高二数学第三章§3计算导数应用创新演练北师大版选修11
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§3 计算导数 课时目标 1.会计算函数在一个点处的导数.2.理解导函数的概念.3.了解导数公式表.1.计算函数y =f(x)在点x =x 0处的导数的步骤:(1)计算函数的增量:Δy =f(Δx +x 0)-f(x 0)(2)确定平均变化率:Δy Δx =0+Δ-0Δx(3)当Δx 趋于0时,得到导数:f′(x 0)=0lim x ∆→0-Δ-0Δx 2.导函数一般地,如果一个函数f(x)在区间(a ,b)上的每一点x 处都有导数,导数值记为f′(x),则f′(x)=______________________,则f′(x)为f(x)的__________,简称导数.3.导数公式表函数 导函数 函数 导函数y =c (c 是常数)y′=0 y =sin x y′=cos x y =x α (α为实数)y′=αx α-1 y =cos x y′=-sin x y =a x(a>0,a≠1) y′=a x ln a 特别地(e x )=e xy =tan x y′=1cos 2x y =log a x (a>0,a≠1) y′=1x ln a特别地(ln x)′=1x y =cot x y′=-1sin 2x一、选择题1.已知函数f(x)=13,则f′(x)等于( ) A .-33 B .0 C .33D . 3 2.曲线y =-1x 在点⎝⎛⎭⎪⎫2,-12处的切线方程为( ) A .x -4y -4=0 B .x -y -4=0C .x -4y =0D .2x -4y -4=03.函数y =3x 2+2x +1在点x =1处的导数为( )A .3B .7C .8D .14.曲线y =x 2上切线倾斜角为π4的点是( ) A .(0,0) B .(2,4)C .⎝ ⎛⎭⎪⎫14,116D .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,145.函数y =(x -1)2的导数是( )A .(x -1)2B .2(x -1)C .2(1-x)D .-26.y =cos x 在点x =π6处的导数为( )A .32 B .- 32 C .-12 D .12题 号 1 2 3 4 5 6答 案二、填空题7.函数y =5x +4的导数为________.8.函数f(x)=x 2+3x 导数为5的点是________.9.曲线y =ln x 在x =1处的切线斜率为________.三、解答题10.已知函数y =x 2+4x ,求x =1,2处的导数值.11.已知f(x)=log 2x ,利用导数公式求f′(2).能力提升12.给出下列结论:①(cos x)′=sin x ;②⎝ ⎛⎭⎪⎫sin π3′=cos π3;③若y =1x 2,则y′=-1x ;④⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x ′=12x x .其中正确的个数是( )A .0B .1C .2D .313.已知f′(x)是一次函数,x 2f′(x)-(2x -1)f(x)=1,求f(x)的解析式.1.“函数f(x)在点x 0处的导数”是一个数值,不是变数,“导函数”是一个函数,二者有本质的区别,但又有密切关系,f′(x 0)是其导数y =f′(x)在x =x 0处的一个函数值,求函数在一点处的导数,一般先求出函数的导数,再计算这一点处的导数值.2.可以利用导数公式计算函数在某点处的导数.§3 计算导数知识梳理2.f′(x)=lim x ∆→+Δ-Δx 导函数 作业设计1.B2.A3.C4.D5.B6.C7.58.(1,4)9.1解析 y′=1x,∴f′(1)=1. 10.解 f′(1)=0lim x ∆→+Δ-Δx=0limx ∆→+Δ2++Δ-1-4Δx =0lim x ∆→Δ2+ΔΔx =6. f′(2)=0limx ∆→+Δ-Δx =0lim x ∆→+Δ2++Δ-22-4×2Δx=8.11.解 ∵f′(x)=(log 2x)′=1x ln 2=2x ln 2, ∴f′(2)=1ln 2. 12.B13.解 由f′(x)为一次函数可知f(x)为二次函数.设f(x)=ax 2+bx +c (a≠0),则f′(x)=2ax +b.把f(x),f′(x)代入方程x 2f′(x)-(2x -1)f(x)=1中得:x 2(2ax +b)-(2x -1)(ax 2+bx +c)=1,即(a -b)x 2+(b -2c)x +c -1=0要使方程对任意x 恒成立,则需有a =b ,b =2c ,c -1=0,解得a =2,b =2,c =1,所以f(x)=2x 2+2x +1.。
第三章 §4一、选择题1.y =ax 2+1的图像与直线y =x 相切,则a =( )A.18B.14C.12D .1 [答案] B[解析] y ′=2ax ,设切点为(x 0,y 0),则2ax 0=1,∴x 0=12a ,∴y 0=12a ,代入y =ax 2+1得,1 2a =14a+1, ∴a =14,故选B. 2.(2014·山师附中高二期中)设f (x )=sin x -cos x ,则f (x )在x =π4处的导数f ′(π4)=( ) A. 2B .- 2C .0 D.22 [答案] A[解析] ∵f ′(x )=cos x +sin x ,∴f ′(π4)=cos π4+sin π4=2,故选A. 3.函数y =cos x x的导数是( ) A .-sin x x2 B .-sin x C .-x sin x +cos x x 2D .-x cos x +cos x x 2[答案] C[解析] y ′=⎝⎛⎭⎫cos x x ′=(cos x )′x -cos x ·(x )′x 2=-x sin x -cos x x 2. 4.(2014·辽宁六校联考)设a ∈R ,函数f (x )=e x +a ·e -x 的导函数y =f ′(x )是奇函数,若曲线y =f (x )的一条切线斜率为32,则切点的横坐标为( ) A.ln22B .-ln22C .ln2D .-ln2 [答案] C[解析] f ′(x )=e x -a e -x ,由f ′(x )为奇函数,得f ′(x )=-f ′(-x ),即(a -1)(e x +e -x )=0恒成立,∴a =1,∴f (x )=e x +e -x ,设切点的横坐标为x 0,由导数的几何意义有e x 0-e -x 0=32,解得x 0=ln2,故选C.5.(2014·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 -1 D .-e [答案] C[解析] ∵f (x )=2xf ′(e)+ln x ,∴f ′(x )=2f ′(e)+1x, ∴f ′(e)=2f ′(e)+1e ,解得f ′(e)=-1e,故选C. 6.(2014·泸州市一诊)若曲线f (x )=x -12在点(a ,f (a ))处的切线与两条坐标轴围成的三角形的面积为18,则a =( )A .64B .32C .16D .8 [答案] A[解析] ∵f ′(x )=-12x -32 ,∴f ′(a )=-12a -32 , ∴切线方程为y -a -12 =-12a -32 (x -a ).令x =0得y =32a -12 ,令y =0得x =3a ,由条件知12·32a -12 ·3a =18,∴a =64.二、填空题7.已知函数y =f (x )的图像在点M (1,f (1))处的切线方程是y =12x +2,则f (1)+f ′(1)=________. [答案] 3[解析] ∵已知切点在切线上,∴f (1)=12+2=52,又函数在切点处的导数为切线斜率,∴f ′(1)=12, ∴f (1)+f ′(1)=3.8.等比数列{a n }中,a 1=2,a 8=4,函数f (x )=x (x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8),则f ′(0)=________.[答案] 212[解析] f ′(x )=x ′·[(x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8)]+[(x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8)]′·x=(x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8)+[(x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8)]′·x ,所以f ′(0)=(0-a 1)(0-a 2)…(0-a 8)+[(0-a 1)(0-a 2)…(0-a 8)]′·0=a 1a 2…a 8.因为数列{a n }为等比数列,所以a 2a 7=a 3a 6=a 4a 5=a 1a 8=8,所以f ′(0)=84=212.9.(2014·福建省闽侯二中、永泰二中、连江侨中、长乐二中联考)曲线y =x 3-x +3在点(1,3)处的切线方程为________.[答案] 2x -y +1=0[解析] ∵点(1,3)在曲线y =x 3-x +3上,y ′=3x 2-1,∴曲线y =x 3-x +3在点(1,3)处的切线的斜率为y ′|x =1=(3x 2-1)|x =1=2,∴切线方程为y -3=2(x -1),即2x -y +1=0.三、解答题10.函数f (x )=x 3-x 2-x +1的图像上有两点A (0,1)和B (1,0),在区间(0,1)内求实数a ,使得函数f (x )的图像在x =a 处的切线平行于直线AB .[答案] 23[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 =23.一、选择题11.若函数f (x )=e x sin x ,则此函数图像在点(4,f (4))处的切线的倾斜角为( )A.π2B .0C .钝角D .锐角[答案] C[解析] y ′|x =4=(e x sin x +e x cos x )|x =4=e 4(sin4+cos4)=2e 4sin(4+π4)<0,故倾斜角为钝角,选C.12.曲线y =13x 3+x 在点(1,43)处的切线与坐标轴围成的三角形面积为( ) A.19B.29C.13D.23 [答案] A[解析] 对函数y =13x 3+x 求导得y ′=x 2+1,将x =1代入得曲线y =13x 3+x 在点(1,43)处的切线斜率为k =2,故切线方程是y -43=2(x -1),该切线与坐标轴的交点是(13,0),(0,-23),故围成的三角形面积为19,故选A. 13.曲线y =sin x sin x +cos x -12在点M (π4,0)处的切线的斜率为( ) A .-12B.12 C .-22 D.22[答案] B[解析] y ′=cos x (sin x +cos x )-sin x (cos x -sin x )(sin x +cos x )2=11+sin2x.二、填空题14.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________.[答案] y =-3x[解析] f ′(x )=3x 2+2ax +(a -3),又f ′(-x )=f ′(x ),即3x 2-2ax +(a -3)=3x 2+2ax +(a -3),对任意x ∈R 都成立, 所以a =0,f ′(x )=3x 2-3,f ′(0)=-3,曲线y =f (x )在原点处的切线方程为y =-3x .三、解答题15.求下列函数的导数.(1)y =1+x 1-x +1-x 1+x; (2)y =-sin x 2(1-2sin 2x 4). [答案] (1)y ′=4(1-x )2 (2)y ′=-12cos x [解析] (1)y =(1+x )21-x +(1-x )21-x =2(1+x )1-x=41-x-2,所以y ′=(41-x -2)′=4(1-x )2. (2)y =-sin x 2·cos x 2=-12sin x , ∴y ′=(-12sin x )′=-12cos x . 16.若两曲线y =3x 3+ax 与y =x 2-ax +1在x =1处的切线互相平行,求a 的值.[答案] -72[解析] 由y =3x 3+ax 得y ′=9x 2+a ,∴x =1处切线斜率为9+a ;由y =x 2-ax +1得y ′=2x -a ,∴x =1处切线斜率为2-a ,由条件知9+a =2-a ,∴a =-72. 17.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] (1)13x -y -32=0 (2)l :y =13x ;切点(-2,-26) (3)切点为(1,-14)时,切线方程4x -y -18=0;切点为(-1,-18)时,切线方程4x -y -14=0[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 =-x 4+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. 即4x -y -18=0或4x -y -14=0.。
第三章 §1一、选择题1.函数y =f (x )的自变量x 由x 0改变到x 0+Δx 时,函数值的改变量Δy 等于( )A .f (x 0+Δx )B .f (x 0)+ΔxC .f (x 0)·ΔxD .f (x 0+Δx )-f (x 0)[答案] D[解析] 写出自变量x 0和x 0+Δx 对应的函数值f (x 0)和f (x 0+Δx ),两式相减,就得到了函数值的改变量.2.f (x )=3x 在x 从1变到3时的平均变化率等于( )A .12B .24C .2D .-12 [答案] A[解析] Δy =f (3)-f (1)=33-3=24,∴Δy Δx =243-1=12.故选A. 3.在x =1附近,取Δx =0.3,在四个函数①y =x ;②y =x 2;③y =x 3;④y =1x中.平均变化率最大的是( )A .④B .③C .②D .① [答案] B[解析] ①的平均变化率为1,②的平均变化率为2.3,③的平均变化率为3.99,④的平均变化率为-0.77.4.已知函数y =2x,当x 由2变为1.5时,函数的增量为( ) A .1B .2 C.13D.32 [答案] C[解析] Δy =21.5-22=13. 5.若函数f (x )=2x 2-1的图像上一点(1,1)及邻近一点(1+Δx,1+Δy ),则Δy Δx等于( ) A .4 B .4xC .4+2ΔxD .4+2(Δx )2[答案] C [解析] Δy =f (1+Δx )-f (1)=2(1+Δx )2-1-2+1=4Δx +2Δx 2,∴Δy Δx=4+2Δx . 6.一质点运动的方程为s =5-3t 2,则在一段时间[1,1+Δt ]内相应的平均速度为( )A .3Δt +6B .-3Δt +6C .3Δt -6D .-3Δt -6[答案] D[解析] 平均速度为5-3(1+Δt )2-(5-3×12)1+Δt -1=-3Δt 2-6Δt Δt=-3Δt -6, 故选D.二、填空题7.y =x 2-2x +3在x =2附近的平均变化率是________.[答案] 2+Δx[解析] Δy =(2+Δx )2-2(2+Δx )+3-(22-2×2+3)=(Δx )2+2Δx .∴Δy Δx =(Δx )2+2Δx Δx =Δx +2. 8.物体的运动方程是s (t )=4t -0.3t 2,则从t =2到t =4的平均速度是________.[答案] 2.2[解析] 由题意,可得Δt =4-2=2,Δs =(4×4-0.3×42)-(4×2-0.3×22)=11.2-6.8=4.4,∴平均速度为Δs Δt =4.42=2.2,故填2.2. 9.一个做直线运动的物体,其位移s 与时间t 的函数关系是s =3t -t 2,则此物体在t =2时的瞬时速度为____________.[答案] -1[解析] 因为Δs =3(2+Δt )-(2+Δt )2-(3×2-22)=6+3Δt -4-4Δt -(Δt )2-6+4=-Δt -(Δt )2所以Δs Δt =-Δt -(Δt )2Δt =-1-Δt ,当Δt 趋于0时,Δs Δt 趋于-1, 故物体在t =2时的瞬时速度为-1.三、解答题10.已知函数f (x )=x 2+x ,分别计算f (x )在自变量x 从1变到3和从1变到2时的平均变化率.[答案] 5和4[解析] 自变量x 从1变到3时,函数f (x )的平均变化率为f (3)-f (1)3-1=32+3-(12+1)2=5, 自变量x 从1变到2时,函数f (x )的平均变化率为f (2)-f (1)2-1=22+2-(12+1)1=4.一、选择题11.质点运动规律为s =2t 2+5,则在时间(3,3+Δt )中,相应的平均速度等于( )A .6+ΔtB .12+Δt +9ΔtC .12+2ΔtD .12[答案] C[解析] Δs Δt =[2(3+Δt )2+5]-(2×32+5)Δt =12+2Δt .12.一个物体的运动方程是s =2t 2+at +1,该物体在t =1的瞬时速度为3,则a =( )A .-1B .0C .1D .7 [答案] A[解析] Δs =2(1+Δt )2+a (1+Δt )+1-(2+a +1)=Δt 2+(4+a )Δt ,由条件知lim Δt →0 Δs Δt =lim Δt →0(Δt +4+a )=4+a =3, ∴a =-1.13.函数y =f (x )=x 2在区间[x 0,x 0+Δx ]上的平均变化率为k 1,在区间[x 0-Δx ,x 0]上的平均变化率为k 2,则k 1与k 2的大小关系为( )A .k 1>k 2B .k 1<k 2C .k 1=k 2D .不确定[答案] A[解析] k 1=f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx =(x 0+Δx )2-x 20Δx=2x 0+Δx , k 2=f (x 0)-f (x 0-Δx )Δx =x 20-(x 0-Δx )2Δx =2x 0-Δx . 由题意知:Δx >0,∴k 1>k 2,选A.14.已知函数f (x )=-x 2+x 的图像上一点(-1,-2)及邻近一点(-1+Δx ,-2+Δy ),则Δy Δx=( ) A .3B .3Δx -(Δx )2C .3-(Δx )2D .3-Δx[答案] D[解析] Δy =f (-1+Δx )-f (-1)=-(-1+Δx )2+(-1+Δx )-(-2)=-(Δx )2+3Δx .∴Δy Δx =-(Δx )2+3Δx Δx =-Δx +3. 15.如果某物体做运动方程为s =2(1-t 2)的直线运动(s 的单位为m ,t 的单位为s),那么其在1.2s 末的瞬时速度为( )A .-4.8m/sB .-0.88m/sC .0.88m/sD .4.8m/s[答案] A[解析] Δs Δt =2[1-(1.2+Δt )2]-2(1-1.2)2Δt =-4.8-2Δt ,当Δt 趋于0时,Δs Δt趋于-4.8,故物体在t =1.2s 末的瞬时速度为-4.8m/s. 二、填空题16.球的半径从1增加到2时,球的体积平均膨胀率为____________.[答案] 28π3[解析] ∵Δy =43π×23-43π×13=28π3, ∴Δy Δx =28π32-1=28π3. 17.已知s (t )=12gt 2,则t =3s 到t =3.1s 的平均速度为________.(g 取10m/s 2) [答案] 30.5m/s[解析] 平均速度为Δs Δt =12g (3.12-32)3.1-3=30.5(m/s). 三、解答题18.已知质点M 按规律s =3t 2+2做直线运动(位移单位:cm ,时间单位:s).(1)当t =2,Δt =0.01时,求Δs Δt; (2)求质点M 在t =2时的瞬时速度.[答案] (1)12.03cm/s (2)12cm/s[解析] Δs Δt =s (t +Δt )-s (t )Δt=3(t +Δt )2+2-(3t 2+2)Δt=6t +3Δt .(1)当t =2,Δt =0.01时,Δs Δt=6×2+3×0.01=12.03cm/s. (2)当Δt 趋于0时,6t +3Δt 趋于6t ,∴质点M 在t =2时的瞬时速度为12cm/s.[点评] 本题重点是求质点M 的瞬时速度,瞬时速度是根据一段时间内物体的平均速度的趋近值来定义的,因此只要知道了物体的运动方程,代入公式就可以求出瞬时速度.。
【三维设计】高中数学 第三章 §4 导数的四则运算法则应用创新演练 北师大版选修1-11.函数y =x 2x +3的导数是( )A.x 2+6x x +2B.x 2+6x x +3C.-2xx +2D.3x 2+6x x +2 解析:y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2x +3′=x 2x +-x 2x +x +2 =2x x +-x 2x +2=x 2+6x x +2. 答案:A2.下列四组函数中,导数相等的一组是( )A .f (x )=2x +1与f (x )=2x -1B .f (x )=sin x -cos x 与f (x )=cos x -sin xC . f (x )=x -1与f (x )=2-xD .f (x )=e x 与f (x )=1e x 解析:由导数求导法则易知只有A 中f (x )的导数均为2,B 、C 、D 中导数不相同. 答案:A3.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 -2解析:∵y ′=x x +-x x +x +2=2x +2, ∴k =f ′(-1)=2-1+2=2.∴切线方程为:y +1=2(x +1),即y =2x +1.答案:A4.已知f (x )=2x 3+mx 2+3,若f ′(1)=4,则m 的值是( )A .0B .1C .2D .-1解析:f ′(x )=6x 2+2mx ,∵f ′(1)=4,∴6+2m =4,∴m =-1.答案:D5.函数y =sin x -cos x 2cos x 在x =π3处的导数为________. 解析:y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x -cos x 2cos x ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫12tan x -12′=12cos 2x , ∴x =π3时,y ′=12cos 2π3=2. 答案:26.已知直线x -y -1=0与抛物线y =ax 2相切,则a 的值为________. 解析:y ′=2ax ,设切点为(x 0,y 0),则2ax 0=1,∴x 0=12a ,∴12a -a (12a )2-1=0,∴a =14. 答案:147.求下列函数的导数.(1)y =1+x 1-x +1-x 1+x; (2)y =ln x +2x x 2; (3)y =1-12sin 2x 2. 解:(1)∵y =+x 21-x +-x 21-x =+x 1-x =41-x-2, ∴y ′=⎝⎛⎭⎪⎫41-x-2′=-x --x -x 2 =41-x 2.(2)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x x 2+2x x 2′=⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x x 2′+⎝ ⎛⎭⎪⎫2x x 2′ =1x ·x 2-ln x ·2x x 4+2x ·ln 2·x 2-2x ·2x x 4 =1-2ln x x +ln 2·x 2-2x ·2xx 4=1-2ln x +ln 2·x -22xx 3.(3)∵y =1-12sin 2x 2=14⎝⎛⎭⎪⎫3+1-2sin 2x 2=14(3+cos x ) =34+14cos x , ∴y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫34+14cos x ′=-14sin x . 8.已知函数y =e x .(1)求这个函数在点(e ,e e )处的切线的方程;(2)过原点作曲线y =e x 的切线,求切线的方程.解:由题意y ′=e x .(1)x =e 时,y ′=e e 即为x =e 处切线的斜率,切点为(e ,e e ). 故切线方程为y -e e =e e (x -e)即e e x -y +e e -e e +1=0.(2)设过原点且与y =e x 相切的直线为y =kx .设切点为(x 0,e x 0),则k =e x 0.又k =e x 0x 0,∴e x 0x 0=e x 0,∴x 0=1, ∴k =e ,切点为(1,e),∴切线方程为y -e =e(x -1) 即e x -y =0.。
高中数学《计算导数》导学案北师大版选修111.能根据定义,求函数y=c,y=x,y=x2,y=等的导数.2.熟记函数y=c,y=x,y=x2,y=等的导数.3.运用y=c,y=x,y=x2,y=等的导数公式解决问题.4.熟记基本初等函数的导数公式.根据导数的概念,我们知道可以用定义法求函数f(x)=x3的导数,那么是否有公式法来求它的导数呢?问题1:由导数的定义求f(x)=x,f(x)=x2,f(x)=的导数.对于f(x)=x,f'(x)== =1,即f'(x)=x'=1.对于f(x)=x2,f'(x)==== ,即f'(x)=(x2)'= .对于f(x)=,f'(x)=====.即f'(x)=()'=-.问题2:(1)导函数的概念:如果一个函数f(x)在区间(0,b)上的每一个点x处都有导数,导数值记为f'(x),f'(x)=,则f'(x)是关于x的函数,称f'(x)为f(x)的导函数,简称导数.(2)几个常用函数的导数.原函数导函数f(x)=c f'(x)=f(x)=x f'(x)=f(x)=x2f'(x)=f'(x)=f(x)=f(x)=f'(x)=问题3:基本初等函数的导数公式.(1)c'= (c∈R);(2)(x n)'= (n∈Q);(3)(sin x)'= ,(cos x)'= ;(4)(e x)'= ,(a x)'= ;(5)(ln x)'= ,(log a x)'= =.问题4:利用导数的定义求导与导数公式求导的区别.导函数定义本身就是函数求导的最基本方法,但导函数是由定义的,所以函数求导总是要归结为求,这在运算上很麻烦,有时甚至很困难,但是用导函数定义推导出常见函数与基本初等函数公式后,求函数的导函数就可以用公式直接求导了,简洁迅速.1.下列结论不正确的是( ).A.若y=0,则y'=0B.若y=5x,则y'=5C.若y=x-1,则y'=-x-2D.若y=,则y'=2.若函数f(x)=,则f'(1)等于( ).A.0B.-C.1D.3.若y=x表示路程关于时间的函数,则y'=1可以解释为.4.求曲线y=x4在点P(2,16)处的切线方程.直接用导数公式求函数的导数(1)求下列函数的导数:①y=x12;②y=;③y=.(2)设f(x)=10x,则f'(1)= .导数的综合应用若曲线y=在点(a,)处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积为18,则a等于( ).A.64B.32C.16D.8f'(a)和[f(a)]'含义要搞清已知f(x)=sin x,求f'(a)和[f(a)]'.求下列函数的导数:(1)y=x13;(2)y=;(3)y=;(4)y=log3x;(5)y=sin x;(6)y=.求证:在双曲线xy=a2(a≠0)上任何一点处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为常数(如图).(1)若函数f(x)=x3,则[f(2)]'等于().A.8B.12C.1D.0(2)已知f(x)=x2+3xf'(2),则f'(2)= .1.已知f(x)=xα,若f'(-1)=-2,则α的值等于( ).A.2B.-2C.3D.-32.曲线y=x2在点P处的切线斜率为k,当k=2时P点坐标为( ).A.(-2,-8)B.(-1,-1)C.(1,1)D.(-,-)3.曲线y=在点Q(16,8)处的切线的斜率是.4.求下列函数的导数:(1)y=log4x3-log4x2;(2)y=-2x;(3)y=-2sin(2sin2-1).(2012年·辽宁卷)已知P,Q为抛物线x2=2y上两点,点P,Q的横坐标分别为4,-2,过P,Q 分别作抛物线的切线,两切线交于点A,则点A的纵坐标为().A.1B.3C.-4D.-8考题变式(我来改编):第3课时计算导数知识体系梳理问题1:2x 2x -问题2:(2)012x -问题3:(1)0(2)nx n-1(3)cos x -sin x (4)e x a x·ln a (5)·log a e问题4:极限极限基础学习交流1.D当y=时, y'=()'=,D不正确,故应选D.2.D f'(x)=()'=,所以f'(1)==,故应选D.3.某物体作瞬时速度为1的匀速运动由导数的物理意义可知:y'=1可以表示某物体作瞬时速度为1的匀速运动.4.解:点P(2,16)在曲线上,k=f'(2)=32,切线方程为y-16=32(x-2),即32x-y-48=0.重点难点探究探究一:【解析】(1)①y'=(x12)'=12x11;②y'=()'=(x-4)'=-4x-5=-;③y'=()'=()'==.(2)∵f(x)=10x,∴f'(x)=10x ln 10,∴f'(1)=10ln 10.【答案】(2)10ln 10【小结】根据导数的定义可以得出一些常见函数的导数公式,熟记基本初等函数的求导公式可以快速解题.探究二:【解析】y'=-,∴k=-,切线方程是y-=-(x-a).令x=0得y=,令y=0得x=3a,∴三角形的面积是S=×3a×=18,解得a=64.故选A.【答案】A【小结】利用导数求切线方程时,明确函数在x=x0的导数就是切线的斜率.探究三:【解析】f'(a)=[f(a)]'=f'(x)[问题]f'(a)与[f(a)]'的含义相同吗?[结论] f'(a)与[f(a)]'的含义不同.上面的解法是将f'(a)与[f(a)]'混为一谈.于是,正确解答为:由于f'(x)=(sin x)'=cos x,而f'(a)表示导数f'(x)在x=a处的值,故f'(a)=cos a;[f(a)]'表示函数f(x)在x=a时的函数值f(a)=sin a(常数)的导数,因此[f(a)]'=0.【小结】学好数学只需要六个字:“理解、记忆、运算”,熟记基本初等函数的求导公式是正确解题的前提.思维拓展应用应用一:(1)y'=(x13)'=13x13-1=13x12.(2)y'=()'=(x-3)'=-3x-3-1=-3x-4.(3)y'=()'=()'==.(4)y'=(log3x)'=·log3e=.(5)y'=(sin x)'=cos x.(6)y'=()=()'=-=-.应用二:因为xy=a2,所以y=,所以y'=()'=-,函数y=在图像上的任一点(x0,y0)处的切线斜率k=-,y0=,所以切线方程是y-y0=k(x-x0),即y-=-(x-x0),令x=0,得y=,令y=0,得x=2x0,所以S=|x|·|y|=||·|2x0|=2a2,为常数.即在双曲线xy=a2(a≠0)上任何一点处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为常数2a2.应用三:(1)D(2)-2(1)因为f(2)是常数,所以[f(2)]'=0.注意区分[f(2)]'与f'(2).(2)由题意,得f'(x)=2x+3f'(2),∴f'(2)=2×2+3f'(2),∴f'(2)=-2.基础智能检测1.A f'(x)=α·xα-1,∴f'(-1)=α·(-1)α-1=-2,代入验证得α=2.2.C设点P的坐标为(x0,y0),∵y=x2,∴y'=2x.∴k=y'=2x0=2,∴x0=1,∴y0==1,即P(1,1),故应选C.3.∵y=,∴y'=,∴y'|x=16=.4.解:(1)∵y=log4x3-log4x2=log4x,∴y'=(log4x)'=.(2)∵y=-2x==,∴y'=()'=-.(3)∵y=-2sin(2sin2-1)=2sin(1-2sin2)=2sin cos=sin x,∴y'=(sin x)'=cos x.全新视角拓展C可确定点P,Q的坐标为P(4,8),Q(-2,2),又因为y'=x,所以过点P,Q的切线的斜率分别为k P=4,k Q=-2,所以两条切线方程分别为y=4x-8,y=-2x-2,联立方程可得A(1,-4),故点A 的纵坐标为-4.。
【三维设计】高中数学 第三章 §3 计算导数应用创新演练 北师
大版选修1-1
1.若f (x )=log 3x ,则f ′(3)等于( )
A.13
B .ln 3 C.13ln 3 D. 1ln 3
解析:f ′(x )=
1x ln 3,∴f ′(3)=13ln 3
. 答案:C 2.曲线y =1x 在点⎝ ⎛⎭
⎪⎫3,13处的切线的斜率为( ) A .3
B.13
C.19 D .-19
解析:y ′=-1x 2,∴点(3,13)处切线斜率k =-19
. 答案:D
3.给出下列结论:①若y =1x 3,则y ′=-3x 4;②若y =3x ,则y ′=13
3x ;③若f (x )=sin α,则f ′(x )=cos α;④若f (x )=3x ,则f ′(1)=3,其中正确的个数是( )
A .1
B .2
C .3
D .4 解析:对于②y =3x ,y ′=13x 113-=13x 23-=133x
2,故②错;对于③f (x )=sin α,为常数函数,∴f ′(x )=0,故③错;①④都正确.
答案:B
4.设f 0(x )=sin x ,f 1(x )=f ′0(x ),f 2(x )=f ′1(x ),……,f n +1(x )=f ′n (x ),n ∈N ,则f 2 012(x )等于( )[
A .sin x
B .-sin x
C .cos x
D .-cos x
解析:f 1(x )=cos x ,f 2(x )=-sin x ,f 3(x )=-cos x ,f 4(x )=sin x ,f 5(x )=cos x ,f 6(x )=-sin x ,f 7(x )=-cos x ,f 8(x )=sin x ,…,故f n (x )以4为周期,
∴f 2 012(x )=f 503×4(x )=f 4(x )=sin x .[
答案:A
5.y =sin x 在(π4,22
)处的切线方程为________. 解析:y ′=cos x ,故在点⎝ ⎛⎭
⎪⎫π4,22处的切线斜率k =cos π4=22. 故切线方程为y -22=22⎝
⎛⎭⎪⎫x -π4, 即42x -8y +2(4-π)=0. 答案:42x -8y +2(4-π)=0
6.f (x )=cot x ,则f ′⎝ ⎛⎭
⎪⎫π4=________. 解析:f ′(x )=-1sin 2x ,∴f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=-1sin 2π4
=-2. 答案:-2
7.求下列函数的导数.
(1)y =2;(2)y =4x 3;(3)y =10x ;(4)y =12log x ;
(5)y =2cos 2x 2
-1. 解:(1)∵c ′=0,
∴y ′=2′=0.
(2)∵(x n )′=n ·x
n -1, ∴y ′=(4x 3)′=(34x )′=34x 34
-1 =34x -14=344x
. (3)∵(a x )′=a x ·ln a ,
∴y ′=(10x )′=10x ·ln 10.
(4)∵(log a x )′=1x ·ln a
, ∴y ′=(12log x )′=1
x ·ln
1
2=-1x ·ln 2.
(5)∵y =2cos 2x 2
-1=cos x , ∴y ′=(cos x )′=-sin x .
8.若直线y =-x +b 为曲线y =1x
的切线,求切点坐标及b 的值. 解:设切点为(x 0,y 0),
∵y =1x ,∴y ′=-1x 2. ∴切线的斜率为-1x 20
. 又∵切线斜率为-1,∴-1x 20
=-1.∴x 0=±1. ∴当x 0=1时,y 0=1,代入直线得b =2;
当x 0=-1时,y 0=-1,代入直线得b =-2.
∴切点为(1,1)时,b =2;切点为(-1,-1)时,b =-2.。