苏教版(2019)高中数学选择性必修第一册5.2 导数的运算【同步教案】(解析版)

文档属性

名称 苏教版(2019)高中数学选择性必修第一册5.2 导数的运算【同步教案】(解析版)
格式 docx
文件大小 856.3KB
资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 数学
更新时间 2022-12-30 11:06:38

图片预览

文档简介

1.几个常用函数的导数
原函数 导函数
f(x)=c f′(x)=0
f(x)=x f′(x)=1
f(x)=x2 f′(x)=2x
f(x)=x3 f′(x)=3x2
f(x)= f′(x)=-
f(x)= f′(x)=
2.基本初等函数的导数公式
原函数 导函数
f(x)=c(c为常数) f′(x)=0
f(x)=xα(α∈Q,且α≠0) f′(x)=αxα-1
f(x)=sin x f′(x)=cos x
f(x)=cos x f′(x)=-sin x
f(x)=ax(a>0,且a≠1) f′(x)=axln a
f(x)=ex f′(x)=ex
f(x)=logax(a>0,且a≠1) f′(x)=
f(x)=ln x f′(x)=
3.函数的和、差、积、商的导数
(1)[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x).
(2)[cf(x)]′=cf′(x).(C为常数)
(3)[f(x)·g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x)
(4)′=.
4.复合函数的导数
定义:由基本初等函数复合而成的函数,称为复合函数
复合函数的求导法则:对于由函数y=f(u)和u=g(x)复合而成的函数y=f(g(x)),它的导数与函数y=f(u),u=g(x)的导数间的关系为y′x=y′u·u′x,即y对x的导数等于y对 u的导数与u对x的导数的乘积.
利用导数运算法则的策略
(1)分析待求导式子符合哪种求导法则,每一部分式子是由哪种基本初等函数组合成的,确定所需的求导法则和基本公式.
(2)如果求导式比较复杂,则需要对式子先变形再求导,常用的变形有乘积式展开变为和式求导,商式变乘积式求导,三角函数恒等变换后求导等.
(3)利用导数运算法则求导的原则是尽可能化为和、差,能利用和差的求导法则求导的,尽量少用积、商的求导法则求导.
求复合函数的导数的步骤
基本初等函数的导数公式
例题1
若f(x)=2x+sin x-cos x的导函数为f′(x),则f′(0)等于(  )
A.2 B.ln 2+1
C.ln 2-1 D.ln 2+2
例题2
设是的导函数,若在闭区间上有最大值,最小值,则的取值范围是
A. B.
C. D.
训练1
若函数与的图象只有一个公共点,且在这个公共点处的切线相同,则实数( )
A. B. C. D.
训练2
下列求导运算正确的是
A. B.
C. D.
导数的运算
例题1
已知,则等于
A.-4 B.-2 C.1 D.2
例题2
已知函数f(x)的导函数为f'(x),若f(x)=x3+f'(1)x2-2,则f'(1)的值为(  )
A. B. C. D.0
训练1
已知函数的导函数,且满足,则( )
A.5 B.6 C.7 D.-12
训练2
已知是函数的导函数,且对任意的实数都有(是自然对数的底数),,则
A. B.
C. D.
一、单选题
1.已知函数的导函数为,且满足,则曲线在处的切线方程是( )
A. B. C. D.
2.已知函数,则的值为( )
A. B. C. D.
3.函数的导数是( )
A. B.
C. D.
4.函数的导数是( )
A. B.
C. D.
5.设直线、分别是函数图像上点、处的切线,与垂直相交于点,且、分别与轴相交于点、,则的面积的取值范围是( ).
A. B.
C. D.
6.设,,,…,,,则( )
A. B. C. D.
7.已知函数,则的值为( )
A. B.
C. D.
8.函数在点处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
二、填空题
9.函数的导函数是,则______________.
10.设函数,,则实数a=______.
11.已知f(x)=a2(a为常数),g(x)=ln x,若2x[f′(x)+1]-g′(x)=1,则x=________.
12.日常生活中的饮用水通常都是经过净化的,随若水纯净度的提高,所需净化费用不断增加.已知水净化到纯净度为时所需费用(单位:元)为.那么净化到纯净度为90%时所需净化费用的瞬时变化率是______元.
三、解答题
13.求下列函数的导数;
(1);(2);(3);
(4);(5);(6).
14.设函数.
(1)求导函数;
(2)若曲线在点处的切线方程为,求a,b的值.
15.求下列函数的导数:
(1)y=103x-2;(2)y=ln(ex+x2);(3)y=x.
16.求下列函数的导数.
(1)y=cos ;(2)y=;(3)y=;
(4)y=lg x;(5)y=5x;(6)y=cos.
1.几个常用函数的导数
原函数 导函数
f(x)=c f′(x)=0
f(x)=x f′(x)=1
f(x)=x2 f′(x)=2x
f(x)=x3 f′(x)=3x2
f(x)= f′(x)=-
f(x)= f′(x)=
2.基本初等函数的导数公式
原函数 导函数
f(x)=c(c为常数) f′(x)=0
f(x)=xα(α∈Q,且α≠0) f′(x)=αxα-1
f(x)=sin x f′(x)=cos x
f(x)=cos x f′(x)=-sin x
f(x)=ax(a>0,且a≠1) f′(x)=axln a
f(x)=ex f′(x)=ex
f(x)=logax(a>0,且a≠1) f′(x)=
f(x)=ln x f′(x)=
3.函数的和、差、积、商的导数
(1)[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x).
(2)[cf(x)]′=cf′(x).(C为常数)
(3)[f(x)·g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x)
(4)′=.
4.复合函数的导数
定义:由基本初等函数复合而成的函数,称为复合函数
复合函数的求导法则:对于由函数y=f(u)和u=g(x)复合而成的函数y=f(g(x)),它的导数与函数y=f(u),u=g(x)的导数间的关系为y′x=y′u·u′x,即y对x的导数等于y对 u的导数与u对x的导数的乘积.
利用导数运算法则的策略
(1)分析待求导式子符合哪种求导法则,每一部分式子是由哪种基本初等函数组合成的,确定所需的求导法则和基本公式.
(2)如果求导式比较复杂,则需要对式子先变形再求导,常用的变形有乘积式展开变为和式求导,商式变乘积式求导,三角函数恒等变换后求导等.
(3)利用导数运算法则求导的原则是尽可能化为和、差,能利用和差的求导法则求导的,尽量少用积、商的求导法则求导.
求复合函数的导数的步骤
基本初等函数的导数公式
例题1
若f(x)=2x+sin x-cos x的导函数为f′(x),则f′(0)等于(  )
A.2 B.ln 2+1
C.ln 2-1 D.ln 2+2
【答案】B
【分析】根据导数的求导公式及导数的运算法则,求出函数的导数,计算即可.
【详解】
因为,所以,故选B.
【点睛】
本题主要考查了函数的求导公式和求导法则,属于中档题.
例题2
设是的导函数,若在闭区间上有最大值,最小值,则的取值范围是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】
首先对函数求导,令,得到关于的方程,即可求出,再利用二次函数的图象和性质,即可确定的取值范围.
【详解】
依题可得,,令,得,解得,
所以,因为,,而由二次函数的对称性可知,,故.
故选:D.
【点睛】考查导数的四则运算法则和基本初等函数导数公式的应用.
训练1
若函数与的图象只有一个公共点,且在这个公共点处的切线相同,则实数( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
设公共点为,根据导数的几何意义可得,根据函数表达式以及导函数解方程组即可.
【详解】
设两个函数图象的公共点为,
根据题意,得即,
解式得或(舍去),代入第式,解得.
故选:D.
【点睛】考查了导数的几何意义以及基本初等函数的导数公式.
训练2
下列求导运算正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用基本初等函数的导数公式可判断各选项的正误.
【详解】
对于A选项,,A选项错误;
对于B选项,,B选项错误;
对于C选项,,C选项错误;
对于D选项,,D选项正确.
故选:D.
【点睛】考查了基本初等函数的导数公式.
导数的运算
例题1
已知,则等于
A.-4 B.-2 C.1 D.2
【答案】D
【分析】
首先对f(x)求导,将1代入,求出f′(1)的值,化简f′(x),最后将x=3代入即可.
【详解】
因为f′(x)=2x+2f′(1),
令x=1,可得
f′(1)=2+2f′(1),
∴f′(1)=﹣2,
∴f′(x)=2x+2f′(1)=2x﹣4,
当x=3,f′(3)=2.
故选D
例题2
已知函数f(x)的导函数为f'(x),若f(x)=x3+f'(1)x2-2,则f'(1)的值为(  )
A. B. C. D.0
【答案】B
【分析】求出原函数的导函数,在导函数解析式中取x=1即可得到答案.
【详解】
解:由f(x)=x3+f'(1)x2-2,
得f′(x)=3x2+2xf′(1),
∴f′(1)=3+2f′(1),解得f′(1)=-3,
故选B.
【点睛】考查了导数的加法法则与减法法则,考查了基本初等函数的导函数,是基础的计算题.
训练1
已知函数的导函数,且满足,则( )
A.5 B.6 C.7 D.-12
【答案】B
【分析】
将看出常数利用导数的运算法则求出,令求出代入,令求出即可.
【详解】
解:,

故选.
【点睛】考查了导数的运算法则,解题的关键是弄清是常数,属于基础题.
训练2
已知是函数的导函数,且对任意的实数都有(是自然对数的底数),,则
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】求出函数的导数,结合题意得到 ,从而求出f(x)的解析式;
【详解】
由,

,即,
所以 ,
所以 ,又因为f(0)=1,所以c=1,
所以函数f(x)的解析式是;
故选D.
【点睛】考查了考查导数的应用以及求函数的解析式问题.
一、单选题
1.已知函数的导函数为,且满足,则曲线在处的切线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求得后,代入即可求得,从而得到;利用导数的几何意义即可求得结果.
【详解】
,,
,解得:,
,,,,
在处的切线方程为,即.
故选:C.
2.已知函数,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据基本初等函数的导数公式及导数的运算法求出函数的导数,再代入计算即可;
【详解】
因为
所以
所以
故选:B
【点睛】考查基本初等函数的导数计算.
3.函数的导数是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据导数的积法法则和复合函数的求导法则,即可求解.
【详解】
解:,
故选B.
4.函数的导数是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用导数的加法运算与复合函数的求导法则即可求解.
【详解】

故选:D.
【点睛】思路点睛:求一个函数的导函数,应该先判断出函数的形式,然后选择合适的导数运算法则及基本初等函数的导数公式进行求值.
5.设直线、分别是函数图像上点、处的切线,与垂直相交于点,且、分别与轴相交于点、,则的面积的取值范围是( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】
设,(),利用两直线垂直得到,求出、的方程,可得、的坐标,从而可得,联立、的方程,求得点的横坐标,
根据即可求得的面积的取值范围.
【详解】
设,(),,
则,,
∵,∴,则,
又切线:,:,
于是,,∴,
联立,解得,∴,
∵,∴,∴的取值范围是,
故选:A.
6.设,,,…,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据三角函数的导函数和已知定义,依次对其求导,观察得出,可得解.
【详解】
,,




由此可知:,
.
故选:D.
【点晴】考查三角函数的导数,依次求三角函数的导数找到所具有的周期性是解决此问题的关键.
7.已知函数,则的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据导数的运算法则先求出函数的导数的解析式,再把代入的解析式运算求得结果.
【详解】
∵函数,∴,
∴,故选C.
【点睛】考查求函数的导数,导数的加减法则的应用.
8.函数在点处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】由已知结合导数的几何意义及计算即可求解
【详解】
,求导得,
则当时,,所以切线的斜率为2.
又当时,,所以切点为.
所以切线方程为.
故选:A
【点睛】考查了利用导数的几何意义求曲线在某点处的切线方程,求切线常见考法:
(1)已知切点求斜率k,即求该点处的导数值:.
(2)已知斜率k,求切点,即解方程.
(3)若求过点的切线方程,可设切点为,由,求解即可.
二、填空题
9.函数的导函数是,则______________.
【答案】
【分析】利用基本函数求导公式和导数运算法则,求出导数,然后代入求值.
【详解】
解:因为,
由于且,解得:且,
即的定义域为:,

即:.
故答案为:.
【点睛】考查基本函数求导公式和导数运算法则,以及复合函数求导.
10.设函数,,则实数a=______.
【答案】2;
【分析】先对求导,再利用即可求解.
【详解】
,所以,解得,
故答案为:.
11.已知f(x)=a2(a为常数),g(x)=ln x,若2x[f′(x)+1]-g′(x)=1,则x=________.
【答案】1
【分析】先求导,再代入得到关于的方程,解得即可,注意函数的定义域.
【详解】
,,,

解得,
故答案为:1
12.日常生活中的饮用水通常都是经过净化的,随若水纯净度的提高,所需净化费用不断增加.已知水净化到纯净度为时所需费用(单位:元)为.那么净化到纯净度为90%时所需净化费用的瞬时变化率是______元.
【答案】40
【分析】根据瞬时变化率的定义,结合导数的运算性质进行求解即可.
【详解】
净化费用的瞬时变化率就是净化费用函数的导数,因为.
所以,又因为,
所以净化到纯净度为时所需净化费用的瞬时变化率是40元.
三、解答题
13.求下列函数的导数;
(1);(2);(3);
(4);(5);(6).
【答案】(1);(2);(3);
(4);(5);(6).
【分析】
根据基本初等函数的导数公式以及函数的求导法法则逐个计算即可.
【详解】
解:(1)因为,所以;
(2)因为,所以;
(3)因为,所以;
(4)因为,所以;
(5)因为,
所以;
(6)因为,
所以

14.设函数.
(1)求导函数;
(2)若曲线在点处的切线方程为,求a,b的值.
【答案】(1);(2),.
【分析】
(1)利用求导公式求解即可;
(2)首先将代入切线方程得到切点为,从而得到,再解方程组即可.
【详解】
(1)由,

.
(2)由题意得,切点既在曲线上,又在切线上,
将代入切线方程,得,切点为.
所以,解得.
15.求下列函数的导数:
(1)y=103x-2;(2)y=ln(ex+x2);(3)y=x.
【答案】(1)y′x=3×103x-2ln10;(2)y′x=;(3)y′=.
【分析】由复合函数的求导法则,即可求出结果.
【详解】
(1)令u=3x-2,则y=10u.
所以y′x=y′u·u′x=10uln 10·(3x-2)′=3×103x-2ln 10.
(2)令u=ex+x2,则y=ln u.
∴y′x=y′u·u′x=·(ex+x2)′=.
(3)y′=(x)′
16.求下列函数的导数.
(1)y=cos ;(2)y=;(3)y=;
(4)y=lg x;(5)y=5x;(6)y=cos.
【答案】(1)0;(2)-5x-6;(3);(4);(5);(6)cos x.
【分析】直接利用求导公式计算即可
【详解】
(1)∵y=cos=,∴y′=0.
(2)∵y==x-5,∴y′=-5x-6.
(3)∵y===,∴y′=.
(4)∵y=lg x,∴y′=.
(5)∵y=5x,∴y′=5xln 5.
(6)y=cos=sin x,∴y′=cos x.
6 / 20