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第三章 一元函数的导数及其应用
3.1 导数的概念及其意义、
导数的运算
数学
内容索引
必备知识回顾
关键能力提升
第一部分
第二部分
考点1 导数的概念
考点2 导数的运算
01
02
考点3 导数的几何意义
03
课时作业
第三部分
04
高考创新方向 多想少算
1.了解导数的概念,理解导数的几何意义,掌握基本初等函数的导数.
2.能够用导数公式和导数的运算法则求简单函数的导数,能求简单的复合函数的导数.
自主学习·基础回扣
必备知识回顾
第
分
部
一
1.导数的概念
(1)函数y=f(x)在x=x0处的导数记作_______或__________.
教材回扣
f′(x0)
y′|x=x0
2.导数的几何意义
函数y=f(x)在x=x0处的导数的几何意义就是曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的____,相应的切线方程为________________________.
斜率
y-f(x0)=f′(x0)(x-x0)
3.基本初等函数的导数公式
0
基本初等函数 导函数
f(x)=c(c为常数) f′(x)=__
f(x)=xα(α∈R,且α≠0) f′(x)=__________
f(x)=sin x f′(x)=_________
f(x)=cos x f′(x)=___________
f(x)=ax(a>0,且a≠1) f′(x)=__________
f(x)=ex f′(x)=_____
f(x)=logax(a>0,且a≠1) f′(x)=_____
f(x)=ln x f′(x)=__
αxα-1
cos x
-sin x
ax ln a
ex
4.导数的运算法则
若f′(x),g′(x)存在,则有
(1)[f(x)±g(x)]′=____________.
(2)[f(x)g(x)]′=___________________.
f′(x)±g′(x)
f′(x)g(x)+f(x)g′(x)
cf′(x)
5.复合函数的定义及其导数
复合函数y=f(g(x))的导数和函数y=f(u),u=g(x)的导数间的关系为yx′=________,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.
yu′·ux′
1.可导奇函数的导数是偶函数,可导偶函数的导数是奇函数,可导周期函数的导数还是周期函数.
2.曲线的切线与曲线的公共点不一定只有一个,而直线与二次曲线相切只有一个公共点.注意“在点P处的切线”,说明点P为切点,点P既在曲线上,又在切线上;“过点P的切线”,说明点P不一定是切点,点P一定在切线上,但不一定在曲线上.
3.函数y=f(x)的导数f′(x)反映了函数f(x)的瞬时变化趋势,其正负号反映了变化的方向,|f′(x)|的大小反映了f(x)图象变化的快慢,|f′(x)|越大,曲线在这点处的切线越“陡”.
教材拓展
1.判断(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)f′(x0)是函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率.( )
(2)函数f(x)=sin (-x)的导数f′(x)=cos x.( )
(3)求f′(x0)时,可先求f(x0),再求f′(x0).( )
(4)与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线.( )
基础检测
√
×
×
×
3xe-3xln 3-3x+1e-3x
4.(人教A版选择性必修第二册P82T11改编)已知曲线y=xex在点(1,e)处的切线与曲线y=a ln x+2在点(1,2)处的切线平行,则a=____.
2e
互动探究·考点精讲
关键能力提升
第
分
部
二
考点1 导数的概念
【例1】 已知f(x)在x=x0处的导数f′(x0)=k,求下列各式的值:
规律总结
D
考点2 导数的运算
【例2】 求下列函数的导数.
(1)f(x)=x2ex;
【解】 f′(x)=2xex+x2ex=(2x+x2)ex.
(4)f(x)=ln (1-2x).
规律总结
求导数的几种情况
(1)乘积形式:先展开化为多项式的形式,再求导.
(2)分式形式:观察函数的结构特征,先化为整式函数或较为简单的分式函数,再求导.
(3)对数形式:先化为和、差的形式,再求导.
(4)根式形式:先化为分数指数幂的形式,再求导.
(5)三角形式:先利用三角函数公式化简,再求导.
(6)复合函数形式:确定复合关系,由外向内或由内向外逐层求导.
【对点训练2】 (1)设f′(x)是f(x)的导函数,已知f(x)=2f′(1)x-x2+ln x+1,则f(1)=( )
D
(2)(多选)下列求函数的导数正确的是( )
ABC
考点3 导数的几何意义
命题角度1 求曲线的切线方程
A
(2)过坐标原点作曲线y=ex-2+1的切线,则切线方程为( )
A.y=x B.y=2x
【解析】 由函数y=ex-2+1,可得y′=ex-2,设切点坐标为(t,et-2+1),可得切线方程为y-(et-2+1)=et-2(x-t),把(0,0)代入方程,可得0-(et-2+1)=et-2(0-t),即(t-1)et-2=1,解得t=2,所以切线方程为y-(e0+1)=e0(x-2),即y=x.故选A.
A
命题角度2 求参数
【例4】 (2024·河北保定三模)已知二次函数y=ax(x-b)(b≠0,且b≠1)的图象与曲线y=ln x交于点P,与x轴交于点A(异于原点O),若曲线y=ln x在点P处的切线为l,且l与AP垂直,则a的值为( )
B
命题角度3 公切线问题
【例5】 (2024·新课标Ⅰ卷)若曲线y=ex+x在点(0,1)处的切线也是曲线y=ln (x+1)+a的切线,则a=_______.
ln 2
规律总结
1.求切线方程时,注意区分曲线在某点处的切线和曲线过某点的切线.曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线方程是y-f(x0)=f′(x0)(x-x0);求过某点的切线方程,需先设出切点坐标,再依据已知点在切线上求解.
2.处理与切线有关的参数问题,通常根据曲线、切线、切点的关系列出有关参数的方程并解出参数:①切点处的导数是切线的斜率;②切点在切线上;③切点在曲线上.
3.公切线问题应根据两条曲线在切点处的斜率相等,且切点既在切线上又在曲线上,列出有关切点横坐标的方程组,通过解方程组求解.或者分别求出两曲线的切线,利用两切线重合列方程(组)求解.
C
(2)(2024·福建漳州一模)若曲线y=aex-2+x在点(2,2+a)处的切线方程为y=4x+b,则a+b=( )
A.3 B.-3
C.0 D.1
C
(3)若曲线y=ex在x=0处的切线也是曲线y=ln x+b的切线,则b=( )
A.-1 B.1
C.2 D.e
C
高考创新方向 多想少算
【例】 (2024·浙江温州一模)已知0C
创新解读
本题通过切线斜率考查导数的几何意义,判断选项C,D是否正确的关键是根据tan xi=xi(i=1,2,3)构造tan x=x,通过转化思想和数形结合思想分析,将计算问题转化为图象问题,减少计算量,体现新高考的变化趋势.
课时作业17
第
分
部
三
B
C
解析:因为f′(x)=3f′(1)-2x,令x=1,得f′(1)=3f′(1)-2 f′(1)=1.故选A.
A
4.(5分)(2024·河北保定三模)曲线y=f(x)=ex-3x在点(0,f(0))处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为( )
C
5.(5分)已知函数f(x)=ln x+x,过原点作曲线y=f(x)的切线l,则切点P的坐标为( )
B
6.(5分)(2024·浙江绍兴二模)曲线y=f(x)=x+a ln x在点(1,1)处的切线与直线y=2x平行,则a=( )
A.1 B.2
C.-1 D.-2
A
7.(6分)(多选)下列求导运算正确的是( )
A.(ex)′=ex
ABD
8.(6分)(多选)(2024·湖南长沙二模)下列函数的图象与直线y=x+1相切的有( )
A.y=ex B.y=ln x
C.y=sin x+1 D.y=x3+1
AC
10.(5分)写出与函数f(x)=sin x在x=0处有公共切线的一个函数g(x)=____________________.
解析:由题知f(0)=0,f′(x)=cos x,f′(0)=1,若g(x)与f(x)在x=0处有公共切线,需满足g(0)=0,g′(0)=1即可,取g(x)=x2+x,则g′(x)=2x+1,显然满足g(0)=0,g′(0)=1.(答案不唯一)
x2+x(答案不唯一)
11.(16分)求下列函数的导数:
(1)y=(2x+3)10;
解:y′=10(2x+3)9·(2x+3)′=20(2x+3)9.
(2)y=e2x+1;
解:y′=e2x+1·(2x+1)′=2e2x+1.
(3)y=ln (3x-2);
(4)y=sin 4x.
解:y′=cos 4x·(4x)′=4cos 4x.
12.(17分)已知函数f(x)=x3-3x.
(1)求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
解:因为f(x)=x3-3x,所以f′(x)=3x2-3,所以f′(1)=0,所以切线斜率为0,
又因为f(1)=13-3×1=-2,所以切点坐标为(1,-2),
故曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y+2=0.
(2)求曲线y=f(x)过点(2,-6)的切线方程.
13.(5分)(2024·湖南娄底一模)若直线ex-4y+eln 4=0是指数函数y=ax(a>0,且a≠1)图象的一条切线,则底数a=( )
D
14.(5分)(2024·河北沧州模拟)已知直线l:y=kx是曲线y=f(x)=ex+1和y=g(x)=ln x+a的公切线,则实数a=__.
3
4 048