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)y=x13;(2);(3);(4);(5);(6)。
【解析】 (1);
(2);
(3);
(4);
(5);
(6)。
【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);
(2)
(3);
(4)
【答案】
(1).
(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);
(2)y =x · sin x · ln x;
(3)y =;
(4)y =.
【解析】
(1)法一:去掉括号后求导.
法二:利用两个函数乘积的求导法则
=2x(2x-3)+(x2+1)×2
=6x2-6x+2
(2)y′=(x sin x)′ln x +x sin x · (ln x)′
=(sin x +x cos x) ln x +sin x.
(3)y′==.
(4)y′==.
【总结升华】
(1)如遇求多个积的导数,可以逐层分组进行;
(2)求导数前的变形,目的在于简化运算;求导数后应对结果进行整理化简。
(3)求较复杂的函数积、商的导数,必须细心、耐心。
举一反三:
【变式1】(2018 长乐市期末)函数 的导数是( )
B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据导数的运算法则可得,,故选C。
【变式2】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3】求下列各函数的导函数
(1) (2)y= (3)y=
【答案】
(1)法一:
∴
法二:
=+
(2)=
(3)=
【变式4】求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3);
【答案】
(1)
。
(2)。
(3)∵,∴。
类型三:利用导数求函数式中的参数
例3.若函数f(x)=ax4+bx2+c满足f′(1)=2,则f′(-1)=( )
A.-1 B.-2 C.2 D.0
【解析】 由题意知f′(x)=4ax3+2bx,若f′(1)=2,
即f′(1)=4a+2b=2,从题中可知f′(x)为奇函数,
故f′(-1)=-f′(1)=-4a-2b=-2
【总结升华】 本题只需带着参数,求出导数,代入已知条件即可。
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,
(1)若,求;
(2)若且,解不等式.
【解析】显然是一个常数,所以
所以,即
所以
∵,∴可设
∵ ∴
由,解得
【变式3】(2018 安徽四模)已知函数的导函数为,且满足关系式 ,则的值等于( ) 。
A.2 B.-2 C. D.
【答案】
,
令,则 ,
即 , ,故选D。
【巩固练习】
一、选择题
1.(2018 南平模拟)已知函数,其导函数记为,则=( )
A. 2018 B. 0 C. 1 D. 2
2.质点做直线运动的方程是,则质点在t=3时的速度是( )(位移单位:m 时间单位:s)
A. B. C. D.
3.下列结论:①若y=cos x,则;②若,则;③若,则中,正确的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
4.已知曲线的一条切线的斜率为,则切点的横坐标为( )
A.3 B.2 C.1 D.
5.(2018春 松原校级期末)设,则( )
A. 2 B. 0 C. -2 D. -4
6.函数的导数是( )
A. B.0 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.y=10x在(1,10)处切线的斜率为________.
9.曲线y=sin x在点处的切线方程为________。
10.(2018 广州校级二模)已知函数图象上任意一点处的切线的斜率都小于1,则实数的取值范围是 。
11. 在平面直角坐标系xOy中,点P在曲线C:y=x3―10x+3上,且在第二象限内,已知曲线C在点P处的切线的斜率为2,则点P的坐标为________。
三、解答题
12.求下列函数的导数
(1)y=lnx (2)y= (3)y=
13.求曲线在点处的切线方程。
14.已知,,求适合的x的值。
15.求函数的导数。
(1)
(2)y=x tan x;
(3);
【答案与解析】
1.【答案】D
【解析】,所以,设,所以h(-x)=-h(x),因为,为偶函数,所以,故选D。
2.【答案】A
【解析】 ,则,当t=3时,。
3.【答案】D
【解析】 ①②③正确。
4. 【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。
5.【答案】D
【解析】因为,所以,所以,解得,所以,所以,故答案为D。
6. 【答案】D
【解析】 ,则。
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】10ln10
【解析】 y′=10xln10, ∴y′|x=1=10ln10.
9. 【答案】 y=1
【解析】 ,,从而切线方程为y=1。
10. 【答案】
【解析】由题意
当时,取到最大值,是, ,
故答案为:
11.【答案】(―2,15)
【解析】 ,令,
P在第二象限x=―2P(―2,15)。
12.【解析】 (1)y′=(lnx)′=
(2) y′=(x-4)′=-4·x-4-1=-4·x-5=-
(3)
13. 【解析】,则
。
∴切线方程为
即5x+32y-7=0。
14.【解析】,,
则,,即。
∴。
15.【解析】
(1)∵,∴
(2)
。
(3)。