第十节 变化率与导数、导数的运算
授课提示:对应学生用书第37页
[基础梳理]
1.导数的概念
(1)函数y=f(x)在x=x0处导数的定义 称函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率
=
ΔyΔx为函数y=f(x)
在x=x0处的导数,记作f′(x0)或y′|x=x0,即f′(x0)=(2)导数的几何意义
ΔyΔx=.
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)的导函数称函数f′(x)=2.基本初等函数的导数公式 原函数 导函数 f(x+Δx)-f(x)Δx为f(x)的导函数.
f(x)=c(c为常数) f(x)=xα(α∈Q*) f(x)=sin x f(x)=cos x f(x)=ax(a>0,且a≠1) f(x)=ex f(x)=logax(a>0,且a≠1) f(x)=ln x 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).
f′(x)=0 f′(x)=αxα-1 f′(x)=cos__x f′(x)=-sin__x f′(x)=axln__a f′(x)=ex f′(x)= xln a1f′(x)= 1x?f(x)?f′(x)g(x)-f(x)g′(x)?′=(3)?(g(x)≠0). 2g(x)[g(x)]??
1.求导其实质是一种数学运算即求导运算,有公式和法则,也有相应的适用范围或成立条件,
要注意这一点,如(xn)′=nxn-1中,n≠0且n∈Q*.
?f(x)?f′(x)·g(x)-f(x)·g′(x)
??′=,g(x)g2(x)??
要满足“=”前后各代数式有意义,且导数都存在.
2.(1)f′(x0)代表函数f(x)在x=x0处的导数值;(f(x0))′是函数值f(x0)的导数,而函数值f(x0)是一个常量,其导数一定为0,即(f(x0))′=0. (2)f′(x)是一个函数,与f′(x0)不同.
3.(1)“过”与“在”:曲线y=f(x)“在点P(x0,y0)处的切线”与“过点P(x0,y0)的切线”的区别:前者P(x0,y0)为切点,而后者P(x0,y0)不一定为切点.
(2)“切点”与“公共点”:曲线的切线与曲线的公共点的个数不一定只有一个,而直线与二次曲线相切只有一个公共点.
[四基自测]
1.(基础点:求导数值)若f(x)=x·ex,则f′(1)等于( ) A.0 C.2e 答案:C
2.(易错点:导数的运算)已知f(x)=x·ln x,则f′(x)=( ) A.
B.e D.e2
mxx B.x+1 D.ln x+1
1
C.+x
x答案:D
3.(基础点:求切线)函数f(x)=x3在(0,0)处的切线为( ) A.不存在 C.y=0 答案:C
4.(易错点:求切点)曲线y=ex过点(0,0)的切线的斜率为________. 答案:e
授课提示:对应学生用书第38页
考点一 导数的计算
挖掘1 求导函数值/ 自主练透
[例1] (1)设函数f(x)=1-ex的图像与x轴交于P点(x0,y0),则f′(x0)=________. [解析] 令1-ex0=0,∴x0=0, 而f′(x)=-ex,∴f′(x0)=f′(0)=-e0=-1. [答案] -1
(2)若函数f(x)=ln x-f′(-1)x2+3x-4,则f′(1)=________. 1
[解析] ∵f′(x)=-2f′(-1)x+3,
B.x=0 D.y=x
x∴f′(-1)=-1+2f′(-1)+3,
解得f′(-1)=-2,∴f′(1)=1+4+3=8. [答案] 8
?π??π?
(3)若f(x)=sin?x+?,则f′??=________.
?3??3?
?π?
[解析] ∵f(x)=sin?x+?,
?3??π?
∴f′(x)=cos?x+?,
?3?
?π??ππ?1∴f′??=cos?+?=-. 2?3??33?
1
[答案] -
2
挖掘2 已知导数值求自变量/ 互动探究
[例2] (1)已知函数f(x)=x(2 020+ln x)且f′(x0)=2 021,则x0=( ) A.e2 C.ln 2
B.1 D.e
[解析] ∵f(x)=x(2 020+ln x)=2 020x+xln x, 1
∴f′(x)=2 020+ln x+x·=2 021+ln x,
x又f′(x0)=2 021,∴ln x0=0,∴x0=1. [答案] B
(2)已知函数f(x)的导函数f′(x),且满足f(x)=2xf′(1)+ln x,若f′(x0)=0,则x0=________. [解析] ∵f(x)=2xf′(1)+ln x, 1
∴f′(x)=[2xf′(1)]′+(ln x)′=2f′(1)+,
x∴f′(1)=2f′(1)+1,即f′(1)=-1. ∴f′(x0)=-2+,
1
x0
11
∴-2+=0,∴x0=. x02[答案]
1 2
[破题技法] 1.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. (1)连乘积形式:先展开化为多项式的形式,再求导;
(2)分式形式:观察函数的结构特征,先化为整式函数或较为简单的分式函数,再求导; (3)对数形式:先化为和、差的形式,再求导;