第二章 数学奥赛极限和导数(学生版)
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专题二 极限与导数的概念
一、极限
1.极限定义:(1)若数列{u n }满足,对任意给定的正数ε,总存在正数m ,当n>m 且n ∈N 时,恒有|u n -A|<ε成立(A 为常数),则称A 为数列u n 当n 趋向于无穷大时的极限,记为
)(lim ),(lim x f x f x x -∞
→+∞
→,
另外)(lim 0
x f x x +→=A 表示x 大于x 0且趋向于x 0时f(x)极限为A ,称右极限。类似地)(lim 0
x f x x -→表示x 小于x 0且趋向于x 0时f(x)的左极限。
2.几个重要极限:
(1)01
lim =∞→n n (2)C C n =∞
→lim (C 是常数)
(3)无穷等比数列}{n q (1 →q q n n 3 极限的四则运算:如果0 lim x x →f(x)=a, 0 lim x x →g(x)=b ,那么0 lim x x →[f(x)±g(x)]=a ±b, 0lim x x →[f(x)•g(x)]=ab, 0lim x x →).0()()(≠=b b a x g x f 4.连续:如果函数f(x)在x=x 0处有定义,且0lim x x →f(x)存在,并且0 lim x x →f(x)=f(x 0),则称f(x) 在x=x 0处连续。 一.极限的求法。 例1 求下列极限:(1)⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+++∞→22221 lim n n n n n ;(2))0(1lim >+∞→a a a n n n ; (3)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++∞→n n n n n 2221 211 1lim ;(4)).1(lim n n n n -+∞→ 二、基础训练题 1.n n n n n 3232lim 1 1++++∞→=_________. 二、导数 1.导数:若函数f(x)在x0附近有定义,当自变量x 在x 0处取得一个增量Δx 时(Δx 充分 小),因变量y 也随之取得增量Δy(Δy=f(x 0+Δx)-f(x 0)).若x y x ∆∆→∆0lim 存在,则称f(x)在x 0 处可导,此极限值称为f(x)在点x 0处的导数(或变化率),记作'f (x 0)或0'x x y =或0 x dx dy ,即 00)()(lim )('0 x x x f x f x f x x --=→。由定义知 f(x)在点x 0连续是f(x)在x 0可导的必要条件。 2.导数的几何意义是:f(x)在点x 0处导数'f (x 0)等于曲线y=f(x)在点P(x 0,f(x 0))处切线的斜率。 3.几个常用函数的导数: (1))'(c =0(c 为常数); (2)1)'(-=a a ax x (a 为任意常数); (3)a a a x x ln )'(=; (4)x x e e =)'(; (5))'(log x a x x a log 1=; (6).1 )'(ln x x = 4.导数的运算法则:若u(x),v(x)在x 处可导,且u(x)≠0,则 (1))(')(')]'()([x v x u x v x u ±=±; (2))(')()()(')]'()([x v x u x v x u x v x u +=; (3))(')]'([x u c x cu ⋅=(c 为常数); (4)) ()(']')(1[2x u x u x u -=; (5)) () ()(')(')(]')()([2x u x v x u x v x u x u x u -=。 题型一 导数的运算 例1. 求下列函数的导数: (1)y =(3x 2-4x )(2x +1); (2)y =3x e x -2x +e ; (3)y =ln x x 2+1. (4)21 lg y x x =- (5)1 1 x y x -=+ (6)(1)(2)(3)y x x x =+++ (7)2323 y x x =+ (1)f(x)=x(2 016+ln x),若f′(x0)=2 017,则x0等于() A.e2B.1 C.ln 2 D.e (2)若函数f(x)=ax4+bx2+c满足f′(1)=2,则f′(-1)等于() A.-1 B.-2 C.2 D.0 题型二导数的几何意义 命题点1已知切点的切线方程问题 例2(1)函数f(x)=ln x-2x x的图象在点(1,-2)处的切线方程为() A.2x-y-4=0 B.2x+y=0 C.x-y-3=0 D.x+y+1=0 (2)已知函数y=f(x)及其导函数y=f′(x)的图象如图所示,则曲线y=f(x)在点P处的切线方程是__________. 命题点2未知切点的切线方程问题 例3(1)与直线2x-y+4=0平行的抛物线y=x2的切线方程是() A.2x-y+3=0 B.2x-y-3=0 C.2x-y+1=0 D.2x-y-1=0 (2)已知函数f(x)=x ln x,若直线l过点(0,-1),并且与曲线y=f(x)相切,则直线l的方程为() A.x+y-1=0 B.x-y-1=0 C.x+y+1=0 D.x-y+1=0 命题点3和切线有关的参数问题 例4已知f(x)=ln x,g(x)=1 2x 2+mx+ 7 2(m<0),直线l与函数f(x),g(x)的图象都相切,且 与f(x)图象的切点为(1,f(1)),则m等于() A.-1 B.-3 C.-4 D.-2 (2)若直线y=2x+m是曲线y=x ln x的切线,则实数m的值为________. 8.已知曲线y=x+ln x在点(1,1)处的切线与曲线y=ax2+(a+2)x+1相切,则a=________.