高中数学导数讲义完整版
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高中数学导数讲义完整版第一部分 导数的背景一、导入新课 1. 瞬时速度问题1:一个小球自由下落,它在下落3秒时的速度是多少? (221gt s =,其中g 是重力加速度).2. 切线的斜率问题2:P (1,1)是曲线2x y =上的一点,Q 是曲线上点P 附近的一个点,当点Q 沿曲线逐渐向点P 趋近时割线PQ 的斜率的变化情况.3. 边际成本问题3:设成本为C ,产量为q ,成本与产量的函数关系式为103)(2+=q q C ,我们来研究当q =50时,产量变化q ∆对成本的影响. 二、小结:瞬时速度是平均速度ts∆∆当t ∆趋近于0时的极限;切线是割线的极限位置,切线的斜率是割线斜率xy∆∆当x ∆趋近于0时的极限;边际成本是平均成本q C ∆∆当q ∆趋近于0时的极限.三、练习与作业:1. 某物体的运动方程为25)(t t s =(位移单位:m ,时间单位:s )求它在t =2s 时的速度. 2. 判断曲线22x y =在点P (1,2)处是否有切线,如果有,求出切线的方程. 3. 已知成本C 与产量q 的函数关系式为522+=q C ,求当产量q =80时的边际成本. 4. 一球沿某一斜面自由滚下,测得滚下的垂直距离h (单位:m )与时间t (单位:s )之间的函数关系为2t h =,求t =4s 时此球在垂直方向的瞬时速度. 5. 判断曲线221x y =在(1,21)处是否有切线,如果有,求出切线的方程.6. 已知成本C 与产量q 的函数关系为742+=q C ,求当产量q =30时的边际成本.第二部分 导数的概念一、新课:1.设函数)(x f y =在0x x =处附近有定义,当自变量在0x x =处有增量x ∆时,则函数()y f x =相应地有增量)()(00x f x x f y -∆+=∆,如果0→∆x 时,y ∆与x ∆的比xy∆∆(也叫函数的平均变化率)有极限(即xy∆∆无限趋近于某个常数),我们把这个极限值叫做函数)(x f y =在0x x →处的导数,记作0/x x y =,即xx f x x f x f x ∆-∆+=→∆)()(lim)(0000/。
导数【知识归纳】1、导数的概念函数y=f(x),如果自变量x 在x 0处有增量x ∆,那么函数y 相应地有增量y ∆=f (x 0+x ∆)-f (x 0),比值x y ∆∆叫做函数y=f (x )在x 0到x 0+x ∆之间的平均变化率,即x y ∆∆=x x f x x f ∆-∆+)()(00。
如果当0→∆x 时,x y∆∆有极限,我们就说函数y=f(x)在点x 0处可导,并把这个极限叫做f (x )在点x 0处的导数,记作f’(x 0)或y’|0x x =。
即f (x 0)=0lim →∆x xy ∆∆=0lim →∆x x x f x x f ∆-∆+)()(00。
说明:(1)函数f (x )在点x 0处可导,是指0→∆x 时,xy ∆∆有极限。
如果x y ∆∆不存在极限,就说函数在点x 0处不可导,或说无导数。
(2)x ∆是自变量x 在x 0处的改变量,0≠∆x 时,而y ∆是函数值的改变量,可以是零。
由导数的定义可知,求函数y=f (x )在点x 0处的导数的步骤:(1)求函数的增量y ∆=f (x 0+x ∆)-f (x 0);(2)求平均变化率xy ∆∆=x x f x x f ∆-∆+)()(00; (3)取极限,得导数f’(x 0)=x y x ∆∆→∆0lim。
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是曲线y=f (x )在点p (x 0,f (x 0))处的切线的斜率。
也就是说,曲线y=f (x )在点p (x 0,f (x 0))处的切线的斜率是f’(x 0)。
相应地,切线方程为y -y 0=f /(x 0)(x -x 0)。
3、几种常见函数的导数:①0;C '= ②()1;n n x nx-'= ③(sin )cos x x '=; ④(cos )sin x x '=-; ⑤();x x e e '=⑥()ln x xa a a '=; ⑦()1ln x x '=; ⑧()1l g log a a o x e x '=.4、两个函数的和、差、积的求导法则法则1:两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的和(或差),即: (.)'''v u v u ±=±法则2:两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘以第二个函数,加上第一个函数乘以第二个函数的导数,即:.)('''uv v u uv +=若C 为常数,'''''0)(Cu Cu Cu u C Cu =+=+=.即常数与函数的积的导数等于常数乘以函数的导数:.)(''Cu Cu =法则3:两个函数的商的导数,等于分子的导数与分母的积,减去分母的导数与分子的积再除以分母的平方:⎪⎭⎫ ⎝⎛v u ‘=2''v uv v u -(v ≠0)。
高中数学导数全章详细教案一、导数的概念与意义1.1 导数的定义导数表示一个函数在某一点处的变化率,定义如下:$$f'(x)=\lim_{\Delta x \to 0}\frac{f(x+\Delta x)-f(x)}{\Delta x}$$1.2 导数的物理意义导数可以表示函数在某一点的切线斜率,也可以表示函数在某一点的速度、加速度等物理量。
1.3 导数的几何意义导数表示函数曲线在某一点的切线斜率,也可以用来描述函数曲线的凹凸性等几何特性。
二、导数的计算方法2.1 导数的基本计算法则- 常数函数的导数为零- 幂函数的导数- 指数函数的导数- 对数函数的导数- 三角函数的导数- 反三角函数的导数2.2 导数的运算法则- 和、差、积函数的导数法则- 商函数的导数法则- 复合函数的导数法则2.3 隐函数求导对含有隐函数的方程两边同时求导,然后解出导数。
2.4 参数方程求导将参数方程表示的函数关系化简为常规函数后再求导。
三、导数的应用3.1 函数的单调性与极值通过导数的符号变化可以判断函数的单调性和极值。
3.2 函数的凹凸性与拐点通过导数的变化可以判断函数的凹凸性和拐点。
3.3 弧长与曲率通过导数可以求解函数曲线的弧长和曲率。
3.4 泰勒公式用导数的信息来近似表示函数的值,通过泰勒公式可以得到较好的近似结果。
四、导数的图像4.1 函数的导数图像通过函数的导数图像可以观察函数的单调性、凹凸性、极值等性质。
4.2 函数曲线的特性通过导数的信息可以画出函数曲线的切线、凹凸性、拐点等特性。
以上是高中数学导数章节的详细教案,希望对学习导数的同学有所帮助。
导数的简单自学讲义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()()0000lim lim x x f x x f x y x x∆→∆→+∆-∆=∆∆为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′|x =x 0(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(瞬时速度就是位移函数s (t )对时间t 的导数).相应地,切线方程为y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0).2.函数f (x )的导函数称函数f ′(x )=()()0lim x f x x f x x∆→+∆-∆为f (x )的导函数.3.基本初等函数的导数公式(*)4.利用导数的定义求函数的导数(1)根据导数的定义求函数在点处导数的方法: ①求函数的增量; ②求平均变化率; ③得导数,简记作:一差、二比、三极限.(2)函数的导数与导数值的区间与联系:导数是原来函数的导函数,而导数值是导函数在某一点的函数值,导数值是常数.5.导数的运算法则1) .[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x );2) .[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x );3) .()()()()()()()2f x f x g x f x g x g x g x '⎡⎤''-=⎢⎥⎡⎤⎣⎦⎣⎦(g (x )≠0) 4) 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 ′,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.例题精析【例题1】求函数y =x=1处的导数. 【例题2】一质点运动的方程为.(1) 求质点在t=1时的瞬时速度;(2) 求质点在t=1时的瞬时加速度;【例题3】求下列函数的导数.【例题4】已知曲线,(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;。
完整版)导数讲义(学生新版)导数一、导数的概念函数y=f(x),如果自变量x在x处有增量Δx,那么函数y 相应地有增量Δy=f(x+Δx)−f(x),比值化率,即Δy/Δx叫做函数y=f(x)在x到x+Δx之间的平均变化率。
如果当Δx→0时,有极限,我们就说函数y=f(x)在点x处可导,并把这个极限叫做f(x)在点x处的导数,记作f’(x)或y’|x=x。
例如,若lim(Δy/Δx)=k,则lim(Δy/f(x+2Δx)−f(x)/Δx)=lim(2k)等于()=k,因此f’(x)=lim(Δy/Δx)。
变式训练:设函数f(x)在点x处可导,试求下列各极限的值:1.lim(f(x−Δx)−f(x))/Δx;2.lim(f(x+h)−f(x−h))/2h;3.若f’(x)=2,则lim(f(x−k)−f(x))/k=?二、导数的几何意义函数y=f(x)在点x处的导数的几何意义是曲线y=f(x)在点p(x,f(x))处的切线的斜率。
也就是说,曲线y=f(x)在点p(x,f(x))处的切线的斜率是f’(x)。
切线方程为y−f(x)=(f’(x))(x−x)。
三、导数的运算1.基本函数的导数公式:①C’=0;(C为常数)②x^n’=nx^(n−1);③(sin x)’=cos x;④(cos x)’=−sin x;⑤(e^x)’=e^x;⑥(ax)’=axln a;⑦(ln x)’=1/x;⑧(log_a x)’=log_a e/x。
题:求下列函数的导数:(8分钟独立完成)1)f(x)=π;(2)f(x)=x^4;(3)f(x)=x;(4)f(x)=sin x;(5)f(x)=−cos x;(6)f(x)=3x;(7)f(x)=e^x;(8)f(x)=log_2 x;(9)f(x)=ln x;(10)f(x)=1/(1+x);(11)y=x^4+cos x;(12)y=x/(4+x^2);(13)y=log x−e^x;(14)y=x^3 cos x。
高中数学导数讲义完整版第一部分 导数的背景一、导入新课 1. 瞬时速度问题1:一个小球自由下落,它在下落3秒时的速度是多少? (221gt s =,其中g 是重力加速度).2. 切线的斜率问题2:P (1,1)是曲线2x y =上的一点,Q 是曲线上点P 附近的一个点,当点Q 沿曲线逐渐向点P 趋近时割线PQ 的斜率的变化情况.3. 边际成本问题3:设成本为C ,产量为q ,成本与产量的函数关系式为103)(2+=q q C ,我们来研究当q =50时,产量变化q ∆对成本的影响. 二、小结:瞬时速度是平均速度t s ∆∆当t ∆趋近于0时的极限;切线是割线的极限位置,切线的斜率是割线斜率xy ∆∆当x ∆趋近于0时的极限;边际成本是平均成本qC∆∆当q ∆趋近于0时的极限.三、练习与作业:1. 某物体的运动方程为25)(t t s =(位移单位:m ,时间单位:s )求它在t =2s 时的速度. 2. 判断曲线22x y =在点P (1,2)处是否有切线,如果有,求出切线的方程. 3. 已知成本C 与产量q 的函数关系式为522+=q C ,求当产量q =80时的边际成本.4. 一球沿某一斜面自由滚下,测得滚下的垂直距离h (单位:m )与时间t (单位:s )之间的函数关系为2t h =,求t =4s 时此球在垂直方向的瞬时速度. 5. 判断曲线221x y =在(1,21)处是否有切线,如果有,求出切线的方程.6. 已知成本C 与产量q 的函数关系为742+=q C ,求当产量q =30时的边际成本.第二部分 导数的概念一、新课:1.设函数)(x f y =在0x x =处附近有定义,当自变量在0x x =处有增量x ∆时,则函数()y f x =相应地有增量)()(00x f x x f y -∆+=∆,如果0→∆x 时,y ∆与x ∆的比x y ∆∆(也叫函数的平均变化率)有极限(即xy∆∆无限趋近于某个常数),我们把这个极限值叫做函数)(x f y =在0x x →处的导数,记作0/x x y =,即xx f x x f x f x ∆-∆+=→∆)()(lim)(0000/。
一般地,a x b a x =∆+→∆)(lim 0,其中b a ,为常数。
特别,a a x =→∆0lim 。
二、练习1.已知物体做自由落体运动的方程为21(),2s s t gt ==若t ∆无限趋近于0时,(1)(1)s t s t+∆-∆无限趋近于9.8/m s ,那么正确的说法是( )A .9.8/m s 是在0~1s 这一段时间内的平均速度B .9.8/m s 是在1~(1+t ∆)s 这段时间内的速度C .9.8/m s 是物体从1s 到(1+t ∆)s 这段时间内的平均速度D .9.8/m s 是物体在1t s =这一时刻的瞬时速度.2.若/(1)2015f =,则x f x f x ∆-∆+→∆)1()1(lim 0= ,xf x f x ∆--∆+→∆)1()1(lim 0= ,x x f f x ∆∆+-→∆4)1()1(lim 0= , xf x f x ∆-∆+→∆)1()21(lim 0= 。
三、导数如果函数)(x f y =在开区间),(b a 内的每点处都有导数,此时对于每一个),(b a x ∈,都对应着一个确定的导数)(/x f ,从而构成了一个新的函数)(/x f 。
称这个函数)(/x f 为函数)(x f y =在开区间内的导函数,简称导数,也可记作/y ,即 )(/x f =/y =xx f x x f x y x x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(limlim 00 函数)(x f y =在0x 处的导数0/x x y =就是函数)(x f y =在开区间),(b a )),((b a x ∈上导数)(/x f 在0x 处的函数值,即0/x x y ==)(0/x f 。
所以函数)(x f y =在0x 处的导数也记作)(0/x f 。
注:1.如果函数)(x f y =在开区间),(b a 内每一点都有导数,则称函数)(x f y =在开区间),(b a 内可导。
2.导数与导函数都称为导数,这要加以区分3.求导函数时,只需将求导数式中的0x 换成x 就可,即)(/x f =xx f x x f x ∆-∆+→∆)()(lim 04.由导数的定义可知,求函数)(x f y =的导数的一般方法是: (1).求函数的改变量)()(x f x x f y -∆+=∆。
(2).求平均变化率xx f x x f x y ∆-∆+=∆∆)()(。
(3).取极限,得导数/y =xy x ∆∆→∆0lim 。
例1.求122-=x y 在x =-3处的导数。
例2.已知函数x x y +=2 (1)求/y 。
(2)求函数x x y +=2在x =2处的导数。
四、练习与作业: 1.求下列函数的导数:(1)43-=x y ; (2)x y 21-= (3)x x y 1232-= (3)35x y -=2.求函数12+=x y 在-1,0,1处导数。
3.求下列函数在指定点处的导数:(1)2,02==x x y ; (2)0,3102==x x y ;(3)1,)2(02=-=x x y (4)1,02-=-=x x x y .4.求下列函数的导数:(1);14+=x y (2)210x y -=; (3);323x x y -= (4)722+=x y 。
5.求函数x x y 22-=在-2,0,2处的导数。
作业1.若)(lim 0x f x →存在,则/)](lim [x f x →=_____2.若2)(x x f =,则1)1()(lim 1--→x f x f x =______________3.求下列函数的导数:(1)14020224+--=x x x y (2)432615423x x x x y --++= (3))3)(12(23x x x y ++= (4)32)1()2(-+=x x y4.某工厂每日产品的总成本C 是日产量x 的函数,即2571000)(x x x C ++=,试求: (1)当日产量为100时的平均成本;(2)当日产量由100增加到125时,增加部分的平均成本; (3)当日产量为100时的边际成本.5.设电量与时间的函数关系为1322++=t t Q ,求t =3s 时的电流强度.6.设质点的运动方程是1232++=t t s ,计算从t =2到t =2+t ∆之间的平均速度,并计算当t ∆=0.1时的平均速度,再计算t =2时的瞬时速度.7.若曲线1232+=x y 的切线垂直于直线0362=++y x ,试求这条切线的方程. 8.在抛物线22x x y -+=上,哪一点的切线处于下述位置?(1)与x 轴平行(2)平行于第一象限角的平分线.(3)与x 轴相交成45°角9.已知曲线22x x y -=上有两点A (2,0),B (1,1),求:(1)割线AB 的斜率AB k ; (2)过点A 的切线的斜率AT k ;(3)点A 处的切线的方程.10.在抛物线2x y =上依次取M (1,1),N (3,9)两点,作过这两点的割线,问:抛物线上哪一点处的切线平行于这条割线?并求这条切线的方程.11.已知一气球的半径以10cm/s 的速度增长,求半径为10cm 时,该气球的体积与表面积的增长速度.12.一长方形两边长分别用x 与y 表示,如果x 以0.01m/s 的速度减小,y 边以0.02m/s 的速度增加,求在x =20m ,y =15m 时,长方形面积的变化率.13.(选做)证明:过曲线2a xy =上的任何一点(00,y x )(00>x )的切线与两坐标轴围成的三角形面积是一个常数.(提示:2/1)1(x x-=)第一部分 函数求导一、导数定义1. 简单函数的定义求导的方法(一差、二比、三取极限)(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)取极限求导数=)(0'x f xx f x x f x ∆-∆+→∆)()(lim 0002.导数与导函数的关系:特殊与一般的关系。
函数在某一点)(0'x f 的导数就是导函数)(x f ,当0x x =时的函数值。
3.常用的导数公式及求导法则: (1)公式xx a x x e e a a a x x x x x n x c a xx x x n n 1n l ln 1g lo )(ln )(sin s co cos n si )(01='⋅='='⋅='-='='⋅='='- (2)法则:)()()()()())()(()()()()())()(()()())()((2x g x f x g x g x f x g x f x f x g x g x f x g x f x g x f x g x f ⋅'-⋅'='⋅'+⋅'='⋅'+'='+ 二、例: (1)()324y xx=- (2)sin x y x=(3)3cos 4sin y x x =- (4)()223y x =+ (5)()ln 2y x =+第二部分 复合函数的导数一、基本公式:如果函数)(x ϕ在点x 处可导,函数f (u )在点u=)(x ϕ处可导,则复合函数y= f (u )=f [)(x ϕ]在点x 处也可导,并且 (f [)(x ϕ])ˊ= [])(x f ϕ')(x ϕ' 或记作 x y '=u y '•x u '二、例题: 例1求下列函数的导数x y23-= 4)31(1x y -=51x x y -= 例2求下列函数的导数 (1)y=x 21-cos x (2)y=ln (x +21x +) (3) ()ln(ln(ln ))f x x =(4) 22()(32)sin 3f x x x x =-+三、求下函数的导数.1、(1)cos3xy = (2)21y x =- 2、(1)y =(5x -3)4 (2)y =(2+3x )5 (3)y =(2-x 2)3(4)y =(2x 3+x )23、(1)y =32)12(1-x (2)y =4131+x (3)y =sin(3x -6π) (4)y =cos(1+x 2) 4、⑴32)2(x y -=; ⑵2sin x y =;⑶)4cos(x y -=π; ⑷)13sin(ln -=x y .5、 (1) y =sin x 3+sin 33x ; (2)122sin -=x x y (3))2(log 2-x a (4))132ln(2++x x导数的应用一:求切线方程导数的几何意义:)(x f 在0x x =处的导数就是)(x f 在0x x =处的切线斜率曲线C :y =f (x )在其上一点P (x 0,f (x 0))处的切线方程为y -f (x 0)=f '(x 0)(x -x 0). 问题1:如何求解曲线的切线?求切线问题的基本步骤:找切点 求导数 得斜率 题1.求曲线y=x 2在点(1,1)处的切线方程.练习1:已知1()f x x -=,求曲线()y f x =在1x =-处的切线斜率和切线方程.练习2: 如图,函数)(x f y =的图象在点P 处的切线方程是8+-=x y ,则)5()5(f f '+= . 变式1:求曲线y=x 2过点(0,-1)的切线方程 变式2.已知曲线21y x =+(1)求曲线在点(1,2)P 处的切线方程;(2)求曲线过点(1,1)Q 的切线方程;变3:已知2()1f x x =-,求曲线()y f x =在12x =处的切线斜率是多少?题2、在曲线31y x x =+-上求一点P ,使过点P 点的切线与直线47y x =-平行。