3.1变化率与导数、导数的计算53066.ppt
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1、3.1 3.1 变化率与导数、导数的计算变化率与导数、导数的计算第三编 导数及其应用要点梳理要点梳理1.1.函数函数y y=f f(x x)从从x x1 1到到x x2 2的平均变化率的平均变化率 函数函数y y=f f(x x)从从x x1 1到到x x2 2的平均变化率为的平均变化率为 ,若若x x=x x2 2-x x1 1,y y=f f(x x2 2)-f f(x x1 1),则平均变化率),则平均变化率可表示为可表示为 .基础知识基础知识 自主学习自主学习2.2.函数函数y y=f f(x x)在)在x x=x x0 0处的导数处的导数 (1 1)定义)定义 称函数称函数y y=f
2、 f(x x)在)在x x=x x0 0处的瞬时变化率处的瞬时变化率 =为函数为函数y y=f f(x x)在)在x x=x x0 0处的导数,记作处的导数,记作f f(x x0 0)或)或y y|x x=x x0 0,即即f f(x x0 0)=)=.(2 2)几何意义)几何意义 函数函数f f(x x)在点在点x x0 0处的导数处的导数f f(x x0 0)的几何意义是在曲线的几何意义是在曲线y y=f f(x x)上点)上点 处的处的 .相应地,相应地,切线方程为切线方程为 .(x x0 0,f f(x x0 0)切线的斜率切线的斜率y y-y y0 0=f f(x x0 0)()(x
3、 x-x x0 0)3.3.函数函数f f(x x)的导函数的导函数 称函数称函数f f(x x)=)=为为f f(x x)的导函)的导函 数,导函数有时也记作数,导函数有时也记作y y.4.4.基本初等函数的导数公式基本初等函数的导数公式 原函数原函数 导函数导函数 f f(x x)=c c f f(x x)=)=f f(x x)=)=x xn n(n nQ Q*)f f(x x)=)=f f(x x)=sin)=sin x x f f(x x)=)=f f(x x)=)=coscos x x f f(x x)=)=f f(x x)=)=a ax x f f(x x)=)=coscos x
4、x0 0-sin-sin x xa ax xlnln a a(a a0)0)nxnxn n-1-1e ex x5.5.导数运算法则导数运算法则 (1 1)f f(x x)g g(x x)=;(2)(2)f f(x x)g g(x x)=;(3)=(3)=(g g(x x)0).)0).f f(x x)=e)=ex x f f(x x)=)=f f(x x)=)=logloga ax x f f(x x)=)=f f(x x)=)=lnln x x f f(x x)=)=(a a0,0,且且a a1)1)f f(x x)g g(x x)f f(x x)g g(x x)+)+f f(x x)g g
5、(x x)基础自测基础自测1.1.在曲线在曲线y y=x x2 2+1+1的图象上取一点(的图象上取一点(1 1,2 2)及附近一点)及附近一点 (1+1+x x,2+2+y y),则),则 为为()A.A.x x+2+2B.B.x x-2-2 C.C.x x+2+2D.2+D.2+x x-解析解析 y y=(1+1+x x)2 2+1-1+1-12 2-1=(-1=(x x)2 2+2+2x x,=x x+2.+2.C2.2.设设正正弦弦函函数数y y=sin=sin x x在在x x=0=0和和x x=附附近近的的平平均均变变化化率率为为k k1 1,k k2 2,则则k k1 1,k k
6、2 2的大小关系为的大小关系为()A.A.k k1 1k k2 2B.B.k k1 1k k2 2 C.C.k k1 1=k k2 2D.D.不确定不确定 解析解析 y y=sin=sin x x,y y=(sin=(sin x x)=)=coscos x x,k k1 1=coscos 0=1 0=1,k k2 2=coscos =0 =0,k k1 1k k2 2.A3.3.曲曲线线y y=x x3 3-3-3x x2 2+1+1在在点点(1 1,-1-1)处处的的切切线线方方程程为为()A.A.y y=3=3x x-4-4B.B.y y=-3=-3x x+2+2 C.C.y y=-4=-
7、4x x+3+3D.D.y y=4=4x x-5-5 解解析析 由由y y=3=3x x2 2-6-6x x在在点点(1 1,-1-1)的的值值为为-3-3,故故切切线方程为线方程为y y+1=-3(+1=-3(x x-1)-1),即,即y y=-3=-3x x+2.+2.B4.4.若若函函数数y y=f f(x x)在在R R上上可可导导且且满满足足不不等等式式xf xf(x x)-f f(x x)恒恒成成立立,且且常常数数a a,b b满满足足a ab b,则则下下列列不不等等式式一一定定成成立的是立的是()A.A.af af(b b)bf bf(a a)B.B.af af(a a)bf
8、bf(b b)C.C.af af(a a)bf bf(b b)D.D.af af(b b)bf bf(a a)解析解析 令令g g(x x)=)=xf xf(x x),),g g(x x)=)=xf xf(x x)+)+f f(x x)0.0.g g(x x)在在R R上为增函数,上为增函数,a ab b,g g(a a)g g(b b),),即即af af(a a)bf bf(b b).).B5.5.设设P P为为曲曲线线C C:y y=x x2 2+2+2x x+3+3上上的的点点,且且曲曲线线C C在在点点P P处处切切线线倾倾斜斜角角的的取取值值范范围围是是00,则则点点P P横横坐坐
9、标标的的取值范围为取值范围为()A.A.B.B.-1-1,0 0 C.C.0 0,1 1D.D.解析解析 y y=x x2 2+2+2x x+3+3,y y=2=2x x+2.+2.曲线在点曲线在点P P(x x0 0,y y0 0)处切线倾斜角的取值范围是处切线倾斜角的取值范围是 0,0,曲线在点曲线在点P P处的切线斜率处的切线斜率00k k1.1.02 02x x0 0+21,-1+21,-1x x0 0 .A题型一题型一 利用导数的定义求函数的导数利用导数的定义求函数的导数【例例1 1】求函数求函数y y=在在x x0 0到到x x0 0+x x之间的平均变化之间的平均变化 率率.紧扣
10、定义紧扣定义 进行进行 计算计算.解解思维启迪思维启迪题型分类题型分类 深度剖析深度剖析探究提高探究提高 求函数求函数 f f(x x)平均变化率的步骤:)平均变化率的步骤:求函数值的增量求函数值的增量f f =f f(x x2 2)-f f(x x1 1););计算平均变化率计算平均变化率解这类题目仅仅是简单套用公式,解答过程相对简解这类题目仅仅是简单套用公式,解答过程相对简单,只要注意运算过程就可以了单,只要注意运算过程就可以了.知能迁移知能迁移1 1 利用导数定义,求函数利用导数定义,求函数 在在x x=1=1处处的导数的导数.解解 方法一方法一 (导数定义法)(导数定义法)方法二方法二
11、 (导函数的函数值法)(导函数的函数值法)题型二题型二 导数的运算导数的运算【例例2 2】求下列函数的导数求下列函数的导数.(1 1)y y=2=2x x3 3+x x-6-6;(2 2)y y=;(3 3)y y=(=(x x+1)(+1)(x x+2)(+2)(x x+3)+3);(4 4)y y=-sin (1-2cos=-sin (1-2cos2 2 ););(5 5).如如式式子子能能化化简简的的,可可先先化化简简,再再利利用用导导数公式和运算法则求导数公式和运算法则求导.思维启迪思维启迪解解 (1 1)y y=6=6x x2 2+1.+1.(3)(3)方法一方法一 y y=(=(x
12、 x2 2+3+3x x+2)(+2)(x x+3)+3)=x x3 3+6+6x x2 2+11+11x x+6+6,y y=3=3x x2 2+12+12x x+11.+11.方法二方法二y y=(x x+1+1)()(x x+2)+2)(x x+3)+(+3)+(x x+1)(+1)(x x+2)(+2)(x x+3)+3)=(x x+1)(+1)(x x+2)+(+2)+(x x+1)(+1)(x x+2)+2)(x x+3)+(+3)+(x x+1)(+1)(x x+2)+2)=(=(x x+2+2+x x+1)(+1)(x x+3)+(+3)+(x x+1)(+1)(x x+2)+
13、2)=(2=(2x x+3)(+3)(x x+3)+(+3)+(x x+1)(+1)(x x+2)+2)=3=3x x2 2+12+12x x+11.+11.求求函函数数的的导导数数要要准准确确地地把把函函数数分分割割为为基基本本函函数数的的和和、差差、积积、商商及及其其复复合合运运算算,再再利利用用运运算算法法则则求求导导数数.在在求求导导过过程程中中,要要仔仔细细分分析析函函数数解解析析式式的的结结构构特特征征,紧紧扣扣求求导导法法则则,联联系系基基本本函函数数求求导导公公式式.对对于于不不具具备备求求导导法法则则结结构构形形式式的的要要适适当当恒恒等等变变形形,如如(3 3)小小题题;对
14、对于于比比较较复复杂杂的的函函数数,如如果果直直接接套套用用求求导导法法则则,会会使使求求导导过过程程繁繁琐琐冗冗长长,且且易易出出错错,此此时时,可可将将解解析析式式进进行行合合理理变变形形,转转化化为为较较易易求求导导的的结结构构形形式式,再再求求导导数数,如如(2 2)、(4 4)、(5 5)都都是是如如此此.但但必必须须注注意意变变形形的的等等价价性性,避避免免不不必必要要的的运运算算失失误误.探究提高探究提高知能迁移知能迁移2 2 求下列函数的导数求下列函数的导数.(1 1)y y=5=5x x2 2-4-4x x+1+1;(2)(2)y y=(2=(2x x2 2-1)(3-1)(
15、3x x+1)+1);(3 3)y y=.=.解解 (1)(1)y y=(5=(5x x2 2-4-4x x+1)+1)=(5 =(5x x2 2)-(4)-(4x x)+(1)=10)+(1)=10 x x-4.-4.(2)(2)y y=(2=(2x x2 2-1)(3-1)(3x x+1)=6+1)=6x x3 3+2+2x x2 2-3-3x x-1,-1,y y=(6=(6x x3 3+2+2x x2 2-3-3x x-1)-1)=(6 =(6x x3 3)+2()+2(x x2 2)-(3)-(3x x)-(1)-(1)=18 =18x x2 2+4+4x x-3.-3.题型三题型三
16、 导数的几何意义导数的几何意义【例例3 3】(1212分)已知曲线方程为分)已知曲线方程为y y=x x2 2,(1 1)求过)求过A A(2 2,4 4)点且与曲线相切的直线方程;)点且与曲线相切的直线方程;(2 2)求过)求过B B(3 3,5 5)点且与曲线相切的直线方程)点且与曲线相切的直线方程.(1 1)A A在曲线上在曲线上,即求在即求在A A点的切线方程点的切线方程.(2 2)B B不在曲线上,设出切点求切线方程不在曲线上,设出切点求切线方程.解解 (1 1)A A在曲线在曲线y y=x x2 2上上,过过A A与曲线与曲线y y=x x2 2相切的直线只有一条,且相切的直线只有
17、一条,且A A为切点为切点.2 2分分 由由y y=x x2 2,得得y y=2=2x x,y y|x x=2=2=4,4=4,4分分 因此所求直线的方程为因此所求直线的方程为y y-4=4(-4=4(x x-2),-2),即即4 4x x-y y-4=0.-4=0.6 6分分 思维启迪思维启迪(2 2)方法一方法一 设过设过B B(3 3,5 5)与与曲曲线线y y=x x2 2相切的直线相切的直线方程为方程为y y-5=-5=k k(x x-3),-3),即即y y=kxkx+5-3+5-3k k,8,8分分 y y=k kx x+5-3+5-3k k,y y=x x2 2得得x x2 2
18、-k kx x+3+3k k-5=0,=-5=0,=k k2 2-4(3-4(3k k-5)=0.-5)=0.整理得整理得:(:(k k-2)(-2)(k k-10)=0,-10)=0,k k=2=2或或k k=10.=10.1010分分所求的直线方程为所求的直线方程为 2 2x x-y y-1=0,10-1=0,10 x x-y y-25=0.-25=0.1212分分方法二方法二 设切点设切点P P的坐标为的坐标为(x x0 0,y y0 0),),由由y y=x x2 2得得y y=2=2x x,x x=x x0 0=2=2x x0 0,8 8分分由已知由已知k kPAPA=2=2x x0
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