3导数
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3导数的几何意义导数的几何意义是描述函数在其中一点上的变化率。
具体来说,导数告诉我们函数在特定点的斜率,也就是函数曲线在这一点处的切线的斜率。
通过导数,我们可以了解函数在不同点上的斜率以及函数的凹凸性,从而得到函数图像的一些几何特征。
对于具体函数f(x),它在特定点x=a处的导数可以用极限的形式表示:f'(a) = lim(h -> 0) (f(a+h) - f(a))/h这个极限表示函数在点a处的斜率,也就是切线的斜率。
根据这个定义,我们可以进行以下几个几何推论。
一、导数与函数的增减性:如果函数在其中一区间上的导数恒大于0,那么函数在这个区间上是递增的;如果导数恒小于0,那么函数在这个区间上是递减的。
证明:假设函数f(x)在区间[a,b]上的导数恒大于0,即f'(x)>0,对于任意的x1和x2,其中a<=x1<x2<=b。
我们可以将函数f(x)在点x1处和x2处进行比较。
根据导数的定义,我们可以得到以下不等式:f(x2)-f(x1)=(x2-x1)*f'(c),其中c介于x1和x2之间。
由于f'(c)>0,且(x2-x1)>0,所以有f(x2)-f(x1)>0,即f(x2)>f(x1)。
这意味着函数f(x)在区间[a,b]上是递增的。
类似地,我们可以证明当导数恒小于0时,函数在其中一区间上是递减的。
二、导数与函数的凹凸性:函数在其中一点处的导数可以告诉我们函数图像是向上凸起还是向下凹陷。
如果函数在特定点处的导数大于0且导数的导数(也就是函数的二阶导数)恒大于0,那么函数在这一点是向上凸起的;如果函数在特定点处的导数小于0且导数的导数恒小于0,那么函数在这一点是向下凹陷的。
证明:假设函数f(x)在点x=a处的导数大于0,即f'(a)>0,且f''(a)>0。
对于任意的x1,其中x1!=a,我们可以考虑函数f(x)在点a和x1之间的变化。
导数公式及导数的运算法则一、导数公式1.基本导数公式:(1) 常数函数的导数为0,即d/dx(c) = 0,其中c为常数。
(2) 幂函数的导数为其指数与常数的乘积,即d/dx(x^n) = n*x^(n-1),其中n为实数。
(3) 自然对数函数的导数为1/x,即d/dx(ln(x)) = 1/x。
(4) 正弦函数的导数为余弦函数,即d/dx(sin(x)) = cos(x)。
(5) 余弦函数的导数为负的正弦函数,即d/dx(cos(x)) = -sin(x)。
2.基本初等函数的导数公式:(1) 常数乘以函数的导数等于函数的导数乘以这个常数,即d/dx(c*f(x)) = c*f'(x),其中f(x)为可导函数,c为常数。
(2) 函数相加(减)的导数等于函数导数的相加(减),即d/dx(f(x)±g(x)) = f'(x)±g'(x),其中f(x)和g(x)为可导函数。
(3) 乘积法则:两个函数相乘的导数等于第一个函数的导数乘以第二个函数,再加上第一个函数乘以第二个函数的导数,即d/dx(f(x)*g(x)) = f'(x)*g(x) + f(x)*g'(x)。
(4) 商法则:函数的导数等于分子的导数乘以分母减去分子乘以分母的导数再除以分母的平方,即d/dx(f(x)/g(x)) = (f'(x)*g(x) -f(x)*g'(x))/[g(x)]^23.复合函数的导数:(1) 基本链式法则:若y=f(u)和u=g(x)都是可导函数,则y=f(g(x))也是可导函数,且它的导数等于f'(u)*g'(x),即dy/dx = dy/du *du/dx = f'(u) * g'(x)。
1.反函数的导数:若函数y=f(x)在区间I上具有连续的导数f'(x),且在区间I上f'(x)≠0,则它的反函数x=g(y)在对应的区间J上也有连续的导数,且g'(y)=1/f'(x)。
一般常用求导公式在数学中,求导是一项非常重要的运算,它用于计算函数在某一点的导数。
为了方便计算,数学家们总结出了一系列常用的求导公式,能够帮助我们更快速地求出函数的导数。
本文将介绍一般常用的求导公式,并给出相应的解释和使用示例。
一、基本导数法则1. 常数函数导数公式若y = C(C为常数),则y' = 0。
解释:常数函数的导数恒为0,因为其图像是一条水平线,斜率为0。
例如:如果y = 5,那么y' = 0。
2. 幂函数导数公式若y = x^n(n为常数),则y' = nx^(n-1)。
解释:幂函数的导数可以通过将指数降低1并作为新的指数乘以原指数,得到幂函数的导数。
例如:如果y = x^3,那么y' = 3x^2。
3. 指数函数导数公式若y = a^x(a>0且a≠1),则y' = a^x * ln(a)。
解释:指数函数的导数等于函数的值乘以底数的自然对数。
例如:如果y = 2^x,那么y' = 2^x * ln(2)。
4. 对数函数导数公式若y = lo gₐ(x)(a>0且a≠1),则y' = 1 / (x * ln(a))。
解释:对数函数的导数等于1除以自变量乘以底数的自然对数。
例如:如果y = log₂(x),那么y' = 1 / (x * ln(2))。
5. 指数对数函数导数公式若y = a^(bx + c)(a>0且a≠1,b和c为常数),则y' = (b * ln(a)) * a^(bx + c)。
解释:指数对数函数的导数等于指数项的系数乘以底数的自然对数,再乘以函数本身。
例如:如果y = 3^(2x + 1),那么y' = (2 * ln(3)) * 3^(2x + 1)。
二、常用三角函数导数公式1. 正弦函数导数公式若y = sin(x),则y' = cos(x)。
2. 余弦函数导数公式若y = cos(x),则y' = -sin(x)。
专题三 导数的四则运算法则【使用说明及学法指导】1.先仔细阅读课本选修2-2 P19—P21,再思考知识梳理所提问题,有针对性的二次阅读教材,构建知识体系,画出知识树;2.限时15分钟独立、规范完成探究部分,并总结规律方法。
【课程核心】导数的四则运算法则与导数的几何意义重点:导数的四则运算及利用导数求切线方程; 难点:复合函数求导 【学习目标】1、理解并掌握导数的运算法则,会求函数的导数,能求切线方程。
2、探究并归纳出求函数导数的规律与方法。
3、形成缜密的数学思维品质。
一、基础知识梳理1.函数在点0x x =处的导数及导函数是如何定义的?“函数f(x)在点0x 处的导数”、“导函数”、“导数”三者之间有何区别与联系?2.函数在点0x x =处的导数的几何意义是什么?如何理解?3.导数的基本运算(1)基本初等函数的导数公式C C (0'=为常数) '()n x = =')(sin x '(cos )x = '()x e = ;'()x a = ;'(ln )x = ;'(log )a x =请总结扎实记忆公式的技巧:(2)已知函数f(x)与g(x),判断下列四个命题的真假,若为假,请改正: ①))()(('±x g x f =)()(x g x f '±' ②[]')()(x g x f =)()(x g x f '⋅' ③[]')(x Cf = )(x f c ' ④'⎥⎦⎤⎢⎣⎡)()(x g x f =)()()()()(2x g x g x f x g x f '-' 5、请同学们对本节所学知识归纳总结后,画出知识树:二、梳理自测1.设函数f(x)可导,则0lim→∆x xf x f ∆-∆+3)1()1(等于( )A.)1(f 'B. 3)1(f 'C.31)1(f ' D. )3(f ' 2.设()ln ,f x x x =若()'02f x =,则0x =( ) A 2e B e Cln 22D ln2 3.观察2'()2x x =,344)(x x =',(cos )'sin x x =-,由归纳推理可得:若定义在R 上的函数()f x 满足()()f x f x -=,记()()g x f x 为的导函数,则()g x -=( ) (A )()f x (B )()f x - (C )()g x (D )()g x - 4.探究一:利用导数的四则运算求导 ⑴ ;sin 2x x y = ⑵ln x y x =, (3)x y x 2log 2+=,(4)1y x x=+, (5)y=e x +1e x -1,(6)()(1)ln 1f x x x x =+-+ 。
三阶导数的写法
在微积分中,导数是指函数在某一点上的斜率,而高于一阶的导数,即二阶、三阶导数等,分别可以表示函数曲线的凸度和变化率的
变化率。
在本文中,我们将着重讨论三阶导数的求解和应用。
三阶导数是函数的变化率的变化率的变化率,可以表示函数的更
快速的变化或者减缓程度。
数学上,三阶导数可以通过对函数的二阶
导数再进行一次求导得到,即f'''(x)=(d^3y)/(dx^3)。
一阶、二阶、三阶导数的概念可以表示为:一阶导数表示斜率;二阶导数表示曲率;而三阶导数则表示函数曲线的“弯曲”程度。
在实际中,三阶导数在物理、工程学和金融学等领域都有广泛的
应用。
例如,在物理学中,三阶导数可以描述物理量之间的变化率和
加速度的变化率的变化率。
在金融学中,三阶导数可以用于分析股票
价格曲线的“弯曲”程度,从而预测股票价格的走势。
另外,处理三阶导数的数学方法通常是利用数值方法进行数值积分。
其中,数值微积分方法提供了计算数值解的算法,用于解决无法
用解析方法求解的微积分问题。
总而言之,三阶导数是函数加速度的改变,不仅仅是微积分中的
基本概念之一,也在很多科学领域有着广泛的应用。
因此,对于研究
三阶导数的基本概念和数值方法有着重要的意义。
导数的运算与几何意义
一、知识梳理
1.常用的导数公式:
(1)'C = (C 为常数); (2)()'n x = ;
(3)(sin )'x = ; (4)(cos )'x = ;
(5)()'x a = ; (6)()'x e = ;
(7)(log )'a x = ; (8)(ln )'x = .
2.导数的运算法则:
(1)()'u v ±= ;
(2)()'uv = ;
(3)'
u v ⎛⎫
= ⎪⎝⎭ .
(4)复合函数的导数:[(())]'f x ϕ= .
3.导数的几何意义: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)。
二、练习
(一)导数的计算
1.下列各式中正确的是( )
A .(log a x )′=1x
B .(log a x )′=ln10x
C .(3x )′=3x
D .(3x )′=3x ln3
2.下列运算正确的是( )
A .(ax 2-bx +c )′=a (x 2)′+b (-x )′
B .(sin x -2x 2)′=(sin x )′-(2)′(x 2)′
C .(cos x ·sin x )′=(sin x )′·cos x +(cos x )′·cos x
D .[(3+x 2)(2-x 3)]′=2x (2-x 3)+3x 2(3+x 2)
3.设y =-2e x sin x ,则y ′等于( )
A .-2e x cos x
B .-2e x sin x
C .2e x sin x
D .-2e x (sin x +cos x )
4.设f (x )=ax 3+3x 2+2,若f ′(-1)=4,则a 的值等于( )
A.193
B.163
C.133
D.103
5.已知函数f (x )=ln x -f ′(-1)x 2+3x -4,则f ′(1)=
6.已知函数()(2+1),()x f x x e f x '=为()f x 的导函数,则(0)f '的值为__________.
7.设函数f (x )=ax 3+2,若f ′(-1)=3,则a 等于
8.求下列函数的导数:
(1)y =x 4-3x 2-5x +6 (2)y=(2x 2-1)(3x+1) (3)y =(x +1)(x +2)
(4))11(32x x x x y ++
= (5))11)(1(-+=x
x y (6)x x y sin 2=
(7)y =x tan x ; (8)y =log 2x 2-log 2x (9))1ln(2x x y ++=
(10)y =x sin x -2cos x (11)y =x 2sin x (12)y =x -1x +1
(x ≠-1)
(13)x x x x y sin cos ++= (14)11-+=x x e e y
(二)导数的几何意义
1、曲线31y x x =++在点(1,3)处的切线方程是
2、曲线32y x x =-在点(1,1)处的切线方程为
3、曲线y =4x -x 3在点(-1,-3)处的切线方程是
4、函数f (x )=x e x 的图象在点(1,f (1))处的切线方程是____ ____
5、已知函数f (x )=x 2
+3,则f (x )在(2,f (2))处的切线方程为________.
6、()32.f x x ax bx c =+++求曲线().y f x =在点()()0,0f 处的切线方程为_________
7、已知曲线y =13x 3上一点P (2,83
),则过点P 的切线方程为______________ 8、已知函数()(1)ln (1)f x x x a x =+--当4a =时,则曲线()y f x =在()1,(1)f 处的切线方程为_________
9、曲线y =x 3-2x +4在点(1,3)处的切线的倾斜角为( )
A .30°
B .45°
C .60°
D .120° 10、在曲线y =x 2上切线倾斜角为π4
的点是 11、过曲线y =1x
上一点P 的切线的斜率为-4,则点P 的坐标是( ) A.⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,2 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-2或⎝ ⎛⎭⎪⎫12,2 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-2 D.⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,-2 12、正弦曲线y =sin x (x ∈(0,2π))上切线斜率等于12
的点为________. 13、已知f (x )=x 3-2x 2+x +6,则f (x )在点P (-1,2)处的切线与坐标轴围成的三角形的面积等于
_______
14、曲线y =a x 在x =0处的切线方程是x ln 2+y -1=0,则a =( )
15、设曲线y =ax 2在点(1,a )处的切线与直线2x -y -6=0平行,则a =( )
A .1 B.12 C .-12
D .-1 16、若曲线4y x =的一条切线l 与直线480x y +-=垂直,则l 的方程为( )
A .430x y --=
B .450x y +-=
C .430x y -+=
D .430x y ++=。