【高三复习】导数的概念、计算、几何意义
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导数的概念及几何意义知识集结知识元导数及其几何意义知识讲解1.导数及其几何意义【知识点的知识】1、导数的定义如果函数f(x)在(a,b)中每一点处都可导,则称f(x)在(a,b)上可导,则可建立f (x)的导函数,简称导数,记为f′(x);如果f(x)在(a,b)内可导,且在区间端点a处的右导数和端点b处的左导数都存在,则称f(x)在闭区间[a,b]上可导,f′(x)为区间[a,b]上的导函数,简称导数.2、导数的几何意义函数f(x)在x=x0处的导数就是切线的斜率k.例如:函数f(x)在x0处的导数的几何意义:k切线=f′(x0)=.【典型例题分析】题型一:根据切线方程求斜率典例1:已知曲线的一条切线的斜率为,则切点的横坐标为()A.3 B.2 C.1 D.解:设切点的横坐标为(x0,y0)∵曲线的一条切线的斜率为,∴y′=﹣=,解得x0=3或x0=﹣2(舍去,不符合题意),即切点的横坐标为3故选A.题型二:求切线方程典例2:已知函数其图象在点(1,f(1))处的切线方程为y=2x+1,则它在点(﹣3,f(﹣3))处的切线方程为()A.y=﹣2x﹣3 B.y=﹣2x+3 C.y=2x﹣3 D.y=2x+3解:∵图象在点(1,f(1))处的切线方程为y=2x+1∴f(1)=2+1=3∵f(﹣3)=f(3﹣2)=f(1)=3∴(﹣3,f(﹣3))即为(﹣3,3)∴在点(﹣3,f(﹣3))处的切线过(﹣3,3)将(﹣3,3)代入选项通过排除法得到点(﹣3,3)只满足A故选A.【解题方法点拨】(1)利用导数求曲线的切线方程.求出y=f(x)在x0处的导数f′(x);利用直线方程的点斜式写出切线方程为y﹣y0=f′(x0)(x﹣x0).(2)若函数在x=x0处可导,则图象在(x0,f(x0))处一定有切线,但若函数在x=x0处不可导,则图象在(x0,f(x0))处也可能有切线,即若曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的导数不存在,但有切线,则切线与x轴垂直.(3)注意区分曲线在P点处的切线和曲线过P点的切线,前者P点为切点;后者P点不一定为切点,P点可以是切点也可以不是,一般曲线的切线与曲线可以有两个以上的公共点,(4)显然f′(x0)>0,切线与x轴正向的夹角为锐角;f′(x0)<0,切线与x轴正向的夹角为钝角;f(x0)=0,切线与x轴平行;f′(x0)不存在,切线与y轴平行.例题精讲导数及其几何意义例1.'已知函数,其中a>0.(1)讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)有两个极值点x1,x2,证明:-3<f(x1)+f(x2)<-2.'例2.'求下列函数的导数(1)y=2x3-3x2-4;(2)y=xlnx;(3).'例3.'已知函数f(x)=ax3-x2(a>0),x∈[0,+∞).(1)若a=1,求函数f(x)在[0,1]上的最值;(2)若函数y=f'(x)的递减区间为A,试探究函数y=f(x)在区间A上的单调性.'导数的计算知识讲解1.导数的运算【知识点的知识】1、基本函数的导函数①C′=0(C为常数)②(x n)′=nx n﹣1(n∈R)③(sin x)′=cos x④(cos x)′=﹣sin x⑤(e x)′=e x⑥(a x)′=(a x)*lna(a>0且a≠1)⑦[log a x)]′=*(log a e)=(a>0且a≠1)⑧[lnx]′=.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)④[]′=.3、复合函数的导数设y=u(t),t=v(x),则y′(x)=u′(t)v′(x)=u′[v(x)]v′(x)【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.例题精讲导数的计算例1.已知函数f(x)=2lnx+x,则f'(1)的值为___.例2.已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=e x f′(1)+3lnx,则f′(1)=___.例3.函数f(x)=sin x+e x(e为自然对数的底数),则f′(π)的值为______。
导数的概念及其几何意义【考点精讲】(一)导数的概念:1.导函数的定义:设函数)(x f y =在0x x =处附近有定义,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0x x y =',即xx f x x f x y x ∆-∆+='→∆)()(lim )(0000。
(二)导数的几何意义:1. 导数的几何意义:设函数()y f x =如图,AB 为过点00(,())A x f x 与00(,())B x x f x x +∆+∆的一条割线,由此割线的斜率是00()()f x x f x y x x+∆-∆=∆∆,可知曲线割线的斜率就是函数的平均变化率。
当点B 沿曲线趋近于点A 时,割线AB 绕点A 转动,它的最终位置为直线AD ,这条直线AD 叫做此曲线过点A 的切线,即:000()()limx f x x f x x∆→+∆-=∆切线AD 的斜率,曲线()y f x =过点00(,())x f x 切线的斜率等于0()f x '。
2.切线的方程:函数()f x 在0x x =处的导数就是曲线()y f x =在点P 00(,())x f x 处的切线的斜率。
由此,求曲线在一点处的切线的一般步骤: ①求出P 点的坐标; ②求点0x 处的变化率0000()()()limx f x x f x f x k x∆→+∆-'==∆得曲线在点00(,())x f x 的切线的斜率;③利用点斜式求切线方程(三)常见函数的导数:(高等数学中有证明过程)(1) (2) (3)(4) (5) (6)()ln (0,1)x x a a a a a '=>≠ (7) (8)1()2x x '=(9)a x x a ln 1)(log ='(四)导函数的四则运算法则:()'''u v u v +=+,()'''uv u v uv =+ ,2''()'u u v uv v v -= (五)复合函数的导数:设函数在点处有导数,函数在点的对应点处有导数,则在点处有导数.).)((0'0x x x f y y -=-)(0为常数C C =')(1Q n nx x n n ∈='-)(x x cos )(sin ='x x sin )(cos -='xx 1)(ln ='xx e e =')()(x u ψ=x )(x u x ψ'=')(u f y =x u )(u f y u '='f y =)]([x ψx x u x u y y '⋅'='(六)如何求函数的导数:(1)由导数的定义求函数)(x f y =的导数的一般方法:①求函数的变量)()(f x f x x f -∆+=∆; ②求平均变化率xx f x x f x∆-∆+=∆∆)()(f ;③求导数=xx ∆∆→∆f lim 0。
导数知识点概念总结高中一、导数的定义导数的定义是函数变化率的极限,可以用极限的方法来定义。
给定函数y=f(x),如果在某一点x处存在极限lim Δx→0 (f(x+Δx) - f(x)) / Δx则称函数f(x)在点x处可导,该极限就是函数f(x)在点x处的导数,记作f'(x) 或 dy/dx。
导数的几何意义是函数图像在某一点处的切线斜率,也可以理解为函数曲线在该点处的局部线性近似。
导数的几何直观使得我们可以通过导数来研究函数的性质和行为。
二、导数的几何意义导数表示了函数在某一点处的切线的斜率,切线的斜率可以理解为函数在这一点的瞬时变化率。
对于一条曲线,我们可以通过切线的斜率了解函数在某点的瞬时变化情况,从而分析函数的特性。
三、导数的计算常见的函数的导数计算方法有以下几种:1. 利用导数的定义进行计算。
根据导数的定义,求出函数在某一点的导数需要利用极限的概念进行计算,这种方法较为繁琐,但是可以直观地了解导数的物理意义。
2. 利用导数的性质进行计算。
导数有一系列的运算法则,这些运算法则包括和、差、积、商的求导法则,以及复合函数求导、反函数求导等等,可以通过这些性质进行导数的计算。
3. 利用导数的几何意义进行计算。
对于一些简单的函数,可以通过函数图像的几何性质来计算导数,从而得到函数在某一点的导数值。
四、导数的应用1. 导数在函数的极值问题中的应用。
利用导数可以求解函数的极值问题,包括极大值和极小值,这对于优化问题和最优化问题是非常重要的。
2. 导数在曲线的凹凸性和拐点问题中的应用。
函数的凹凸性和拐点可以通过函数的二阶导数来判断,这对于函数曲线的形状和特性有很大的帮助。
3. 导数在变化率和速度问题中的应用。
在物理学和工程学中,导数可以用来描述物体的运动和速度,从而研究物体的运动规律和加速度问题。
4. 导数在微分方程中的应用。
微分方程是研究变化规律的重要工具,导数的概念在微分方程中有着广泛的应用,可以描述各种变化规律和动力学问题。
导数的概念、几何意义及其运算常见基本初等函数的导数公式和常用导数运算公式 :+-∈==N n nx x C C n n ,)(;)(01''为常数;;sin )(cos ;cos )(sin ''x x x x -== a a a e e xx x x ln )(;)(''==;e x x x x a a log 1)(log ;1)(ln ''==法则1: )()()]()(['''x v x u x v x u ±=± 法则2: )()()()()]()(['''x v x u x v x u x v x u +=法则3: )0)(()()()()()(])()([2'''≠-=x v x v x v x u x v x u x v x u (一)基础知识回顾:1.导数的定义:函数)(x f y =在0x 处的瞬时变化率xx f x x f x y o x x ∆-∆+=∆∆→∆→∆)()(limlim 000称为函数)(x f y =在0x x =处的导数,记作)(0/x f 或0/x x y =,即xx f x x f x f x ∆-∆+=→∆)()(lim)(0000/ 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 ∆-∆+→∆)()(lim0 导数与导函数都称为导数,这要加以区分:求一个函数的导数,就是求导函数;求函数)(x f y =在0x 处的导数0/x x y =,就是导函数)(/x f 在0x 处的函数值,即0/x x y ==)(0/x f 。
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。
高中导数知识点总结大全追逐高考,我们向往成功,我们希望激发潜能,我们就需要在心中铸造一座高高矗立的、坚固无比的灯塔,它的名字叫信念。
那么接下来给大家分享一些关于高中导数知识点总结大全,希望对大家有所帮助。
高中导数知识点总结1、导数的定义:在点处的导数记作.2.导数的几何物理意义:曲线在点处切线的斜率①k=f/(x0)表示过曲线y=f(x)上P(x0,f(x0))切线斜率。
V=s/(t)表示即时速度。
a=v/(t)表示加速度。
3.常见函数的导数公式:①;②;③;⑤;⑥;⑦;⑧。
4.导数的四则运算法则:5.导数的应用:(1)利用导数判断函数的单调性:设函数在某个区间内可导,如果,那么为增函数;如果,那么为减函数;注意:如果已知为减函数求字母取值范围,那么不等式恒成立。
(2)求极值的步骤:①求导数;②求方程的根;③列表:检验在方程根的左右的符号,如果左正右负,那么函数在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么函数在这个根处取得极小值;(3)求可导函数值与最小值的步骤:ⅰ求的根;ⅱ把根与区间端点函数值比较,的为值,最小的是最小值。
导数与物理,几何,代数关系密切:在几何中可求切线;在代数中可求瞬时变化率;在物理中可求速度、加速度。
学好导数至关重要,一起来学习高二数学导数的定义知识点归纳吧!导数是微积分中的重要基础概念。
当函数y=f(x)的自变量x在一点x0上产生一个增量Δx时,函数输出值的增量Δy与自变量增量Δx 的比值在Δx趋于0时的极限a如果存在,a即为在x0处的导数,记作f'(x0)或df(x0)/dx。
导数是函数的局部性质。
一个函数在某一点的导数描述了这个函数在这一点附近的变化率。
如果函数的自变量和取值都是实数的话,函数在某一点的导数就是该函数所代表的曲线在这一点上的切线斜率。
导数的本质是通过极限的概念对函数进行局部的线性逼近。
例如在运动学中,物体的位移对于时间的导数就是物体的瞬时速度。
不是所有的函数都有导数,一个函数也不一定在所有的点上都有导数。
导数的概念及运算、几何意义1.导数的概念(1)函数y=f(x)在x=x0处的导数称函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率为函数y=f(x)在x=x0处的导数,记作f′(x0)或,即f′(x0)==.y′|x=x(2)导数的几何意义函数f(x)在点x0处的导数f′(x0)的几何意义是在曲线y=f(x)上点P(x0,y0)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-y0=f′(x0)·(x-x0).(3)函数f(x)的导函数称函数f′(x)=为f(x)的导函数.2.导数公式及运算法则(1)基本初等函数的导数公式(2)导数的运算法则①[f (x )±g (x )]′=)(x f '±g ′(x );②[f (x )·g (x )]′=)(x f 'g (x )+f (x )g ′(x ); ③])()(['x g x f =f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x ) [g (x )]2(g (x )≠0). 特殊情况[c ·f (x )]′=c ·)(x f '.(3)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.3.判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1))(0x f '与[f (x 0)]′表示的意义相同.(×)(2))(0x f '是导函数)(x f '在x =x 0处的函数值.(√)(3)曲线的切线不一定与曲线只有一个公共点.(√) (4))3sin('π=cos π3.(×)(5)若(ln x )′=1x ,则)1('x =ln x .(×)(6)函数f (x )=sin(-x )的导数为f ′(x )=cos x .(×)(7)函数f (x )=,由于f ′(0)无意义,则说明f (x )=在x =0处无切线.(×)(8)与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线.(×)(9)若f (a )=-x 2+2ax +a 3,则f ′(a )=2x +3a 2.(√)(10)过点P 作y =f (x )的切线,且P 在y =f (x )上,则P 一定为切点.(×)考点一 导数的运算[例1] (1)函数y =(1-x ))1(x +,则y ′=________.解析:∵y =(1-x ))11(x +=1x -x =2121x x --,='y 21232121----x x答案:21232121----x x (2)函数y =ln x x ,则y ′=________.解析:y ′=)ln ('xx =(ln x )′x -x ′ln x x 2=1x ·x -ln x x 2=1-ln x x 2. 答案:1-ln x x 2(3)y =ln(2x +5),则y ′=________.解析:设y =ln u ,u =2x +5,则y ′x =y ′u ·u ′x ,因此y ′=12x +5·(2x +5)′=22x +5. 答案:22x +5 (4)已知函数f (x )的导函数f ′(x ),且满足f (x )=2xf ′(1)+ln x ,则f ′(1)=________.解析:f ′(x )=2f ′(1)+1x令x =1,得f ′(1)=2f ′(1)+1,∴f ′(1)=-1.答案:-1 [方法引航] (1)总原则:先化简解析式,再求导.(2)具体方法:①连乘积的形式:先展开化为多项式形式,再求导.②根式形式:先化为分数指数幂,再求导.③复杂分式:化为简单分式的和、差,再求导.(3)区分f ′(x )与f ′(x 0)f ′(x )表示导函数,f ′(x 0)是导函数值.1.若函数y =tan x ,则y ′=________.解析:y ′=)cos sin ('xx =(sin x )′cos x -sin x (cos x )′cos 2x =cos x cos x -sin x (-sin x )cos 2x =1cos 2x . 答案:1cos 2x2.设f (x )=x ln x ,若)(0x f '=2,则x 0的值为( )A .e 2B .e C.ln 22 D .ln 2 解析:选B.由f (x )=x ln x 得f ′(x )=ln x +1.根据题意知ln x 0+1=2,所以ln x 0=1,因此x 0=e.考点二 导数的几何意义[例2] (1)求曲线f (x )在点(2,f (2))处的切线方程;(2)求经过点A (2,-2)的曲线f (x )的切线方程.解:∵f ′(x )=3x 2-8x +5,∴f ′(2)=1,又f (2)=-2,∴曲线f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为y -(-2)=x -2,即x -y -4=0.(2)设切点坐标为(x 0,x 30-4x 20+5x 0-4),∵f ′(x 0)=3x 20-8x 0+5,∴切线方程为y -(-2)=(3x 20-8x 0+5)(x -2),又切线过点(x 0,x 30-4x 20+5x 0-4),∴x 30-4x 20+5x 0-2=(3x 20-8x 0+5)(x 0-2),整理得(x 0-2)2(x 0-1)=0,解得x 0=2或x 0=1,∴经过A (2,-2)的曲线f (x )的切线方程为x -y -4=0,或y +2=0.[方法引航] 导数几何意义的应用,需注意以下两点:(1)当曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线垂直于x 轴时,函数在该点处的导数不存在,切线方程是x =x 0;(2)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.1.在本例中,若f (x )在P 点处的切线平行x 轴,求P 点坐标.解:∵f ′(x )=3x 2-8x +5,令3x 2-8x +5=0得x =1或x =53,∴f (1)=1-4+5-4=-2,f (53)=-5827,∴P (1,-2)或P )2758,35(-. 2.在本例中,若f (x )不变,求f (x )过点(1,-2)的切线方程.解:设过点P (1,-2)的直线与y =f (x )切于点M (x 0,y 0),∴其切线斜率k =f ′(x 0)=3x 20-8x 0+5,y 0=x 30-4x 20+5x 0-4,其切线方程为y -(x 30-4x 20+5x 0-4)=(3x 20-8x 0+5)(x -x 0)过点(1,-2),即-2-(x 30-4x 20+5x 0-4)=(3x 20-8x 0+5)(1-x 0),即(x 0-1)2(2x 0-3)=0∴x 0=1或x 0=32.∴切点为(1,-2)或)817,23(-,∴k 1=0或k 2=-14. ∴所求切线方程分别为y =-2.或y +178=-14)23(-x ,即y =-14x -74.[易错警示]借问“切点”何处有——求曲线的切线方程时切点易错[典例] (2017·浙江杭州模拟)若存在过点(1,0)的直线与曲线y =x 3和y =ax 2+154x -9都相切,则a 等于( )A .-1或-2564B .-1或214C .-74或-2564D .-74或7[正解] 设过点(1,0)的直线与曲线y =x 3相切于点(x 0,x 30),所以切线方程为y -x 30=3x 20(x -x 0),即y =3x 20x -2x 30,又点(1,0)在切线上,则x 0=0或x 0=32,当x 0=0时,由y =0与y =ax 2+154x-9相切可得a =-2564;当x 0=32时,由y =274x -274与y =ax 2+154x -9相切可得a =-1,所以选A.[答案] A[易误] (1)审题不仔细,未对点(1,0)的位置进行判断,误认为(1,0)是切点;(2)当所给点不是切点时,无法与导数的几何意义联系.[警示] ①“曲线y =f (x )在P 点处的切线”与“曲线过P 点的切线”不同,前者P 为切点,后者P 不一定为切点.②此类题首先确定点是否为曲线的切点.当不是切点时.应先设出切点.[高考真题体验]1.(2016·高考全国丙卷)已知f (x )为偶函数,当x ≤0时,x e x f x -=--1)(,则曲线y =f (x )在点(1,2)处的切线方程是________.解析:当x >0时,-x <0,f (-x )=e x -1+x ,而f (-x )=f (x ),所以f (x )=e x -1+x (x >0),点(1,2)在曲线y =f (x )上,易知f ′(1)=2, 故曲线y =f (x )在点(1,2)处的切线方程是y -2=f ′(1)·(x -1),即y =2x .答案:y =2x2.(2015·高考课标卷Ⅰ)已知函数f (x )=ax 3+x +1的图象在点(1,f (1))处的切线过点(2,7),则a =________.解析:由题意可得f ′(x )=3ax 2+1,∴f ′(1)=3a +1,又f (1)=a +2,∴f (x )=ax 3+x +1的图象在点(1,f (1))处的切线方程为y -(a +2)=(3a +1)(x -1),又此切线过点(2,7),∴7-(a +2)=(3a +1)(2-1),解得a =1.答案:13.(2012·高考课标全国卷)曲线y =x (3ln x +1)在点(1,1)处的切线方程为________.解析:y ′=3ln x +1+x ·3x =3ln x +4,k =y ′|x =1=4,切线方程为y -1=4(x -1),即y =4x -3.答案:y =4x -34.(2016·高考天津卷)已知函数f (x )=(2x +1)e x ,f ′(x )为f (x )的导函数,则)0(f '的值为________.解析:∵f ′(x )=2e x +(2x +1)e x =(2x +3)·e x ,∴f ′(0)=3.答案:35.(2015·高考天津卷)已知函数f (x )=ax ln x ,x ∈(0,+∞),其中a 为实数,)(x f '为f (x )的导函数.若)1(f '=3,则a 的值为________.解析:∵f ′(x )=a ln x +a ,∴f ′(1)=a ln 1+a =3,解得a =3.答案:36.(2016·高考山东卷)若函数y =f (x )的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称y =f (x )具有T 性质.下列函数中具有T 性质的是( )A .y =sin xB .y =ln xC .y =e xD .y =x 3解析:选A.对于A ,y ′=cos x ,存在x 1,x 2,若cos x 1cos x 2=-1,如x 1=π,x 2=2π,可满足,对于B ,其导数为f ′(x )=1x ,f ′(x 1)·f ′(x 2)=1x 1x 2>0,故B 不满足;y =f (x )=e x 的导函数为f ′(x )=e x ,f ′(x 1)·f ′(x 2)=e x 1+x 2>0,故C 不满足;y =f (x )=x 3的导函数为f ′(x )=3x 2,f ′(x 1)·f ′(x 2)=9x 21x 22≥0,故D 不满足.故选A.课时规范训练A 组 基础演练1.若函数f (x )=ax 4+bx 2+c 满足2)1(='f ,则)1(-'f 等于( )A .-1B .-2C .2D .0解析:选B.f ′(x )=4ax 3+2bx ,∵f ′(x )为奇函数且2)1(='f ,∴)1(-'f =-2.2.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( )A .4x -y -3=0B .x +4y -5=0C .4x -y +3=0D .x +4y +3=0解析:选A.切线l 的斜率k =4,设y =x 4的切点的坐标为(x 0,y 0),则k =4x 30=4,∴x 0=1,∴切点为(1,1),即y -1=4(x -1),整理得l 的方程为4x -y -3=0.3.直线y =12x +b 是曲线y =ln x (x >0)的一条切线,则实数b 的值为( ) A .2 B .ln 2+1 C .ln 2-1 D .ln 2解析:选C.∵y =ln x 的导数为y ′=1x ,∴1x =12,解得x =2,∴切点为(2,ln 2).将其代入直线y =12x +b ,得b =ln 2-1.4.曲线y =3ln x +x +2在点P 0处的切线方程为4x -y -1=0,则点P 0的坐标是( )A .(0,1)B .(1,-1)C .(1,3)D .(1,0)解析:选C.y ′=3x+1,令y ′=4,解得x =1,此时4×1-y -1=0,解得y =3,∴点P 0的坐标是(1,3).5.直线y =kx +b 与曲线y =ax 2+2+ln x 相切于点P (1,4),则b 的值为( )A .3B .1C .-1D .-3解析:选C.由点P (1,4)在曲线上可得a ×12+2+ln 1=4,解得a =2,故y =2x 2+2+ln x ,所以y ′=4x +1x ,所以曲线在点P 处切线的斜率1|='=x y k =4×1+11=5.所以直线的方程为y =5x +b .由点P 在直线上得4=5×1+b ,解得b =-1,故选C.6.曲线y =x e x -1在点(1,1)处切线的斜率等于( )A .2eB .eC .2D .1解析:选C.y ′=e x -1+x e x -1=(x +1)e x -1,故曲线在点(1,1)处的切线斜率为2|1='==x y k7.若曲线f (x )=a cos x 与曲线g (x )=x 2+bx +1在交点(0,m )处有公切线,则a +b =( )A .-1B .0C .1D .2解析:选C.依题意得,f ′(x )=-a sin x ,g ′(x )=2x +b ,于是有f ′(0)=g ′(0),即-a sin 0=2×0+b ,b =0,m =f (0)=g (0),即m =a =1,因此a +b =1.8.在函数y =x 3-9x 的图象上,满足在该点处的切线的倾斜角小于π4,且横、纵坐标都为整数的点的个数是( )A .0B .1C .2D .3解析:选A.依题意得,y ′=3x 2-9,令0≤y '<1得3≤x 2<103,显然满足该不等式的整数x不存在,因此在函数y =x 3-9x 的图象上,满足在该点处的切线的倾斜角小于π4,且横、纵坐标都为整数的点的个数是0,选A.9.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)=( )A .26B .29C .212D .215解析:选C.依题意,记g (x )=(x -a 1)(x -a 2)…(x -a 8),则f (x )=xg (x ),)(x f '=g (x )+xg ′(x ),f ′(0)=g (0)=a 1a 2…a 8=(a 1a 8)4=212,故选C.10.已知f 1(x )=sin x +cos x ,f n +1(x )是f n (x )的导函数,即f 2(x )=)(1x f ',f 3(x )=)(2x f ',…,f n +1(x )=)(x f n ',n ∈N *,则f 2 019(x )等于( )A .-sin x -cos xB .sin x -cos xC .-sin x +cos xD .sin x +cos x解析:选A.∵f 1(x )=sin x +cos x ,∴f 2(x )=f 1′(x )=cos x -sin x ,∴f 3(x )=f 2′(x )=-sin x -cos x ,∴f 4(x )=f 3′(x )=-cos x +sin x ,∴f 5(x )=f 4′(x )=sin x +cos x ,∴f n (x )是以4为周期的函数,∴f 2 019(x )=f 3(x )=-sin x -cos x ,故选A.B 组 能力突破1.已知函数f (x )在R 上满足f (2-x )=2x 2-7x +6,则曲线y =f (x )在(1,f (1))处的切线方程是( )A .y =2x -1B .y =xC .y =3x -2D .y =-2x +3解析:选C.法一:令x =1得f (1)=1,令2-x =t ,可得x =2-t ,代入f (2-x )=2x 2-7x +6得f (t )=2(2-t )2-7(2-t )+6,化简整理得f (t )=2t 2-t ,即f (x )=2x 2-x ,∴f ′(x )=4x -1,∴f ′(1)=3.∴所求切线方程为y -1=3(x -1),即y =3x -2.法二:令x =1得f (1)=1, 由f (2-x )=2x 2-7x +6,两边求导可得f ′(2-x )·(2-x )′=4x -7,令x =1可得-f ′(1)=-3,即f ′(1)=3.∴所求切线方程为y-1=3(x-1),即y=3x-2.2.已知函数f(x)=a sin x+bx3+4(a∈R,b∈R),)(xf'为f(x)的导函数,则f(2 017)+f(-2 017)+)2018(f'-)2018(-'f=()A.0 B.2 017 C.2 018 D.8解析:选D.设g(x)=a sin x+bx3,∴f(x)=g(x)+4,且g(-x)=-g(x),所以f(2 017)+f(-2 017)=g(2 017)+4+g(-2 017)+4=8,又因为f′(x)=a cos x+3bx2,所以f′(x)为R上的偶函数,则f′(2 018)-f′(-2 018)=0,所以f(2 017)+f(-2 017)+f′(2 018)-f′(-2 018)=8,故选D.3.已知函数y=f(x)及其导函数y=)(xf'的图象如图所示,则曲线y=f(x)在点P处的切线方程是________.解析:根据导数的几何意义及图象可知,曲线y=f(x)在点P处的切线的斜率k=f′(2)=1,又过点P(2,0),所以切线方程为x-y-2=0.答案:x-y-2=04.已知函数f(x)的导函数为)(xf',且满足f(x)=3x2+2x·)2(f',则)5(f'=________.解析:对f(x)=3x2+2x)2(f'求导,得f′(x)=6x+2)2(f'.令x=2,得)2(f'=-12.再令x=5,得f′(5)=6×5+2)2(f'=6.答案:65.设函数f(x)在(0,+∞)内可导,且f(e x)=x+e x,则f′(1)=________.解析:设e x=t,则x=ln t(t>0),∴f(t)=ln t+t,∴f′(t)=1t+1,∴f′(1)=2.答案:26.若函数f(x)=12x2-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)=12x2-ax+ln x,∴f′(x)=x-a+1x.∵f(x)存在垂直于y轴的切线,∴f′(x)存在零点,x+1x-a=0,∴a=x+1x≥2.答案:[2,+∞)。
导数的几何意义与计算导数是微积分中的重要概念,它既有几何意义,也有计算方法。
在几何上,导数表示了函数图像在其中一点的切线斜率,而在计算上,导数代表了函数的变化率。
一、导数的几何意义:在几何上,导数表示了函数图像在其中一点的切线斜率。
具体而言,设函数f(x)在点x=a处可导。
则函数f(x)在点x=a处的导数f'(a)表示了函数图像在点(x=a,f(a))处的切线的斜率。
这也可以理解为函数f(x)在点x=a处的瞬时变化率。
对于曲线上的任意一点,导数给出了曲线在该点处的瞬时变化情况。
以函数y=x^2为例,我们可以计算出其在点(1,1)处的导数。
首先,我们求得函数在该点的切线方程,即y-1=2(x-1),然后求出斜率为2,表示函数在该点附近变化的速率。
在图像上,可以看到切线的斜率为正,说明函数在该点的右侧局部增加。
二、导数的计算:导数的计算方法有很多种,下面介绍两种常见的计算方法:导数定义和导数的基本公式。
1.导数定义:导数的定义是通过函数的极限来计算的。
设函数f(x)在点x=a处连续,则f(x)在点x=a处的导数f'(a)定义为:f'(a) = lim(x->a) [f(x)-f(a)] / (x-a)也就是说,导数f'(a)是函数f(x)在x=a处的极限值。
以函数y=x^2为例,我们来计算其在点x=1处的导数。
根据导数定义,我们有:f'(1) = lim(x->1) [x^2-1] / (x-1)= lim(x->1) (x+1)=2所以函数y=x^2在点x=1处的导数为22.导数的基本公式:导数的基本公式可以通过一些公式和规则直接计算导数,而不需要通过极限的定义。
下面是几个常用的导数公式:(1)常数规则:若c是一个常数,则导数f(x)=c的结果为0。
(2)幂规则:若f(x)=x^n,其中n是一个非零常数,则导数f'(x)=n*x^(n-1)。
导数的概念、计算及几何意义
一、导数的来源:
切线的定义:切线就是割线的极限位置。
当点Q 无限趋近于点P 时,割线PQ 无限趋近于确定的位置, 这个确定位置的直线PT 称为点P 处的切线。
所以,割线PQ 的斜率的极限就是切线的斜率。
注意:
严格意义上讲,不能从公共点的个数等方面判定是否为切线。
x y x x f x x f x x x f x f x x y y k PQ ∆∆=∆-∆+=--=--=)()()()(0021212121 x
y k x PT ∆∆=→∆0lim 二、导数的定义:
①函数()y f x =在0x x =处的导数:
一般地,函数()y f x =在0x x =处的瞬间变化率是
0lim x y x ∆→∆=∆000()()lim x f x x f x x
∆→+∆-∆,称其为函数()y f x = 在0x x =处的导数,记作0()f x '或0
|'x x y = ②导函数:
当0x x =时,)('0x f 是一个确定的值。
当x 变化时,()f x '便是x 的一个函数,称为()f x 的导函数 (简称导数),记作)('x f 或'y ,
则()f x 'y '==x
x f x x f x ∆-∆+→∆)()(lim 0。
注意:()f x '与0()f x '的区别。
三、导数的几何意义:
函数()y f x =在0x x =处的导数的几何意义,
就是曲线()y f x =在点P 00(,())x f x 处切线的斜率。
原则:①切点处的导数值)('0x f 就是切线的斜率k
②切点),(00y x 既在切线上,又在曲线上;
注意:必须找切点。
不知道切点也应假设切点。
补充:速度s 关于时间t 的函数s (t )的导数:瞬时速度; 速度v 关于时间t 的函数v (t )的导数:瞬时加速度。
导数可以描述任何事物的瞬时变化率。
四、基本初等函数求导公式:
0'=C ;
1)'(-⋅=n n x n x ; 特别地: 2a a x x '⎛⎫=- ⎪⎝⎭
;
'=; (sin )cos x x '=; (cos )sin x x '=-
()ln x x a a a '=; 特别地: ()x x e e '= 1(log )ln a x x a
'=; 特别地: 1(ln )x x '= 五、导数运算法则:
[()()](()f x g x f x g x '''±=±)
[()()]()()()()f x g x f x g x f x g x '''⋅=+;
特别地:[()]()c f x c f x ''= 2()()()()()([()]f x f x g x f x g x g x g x '''⎛⎫-= ⎪⎝⎭
) 导数的计算
例1、求下列函数的导数:
①3(34)(21);y x x x =-+ ②2sin ;y x x =
③32;x x x y e e =-+ ④2ln ;1
x y x =+ ⑤cos ;sin x x y x x
+=+ ⑥23()2ln x f x x x x =+-
练习:求下列函数的导数
①(1)(2)(3);y x x x =+++
②52sin ;x x y x
+= ③2sin x x y x e x =+
④y =+;
⑤0)m n x nx y x x
++=≠ 导数的几何意义
例3、已知曲线314.33
y x =+ (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。
例4、
(1)【08江苏】设直线b x y +=2
1是曲线x y ln = (x >0)的一条切线,则实数b 的值为
(2)【09福建】若曲线x ax x f ln )(2+=存在垂直于 y 轴的切线,则实数a 的取值范围是
(3)【10辽宁】已知点P 在曲线41
x y e =+上,α为 曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值范围是
(4)已知直线y =kx 是y =ln x 的切线,则k 的值是
(5)已知函数()f x 在R 上满足2()2(2)88,f x f x x x =--+- 则曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程是 例5、已知对任意实数x ,有)()(x f x f -=-,
)()(x g x g =-,且x >0时,0)('>x f ,0)('>x g , 则x <0时 ( )
A 、0)('>x f ,0)('>x g
B 、0)('>x f ,0)('<x g
C 、0)('<x f ,0)('>x g
D 、0)('<x f ,0)('<x g
结论:奇函数的导数为偶函数;偶函数的导数为奇函数、
例6、函数f (x )的图象如图所示,下列数值排序正确的是
A.0<f′(2)<f′(3)<f(3)-f(2) B.0<f′(3)<f(3)-f(2)<f′(2) C.0<f′(3)<f′(2)<f(3)-f(2)
D.0<f(3)-f(2)<f′(2)<f′(3)。