2019高中数学 第一章1.1 变化率与导数 1.1.3 导数的几何意义学案 新人教A版选修2-2.doc

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1、11.1.31.1.3 导数的几何意义导数的几何意义学习目标：1.了解导函数的概念，理解导数的几何意义.2.会求导函数(重点、难点)3.根据导数的几何意义，会求曲线上某点处的切线方程(重点)4.正确理解曲线“过某点”和“在某点”处的切线，并会求其方程(易混点)自 主 预 习探 新 知1导数的几何意义(1)切线的定义：图 116如图 116，对于割线PPn，当点Pn趋近于点P时，割线PPn趋近于确定的位置，这个确定位置的直线PT称为点P处的切线(2)导数的几何意义：导数的几何意义：函数f(x)在xx0处的导数就是切线PT的斜率k，即k limx0f(x0)fx0xfx0 x(3)切线方程：曲线y

2、f(x)在点(x0，f(x0)处的切线方程为yf(x0)f(x0)(xx0)2导函数对于函数yf(x)，当xx0时，f(x0)是一个确定的数，当x变化时，f(x)便是x的一个函数，我们称它为f(x)的导函数(简称为导数)，即f(x)y limx0.fxxfx x思考： f(x0)与f(x)有什么区别？提示f(x0)是一个确定的数，而f(x)是一个函数基础自测21思考辨析(1)函数yf(x)在xx0处的导数f(x0)的几何意义是曲线yf(x)在点xx0处切线的斜率( )(2)若曲线yf(x)在点(x0，f(x0)处有切线，则f(x0)必存在( )(3)f(x0)(或y|xx0)是函数f(x)在点

3、xx0处的函数值( )(4)直线与曲线相切，则直线与已知曲线只有一个公共点( )答案 (1) (2) (3) (4)2若曲线yf(x)在点(x0，f(x0)处的切线方程为 2xy10，则( )Af(x0)0 Bf(x0)0Cf(x0)0Df(x0)不存在C C 由题意可知，f(x0)20，故选 C.3已知函数f(x)在x0处的导数为f(x0)1，则函数f(x)在x0处切线的倾斜角为_. 【导学号：31062012】解析 设切线的倾斜角为，则tan f(x0) 1，又0，180)，45.答案 454若函数f(x)在点A(1,2)处的导数是1，那么过点A的切线方程是_解析 切线的斜率为k1.点 A

4、(1,2)处的切线方程为y2(x1)，即xy30.答案 xy30合 作 探 究攻 重 难导数几何意义的应用(1)已知yf(x)的图象如图 117 所示，则f(xA)与f(xB)的大小关系是( )图 1173Af(xA)f(xB)Bf(xA)f(xB)Cf(xA)f(xB)D不能确定(2)若曲线yx2axb在点(0，b)处的切线方程是xy10，则( )Aa1，b1 Ba1，b1Ca1，b1Da1，b1(1)B B (2 2)A A (1)由导数的几何意义，f(xA)，f(xB)分别是切线在点A、B处切线的斜率，由图象可知f(xA)f(xB)(2)由题意，知ky|x0 1，a1.limx00x2a

5、0xbb x又(0，b)在切线上，b1，故选 A.规律方法 1.本例2中主要涉及了两点：f01，f0b.2.解答此类问题的关键是理解导数的几何意义.3.与导数的几何意义相关的题目往往涉及解析几何的相关知识，如直线的方程、直线间的位置关系等，因此要综合应用所学知识解题.跟踪训练1设曲线yax2在点(1，a)处的切线与直线 2xy60 平行，则a等于( ) 【导学号：31062013】A1 B1 2CD11 2A A 由题意可知，f(1)2.又 (ax2a)2a.故limx0f1xf1 xlimx0a1x2a xlimx0由 2a2 得a1.2如图 118，函数yf(x)的图象在点P(2，y)处的

6、切线是l，则f(2)f(2)等于( )图 1184A4B3C2D1D D 直线l的方程为 1，即xy40.x 4y 4又由题意可知f(2)2，f(2)1，f(2)f(2)211.求切点坐标过曲线yx2上某点P的切线满足下列条件，分别求出P点(1) 平行于直线y4x5；(2)垂直于直线 2x6y50；(3)与x轴成 135的倾斜角解 f(x) 2x，设limx0fxxfx xlimx0xx2x2 xP(x0，y0)是满足条件的点(1)切线与直线y4x5 平行，2x04，x02，y04，即P(2,4)是满足条件的点(2)切线与直线 2x6y50 垂直，2x0 1，得x0 ，y0 ，1 33 29

7、4即P是满足条件的点(3 2，9 4)(3)切线与x轴成 135的倾斜角，其斜率为1.即 2x01，得x0 ，y0 ，1 21 4即P是满足条件的点(1 2，1 4)规律方法 1.本题关键是由条件得到直线的斜率，从而得知函数在某点处的导数，进而求出切点的横坐标.2.根据切线斜率求切点坐标的步骤1设切点坐标x0，y0；2求导函数fx；3求切线的斜率fx0；4由斜率间的关系列出关于x0的方程，解方程求x0；5x0代入fx求y0得切点坐标.5跟踪训练3已知曲线y2x27 在点P处的切线方程为 8xy150，求切点P的坐标. 【导学号：31062014】解 设切点P(m，n)，切线斜率为k，由y li

8、mx0y xlimx02xx272x27 x (4x2x)4x，limx0得ky|xm4m.由题意可知 4m8，m2.代入y2x27 得n1.故所求切点P为(2,1)求曲线的切线方程探究问题1如何求曲线f(x)在点(x0，f(x0)处的切线方程？提示：yy0k(xx0)即根据导数的几何意义，求出函数yf(x)在点(x0，f(x0)处的导数，即曲线在该点处的切线的斜率，再由直线方程的点斜式求出切线方程2曲线f(x)在点(x0，f(x0)处的切线与曲线过点(x0，y0)的切线有什么不同？提示：曲线f(x)在点(x0，f(x0)处的切线，点(x0，f(x0)一定是切点，只要求出kf(x0)，利用点斜

9、式写出切线方程即可；而曲线f(x)过某点(x0，y0)的切线，给出的点(x0，y0)不一定在曲线上，即使在曲线上也不一定是切点3曲线在某点处的切线是否与曲线只有一个交点？提示：不一定曲线yf(x)在点P(x0，y0)处的切线l与曲线yf(x)的交点个数不一定只有一个，如图所示已知曲线C：yx3.(1)求曲线C在横坐标为x1 的点处的切线方程；(2)求曲线C过点(1,1)的切线方程思路探究 (1)求y|x1求切点点斜式方程求切线(2)设切点x0，y0求y|xx0由y|xx0y01x01求x0，y0写切线方程解 (1)将x1 代入曲线C的方程得y1，切点P(1,1)6y|x1 limx0y xli

10、mx01x31 x33xx23.limx0ky|x13.曲线在点P(1,1)处的切线方程为y13(x1)，即 3xy20.(2)设切点为Q(x0，y0)，由(1)可知y|xx03x，由题意可知kPQy|xx0，2 0即3x，又y0x，所以3x，即 2xx010，解得x01 或y01 x012 03 0x3 01 x012 02 0x0 .1 2当x01 时，切点坐标为(1,1)，相应的切线方程为 3xy20.当x0 时，切点坐标为，相应的切线方程为y ，即1 2(1 2，1 8)1 83 4(x1 2)3x4y10.母题探究：1.(变结论)第(1)小题中的切线与曲线C是否还有其他的公共点？解

11、由Error!解得Error!或Error!从而求得公共点为P(1,1)或M(2，8)，即切线与曲线C的公共点除了切点外，还有另一公共点(2，8)2(变条件)求曲线yf(x)x21 过点P(1,0)的切线方程解 设切点为Q(a，a21)，2ax，当 x趋于 0 时，faxfa xax21a21 x(2ax)趋于 2a，所以所求切线的斜率为 2a.因此，2a，解得a210 a1a1，所求的切线方程为y(22)x(22)或y(22)x(22)22222规律方法 利用导数的几何意义求切线方程的方法1若已知点x0，y0在已知曲线上，求在点x0，y0处的切线方程，先求出函数yfx在点x0处的导数，然后根

12、据直线的点斜式方程，得切线方程yy0fx0xx0.2若点x0，y0不在曲线上，求过点x0，y0的切线方程，首先应设出切点坐标，然后根据导数的几何意义列出等式，求出切点坐标，进而求出切线方程.当 堂 达 标固 双 基1已知曲线yf(x)在点(1，f(1)处的切线方程为 2xy20，则f(1)( )7A4 B4 C2 D2D D 由导数的几何意义知f(1)2，故选 D.2下面说法正确的是( )A若f(x0)不存在，则曲线yf(x)在点(x0，f(x0)处没有切线B若曲线yf(x)在点(x0，f(x0)处有切线，则f(x0)必存在C若f(x0)不存在，则曲线yf(x)在点(x0，f(x0)处的切线斜

13、率不存在D若曲线yf(x)在点(x0，f(x0)处没有切线，则f(x0)有可能存在C C 根据导数的几何意义及切线的定义知曲线在(x0，y0)处有导数，则切线一定存在，但反之不一定成立，故 A，B，D 错误3已知二次函数yf(x)的图象如图 119 所示，则yf(x)在A，B两点处的导数f(a)与f(b)的大小关系为：f(a)_f(b)(填“”或“”)图 119解析 f(a)与f(b)分别表示函数图象在点A，B处的切线斜率，由图象可得f(a)f(b)答案 4曲线f(x) 在点(2，1)处的切线方程为_. 2 x【导学号：31062015】解析 f(2) limx0f2xf2 x ，limx02 2x1 xlimx01 2x1 2切线方程为y1 (x2)，1 2即x2y40.答案 x2y405已知直线y4xa和曲线yx32x23 相切，求切点坐标及a的值解 设直线l与曲线相切于点P(x0，y0)，则8f(x) limx0xx32xx23x32x23 x3x24x.由导数的几何意义，得kf(x0)3x4x04，2 0解得x0 或x02，2 3切点坐标为或(2,3)(2 3，49 27)当切点为时，(2 3，49 27)有4a，49 27(2 3)a.121 27当切点为(2,3)时，有 342a，a5，因此切点坐标为或(2,3)，(2 3，49 27)a 的值为或5.12127