导数的运算-高中数学知识点讲解
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高三导数公式总结知识点一、导数定义与符号表示导数是函数在某一点处的切线斜率,表示为f'(x),也可表示为dy/dx或df(x)/dx。
二、导数的基本性质1. 可导性:若函数f(x)在点x=a处可导,则f(x)在点x=a处连续。
2. 导数的唯一性:函数f(x)在点x=a处的导数唯一。
3. 常数导数:若f(x)为常数,则f'(x)=0。
4. 乘法常数:若k为常数,则(kf(x))'=kf'(x)。
5. 和差函数:若f(x)和g(x)在点x=a处可导,则(f(x)±g(x))'=f'(x)±g'(x)。
6. 乘法函数:若f(x)和g(x)在点x=a处可导,则(f(x)g(x))'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)。
7. 商函数:若f(x)和g(x)在点x=a处可导且g'(a)≠0,则(f(x)/g(x))'=[f'(x)g(x)-f(x)g'(x)]/g^2(x)。
三、常用导数公式1. 常数函数:(k)'=0,其中k为常数。
2. 幂函数:(x^n)'=nx^(n-1),其中n为整数。
3. 指数函数:(a^x)'=a^x*ln(a),其中a为正实数且a≠1。
4. 对数函数:(log_a(x))'=1/(xln(a)),其中a为正实数且a≠1。
5. 三角函数:- (sin(x))'=cos(x)- (cos(x))'=-sin(x)- (tan(x))'=sec^2(x)- (cot(x))'=-csc^2(x)- (sec(x))'=sec(x)tan(x)- (csc(x))'=-csc(x)cot(x)6. 反三角函数:- (arcsin(x))'=1/√(1-x^2),其中-1≤x≤1。
导数基本运算导数基本运算是高中数学中的重要内容,它是微积分的基础,有着广泛的应用。
本文将介绍导数的基本运算,包括导数的定义、导数的四则运算、导数的链式法则、导数的反函数法则和导数的隐函数法则。
一、导数的定义导数是函数在某一点处的变化率,是刻画函数变化的重要工具。
设函数y=f(x),在点x0处有切线,斜率为k,则函数在点x0处的导数为f'(x0)=k。
导数的定义可以表示为:f'(x0)=lim(h→0){f(x0+h)-f(x0)}/h其中,h是一个无限接近于0的数。
导数的定义可以用来求函数在某一点处的导数,但计算过程较为繁琐,通常使用导数的四则运算、导数的链式法则、导数的反函数法则和导数的隐函数法则来简化计算。
二、导数的四则运算导数的四则运算包括加、减、乘、除四种运算。
具体而言,如下:1.和差法则:设函数f(x)和g(x)在点x0处可导,则(f(x)+g(x))'和(f(x)-g(x))'分别等于f'(x0)+g'(x0)和f'(x0)-g'(x0)。
2.积法则:设函数f(x)和g(x)在点x0处可导,则(f(x)g(x))'等于f'(x0)g(x0)+f(x0)g'(x0)。
3.商法则:设函数f(x)和g(x)在点x0处可导,且g(x0)≠0,则(f(x)/g(x))'等于[f'(x0)g(x0)-f(x0)g'(x0)]/[g(x0)]^2。
三、导数的链式法则导数的链式法则适用于由多个函数组合而成的函数的导数。
设函数y=f(u)和u=g(x)是可导函数,则复合函数y=f(g(x))在x0处的导数为y'(x0)=f'(g(x0))g'(x0)。
四、导数的反函数法则导数的反函数法则是指,如果函数y=f(x)在点x0处可导且导数f'(x0)≠0,则函数x=f^-1(y)在点y0=f(x0)处可导,且它的导数为(x^-1)'(y0)=1/f'(x0)。
高中数学导数知识点总结一、导数的定义1. 导数的几何意义在直角坐标系中,函数的导数表示了函数曲线在某一点的切线的斜率。
也就是说,导数描述了函数在某一点处的变化率。
如果函数在某一点的导数为正,那么函数在这一点的曲线是朝上凸的;如果函数在某一点的导数为负,那么函数在这一点的曲线是朝下凸的;如果函数在某一点的导数为零,那么函数在这一点的曲线可能是一个最大值、最小值或者拐点。
2. 导数的代数定义设函数y=f(x),在点x0处可导。
如果当自变量x的增量为Δx时,函数值的增量Δy与自变量的增量Δx的比值在Δx趋于0时的极限存在,那么就称函数y=f(x)在点x0处可导。
这个极限就是函数在点x0处的导数,通常用f'(x0)或者df(x0)/dx来表示。
二、导数的性质1. 可导性与连续性在区间上连续的函数必定在该区间上有定义且连续的导数。
不过反之不成立。
2. 导数的四则运算法则设函数y=f(x)和y=g(x)都在x处可导,则:(1)常数函数的导数\[ (k)' = 0 \](2)乘积的导数\[ (u \cdot v)' = u' \cdot v + u \cdot v' \](3)商的导数\[ \left( \frac{u}{v} \right)' = \frac{u' \cdot v - u \cdot v'}{v^2} \](4)复合函数的导数\[ (f(g(x)))' = f'(g(x)) \cdot g'(x) \]3. 链式法则设函数y=f(u)和u=g(x)都在某点可导,则复合函数y=f(g(x))在该点可导,且有\[ y' = f'(g(x)) \cdot g'(x) \]4. 高阶导数如果函数f的导数也可导,则函数f有二阶导数,记作f'';同理,f(n)表示函数f的n阶导数。
高中导数知识点归纳一、基本概念1. 导数的定义:设0x 是函数)(x f y =定义域的一点,如果自变量x 在0x 处有增量x ∆,则函数值y 也引起相应的增量)()(00x f x x f y -∆+=∆;比值x x f x x f x y ∆-∆+=∆∆)()(00称为函数)(x f y =在点0x 到x x ∆+0之间的平均变化率;如果极限xx f x x f x y x x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(lim lim 0000存在,则称函数)(x f y =在点0x 处可导,并把这个极限叫做)(x f y =在0x 处的导数。
()f x 在点0x 处的导数记作xx f x x f x f y x x x ∆-∆+='='→∆=)()(lim )(00000 2 导数的几何意义:(求函数在某点处的切线方程)函数)(x f y =在点0x 处的导数的几何意义就是曲线)(x f y =在点))(,(0x f x 处的切线的斜率,也就是说,曲线)(x f y =在点P ))(,(0x f x 处的切线的斜率是)(0'x f ,切线方程为).)((0'0x x x f y y -=-3.基本常见函数的导数:①0;C '=(C 为常数) ②()1;n n x nx-'= ③(sin )cos x x '=; ④(cos )sin x x '=-; ⑤();x x e e '= ⑥()ln x x a a a '=;⑦()1ln x x '=; ⑧()1l g log a a o x e x'=. 二、导数的运算1.导数的四则运算: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: ()()()()f x g x f x g x '''±=±⎡⎤⎣⎦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:()()()()()()f x g x f x g x f x g x '''⋅=+⎡⎤⎣⎦常数与函数的积的导数等于常数乘以函数的导数: ).())((''x Cf x Cf =(C 为常数)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:()()()()()()()()()20f x f x g x f x g x g x g x g x '⎡⎤''-=≠⎢⎥⎡⎤⎣⎦⎣⎦。
导数知识点笔记总结高中一、导数的定义导数是函数的一种特殊的变化率,描述了函数在某一点附近的局部变化情况。
导数可以通过极限的概念来定义,如果函数f(x)在点x0处可导,则其导数f'(x0)表示函数在该点处的斜率,即切线的斜率。
导数可以用来描述函数在某一点的变化趋势,其绝对值表示了函数曲线在该点的斜率大小,正负号表示了函数曲线的增减性。
二、导数的计算1. 用极限定义导数:对于函数f(x),其在点x0处的导数可以通过以下极限计算得到:\[ f'(x_0) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x_0 + h)-f(x_0)}{h} \]如果该极限存在,则函数在点x0处可导,其导数即为该极限的值。
2. 使用导数的性质:导数具有一些常用的性质,如常数的导数为0,幂函数的导数为其指数乘以原函数的导数等,可以利用这些性质来简化导数的计算。
3. 使用导数的基本公式:常见函数的导数有一些基本的求导公式,例如:- f(x) = k,导数为0;- f(x) = x^n,导数为n*x^(n-1);- f(x) = e^x,导数仍为e^x;- f(x) = sin(x),导数为cos(x);- f(x) = cos(x),导数为-sin(x);- f(x) = tan(x),导数为sec^2(x)。
通过这些基本公式,可以快速求得常见函数的导数。
三、导数的应用导数在数学中有着广泛的应用,常见的应用包括:1. 描述曲线的斜率:导数可以描述函数曲线在某一点的斜率,通过导数可以了解函数在各个点的斜率,进而描绘出整个曲线的形状。
2. 确定函数的增减性:当导数大于0时,函数增加;当导数小于0时,函数减小;当导数等于0时,函数可能达到极值。
通过导数可以判断函数在某一区间上的增减性。
3. 寻找极值点:通过导数可以确定函数的极值点,即在导数等于0或不存在的点处,函数可能取得极大值或极小值。
4. 切线方程与切线问题:导数可以用来求解函数曲线在某一点的切线方程,从而描述曲线在该点的局部性质。
导数的概念及运算一、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=lim 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 ∆→ΔyΔx =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 →0 f (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 ′.知识点小结: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”.二、例题精讲 + 随堂练习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.( ) 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. 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√2.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.-9B.-3C.9D.15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. 答案 C3.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.解析 v =h ′(t )=-9.8t +6.5,a =v ′(t )=-9.8. 答案 -9.8t +6.5 -9.84.(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. 答案 B5.(2018·天津卷)已知函数f (x )=e x ln x ,f ′(x )为f (x )的导函数,则f ′(1)的值为________.解析 由题意得f ′(x )=e xln x +e x·1x ,则f ′(1)=e.答案 e6.(2017·全国Ⅰ卷)曲线y =x 2+1x 在点(1,2)处的切线方程为________.解析 设y =f (x ),则f ′(x )=2x -1x 2, 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. 答案 y =x +1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 x ln x ; (2)y =x ⎝⎛⎭⎪⎫x 2+1x +1x 3;(3)f (x )=ln 1+2x .解 (1)y ′=(e x )′ln x +e x (ln x )′=e x ln x +e xx =e x ⎝⎛⎭⎪⎫ln x +1x .(2)因为y =x 3+1+1x 2,所以y ′=3x 2-2x 3. (3)因为y =ln1+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.-eB.2C.-2D.e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. 答案 B【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)=________. 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. 答案 (1)1-12cos x (2)-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 . 答案 D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________. 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·⎝ ⎛⎭⎪⎫-1x 20=-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). 答案 (1)A (2)(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 +ax +b (x ≠0)在点(1,f (1))处的切线方程为y =2x +5,则a -b =________.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-ax 2,∴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. 答案 (1)B (2)-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________________.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 . 答案 (1)D (2)y =2x三、课后练习1.(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.1B.0C.-1D.-2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. 答案 D2.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________. 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]. 答案 [-2,-1]3.函数g (x )=ln x 图象上一点P 到直线y =x 的最短距离为________. 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. 答案 224.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________.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).答案 [2,+∞)。
高中数学-导数复习要点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xy ∆∆=x x f x x f ∆-∆+)()(00。
如果当0→∆x 时,xy ∆∆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,x y ∆∆有极限。
如果xy ∆∆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)=xy 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.导数的物理意义如果物体运动的规律是s=s (t ),那么该物体在时刻t 的瞬间速度v=s '(t )。
如果物体运动的速度随时间的变化规律是v=v(t),则该物体在时刻t 的加速度a=v ′(t )。
4.基本函数的导数公式:①0;C '=(C 为常数) ②()1;n n x nx-'= ③(sin )cos x x '=; ④(cos )sin x x '=-; ⑤();x x e e '= ⑥()ln x x a a a '=; ⑦()1ln x x '=; ⑧()1l g log a a o x e x'=. 5.导数的运算法则法则1: (.)'''v u v u ±=±法则2:.)('''uv v u uv += .)(''Cu Cu = 法则3:='⎪⎭⎫ ⎝⎛v u 2''v uv v u -(v ≠0)。
高中数学公式大全导数的计算与应用公式高中数学公式大全:导数的计算与应用公式1. 导数的定义与计算在微积分中,导数是用来描述函数变化率的重要工具。
对于函数f(x),导数可以用极限来定义,并可以使用以下公式进行计算:(1) 一阶导数:f'(x) = lim (h→0) [f(x+h) - f(x)] / h(2) 高阶导数:f''(x) = (d/dx) [f'(x)](3) 链式法则:若函数f(x)和g(x)都可导,则复合函数 (f(g(x))) 的导数可以计算为:(f(g(x)))' = f'(g(x)) * g'(x)2. 常用导数公式(1) 常数函数导数:如果f(x)是一个常数c,则f'(x) = 0(2) 幂函数导数:对于函数f(x) = x^n,其中n是实数常数,则f'(x) = n * x^(n-1)(3) 指数函数导数:对于函数f(x) = a^x,其中a是常数且a>0且a≠1,则f'(x) = a^x * ln(a)(4) 对数函数导数:对于函数f(x) = log_a(x),其中a是常数且a>0且a≠1,则f'(x) = 1 / (x * ln(a))(5) 三角函数导数:sin'(x) = cos(x)cos'(x) = -sin(x)tan'(x) = sec^2(x)cot'(x) = -csc^2(x)sec'(x) = sec(x) * tan(x)csc'(x) = -csc(x) * cot(x)3. 导数的应用导数在数学中有广泛的应用,以下介绍几个常见的应用领域。
(1) 切线与法线:导数可以用来求解函数在某一点的切线和法线。
函数在某一点的导数即为该点切线的斜率,法线的斜率为切线斜率的负倒数。
(2) 极值点与拐点:通过求解函数的导数为零的点,可以判断函数的极大值和极小值。
【考点预测】高中数学53个题型归纳与方法技巧总结篇专题14导数的概念与运算知识点一:导数的概念和几何性质1.概念函数()f x 在0x x =处瞬时变化率是0000()()lim limx x f x x f x yx x∆→∆→+∆-∆=∆∆,我们称它为函数()y f x =在0x x =处的导数,记作0()f x '或0x x y ='.知识点诠释:①增量x ∆可以是正数,也可以是负,但是不可以等于0.0x ∆→的意义:x ∆与0之间距离要多近有多近,即|0|x ∆-可以小于给定的任意小的正数;②当0x ∆→时,y ∆在变化中都趋于0,但它们的比值却趋于一个确定的常数,即存在一个常数与00()()f x x f x y x x+∆-∆=∆∆无限接近;③导数的本质就是函数的平均变化率在某点处的极限,即瞬时变化率.如瞬时速度即是位移在这一时刻的瞬间变化率,即00000()()()limlimx x f x x f x yf x x x∆→∆→+∆-∆'==∆∆.2.几何意义函数()y f x =在0x x =处的导数0()f x '的几何意义即为函数()y f x =在点00()P x y ,处的切线的斜率.3.物理意义函数)(t s s =在点0t 处的导数)(0t s '是物体在0t 时刻的瞬时速度v ,即)(0t s v '=;)(t v v =在点0t 的导数)(0t v '是物体在0t 时刻的瞬时加速度a ,即)(0t v a '=.知识点二:导数的运算1.求导的基本公式基本初等函数导函数()f x c =(c 为常数)()0f x '=()a f x x =()a Q ∈1()a f x ax -'=()x f x a =(01)a a >≠,()ln x f x a a'=()log (01)a f x x a a =>≠,1()ln f x x a'=()xf x e =()xf x e '=()ln f x x =1()f x x'=()sin f x x =()cos f x x '=()cos f x x=()sin f x x'=-2.导数的四则运算法则(1)函数和差求导法则:[()()]()()f x g x f x g x '''±=±;(2)函数积的求导法则:[()()]()()()()f x g x f x g x f x g x '''=+;(3)函数商的求导法则:()0g x ≠,则2()()()()()[]()()f x f xg x f x g x g x g x ''-=.3.复合函数求导数复合函数[()]y f g x =的导数和函数()y f u =,()u g x =的导数间关系为x u x y y u '''=:【方法技巧与总结】1.在点的切线方程切线方程000()()()y f x f x x x '-=-的计算:函数()y f x =在点00(())A x f x ,处的切线方程为000()()()y f x f x x x '-=-,抓住关键000()()y f x k f x =⎧⎨'=⎩.2.过点的切线方程设切点为00()P x y ,,则斜率0()k f x '=,过切点的切线方程为:000()()y y f x x x '-=-,又因为切线方程过点()A m n ,,所以000()()n y f x m x '-=-然后解出0x 的值.(0x 有几个值,就有几条切线)注意:在做此类题目时要分清题目提供的点在曲线上还是在曲线外.【题型归纳目录】题型一:导数的定义题型二:求函数的导数题型三:导数的几何意义1.在点P 处切线2.过点P 的切线3.公切线4.已知切线求参数问题5.切线的条数问题6.切线平行、垂直、重合问题7.最值问题【典例例题】题型一:导数的定义例1.(2022·全国·高三专题练习(文))函数()y f x =的图像如图所示,下列不等关系正确的是()A .0(2)(3)(3)(2)f f f f ''<<<-B .0(2)(3)(2)(3)f f f f ''<<-<C .0(3)(3)(2)(2)f f f f ''<<-<D .0(3)(2)(2)(3)f f f f ''<-<<例2.(2022·河南·南阳中学高三阶段练习(理))设函数()f x 满足000(2)()lim 2x f x x f x x ∆→-∆-=∆,则()0f x '=()A .1-B .1C .2-D .2例3.(2022·新疆昌吉·二模(理))若存在()()00000,,limx f x x y x y f x ∆→+-∆∆,则称()()00000,,limx f x x y xy f x ∆→+-∆∆为二元函数(),=z f x y 在点()00,x y 处对x 的偏导数,记为()00,x f x y ';若存在()()00000,,lim y f x y yy f x y ∆→+-∆∆,则称()()00000,,limy f x y yy f x y ∆→+-∆∆为二元函数(),=z f x y 在点()00,x y 处对y 的偏导数,记为()00,y f x y ',已知二元函数()()23,20,0f x y x xy y x y =-+>>,则下列选项中错误的是()A .()1,34x f '=-B .()1,310y f '=C .()(),,x y f m n f m n ''+的最小值为13-D .(),f x y 的最小值为427-例4.(2022·贵州黔东南·一模(文))一个质点作直线运动,其位移s (单位:米)与时间t (单位:秒)满足关系式,()2524s t t =+--,则当1t =时,该质点的瞬时速度为()A .2-米/秒B .3米/秒C .4米/秒D .5米/秒例5.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()2ln 8f x x x =+,则()()121lim x f x f x∆→+∆-∆的值为()A .20-B .10-C .10D .20例6.(2022·浙江·高三专题练习)已知函数()()2223ln 9f x f x x x '=-+(()f x '是()f x 的导函数),则()1f =()A .209-B .119-C .79D .169例7.(2022·浙江·高三专题练习)已知函数()f x 的导函数为()f x ',且满足()()32121f x x x f x '=++-,则()2f '=()A .1B .9-C .6-D .4【方法技巧与总结】对所给函数式经过添项、拆项等恒等变形与导数定义结构相同,然后根据导数定义直接写出.题型二:求函数的导数例8.(2022·天津·耀华中学高二期中)求下列各函数的导数:(1)ln(32)y x =-;(2)e xxy =;(3)()2cos f x x x=+例9.(2022·新疆·莎车县第一中学高二期中(理))求下列函数的导数:(1)22ln cos y x x x =++;(2)3e x y x =(3)()ln 31y x =-例10.(2022·广东·北京师范大学珠海分校附属外国语学校高二期中)求下列函数的导数:(1)5y x =;(2)22sin y x x =+;(3)ln xy x=;(4)()211ln 22x y ex -=+.【方法技巧与总结】对所给函数求导,其方法是利用和、差、积、商及复合函数求导法则,直接转化为基本函数求导问题.题型三:导数的几何意义1.在点P 处切线例11.(2022·河北·模拟预测)曲线e sin x y x =在0x =处的切线斜率为()A .0B .1C .2D .2-例12.(2022·安徽·巢湖市第一中学模拟预测(文))曲线22x ay x +=+在点()1,b 处的切线方程为60kx y -+=,则k 的值为()A .1-B .23-C .12D .1例13.(2022·海南·文昌中学高三阶段练习)曲线e 2x y x =-在0x =处的切线的倾斜角为α,则sin 2πα⎛⎫+=⎪⎝⎭()A .BC .1D .-1例14.(2022·安徽·巢湖市第一中学高三期中(理))已知()()2cos 0cos 2f x x f x π⎛⎫=-+ '⎪⎝⎭,则曲线()y f x =在点33,44f ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处的切线的斜率为()A B .C .D .-例15.(2022·全国·高三专题练习(文))已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且32()23(1)f x x ax f x '=-+-,则函数()f x 的图象在点(2,(2))f --处的切线的斜率为()A .21-B .27-C .24-D .25-例16.(2022·广西广西·模拟预测(理))曲线31y x =+在点()1,a -处的切线方程为()A .33y x =+B .31y x C .31y x =--D .33y x =--例17.(2022·河南省浚县第一中学模拟预测(理))曲线ln(25)y x x =+在2x =-处的切线方程为()A .4x -y +8=0B .4x +y +8=0C .3x -y +6=0D .3x +y +6=02.过点P 的切线例18.(2022·四川·广安二中二模(文))函数()2e xf x x =过点()0,0的切线方程为()A .0y =B .e 0x y +=C .0y =或e 0x y +=D .0y =或e 0x y +=例19.(2022·四川省成都市郫都区第一中学高三阶段练习(文))若过点1(,0)2的直线与函数()e x f x x =的图象相切,则所有可能的切点横坐标之和为()A .e 1+B .12-C .1D .12例20.(2022·陕西安康·高三期末(文))曲线2ln 3y x x =+过点1,02⎛⎫- ⎪⎝⎭的切线方程是()A .210x y ++=B .210x y -+=C .2410x y ++=D .2410x y -+=例21.(2022·广东茂名·二模)过坐标原点作曲线ln y x =的切线,则切点的纵坐标为()A .eB .1CD .1e例22.(2022·山东潍坊·三模)过点()()1,P m m ∈R 有n 条直线与函数()e xf x x =的图像相切,当n 取最大值时,m 的取值范围为()A .25e e m -<<B .250e m -<<C .1em -<<D .em <3.公切线例23.(2022·全国·高三专题练习)若函数()ln f x x =与函数2()(0)g x x x a x =++<有公切线,则实数a 的取值范围是()A .1ln ,2e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B .()1,-+∞C .()1,+∞D .()2,ln +∞例24.(2022·全国·高三专题练习)已知曲线()1:=e x C f x a +和曲线()()22:ln(),C g x x b a a b =++∈R ,若存在斜率为1的直线与1C ,2C 同时相切,则b 的取值范围是()A .9,4⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭B .[)0,+∞C .(],1-∞D .9,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦例25.(2022·江苏·南京外国语学校模拟预测)若两曲线y =x 2-1与y =a ln x -1存在公切线,则正实数a 的取值范围为()A .(]0,2e B .(]0,e C .[)2,e +∞D .(],2e e 例26.(2022·河南·南阳中学高三阶段练习(理))若直线()111y k x =+-与曲线e x y =相切,直线()211y k x =+-与曲线ln y x =相切,则12k k 的值为()A .12B .1C .eD .2e 例27.(2022·河北省唐县第一中学高三阶段练习)已知函数()lnf x a x =,()e xg x b =,若直线()0y kx k =>与函数()f x ,()g x 的图象都相切,则1a b+的最小值为()A .2B .2eC .2e D 例28.(2022·重庆市育才中学高三阶段练习)若直线:l y kx b =+(1k >)为曲线()1x f x e -=与曲线()ln g x e x =的公切线,则l 的纵截距b =()A .0B .1C .eD .e-例29.(2022·全国·高三专题练习)若两曲线ln 1y x =-与2y ax =存在公切线,则正实数a 的取值范围是()A .(]0,2e B .31e ,2-⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C .310,e 2-⎛⎤⎥⎝⎦D .[)2e,+∞例30.(2022·全国·高三专题练习)若仅存在一条直线与函数()ln f x a x =(0a >)和2()g x x =的图象均相切,则实数=a ()A .eB C .2eD .4.已知切线求参数问题例31.(2022·湖南·模拟预测)已知P 是曲线)2:ln C y x x a x =++上的一动点,曲线C 在P 点处的切线的倾斜角为θ,若32ππθ≤<,则实数a 的取值范围是()A .)⎡⎣B .)⎡⎣C .(,-∞D .(,-∞例32.(2022·广西·贵港市高级中学三模(理))已知曲线e ln x y ax x =+在点()1,e a 处的切线方程为3y x b =+,则()A .e a =,2b =-B .e a =,2b =C .1e a -=,2b =-D .1e a -=,2b =例33.(2022·江苏苏州·模拟预测)已知奇函数()()()()220f x x x ax b a =-+≠在点()(),a f a 处的切线方程为()y f a =,则b =()A .1-或1B .C .2-或2D .例34.(2022·云南昆明·模拟预测(文))若函数()ln f x x =的图象在4x =处的切线方程为y x b =+,则()A .3a =,2ln 4b =+B .3a =,2ln 4b =-+C .32a =,1ln 4b =-+D .32a =,1ln 4b =+例35.(2022·河南·方城第一高级中学模拟预测(理))已知直线l 的斜率为2,l 与曲线1C :()1ln y x x =+和圆2C :2260x y x n +-+=均相切,则n =()A .-4B .-1C .1D .45.切线的条数问题例36.(2022·全国·高三专题练习)若过点(,)a b 可以作曲线ln y x =的两条切线,则()A .ln a b<B .ln b a<C .ln b a<D .ln a b<例37.(2022·河南洛阳·三模(理))若过点()1,P t 可作出曲线3y x =的三条切线,则实数t 的取值范围是()A .(),1-∞B .()0,∞+C .()0,1D .{}0,1例38.(2022·河南洛阳·三模(文))若过点()1,0P 作曲线3y x =的切线,则这样的切线共有()A .0条B .1条C .2条D .3条例39.(2022·河北·高三阶段练习)若过点(1,)P m 可以作三条直线与曲线:e xxC y =相切,则m 的取值范围为()A .23,e ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B .10,e ⎛⎫⎪⎝⎭C .(,0)-∞D .213,e e ⎛⎫ ⎪⎝⎭例40.(2022·内蒙古呼和浩特·二模(理))若过点()1,P m -可以作三条直线与曲线C :e x y x =相切,则m 的取值范围是()A .23,e ⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭B .1,0e ⎛⎫- ⎪⎝⎭C .211,e e ⎛⎫-- ⎪⎝⎭D .231,ee ⎛⎫-- ⎪⎝⎭例41.(2022·广东深圳·二模)已知0a >,若过点(,)a b 可以作曲线3y x =的三条切线,则()A .0b <B .30b a <<C .3b a >D .()3b b a-=6.切线平行、垂直、重合问题例42.(2022·安徽·合肥一中模拟预测(文))对于三次函数()f x ,若曲线()y f x =在点(0,0)处的切线与曲线()y xf x =在点(1,2)处点的切线重合,则(2)f '=()A .34-B .14-C .4-D .14例43.(2022·山西太原·二模(理))已知函数()sin cos f x a x b x cx =++图象上存在两条互相垂直的切线,且221a b +=,则a b c ++的最大值为()A .B .CD 例44.(2022·全国·高三专题练习)已知函数f (x )=x 2+2x 的图象在点A (x 1,f (x 1))与点B (x 2,f (x 2))(x 1<x 2<0)处的切线互相垂直,则x 2-x 1的最小值为()A .12B .1C .32D .2例45.(2022·全国·高三专题练习)若直线x a =与两曲线e ,ln x y y x ==分别交于,A B 两点,且曲线e x y =在点A 处的切线为m ,曲线ln y x =在点B 处的切线为n ,则下列结论:①()0,a ∞∃∈+,使得//m n ;②当//m n 时,AB 取得最小值;③AB 的最小值为2;④AB 最小值小于52.其中正确的个数是()A .1B .2C .3D .4例46.(2022·全国·高三专题练习)已知函数22(0)()1(0)x x a x f x x x ⎧++<⎪=⎨->⎪⎩的图象上存在不同的两点,A B ,使得曲线()y f x =在这两点处的切线重合,则实数a 的取值范围是()A .1(,)8-∞-B .1(1,)8-C .(1,)+∞D .1(,1)(,)8-∞⋃+∞例47.(2022·全国·高三专题练习(文))若曲线x y e x =+的一条切线l 与直线220210x y +-=垂直,则切线l 的方程为()A .210x y -+=B .210x y +-=C .210x y --=D .210x y ++=7.最值问题例48.(2022·全国·高三专题练习)若点P 是曲线232ln 2y x x =-上任意一点,则点P 到直线3y x =-的距离的最小值为()ABCD例49.(2022·山东省淄博第一中学高三开学考试)动直线l 分别与直线21y x =-,曲线23ln 2y x x =-相交于,A B 两点,则AB 的最小值为()ABC .1D例50.(2022·江苏·高三专题练习)已知a ,b 为正实数,直线y x a =-与曲线ln()y x b =+相切,则22a b-的取值范围是()A .(0,)+∞B .(0,1)C .1(0,)2D .[1,)+∞例51.(2022·全国·高三专题练习)曲线2x y e =上的点到直线240x y --=的最短距离是()ABCD .1例52.(2022·河北衡水·高三阶段练习)已知函数2ln ()2xf x x x=-在1x =处的切线为l ,第一象限内的点(,)P a b 在切线l 上,则1111a b +++的最小值为()ABCD例53.(2022·山东聊城·二模)实数1x ,2x ,1y ,2y 满足:2111ln 0x x y --=,2240x y --=,则()()221212x x y y -+-的最小值为()A .0B.C.D .8例54.(2022·河南·许昌高中高三开学考试(理))已知函数21e x y +=的图象与函数()ln 112x y ++=的图象关于某一条直线l 对称,若P ,Q 分别为它们图象上的两个动点,则这两点之间距离的最小值为()A B C D )4ln 2+例55.(2022·河南·灵宝市第一高级中学模拟预测(文))已知直线y kx b =+是曲线1y 的切线,则222k b b +-的最小值为()A .12-B .0C .54D .3【方法技巧与总结】函数()y f x =在点0x 处的导数,就是曲线()y f x =在点00(,())P x f x 处的切线的斜率.这里要注意曲线在某点处的切线与曲线经过某点的切线的区别.(1)已知()f x 在点00(,())x f x 处的切线方程为000()()y y f x x x '-=-.(2)若求曲线()y f x =过点(,)a b 的切线方程,应先设切点坐标为00(,())x f x ,由000()()y y f x x x '-=-过点(,)a b ,求得0x 的值,从而求得切线方程.另外,要注意切点既在曲线上又在切线上.【过关测试】一、单选题1.(2022·河南·高三阶段练习(理))若曲线()ln a xf x x=在点(1,f (1))处的切线方程为1y x =-,则a =()A .1B .e2C .2D .e2.(2022·云南曲靖·二模(文))设()'f x 是函数()f x 的导函数,()f x是函数()'f x 的导函数,若对任意R ()0,()0x f x f x '''∈><,恒成立,则下列选项正确的是()A .0(3)(3)(2)(2)f f f f ''<<-<B .0(3)(2)(2)(3)f f f f ''<-<<C .0(3)(2)(3)(2)f f f f ''<<<-D .0(2)(3)(3)(2)f f f f ''<<<-3.(2022·全国·高三专题练习)设()f x 为可导函数,且()()112lim1x f f x x→--=-△△△,则曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线斜率为()A .2B .-1C .1D .12-4.(2022·河南·模拟预测(文))已知3()ln(2)3xf x x x =++,则曲线()y f x =在点()()3,3f 处的切线方程为()A .21010ln 510x y -+-=B .21010ln 510x y ++-=C .1212ln 5150x y -+-=D .1212ln 5150x y ++-=5.(2022·贵州黔东南·一模(理))一个质点作直线运动,其位移s (单位:米)与时间t (单位:秒)满足关系式23(43)=-s t t ,则当1t =时,该质点的瞬时速度为()A .5米/秒B .8米/秒C .14米/秒D .16米/秒6.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()ln f x x x =,()()2g x x ax a =+∈R ,若经过点 1,0A 存在一条直线l 与()f x 图象和()g x 图象都相切,则=a ()A .0B .1-C .3D .1-或37.(2022·湖南·长郡中学高三阶段练习)m ≥对任意a ∈R ,()0,b ∈+∞恒成立,则实数m 的取值范围是()A .1,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦B .⎛-∞ ⎝⎦C .(-∞D .(],2-∞8.(2022·辽宁沈阳·二模)若直线11y k x b =+与直线()2212y k x b k k =+≠是曲线ln y x =的两条切线,也是曲线e x y =的两条切线,则1212k k b b ++的值为()A .e 1-B .0C .-1D .11e-二、多选题9.(2022·辽宁丹东·模拟预测)若过点()1,a 可以作出曲线()1e xy x =-的切线l ,且l 最多有n 条,*n ∈N ,则()A .0a ≤B .当2n =时,a 值唯一C .当1n =时,4ea <-D .na 的值可以取到﹣410.(2022·浙江·高三专题练习)为满足人们对美好生活的向往,环保部门要求相关企业加强污水治理,排放未达标的企业要限期整改.设企业的污水排放量W 与时间t 的关系为()W f t =,用()()f b f a b a---的大小评价在[,]a b 这段时间内企业污水治理能力的强弱.已知整改期内,甲、乙两企业的污水排放量与时间的关系如图所示,则下列结论中正确的有()A .在[]12,t t 这段时间内,甲企业的污水治理能力比乙企业强B .在2t 时刻,甲企业的污水治理能力比乙企业强C .在3t 时刻,甲、乙两企业的污水排放都已达标D .甲企业在[]10,t ,[]12,t t ,[]23,t t 这三段时间中,在[]10,t 的污水治理能力最强11.(2022·全国·高三专题练习)已知函数()xf x e =,则下列结论正确的是()A .曲线()y f x =的切线斜率可以是1B .曲线()y f x =的切线斜率可以是1-C .过点()0,1且与曲线()y f x =相切的直线有且只有1条D .过点()0,0且与曲线()y f x =相切的直线有且只有2条12.(2022·全国·高三专题练习)过平面内一点P 作曲线ln y x =两条互相垂直的切线1l 、2l ,切点为1P 、2P (1P 、2P 不重合),设直线1l 、2l 分别与y 轴交于点A 、B ,则下列结论正确的是()A .1P 、2P 两点的横坐标之积为定值B .直线12PP 的斜率为定值;C .线段AB 的长度为定值D .三角形ABP 面积的取值范围为(]0,1三、填空题13.(2022·山东·肥城市教学研究中心模拟预测)已知函数()3ln f x x x x =-,则曲线()y f x =在点()()e,e f 处的切线方程为_______.14.(2022·全国·模拟预测(文))若直线l 与曲线2y x 和2249x y +=都相切,则l 的斜率为______.15.(2022·湖北武汉·模拟预测)已知函数2()(0)e e x x f x f -'=-,则(0)f =__________.16.(2022·全国·赣州市第三中学模拟预测(理))已知()()()222cos 22cos sin f x xf x x x x x '+=++,且0x >,52f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,那么()f π=___________.四、解答题17.(2022·全国·高三专题练习(文))下列函数的导函数(1)42356y x x x --=+;(2)2sin cos 22xx x y =+;(3)2log y x x =-;(4)cos x y x=.18.(2022·辽宁·沈阳二中二模)用数学的眼光看世界就能发现很多数学之“美”.现代建筑讲究线条感,曲线之美让人称奇.衡量曲线弯曲程度的重要指标是曲率,曲线的曲率定义如下:若()f x '是()f x 的导函数,()f x ''是()f x '的导函数,则曲线()y f x =在点()(),x f x 处的曲率()()()3221f x K f x ''='+⎡⎤⎣⎦.(1)若曲线()ln f x xx =+与()g x =()1,1处的曲率分别为1K ,2K ,比较1K ,2K 大小;(2)求正弦曲线()sin h x x =(x ∈R )曲率的平方2K 的最大值.19.(2022·全国·高三专题练习)设函数()()2ln f x ax x a R =--∈.(1)若()f x 在点()()e,e f 处的切线为e 0x y b -+=,求a ,b 的值;(2)求()f x 的单调区间.20.(2022·浙江·高三专题练习)函数()321f x x x x =+-+,直线l 是()y f x =在()()0,0f 处的切线.(1)确定()f x 的单调性;(2)求直线l 的方程及直线l 与()y f x =的图象的交点.21.(2022·北京东城·三模)已知函数()e x f x =,曲线()y f x =在点(1(1))f --,处的切线方程为y kx b =+.(1)求k ,b 的值;(2)设函数()1ln 1.kx b x g x x x +<⎧=⎨≥⎩,,,,若()g x t =有两个实数根12,x x (12x x <),将21x x -表示为t 的函数,并求21x x -的最小值.22.(2022·贵州贵阳·模拟预测(理))已知a ∈R ,函数()()ln 1f x x a x =+-,()e xg x =.(1)讨论()f x 的单调性;(2)过原点分别作曲线()y f x =和()y g x =的切线1l 和2l ,求证:存在0a >,使得切线1l 和2l 的斜率互为倒数.。
高中数学导数知识点总结一、导数的基础1. 导数的定义- 导数表示函数在某一点的切线斜率。
- 符号表示:$f'(x)$ 或 $\frac{df}{dx}$。
2. 极限表达- 导数可以用极限表达:$f'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}$。
3. 几何意义- 导数的几何意义是曲线在某一点的切线斜率。
二、导数的计算1. 基本导数公式- 常数函数:$(C)' = 0$。
- 幂函数:$(x^n)' = nx^{n-1}$(其中n为实数)。
- 指数函数:$(a^x)' = a^x \ln(a)$(其中a > 0且a ≠ 1)。
- 对数函数:$(\ln(x))' = \frac{1}{x}$。
- 三角函数:- $(\sin(x))' = \cos(x)$- $(\cos(x))' = -\sin(x)$- $(\tan(x))' = \sec^2(x)$2. 导数的运算法则- 和/差的导数:$(u \pm v)' = u' + v'$。
- 乘积的导数:$(uv)' = u'v + uv'$。
- 商的导数:$(\frac{u}{v})' = \frac{u'v - uv'}{v^2}$。
3. 链式法则- 如果有一个复合函数$g(f(x))$,则其导数为:$(g(f(x)))' = g'(f(x)) \cdot f'(x)$。
三、高阶导数1. 高阶导数的定义- 第二导数:函数的导数的导数,表示为$f''(x)$。
- 更高阶导数:同理,可以计算第三导数、第四导数等。
2. 高阶导数的计算- 通过重复应用导数的基本运算法则来计算。
四、导数的应用1. 切线问题- 利用导数求曲线在某一点的切线方程。
导数的运算1.导数的运算
【知识点的知识】
1、基本函数的导函数
①(为常数)
C=0 C
②()=()
x n nx n﹣1 n R
③()=
sinx cosx
④()=﹣
cosx sinx
⑤()=
e e
x x
⑥()=()* (>0且1)
a a lna a a
x x
⑦= [log x)]
a 11
(log e)(a>0且a 1)
푥* =
푥푙푛푎
a
lnx ⑧=1.푥
2、和差积商的导数
①
[ (f x)g(x)]=f (x )g(x)
②
[ (f x)﹣g(x)]=f(x)﹣g(x)
③
[ (f x)g(x)]=f(x)(g x)(f x)g(x)
푓(푥)
④[푔(푥)]′=[푓′(푥)푔(푥)―
푓(푥)푔′(푥)]
.
[푔(푥)2]
3、复合函数的导数
设,则
y=(u t),t=(v x)y(x)=u(t)v(x)=u[(v x)]v(x)
1/ 3
【典型例题分析】
题型一:和差积商的导数
典例 1:已知函数,为的导函数,则(f x)=asinx bx 3 (4a R,b R)f (x)(f x)(2014)(﹣2014)(2015)﹣(﹣2015)=()
f f f f
A.0 B.2014 C.2015 D.8
f (x)=acosx 3bx
2
解:,
∴f (﹣x)=aco(s ﹣x ) 3(b
﹣x)
2
∴为偶函数;
f (x)
f ( 2015)﹣f (﹣2015)=0
∴()(﹣)
f 2014 f 2014
=asi(n)b asi(n﹣)(b﹣)=;
2014 • 20143 4 2014 2014 3 4 8 (f2014)(f﹣2014)f(2015)﹣(f ﹣2015)=8
故选D.
题型二:复合函数的导数
典例 2:下列式子不正确的是()
A.B.=()=﹣(lnx﹣2x )
3x 2 cosx 6x sinx 1푥―2푥ln2
푠푖푛푥C.()=D.()′= 2sin2x 2cos2x
푥푥푐표푠푥―푠푖푛푥
푥2
解:由复合函数的求导法则
对于选项,成立,故正确;
A (3x 2 cosx )=6x﹣sinx A
1
对于选项,(푙푛푥―2푥)′=푥―2
B 푥푙푛2成立,故B 正确;
对于选项,,故不正确;
C (2sin2x)=4cos2x 2cos2x C
푥푐표푠푥―푠푖푛푥
对于选项,(푠푖푛푥
D ) D
′=
푥2成立,故正确.
푥
2/ 3
故选.
C
【解题方法点拨】
1.由常数函数、幂函数及正、余弦函数经加、减、乘运算得到的简单的函数均可利用求导法则与导数公式求导,而不需要回到导数的定义去求此类简单函数的导数.
2.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,首先要注意化简的等价性,避免不必要的运算失误.
3/ 3。