11.3导数概念与运算
一、明确复习目标
1.了解导数概念的某些实际背景(如瞬时速度、加速度、光滑曲线切线的斜率等);
2.掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义;理解导函数的概念;
3.熟记基本导数公式;
4.掌握两个函数和、差、积、商的求导法则;
5.了解复合函数的求导法则.会求某些简单函数的导数.
二.建构知识网络
1.导数的概念:设函数y=f(x)在x=x0处附近有定义,如果Δx→0时,Δy与Δx的比(也叫函数的平均变化率)有极限即无限趋近于某个常数,我们把这个极限值叫做函数y=f(x)在Δx→0处的导数,记作
;
2.导数的几何意义:函数y=f(x)在x0处的导数的几何意义,就是曲线y=f(x)在点(x0,y0)处的切线的斜率,即斜率为f′(x0).
过点P的切线方程为:y-y0=f′(x0)(x-x0).
3.导函数、可导:如果函数y=f(x)在开区间(a,b)内的每点处都有导数,即对于每一个x∈(a,b),都对应着一个确定的导数f′(x0),从而构成了一个新的函数f′(x0),称这个函数f′(x0)为函数y=f(x)在开区间内的导函数,简称导数。此时称函数y=f(x)在开区间(a,b)内可导.
4.可导与连续的关系:如果函数y=f(x)在点x0处可导函数y=f(x)在点x0处连续.
5.依定义求导数的方法:
(1)求函数的改变量
(2)求平均变化率
(3)取极限,得导数=
6.几种常见函数的导数:
(C为常数);();;;;;;。
7.导数的四则运算法则:
;;
;
8.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=f′(u),则复合函数y=f((x))在点x处也有导数,且或=f′(u)′(x).
9.求导数的方法:
(1)求导公式;(2)导数的四则运算法则;
(3)复合函数的求导公式;(4)导数定义.
三、双基题目练练手
1.在曲线y=x2+1的图象上取一点(1,2)及邻近一点(1+Δx,2+Δy),则为()
A.Δx++2B.Δx--2C.Δx+2D.2+Δx-
2.设f(x)=ax3+3x2+2,若f′(-1)=4,则a的值等于()
A.B.C.D.
3.(2005湖南)设f0(x)=sinx,f1(x)=f0′(x),f2(x)=f1′(x),…,fn+1(x)=fn′(x),n∈N,则f2005(x)=()
A.sinxB.-sinxC.cosxD.-cosx
4.(2006湖南)设函数,集合,若,则实数的取值范围是()
A.B.C.D.
5.(2006全国Ⅰ)设函数若是奇函数,则__________
6.设函数若该函数在实数集R上可导,则该函数的最小值是____.
7.(2005北京)过原点作曲线的切线,则切点的坐标为,切线的斜率为.
8.对正整数n,设曲线在x=2处的切线与y轴交点的纵坐标为,则数列的前n项和的公式是
简答:1-4.CDCC;5.π6;
6.答案:-14.依题意
作图易得函数的最小值是f(12)=-14
7.(1,e)e;8.2n+1-2.
四、经典例题做一做
【例1】求下列函数的导数:
(1)y=(2)y=ln(x+);
(3)y=;
解:(1)y′=
=
=
(2)y′=(x+)′
=(1+)=
(3)y′==
◆提炼方法:题(1)是导数的四则运算法则;題(2)(3)是复合函数的求导方法.都是导数问题的基础.
【例2】(1)求曲线在点(1,1)处的切线方程;
(2)运动曲线方程为,求t=3时的速度
分析:根据导数的几何意义及导数的物理意义可知,函数y=f(x)在处的导数就是曲线y=f(x)在点处的切线的斜率瞬时速度是位移函数S(t)对时间的导数
解:(1),
,即曲线在点(1,1)处的切线斜率k=0
因此曲线在(1,1)处的切线方程为y=1
(2)
解题点评:切线是导数的“几何形象”,是函数单调性的“几何”解释,要熟练掌握求切线方程的方法.
【例3】若f(x)在R上可导,(1)求f(-x)在x=a处的导数与f(x)在x=-a处的导数的关系;(2)证明:若f(x)为偶函数,则f′(x)为奇函数.
分析:(1)需求f(-x)在x=a处的导数与f(x)在x=-a处的导数;(2)求f′(x),然后判断其奇偶性.
(1)解:设f(-x)=g(x),则
g′(a)=
=
=-=-f′(-a)
∴f(-x)在x=a处的导数与f(x)在x=-a处的导数互为相反数.
(2)证明:f′(-x)=
=
=-=-f′(x)
∴f′(x)为奇函数.
解题点注:用导数的定义求导数时,要注意Δy中自变量的变化量应与Δx一致.
【例4】(2006浙江)已知函数=x3+x2,数列{xn}(xn0)的第一项x1=1,以后各项按如下方式取定:曲线y=在处的切线与经过(0,0)和(xn,f(xn))两点的直线平行(如图)。求证:当n时:
(I);(II)
证明:(I)∵
∴曲线在处的切线斜率
∵过和两点的直线斜率是
∴.
(II)∵函数当时单调递增,
而
,
∴,即
因此
又∵
令则
∵∴
因此故
考查知识:函数的导数、数列、不等式等基础知识,以及不等式的证明,同时考查逻辑推理能力。
五.提炼总结以为师
1.了解导数的概念,初步会用定义式解决一些问题;
2.会用定义式求导数;
3.了解导数的几何意义;会求切线方程;
4.掌握常见函数的导数公式,并会正确运用;
5.掌握导数的四则运算法则及复合函数的求导法则。
同步练习11.3导数概念与运算
【选择题】
1.设函数f(x)在x=x0处可导,则()
A与x0,h都有关B仅与x0有关而与h无关
C仅与h有关而与x0无关D与x0、h均无关
2.已知函数f(x)在x=1处的导数为3,则f(x)的解析式可能为()
Af(x)=(x-1)2+3(x-1)Bf(x)=2(x-1)
Cf(x)=2(x-1)2Df(x)=x-1
3.(2005湖北)在函数的图象上,其切线的倾斜角小于的点中,坐标为整数的点的个数是()
A.3B.2C.1D.0
4.(2006安徽)若曲线的一条切线与直线垂直,则的方程为()
A.B.C.D.
【填空题】
5.一点沿直线运动,如果由始点起经过t秒后的距离为,那么速度为零的时刻是________
6.过点(0,-4)与曲线y=x3+x-2相切的直线方程是.
7.设f(x)在x=1处连续,且f(1)=0,=2,则f′(1)=_______
8.曲线y=2-x2与y=x3-2在交点处的切线夹角是__________(以弧度数作答)
简答.提示:1-4.BADA;5.1,2,4秒末;
6.y=4x-4;7.∵f(1)=0,=2,
∴f′(1)====2
8.由消y得:(x-2)(x2+4x+8)=0,∴x=2
∵y′=(2-x2)′=-x,∴y′|x=2=-2
又y′=(-2)′=x2,∴当x=2时,y′=3
∴两曲线在交点处的切线斜率分别为-2、3,
||=1∴夹角为
【解答题】
9.下列函数的导数
①
②
③f(x)=e-x(cosx+sinx)
分析:利用导数的四则运算求导数
①法一:
∴
法二:
=+
②
∴
③f/(x)=-e-x(cosx+sinx)+e-x(-sinx+cosx)
=-2e-xsinx,
10.如果曲线的某一切线与直线平行,求切点坐标与切线方程.
解:切线与直线平行,斜率为4
又切线在点的斜率为
∵∴
或
∴切点为(1,-8)或(-1,-12)
切线方程为或
即或
11.(2005福建)已知函数
的图象过点P(0,2),且在点M(-1,f(-1))处的切线方程为.
(Ⅰ)求函数y=f(x)的解析式;
(Ⅱ)求函数y=f(x)的单调区间.
解:(Ⅰ)由f(x)的图象经过P(0,2),知d=2,
所以
由在M(-1,f(-1))处的切线方程是,知
故所求的解析式是
(Ⅱ)
解得
当
当
故内是增函数,在内是减函数,在内是增函数.
考查知识:函数的单调性、导数的应用等知识,考查运用数学知识分析问题和解决问题的能力.
12.证明:过抛物线y=a(x-x1)(x-x2)(a≠0,x1x2)上两点A(x1,0)、B(x2,0)的切线,与x轴所成的锐角相等.
解:y′=2ax-a(x1+x2),
y′|=a(x1-x2),即kA=a(x1-x2),y′|=a(x2-x1),即kB=a(x2-x1).
设两条切线与x轴所成的锐角为、β,则tan=|kA|=|a(x1-x2)|,
tanβ=|kB|=|a(x2-x1)|,故tan=tanβ.
又、β是锐角,则=β.
三大段一中心五环节高效课堂—导学案
制作人:张平安修改人:审核人:
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课题第六课时导数的几何意义(二)
学习
目标掌握切线斜率由割线斜率的无限逼近而得,掌握切线斜率的求法
学习
重点(1)能体会曲线上一点附近的“局部以直代曲”的核心思想方法;(2)会求曲线上一点处的切线斜率.
学习
难点(1)能体会曲线上一点附近的“局部以直代曲”的核心思想方法;(2)会求曲线上一点处的切线斜率.
学法
指导探析归纳,讲练结合
学习过程
一自主学习
1.情境:设是曲线上的一点,将点附近的曲线放大、再放大,则点附近将逼近一条确定
的直线.
2.问题:怎样找到在曲线上的一点处最逼曲线的直线呢?
如上图直线为经过曲线上一点的两条直线.
(1)判断哪一条直线在点附近更加逼近曲线.
(2)在点附近能作出一条比更加逼近曲线
的直线吗?
(3)在点附近能作出一条比更加逼近曲线的直线吗?
3.归纳
(1).割线及其斜率:连结曲线上的两点的直线叫曲线的割线,
设曲线上的一点,过点的一条割线交曲线于另一点,则割线的斜率为
.
(2).切线的定义:随着点沿着曲线向点运动,割线在点附近越来越逼近曲线。当点无限逼近点时,直线最终就成为在点处最逼近曲线的直线,这条直线也称为曲线在点处的切线;
(3).切线的斜率:当点沿着曲线向点运动,并无限靠近点时,割线逼近点处的切线,从而割线的斜率逼近切线的斜率,即当无限趋近于时,无限趋近于点处的切线的斜率.
二师生互动
例1.已知曲线,
(1)判断曲线在点处是否有切线,如果有,求切线的斜率,然后写出切线的方程.
(2)求曲线在处的切线斜率。
分析:(1)若是曲线上点附近的一点,当沿着曲线无限接近点时,割线的斜率是否无限接近于一个常数.若有,则这个常数是曲线在点处的切线的斜率;(2)为求得过点的切线斜率,我们从经过点的任意一点直线(割线)入手。
例2.已知,求曲线在处的切线的斜率.
分析:为了求过点的切线的斜率,要从经过点的任意一条割线入手.
例3.已知曲线方程,求曲线在处的切线方程.
三、自我检测
练习第1,2,3题;
习题2-2A组中第3题
四、课堂反思
1、这节课我们学到哪些知识?学到什么新的方法?
2、你觉得哪些知识,哪些知识还需要课后继续加深理解?
五、拓展提高
1、补充:判断曲线在点处是否有切线?如果有,求出切线的方程.2、习题2-2中B组1、2
三大段一中心五环节高效课堂—导学案
制作人:张平安修改人:审核人:
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课题第五课时导数的几何意义(一)
学习
目标1、通过函数的图像直观地理解导数的几何意义;
2、理解曲线在一点的切线的概念;
3、会求简单函数在某点处的切线方程。
学习
重点了解导数的几何意义
学习
难点求简单函数在某点出的切线方程
学法
指导探析归纳,讲练结合
学习过程
一自主学习
设函数在[x0,x0+Δx]的平均变化率为,如右图所示,它是过A(x0,)和B(x0+Δx,)两点的直线的斜率。这条直线称为曲线在点A处的一条割线。
如右图所示,设函数的图像是一条光滑的曲线,从图像上可以看出:当Δx取不同的值时,可以得到不同的割线;当Δx趋于0时,点B将沿着曲线趋于点A,割线AB将绕点A转动最后趋于直线l。直线l和曲线在点A处“相切”,称直线l为曲线在点A处的切线。该切线的斜率就是函数在x0处的导数。
函数在x0处的导数,是曲线在点(x0,)处的切线的斜率。函数在x0处切线的斜率反映了导数的几何意义。
1、导数的几何意义:
函数y=f(x)在x=x0处的导数等于在该点处的切线的斜率,
即
归纳总结:求曲线在某点处的切线方程的基本步骤:
①求出P点的坐标;
②求出函数在点处的变化率,得到曲线在点的切线的斜率;
③利用点斜式求切线方程.
2、导函数:
注:在不致发生混淆时,导函数也简称导数.
3、函数在点处的导数、导函数、导数之间的区别与联系。
(1)函数在一点处的导数,就是在该点的函数的改变量与自变量的改变量之比的极限,它是一个常数,不是变数。
(2)函数的导数,是指某一区间内任意点x而言的,就是函数f(x)的导函数
(3)函数在点处的导数就是导函数在处的函数值,这也是求函数在点处的导数的方法之一。
二师生互动
例1、已知函数,x0=-2。(1)分别对Δx=2,1,0.5求在区间[x0,x0+Δx]上的平均变化率,并画出过点(x0,)的相应割线;(2)求函数在x0=-2处的导数,并画出曲线在点(-2,4)处的切线。
例2、求函数在x=1处的切线方程。
三、自我检测
课本练习:1、2.
四、课堂反思
1、这节课我们学到哪些知识?学到什么新的方法?
2、你觉得哪些知识,哪些知识还需要课后继续加深理解?
五、拓展提高
课本习题2-2中A组4、5
三大段一中心五环节高效课堂—导学案
制作人:张平安修改人:审核人:
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课题第七课时导数的几何意义习题课
学习
目标会利用导数的几何意义求曲线上某点处的切线方程
学习
重点曲线上一点处的切线斜率的求法
学习
难点理解导数的几何意义
学法
指导探析归纳,讲练结合
学习过程
一自主学习
复习:导数的几何意义:函数在x0处的导数就是曲线在点(x0,)处的切线的斜率。
二师生互动
例1、在曲线上求一点P使得曲线在该点处的切线满足下列条件:
(1)平行于直线y=x+1;
(2)垂直于直线2x-16y+1=0;
(3)倾斜角为135°。
例2、求曲线过(1,1)点的切线的斜率。
例3、如图,它表示跳水运动中高度随时间变化的函数
,根据图像,请描述、比较曲线在、、附近的变化情况.
三、自我检测
练习册:7、8.
四、课堂反思
1、这节课我们学到哪些知识?学到什么新的方法?
2、你觉得哪些知识,哪些知识还需要课后继续加深理解?
五、拓展提高
习题2-2A:3.4.5B
文章来源:http://m.jab88.com/j/13184.html
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