高中数学第四章导数及其应用42导数的运算421几个幂函数的导数422一些初等函数的导数表基础达标湘教版2-2
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3.2.1几个常用函数的导数3.2.2基本初等函数的导数公式及导数的运算法则1.几个常见函数的导数原函数导函数f(x)=c f′(x)=□010f(x)=x f′(x)=□021f(x)=x2f′(x)=□032xf(x)=1xf′(x)=□04-1x2f(x)=x f′(x)=□0512x2.基本初等函数的导数公式原函数导函数f(x)=xα(α∈Q*)f′(x)=□06αxα-1f(x)=sin x f′(x)=□07cos xf(x)=cos x f′(x)=□08-sin xf(x)=a x f′(x)=□09a x ln_a(a>0)f(x)=e x f′(x)=□10e xf(x)=log a x f′(x)=□111x ln a(a>0且a≠1)f (x )=ln xf ′(x )=□121x3.导数的运算法则 设两个函数分别为f (x )和g (x )两个函数的 和的导数 [f (x )+g (x )]′=□13f ′(x )+g ′(x ) 两个函数的 差的导数 [f (x )-g (x )]′=□14f ′(x )-g ′(x ) 两个函数的 积的导数 [f (x )·g (x )]′=□15f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x ) 两个函数的 商的导数 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=□16f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2(g (x )≠0)4.导数的加法与减法法则(1)两个函数和(或差)的导数等于两个函数的导数的和(或差),可推广到多个函数的和(或差),即(f 1±f 2±…±f n )′=□17f 1′±f 2′±…±f n ′.(2)两个函数和(或差)的导数还可推广为[mf (x )±ng (x )]′=□18mf ′(x )±ng ′(x )(m ,n 为常数).基本初等函数的求导公式可分为四类(1)第一类为幂函数,y ′=(x α)′=α·x α-1(注意幂指数α可推广到全体实数).对于解析式为根式形式的函数,首先应把根式化为分数指数幂的形式,再求导数.(2)第二类为三角函数,可记为正弦函数的导数为余弦函数,余弦函数的导数为正弦函数的相反数.注意余弦函数的导数,不要漏掉前面的负号.(3)第三类为指数函数,y′=(a x)′=a x·ln a,当a=e时,e x的导数是(a x)′的一个特例.(4)第四类为对数函数,y′=(log a x)′=1x·ln a,也可记为(log a x)′=1x·log a e,当a=e时,ln x的导数也是(log a x)′的一个特例.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若y=2,则y′=12×2=1.()(2)若f′(x)=sin x,则f(x)=cos x.()(3)若f(x)=x32,则f′(x)=32x.()答案(1)×(2)×(3)√2.做一做(请把正确的答案写在横线上)(1)⎝⎛⎭⎪⎫1x3′=________.(2)(2x)′=________.(3)若f(x)=x3,g(x)=log3x则f′(x)-g′(x)=________.答案(1)-3x4(2)2x ln 2(3)3x2-1x ln 3探究1利用导数公式及运算法则求导例1求下列函数的导数.(1)y=5x3;(2)y=log5x;(3)f(x)=(x+1)2(x-1);(4)f(x)=2-2sin2x2;(5)f(x)=e x+1e x-1.[解](1)y′=(5x3)′=(x35)′=35x-25=355x2.(2)y ′=(log 5x )′=1x ln 5.(3)因为f (x )=(x +1)2(x -1)=(x 2+2x +1)(x -1)=x 3+x 2-x -1,所以f ′(x )=3x 2+2x -1.(4)因为f (x )=2-2sin 2x2=1+cos x ,所以f ′(x )=-sin x . (5)解法一:f ′(x )=(e x +1)′(e x -1)-(e x +1)(e x -1)′(e x-1)2=-2e x (e x-1)2.解法二:因为f (x )=e x +1e x -1=1+2e x -1,所以f ′(x )=2′(e x -1)-2(e x -1)′(e x -1)2=-2e x(e x -1)2.拓展提升(1)当函数解析式能化简时,要先化简再求导.(2)当函数解析式能变形时,可以先变形再求导,要注意,变形的目的是为了求导更简单,如果变形后求导并不简单,那就不要变形,直接求导.【跟踪训练1】 求下列函数的导数. (1)y =13x 2;(2)y =x 3·e x ;(3)y =cos xx .解 (1)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13x 2′=(x -23 )′=-23·x -23 -1 =-23·x -53(2)y ′=(x 3·e x )′=(x 3)′·e x +x 3·(e x )′ =3x 2·e x +x 3·e x =x 2e x (3+x ).(3)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x x ′=(cos x )′·x -cos x ·(x )′x 2=-x ·sin x -cos x x 2=-x sin x +cos xx 2.探究2 曲线切线方程的确定与应用例2 过原点作曲线y =e x 的切线,求切点的坐标及切线的斜率.[解]因为(e x)′=e x,设切点坐标为(x0,e x0),则过该切点的直线的斜率为e x0,所以所求切线方程为y-e x0=e x0(x-x0).因为切线过原点,所以-e x0=-x0·e x0,x0=1.所以切点为(1,e),斜率为e.[条件探究]已知点P是曲线y=e x上任意一点,求点P到直线y=x的最小距离.解根据题意设平行于直线y=x的直线与曲线y=e x相切于点P(x0,y0),该切点即为与y=x距离最近的点,如图.则在点(x0,y0)处的切线斜率为1,即y′|x=x=1.y′=(e x)′=e x,e x0=1,得x0=0,代入y=e x,y0=1,即P(0,1).利用点到直线的距离公式得距离为22.拓展提升利用基本初等函数的求导公式和导数的四则运算法则,结合导数的几何意义可以解决一些与距离、面积相关的几何的最值问题.解题的关键是正确确定所求切线的位置,进而求出切点坐标.【跟踪训练2】已知点P(-1,1),点Q(2,4)是曲线y=x2上的两点,求与直线PQ平行的曲线y=x2的切线方程.解因为y′=(x2)′=2x,设切点为M(x0,y0),则y′|x=x=2x0.又因为PQ 的斜率为k =4-12+1=1,而切线平行于PQ ,所以k =2x 0=1,即x 0=12, 所以切点为M ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,14.所以所求的切线方程为y -14=x -12, 即4x -4y -1=0.探究3 导数计算的综合应用例3 设函数f (x )=ax -bx ,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0.(1)求y =f (x )的解析式;(2)证明:曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 围成的三角形面积为定值,并求此定值.[解] (1)方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3. 当x =2时,y =12,即f (2)=12.由f ′(x )=a +bx 2,得⎩⎪⎨⎪⎧2a -b 2=12,a +b 4=74,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =3.所以所求解析式为f (x )=x -3x .(2)设P (x 0,y 0)为曲线上任一点,由y ′=1+3x 2,知曲线在点P (x 0,y 0)处的切线方程为y -y 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3x 20(x -x 0),即y -⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0-3x 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3x 20(x -x 0). 令x =0,得y =-6x 0,即切线与直线x =0的交点为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-6x 0;令y =x ,得y =x =2x 0,即切线与直线y =x 的交点为(2x 0,2x 0).故点P (x 0,y 0)处的切线与直线x =0,y =x 围成的三角形的面积为12·⎪⎪⎪⎪⎪⎪-6x 0·|2x 0|=6.故曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 围成的三角形的面积为定值,此定值为6.拓展提升求曲线方程或切线方程时,应注意:(1)切点是曲线与切线的公共点,切点坐标既满足曲线方程也满足切线方程; (2)曲线在切点处的导数就是切线的斜率;(3)必须明确已知点是不是切点,如果不是,应先设出切点.【跟踪训练3】 已知f (x )=13x 3+bx 2+cx (b ,c ∈R ),f ′(1)=0,当x ∈[-1,3]时,曲线y =f (x )的切线斜率的最小值为-1,求b ,c 的值.解 f ′(x )=x 2+2bx +c =(x +b )2+c -b 2, 且f ′(1)=1+2b +c =0.① 若-b ≤-1,即b ≥1, 则f ′(x )在[-1,3]上是增函数, 所以f ′(x )min =f ′(-1)=-1, 即1-2b +c =-1,②由①②,解得b =14,不满足b ≥1,应舍去. 若-1<-b <3,即-3<b <1, 则f ′(x )min =f ′(-b )=-1, 即c -b 2=-1,③由①③,解得b =-2,c =3或b =0,c =-1. 若-b ≥3,即b ≤-3,f ′(x )在[-1,3]上是减函数, 所以f ′(x )min =f ′(3)=-1,即9+6b +c =-1,④由①④,解得b =-94,不满足b ≤-3,应舍去. 综上可知,b =-2,c =3或b =0,c =-1.1.利用常见函数的导数公式可以比较简捷地求出函数的导数,其关键是牢记和运用好导数公式.解题时,要认真观察函数的结构特征,积极地进行联想化归.2.准确记忆导数的运算法则是进行导数运算的前提,但在解题过程中要注意如何使用运算法则可使运算较为简单.例如,求y =x ·x 的导数,若使用积的导数公式可以求出结果,但不如先化简为y =x ·x =x32 ,再求y ′=32x12简单.3.三次函数的导数为二次函数,当涉及与二次函数最值有关的问题时,常需要讨论,而讨论的立足点是二次函数的图象的对称轴与区间的位置关系.1.下列运算:①(sin x )′=-cos x ;②⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ′=1x 2;③(log 3x )′=13ln x .其中正确的有( ) A .0个 B .1个 C .2个 D .3个 答案 A解析 ∵(sin x )′=cos x ,⎝ ⎛⎭⎪⎫1x ′=-1x 2,(log 3x )′=1x ln 3.∴所给三个都不正确.2.已知f (x )=x 3+3x +ln 3,则f ′(x )为( ) A .3x 2+3x B .3x 2+3x ·ln 3+13 C .3x 2+3x ·ln 3 D .x 3+3x ·ln 3答案 C解析 (ln 3)′=0,注意避免出现(ln 3)′=13的错误. 3.曲线y =cos x 在点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,32处的切线方程为________.答案 x +2y -3-π6=0解析 因为y ′=(cos x )′=-sin x ,所以k =-sin π6=-12,所以在点A 处的切线方程为y -32=-12⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6,即x +2y -3-π6=0. 4.已知函数f (x )=f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4cos x +sin x ,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4的值为________.答案 1解析 ∵f (x )=f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4cos x +sin x ,∴f ′(x )=-f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4sin x +cos x ,∴f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=-f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4sin π4+cos π4,即f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=2-1,从而有f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=(2-1)cos π4+sin π4=1.5.已知直线y =kx 是函数y =ln x 的一条切线,试求k 的值. 解 设切点坐标为(x 0,y 0).∵y =ln x ,∴y ′=1x ,∴y ′|x =x 0=1x 0=k .∵点(x 0,y 0)既在直线y =kx 上,也在曲线y =ln x 上, ∴⎩⎪⎨⎪⎧y 0=kx 0,①y 0=ln x 0,②把k =1x 0代入①式得y 0=1,再把y 0=1代入②式求出x 0=e ,∴k =1x 0=1e .A 级:基础巩固练一、选择题1.已知函数f (x )=2x n -nx 2(n ≠0),且f ′(2)=0,则n 的值为( ) A .1 B .2 C .3 D .4 答案 B解析 由已知得f ′(x )=2nx n -1-2nx .因为f ′(2)=0,所以2n ·2n -1-2n ·2=0,即n ·2n -4n =0.当n =2时,2×22-4×2=0成立.故选B.2.已知f (x )=1x ,则f ⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫15=( )A .-25B .-125 C.125 D .25答案 B解析 因为f (x )=1x ,所以f ′(x )=-1x 2.故f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫15=-25,f ⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫15=f (-25)=-125.3.若f (x )=x 2-2x -4ln x ,则f ′(x )>0的解集为( ) A .(0,+∞) B .(-1,0)∪(2,+∞) C .(2,+∞) D .(-1,0) 答案 C解析 由题意知x >0,且f ′(x )=2x -2-4x ,即f ′(x )=2x 2-2x -4x >0,∴x2-x -2>0,解得x <-1或x >2.又∵x >0,∴x >2.4.若直线y =12x +b 与曲线y =-12x +ln x 相切,则实数b 的值为( ) A .-2 B .-1 C .-12 D .1 答案 B解析 设切点为(x 0,y 0),由y =-12x +ln x ,得y ′=-12+1x ,所以-12+1x 0=12,所以x 0=1,y 0=-12,代入直线方程得-12=12+b ,解得b =-1.故选B. 5.已知点P 在曲线y =x 3-x +23上移动,设动点P 处的切线的倾斜角为α,则α的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2 B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π D.⎝ ⎛⎦⎥⎤π2,3π4 答案 B解析 设P (x 0,y 0),∵y ′=3x 2-1,∴动点P 处的切线的斜率k =3x 20-1≥-1,∴tan α≥-1.又α∈[0,π),∴0≤α<π2或3π4≤α<π.二、填空题6.若曲线y =x -12 在点(a ,a -12)处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为18,则a =________.答案 64解析 ∵y ′=-12·x -32 ,∴y ′|x =a =-12·a -32 ,∴在点(a ,a -12 )处的切线方程为y -a -12 =-12·a -32 ·(x -a ).令x =0,得y=32a-12,令y =0,得x =3a ,由题意得a >0,∴12×3a ×32a -12=18,解得a =64.7.已知f (x )=ax 4+bx 2+c 的图象经过点(0,1),且在x =1处的切线方程是y =x -2,则f (x )的解析式为________.答案 f (x )=52x 4-92x 2+1解析 f ′(x )=4ax 3+2bx ,由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧f (0)=1,f ′(1)=1,f (1)=-1,所以⎩⎪⎨⎪⎧c =1,4a +2b =1,a +b +c =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =52,b =-92,c =1,所以f (x )的解析式为f (x )=52x 4-92x 2+1.8.已知f (x )=x -2x +lg 2,则f ′(x )=________.答案 12x -12-2x ln 2解析 因为f (x )=x12 -2x+lg 2,所以f ′(x )=12x -12 -2x ln 2.注意(lg 2)′=0,避免出现(lg 2)′=12ln 10的错误.三、解答题9.求下列函数的导数.(1)y =sin x -2x 2;(2)y =cos x ·ln x ;(3)y =e xsin x .解 (1)y ′=(sin x -2x 2)′=(sin x )′-(2x 2)′=cos x -4x .(2)y ′=(cos x ·ln x )′=(cos x )′·ln x +cos x ·(ln x )′=-sin x ·ln x +cos x x .(3)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫e x sin x ′=(e x )′·sin x -e x·(sin x )′sin 2x=e x ·sin x -e x ·cos x sin 2x =e x (sin x -cos x )sin 2x.10.已知函数f (x )=ax -6x 2+b 的图象在点M (-1,f (-1))处的切线的方程为x +2y+5=0,求函数的解析式.解 由条件知,-1+2f (-1)+5=0,f (-1)=-2,-a -61+b=-2,①又直线x +2y +5=0的斜率k =-12,f ′(-1)=-12,f ′(x )=-ax 2+12x +ab (x 2+b )2,f ′(-1)=-a -12+ab (1+b )2=-12,② 由①②解得,a =2,b =3(b +1≠0,b =-1舍去). 所求函数解析式为f (x )=2x -6x 2+3.B 级:能力提升练1.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 2018(x )=________.答案 -sin x解析 f 0(x )=sin x ,f 1(x )=f 0′(x )=cos x ,f 2(x )=f 1′(x )=-sin x ,f 3(x )=f 2′(x )=-cos x ,f 4(x )=f 3′(x )=sin x ,….由此继续求导下去,发现四个一循环,从0到2018共2019个数,2019=4×504+3,所以f 2018(x )=f 2(x )=-sin x .2.已知函数f (x )=x 2a -1(a >0)的图象在x =1处的切线l ,求l 与两坐标轴围成的三角形面积的最小值.解 ∵f ′(x )=2x a ,∴f ′(1)=2a .又∵f (1)=1a -1, ∴切线l 的方程为y -1a +1=2a (x -1). 分别令x =0,y =0得y =-1a -1,x =a +12, ∴三角形的面积为S=12⎪⎪⎪⎪⎪⎪-1a-1·⎪⎪⎪⎪⎪⎪a+12=14⎝⎛⎭⎪⎫a+1a+2≥14×(2+2)=1.当且仅当a=1a,即a=1时,直线l与两坐标轴围成的三角形面积的最小值为1.。
高中导数公式大全24个摘要:1.导数的概念和重要性2.高中导数公式的分类和作用3.常见基本函数的导数公式4.导数的计算方法和技巧5.导数在实际问题中的应用正文:导数是微积分中的重要基础概念,它在数学、物理、化学等学科中都有着广泛的应用。
对于高中生来说,掌握导数公式是提高数学成绩的关键。
本文将为大家详细介绍高中导数公式大全,帮助大家更好地理解和运用导数。
一、导数的概念和重要性导数是函数在某一点的局部性质,描述了函数在这一点附近的变化率。
导数是微积分的基础,也是解决实际问题的关键工具。
在高中阶段,我们要掌握导数的概念和计算方法,为以后的学习和研究打下坚实的基础。
二、高中导数公式的分类和作用高中导数公式主要包括以下几类:1.常数函数的导数:常数函数的导数为0。
2.幂函数的导数:幂函数y = x^n 的导数为y" = n * x^(n-1)。
3.指数函数的导数:指数函数y = a^x 的导数为y" = a^x * ln(a)。
4.对数函数的导数:对数函数y = log_a(x) 的导数为y" = 1/(x * ln(a))。
5.三角函数的导数:正弦函数y = sin(x) 的导数为y" = cos(x),余弦函数y = cos(x) 的导数为y" = -sin(x)。
6.反三角函数的导数:反正弦函数y = arcsin(x) 的导数为y" = 1/(1 - x^2),反余弦函数y = arccos(x) 的导数为y" = -1/(1 - x^2)。
这些导数公式为我们计算函数的导数提供了基本的工具。
在实际问题中,我们还需要掌握更多的导数计算方法和技巧,以便更好地解决实际问题。
三、常见基本函数的导数公式在高中阶段,我们要熟练掌握常见基本函数的导数公式,包括:1.线性函数的导数:线性函数y = kx + b 的导数为y" = k。
高中常用函数导数表导数是微积分中非常重要的概念,通过求导可以求得函数在某一点的变化率。
在高中数学中,我们会接触到许多常用的函数,它们的导数有着特定的形式。
了解这些常用函数导数的形式,可以帮助我们更好地理解函数的性质和变化规律。
下面是一份高中常用函数导数表,方便大家参考和记忆。
1. 常数函数:f(x) = C,其中C为常数导数:f'(x) = 0对于常数函数来说,其函数值始终保持不变,因此导数恒为0。
2. 幂函数:f(x) = x^n,其中n为正整数导数:f'(x) = nx^(n-1)幂函数是指以x为底的n次幂的函数,它的导数是通过幂函数的指数降低1,并乘以原幂函数的系数。
3. 指数函数:f(x) = a^x,其中a为正实数且a≠1导数:f'(x) = a^x * ln(a)指数函数的导数是原函数的结果乘以底数a的自然对数值ln(a)。
4. 对数函数:f(x) = logₐ(x),其中a为正实数且a≠1导数:f'(x) = 1 / (x * ln(a))对数函数的导数是1除以x乘以底数a的自然对数值ln(a)。
5. 三角函数:f(x) = sin(x),f(x) = cos(x),f(x) = tan(x)导数:f'(x) = cos(x),f'(x) = -sin(x),f'(x) = sec²(x)三角函数的导数可以通过基本的三角函数关系式求得,请注意tan(x)的导数是sec²(x),其中sec(x)表示secant函数。
6. 反三角函数:f(x) = arcsin(x),f(x) = arccos(x),f(x) = arctan(x)导数:f'(x) = 1 / √(1 - x²),f'(x) = -1 / √(1 - x²),f'(x) = 1 / (1 + x²)反三角函数的导数也可以通过基本的反三角函数关系式求得,请注意arctan(x)的导数是1除以1 + x²。
高中数学导数及其应用高中数学导数及其应用一、知识网络二、高考考点1、导数的定义和应用;2、求导公式和运算法则的应用;3、导数的几何意义;4、导数在研究函数单调性上的应用;5、导数在寻求函数的极值或最值的应用;6、导数在解决实际问题中的应用。
三、知识要点一)导数1、导数的概念1)导数的定义设函数在点及其附近有定义,当自变量x在处有增量△x (△x可正可负),则函数y相应地有增量,这两个增量的比,叫做函数在点到这间的平均变化率。
如果极限存在,则函数在点处可导,并把这个极限叫做在点处的导数(或变化率),记作,即。
如果函数在开区间()内每一点都可导,则说在开区间()内可导,此时,对于开区间(),这样在开区间()内每一个确定的值,都对应着一个确定的导数。
在开区间()内构成一个新的函数,我们把这个新函数叫做原函数或,即内的导函数(简称导数),记作。
认知:Ⅰ)函数的导数在点是以x为自变量的函数,而函数处的导数是的导函数在点处的导数时是一个数值;的函数值。
Ⅱ)求函数①求函数的增量;②求平均变化率;③求极限。
上述三部曲可简记为一差、二比、三极限。
2)导数的几何意义函数的导数表示函数在某一点处的切线斜率。
3)函数的可导与连续的关系函数的可导与连续既有联系又有区别:Ⅰ)若函数在点处可导,则在点处连续;若函数在开区间()内可导,则在开区间()内连续(可导一定连续)。
在点处的导数,是曲线在点处的切线的斜率。
Ⅱ)若函数在点处连续,但在点处不一定可导(连续不一定可导)。
反例:在点处连续,但在点处无导数。
事实上,在点处的增量不存在,故在点处不可导。
2、求导公式和求导运算法则1)基本函数的导数(求导公式)公式1:常数的导数:即常数的导数等于0.公式2:幂函数的导数:公式3:正弦函数的导数:公式4:余弦函数的导数:公式5:对数函数的导数:c为常数)公式6:指数函数的导数:2)可导函数四则运算的求导法则设为可导函数,则有:法则1:法则2:法则3:3、复合函数的导数1)复合函数的求导法则设。
《4.2.1 几个幂函数的导数》教案一、教材分析1、教学内容本节课的教学内容主要是从科学研究和工程技术的需要出发,通过一系列具体事例说明函数导数计算的作用,多面引发学生对学习导数的计算方法和有关运算公式的兴趣。
继而根据函数导数的定义推导出几个简单函数的导数。
2、教学重点难点:本节教学重点是牢固、准确地记住几种常见幂函数的导数,为求导数打下坚实的基础。
本节教学难点是灵活动用公式求导。
3、关于几个幂函数导数公式。
(1)y=c(c 为常数)的导数。
常数函数的导数为零的几何意义是曲线()f x c =(c 为常数)在任意点处的切线平行于x 轴。
(2)y=x2的导数公式的推导。
'2y x =表示函数2y x =图象上每点(x,y )处的切线的斜率为2x ,说明随着x 的变化,切线的斜率也在变化:4、“曲线上点P 处的切线”与“过点P 的曲线的切线”的区别。
在点P 处的切线,点P 必为切点;过点P 的切线,点P 未必为切点。
二、学情分析(1)学生已学习了平均速度的求法。
(2)学生已经知道了平均变化率,理解了平均变化率的几何意义就是过曲线上两点的割线的斜率。
(3)学生掌握了导数的定义和导数的几何意义,会利用导数的定义求函数的导数。
三、目标分析根据课程标准、教材内容、考虑到学生已有的知识结构和心理特征,我确定了如下的教学目标:知识与技能:了解函数导数运算的作用;理解并熟记课内推导出的几个幂函数导数公式并能运用公式求导。
过程与方法:学习过程中逐步掌握的“由特殊到一般,再由一般到特殊”的研究数学的思想方法,通过学习,能够鉴赏公式所蕴涵的数学美。
情感、态度与价值观:构建和谐平等的教学情境,尽可能让学生动脑、动手、动口,去发现、去猜想、去推导,激发不同层面学生的学习积极性。
四、过程分析建构主义的数学教学观告诉我们:数学教学不仅是一种“授予——吸收”的过程,而是学生作为主体的主动建构过程,教师是学生学习活动的组织者、指导者、帮助者和促进者。
高中数学中的导数应用知识点总结导数是高中数学中的一个重要概念和工具,它在许多数学问题的研究中起着重要的作用。
本文将对高中数学中的导数应用知识点进行总结,包括导数的定义与性质、导数的计算方法以及导数在实际问题中的应用。
一、导数的定义与性质导数的定义是函数在某一点处的变化率,通常用极限来表示。
具体而言,给定函数y = f(x),在x点处的导数可以定义为:```f'(x) = lim(h->0) [f(x + h) - f(x)] / h```其中,f'(x)表示函数f(x)在x点处的导数,h表示一个趋近于0的实数。
导数的性质包括:1. 导数存在性:函数在某一点处存在导数,即函数在该点处可导;2. 导数的唯一性:函数在某一点处的导数唯一;3. 可导函数的连续性:函数在某一点处可导,则该点处连续;4. 常数函数导数为0:对于常数函数y = c,导数f'(x) = 0。
二、导数的计算方法导数的计算方法包括基本导数公式和导数的四则运算法则。
1. 基本导数公式:常见的函数导数计算公式如下:- 常数函数导数:f(x) = c,f'(x) = 0;- 幂函数导数:f(x) = x^n,f'(x) = nx^(n-1);- 指数函数导数:f(x) = e^x,f'(x) = e^x;- 对数函数导数:f(x) = loga(x),f'(x) = 1 / (xlna),其中a为底数;- 三角函数导数:f(x) = sin(x),f'(x) = cos(x)等。
2. 导数的四则运算法则:导数的四则运算法则包括求和、差、积和商的导数运算法则。
- 求和法则:(f(x) ± g(x))' = f'(x) ± g'(x);- 差法则:(f(x) - g(x))' = f'(x) - g'(x);- 积法则:(f(x) * g(x))' = f'(x)g(x) + f(x)g'(x);- 商法则:(f(x) / g(x))' = (f'(x)g(x) - f(x)g'(x)) / g^2(x),其中g(x) ≠ 0。
4.2.1 几个幂函数的导数 4.2.2 一些初等函数的导数表
基础达标
限时20分钟
1.曲线y =x 3
在点P 处的切线的斜率为3,则P 点的坐标为
( ).
A .(-2,-8)
B .(-1,-1),(1,1)
C .(2,8)
D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-1
2
,-18
解析 y ′=3x 2
,由3x 2
=3,得x =1或x =-1, ∴P 点坐标为(1,1)或(-1,-1). 答案 B
2.下列结论:①(cos x )′=sin x ;②⎝
⎛⎭⎪⎫sin π3′=cos π3;③若y =1x 2,则y ′|x =3
=-227;④(e 3)′=e 3
.其中正确的个数为
( ).
A .0个
B .1个
C .2个
D .3个
解析 (cos x )′=-sin x ,①错,sin π3=32,⎝ ⎛⎭⎪⎫32′=0.②错,⎝ ⎛⎭
⎪⎫1x 2′=-2x 3,∴y ′|x =3=-2
27
,③正确,e 3为常数,(e 3)′=0,④错.
答案 B
3.(2011·山东)曲线y =x 3
+11在点P (1,12)处的切线与y 轴交点的纵坐标为
( ).
A .-9
B .-3
C .9
D .15
解析 y ′=3x 2
,则y ′|x =1=3,所以曲线在P 点处的切线方程为y -12=3(x -1). 即y =3x +9,它在y 轴上的截距为9. 答案 C
4.已知P (-1,1),Q (2,4)是曲线f (x )=x 2
上的两点,则平行于直线PQ 的曲线
y =x 2的切线方程是________________.
解析 y =x 2
的导数为y ′=2x ,设切点为M (x 0,y 0), 则y ′|x =x 0=2x 0,又k PQ =4-1
2+1
=1,
又切线平行于PQ ,∴k =y ′| x =x 0=2x 0=1,∴x 0=1
2
.
∴切点M ⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,14,
∴切线方程为y -14=x -1
2,即4x -4y -1=0.
答案 4x -4y -1=0 5.曲线y =sin x 在点A ⎝
⎛⎭
⎪⎫π
3,32处的切线方程为________. 解析 y ′=cos x ,y ′|x =π3=12,所以曲线在A 点处的切线方程为y -32=12⎝ ⎛⎭⎪⎫
x -π3.
即x -2y +3-π
3=0.
答案 x -2y +3-π
3
=0
6.已知直线y =kx 是曲线y =ln x 的切线,求k .
解 设切点为P (x 0,y 0),又y ′=(ln x )′=1
x
.
∴点P 处的切线斜率为1
x 0
,
∴k =1x 0,x 0=1k
,∴P ⎝ ⎛⎭
⎪⎫1
k ,ln 1k .
又点P 在直线y =kx 上,∴ln 1k =k ·1
k
=1.
∴1k =e ,即k =1e
. 综合提高
限时25分钟
7.(2011·江西)曲线y =e x
在点A (0,1)处的切线的斜率为
( ).
A .1
B .2
C .e
D.1
e
解析 y ′=e x
,y ′|x =0=1.所以,所求切线的斜率为1. 答案 A
8.设f 0(x )=cos x ,f 1(x )=f 0′(x ),f 2(x )=f 1′(x ),…,f n +1(x )=f n ′(x ),n ∈
N ,则f 2 011(x )等于
( ).
A .sin x
B .-sin x
C .cos x
D .-cos x
解析 f 0(x )=cos x ,f 1(x )=-sin x ,f 2(x )=-cos x ,
f 3(x )=sin x ,f 4(x )=cos x ,…,
由此看出,四个一循环,具有周期性,T =4.∵2 011=4×502+3,∴f 2 011(x )=f 3(x )=sin x .
答案 A
9.曲线y =log 2x 的一条切线的斜率为
1
ln 2
,则切点坐标为________. 解析 y ′=
1x ln 2,由1x ln 2=1
ln 2
,得x =1.所以切点坐标为(1,0). 答案 (1,0)
10.函数y =-2sin x 2⎝
⎛
⎭⎪⎫
1-2cos 2
x 4的导数为________.
解析 y =-2sin x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫
-cos x 2=sin x ,故y ′=cos x . 答案 cos x
11.求过曲线y =e x
上的点P (1,e)且与曲线在该点处的切线垂直的直线方程.
解 y ′=e x ,∴曲线在点P 处的切线的斜率为e 1
=e. ∴过P 点与曲线在点P 处的切线垂直的直线的斜率为-1
e .
∴所求方程为y -e =-1e (x -1),即x +e y -e 2
-1=0.
12.(创新拓展)求过点(2,0)且与曲线y =x 3
相切的直线方程.
解 设切点坐标为(x 0,x 3
0),则由于y ′=3x 2
,所以切线斜率为3x 2
0,切线方程为y -
x 30=3x 2
0(x -x 0),它过点(2,0),
∴0-x 30=3x 2
0(2-x 0) ∴x 0=0或x 0=3.
若x 0=0,则切点坐标为(0,0),切线方程为y =0.
若x 0=3,则切点坐标为(3,27),切线方程为y -27=3×32
(x -3),即27x -y -54=0.
所以,所求直线方程为y =0或27x -y -54=0.。