导数概念以及求导法则.ppt

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1、关于导数的概念及求导法则第一张，PPT共七十四页，创作于2022年6月(1).切线问题切线问题:求曲线求曲线 在点在点 处的处的 切线切线第一节第一节 导数的概念导数的概念另一点另一点 沿曲线沿曲线 趋向点趋向点 时时,割线割线 的极限的极限位置位置 1 1 导数的定义导数的定义所谓曲线所谓曲线 在其上点在其上点 处的切线处的切线,是指当是指当 上上第二张，PPT共七十四页，创作于2022年6月 割线割线 的斜率的斜率:当点当点 趋于点趋于点 时时,.如果当如果当 时时,上上式极限存在式极限存在,记为记为 ,即即:切线斜率切线斜率第三张，PPT共七十四页，创作于2022年6月(2).变速直线运

2、动的变速直线运动的瞬时速度问题瞬时速度问题在时刻在时刻 到到 的时间间隔内的时间间隔内,平均速度平均速度如果当如果当 时时,上式的极限存在上式的极限存在,则则 设一物体作变速直线运动，运动的位置函数设一物体作变速直线运动，运动的位置函数为为 ,求在时刻求在时刻 的的瞬时速度瞬时速度 。第四张，PPT共七十四页，创作于2022年6月定义定义1.1 1.1（导数）（导数）或或若极限不存在若极限不存在,则称则称 在在 处处不可导不可导。第五张，PPT共七十四页，创作于2022年6月2.为方便起见，为方便起见，当当 时时,也称也称 在点在点 处的导数为无穷大处的导数为无穷大.第六张，PPT共七十四页，

3、创作于2022年6月3.左导数左导数:右导数右导数:函数函数 在在 处可导处可导若左极限若左极限存在，存在，类似定义类似定义右导数右导数此极限值称为此极限值称为左导数，左导数，并称并称f 在在 处处左可导，左可导，记作：记作：第七张，PPT共七十四页，创作于2022年6月此时对区间此时对区间I内的任一点内的任一点 ,都对应着都对应着 的一个确定的的一个确定的导数值导数值,于是就构成了于是就构成了I上一个新的函数上一个新的函数,这个函数称为这个函数称为原来函数原来函数 的的导函数导函数,记为记为即即:若函数若函数 f 在区间在区间 I 内的每一点处都可导内的每一点处都可导(若若I包含端包含端点，

4、则在左端点右可导，右端点处左可导），则点，则在左端点右可导，右端点处左可导），则称函数称函数 f 在在区间区间I上可导。上可导。第八张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例1.求函数求函数 (为常数为常数)的导数的导数.解解:即即:例例2.求求 (为正整数为正整数)的导数的导数.解解:第九张，PPT共七十四页，创作于2022年6月一般地一般地,当当 为任意实数为任意实数 时时,上面的公式也成立上面的公式也成立.即即:第十张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例 3.求求 的导数的导数,及它在及它在 处的导数处的导数.解解:即即:类似可得类似可得:第十一张，PPT共七十四页，创作于2

5、022年6月例例 4.求求 的导数的导数.解解:即即:特别地特别地:例例 5.第十二张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例 6.解解:注：注：左右导数是研究分段函左右导数是研究分段函 数在分段点可导数在分段点可导与否的有效工具。与否的有效工具。第十三张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例 7.设设 ,求求解解:第十四张，PPT共七十四页，创作于2022年6月第十五张，PPT共七十四页，创作于2022年6月曲线曲线 在点在点 处处的切线的斜率。的切线的斜率。2.2.导数的几何意义：导数的几何意义：曲线曲线 在点在点 处处的左侧（右侧）切线的斜率。的左侧（右侧）切线的斜率。若函数若

6、函数 f 在在 处不可导，但单侧导数存在，则处不可导，但单侧导数存在，则第十六张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例 10.求曲线求曲线 在点在点 处的切线和法线方程处的切线和法线方程解解:切线斜率切线斜率:切线方程为切线方程为:即即:法线方程为法线方程为:即即:第十七张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例11讨论函数讨论函数 在点在点 处的连续处的连续性和可导性及相应的曲线在点性和可导性及相应的曲线在点 处切线的处切线的 存在性。存在性。第十八张，PPT共七十四页，创作于2022年6月即即 存在存在,于是由于是由 ,得得:3.3.可导与连续的关系可导与连续的关系定理定理1.1

7、 这表明这表明,在在 处连续处连续.设函数设函数 在在 处可导，处可导，第十九张，PPT共七十四页，创作于2022年6月左可导左可导左连续左连续右可导右可导右连续右连续区间区间I上可导上可导区间区间I上连续上连续逆命题不成立：逆命题不成立：亦有处处连续但处处不可导的函数。亦有处处连续但处处不可导的函数。第二十张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例13.解解:第二十一张，PPT共七十四页，创作于2022年6月第二十二张，PPT共七十四页，创作于2022年6月第二节第二节 求导的基本法则求导的基本法则1.基本初等函数的求导公式基本初等函数的求导公式第二十三张，PPT共七十四页，创作于202

8、2年6月2.2.四则运算四则运算定理定理 2.1 设函数设函数 在点在点 处可导处可导,则函数则函数在点在点 处也可导处也可导,且且 第二十四张，PPT共七十四页，创作于2022年6月证明证明:仅证（仅证（3）第二十五张，PPT共七十四页，创作于2022年6月注注:和与积的导数公式可以推广到任意有限多个函数和与积的导数公式可以推广到任意有限多个函数.例如例如:第二十六张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例1.求下列函数的导数：求下列函数的导数：解解:第二十七张，PPT共七十四页，创作于2022年6月第二十八张，PPT共七十四页，创作于2022年6月类似地可得类似地可得例例 2.,求求解

9、解:第二十九张，PPT共七十四页，创作于2022年6月类似地可得类似地可得例例 3.解解:例例 4.解解:故故第三十张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例5.解解:第三十一张，PPT共七十四页，创作于2022年6月定理定理2.2 设函数设函数 在区间在区间 上单调连续，上单调连续，2.2.反函数的求导法则反函数的求导法则 2:2:定理表明反函数的导数等于直接函数在相应点处定理表明反函数的导数等于直接函数在相应点处的导数的倒数的导数的倒数 注注1:后面将证明若在后面将证明若在I上上 ，则，则 f 是是 I上上 的单调连续函数。的单调连续函数。第三十二张，PPT共七十四页，创作于2022年

10、6月解解:的反函数为的反函数为于是于是解解:第三十三张，PPT共七十四页，创作于2022年6月同理可得同理可得:的反函数为的反函数为于是于是第三十四张，PPT共七十四页，创作于2022年6月定理定理2.3(链式法则）链式法则）或或3.3.复合函数的求导法则复合函数的求导法则第三十五张，PPT共七十四页，创作于2022年6月证明：证明：第三十六张，PPT共七十四页，创作于2022年6月即即:注：此为求导法则中最重要的公式，可推广到注：此为求导法则中最重要的公式，可推广到 任意有限个情形。应用时要看清复合层次，任意有限个情形。应用时要看清复合层次，求导时要由外向内逐层求导，不重复，求导时要由外向内

11、逐层求导，不重复，不遗漏。不遗漏。第三十七张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例 8 ,求求 .例例9解解:解解第三十八张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例10.求下列函数的导数求下列函数的导数:解解 (1)当当 时时,因而因而当当 时时,第三十九张，PPT共七十四页，创作于2022年6月第四十张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例11.求下列函数的导数求下列函数的导数:第四十一张，PPT共七十四页，创作于2022年6月第四十二张，PPT共七十四页，创作于2022年6月其中其中 可导可导.第四十三张，PPT共七十四页，创作于2022年6月4.4.初等函数的求导问题初等

12、函数的求导问题一切初等函数的求导问题都解决，可导的一切初等函数的求导问题都解决，可导的初等函数的导函数仍为初等函数。初等函数的导函数仍为初等函数。基本的求导公式表：基本的求导公式表：第四十四张，PPT共七十四页，创作于2022年6月第四十五张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例12.求下列函数的导数求下列函数的导数:第四十六张，PPT共七十四页，创作于2022年6月第四十七张，PPT共七十四页，创作于2022年6月此为此为对数求导法对数求导法，当所求导的函数为连乘积函数，当所求导的函数为连乘积函数或幂指函数时，可考虑用此法。或幂指函数时，可考虑用此法。第四十八张，PPT共七十四页，创作

13、于2022年6月 习题习题2.1 P.87-892.(4)3.4.6.8.10.(1)11.(1)(3)(4)(5)(6)12.(2)(4)13 14 16 23.(2)(4)(5)(6)(9)(12)(14)(15)(19)(20)(21)24.(2)(3)第四十九张，PPT共七十四页，创作于2022年6月5.5.高阶导数高阶导数 或或 或或即即:如果如果 的导函数的导函数 在在 处可导，处可导，第五十张，PPT共七十四页，创作于2022年6月类似地定义类似地定义 的二阶导数的二阶导数 在点在点 的导数为的导数为或或 或或在点在点 的的三阶导数三阶导数,记作记作:一般地一般地,的的 阶导数阶

14、导数 在点在点 的导数称为的导数称为在点在点 的的 阶导数阶导数(简称为简称为 阶导数阶导数),记作记作:或或 或或第五十一张，PPT共七十四页，创作于2022年6月二阶及二阶以上的导数统称为二阶及二阶以上的导数统称为高阶导数高阶导数,函数函数第五十二张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例13.求下列函数的求下列函数的 阶导数阶导数:解解:一般地一般地,可得可得:第五十三张，PPT共七十四页，创作于2022年6月特别特别,特别特别,第五十四张，PPT共七十四页，创作于2022年6月一般地一般地,可得可得:类似地类似地,可得可得:第五十五张，PPT共七十四页，创作于2022年6月定理定理

15、2.42.4第五十六张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例 14.,求求 .解解:设设 则则于是于是,第五十七张，PPT共七十四页，创作于2022年6月解解:例例15.求下列函数的求下列函数的 n 阶导数阶导数:第五十八张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例16.解解:p p2x,16cos)1()2(xxynn-=第五十九张，PPT共七十四页，创作于2022年6月6.6.隐函数求导法隐函数求导法显函数显函数隐函数隐函数链式法则链式法则第六十张，PPT共七十四页，创作于2022年6月例例17第六十一张，PPT共七十四页，创作于2022年6月解：方程两边对解：方程两边对 求导，得

16、：求导，得：在点在点 处切线斜率处切线斜率 法线斜率法线斜率 因此所求切线与法线方程分别为因此所求切线与法线方程分别为 与与例例18第六十二张，PPT共七十四页，创作于2022年6月解：应用隐函数的求导法解：应用隐函数的求导法,得得 上式两边再对上式两边再对 求导求导,得得:例例19第六十三张，PPT共七十四页，创作于2022年6月7.7.由参数方程确定的函数的求导法则由参数方程确定的函数的求导法则第六十四张，PPT共七十四页，创作于2022年6月第六十五张，PPT共七十四页，创作于2022年6月求求解解:例例20.设设第六十六张，PPT共七十四页，创作于2022年6月故所求的切线方程为：故所

17、求的切线方程为：与与相对应的点为相对应的点为例例21.已知三叶玫瑰线已知三叶玫瑰线时，时，求求曲线上相应点处的切线方程。曲线上相应点处的切线方程。解：解：第六十七张，PPT共七十四页，创作于2022年6月8.8.相关变化率（自学内容）相关变化率（自学内容）相关变化率相关变化率第六十八张，PPT共七十四页，创作于2022年6月 例例22.一气球从离开观察员一气球从离开观察员 500米处离地面米处离地面铅直上升铅直上升 其速率为其速率为 140 米米/秒秒。当气球高度为。当气球高度为 500 米时米时 ，观察员视线的仰角增加率是多少，观察员视线的仰角增加率是多少？解：设气球上升解：设气球上升 t

18、秒后其高度为秒后其高度为 h，观察员的仰角观察员的仰角其中其中都是时间都是时间 t 的函数。的函数。第六十九张，PPT共七十四页，创作于2022年6月上式两边对上式两边对 t 求导，得求导，得：即观察员视线的仰角增加率是即观察员视线的仰角增加率是 0.143 弧度弧度/秒秒。代入上式得代入上式得第七十张，PPT共七十四页，创作于2022年6月 例例 23.甲船向正南乙船向正东直线航行甲船向正南乙船向正东直线航行,开始开始时甲船恰在乙船正北时甲船恰在乙船正北 40 km处处,后来在某一时刻后来在某一时刻测得甲船向南航行了测得甲船向南航行了 20 km,此时速率为此时速率为 15km/h;乙船向东

19、航行了乙船向东航行了15 km,此时速率为此时速率为 25km/h。问问这时两船是在分离还是在接近这时两船是在分离还是在接近，速率是多少，速率是多少？上式两边对上式两边对 t 求导求导，得，得 解：如图解：如图，设在任一时刻，设在任一时刻 t 甲船甲船航行的距离为航行的距离为 x(t)，乙船航行的距离乙船航行的距离为为 y(t)，两船的距离为两船的距离为 z(t),则则第七十一张，PPT共七十四页，创作于2022年6月已知已知:当当时时,代入上式代入上式,得得因为因为,所以观测时两船相距所以观测时两船相距 25 里里,正以正以3 km/h 的速率彼此远离的速率彼此远离。第七十二张，PPT共七十四页，创作于2022年6月 习题习题2.1 P.90-9125.(5)(6)26.(1).27.(2)28.(2)29.31.(6)(7)32.(2)(3)(6)37.(2)41第七十三张，PPT共七十四页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看第七十四张，PPT共七十四页，创作于2022年6月