单元教学设计《导数及其应用》课题名称：《导数及其应用》单元教学设计设计者姓名：XXX设计者单位：XXX联系（未提供）一、教学要素分析1、数学分析1）该单元在整个高中数学中的地位和作用导数是大学数学微积分的核心概念之一，也是中学数学中特别重要的内容。
它在中学数学与高等数学之间起着承前启后的衔接作用。
导数以不同的形式渗透到高中数学的许多方面，与高中数学的许多内容都有密切的联系。
导数可用于研究函数性质、探求函数的极值最值、求曲线的斜率、证明不等式等，为解决中学数学问题提供了新的视野。
在中学数学中的应用涉及到函数、三角、数列、不等式、向量、解析几何、立体几何等方面。
应用导数可以十分方便地处理中学数学问题。
同时，导数也是解决一些物理、化学问题等其他实际问题的有力工具。
2）导数在实际生活中的应用导数在物理、化学、生物、天文、地理、经济等领域都有着十分广泛和主要的应用。
为了突出导数概念的实际背景，教材选用了两个物理问题作为典型实例，从平均变化率到瞬时变化率的过程，引出导数概念，揭示导数的本质——导数就是瞬时变化率。
现实生活中经常遇到求利润最大、用料最省和效率最高等优化问题，这些问题常转化为数学中求函数的最值问题，而导数是求函数最值的强有力工具，因此我们利用导数解决生活中的优化问题就自然而然地用到导数了。
研究了导数及其应用以后，学生可以很容易地根据做变速直线运动物体的运动方程：s=s(t)，算出物体的瞬时速度、瞬时加速度；对非稳恒电流，就可以算出其瞬时电流强度；化学中的反应速度、冷却速度等也可以通过微积分的方法来解决。
3）该单元蕴含的基本数学思想和方法，以及数学文化价值在知识传授上，采用从特殊到一般，从猜想到探究，由感性上升到理性的思路，让学生充分感受数学知识产生过程，学会进行数学推理和探究方法。
同时，借助函数图象的直观性，即函数的平均变化率就是曲线割线所在直线的斜率，再利用无限逼近的数学思想得到曲线的切线和导数的关系——导数的几何意义，充分体现了数形结合思想和“无限逼近”的极限思想。
个性化教学辅导教案学科：数学任课教师：老师授课时间：年月日(星期 )x (a,b)，都对应着一个确定的导数f(x)，从而构成了一个新的函数f(x),称这个函数f(x)为函数y f (x)在开区间内的导函数，简称导数，也可记作y，即y .. f (x x) f (x)f (x) = y = lim 二lim --------- ------ --- --x 0 x x 0 x函数y f (x)在x°处的导数y|xx0就是函数y f (x)在开区间(a,b)(x (a,b))上导数f (x)在x0处的函数值，即y x x° = f (x°).所以函数y f (x)在x0处的导数也记作f (冷).4.可导：如果函数y f (x)在开区间(a,b)内每一点都有导数，则称函数y f (x)在开区间(a,b) 内可导.5.可导与连续的关系：如果函数y f (x)在点x°处可导，那么函数y f (x)在点x°处连续，反之不成立.函数具有连续性是函数具有可导性的必要条件，而不是充分条件^6.求函数y f (x)的导数的一般步骤:1求函数的改变量y f(x x) f (x)2求平均变化率—f(x x) f(x).x x3取极限，得导数y f (x)lim yx 0 x7.几种常见函数的导数：C' 0( C为常数)；(x n)' nx n1(n Q)；(sin x)' cosx ；(cos x)'sin x ；11(ln x) ；(log a x)—log a e ,x xx x (e )e ；x x (a ) aln a8.求导法则：前者未必是切点.5对于R 上可导的任意函数 f (x),若满足法则 2： [u(x)v(x)] u (x)v(x) u(x)v(x), [Cu(x)] Cu '(x)法则3 :uvu'v uv'——2——(v 0) v9.复合函数的导数: 设函数u (x)在点x 处有导数u x (x),函数y f (u)在点x 的对应点u处有导数y u fu ，则复合函数y f ( (x))在点x 处也有导数，且y'x y'u u'x 或f x ( (x)) f (u)(x)10.复合函数的求导法则：复合函数对自变量的导数，等于已知函数对中间变量的导数，乘以中间变量对自变量的导数11.复合函数求导的基本步骤是：分解一一求导一一相乘一一回代12.导数的几何意义是曲线 y f(x)在点(x °, f(x °))处的切线的斜率，即 k f (x °),要注意“过点 A 的曲线的切线方程”与“在点A 处的切线方程”是不尽相同的，后者 A 必为切点,问题 1. 1 已知 iimf(x 0 2A x) f(x 0)3A x1 ,求 f (x °)2设函数f (x)在点x °处可导，求limh 0f (x 。
§1.1.2 导数的概念
教学目标：
1．了解瞬时速度、瞬时变化率的概念；
2．理解导数的概念，知道瞬时变化率就是导数，体会导数的思想及其内涵；
3．会求函数在某点的导数。
教学重点：瞬时速度、瞬时变化率的概念、导数的概念；
教学难点：导数的概念．
（一）、情景引入，激发兴趣
【教师引入】：“生活中有一些现象值得我们去研究，比如，子弹离开枪管那一瞬间的速度，奥运会上百米赛跑运动员冲向终点那一时刻的速度。
科学上对瞬时速度的研究也是非常有必要的，比如在天宫一号与神州八号的成功对接，最关键的就是它们每个瞬间的速度都相等。
(二)、探究新知，揭示概念。
6．１．４求导法则及其应用学习目标核心素养１．熟记基本初等函数的导数公式，并能运用这些公式求基本初等函数的导数．（重点）２．掌握导数的运算法则，并能运用法则求复杂函数的导数．（难点）３．掌握复合函数的求导法则，会求复合函数的导数．（易混点）１．通过学习导数的四则运算法则，培养数学运算素养．２．借助复合函数的求导法则的学习，提升逻辑推理、数学抽象素养.如何求下列函数的导数：（１）y＝x错误!；（２）y＝２x２＋sin x.问题：由此你能类比联想一下[f（x）＋g（x）]′的求导法则吗？１．导数的运算法则（１）和差的导数[f（x）±g（x）]′＝f′（x）±g′（x）．（２）积的导数１[f（x）g（x）]′＝f′（x）g（x）＋f（x）g′（x）；２[C f（x）]′＝C f′（x）．（３）商的导数错误!′＝错误!，g（x）≠0．拓展：１[f１（x）±f２（x）±…±f n（x）]′＝f′１（x）±f′２（x）±…±f′n（x）．２[af（x）＋bg（x）]′＝af′（x）＋bg′（x）（a，b为常数）．２．复合函数的概念及求导法则（１）复合函数的概念一般地，已知函数y＝f（u）与u＝g（x），给定x的任意一个值，就能确定u的值．如果此时还能确定y的值，则y可以看成x的函数，此时称f（g（x））有意义，且称y＝h（x）＝f（g（x））为函数f （u）与g（x）的复合函数，其中u称为中间变量．（２）一般地，如果函数y＝f（u）与u＝g（x）的复合函数为y＝h（x）＝f（g（x）），则可以证明，复合函数的导数h′（x）与f′（u），g′（x）之间的关系为h′（x）＝[f（g（x））]′＝f′（u）g′（x）＝f′（g（x））g′（x）．这一结论也可以表示为y′x＝y′u u′x.思考：函数y＝log２（x＋１）是由哪些函数复合而成的？[提示] 函数y＝log２（x＋１）是由y＝log２u及u＝x＋１两个函数复合而成．１．思考辨析（正确的画“√”，错误的画“×”）（１）函数f（x）＝错误!是复合函数．（）（２）函数f（x）＝sin（—x）的导数f′（x）＝cos（—x）．（）（３）y＝e２x的导数y′＝２e２x. （）（４）[f（x）g（x）h（x）]′＝f′（x）g′（x）h′（x）．（）[答案] （１）√（２）×（３）√（４）×２．函数f（x）＝x e x的导数f′（x）＝（）Ａ．e x（x＋１）Ｂ．１＋e xＣ．x（１＋e x）Ｄ．e x（x—１）A[f′（x）＝x′e x＋x（e x）′＝e x＋x e x＝e x（x＋１），选Ａ．]３．若函数f（x）＝ax２＋c，且f′（１）＝２，则a＝________.１[∵f（x）＝ax２＋c，∴f′（x）＝２ax，故f′（１）＝２a＝２，∴a＝１．]４．若y＝错误!，则y′＝________.错误![∵y＝错误!ln x，∴y′＝错误!·错误!＝错误!.]导数四则运算法则的应用（１）y＝x—２＋x２；（２）y＝３x e x—２x＋e；（３）y＝错误!；（４）y＝x２—sin 错误!cos错误!.[解] （１）y′＝２x—２x—３.（２）y′＝（ln ３＋１）·（３e）x—２x ln ２．（３）y′＝错误!.（４）∵y＝x２—sin错误!cos错误!＝x２—错误!sin x，∴y′＝２x—错误!cos x.１．解答此类问题时要熟练掌握导数的四则运算法则．２．对一个函数求导时，要紧扣导数运算法则，联系基本初等函数的导数公式，当不易直接应用导数公式时，应先对函数进行化简（恒等变形），然后求导．这样可以减少运算量，优化解题过程．错误!１．已知函数f（x）＝（２x＋１）e x，f′（x）为f（x）的导函数，则f′（0）＝________.３[因为f（x）＝（２x＋１）e x，所以f′（x）＝２e x＋（２x＋１）e x＝（２x＋３）e x，∴f′（0）＝３．]２．已知函数f（x）的导函数为f′（x），且满足f（x）＝２xf′（e）＋ln x（其中e为自然对数的底数），则f′（e）＝________.—错误![因为f（x）＝２xf′（e）＋ln x，所以f′（x）＝２f′（e）＋错误!.∴f′（e）＝２f′（e）＋错误!，即f′（e）＝—错误!.]复合函数的导数（１）y＝e２x＋１；（２）y＝错误!；（３）y＝５log２（１—x）；（４）y＝sin３x＋sin ３x.[思路点拨] 先分析函数是怎样复合而成的，找出中间变量，分层求导．[解] （１）函数y＝e２x＋１可看作函数y＝e u和u＝２x＋１的复合函数，∴y′x＝y′u·u′x＝（e u）′（２x＋１）′＝２e u＝２e２x＋１.（２）函数y＝错误!可看作函数y＝u—３和u＝２x—１的复合函数，∴y′x＝y′u·u′x＝（u—３）′（２x—１）′＝—6u—４＝—6（２x—１）—４＝—错误!.（３）函数y＝５log２（１—x）可看作函数y＝５log２u和u＝１—x的复合函数，∴y′x＝y′u·u′x＝（５log２u）′·（１—x）′＝错误!＝错误!.（４）函数y＝sin３x可看作函数y＝u３和u＝sin x的复合函数，函数y＝sin ３x可看作函数y＝sin v和v＝３x的复合函数．∴y′x＝（u３）′·（sin x）′＋（sin v）′·（３x）′＝３u２·cos x＋３cos v＝３sin２x cos x＋３cos ３x.１．解答此类问题常犯的两个错误（１）不能正确区分所给函数是否为复合函数；（２）若是复合函数，不能正确判断它是由哪些基本初等函数复合而成．２．复合函数求导的步骤错误!３．求下列函数的导数．（１）y＝错误!；（２）y＝log２（２x２—１）．[解] （１）y＝错误!＝错误!＝错误!＝１＋错误!.设y＝１＋错误!，u＝１—x，则y′＝y′u·u′x＝（１＋错误!）′·（１—x）′＝错误!·（—１）＝—错误!.（２）设y＝log２u，u＝２x２—１，则y′＝y′u·u′x＝错误!·４x＝错误!.导数运算法则的综合应用若点P是曲线y＝e x上的任意一点，如何求点P到直线l：y＝x的最小距离？[提示] 如图，当曲线y＝e x在点P（x 0，y0）处的切线与直线y＝x平行时，点P到直线l的距离最小．设P（x0，y0），则y′|x＝x0＝e x0，由e x0＝１可知x0＝0，此时y0＝e0＝１．即P（0,１），利用点到直线的距离公式得最小距离d＝错误!.【例３】（１）设曲线y＝e ax在点（0,１）处的切线与直线x＋２y＋b＝0垂直，则a＝________.（２）曲线y＝ln（２x—１）上的点到直线２x—y＋３＝0的最短距离为________．[思路点拨] （１）错误!→错误!（２）错误!→错误!→错误!（１）２（２）错误![（１）因为y＝e ax，所以y′＝a e ax，由题意可知y′|x＝0＝a＝２可知a＝２．（２）设曲线y＝ln（２x—１）在点（x0，y0）处的切线与直线２x—y＋３＝0平行，又因为y′＝错误!，所以y′|x＝x0＝错误!＝２，解得x0＝１．∴y0＝ln（２—１）＝0，即切点坐标为（１,0），∴点（１,0）到直线２x—y＋３＝0的距离d＝错误!＝错误!，即曲线y＝ln（２x—１）到直线２x—y＋３＝0的最短距离是错误!.]正确的求出复合函数的导数是解题的前提，审题时，注意所给点是否是切点，挖掘题目隐含条件，求出参数，解决已知经过一定点的切线问题，寻求切点是解决问题的关键.错误!４．已知函数f（x）＝ax２＋２ln（２—x）（a∈R），设曲线y＝f（x）在点（１，f（１））处的切线为l，若直线l与圆C：x２＋y２＝错误!相切，求实数a的值．[解] 因为f（１）＝a，f′（x）＝２ax＋错误!（x<２），所以f′（１）＝２a—２，所以切线l的方程为２（a—１）x—y＋２—a＝0．因为直线l与圆相切，所以圆心到直线l的距离等于半径，即d＝错误!＝错误!，解得a＝错误!.１．如果求导公式比较复杂，则需要对式子先变形再求导，常用的变形有乘积式展开为和式求导，商式变乘积式求导，三角恒等变换后求导等．２．求简单复合函数f（ax＋b）的导数，实质是运用整体思想，先把复合函数转化为常见函数y＝f （u），u＝ax＋b的形式，然后再分别对y＝f（u）与u＝ax＋b进行求导，并把求导结果相乘，灵活应用整体思想把函数化为y＝f（u），u＝ax＋b的形式是求解的关键．１．函数y＝（２0２0—8x）３的导数y′＝（）Ａ．３（２0２0—8x）２Ｂ．—２４xＣ．—２４（２0２0—8x）２Ｄ．２４（２0２0—8x）２C[y′＝３（２0２0—8x）２×（２0２0—8x）′＝３（２0２0—8x）２×（—8）＝—２４（２0２0—8x）２.]２．函数y＝x２cos ２x的导数为（）Ａ．y′＝２x cos ２x—x２sin ２xＢ．y′＝２x cos ２x—２x２sin ２xＣ．y′＝x２cos ２x—２x sin ２xＤ．y′＝２x cos ２x＋２x２sin ２xB[y′＝（x２）′cos ２x＋x２（cos ２x）′＝２x cos ２x＋x２（—sin ２x）·（２x）′＝２x cos ２x—２x２sin ２x.]３．已知f（x）＝ln（３x—１），则f′（１）＝________.错误![f′（x）＝错误!·（３x—１）′＝错误!，∴f′（１）＝错误!.]４．曲线y＝３（x２＋x）e x在点（0,0）处的切线方程为________．y＝３x[y′＝３（２x＋１）e x＋３（x２＋x）e x＝e x（３x２＋9x＋３），斜率k＝e0×３＝３，∴切线方程为y＝３x.]５．求下列函数的导数．（１）y＝cos（x＋３）；（２）y＝（２x—１）３；（３）y＝e—２x＋１.[解] （１）函数y＝cos（x＋３）可以看作函数y＝cos u和u＝x＋３的复合函数，由复合函数的求导法则可得y x′＝y u′·u x′＝（cos u）′·（x＋３）′＝—sin u·１＝—sin u＝—sin（x＋３）．（２）函数y＝（２x—１）３可以看作函数y＝u３和u＝２x—１的复合函数，由复合函数的求导法则可得y x′＝y u′·u x′＝（u３）′·（２x—１）′＝３u２·２＝6u２＝6（２x—１）２.（３）y′＝e—２x＋１·（—２x＋１）′＝—２e—２x＋１.。
