎪⎨⎪⎧3t 2+2,t ≥3,29+3(t -3)2,0≤t<3 (位移s 的单位:m ,时间t 的单位:s). (1)求该物体在t ∈[3,5]内的平均速度; (2)求该物体的初速度v 0;(3)求该物体在t =1时的瞬时速度.【解】 (1)∵该物体在t ∈[3,5]内的时间变化量为Δt =5-3=2,该物体在t ∈[3,5]内的位移变化量为Δs =3×52+2-(3×32+2)=3×(52-32)=48, ∴该物体在t ∈[3,5]内的平均速度为Δs Δt =482=24(m/s).(2)(方法1)求该物体的初速度v 0即求该物体在t =0时的瞬时速度. ∵该物体位移在t =0附近的平均变化率为Δs Δt =s|t =0+Δt -s|t =0Δt =29+3×(0+Δt -3)2-29-3×(0-3)2Δt=3Δt -18, 当Δt 无限趋近于0时,ΔsΔt =3Δt -18无限趋近于-18,∴该物体的初速度v 0为-18 m/s.(方法2)求该物体的初速度v 0,即求该物体在t =0时的瞬时速度,即求该物体在t =0时刻的导数.∵s =29+3(t -3)2, ∴s ′=6t -18,∵s ′(0)=-18, ∴该物体的初速度v 0为-18 m/s.(3)(方法1)该物体在t =1时的瞬时速度即为位移s 在t =1处的瞬时变化率. ∵物体的位移在t =1附近的平均变化率为ΔsΔt =s|t =1+Δt -s|t =1Δt=29+3×(Δt -2)2-29-3×(1-3)2Δt= 3Δt -12,当Δt 无限趋近于0时,ΔsΔt =3Δt -12无限趋近于 -12,∴该物体在t =1时的瞬时速度为-12 m/s.(方法2)该物体在t =1时的瞬时速度即为函数s 在t =1处的导数值. ∵s =29+3(t -3)2, ∴s ′=6t -18,∵s ′(1)=-12, ∴该物体在t =1时的瞬时速度为-12 m/s.。
高考数学第(Di)一轮复习教案导数复习目(Mu)标1.了(Liao)解导数的概念,能利用导数定义求导数.掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义,理解导函数的概念.了解曲线的切线的概念.在了解瞬时速度的基础上抽象出变化率的概念.2熟记(Ji)基本导数公式,掌握两个函数四则运算的求导法则和复合函数的求导法则,会求某些(Xie)简单函数的导数,利能够用导数求单调区间,求一个函数的最大(小)值的问题,掌握导数的基本应用.3.了解函数的和、差、积的求导法则的推导,掌握两个函数的商的求导法则。
能正确运用函数的和、差、积的求导法则及已有的导数公式求某些简单函数的导数。
4.了解复合函数的概念。
会将一个函数的复合过程进行分解或将几个函数进行复合。
掌握复合函数的求导法则,并会用法则解决一些简单问题。
三、基础知识梳理:导数是微积分的初步知识,是研究函数,解决实际问题的有力工具。
在高中阶段对于导数的学习,主要是以下几个方面:1.导数的常规问题:(1)刻画函数(比初等方法精确细微);(2)同几何中切线联系(导数方法可用于研究平面曲线的切线);(3)应用问题(初等方法往往技巧性要求较高,而导数方法显得简便)等关于次多项式的导数问题属于较难类型。
2.关于函数特征,最值问题较多,所以有必要专项讨论,导数法求最值要比初等方法快捷简便。
3.导数与解析几何或函数图象的混合问题是一种重要类型,也是高考中考察综合能力的一个方向,应引起注意。
4.瞬时速度物理学习直线运动的速度时,涉及过瞬时速度的一些知识,物理教科书中首先指出:运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度叫做瞬时速度,然后从实际测量速度出发,结合汽车速度仪的使用,对瞬时速度作了说明.物理课上对瞬时速度只给出了直观的描述,有了极限工具后,本节教材中是用物体在一段时间运动的平均速度的极限来定义瞬时速度. 5.导数(Shu)的定义导数定义与求导数的方法是本节的重点,推导导数运算法则与某些导数公式时,都是以此为(Wei)依据. 对导数的定义,我们应注意以下三点: (1)△x 是(Shi)自变量(Liang)x 在(Zai)处的增量(或改变量).(2)导数定义中还包含了可导或可微的概念,如果△x→0时,有极限,那么函数y=f(x)在点0x 处可导或可微,才能得到f(x)在点0x 处的导数.(3)如果函数y=f(x)在点0x 处可导,那么函数y=f(x)在点0x 处连续(由连续函数定义可知).反之不一定成立.例如函数y=|x|在点x=0处连续,但不可导.由导数定义求导数,是求导数的基本方法,必须严格按以下三个步骤进行:(1)求函数的增量;(2)求平均变化率; (3)取极限,得导数。
《导数的综合应用》活动导学案【学习目标】1.理解导数的几何意义;掌握导数在研究函数单调性、极值、最值方面的应用;2.会解决导数与函数、数列、不等式的综合应用问题.【重难点】导数与函数、数列、不等式的综合应用问题.【课时安排】1课时【活动过程】一、自学质疑1.曲线y =x 3-2x +4在点(1,3)处的切线的倾斜角为________.2.函数f (x )的定义域为R ,f (-1)=2,对任意x ∈R ,f ′(x )>2,则f (x )>2x +4的解集为________.3.曲线y =e x 在点A 处的切线与直线x -y +3=0平行,则点A 的坐标为________.4.已知函数f (x )=2ln x -xf ′(1),则曲线y =f (x )在x =1处的切线方程是_______.5、函数11)(-=x x f 在)1,2(处切线与坐标轴围成的三角形面积为 .6、设函数c x x x x f 81292)(23++-=,对任意]3,0[∈x 都有2)(c x f <成立,则实数c 的取值范围是 .7、关于x 的方程0323=--a x x 有三个不同的实数解,则实数a 的取值范围是二、互动研讨【活动一】1、 已知函数f (x )=e x -ln(x +m ).(1)设x =0是f (x )的极值点,求m ,并讨论f (x )的单调性;(2)当m ≤2时,证明f (x )>0.【训练1】 已知函数f (x )=a (x 2+1)+ln x .(1)讨论函数f (x )的单调性;(2)若对任意a ∈(-4,-2)及x ∈[1,3],恒有ma -f (x )>a 2成立,求实数m 的取值范围.【活动二】1.设函数a x x x x f -+-=629)(23.(1)对于任意实数x ,m x f ≥)('恒成立,求实数m 的取值范围;(2)若方程0)(=x f 有且仅有一个实数根,求实数a 的取值范围.2.已知函数c bx ax x x f +++=23)(,曲线)(x f y =在点1=x 处的切线为013:=+-y x l ,若32=x 时,)(x f y =有极值.(1)求实数c b a ,,的值;(2)求)(x f y =在]1,3[-上的最大值和最小值.三、检测反馈1.函数x x x y )12)(1(2-+=在2=x 的导数为 .2.已知函数12323-+=x x y 在区间)0,2(m 内为减函数,则实数m 的取值范围是 .3.曲线2(1)1()e (0)e 2x f f x f x x '=-+在点(1,f (1))处的切线方程为 .4.已知函数xm x x f -=ln )((R m ∈)在区间],1[e 上取得最小值4,则=m .5.若a >0,b >0,且函数f (x )=4x 3-ax 2-2bx +2在x =1处有极值,则ab 的最大值等于________.6、若函数f (x )=2x 2-ln x 在其定义域内的一个子区间(k -1,k +1)内不是单调函数,则实数k 的取值范围是________.7.(2014·广州模拟)已知e 是自然对数的底数,函数f (x )=e x+x -2的零点为a ,函数g (x )=ln x +x -2的零点为b ,则f (a ),f (1),f (b )的大小关系是________.8.若曲线f (x )=ax 2+ln x 存在垂直于y 轴的切线,则实数a 的取值范围是________.9.若曲线y =2x -x 3在横坐标为-1的点处的切线为l ,则点P (3,2)到直线l 的距离为________.。
高考复习—-导数复习目标1.了解导数的概念,能利用导数定义求导数.掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义,理解导函数的概念.了解曲线的切线的概念.在了解瞬时速度的基础上抽象出变化率的概念.2熟记基本导数公式,掌握两个函数四则运算的求导法则和复合函数的求导法则,会求某些简单函数的导数,利能够用导数求单调区间,求一个函数的最大(小)值的问题,掌握导数的基本应用.3.了解函数的和、差、积的求导法则的推导,掌握两个函数的商的求导法则。
能正确运用函数的和、差、积的求导法则及已有的导数公式求某些简单函数的导数.4.了解复合函数的概念。
会将一个函数的复合过程进行分解或将几个函数进行复合.掌握复合函数的求导法则,并会用法则解决一些简单问题。
三、基础知识梳理:导数是微积分的初步知识,是研究函数,解决实际问题的有力工具。
在高中阶段对于导数的学习,主要是以下几个方面: 1.导数的常规问题:(1)刻画函数(比初等方法精确细微);(2)同几何中切线联系(导数方法可用于研究平面曲线的切线);(3)应用问题(初等方法往往技巧性要求较高,而导数方法显得简便)等关于n 次多项式的导数问题属于较难类型。
2.关于函数特征,最值问题较多,所以有必要专项讨论,导数法求最值要比初等方法快捷简便。
3.导数与解析几何或函数图象的混合问题是一种重要类型,也是高考中考察综合能力的一个方向,应引起注意。
4.瞬时速度物理学习直线运动的速度时,涉及过瞬时速度的一些知识,物理教科书中首先指出:运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度叫做瞬时速度,然后从实际测量速度出发,结合汽车速度仪的使用,对瞬时速度作了说明.物理课上对瞬时速度只给出了直观的描述,有了极限工具后,本节教材中是用物体在一段时间运动的平均速度的极限来定义瞬时速度. 5.导数的定义导数定义与求导数的方法是本节的重点,推导导数运算法则与某些导数公式时,都是以此为依据. 对导数的定义,我们应注意以下三点:(1)△x 是自变量x 在 0x 处的增量(或改变量).(2)导数定义中还包含了可导或可微的概念,如果△x→0时,xy∆∆有极限,那么函数y=f (x )在点0x 处可导或可微,才能得到f (x)在点0x 处的导数.(3)如果函数y=f (x)在点0x 处可导,那么函数y=f (x)在点0x 处连续(由连续函数定义可知).反之不一定成立.例如函数y=|x |在点x=0处连续,但不可导.由导数定义求导数,是求导数的基本方法,必须严格按以下三个步骤进行:(1)求函数的增量)()(00x f x x f y -∆+=∆; (2)求平均变化率xx f x x f x y ∆-∆+=∆∆)()(00; (3)取极限,得导数x y x f x ∆∆=→∆00lim )('。
导数概念及其运算、定积分教学目标知识与技能:1.了解导数概念的实际背景.2.理解导数的几何意义.过程与方法:能根据导数定义求函数y=c(c为常数),y=x,y=x2,y=x3,y=1x,y=x的导数.情感与价值观:主要通过导数的运算及导数的几何意义考查逻辑推理和数学运算能力.第一课时【课题】导数概念及其运算、定积分【授课时间】年月日班级:【教学重点】了解导数概念的实际背景【教学难点】能利用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(仅限于形如f(ax+b)的复合函数)的导数【课型】复习课【教学用具】班班通【教学方法】引导法,练习法,探究法【教学过程】初次备课二次备课二、预习检测:1.什么是导数?三、新课引入:1.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,这个函数称为函数y=f(x)在开区间内的导函数.记作f′(x)或y′.2.基本初等函数的导数公式基本初等函数导函数 f (x )=c (c 为常数)f ′(x )=0 f (x )=x α(α∈Q *)f ′(x )=αx α-1 f (x )=sin xf ′(x )=cos_x f (x )=cos xf ′(x )=-sin_x f (x )=e xf ′(x )=e x f (x )=a x (a >0,a ≠1)f ′(x )=a x ln_a f (x )=ln xf ′(x )=1x f (x )=log a x(a >0,a ≠1)f ′(x )=1x ln a 3.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). 4.定积分(1)定积分的概念在⎠⎛a bf (x )d x 中,a ,b 分别叫做积分下限与积分上限,区间[a ,b ]叫做积分区间,f (x )叫做被积函数,x 叫做积分变量,f (x )d x 叫做被积式.(2)定积分的性质①⎠⎛a b kf (x )d x =k ⎠⎛a b f (x )d x (k 为常数); ②⎠⎛a b [f 1(x )±f 2(x )]d x =⎠⎛a b f 1(x )d x ±⎠⎛a bf 2(x )d x ;③⎠⎛a b f (x )d x =⎠⎛a c f (x )d x +⎠⎛c b f (x )d x (其中a <c <b ).1.若f (x )=x ·e x ,则f ′(1)=________.答案:2e2.曲线y =1-2x +2在点(-1,-1)处的切线方程为________. 答案:2x -y +1=01.(2020·珠海调考)下列求导运算正确的是( )。
《导数的概念及其运算》活动导学案
【学习目标】
1、 会用导数定义、导数公式以及导数运算法则求函数的导数;
2、会根据导数的几何意义求有关切线的问题.
【重难点】导数的几何意义 【课时安排】1课时
【活动过程】
一、自学质疑
1.已知物体的运动方程为s =t 2+3t
(t 是时间,s 是位移),则物体在时刻t =2时的速度为________. 2.设y =x 2·e x ,则y ′=______________.
3.已知函数y =f (x )的图象在点M (1,f (1))处的切线方程是y =12
x +2,则f (1)+f ′(1)=________. 4.若函数f (x )=e x +a e -x 的导函数是奇函数,并且曲线y =f (x )的一条切线的斜率是32
,则切点的横坐标是________.
5.已知函数f (x )=f ′(π4)cos x +sin x ,则f (π4
)=________. 二、互动研讨:
探究点一 求函数的导数
利用导数的定义求函数的导数:
(1)f (x )=1x
在x =1处的导数;
探究点二 导数的运算
求下列函数的导数:
(1)y =(1-x )⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x ; (2)y =ln x x
; (3)y =x e x ; (3)y =tan x .
(4)y =e x ·cos x ; (5)y =x -sin x 2cos x 2
; 变式:求下列函数的导数:
(1)y =x 2sin x ;(2)y =3x e x -2x +e ;(3)y =ln x x 2+1
.
(3)设函数f (x )在(0,+∞)内可导,且f (e x )=x +e x ,则f ′(1)=________.
探究点三 导数的几何意义
(1)(2013·广东卷)若曲线y =kx +ln x 在点(1,k )处的切线平行于x 轴,则k =________.
(2)设f (x )=x ln x +1,若f ′(x 0)=2,则f (x )在点(x 0,y 0)处的切线方程为____________________.
【训练2】 (1)(2012·新课标全国卷)曲线y =x (3ln x +1)在点(1,1)处的切线方程为____________________.
(3)若函数f (x )=e x cos x ,则此函数图象在点(1,f (1))处的切线的倾斜角为________(锐角、直角、钝角).
探究点四、导数运算与导数几何意义的应用
1、已知曲线y =13x 3+43
. (1)求曲线在点P (2,4)处的切线方程;(2)求曲线过点P (2,4)的切线方程;
(3)求满足斜率为1的曲线的切线方程.
2、设l 为曲线C :y =ln x x
在点(1,0)处的切线. (1)求l 的方程;
(2)试证明:除切点(1,0)之外,曲线C 在直线l 的下方.
变式:某物体在t (单位:s )时离出发点的距离(单位:m )是t t t t f 232)(23++=
. (1)求在第s 1内的平均速度;(2)求在s 1末的瞬时速度;
(3)经过多少时间物体的运动速度达到14s m /.
检测反馈
1.曲线x e y =在点),2(2e 处的切线与坐标轴围成的三角形面积为 .
2.已知函数22
1)0()(x x f e x f x +
-=,则=)1('f .
3.已知函数1
4)(+=x x
e e x
f ,则)(x f 的导函数)('x f 的值域为 .
4.设P 是函数)1(+=
x x y 图象上异于原点的动点,且该图象在点P 处的切线倾斜角为θ,则θ的取值
范围是 .
5、若存在过点O (0,0)的直线l 与曲线f (x )=x 3-3x 2+2x 和y =x 2+a 都相切,则a 的值是________.
6、函数y =ln x (x >0)的图象与直线y =12
x +a 相切,则a 等于________.。