导数的计算
【学习目标】 1. 牢记几个常用函数的导数公式,并掌握其推导过程。
2. 熟记八个基本初等函数的导数公式,并能准确运用。
3. 能熟练运用四则运算的求导法则,
4. 理解复合函数的结构规律,掌握求复合函数的求导法则:“由外及内,层层求导”.
【要点梳理】
知识点一:基本初等函数的导数公式
(1)(C为常数),
(2)(n为有理数),
(3),
(4),
(5),
(6),
(7),
(8),
要点诠释:
1.常数函数的导数为0,即C'=0(C为常数).其几何意义是曲线(C为常数)在任意点处的切线平行于x轴.
2.有理数幂函数的导数等于幂指数n与自变量的(n-1)次幂的乘积,即(n∈Q).
特别地,。
3.正弦函数的导数等于余弦函数,即(sin x)'=cos x.
4.余弦函数的导数等于负的正弦函数,即(cos x)'=-sin x.
5.指数函数的导数:,.
6.对数函数的导数:,.
有时也把 记作:
以上常见函数的求导公式不需要证明,只需记住公式即可.
知识点二:函数的和、差、积、商的导数
运算法则:
(1)和差的导数:
(2)积的导数:
(3)商的导数:()
要点诠释:
1. 上述法则也可以简记为:
(ⅰ)和(或差)的导数:,
推广:.
(ⅱ)积的导数:,
特别地:(c为常数).
(ⅲ)商的导数:,
两函数商的求导法则的特例
,
当时,.
这是一个函数倒数的求导法则.
2.两函数积与商求导公式的说明
(1)类比:,(v≠0),注意差异,加以区分.
(2)注意:且(v≠0).
3.求导运算的技巧
在求导数中,有些函数虽然表面形式上为函数的商或积,但在求导前利用代数或三角恒等变形可将函数先化简(可能化去了商或积),然后进行求导,可避免使用积、商的求导法则,减少运算量.
【典型例题】
类型一:求简单初等函数的导数
例1. 求下列函数的导数:
(1) (2) (3)(4)(5)
【解析】
(1) (x3)′=3x3-1=3x2;
(2) ()′=(x-2)′=-2x-2-1=-2x-3
(3)
(4);
(5);
【总结升华】(1)用导数的定义求导是求导数的基本方法,但运算较繁。利用常用函数的导数公式,可以简化求导过程,降低运算难度。
(2)准确记忆公式。
(3)根式、分式求导时,先将根式、分式转化为幂的形式。
举一反三:
【变式】求下列函数的导数:
(1)y = (2)y = (3)y=2x3―3x2+5x+4 (4);
【答案】
(1) y′=()′=(x-3)′=-3x-3-1=-3x-4
(2
(3)
(4)∵,∴.
类型二:求函数的和、差、积、商的导数
例2. 求下列函数导数:
(1) y=3x2+xcosx; (2)y=; (3)y=lgx-ex;(4)y=tanx.
【解析】
(1)y′=6x+cosx-xsinx.(2)y′=.(3)y′=(lgx)′-(ex)′=-ex.
(4)=tanx+.
【总结升华】
(1)熟记基本初等函数的导数公式和灵活运用导数的四则运算法则,是求导函数的前提。
(2)先化简再求导,是化难为易,化繁为简的基本原则和策略。
举一反三:
【变式1】函数在处的导数等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
法一:
∴.
法二:∵
∴
∴.
【变式2】 求下列各函数的导函数
(1)y=(x+1)(x+2)(x+3)。 (2)(2018春 兰山区期中)
(3)y=;
【答案】
(1)∵y=(x2+3x+2)(x+3)=x3+6x2+11x+6,∴y'=3x2+12x+11。
(2)y′=x′cosx+x(cosx)′-(sinx) ′=-xsinx
(3)=
【变式3】求下列函数的导数.
(1) y =(2 x2-5 x +1)ex;
(2);
(3)y=
【答案】
(1) y′=(2 x2-5 x +1)′e x +(2 x2-5 x +1) (e x )′
=(4 x -5)e x +(2 x 2-5 x +1)e x
=(2x 2-x -4)ex
(2),
∴.
(3)
=
=
【变式4】(2018 天津高考)已知函数f(x)=(2x+1)ex,f'(x)为f(x)的导函数,则f'(0)的值为__________.
【答案】3
【解析】
类型三:利用导数求函数式中的参数
例3 (1),若,则a的值为( )
A. B. C. D.
【解析】 ∵,
∴,∴,故选A。
【总结升华】 本题只需带着参数,求出导数,再代入另一个已知条件即可。
举一反三:
【变式1】
已知函数过点(1,5),其导函数的图象
如图3-2-1所示, 求的解析式。
【答案】∵,
由,,,得
,解得,
∴函数的解析式为。
【变式2】已知是关于的多项式函数,若,求;
【解析】显然是一个常数,所以
所以,即
所以
【巩固练习】
一、选择题
1.(2018秋 陕西期末)已知函数f(x)=xex,则f’(2)等于( )
A. e2 B. 2e2 C. 3 e2 D. 2ln2
2.若y=ln x,则其图象在x=2处的切线斜率是( )
A.1 B.0
C.2 D.
3.下列命题中正确的是( )
①若f′(x)=cosx,则f(x)=sinx
②若f′(x)=0,则f(x)=1
③若f(x)=sinx,则f′(x)=cosx
A.① B.②
C.③ D.①②③
4.y=在点A(1,1)处的切线方程是( )
A.x+y-2=0 B.x-y+2=0
C.x+y+2=0 D.x-y-2=0
5.已知,若,则=( )
A.4 B.5 C.-2 D.-3
6.设,若,则=( )
A. B. C. D.
7.设曲线在点(3,2)处的切线与直线ax+y+1=0垂直,则a=( )
A.2 B. C.― D.―2
二、填空题
8.(2018 河北区模拟)设f(x)=xlnx,若f’(x0)=2,则x0= 。
9.y=10x在(1,10)处切线的斜率为________.
10.质点沿直线运动的路程与时间的关系是,则质点在t=32时的速度等于____________.
11.在曲线y=上求一点P,使得曲线在该点处的切线的倾斜角为135°,则P点坐标为________.
三、解答题
12.求下列函数的导数
(1)y=lnx (2)y= (3)y=
13.求过曲线y=sinx上的点P且与在这点处的切线垂直的直线方程.
14.已知,,求适合的x的值。
15.求函数的导数。
(1)y=x4―3x2―5x+6;
(2)
(3)y=tanx
【答案与解析】
1.【答案】C
【解析】因为f(x)=xex,所以f’(x)= ex+ xex,所以f’(2)= e2+ 2e2=3 e2,故选C。
2. 【答案】D
【解析】 ∵y′=,∴,故图象在x=2处的切线斜率为.
3. 【答案】C
【解析】 当f(x)=sinx+1时,f′(x)=cosx,
当f(x)=2时,f′(x)=0.
4. 【答案】A
【解析】∵y′=-,∴y′|x=1=-1.
∴y-1=-1(x-1),即x+y-2=0.
5.【答案】A
【解析】
,故有,
,故选A.
6.【答案】D
【解析】
,故可化为;故故选D。
7.【答案】D
【解析】 由,求导得,
所以切线斜率,
则直线ax+y+1=0的斜率为2,所以―a=2,即a=―2。
8.【答案】e
【解析】因为f(x)=xlnx,所以f’(x)= lnx+1,所以f’ (x0)= ln x0+1=2,解得x0=e,故答案为e。
9. 【答案】10ln10
【解析】 y′=10xln10, ∴y′|x=1=10ln10.
10. 【答案】
∴质点在时的速度为
11. 【答案】 (2,1)
【解析】 设P(x0,y0),
y′==(4x-2)′=-8x-3,
∴tan135°=-1=-8.
∴x0=2,y0=1.
12.【解析】 (1)y′=(lnx)′=
(2) y′=(x-4)′=-4·x-4-1=-4·x-5=-
(3)
13. 【解析】 ∵y=sinx,
∴y′=(sinx)′=cosx.
∴经过这点的切线的斜率为,从而可知适合题意的直线的斜率为-.
∴由点斜式得适合题意的直线方程为
y-=- (x-),
即 x+ y--=0
14.【解析】,,
则,,即。
∴。
15.【解析】
(1)。
(2)
(3)y=tanx=, y’===