知识点 最新考纲 了解导数的概念与实际背景,理解导数的几何意义. 变化率与导数、导数的计算 会用基本初等函数的导数公式表和导数运算法则求函数的导数,并能求简单的复合函数的导数(限于形如f(ax+b)的导数). 了解函数单调性和导数的关系,能用导数求函数的单调区间. 导数在研究函数中的应用 理解函数极值的概念及函数在某点取到极值的条件,会用导数求函数的极大(小)值,会求闭区间上函数的最大(小)值. 第1讲 变化率与导数、导数的计算
1.导数的概念
(1)函数y=f(x)在x=x0处的导数 称函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率
f(x0+Δx)-f(x0)Δylim=lim为函数y=f(x)在x=x0处的导数,记作f′(x0)或y′|x=
ΔxΔxΔx→0Δx→0
x0,即f′(x0)=lim
Δyf(x0+Δx)-f(x0)=lim. ΔxΔxΔx→0Δx→0
(2)导数的几何意义
函数f(x)在点x0处的导数f′(x0)的几何意义是在曲线y=f(x)上点P(x0,y0)处的切线的斜率(瞬时速度就是位移函数s(t)对时间t的导数).相应地,切线方程为y-y0=f′(x0)(x-x0).
(3)函数f(x)的导函数
f(x+Δx)-f(x)称函数f′(x)=lim为f(x)的导函数.
ΔxΔx→02.基本初等函数的导数公式
原函数 导函数
f(x)=c(c为常数) f(x)=xn(n∈Q*) f(x)=sin x f(x)=cos x f(x)=ax (a>0且a≠1) f(x)=ex f(x)=logax (x>0,a>0且a≠1) f(x)=ln x(x>0) 3.导数的运算法则 (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)=0 f′(x)=nxn1 f′(x)=cos x f′(x)=-sin__x f′(x)=axln a f′(x)=ex 1f′(x)= xln a1f′(x)= x-?f(x)?′=f′(x)g(x)-f(x)g′(x)(g(x)≠0).
?[g(x)]2?g(x)?
4.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yx′=yu′·ux′,即y对x的导数等于y对u的导数与u对x的导数的乘积.
[疑误辨析]
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)f′(x0)与[f(x0)]′表示的意义相同.( ) (2)求f′(x0)时,可先求f(x0)再求f′(x0).( ) (3)曲线的切线不一定与曲线只有一个公共点.( ) (4)与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线.( ) (5)函数f(x)=sin(-x)的导数是f′(x)=cos x.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× [教材衍化]
1.(选修2-2P65A组T2(1)改编)函数y=xcos x-sin x的导数为( ) A.xsin x C.xcos x
B.-xsin x D.-xcos x
解析:选B.y′=x′cos x+x(cos x)′-(sin x)′=cos x-xsin x-cos x=-xsin x. 2.(选修2-2P18A组T6改编)曲线y=1-
2
在点(-1,-1)处的切线方程为________. x+2
解析:因为y′=
2
,所以y′|x=-1=2.
(x+2)2
故所求切线方程为2x-y+1=0. 答案:2x-y+1=0
3
3.(选修2-2P7例2改编)有一机器人的运动方程为s=t2+(t是时间,s是位移),则
t该机器人在t=2时的瞬时速度为________.
33
解析:因为s=t2+,所以s′=2t-2,
tt313
所以s′|t=2=4-=.
4413答案:
4[易错纠偏]
(1)求导时不能掌握复合函数的求导法则致误; (2)不会用方程法解导数求值.
π
1.已知函数f(x)=sin?2x+?,则f′(x)=________.
3??
ππππ
解析:f′(x)=[sin?2x+?]′=cos?2x+?·?2x+?′=2cos?2x+?.
3?3??3?3????π
答案:2cos?2x+?
3??
ππ
2.设函数f(x)的导数为f′(x),且f(x)=f′??sin x+cos x,则f′??=________.
?2??4?π
解析:因为f(x)=f′??sin x+cos x,
?2?π
所以f′(x)=f′??cos x-sin x,
?2?ππππ
所以f′??=f′??cos-sin,
2?2??2?2
π
即f′??=-1,所以f(x)=-sin x+cos x,
?2?f′(x)=-cos x-sin x.
πππ
故f′??=-cos-sin=-2.
44?4?答案:-2
导数的计算
求下列函数的导数:
(1)y=(3x2-4x)(2x+1);(2)y=x2sin x; (3)y=3xex-2x+e;(4)y=ln(2x-5).
【解】 (1)因为y=(3x2-4x)(2x+1)=6x3+3x2-8x2-4x=6x3-5x2-4x,所以y′=18x2
-10x-4.
(2)y′=(x2)′sin x+x2(sin x)′=2xsin x+x2cos x. (3)y′=(3xex)′-(2x)′+e′=(3x)′ex+3x(ex)′-(2x)′ =3xexln 3+3xex-2xln 2=(ln 3+1)·(3e)x-2xln 2. (4)令u=2x-5,y=ln u, 12则y′=(ln u)′u′=·2=.
2x-52x-5
[提醒] 求导之前,应利用代数、三角恒等式等变形对函数进行化简,然后求导,这样可以减少运算量,提高运算速度,减少差错;遇到函数的商的形式时,如能化简则化简,这样可避免使用商的求导法则,减少运算量.
1.已知f(x)=x(2 017+ln x),若f′(x0)=2 018,则x0=( ) A.e2 C.ln 2
解析:选B.因为f(x)=x(2 017+ln x), 所以f′(x)=2 017+ln x+1=2 018+ln x, 又f′(x0)=2 018,
所以2 018+ln x0=2 018, 所以x0=1.
2.求下列函数的导数: cos x
(1)y=xnex;(2)y=;
sin x
B.1 D.e
(3)y=exln x;(4)y=(1+sin x)2.
解:(1)y′=nxn1ex+xnex=xn1ex(n+x). -sin2x-cos2x1(2)y′==-2. 2
sinxsinx11
+ln x?. (3)y′=exln x+ex·=ex??x?x(4)y′=2(1+sin x)·(1+sin x)′ =2(1+sin x)·cos x.
导数的几何意义(高频考点)
导数的几何意义是每年高考的必考内容,考查题型既有选择题也有填空题,也常出现在解答题的第(1)问中,属中低档题.主要命题角度有:
(1)求切线方程;
(2)已知切线方程(或斜率)求切点坐标; (3)已知切线方程(或斜率)求参数值. 角度一 求切线方程
1
(1)曲线y=x2+在点(1,2)处的切线方程为____________________.
x
(2)已知函数f(x)=xln 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________.
11
【解析】 (1)因为y′=2x-2,所以在点(1,2)处的切线方程的斜率为y′|x=1=2×1-2
x1=1,
所以切线方程为y-2=x-1,即y=x+1. (2)因为点(0,-1)不在曲线f(x)=xln x上, 所以设切点为(x0,y0). 又因为f′(x)=1+ln x,
?y0=x0ln x0,?
所以?
?y+1=(1+ln x)x,?000
-
-
解得x0=1,y0=0.
所以切点为(1,0),所以f′(1)=1+ln 1=1. 所以直线l的方程为y=x-1. 【答案】 (1)y=x+1 (2)y=x-1 角度二 已知切线方程(或斜率)求切点坐标
若曲线y=e
________.
-x
上点P处的切线平行于直线2x+y+1=0,则点P的坐标是