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第13讲 │ 导数及其运算
第13讲 导数及其运算
知识梳理
1.一般地,函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率是 =__________________,我们称它为函数y=f(x)在x=x0处的导数,记作________ ____,即f′(x0)= =______________________.
2.当x变化时,f′(x)是x的一个函数,我们称它为f(x)的________,简称______,有时也记作y′,即f′(x)=y′=________________.
第13讲 │ 知识梳理
f′(x0)或y′|x=x0
导函数
导数
3.导数的几何意义
(1)设函数y=f(x)在x0处可导,则f′(x0)表示曲线上相应点M(x0,y0)处的____________,点M处的切线方程为______________________.
(2)设s=s(t)是位移函数,则s′(t0)表示物体在t0时刻的____________.
(3)设v=v(t)是速度函数,则v′(t0)表示物体在t=t0时刻的________.
第13讲 │ 知识梳理
切线的斜率
y-y0=f′(x0)(x-x0)
瞬时速度
加速度
第13讲 │ 知识梳理
0
nxn-1
cosx
-sinx
ex
ax·lna
f′(x)±g′(x)
f′(x)g(x)+f(x)g′(x)
f′(u)φ′(x)
要点探究
探究点1 导数的概念
第13讲 │ 要点探究
[思路] 用导数的定义即可求解.
[答案] (1)2f′(x0) (2)2f′(x0)
第13讲 │ 要点探究
[点评] 利用导数定义解题,要充分体会导数定义的实质,表达式不同,但表达的实质可能相同.比如下面的变式题:
第13讲 │ 要点探究
[答案] B
[解析]根据导数定义,分子中x0的增量应与分母相同,故选B.
[思路] 紧扣导数定义,正确理解增量Δx的实质.
探究点2 利用求导法则求导
第13讲 │ 要点探究
[思路] 先判断原函数的类型,再套用公式求解.
[答案] B
第13讲 │ 要点探究
[点评] 利用公式求导,不能混淆“幂函数”与“指数函数”的求导公式,不能混淆指数函数导数的系数与对数函数导数的系数.
第13讲 │ 要点探究
第13讲 │ 要点探究
[点评] 对于函数求导,一般要遵循先化简,再求导的基本原则,求导时,不但要重视求导法则的应用,而且要特别注意求导法则对求导的作用,在实施化简时,要注意变换的等价性,避免不必要的失误.对于某些不满足求导法则条件的函数,可适当进行恒等变形,步步为营,使解决问题水到渠成.
第13讲 │ 要点探究
[思路] 本例题中的函数均为复合函数,求导时需搞清复合的层次,注意使用整体的观点,弄清每一步是对哪一层求导,用什么公式求导.
第13讲 │ 要点探究
[点评] 对复合函数求导,应分析清楚复合函数的复合层次,“由外到内”逐层求导,在中学数学中一般复合函数的复合层次不超过3层.
探究点3 导数的几何意义
第13讲 │ 要点探究
第13讲 │ 要点探究
第13讲 │ 要点探究
第13讲 │ 要点探究
[点评] (1)解决此类问题一定要分清是“在某点处的切线”还是“过某点的切线”;(2)对未知切点坐标的问题,一般是首先设出切点的坐标,然后根据需要三个方面出击,即利用“切点处的导数等于切线的斜率”,“切点在曲线上”,“切点在切线上”建立方程组求解;(3)切点的横坐标与该切点处的切线的斜率这两个量之间可以相互转化.
另外,要注意曲线的切线与曲线不一定只有一个公共点,如.
第13讲 │ 要点探究
设质点作直线运动,已知路程s(单位:m)是时间t(单位:s)的函数:s=3t2+2t+1.求:
(1)从t=2变到t=3时,s关于t的平均变化率,并解释它的实际意义;
(2)当t=2时的瞬时速度;
(3)当t=2时的加速度.
第13讲 │ 要点探究
[点评] 导函数的实质是瞬时变化率,物理中的“某一时刻的速度”、“加速度”等概念都能用导数来刻画.
规律总结
第13讲 │ 规律总结
1.函数f(x)的导数的实质是“增量之比的极限”,即瞬时变化率,f′(x0)是函数f(x)在导函数f′(x)当x=x0时的函数值.
2.函数y=f(x)在点x0处的导数的几何意义是指曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的斜率,即f′(x0)=k切,此时切线方程为y-f(x0)=f′(x0)(x-x0).
3.准确理解曲线的切线,需要注意的两个问题
第13讲 │ 规律总结
(1)直线与曲线公共点的个数不是切线的本质特征,直线与曲线只有一个公共点,直线不一定是曲线的切线,同样,直线是曲线的切线,则直线与曲线可能有两个以上公共点;
(2)曲线未必在其切线的同侧,如曲线y=x3在其过(0,0)点的切线y=0的两侧.
4.要区分“过某点”的切线和“在某点”的切线不同,“在某点”的切线是指以该点为切点的切线,因此此点横坐标处的导数值为切线的斜率,而对于“过某点”的切线,则该点不一定是切点,要利用解方程组的思想求切线的方程.
第13讲 │ 规律总结
5.利用导数公式求导数时,先要根据这几种基本函数的定义,判断原函数是哪类基本函数,再套用相应的导数公式求解,切不可因判断函数类型失误而出错.另外,还要避免求导过程中指数或系数的运算失误.
6.在求导数时,有些函数虽然表面形式上为函数的商或积,但在求导前利用公式恒等变形可将函数转化为和或差形式,然后进行求导,这样可避免使用积、商的求导法则,从而减少运算量,提高运算速度,避免出错.
7.复合函数求导,必须搞清复合层次,不能有漏掉的环节,要适当选取中间变量,弄清每一步对哪个变量求导,用什么公式求导.