高中数学-导数及其应用课件复习ppt.ppt
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1、病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程导数及其应用导数及其应用1.1.导数的概念导数的概念(1)(1)(2)(2)(3)(3)f f(x x0 0)与与f f(x x)的关系的关系.2.2.导数的几何意义导数的几何意义(1)(1)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f f(x x0 0)就是曲线就是曲线y y=f f(x x)在点(在点(x x0 0,f f(x x0 0))处的切线的斜率)处的切线的斜率.即即k k=f f(x x0 0).).(2)(2)曲线曲线y y=f f(x x
2、)在点在点(x x0 0,f f(x x0 0)处的切线方程为处的切线方程为 y y-f f(x x0 0)=)=f f(x x0 0)()(x x-x x0 0).).(3)导导数的物理数的物理意义意义:s(t)=v(t),v(t)=a(t).病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 3.基本初等函数的导数公式和运算法则基本初等函数的导数公式和运算法则 (1)基本初等函数的导数公式)基本初等函数的导数公式病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 (2 2
3、)导数的四则运算法则)导数的四则运算法则 u u(x x)v v(x x)=u u(x x)v v(x x).).u u(x x)v v(x x)=u u(x x)v v(x x)+)+u u(x x)v v(x x).).(3)(3)复合函数求导复合函数求导 复合函数复合函数y y=f f(g g(x x)的导数和的导数和y y=f f(u u),),u u=g g(x x)的导数的导数 之间的关系为之间的关系为y yx x=f f(u u)g g(x x).).4.4.函数的性质与导数函数的性质与导数 (1 1)在区间)在区间(a a,b b)内,如果内,如果f f(x x)0)0,那么函
4、数,那么函数 f f(x x)在区间(在区间(a a,b b)上单调递增)上单调递增.在区间(在区间(a a,b b)内,如果)内,如果f f(x x)0)0,那么函数,那么函数f f(x x)在区间(在区间(a a,b b)上单调递减)上单调递减.病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程(2 2)求极值的步骤)求极值的步骤 先求定义域再求先求定义域再求f f(x x);求求f f(x x)=0)=0的根;的根;判判定根两侧导数的符号;定根两侧导数的符号;下结论下结论.(3 3)求函数)求函数f f(x x)在区间在区间a
5、a,b b上的最大值与最小上的最大值与最小 值的步骤值的步骤 求求f f(x x);求求f f(x x)=0)=0的根(注意取舍);的根(注意取舍);求出各极值及区间端点处的函数值;求出各极值及区间端点处的函数值;比较其大小,得结论(最大的就是最大值,最比较其大小,得结论(最大的就是最大值,最 小的就是最小值)小的就是最小值).病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程一、导数几何意义的应用一、导数几何意义的应用例例1 1 (20082008海南理,海南理,2121)设函数)设函数 (a a,b bZ Z),曲线),曲线y y
6、=f f(x x)在点(在点(2 2,f f(2 2)处的)处的 切线方程为切线方程为y y=3.=3.(1 1)求)求f f(x x)的解析式;)的解析式;(2 2)证明:函数)证明:函数y y=f f(x x)的图象是一个中心对称)的图象是一个中心对称 图形,并求其对称中心;图形,并求其对称中心;(3 3)证明:曲线)证明:曲线y y=f f(x x)上任一点的切线与直线上任一点的切线与直线x x=1=1 和直线和直线y y=x x所围三角形的面积为定值,并求出此定所围三角形的面积为定值,并求出此定 值值.病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,
7、引起不同程度的病理生理过程 思思维维启启迪迪 (1)(1)先求先求f f(x x).).再由再由f f(2)=0,(2)=0,f f(2)=3.(2)=3.解得解得a a,b b.(2)(2)利用图象的对称和平移变换求解利用图象的对称和平移变换求解.(3)(3)先求过曲线上任一点(先求过曲线上任一点(x x0 0,y y0 0)的切线方程,)的切线方程,然后将面积用点(然后将面积用点(x x0 0,y y0 0)坐标表示,再用上点)坐标表示,再用上点 (x x0 0,y y0 0)在)在f f(x x)上即得证上即得证.(1 1)解解 因为因为a a,b bZ Z,故,故病原体侵入机体,消弱机
8、体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 (2)(2)证明证明 已知函数已知函数y y1 1=x x,都是奇函数都是奇函数,所以函数所以函数 也是奇函数也是奇函数,其图象是以原点其图象是以原点 为中心的中心对称图形为中心的中心对称图形.而而 可知可知,函数函数g g(x x)的图象按向量的图象按向量a a=(1,1)=(1,1)平移平移,即得到即得到 函数函数f f(x x)的图象的图象,故函数故函数f f(x x)的图象是以点的图象是以点(1,1)(1,1)为中心的中心对称为中心的中心对称 图形图形.(3)(3)证明证明 在曲线上任取一点在曲线
9、上任取一点 由由 知知,过此点的切线方程为过此点的切线方程为病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 令令x x=1,=1,得得 切线与直线切线与直线x x=1=1的交点为的交点为 令令y y=x x,得得y y=2=2x x0 0-1,-1,切线与直线切线与直线y y=x x的交点为的交点为(2(2x x0 0-1,2-1,2x x0 0-1);-1);直线直线x x=1=1与直线与直线y y=x x的交点为的交点为(1,1),(1,1),从而所围三角形的面积为从而所围三角形的面积为 所以所以,所围三角形的面积为定值所围三
10、角形的面积为定值2.2.病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 探探究究提提高高 求曲线切线方程的步骤是:求曲线切线方程的步骤是:(1 1)求出函数)求出函数y y=f f(x x)在点在点x x=x x0 0的导数,即曲线的导数,即曲线 y y=f f(x x)在点在点P P(x x0 0,f f(x x0 0))处切线的斜率;)处切线的斜率;(2 2)在已知切点坐标)在已知切点坐标P P(x x0 0,f f(x x0 0))和切线斜率的)和切线斜率的 条件下,求得切线方程为条件下,求得切线方程为y y-y y0 0=
11、f f(x x0 0)()(x x-x x0 0).).注意:注意:当曲线当曲线y y=f f(x x)在点在点P P(x x0 0,f f(x x0 0))处的切线)处的切线 平行于平行于y y轴(此时导数不存在)时,由切线定义可轴(此时导数不存在)时,由切线定义可 知,切线方程为知,切线方程为x x=x x0 0;当不知道切点坐标时,应首先设出切点坐标,当不知道切点坐标时,应首先设出切点坐标,再求解再求解.病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 变式训练变式训练1 1 (20092009启东模拟)已知函数启东模拟)已知
12、函数f f(x x)的图象在点的图象在点MM(-1-1,f f(-1-1)处的)处的 切线方程为切线方程为x x+2+2y y+5=0.+5=0.(1 1)求函数)求函数y y=f f(x x)的解析式;)的解析式;(2 2)求函数)求函数y y=f f(x x)的单调区间)的单调区间.解解 (1 1)由函数)由函数f f(x x)的图象在点)的图象在点MM(-1-1,f f(-1-1)处的切线方程为)处的切线方程为x x+2+2y y+5=0+5=0,知知-1+2-1+2f f(-1-1)+5=0+5=0,即即f f(-1-1)=-2=-2,病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的
13、相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 解得解得a a=2=2,b b=3=3或或a a=-6=-6,b b=-1,=-1,b b+10+10,b b=-1=-1舍去舍去.所以所求的函数解析式是所以所求的函数解析式是 (2 2)令令-2-2x x2 2+12+12x x+6=0+6=0,解得,解得x x1 1=3-=3-,x x2 2=3+.=3+.当当x x3-3-,或,或x x3+3+时,时,f f(x x)0 0;当当3-3-x x3+3+时时,f f(x x)0.0.病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的
14、病理生理过程 所以所以 在(在(-,3-3-)内是减函)内是减函 数,在(数,在(3-3-,3+3+)内是增函数,在)内是增函数,在 (3+3+,+)内是减函数)内是减函数.所以所以f f(x x)的单调递增区间是(的单调递增区间是(3-3-,3+3+),),单调递减区间是(单调递减区间是(-,3-,3-)和()和(3+3+,+,+).病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程二、利用导数研究函数的单调性二、利用导数研究函数的单调性例例2 2 (20092009陕西文,陕西文,2020)已知函数)已知函数f f(x x)=)=
15、x x3 3-3 3axax-1,-1,a a0.0.(1)(1)求求f f(x x)的单调区间;的单调区间;(2 2)若)若f f(x x)在在x x=-1=-1处取得极值,直线处取得极值,直线y y=m m与与y y=f f(x x)的图象有三个不同的交点,求的图象有三个不同的交点,求m m的取值范围的取值范围.解解 (1 1)f f(x x)=3)=3x x2 2-3-3a a=3(=3(x x2 2-a a).).当当a a00,)0,当当a a000时,由时,由f f(x x)0)0解得解得x x-,由由f f(x x)0,)0,解得解得-x x ,00时时,f f(x x)的单调增
16、区间为的单调增区间为(-,),(-,),(,+),(,+),f f(x x)的单调减区间为(的单调减区间为(-,-,).(2)(2)f f(x x)在在x x=-1=-1处取得极值处取得极值,f f(-1)=3(-1)(-1)=3(-1)2 2-3-3a a=0.=0.a a=1.=1.f f(x x)=)=x x3 3-3-3x x-1,-1,f f(x x)=3)=3x x2 2-3.-3.由由f f(x x)=0)=0解得解得x x1 1=-1,=-1,x x2 2=1,=1,由(由(1 1)中)中f f(x x)的单调性可知的单调性可知,f f(x x)在在x x=-1=-1处取得极大
17、处取得极大 值值f f(-1)=1,(-1)=1,在在x x=1=1处取得极小值处取得极小值f f(1)=-3.(1)=-3.直线直线y y=m m与函数与函数y y=f f(x x)的图象有三个不同的交点的图象有三个不同的交点,结合结合f f(x x)的单调性可知的单调性可知m m的取值范围是(的取值范围是(-3-3,1 1).病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 变式训练变式训练2 2 (20092009北京文,北京文,1818)设函数)设函数 f f(x x)=)=x x3 3-3-3axax+b b(a a0).
18、0).(1)(1)若曲线若曲线y y=f f(x x)在点(在点(2 2,f f(2)(2))处与直线)处与直线y y=8=8相相 切,求切,求a a,b b的值;的值;(2 2)求函数)求函数f f(x x)的单调区间与极值点的单调区间与极值点.解解 (1 1)f f(x x)=3)=3x x2 2-3-3a a.因为曲线因为曲线y y=f f(x x)在点(在点(2 2,f f(2)(2))处与直线)处与直线y y=8=8相相 切,切,所以所以 即即 解得解得f f(2)=0.(2)=0.f f(2)=8,(2)=8,3(4-3(4-a a)=0,)=0,8-68-6a a+b b=8=8
19、a a=4,=4,b b=24.=24.病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 (2)(2)f f(x x)=3()=3(x x2 2-a a)()(a a0).0).当当a a00)0函数函数f f(x x)在(在(-,+-,+)单调递)单调递 增;此时函数增;此时函数f f(x x)没有极值点没有极值点.当当a a00时,由时,由f f(x x)=0)=0得得x x=.=.当当x x(-,-)(-,-)时时,f f(x x)0,)0,函数函数f f(x x)单调递增;单调递增;当当x x(-(-,),)时,时,f f(
20、x x)0,)0,)0,函数函数f f(x x)单调递增单调递增.此时此时x x=-=-是是f f(x x)的极大值点的极大值点,x x=是是f f(x x)的极小值的极小值点点.病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 综上所述,综上所述,当当a a000时,时,f f(x x)的增区间是的增区间是(-,),(-,),(,+)(,+),减区间是(,减区间是(-,-,).当当a a000时,时,x x=-=-是极大值点是极大值点 x x=是极小值点是极小值点.病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在
21、一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程三、利用导数研究函数的极值和最值三、利用导数研究函数的极值和最值例例3 3 已知函数已知函数f f(x x)=)=x x3 3+mxmx2 2+nxnx-2-2的图象过点的图象过点(-1,-6),(-1,-6),且函数且函数g g(x x)=)=f f(x x)+6)+6x x的图象关于的图象关于y y轴对称轴对称.(1)(1)求求m m、n n的值及函数的值及函数y y=f f(x x)的单调区间;的单调区间;(2)(2)若若a a00,求函数,求函数y y=f f(x x)在区间(在区间(a a-1-1,a a+1+1)内)内 的极值的极值.思思
22、维维启启迪迪(1 1)根据)根据f f(x x)、g g(x x)的函数图象的性的函数图象的性 质,列出关于质,列出关于m m,n n的方程,求出的方程,求出m m、n n的值的值.(2 2)分类讨论)分类讨论.解解 (1)(1)由函数由函数f f(x x)的图象过点(的图象过点(-1-1,-6-6),),得得m m-n n=-3.=-3.病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 由由f f(x x)=)=x x3 3+mxmx2 2+nxnx-2,-2,得得f f(x x)=3)=3x x2 2+2+2mxmx+n n,则
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