导数知识点总结
考试内容:
导数的背影.导数的概念.多项式函数的导数.利用导数研究函数的单调性和极值.函数的最大值和最小值. 考试要求:
(1)了解导数概念的某些实际背景.(2)理解导数的几何意义.(3)掌握函数,y=c(c为常数)、y=xn(n∈N+)的导数公式,会求多项式函数的导数.(4)理解极大值、极小值、最大值、最小值的概念,并会用导数求多项式函数的单调区间、极大值、极小值及闭区间上的最大值和最小值.(5)会利用导数求某些简单实际问题的最大值和最小值. 知识要点:
导 数 导数的概念 导数的几何意义、物理意义 常见函数的导数 导数的运算法则 函数的单调性 函数的极值 函数的最值
导数的应用 导数的运算
1. 导数(导函数的简称)的定义:设x0是函数y?f(x)定义域的一点,如果自变量x在x0处有增量?x,则函数值y也引起相应的增量
?y?f(x0??x)?f(x0);比值?y??xf(x0??x)?f(x0)?x称为函数y?f(x)在点x0到
x0??x之间的平均变化率;如果极限limf(x0??x)?f(x0)?y存在,则?lim?x?0?x?x?0?x称函数y?f(x)在点x0处可导,并把这个极限叫做y?f(x)在x0处的导数,记作f'(x0)或y'|x?x,即f'(x0)=
0f(x0??x)?f(x0)?y. ?lim?x?0?x?x?0?xlim注:
①?x是增量,我们也称为“改变量”,因为?x可正,可负,但不为零. ②以知函数y?f(x)定义域为A,y?A?B.
f'(x)的定义域为B,则A与B关系为
2. 函数y?f(x)在点x0处连续与点x0处可导的关系:
⑴函数y?f(x)在点x0处连续是y?f(x)在点x0处可导的必要不充分条件.
可以证明,如果y?f(x)在点x0处可导,那么y?f(x)点x0处连续. 事实上,令x?x0??x,则x?x0相当于?x?0. 于是lim?lim[?x?0x?x0f(x)?limf(x0??x)?lim[f(x?x0)?f(x0)?f(x0)]
?x?0?x?0f(x0??x)?f(x0)f(x0??x)?f(x0)??x?f(x0)]?lim?lim?limf(x0)?f'(x0)?0?f(x0)?f(x0).?x?0?x?0?x?0?x?x⑵如果y?f(x)点x0处连续,那么y?f(x)在点x0处可导,是不成立的. 例:f(x)?|x|在点x0?0处连续,但在点x0?0处不可导,因为?y?|?x|,
?x?x当?x>0时,?y?1;当?x<0时,?y??1,故
?x?x?y?x?0?xlim不存在.
注:①可导的奇函数函数其导函数为偶函数. ②可导的偶函数函数其导函数为奇函数.
3. 导数的几何意义:
函数y?f(x)在点x0处的导数的几何意义就是曲线y?f(x)在点(x0,f(x))处的切线的斜率,也就是说,曲线y?f(x)在点P(x0,f(x))处的切线的斜率是f'(x0),切线方程为y?y0?f'(x)(x?x0). 4. 求导数的四则运算法则:
(u?v)'?u'?v'?y?f1(x)?f2(x)?...?fn(x)?y'?f1'(x)?f2'(x)?...?fn'(x)
(uv)'?vu'?v'u?(cv)'?c'v?cv'?cv'(c为常数)
vu'?v'u?u?(v?0) ???v2?v?'注:
①u,v必须是可导函数.
②若两个函数可导,则它们和、差、积、商必可导;若两个函数均不可导,则它们的和、差、积、商不一定不可导.
例如:设f(x)?2sinx?2,g(x)?cosx?2,则f(x),g(x)在x?0处均不可导,
xx但它们和f(x)?g(x)?
sinx?cosx在x?0处均可导.
5. 复合函数的求导法则:fx'(?(x))?f'(u)?'(x)或y'x?y'u?u'x
复合函数的求导法则可推广到多个中间变量的情形. 6. 函数单调性:
⑴函数单调性的判定方法:设函数y?f(x)在某个区间内可导,如果
f'(x)>0,则y?f(x)为增函数;如果f'(x)<0,则y?f(x)为减函数.
⑵常数的判定方法;
如果函数y?f(x)在区间I内恒有f'(x)=0,则y?f(x)为常数.
注:①f(x)?0是f(x)递增的充分条件,但不是必要条件,如y?2x3在
(??,??)上并不是都有f(x)?0,有一个点例外即
x=0时f(x) = 0,同
样f(x)?0是f(x)递减的充分非必要条件.
②一般地,如果f(x)在某区间内有限个点处为零,在其余各点均为正(或负),那么f(x)在该区间上仍旧是单调增加(或单调减少)的.
7. 极值的判别方法:(极值是在x0附近所有的点,都有f(x)<f(x0),则f(x0)是函数f(x)的极大值,极小值同理) 当函数f(x)在点x0处连续时,
①如果在x0附近的左侧f'(x)>0,右侧f'(x)<0,那么f(x0)是极大值; ②如果在x0附近的左侧f'(x)<0,右侧f'(x)>0,那么f(x0)是极小值. 也就是说x0是极值点的充分条件是x0点两侧导数异号,而不是
f'(x)=0
①
. 此外,函数不可导的点也可能是函数的极值点②. 当然,极
值是一个局部概念,极值点的大小关系是不确定的,即有可能极大值比极小值小(函数在某一点附近的点不同).
注①: 若点x0是可导函数f(x)的极值点,则f'(x)=0. 但反过来不一定成立. 对于可导函数,其一点x0是极值点的必要条件是若函数在该点可导,则导数值为零. 例如:函数y?f(x)?x3,x?0使f'(x)=0,但x?0不是极值点.
②例如:函数y?f(x)?|x|,在点x?0处不可导,但点x?0是函数的极小值点.
8. 极值与最值的区别:极值是在局部对函数值进行比较,最值是在整体区间上对函数值进行比较. 注:函数的极值点一定有意义. 9. 几种常见的函数导数: I.
C'?0(
C为常数) (sinx)'?cosx
2(arcsinx)'?11?x
(xn)'?nxn?1(n?R) (cosx)'??sinx
(arccosx)'??11?x2
(logax)'?1logae xII.
(lnx)'?1x
(arctanx)'?1x2?1(ex)'?ex (ax)'?axlna
(arccotx)'??1x2?1
III. 求导的常见方法: ①常用结论:(ln|x|)'?1.
x②形如y?(x?a1)(x?a2)...(x?an)或数,可转化求代数和形式.
y?(x?a1)(x?a2)...(x?an)(x?b1)(x?b2)...(x?bn)两边同取自然对
③无理函数或形如y?xx这类函数,如y?xx取自然对数之后可变形为
lny?xlnx,
y'1对两边求导可得?lnx?x??y'?ylnx?y?y'?xxlnx?xx.
yx