《【創(chuàng)新方案】年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三篇 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 第1講 變化率與導(dǎo)數(shù)、導(dǎo)數(shù)的運算教案 理 新人教版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《【創(chuàng)新方案】年高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三篇 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 第1講 變化率與導(dǎo)數(shù)、導(dǎo)數(shù)的運算教案 理 新人教版(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第1講 變化率與導(dǎo)數(shù)、導(dǎo)數(shù)的運算
【2013年高考會這樣考】
1.利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求曲線在某點處的切線方程.
2.考查導(dǎo)數(shù)的有關(guān)計算,尤其是簡單的函數(shù)求導(dǎo).
【復(fù)習(xí)指導(dǎo)】
本講復(fù)習(xí)時,應(yīng)充分利用具體實際情景,理解導(dǎo)數(shù)的意義及幾何意義,應(yīng)能靈活運用導(dǎo)數(shù)公式及導(dǎo)數(shù)運算法則進(jìn)行某些函數(shù)求導(dǎo).
基礎(chǔ)梳理
1.函數(shù)y=f(x)從x1到x2的平均變化率
函數(shù)y=f(x)從x1到x2的平均變化率為.
若Δx=x2-x1,Δy=f(x2)-f(x1),則平均變化率可表示為.
2.函數(shù)y=f(x)在x=x0處的導(dǎo)數(shù)
(1)定義
稱函數(shù)y=f(x)在x=x0處的瞬時變化率l
2、i =
li 為函數(shù)y=f(x)在x=x0處的導(dǎo)數(shù),記作f′(x0)或y′|x=x0,即f′(x0)=li .
(2)幾何意義
函數(shù)f(x)在點x0處的導(dǎo)數(shù)f′(x0)的幾何意義是在曲線y=f(x)上點(x0,f(x0))處切線的斜率.相應(yīng)地,切線方程為y-f(x0)=f′(x0)(x-x0).
3.函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)
稱函數(shù)f′(x)=li 為f(x)的導(dǎo)函數(shù),導(dǎo)函數(shù)有時也記作y′.
4.基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式
若f(x)=c,則f′(x)=0;
若f(x)=xα(α∈R),則f′(x)=αxα-1;
若f(x)=sin x,則f′(x)=cos x;
若f(x)=co
3、s x,則f′(x)=-sin x;
若f(x)=ax(a>0,且a≠1),則f′(x)=axln_a;
若f(x)=ex,則f′(x)=ex;
若f(x)=logax(a>0,且a≠1),則f′(x)=;
若f(x)=ln x,則f′(x)=.
5.導(dǎo)數(shù)四則運算法則
(1)[f(x)g(x)]′=f′(x)g′(x);
(2)[f(x)g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x);
(3)′= (g(x)≠0).
6.復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則
復(fù)合函數(shù)y=f(g(x))的導(dǎo)數(shù)和函數(shù)y=f(u),u=g(x)的導(dǎo)數(shù)間的關(guān)系為yx′=y(tǒng)u′ux′.
一個區(qū)別
曲線
4、y=f(x)“在”點P(x0,y0)處的切線與“過”點P(x0,y0)的切線的區(qū)別:
曲線y=f(x)在點P(x0,y0)處的切線是指P為切點,若切線斜率存在時,切線斜率為k=f′(x0),是唯一的一條切線;曲線y=f(x)過點P(x0,y0)的切線,是指切線經(jīng)過P點,點P可以是切點,也可以不是切點,而且這樣的直線可能有多條.
兩種法則
(1)導(dǎo)數(shù)的四則運算法則.
(2)復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則.
三個防范
1.利用公式求導(dǎo)時要特別注意除法公式中分子的符號,防止與乘法公式混淆.
2.要正確理解直線與曲線相切和直線與曲線只有一個交點的區(qū)別.
3.正確分解復(fù)合函數(shù)的結(jié)構(gòu),由外向內(nèi)逐層求導(dǎo)
5、,做到不重不漏.
雙基自測
1.下列求導(dǎo)過程中
①′=-;②()′=;③(logax)′=′=
;④(ax)′=(eln ax)′=(exln a)′=exln aln a=axln a
其中正確的個數(shù)是( ).
A.1 B.2 C.3 D.4
答案 D
2.(人教A版教材習(xí)題改編)函數(shù)f(x)=(x+2a)(x-a)2的導(dǎo)數(shù)為( ).
A.2(x2-a2) B.2(x2+a2)
C.3(x2-a2) D.3(x2+a2)
解析 f′(x)=(x-a)2+(x+2a)[2(x-a)]=3(x2-a2).
答案 C
3.(2011湖南)曲線y=-在點M處的
6、切線的斜率為( ).
A.- B. C.- D.
解析 本小題考查導(dǎo)數(shù)的運算、導(dǎo)數(shù)的幾何意義,考查運算求解能力.
y′==,把x=代入得導(dǎo)數(shù)值為.
答案 B
4.(2011江西)若f(x)=x2-2x-4ln x,則f′(x)>0的解集為( ).
A.(0,+∞) B.(-1,0)∪(2,+∞)
C.(2,+∞) D.(-1,0)
解析 令f′(x)=2x-2-=>0,利用數(shù)軸標(biāo)根法可解得-1<x<0或x>2,又x>0,所以x>2.故選C.
答案 C
5.如圖,函數(shù)f(x)的圖象是折線段ABC,其中A,
7、B,C的坐標(biāo)分別為(0,4),(2,0),(6,4),則f(f(0))=______;li =________(用數(shù)字作答).
答案 2?。?
考向一 導(dǎo)數(shù)的定義
【例1】?利用導(dǎo)數(shù)的定義求函數(shù)f(x)=x3在x=x0處的導(dǎo)數(shù),并求曲線f(x)=x3在x=x0處切線與曲線f(x)=x3的交點.
[審題視點] 正確理解導(dǎo)數(shù)的定義是求解的關(guān)鍵.
解 f′(x0)= =
= (x2+xx0+x)=3x.
曲線f(x)=x3在x=x0處的切線方程為
y-x=3x(x-x0),
即y=3xx-2x,由
得(x-x0)2(x+2x0)=0,解得x=x0,x=-2x0.
若x
8、0≠0,則交點坐標(biāo)為(x0,x),(-2x0,-8x);
若x0=0,則交點坐標(biāo)為(0,0).
利用定義求導(dǎo)數(shù)的一般過程是:(1)求函數(shù)的增量Δy;(2)求平均變化率;(3)求極限li .
【訓(xùn)練1】 利用導(dǎo)數(shù)的定義證明奇函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是偶函數(shù),偶函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是奇函數(shù).
證明 法一 設(shè)y=f(x)是奇函數(shù),即對定義域內(nèi)的任意x都有f(-x)=-f(x)
f′(x)=li
則f′(-x)=li
=li =f′(x)
因此f′(x)為偶函數(shù),同理可證偶函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是奇函數(shù).
法二 設(shè)y=f(x)是奇函數(shù),即對定義域內(nèi)的任意x都有
f(-x)=-f(x),即f(x)=-f(-x)
9、
因此f′(x)=[-f(-x)]′=- [f(-x)]′=f′(-x)
則f′(x)為偶函數(shù)
同理可證偶函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是奇函數(shù).
考向二 導(dǎo)數(shù)的運算
【例2】?求下列各函數(shù)的導(dǎo)數(shù):
(1)y=;
(2)y=(x+1)(x+2)(x+3);
(3)y=sin;
(4)y=+;
[審題視點] 先把式子化為最簡式再進(jìn)行求導(dǎo).
解 (1)∵y==x-+x3+,
∴y′=′+(x3)′+(x-2sin x)′
=-x-+3x2-2x-3sin x+x-2cos x.
(2)法一 y=(x2+3x+2)(x+3)=x3+6x2+11x+6,
∴y′=3x2+12x+11.
法二
10、 y′=[(x+1)(x+2)]′(x+3)+(x+1)(x+2)(x+3)′
=[(x+1)′(x+2)+(x+1)(x+2)′](x+3)+(x+1) (x+2)
=(x+2+x+1)(x+3)+(x+1)(x+2)
=(2x+3)(x+3)+(x+1)(x+2)
=3x2+12x+11.
(3)∵y=sin=-sin x,
∴y′=′=-(sin x)′=-cos x.
(4)y=+==,
∴y′=′==.
(1)熟記基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式及四則運算法則是正確求導(dǎo)的基礎(chǔ).
(2)必要時對于某些求導(dǎo)問題可先化簡函數(shù)解析式再求導(dǎo).
【訓(xùn)練2】 求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):
(
11、1)y=xnex;
(2)y=;
(3)y=exln x;
(4)y=(x+1)2(x-1).
解 (1)y′=nxn-1ex+xnex=xn-1ex(n+x).
(2)y′==-.
(3)y′=exln x+ex=ex.
(4)∵y=(x+1)2(x-1)=(x+1)(x2-1)=x3+x2-x-1,
∴y′=3x2+2x-1.
考向三 求復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)
【例3】?求下列復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù).
(1)y=(2x-3)5;(2)y=;
(3)y=sin2;(4)y=ln(2x+5).
[審題視點] 正確分解函數(shù)的復(fù)合層次,逐層求導(dǎo).
解 (1)設(shè)u=2x-3,則y=(2x
12、-3)5,
由y=u5與u=2x-3復(fù)合而成,
∴y′=f′(u)u′(x)=(u5)′(2x-3)′=5u42
=10u4=10(2x-3)4.
(2)設(shè)u=3-x,則y=.
由y=u與u=3-x復(fù)合而成.
y′=f′(u)u′(x)=(u)′(3-x)′=u-(-1)
=-u-=-=.
(3)設(shè)y=u2,u=sin v,v=2x+,
則yx′=y(tǒng)u′uv′vx′=2ucos v2
=4sincos=2sin.
(4)設(shè)y=ln u,u=2x+5,則yx′=y(tǒng)u′ux′
y′=(2x+5)′=.
由復(fù)合函數(shù)的定義可知,中間變量的選擇應(yīng)是基本函數(shù)的結(jié)構(gòu),解這類問
13、題的關(guān)鍵是正確分析函數(shù)的復(fù)合層次,一般是從最外層開始,由外向內(nèi),一層一層地分析,把復(fù)合函數(shù)分解成若干個常見的基本函數(shù),逐步確定復(fù)合過程.
【訓(xùn)練3】 求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):
(1)y=; (2)y=sin22x;
(3)y=e-xsin 2x; (4)y=ln.
解 (1)y′=2x=,
(2)y′=(2sin 2x)(cos 2x)2=2sin 4x
(3)y′=(-e-x)sin 2x+e-x(cos 2x)2
=e-x(2cos 2x-sin 2x).
(4)y′=2x=.
規(guī)范解答6——如何求曲線上某一點的切線方程
【問題研究】 利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求函數(shù)在某
14、一點的坐標(biāo)或某一點處的切線方程是高考常常涉及的問題.這類問題最容易出現(xiàn)的錯誤就是分不清楚所求切線所過的點是不是切點而導(dǎo)致錯誤.,
【解決方案】 解這類問題的關(guān)鍵就是抓住切點.看準(zhǔn)題目所求的是“在曲線上某點處的切線方程”還是“過某點的切線方程”,然后求某點處的斜率,用點斜式寫出切線方程.
【示例】?(本題滿分12分)(2010山東)已知函數(shù)f(x)=ln x-ax+-1(a∈R).
(1)當(dāng)a=-1時,求曲線y=f(x)在點(2,f(2))處的切線方程;
(2)當(dāng)a≤時,討論f(x)的單調(diào)性.
(1)求出在點(2,f(2))處的斜率及f(2),由點斜式寫出切線方程;
(2)求f′(
15、x),再對a分類討論.
[解答示范] (1)當(dāng)a=-1時,f(x)=ln x+x+-1,
x∈(0,+∞).所以f′(x)=,x∈(0,+∞),(1分)
因此f′(2)=1,即曲線y=f(x)在點(2,f(2))處的切線斜率為1.
又f(2)=ln 2+2,
所以曲線y=f(x)在點(2,f(2))處的切線方程為
y-(ln 2+2)=x-2,即x-y+ln 2=0.(3分)
(2)因為f(x)=ln x-ax+-1,所以f′(x)=-a+=-,x∈(0,+∞).(4分)
令g(x)=ax2-x+1-a,x∈(0,+∞).
①當(dāng)a=0時,g(x)=-x+1,x∈(0,+∞),
16、
所以當(dāng)x∈(0,1)時,g(x)>0,
此時f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈(1,+∞)時,g(x)<0,此時f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增;(6分)
②當(dāng)a≠0時,由f′(x)=0,
即ax2-x+1-a=0,解得x1=1,x2=-1.
a.當(dāng)a=時,x1=x2,g(x)≥0恒成立,此時f′(x)≤0,函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減;(7分)
b.當(dāng)0<a<時,-1>1>0.
x∈(0,1)時,g(x)>0,此時f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減;
x∈時,g(x)<0,此時f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增;x∈時,g(x)>0,此時f′(
17、x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減;(9分)
c.當(dāng)a<0時,由于-1<0,x∈(0,1)時,g(x)>0,此時f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減;
x∈(1,+∞)時,g(x)<0,此時f′(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增.(11分)
綜上所述:
當(dāng)a≤0時,函數(shù)f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,
函數(shù)f(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞增;
當(dāng)a=時,函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減;
當(dāng)0<a<時,函數(shù)f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,
函數(shù)f(x)在上單調(diào)遞增,
函數(shù)f(x)在上單調(diào)遞減.(12分)
求解切線問題的關(guān)鍵是切點坐標(biāo),無論是已知切線斜率還是切線經(jīng)過某一點,切點坐標(biāo)都是化解難點的關(guān)鍵所在.
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