资源简介 第21课时 导数的概念及其意义、导数的运算[考试要求] 1.了解导数的概念,掌握基本初等函数的导数.2.通过函数图象,理解导数的几何意义.3.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(形如f (ax+b))的导数.知识点1 导数的概念(1)函数y=f (x)在x=x0处的导数记作________ 或________.f ′(x0)==.(2)函数y=f (x)的导函数(简称导数)f ′(x)=y′=.知识点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________________.知识点3 基本初等函数的导数公式基本初等函数 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)=知识点4 导数的运算法则若f ′(x),g′(x)存在,则有[f (x)±g(x)]′=________________.[f (x)g(x)]′=________________.′=(g(x)≠0).[cf (x)]′=________________.知识点5 复合函数的定义及其导数一般地,对于两个函数y=f (u)和u=g(x),如果通过中间变量u,y可以表示成x的函数,那么称这个函数为函数y=f (u)和u=g(x)的复合函数,记作y=f (g(x)).复合函数y=f (g(x))的导数与函数y=f (u),u=g(x)的导数间的关系为y′x=____________,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.[常用结论]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.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”.1.(人教A版选择性必修第二册P81练习T3)曲线y=在点处的切线方程是________._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2.(多选)(人教A版选择性必修第二册P75练习T2)下列求导运算正确的是( )A.y=x5在x=3处的导数是405B.y=ln x在x=处的导数是C.y=sin x在x=2π处的导数是0D.y=ex在x=0处的导数是1_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3.(人教A版选择性必修第二册P81习题5.2T6改编)已知函数f (x)满足f (x)=f ′cos x-sin x,则f ′=________._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________4.(多选)(人教B版选择性必修第三册P87例3)下列求导运算正确的是( )A.(e5x-1)′=5e5x-1B.(ln(2x+1))′=C.()′=D.′=-2cos______________________________________________________________________________________________________________________________________考点一 导数的概念[典例1] (人教A版选择性必修第二册P65例2改编)将原油精炼为汽油、柴油、塑胶等各种不同的产品,需要对原油进行冷却和加热.在第x h时,原油的温度(单位:℃)为y=f (x)(0≤x≤8),若=-6,则在第2 h时,原油温度的瞬时变化率为( )A.-3 ℃/h B.3 ℃/hC.-6 ℃/h D.6 ℃/h____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________通性通法:由导数的定义可知,若函数y=f (x)在x=x0处可导,则f ′(x0)=,它仅与x0有关,与Δx无关,因此使用导数的定义时要明确公式的形式,当分子为f (x0-Δx)-f (x0)时,分母也应该是(x0-Δx)-x0,要注意公式的变形.[多维变迁](2025·清远期末)已知函数f (x)=2ln x+8x,则 的值为( )A.-20 B.-10C.10 D.20考点二 导数的运算[典例2] (多选)(2026·眉山模拟)下列求导运算正确的是( )A.(e3x)′=3exB.′=xC.(2sin x-3)′=2cos xD.′=_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________易错提醒:(1)在复合函数求导中,每一步求导要分清应对哪个变量求导.(2)牢记导数公式和导数的四则运算法则,切忌记错记混.考点三 导数的几何意义 求切线方程[典例3] 已知曲线f (x)=x3+,求曲线在点P(2,4)处的切线方程.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[母题探究](变结论)本例曲线方程不变,求曲线过点P(2,4)的切线方程.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________思维建模:1.在点切线模型第1步 设切点:设曲线上的切点坐标为(x0,f (x0)).第2步 求斜率:由导数的几何意义,得切线的斜率k=f ′(x0).第3步 列方程:列出直线的点斜式方程y-f (x0)=k(x-x0).2.过点切线模型第1步 设切点:设曲线上的切点坐标为(x0,f (x0)).第2步 求斜率:由导数的几何意义,得切线的斜率k=f ′(x0).第3步 列方程:列出直线的点斜式方程y-f (x0)=k(x-x0).第4步 代坐标:把已知点(a,b)代入上述方程,得b-f (x0)=k(a-x0).第5步 求参数x0得切线方程. 求参数的值(范围)[典例4] (1)若函数f (x)=x2+b ln x的图象在点M(1,f (1))处的切线恰为直线x+2y-3=0,则a+2b=( )A.3 B.-1C.1 D.-3(2)(2025·全国一卷)若直线y=2x+5是曲线y=ex+x+a的一条切线,则实数a=________.______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[考题探源](人教A版选择性必修第二册P82习题5.2T11)设曲线y=e2ax在点(0,1)处的切线与直线2x-y+1=0垂直,求实数a的值._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________易错提醒:分清在点处的切线与过点处的切线:在点处的切线,该点一定是切点,切线有且仅有一条.过点处的切线,该点不一定是切点,切线至少有一条.[多维变迁]1.(2025·湛江期末)曲线f (x)=ex+ax在x=0处的切线与直线3x-2y-5=0平行,则实数a=( )A.-1 B.1C. D.2.(2022·新高考Ⅰ卷)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则实数a的取值范围是______.两曲线的公切线问题求两条曲线的公切线,如果同时考虑两条曲线与直线相切,思维会比较乱,为了使思路更清晰,一般是把两条曲线分开考虑,先分析其中一条曲线与直线相切,再分析另一条曲线与直线相切.具体的求解方法如下:方法一:利用其中一曲线在某点处的切线与另一曲线相切,列出关系式求解;方法二:设公切线l在曲线y=f (x)上的切点为P1(x1,f (x1)),在曲线y=g(x)上的切点为P2(x2,g(x2)),则f ′(x1)=g′(x2)=,再解决相关问题.[典例5] (1)(人教B版选择性必修第三册P91习题6-1CT3改编)若直线y=4x+m是曲线y=x3-nx+13与曲线y=x2+2ln x的公切线,则n-m=( )A.11 B.12C.-8 D.-7(2)(2024·新高考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,则实数a=________._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.(链接考点一)(2025·济南期末)已知函数f (x)=ex-x2,则=( )A.e-2 B.e-1C.e+1 D.e+22.(链接考点二)(2025·广州期末)下列函数求导正确的是( )A.y=π2,y′=2πB.y=log2x,y′=C.y=e-2x,y′=-2e-2xD.y=cos ,y′=-sin3.(链接考向2)(2025·许昌三模)若直线y=x+a与曲线y=ln (x+b)相切,则b-a的值为( )A.1 B.C.2 D.4.(链接考向1)过点(0,-1)作曲线f (x)=2ln x的切线,则切点坐标为________.第21课时 导数的概念及其意义、导数的运算理法先行·题练固本梳必备·破题有方知识点1 (1)f'(x0) y'知识点2 斜率 y-f (x0)=f'(x0)(x-x0)知识点3 0 αxα-1 cos x -sin x axln a ex 知识点4 f'(x)±g'(x) f'(x)g(x)+f (x)g'(x) cf'(x)知识点5 y'u·u'x链教材·夯基固本1.y=x+ [设y=f (x)=(3x-1,则f'(x)=3×(3x-1=(3x-1,则f'=1,因此曲线y=处的切线方程为y-1=x-,即y=x+.]2.AD [对于A,因为y=x5,所以y'=5x4,所以在x=3处的导数为5×34=405,故A正确;对于B,因为y=ln x,所以y'=,所以在x=,故B错误;对于C,因为y=sin x,所以y'=cos x,所以在x=2π处的导数为cos 2π=1,故C错误;对于D,因为y=ex,所以y'=ex,所以在x=0处的导数为e0=1,故D正确.故选AD.]3.1- [f'(x)=-f'sin x-cos x,令x=,得f'=-f',解得f'=1-.]4.ABC [选项D中,'=2cos.]考点深研·题型突破考点一典例1 A [=-6,则2=2f'(2)=-6,解得f'(2)=-3,故在第2 h时,原油温度的瞬时变化率为-3 ℃/h.故选A.]多维变迁 D [因为f (x)=2ln x+8x,所以f'(x)=+8,所以=2=2f'(1)=20.故选D.]考点二典例2 CD [对于A选项,(e3x)'=e3x·(3x)'=3e3x,A错误;对于B选项,'==,B错误;对于C选项,(2sin x-3)'=2cos x,C正确;对于D选项,'='=,D正确.故选CD.]考点三考向1 典例3 解:第1步 算切点:切点已知直接用,切点未知,已知切点横坐标x0,应用关系式计算纵坐标y0=f (x0).第2步 求斜率:由导数的几何意义,得切线的斜率k=f'(x0).由题意得f'(x)=x2,∵点P(2,4)在曲线f (x)=x3+上,∴曲线在点P(2,4)处切线的斜率为k=f'(2)=4,第3步 列方程:列出直线的点斜式方程y-y0=k(x-x0).∴曲线在点P(2,4)处的切线方程为y-4=4(x-2),即4x-y-4=0.母题探究 解:第1步 设切点:设曲线上的切点坐标为(x0,f (x0)).设曲线f (x)=x3+与过点P(2,4)的直线相切于点A,第2步 求斜率:由导数的几何意义,得切线的斜率k=f'(x0).则切线的斜率为k=.第3步 列方程:列出直线的点斜式方程y-f (x0)=k(x-x0).∴切线方程为y-(x-x0),即y=·x-.第4步 代坐标:把已知点(a,b)代入上述方程,得b-f (x0)=k(a-x0).∵点P(2,4)在切线上,∴4=2,即-3+4=0.第5步 求参数x0得切线方程.∴-4+4=0,∴(x0+1)-4(x0+1)(x0-1)=0,∴(x0+1)(x0-2)2=0,解得x0=-1或x0=2.故所求的切线方程为x-y+2=0或4x-y-4=0.考向2 典例4 (1)D (2)4 [(1)因为f (x)=x2+bln x,所以f'(x)=ax+,由题意得,f (1)=+bln 1=1,f'(1)=a+b=-,解得b=-,a=2,则a+2b=2-5=-3.故选D.(2)设直线y=2x+5与曲线y=ex+x+a的切点坐标为(x0,+x0+a),由y=ex+x+a得y'=ex+1,所以y'+1=2,解得x0=0,所以切点坐标为(0,1+a),又切点(0,1+a)在切线y=2x+5上,所以1+a=5,解得a=4.]考题探源 解:对函数y=e2ax求导得y'=2ae2ax.在点(0,1)处的切线斜率k=y'|x=0=2ae0=2a,又切线与直线2x-y+1=0垂直,所以2a×2=-1,解得a=-.多维变迁1.C [由题可得,f'(x)=ex+a,则曲线在x=0处的切线的斜率为f'(0)=e0+a=1+a,又曲线f (x)=ex+ax在x=0处的切线与直线3x-2y-5=0平行,则有1+a=,可得a=.故选C.]2.(-∞,-4)∪(0,+∞) [∵y=(x+a)ex,∴y'=(x+1+a)ex,设切点坐标为(x0,y0),则y0=(x0+a),切线斜率k=(x0+1+a),切线方程为y-(x0+a)=(x0+1+a)·(x-x0),∵切线过原点,∴-(x0+a)=(x0+1+a)(-x0),整理得+ax0-a=0,∵切线有两条,∴Δ=a2+4a>0,解得a<-4或a>0,∴a的取值范围是(-∞,-4)∪(0,+∞).]微点突破5典例5 (1)A (2)ln 2 [(1)由y=x2+2ln x,得y'=2x+,由2x+=4,解得x=1,则直线y=4x+m与曲线y=x2+2ln x相切于点(1,4+m),∴4+m=1+2ln 1=1,得m=-3.∴直线y=4x-3是曲线y=x3-nx+13的切线,由y=x3-nx+13,得y'=3x2-n,设切点为(t,t3-nt+13),则3t2-n=4,且t3-nt+13=4t-3,联立可得2t3=16,解得t=2,由n=3t2-4,得n=8.∴n-m=8-(-3)=11.故选A.(2)由y=ex+x得y'=ex+1,则y'|x=0=e0+1=2,故曲线y=ex+x在点(0,1)处的切线方程为y=2x+1.由y=ln(x+1)+a得y'=,设切线与曲线y=ln(x+1)+a相切的切点为(x0,ln(x0+1)+a),由两曲线有公切线得y'==2,解得x0=-,切线方程为y=2+a+ln =2x+1+a-ln 2.因为两切线重合,所以a-ln 2=0,解得a=ln 2.]随堂·对点检测1.A [因为函数f (x)=ex-x2,所以f'(x)=ex-2x,所以=f'(1)=e-2.故选A.]2.C [对于选项A,因为y=π2,所以y'=0,故选项A错误;对于选项B,因为y=log2x,所以y'=,故选项B错误;对于选项C,因为y=e-2x,所以y'=e-2x·(-2x)'=-2e-2x,故选项C正确;对于选项D,因为y=cos,所以y'=-sin'=-sin,故选项D错误.故选C.]3.A [设直线y=x+a与曲线y=ln(x+b)相切于点(x0,y0),由导数的几何意义知,y',因为直线y=x+a的斜率为1,所以=1,即x0=1-b.又切点(x0,y0)既在直线上又在曲线上,所以y0=x0+a且y0=ln(x0+b),即ln(x0+b)=x0+a.将x0=1-b代入ln(x0+b)=x0+a,得ln(1-b+b)=1-b+a,即b-a=1.故选A.]4.(,1) [由题意得f'(x)=,显然点(0,-1) 不在曲线f (x) 上,设切点坐标为(x0,2ln x0),则,解得x0=,f ()=1,则切点坐标为(,1).]1 / 9(共85张PPT)第三章 一元函数的导数及其应用第三章 一元函数的导数及其应用第21课时 导数的概念及其意义、导数的运算[考试要求] 1.了解导数的概念,掌握基本初等函数的导数.2.通过函数图象,理解导数的几何意义.3.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(形如f (ax+b))的导数.理法先行·题练固本知识点1 导数的概念(1)函数y=f (x)在x=x0处的导数记作___________ 或__________.f '(x0)=.(2)函数y=f (x)的导函数(简称导数)f '(x)=y'=.f '(x0)y'知识点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)知识点3 基本初等函数的导数公式基本初等函数 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)=_______0αxα-1cos x-sin xaxln a基本初等函数 导函数f (x)=ex f '(x)=__f (x)=logax(a>0,且a≠1) f '(x)=f (x)=ln x f '(x)=ex知识点4 导数的运算法则若f '(x),g'(x)存在,则有[f (x)±g(x)]'=____________________;[f (x)g(x)]'=__________________________________;(g(x)≠0);[cf (x)]'=___________.f '(x)±g'(x)f '(x)g(x)+f (x)g'(x)cf '(x)知识点5 复合函数的定义及其导数一般地,对于两个函数y=f (u)和u=g(x),如果通过中间变量u,y可以表示成x的函数,那么称这个函数为函数y=f (u)和u=g(x)的复合函数,记作y=f (g(x)).复合函数y=f (g(x))的导数与函数y=f (u),u=g(x)的导数间的关系为y'x=__________,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.y'u·u'x[常用结论]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.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”.【教用·常用结论】几类重要的切线方程(1)直线y=x-1是曲线y=ln x的切线,直线y=x是曲线y=ln(x+1)的切线,如图①.由图①可知ln(x+1)≤x(x>-1),ln x≤x-1(x>0).(2)直线y=x+1与直线y=ex是曲线y=ex的切线,如图②.由图②可知ex≥x+1,ex≥ex.(3)直线y=x是曲线y=sin x与y=tan x的切线,如图③.由图③可知当x∈时,sin x(4)直线y=x-1是曲线y=x2-x,y=xln x及y=1-的切线,如图④.由图④可知xln x≥x-1(x>0).1.(人教A版选择性必修第二册P81练习T3)曲线y=在点处的切线方程是______________. y=x+ [设y=f (x)=(3x-1,则f '(x)=3×(3x-1=(3x-1,则f '=1,因此曲线y=处的切线方程为y-1=x-,即y=x+.]y=x+2.(多选)(人教A版选择性必修第二册P75练习T2)下列求导运算正确的是( )A.y=x5在x=3处的导数是405B.y=ln x在x=处的导数是C.y=sin x在x=2π处的导数是0D.y=ex在x=0处的导数是1√√AD [对于A,因为y=x5,所以y'=5x4,所以在x=3处的导数为5×34=405,故A正确;对于B,因为y=ln x,所以y'=,所以在x=,故B错误;对于C,因为y=sin x,所以y'=cos x,所以在x=2π处的导数为cos 2π=1,故C错误;对于D,因为y=ex,所以y'=ex,所以在x=0处的导数为e0=1,故D正确.故选AD.]3.(人教A版选择性必修第二册P81习题5.2T6改编)已知函数f (x)满足f (x)=f 'cos x-sin x,则f '=______________. 1- [f '(x)=-f 'sin x-cos x,令x=,得f '=-,解得f '=1-.]1- 4.(多选)(人教B版选择性必修第三册P87例3)下列求导运算正确的是( )A.(e5x-1)'=5e5x-1B.(ln(2x+1))'=C.()'=D.'=-2cos√ABC [选项D中,'=2cos.]√√考点深研·题型突破考点一 导数的概念[典例1] (人教A版选择性必修第二册P65例2改编)将原油精炼为汽油、柴油、塑胶等各种不同的产品,需要对原油进行冷却和加热.在第x h时,原油的温度(单位:℃)为y=f (x)(0≤x≤8),若=-6,则在第2 h时,原油温度的瞬时变化率为( )A.-3 ℃/h B.3 ℃/hC.-6 ℃/h D.6 ℃/h√A [=-6,则2=2f '(2)=-6,解得f '(2)=-3,故在第2 h时,原油温度的瞬时变化率为-3 ℃/h.故选A.]通性通法:由导数的定义可知,若函数y=f (x)在x=x0处可导,则f '(x0)=,它仅与x0有关,与Δx无关,因此使用导数的定义时要明确公式的形式,当分子为f (x0-Δx)-f (x0)时,分母也应该是(x0-Δx)-x0,要注意公式的变形.[多维变迁](2025·清远期末)已知函数f (x)=2ln x+8x,则 的值为( )A.-20 B.-10C.10 D.20√D [因为f (x)=2ln x+8x,所以f '(x)=+8,所以=2=2f '(1)=20.故选D.]考点二 导数的运算[典例2] (多选)(2026·眉山模拟)下列求导运算正确的是( )A.(e3x)'=3ex B.'=xC.(2sin x-3)'=2cos x D.'=√√CD [对于A选项,(e3x)'=e3x·(3x)'=3e3x,A错误;对于B选项,'=,B错误;对于C选项,(2sin x-3)'=2cos x,C正确;对于D选项,'='=,D正确.故选CD.]易错提醒:(1)在复合函数求导中,每一步求导要分清应对哪个变量求导.(2)牢记导数公式和导数的四则运算法则,切忌记错记混.【教用·通性通法】(1)求函数的导数要准确地把函数拆分成基本初等函数的和、差、积、商,再利用运算法则求导.(2)抽象函数求导,恰当赋值是关键,然后活用方程思想求解.(3)复合函数求导,应由外到内逐层求导,必要时要进行换元.考点三 导数的几何意义考向1 求切线方程[典例3] 已知曲线f (x)=x3+,求曲线在点P(2,4)处的切线方程.[解] 第1步 算切点:切点已知直接用,切点未知,已知切点横坐标x0,应用关系式计算纵坐标y0=f (x0).第2步 求斜率:由导数的几何意义,得切线的斜率k=f '(x0).由题意得f '(x)=x2,∵点P(2,4)在曲线f (x)=x3+上,∴曲线在点P(2,4)处切线的斜率为k=f '(2)=4,第3步 列方程:列出直线的点斜式方程y-y0=k(x-x0).∴曲线在点P(2,4)处的切线方程为y-4=4(x-2),即4x-y-4=0.[母题探究](变结论)本例曲线方程不变,求曲线过点P(2,4)的切线方程.[解] 第1步 设切点:设曲线上的切点坐标为(x0,f (x0)).设曲线f (x)=x3+与过点P(2,4)的直线相切于点A,第2步 求斜率:由导数的几何意义,得切线的斜率k=f '(x0).则切线的斜率为k=,第3步 列方程:列出直线的点斜式方程y-f (x0)=k(x-x0).∴切线方程为y-(x-x0),即y=·x-.第4步 代坐标:把已知点(a,b)代入上述方程,得b-f (x0)=k(a-x0).∵点P(2,4)在切线上,∴4=2-3+4=0.第5步 求参数x0得切线方程.∴-4+4=0,∴(x0+1)-4(x0+1)(x0-1)=0,∴(x0+1)(x0-2)2=0,解得x0=-1或x0=2.故所求的切线方程为x-y+2=0或4x-y-4=0.思维建模:1.在点切线模型第1步 设切点:设曲线上的切点坐标为(x0,f (x0)).第2步 求斜率:由导数的几何意义,得切线的斜率k=f '(x0).第3步 列方程:列出直线的点斜式方程y-f (x0)=k(x-x0).2.过点切线模型第1步 设切点:设曲线上的切点坐标为(x0,f (x0)).第2步 求斜率:由导数的几何意义,得切线的斜率k=f '(x0).第3步 列方程:列出直线的点斜式方程y-f (x0)=k(x-x0).第4步 代坐标:把已知点(a,b)代入上述方程,得b-f (x0)=k(a-x0).第5步 求参数x0得切线方程.【教用·备选题】1.(2024·全国甲卷)设函数f (x)=,则曲线y=f (x)在点(0,1)处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积为( )A. B.C. D.√A [ f '(x)=,所以f '(0)=3,所以曲线y=f (x)在点(0,1)处的切线方程为y-1=3(x-0),即3x-y+1=0,切线与两坐标轴的交点分别为(0,1),所以切线与两坐标轴围成的三角形的面积为×1×.故选A.]2.(2022·新高考Ⅱ卷)曲线y=ln|x|经过坐标原点的两条切线方程分别为______________,______________. y= y=- [当x>0时,曲线在点(x1,ln x1)(x1>0)处的切线为y-ln x1=(x-x1).因为该切线经过原点,则ln x1-1=0,解得x1=e,此时切线方程为y=.y= y=- 当x<0时,曲线在点(x2,ln(-x2))(x2<0)处的切线为y-ln(-x2)=(x-x2).因为该切线经过原点,则ln(-x2)-1=0,解得x2=-e,此时切线方程为y=-.]考向2 求参数的值(范围)[典例4] (1)若函数f (x)=x2+bln x的图象在点M(1,f (1))处的切线恰为直线x+2y-3=0,则a+2b=( )A.3 B.-1C.1 D.-3(2)(2025·全国一卷)若直线y=2x+5是曲线y=ex+x+a的一条切线,则实数a=______________. √4 (1)D (2)4 [(1)因为f (x)=x2+bln x,所以f '(x)=ax+,由题意得,f (1)=+bln 1=1,f '(1)=a+b=-,解得b=-,a=2,则a+2b=2-5=-3.故选D.(2)设直线y=2x+5与曲线y=ex+x+a的切点坐标为(x0,+x0+a),由y=ex+x+a得y'=ex+1,所以y'+1=2,解得x0=0,所以切点坐标为(0,1+a),又切点(0,1+a)在切线y=2x+5上,所以1+a=5,解得a=4.][考题探源](人教A版选择性必修第二册P82习题5.2T11)设曲线y=e2ax在点(0,1)处的切线与直线2x-y+1=0垂直,求实数a的值.[解] 对函数y=e2ax求导得y'=2ae2ax.在点(0,1)处的切线斜率k=y'|x=0=2ae0=2a,又切线与直线2x-y+1=0垂直,所以2a×2=-1,解得a=-.易错提醒:分清在点处的切线与过点处的切线:在点处的切线,该点一定是切点,切线有且仅有一条.过点处的切线,该点不一定是切点,切线至少有一条.【教用·通性通法】求曲线的切线方程要分清“在点处”与“过点处”的切线方程的不同.过点处的切点坐标不知道,要设出切点坐标,根据:①斜率相等,②切点在切线上,③切点在曲线上建立方程(组)求解,求出切点坐标是解题的关键.[多维变迁]1.(2025·湛江期末)曲线f (x)=ex+ax在x=0处的切线与直线3x-2y-5=0平行,则实数a=( )A.-1 B.1C. D.√C [由题可得,f '(x)=ex+a,则曲线在x=0处的切线的斜率为f '(0)=e0+a=1+a,又曲线f (x)=ex+ax在x=0处的切线与直线3x-2y-5=0平行,则有1+a=,可得a=.故选C.]2.(2022·新高考Ⅰ卷)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则实数a的取值范围是________________________. (-∞,-4)∪(0,+∞) [∵y=(x+a)ex,∴y'=(x+1+a)ex,设切点坐标为(x0,y0),则y0=(x0+a),切线斜率k=(x0+1+a) ,切线方程为y-(x0+a)=(x0+1+a)(x-x0),∵切线过原点,(-∞,-4)∪(0,+∞)∴-(x0+a)=(x0+1+a)(-x0),整理得+ax0-a=0,∵切线有两条,∴Δ=a2+4a>0,解得a<-4或a>0,∴a的取值范围是(-∞,-4)∪(0,+∞).]微点突破5 两曲线的公切线问题 求两条曲线的公切线,如果同时考虑两条曲线与直线相切,思维会比较乱,为了使思路更清晰,一般是把两条曲线分开考虑,先分析其中一条曲线与直线相切,再分析另一条曲线与直线相切.具体的求解方法如下: 方法一:利用其中一曲线在某点处的切线与另一曲线相切,列出关系式求解; 方法二:设公切线l在曲线y=f (x)上的切点为P1(x1,f (x1)),在曲线y=g(x)上的切点为P2(x2,g(x2)),则f '(x1)=g'(x2)=,再解决相关问题.[典例5] (1)(人教B版选择性必修第三册P91习题6-1CT3改编)若直线y=4x+m是曲线y=x3-nx+13与曲线y=x2+2ln x的公切线,则n-m=( )A.11 B.12C.-8 D.-7(2)(2024·新高考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,则实数a=______________. √ln 2(1)A (2)ln 2 [(1)由y=x2+2ln x,得y'=2x+,由2x+=4,解得x=1,则直线y=4x+m与曲线y=x2+2ln x相切于点(1,4+m),∴4+m=1+2ln 1=1,得m=-3.∴直线y=4x-3是曲线y=x3-nx+13的切线,由y=x3-nx+13,得y'=3x2-n,设切点为(t,t3-nt+13),则3t2-n=4,且t3-nt+13=4t-3,联立可得2t3=16,解得t=2,由n=3t2-4,得n=8.∴n-m=8-(-3)=11.故选A.(2)由y=ex+x得y'=ex+1,则y'|x=0=e0+1=2,故曲线y=ex+x在点(0,1)处的切线方程为y=2x+1.由y=ln(x+1)+a得y'=,设切线与曲线y=ln(x+1)+a相切的切点为(x0,ln(x0+1)+a),由两曲线有公切线得y'==2,解得x0=-,切线方程为y=2+a+ln =2x+1+a-ln 2.因为两切线重合,所以a-ln 2=0,解得a=ln 2.]【教用·备选题】1.已知定义在(0,+∞)上的函数f (x)=x2-m,g(x)=6ln x-4x,设曲线y=f (x)与y=g(x)在公共点处的切线相同,则实数m=______________. 5 5 [设曲线y=f (x)与y=g(x)在公共点(x0,y0)处的切线相同.因为f (x)=x2-m,g(x)=6ln x-4x,所以f '(x)=2x,g'(x)=-4,则有即 因为x0>0,所以x0=1,m=5.]2. 已知曲线y=ln x与y=ax2(a>0)有公切线,则实数a的取值范围为______________. [设公切线与曲线y=ln x和y=ax2的切点分别为(x1,ln x1),(x2,a),其中x1>0.对于y=ln x,有y'=,则切线方程为y-ln x1=(x-x1),即y=+(ln x1-1);对于y=ax2,有y'=2ax,则切线方程为y-a=2ax2(x-x2),即y=2ax2x-a, 所以有-=ln x1-1,即ln x1.令g(x)=x2-x2ln x(x>0),则g'(x)=x-2xln x=x(1-2ln x),令g'(x)=0,得x=,当x∈(0,)时,g'(x)>0,g(x)单调递增,当x∈(,+∞)时,g'(x)<0,g(x)单调递减,所以g(x)max=g()=e.又a>0,故01.(链接考点一)(2025·济南期末)已知函数f (x)=ex-x2,则=( )A.e-2 B.e-1C.e+1 D.e+2√A [因为函数f (x)=ex-x2,所以f '(x)=ex-2x,所以=f '(1)=e-2.故选A.]2.(链接考点二)(2025·广州期末)下列函数求导正确的是( )A.y=π2,y'=2πB.y=log2x,y'=C.y=e-2x,y'=-2e-2xD.y=cos,y'=-sin√C [对于选项A,因为y=π2,所以y'=0,故选项A错误;对于选项B,因为y=log2x,所以y'=,故选项B错误;对于选项C,因为y=e-2x,所以y'=e-2x·(-2x)'=-2e-2x,故选项C正确;对于选项D,因为y=cos,所以y'=-sin'=-sin,故选项D错误.故选C.]3.(链接考向2)(2025·许昌三模)若直线y=x+a与曲线y=ln(x+b)相切,则b-a的值为( )A.1 B.C.2 D.√A [设直线y=x+a与曲线y=ln(x+b)相切于点(x0,y0),由导数的几何意义知,y',因为直线y=x+a的斜率为1,所以=1,即x0=1-b.又切点(x0,y0)既在直线上又在曲线上,所以y0=x0+a且y0=ln(x0+b),即ln(x0+b)=x0+a.将x0=1-b代入ln(x0+b)=x0+a,得ln(1-b+b)=1-b+a,即b-a=1.故选A.]4.(链接考向1)过点(0,-1)作曲线f (x)=2ln x的切线,则切点坐标为______________. (,1) [由题意得f '(x)=,显然点(0,-1) 不在曲线f (x) 上,设切点坐标为(x0,2ln x0),则,解得x0=,f ()=1,则切点坐标为(,1).](,1) 题号1352468791011√一、单项选择题1.已知某容器的高度为20 cm,现在向容器内注入液体,且容器内液体的高度h(单位:cm)与时间t(单位:s)的函数关系式为h=t3+t2,当t=t0时,液体上升高度的瞬时变化率为3 cm/s,则当t=t0+1时,液体上升高度的瞬时变化率为( )A.5 cm/s B.6 cm/sC.8 cm/s D.10 cm/s课时作业(二十一) 导数的概念及其意义、导数的运算题号1352468791011C [由h=t3+t2,得h'=t2+2t.当t=t0时,h'=+2t0=3,解得t0=1(t0=-3舍去).故当t=t0+1=2时,液体上升高度的瞬时变化率为22+2×2=8(cm/s).故选C.]√2.(人教B版选择性必修第三册P91习题6-1CT2改编)已知函数f (x)满足f (x)=2xf '(1)+,则f '(1)=( )A. B.-C.1 D.-1题号1352468791011B [因为f '(x)=2f '(1)+,令x=1,得f '(1)=2f '(1)+,解得f '(1)=-.故选B.]题号1352468791011√3.(2023·全国甲卷)曲线y=在点处的切线方程为( )A.y=x B.y=xC.y=x+ D.y=x+题号1352468791011C [由题意可知y'=,则曲线y=处的切线斜率k=y'|x=1=,所以曲线y=处的切线方程为y-(x-1),即y=x+,故选C.]√4.(2025·北京顺义区校级期中)函数f (x)的部分图象如图所示,则下列说法正确的是( )A.f '(a)B.f '(b)C.f '(a)D.f '(b)题号1352468791011A [由题图可知,函数在x=a处的切线的斜率f '(a)为负;函数在x=b处的切线的斜率f '(b)为正;函数在x=c处的切线的斜率f '(c)为正,且在x=c处的切线比在x=b处的切线更“陡”,即f '(c)>f '(b),因为f '(a)<0,0所以f '(a)故选A.]题号1352468791011√5.(2025·汉中期末)曲线y=2aex+x在x=0处的切线斜率为2,则实数a=( )A.-1 B.1C.0 D.题号1352468791011D [因为曲线y=2aex+x在x=0处的切线斜率为2,由y'=2aex+1,得曲线y=2aex+x在x=0处的切线斜率为2a+1=2,得a=.故选D.]题号1352468791011√6.(2025·福州月考)若过点P(m,0)与曲线f (x)=相切的直线只有2条,则实数m的取值范围是( )A.(-3,1)B.(-∞,-3)∪(1,+∞)C.(-1,3)D.(-∞,-1)∪(3,+∞)题号1352468791011D [设过点P(m,0)的直线与曲线f (x)=切于点Q,由f (x)=,可得f '(x)=-,所以切线PQ的斜率k=-,整理得t2+(1-m)t+1=0,因为切线有2条,所以切点有2个,即方程t2+(1-m)t+1=0有2个不等实根,则Δ=(1-m)2-4>0,解得m>3或m<-1,所以实数m的取值范围是(-∞,-1)∪(3,+∞).故选D.]题号1352468791011√二、多项选择题7.(2025·郑州月考)已知某物体运动的位移s(单位:m)与时间t(单位:s)的函数关系为s(t)=则下列说法正确的是( )A.该物体在2 s到4 s这段时间内的平均速度为3 m/sB.该物体在t=3 s这个时刻的瞬时速度为3 m/sC.该物体在0 s到8 s这段时间内的平均速度为1 m/sD.该物体在t=5 s这个时刻的瞬时速度为8 m/s题号1352468791011√√ABC [当t∈[0,4]时,s(t)=t2,则s(4)=8,s(2)=2,所以平均速度为=3(m/s),A正确;当t∈[0,4]时,s'(t)=t,则s'(3)=3,所以物体在t=3 s这个时刻的瞬时速度为3 m/s,B正确;该物体在0 s到8 s这段时间内的平均速度为=1(m/s),C正确;由t∈(4,8]时,s(t)=8,则s'(t)=0,故s'(5)=0,D错误.故选ABC.]题号1352468791011√8.已知函数f (x)=ex,下列结论正确的是( )A.曲线y=f (x)的切线斜率可以是1B.曲线y=f (x)的切线斜率可以是-1C.过点(0,1)且与曲线y=f (x)相切的直线有且只有1条D.过点(0,0)且与曲线y=f (x)相切的直线有且只有2条题号1352468791011√AC [由题意知f '(x)=ex.对于A,令f '(x)=ex=1,得x=0,所以曲线y=f (x)的切线斜率可以是1,故A正确;对于B,令f '(x)=ex=-1,无解,所以曲线y=f (x)的切线斜率不可以是-1,故B错误;对于C,设切点为(x0,),由f '(x)=ex,得切线方程为y-(x-x0),又切线过点(0,1),所以1-=-·x0,则有且仅有一解为x0=0,所以切线方程为y-1=x,即y=x+1,所以过点(0,1)且与曲线y=f (x)相切的直线有且只有1条,故C正确;对于D,设切点为(x0,),则切线方程为y-·(x-x0),因为点(0,0)在切线上,所以=x0,解得x0=1,所以过点(0,0)且与曲线y=f (x)相切的直线有且只有1条,故D错误.]题号1352468791011三、填空题9.(2025·郑州金水区月考)已知点P在曲线f (x)=-x2+2x+1上,α为曲线在点P处的切线的倾斜角,则α的取值范围为 ______________. 题号1352468791011 [由题可得,f '(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1≥1,当且仅当x=1时取等号,由α为曲线在点P处的切线的倾斜角,得tan α≥1,则≤α<,所以α的取值范围为.]题号135246879101110.拉格朗日中值定理是微分学中的基本定理之一,定理内容是:如果函数f (x)在闭区间[a,b]上的图象连续不间断,在开区间(a,b)内的导数为f '(x),那么在区间(a,b)内至少存在一点c,使得f (b)-f (a)=f '(c)(b-a)成立,其中c叫做f (x)在[a,b]上的“拉格朗日中值点”.根据这个定理,可得函数f (x)=x3-2x在[-2,2]上的“拉格朗日中值点”的个数为______________. 题号13524687910112 2 [∵=2,f '(x)=3x2-2,令3x2-2=2,解得x=-∈[-2,2]或x=∈[-2,2],∴f (x)在[-2,2]上的“拉格朗日中值点”的个数为2.]题号1352468791011四、解答题11.(北师大版选择性必修第二册P100复习题二A组T4)求下列函数的导数:(1)y=x2+;(2)y=xsin x-ln x;(3)y=;(4)y=(x-1);(5)y=extan x;(6)y=;(7)y=xsin x+exln x-2;(8)y=;(9)y=(3x+2)3;(10)y=sin 2x;(11)y=;(12)y=ln(4x+5).题号1352468791011[解] (1)由y=x2+,得y'=2x-.(2)由y=xsin x-ln x,得y'=(xsin x)'-(ln x)'=sin x+xcos x-=sin x+xcos x-·ln x-.题号1352468791011(3)由y=,得y'==.(4)由y=(x-1),得y'=.(5)由y=extan x=,得y'====ex.题号1352468791011(6)由y=,得y'==.(7)由y=xsin x+exln x-2,得y'=sin x+xcos x+exln x+.题号1352468791011(8)由y=,得y'==.(9)由y=(3x+2)3,得y'=3×(3x+2)2×3=9(3x+2)2.(10)由y=sin 2x,得y'=cos 2x·(2x)'=2cos 2x.(11)由y=,得y'=·(4x-6)'==.(12)由y=ln(4x+5),得y'=·(4x+5)'=.题号1352468791011谢谢!课时作业(二十一) 导数的概念及其意义、导数的运算一、单项选择题1.已知某容器的高度为20 cm,现在向容器内注入液体,且容器内液体的高度h(单位:cm)与时间t(单位:s)的函数关系式为h=t3+t2,当t=t0时,液体上升高度的瞬时变化率为3 cm/s,则当t=t0+1时,液体上升高度的瞬时变化率为( )A.5 cm/s B.6 cm/sC.8 cm/s D.10 cm/s2.(人教B版选择性必修第三册P91习题6-1CT2改编)已知函数f (x)满足f (x)=2xf ′(1)+,则f ′(1)=( )A. B.-C.1 D.-13.(2023·全国甲卷)曲线y=在点处的切线方程为( )A.y=x B.y=xC.y=x+ D.y=x+4.(2025·北京顺义区校级期中)函数f (x)的部分图象如图所示,则下列说法正确的是( )A.f ′(a)<f ′(b)<f ′(c) B.f ′(b)<f ′(a)<f ′(c)C.f ′(a)<f ′(c)<f ′(b) D.f ′(b)<f ′(c)<f ′(a)5.(2025·汉中期末)曲线y=2aex+x在x=0处的切线斜率为2,则实数a=( )A.-1 B.1C.0 D.6.(2025·福州月考)若过点P(m,0)与曲线f (x)=相切的直线只有2条,则实数m的取值范围是( )A.(-3,1) B.(-∞,-3)∪(1,+∞)C.(-1,3) D.(-∞,-1)∪(3,+∞)二、多项选择题7.(2025·郑州月考)已知某物体运动的位移s(单位:m)与时间t(单位:s)的函数关系为s(t)=则下列说法正确的是( )A.该物体在2 s到4 s这段时间内的平均速度为3 m/sB.该物体在t=3 s这个时刻的瞬时速度为3 m/sC.该物体在0 s到8 s这段时间内的平均速度为1 m/sD.该物体在t=5 s这个时刻的瞬时速度为8 m/s8.已知函数f (x)=ex,下列结论正确的是( )A.曲线y=f (x)的切线斜率可以是1B.曲线y=f (x)的切线斜率可以是-1C.过点(0,1)且与曲线y=f (x)相切的直线有且只有1条D.过点(0,0)且与曲线y=f (x)相切的直线有且只有2条三、填空题9.(2025·郑州金水区月考)已知点P在曲线f (x)=-x2+2x+1上,α为曲线在点P处的切线的倾斜角,则α的取值范围为 ________.10.拉格朗日中值定理是微分学中的基本定理之一,定理内容是:如果函数f (x)在闭区间[a,b]上的图象连续不间断,在开区间(a,b)内的导数为f ′(x),那么在区间(a,b)内至少存在一点c,使得f (b)-f (a)=f ′(c)(b-a)成立,其中c叫做f (x)在[a,b]上的“拉格朗日中值点”.根据这个定理,可得函数f (x)=x3-2x在[-2,2]上的“拉格朗日中值点”的个数为________.四、解答题11.(13分)(北师大版选择性必修第二册P100复习题二A组T4)求下列函数的导数:(1)y=x2+;(2)y=x sin x-ln x;(3)y=;(4)y=(x-1);(5)y=ex tan x;(6)y=;(7)y=x sin x+ex ln x-2;(8)y=;(9)y=(3x+2)3;(10)y=sin 2x;(11)y=;(12)y=ln (4x+5).课时作业(二十一)1.C [由h=t3+t2,得h'=t2+2t.当t=t0时,h'=+2t0=3,解得t0=1(t0=-3舍去).故当t=t0+1=2时,液体上升高度的瞬时变化率为22+2×2=8(cm/s).故选C.]2.B [因为f'(x)=2f'(1)+,令x=1,得f'(1)=2f'(1)+,解得f'(1)=-.故选B.]3.C [由题意可知y'=,则曲线y=处的切线斜率k=y'|x=1=,所以曲线y=处的切线方程为y-(x-1),即y=x+,故选C.]4.A [由题图可知,函数在x=a处的切线的斜率f'(a)为负;函数在x=b处的切线的斜率f'(b)为正;函数在x=c处的切线的斜率f'(c)为正,且在x=c处的切线比在x=b处的切线更“陡”,即f'(c)>f'(b),因为f'(a)<0,0所以f'(a)故选A.]5.D [因为曲线y=2aex+x在x=0处的切线斜率为2,由y'=2aex+1,得曲线y=2aex+x在x=0处的切线斜率为2a+1=2,得a=.故选D.]6.D [设过点P(m,0)的直线与曲线f (x)=切于点Q,由f (x)=,可得f '(x)=-,所以切线PQ的斜率k=-,整理得t2+(1-m)t+1=0,因为切线有2条,所以切点有2个,即方程t2+(1-m)t+1=0有2个不等实根,则Δ=(1-m)2-4>0,解得m>3或m<-1,所以实数m的取值范围是(-∞,-1)∪(3,+∞).故选D.]7.ABC [当t∈[0,4]时,s(t)=t2,则s(4)=8,s(2)=2,所以平均速度为=3(m/s),A正确;当t∈[0,4]时,s'(t)=t,则s'(3)=3,所以物体在t=3 s这个时刻的瞬时速度为3 m/s,B正确;该物体在0 s到8 s这段时间内的平均速度为=1(m/s),C正确;由t∈(4,8]时,s(t)=8,则s'(t)=0,故s'(5)=0,D错误.故选ABC.]8.AC [由题意知f'(x)=ex.对于A,令f'(x)=ex=1,得x=0,所以曲线y=f (x)的切线斜率可以是1,故A正确;对于B,令f'(x)=ex=-1,无解,所以曲线y=f (x)的切线斜率不可以是-1,故B错误;对于C,设切点为(x0,),由f'(x)=ex,得切线方程为y-(x-x0),又切线过点(0,1),所以1-=-·x0,则有且仅有一解为x0=0,所以切线方程为y-1=x,即y=x+1,所以过点(0,1)且与曲线y=f (x)相切的直线有且只有1条,故C正确;对于D,设切点为(x0,),则切线方程为y-(x-x0),因为点(0,0)在切线上,所以=x0,解得x0=1,所以过点(0,0)且与曲线y=f (x)相切的直线有且只有1条,故D错误.]9. [由题可得,f'(x)=x2-2x+2=(x-1)2+1≥1,当且仅当x=1时取等号,由α为曲线在点P处的切线的倾斜角,得tan α≥1,则≤α<,所以α的取值范围为.]10.2 [∵=2,f'(x)=3x2-2,令3x2-2=2,解得x=-∈[-2,2]或x=∈[-2,2],∴f (x)在[-2,2]上的“拉格朗日中值点”的个数为2.]11.解:(1)由y=x2+,得y'=2x-.(2)由y=xsin x-ln x,得y'=(xsin x)'-(ln x)'=sin x+xcos x-=sin x+xcos x-·ln x-.(3)由y=,得y'==.(4)由y=(x-1),得y'=.(5)由y=extan x=,得y'====ex.(6)由y=,得y'==.(7)由y=xsin x+exln x-2,得y'=sin x+xcos x+exln x+.(8)由y=,得y'==.(9)由y=(3x+2)3,得y'=3×(3x+2)2×3=9(3x+2)2.(10)由y=sin 2x,得y'=cos 2x·(2x)'=2cos 2x.(11)由y=,得y'=·(4x-6)'=.(12)由y=ln(4x+5),得y'=·(4x+5)'=.1 / 3 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第三章 第21课时 导数的概念及其意义、导数的运算.docx 第三章 第21课时 导数的概念及其意义、导数的运算.pptx 课时作业21 导数的概念及其意义、导数的运算.docx