资源简介 (共56张PPT)§3 导数的计算第一章 导数及其应用1.理解导函数的定义.2.掌握常见的函数的导数公式.3.能利用给出的导数公式求简单函数的导数.学习目标同学们,前面我们学习了求简单函数的导函数,回想我们一共学习了幂函数、指数函数、对数函数、三角函数这四类基本初等函数,而对于大家所熟悉的一次函数、二次函数并不是基本初等函数,而是幂函数的线性组合,那么对于这四类基本初等函数的导函数是否存在呢,今天让我们一探究竟.导语随堂演练课时对点练一、定义法求函数的导数二、利用导数公式求函数的导数三、导数公式的应用内容索引一、定义法求函数的导数当Δx趋于0时,得到导数提示 对于定义域中的每一个自变量的取值x0,(2)当x0在定义域内任意取值时,f′(x0)的值如何?知识梳理一般地,如果一个函数y=f(x)在区间(a,b)的每一点x处都有导数f′(x)= ,那么f′(x)是关于x的函数,称f′(x)为y=f(x)的导函数,也简称为导数,有时也将导数记作y′.注意点:导数与导函数之间既有区别又有联系,导数是对一个点而言的,它是一个确定的值,与给定的函数及x(或x0)的位置有关,而与Δx无关;导函数是对一个区间而言的,它是一个确定的函数,依赖于函数本身,也与Δx无关.例1 利用导函数的定义求函数f(x)=(2x+1)·(3x-1)的导数,并求x=0和x=2处的导数值.解 ∵f(x)=(2x+1)(3x-1)=6x2+x-1,∴f′(0)=1,f′(2)=12×2+1=25.反思感悟 利用定义求函数y=f(x)的导函数的一般步骤(1)确定函数y=f(x)在其对应区间上每一点是否都有导数;(2)计算Δy=f(x+Δx)-f(x);跟踪训练1 求函数f(x)=x2+5x在x=3处的导数和它的导函数.∴f′(3)=2×3+5=11.二、利用导数公式求函数的导数问题2 下面是某同学利用导数的定义求出的几个幂函数的导数:f(x)=x f′(x)=1=1×x1-1;f(x)=x2 f′(x)=2x=2x2-1;f(x)=x3 f′(x)=3x2=3x3-1;f(x)= =x-1 f′(x)=-x-2=-x-1-1;f(x)= = f′(x)= =你认为幂函数的导数有什么特点?能总结一下规律吗?提示 通过观察,我们发现这几个幂函数的导数有规律,即(xα)′=αxα-1.函数 导数y=c(c是常数) y′=___y=xα(α是实数) y′=αxα-1y=ax(a>0,a≠1) y′= 特别地(ex)′=___y=logax(a>0,a≠1) y′=_______特别地(ln x)′=____知识梳理函数的导数公式axln aex0y=sin x y′=_______y=cos x y′=________y=tan x y′=______cos x-sin x注意点:对于根式f(x)= ,要先转化为f(x)= ,所以f′(x)= .例2 求下列函数的导数:(1)y=x0(x≠0);解 y′=0.(3)y=lg x;反思感悟 (1)若所求函数符合导数公式,则直接利用公式求导.(2)若给出的函数解析式不符合基本初等函数的导数公式,则通过恒等变换对解析式进行化简或变形后求导.(3)要特别注意“ 与ln x”,“ax与logax”,“sin x与cos x”的导数区别.解 y′=0.所以y′= =(3)y=4x;(4)y=log3x.解 因为y=4x,所以y′=4xln 4.三、导数公式的应用例3 已知曲线y=ln x,点P(e,1)是曲线上一点,求曲线在点P处的切线方程.延伸探究 求曲线y=ln x过点O(0,0)的切线方程.解 ∵O(0,0)不在曲线y=ln x上.反思感悟 利用导数的几何意义解决切线问题的两种情况(1)若已知点是切点,则在该点处的切线斜率就是该点处的导数;(2)若已知点不是切点,则应先设出切点,再借助两点连线的斜率公式进行求解.跟踪训练3 求过曲线y=cos x上点 且与过这点的切线垂直的直线方程.解 ∵y=cos x,∴y′=-sin x,1.知识清单:(1)导函数的概念.(2)函数的导数公式及其应用.2.方法归纳:公式法、待定系数法.3.常见误区:公式记混用错.课堂小结随堂演练解析 常数函数的导数为0.√12341234√12343.一质点的运动方程为s=cos t,则t=1时质点的瞬时速度为A.2cos 1 B.-sin 1 C.sin 1 D.2sin 1√解析 s′=-sin t,当t=1时,s′=-sin 1,所以当t=1时质点的瞬时速度为-sin 1.12344.曲线y=ln x与x轴交点处的切线方程是__________.y=x-1解析 ∵曲线y=ln x与x轴的交点为(1,0),∴切线的斜率为1,故所求切线方程为y=x-1.课时对点练基础巩固1234567891011121314151.(多选)下列结论正确的是A.(sin x)′=cos x B. =16√√解析 ∵ = ;(log3x)′= ,∴BC错误.2.某质点的运动方程为s= (其中s的单位为米,t的单位为秒),则质点在t=3秒时的速度为A.-4×3-4米/秒 B.-3×3-4米/秒C.-5×3-5米/秒 D.-4×3-5米/秒123456789101112131415√16则质点在t=3秒时的速度为-4×3-5米/秒.3.已知函数f(x)=xα(α是实数),若f′(-1)=-4,则α的值等于A.4 B.-4 C.5 D.-512345678910111213141516√解析 ∵f′(x)=αxα-1,f′(-1)=α(-1)α-1=-4,∴α=4.123456789101112131415164.曲线y=ex在点(2,e2)处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为√解析 因为y′=ex,所以切线的斜率k=e2,所以切线方程为y=e2x-e2,它与两坐标轴的交点坐标分别为(0,-e2),(1,0),所以切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为1234567891011121314155.(多选)已知曲线y=x3在点P处的切线斜率为k,则当k=3时的P点坐标为A.(-1,1) B.(-1,-1)C.(1,1) D.(1,-1)√16解析 y′=3x2,因为k=3,所以3x2=3,所以x=±1,则P点坐标为(-1,-1)或(1,1).√123456789101112131415166.以正弦曲线y=sin x上一点P为切点得切线为直线l,则直线l的倾斜角的范围是√解析 ∵y=sin x,∴y′=cos x.∵cos x∈[-1,1],∴切线的斜率范围是[-1,1].123456789101112131415167.函数y=f(x)= ,则f′(2)与f′(3)的大小关系是_____________.f′(2)<f′(3)所以f′(2)<f′(3).123456789101112131415168.若指数函数f(x)=ax(a>0,a≠1)满足f′(1)=ln 27,则f′(-1)=____.解析 f′(x)=axln a,f′(1)=aln a=3ln 3,9.已知f(x)=cos x,g(x)=x,求适合f′(x)+g′(x)≤0的x的值.解 因为f(x)=cos x,g(x)=x,所以f′(x)=(cos x)′=-sin x,g′(x)=x′=1.由f′(x)+g′(x)≤0,得-sin x+1≤0,即sin x≥1,但sin x∈[-1,1],123456789101112131415161234567891011121314151610.求下列函数的导数.12345678910111213141516(3)y=log2x2-log2x;解 因为y=log2x2-log2x=log2x,所以y′=cos x.123456789101112131415综合运用1611.已知函数y=f(x)在x=1处的切线与直线x+y-3=0垂直,则f′(1)等于A.2 B.0 C.1 D.-1√解析 由题可知,函数y=f(x)在x=1处的切线的斜率为f′(1),直线x+y-3=0的斜率为-1,故-f′(1)=-1得f′(1)=1,故选C.12.设曲线y=xn+1(n∈N+)在点(1,1)处的切线与x轴的交点的横坐标为xn,则x1·x2·…·xn的值为√1234567891011121314151613.已知在曲线y= 上存在一点P,曲线在点P处的切线的倾斜角为135°,则点P的横坐标为_____.12345678910111213141516解析 设P(x0,y0).∵y′=(x-2)′=-2x-3,tan 135°=-1,14.设f0(x)=sin x,f1(x)=f′0(x),f2(x)=f′1(x),…,fn+1(x)=f′n(x),n∈N,则f2 021(x)=______.12345678910111213141516cos x解析 由已知得,f1(x)=cos x,f2(x)=-sin x,f3(x)=-cos x,f4(x)=sin x,f5(x)=cos x,…,依次类推可得,函数呈周期变化,且周期为4,则f2 021(x)=f1(x)=cos x.拓广探究1234567891011121314151615.若函数y=f(x)的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称y=f(x)具有T性质.下列函数中具有T性质的是A.y=sin x B.y=ln xC.y=ex D.y=x3√12345678910111213141516解析 设函数y=f(x)的图象上两点P(x1,y1),Q(x2,y2),则由导数的几何意义可知,点P,Q处切线的斜率分别为k1=f′(x1),k2=f′(x2),若函数具有T性质,则k1·k2=f′(x1)·f′(x2)=-1.对于A选项,f′(x)=cos x,显然k1·k2=cos x1·cos x2=-1有无数组解,所以该函数具有T性质;故该函数不具有T性质;12345678910111213141516对于C选项,f′(x)=ex>0,显然k1·k2= =-1无解,故该函数不具有T性质;故该函数不具有T性质.16.求曲线C1:y=x2与曲线C2:y=x3的公切线的斜率.12345678910111213141516解 (1)当公切线切点相同时,对C1,C2分别求导得y1′=2x,y2′=3x2.①当x=0时,2x=3x2=0;12345678910111213141516(2)当公切线切点不同时,在曲线C1,C2上分别任取一点A(x1,y1),B(x2,y2),12345678910111213141516本课结束§3 导数的计算学习目标 1.理解导函数的定义.2.掌握常见的函数的导数公式.3.能利用给出的导数公式求简单函数的导数.导语同学们,前面我们学习了求简单函数的导函数,回想我们一共学习了幂函数、指数函数、对数函数、三角函数这四类基本初等函数,而对于大家所熟悉的一次函数、二次函数并不是基本初等函数,而是幂函数的线性组合,那么对于这四类基本初等函数的导函数是否存在呢,今天让我们一探究竟.一、定义法求函数的导数问题1 (1)如何利用导数的定义求函数f(x)=+x在x=x0处的导数?提示 Δy=f(x0+Δx)-f(x0)=+(x0+Δx)-=-+Δx.=-+1.当Δx趋于0时,得到导数f′(x0)===-+1.(2)当x0在定义域内任意取值时,f′(x0)的值如何?提示 对于定义域中的每一个自变量的取值x0,都有唯一一个导数值f′(x0)=-+1与之对应,所以f′(x)=-+1是x的函数.知识梳理一般地,如果一个函数y=f(x)在区间(a,b)的每一点x处都有导数f′(x)=,那么f′(x)是关于x的函数,称f′(x)为y=f(x)的导函数,也简称为导数,有时也将导数记作y′.注意点:导数与导函数之间既有区别又有联系,导数是对一个点而言的,它是一个确定的值,与给定的函数及x(或x0)的位置有关,而与Δx无关;导函数是对一个区间而言的,它是一个确定的函数,依赖于函数本身,也与Δx无关.例1 利用导函数的定义求函数f(x)=(2x+1)·(3x-1)的导数,并求x=0和x=2处的导数值.解 ∵f(x)=(2x+1)(3x-1)=6x2+x-1,∴f′(x)===(12x+6Δx+1)=12x+1,∴f′(0)=1,f′(2)=12×2+1=25.反思感悟 利用定义求函数y=f(x)的导函数的一般步骤(1)确定函数y=f(x)在其对应区间上每一点是否都有导数;(2)计算Δy=f(x+Δx)-f(x);(3)当Δx趋于0时,得到导函数f′(x)=.跟踪训练1 求函数f(x)=x2+5x在x=3处的导数和它的导函数.解 f′(x)===(2x+Δx+5)=2x+5.∴f′(3)=2×3+5=11.二、利用导数公式求函数的导数问题2 下面是某同学利用导数的定义求出的几个幂函数的导数:f(x)=x f′(x)=1=1×x1-1;f(x)=x2 f′(x)=2x=2x2-1;f(x)=x3 f′(x)=3x2=3x3-1;f(x)==x-1 f′(x)=-x-2=-x-1-1;f(x)== f′(x)== .你认为幂函数的导数有什么特点?能总结一下规律吗?提示 通过观察,我们发现这几个幂函数的导数有规律,即(xα)′=αxα-1.知识梳理函数的导数公式函数 导数y=c(c是常数) y′=0y=xα(α是实数) y′=αxα-1y=ax(a>0,a≠1) y′=axln a特别地(ex)′=exy=logax(a>0,a≠1) y′=特别地(ln x)′=y=sin x y′=cos xy=cos x y′=-sin xy=tan x y′=注意点:对于根式f(x)=,要先转化为f(x)=,所以f′(x)=.例2 求下列函数的导数:(1)y=x0(x≠0);(2)y=x;(3)y=lg x;(4)y=;(5)y=2cos2-1.解 (1)y′=0.(2)y′=xln =-xln 3.(3)y′=.(4)∵y==,∴y′===.(5)∵y=2cos2-1=cos x,∴y′=(cos x)′=-sin x.反思感悟 (1)若所求函数符合导数公式,则直接利用公式求导.(2)若给出的函数解析式不符合基本初等函数的导数公式,则通过恒等变换对解析式进行化简或变形后求导.(3)要特别注意“与ln x”,“ax与logax”,“sin x与cos x”的导数区别.跟踪训练2 求下列函数的导数.(1)y=sin ;(2)y=;(3)y=4x;(4)y=log3x.解 (1)y′=0.(2)因为y==,所以y′==.(3)因为y=4x,所以y′=4xln 4.(4)因为y=log3x,所以y′=.三、导数公式的应用例3 已知曲线y=ln x,点P(e,1)是曲线上一点,求曲线在点P处的切线方程.解 ∵y′=,∴k=,∴切线方程为y-1=(x-e),即x-ey=0.延伸探究 求曲线y=ln x过点O(0,0)的切线方程.解 ∵O(0,0)不在曲线y=ln x上.∴设切点为Q(x0,y0),则切线的斜率k=.又切线的斜率k==,∴=,即x0=e,∴Q(e,1),∴k=,∴切线方程为y-1=(x-e),即x-ey=0.反思感悟 利用导数的几何意义解决切线问题的两种情况(1)若已知点是切点,则在该点处的切线斜率就是该点处的导数;(2)若已知点不是切点,则应先设出切点,再借助两点连线的斜率公式进行求解.跟踪训练3 求过曲线y=cos x上点P且与过这点的切线垂直的直线方程.解 ∵y=cos x,∴y′=-sin x,曲线在点P处的切线斜率是k=-sin =-.∴过点P且与切线垂直的直线的斜率为,∴所求的直线方程为y-=,即2x-y-+=0.1.知识清单:(1)导函数的概念.(2)函数的导数公式及其应用.2.方法归纳:公式法、待定系数法.3.常见误区:公式记混用错.1.若y=cos ,则y′等于( )A.- B.- C.0 D.答案 C解析 常数函数的导数为0.2.已知f(x)=,则f′(8)等于( )A.0 B.2 C. D.-1答案 C解析 f(x)=,得f′(x)=,∴f′(8)=×=.3.一质点的运动方程为s=cos t,则t=1时质点的瞬时速度为( )A.2cos 1 B.-sin 1 C.sin 1 D.2sin 1答案 B解析 s′=-sin t,当t=1时,s′=-sin 1,所以当t=1时质点的瞬时速度为-sin 1.4.曲线y=ln x与x轴交点处的切线方程是 .答案 y=x-1解析 ∵曲线y=ln x与x轴的交点为(1,0),∴切线的斜率为1,故所求切线方程为y=x-1.课时对点练1.(多选)下列结论正确的是( )A.(sin x)′=cos x B.=C.(log3x)′= D.(ln x)′=答案 AD解析 ∵=;(log3x)′=,∴BC错误.2.某质点的运动方程为s=(其中s的单位为米,t的单位为秒),则质点在t=3秒时的速度为( )A.-4×3-4米/秒 B.-3×3-4米/秒C.-5×3-5米/秒 D.-4×3-5米/秒答案 D解析 由s=得s′=′=(t-4)′=-4t-5,则质点在t=3秒时的速度为-4×3-5米/秒.3.已知函数f(x)=xα(α是实数),若f′(-1)=-4,则α的值等于( )A.4 B.-4 C.5 D.-5答案 A解析 ∵f′(x)=αxα-1,f′(-1)=α(-1)α-1=-4,∴α=4.4.曲线y=ex在点(2,e2)处的切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为( )A.e2 B.2e2 C.e2 D.答案 D解析 因为y′=ex,所以切线的斜率k=e2,所以切线方程为y=e2x-e2,它与两坐标轴的交点坐标分别为(0,-e2),(1,0),所以切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为.5.(多选)已知曲线y=x3在点P处的切线斜率为k,则当k=3时的P点坐标为( )A.(-1,1) B.(-1,-1)C.(1,1) D.(1,-1)答案 BC解析 y′=3x2,因为k=3,所以3x2=3,所以x=±1,则P点坐标为(-1,-1)或(1,1).6.以正弦曲线y=sin x上一点P为切点得切线为直线l,则直线l的倾斜角的范围是( )A.∪ B.[0,π)C. D.∪答案 A解析 ∵y=sin x,∴y′=cos x.∵cos x∈[-1,1],∴切线的斜率范围是[-1,1].∴倾斜角的范围是∪.7.函数y=f(x)=,则f′(2)与f′(3)的大小关系是 .答案 f′(2)<f′(3)解析 因为f′(x)=′=-,所以f′(2)=-=-,f′(3)=-=-,所以f′(2)<f′(3).8.若指数函数f(x)=ax(a>0,a≠1)满足f′(1)=ln 27,则f′(-1)= .答案 解析 f′(x)=axln a,f′(1)=aln a=3ln 3,所以a=3,故f′(-1)=3-1ln 3=.9.已知f(x)=cos x,g(x)=x,求适合f′(x)+g′(x)≤0的x的值.解 因为f(x)=cos x,g(x)=x,所以f′(x)=(cos x)′=-sin x,g′(x)=x′=1.由f′(x)+g′(x)≤0,得-sin x+1≤0,即sin x≥1,但sin x∈[-1,1],所以sin x=1,所以x=2kπ+,k∈Z,所以x的取值为.10.求下列函数的导数.(1)y=;(2)y=;(3)y=log2x2-log2x;(4)y=-2sin .解 (1)y′=′=(x-3)′=-3x-3-1=-3x-4=-.(2)y′=()′==.(3)因为y=log2x2-log2x=log2x,所以y′=(log2x)′=.(4)因为y=-2sin=2sin=2sin cos =sin x,所以y′=cos x.11.已知函数y=f(x)在x=1处的切线与直线x+y-3=0垂直,则f′(1)等于( )A.2 B.0 C.1 D.-1答案 C解析 由题可知,函数y=f(x)在x=1处的切线的斜率为f′(1),直线x+y-3=0的斜率为-1,故-f′(1)=-1得f′(1)=1,故选C.12.设曲线y=xn+1(n∈N+)在点(1,1)处的切线与x轴的交点的横坐标为xn,则x1·x2·…·xn的值为( )A. B. C. D.1答案 B解析 由题意得xn=,则x1·x2·…·xn=×××…××=.13.已知在曲线y=上存在一点P,曲线在点P处的切线的倾斜角为135°,则点P的横坐标为 .答案 解析 设P(x0,y0).∵y′=(x-2)′=-2x-3,tan 135°=-1,∴-2x=-1,∴x0=.14.设f0(x)=sin x,f1(x)=f′0(x),f2(x)=f′1(x),…,fn+1(x)=f′n(x),n∈N,则f2 021(x)= .答案 cos x解析 由已知得,f1(x)=cos x,f2(x)=-sin x,f3(x)=-cos x,f4(x)=sin x,f5(x)=cos x,…,依次类推可得,函数呈周期变化,且周期为4,则f2 021(x)=f1(x)=cos x.15.若函数y=f(x)的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称y=f(x)具有T性质.下列函数中具有T性质的是( )A.y=sin x B.y=ln xC.y=ex D.y=x3答案 A解析 设函数y=f(x)的图象上两点P(x1,y1),Q(x2,y2),则由导数的几何意义可知,点P,Q处切线的斜率分别为k1=f′(x1),k2=f′(x2),若函数具有T性质,则k1·k2=f′(x1)·f′(x2)=-1.对于A选项,f′(x)=cos x,显然k1·k2=cos x1·cos x2=-1有无数组解,所以该函数具有T性质;对于B选项,f′(x)=(x>0),显然k1·k2=·=-1无解,故该函数不具有T性质;对于C选项,f′(x)=ex>0,显然k1·k2==-1无解,故该函数不具有T性质;对于D选项,f′(x)=3x2≥0,显然k1·k2=3x·3x=-1无解,故该函数不具有T性质.16.求曲线C1:y=x2与曲线C2:y=x3的公切线的斜率.解 (1)当公切线切点相同时,对C1,C2分别求导得y1′=2x,y2′=3x2.令2x=3x2,解得x=0或x=.①当x=0时,2x=3x2=0;②当x=时,2x=3x2=.此时C1的切线方程为y-=,而C2的切线方程为y-=.显然两者不是同一条切线,所以x=舍去.(2)当公切线切点不同时,在曲线C1,C2上分别任取一点A(x1,y1),B(x2,y2),则有y1′=2x1,y2′=3x,因为AB的斜率为kAB=,所以有2x1=3x=.由2x1=3x,得x1=x,代入3x=中,解得x2=,x1=.此时公切线的斜率为2x1=.综上所述,曲线C1,C2有两条公切线,其斜率分别为0,. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 §3 导数的计算.docx §3 导数的计算.pptx