第一节 导数的概念及运算
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第一节导数的概念及运算
高考概览:1.了解导数概念的实际背景;2.通过函数图象直观理解导数的几何意义;3.能根据导数的定义求函数y=c(c为常数),y=
x,y=1
x,y=x
2,y=x3,y=x的导数;4.能利用基本初等函数的导数
公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数,能求简单复合函数(仅限于形如y=f(ax+b)的复合函数)的导数.
[知识梳理]
1.导数的概念
(1)f(x)在x=x0处的导数
函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率是
lim Δx→0f(x0+Δx)-f(x0)
Δx=lim
Δx→0
Δy
Δx,称其为函数y=f(x)在x=x0处的导
数,记作f′(x0)或y′|x=x
,
即f′(x0)=lim
Δx→0f(x0+Δx)-f(x0)
Δx.
(2)导函数
当x变化时,f′(x)称为f(x)的导函数,则f′(x)=y′=lim
Δx→0 f(x+Δx)-f(x)
Δx.
2.导数的几何意义
函数y=f(x)在x=x0处的导数的几何意义,就是曲线y=f(x)在点
P (x 0,y 0)处的切线的斜率,过点P 的切线方程为y -y 0=f _′(x 0)(x -x 0).
3.基本初等函数的导数公式
4.导数运算法则
(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 =f _′(u )u ′(x ),即y 对x 的导数等于y 对u 的导数与u 对x 的导数的积.
[辨识巧记]
1.三个注意点
(1)利用公式求导时要特别注意除法公式中分子的符号,防止与
乘法公式混淆.
(2)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,而函数值f (x 0)是一个常量,其导数一定为0,即[f (x 0)]′=0.
(3)对含有字母参数的函数要分清哪是变量哪是参数,参数是常量,其导数为零.
2.两个结论
(1)奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数,周期函数的导数还是周期函数.
(2)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”.
[双基自测]
1.判断下列结论的正误.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)f ′(x 0)是函数y =f (x )在x =x 0附近的平均变化率.( )
(2)f ′(x 0)与[f (x 0)]′表示的意义相同.( )
(3)与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线.( )
(4)函数f (x )=sin(-x )的导数是f ′(x )=cos x .( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
2.下列求导运算正确的是( )
A.⎝ ⎛⎭
⎪⎫x +1x ′=1+1x 2 B .(log 2x )′=1x ln2 C .(3x )′=3x ·log 3e
D .(x 2cos x )′=-2x sin x [解析] 因为⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x ′=1-1x 2,所以选项A 不正确;因为(log 2x )′
=1x ln2,所以选项B 正确;因为(3x )′=3x ln3,所以选项C 不正确;因为(x 2cos x )′=2x cos x -x 2sin x ,所以选项D 不正确.故选B.
[答案] B
3.(2019·陕西安康模拟)设f (x )=x ln x ,若f ′(x 0)=2,则x 0=( )
A .e 2
B .e C.ln22 D .ln2 [解析] f ′(x )=1·ln x +x ·1x =ln x +1,由f ′(x 0)=2,得ln x 0+1
=2,得x 0=e.故选B. [答案] B
4.(2019·商丘二模)已知直线y =x +1与曲线y =ln(x +a )相切,则a 的值为( )
A .1
B .2
C .-1
D .-2
[解析] 设直线y =x +1与曲线y =ln(x +a )的切点为(x 0,y 0),则
y 0=1+x 0.又y ′=1x +a ,所以y ′|x =x 0=1x 0+a
=1,即x 0+a =1.又y 0=ln(x 0+a ),所以y 0=0,则x 0=-1,所以a =2.
[答案] B
5.(选修2-2P 3例题改编)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 =________,加速度a =________.
[解析] 由导数的物理意义可知,v =h ′(t )=-9.8t +6.5,a =v ′(t )=-9.8.
[答案] -9.8t +6.5 -9.8
考点一 导数的基本运算
【例1】 求下列各函数的导数:
(1)y =(x +1)(x +2)(x +3);
(2)y =sin x 2⎝ ⎛⎭
⎪⎫1-2cos 2x 4; (3)y =11-x +11+x
; [思路引导] 先化简解析式→再求导