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文件名称:导数的概念及其意义导数的运算(精讲).docx
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更新时间:2025-05-20
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文档摘要

4.1导数的概念及其意义、导数的运算(精讲)

一.导数的概念

1.如果当Δx→0时,平均变化率eq\f(Δy,Δx)无限趋近于一个确定的值,即eq\f(Δy,Δx)有极根,则称y=f(x)在x=x0处可导,并把这个确定的值叫做y=f(x)在x=x0处的导数(也称瞬时变化率),记作f′(x0)或,

即f′(x0)=eq\o(lim,\s\do6(Δx→0))eq\f(Δy,Δx)=eq\o(lim,\s\do6(Δx→0))

2.当x=x0时,f′(x0)是一个唯一确定的数,当x变化时,y=f′(x)就是x的函数,我们称它为y=f(x)的导函数(简称导数),记为f′(x)(或y′),即f′(x)=y′=eq\o(lim,\s\do6(Δx→0))

二.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))处的切线的斜率,

相应的切线方程为y-f(x0)=f′(x0)(x-x0)(点斜式)

三.基本初等函数的导数公式

原函数

导函数

f(x)=c(c为常数)

=0

f(x)=xn(n∈Q*)

=nxn-1

f(x)=sinx

=cosx

f(x)=cosx

-sinx

f(x)=ax(a0且a≠1)

=axlna

f(x)=ex

=ex

f(x)=logax(x0,a0且a≠1)

=eq\f(1,xlna)

f(x)=lnx(x0)

=eq\f(1,x)

四.导数的运算法则

(1)[f(x)±g(x)]′=±

(2)[f(x)·g(x)]′=g(x)+f(x)

(3)(g(x)≠0)

五.复合函数的定义及其导数

(1)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)与u=g(x)的复合函数,记作y=f(g(x)).

(2)复合函数y=f(g(x))的导数和函数y=f(u),u=g(x)的导数间的关系为y′x=y′u·u′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.

导数概念理解

f′(x)=y′=eq\o(lim,\s\do6(Δx→0)),应是两个变量的差值,如果不是两个变量的差值,要进行拼凑

导数运算

连乘形式:先展开化为多项式形式,再求导

三角形式:先利用三角函数公式转化为和或差的形式,再求导

分式形式:先化为整式函数或较为简单的分式函数,再求导

根式形式:先化为分数指数幂的形式,再求导

对数形式:化为和、差形式,再求导

复合函数:先确定复合关系,由外向内逐层求导,必要时可换元

导数的几何意义

在型与过型的切线方程

1.在型

2.过型

3.求参

(1)斜率:

(2)代点:切点在切线上,代入切线方程;切点在曲线上,代入曲线

五.公切线

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;

法二:设公切线l在y=f(x)上的切点P1(x1,f(x1)),在y=g(x)上的切点P2(x2,g(x2),

则f′(x1)=g′(x2)=eq\f(f?x1?-g?x2?,x1-x2).

法三:两个函数在切点处的斜率相等,且切点既在切线上又在曲线上,列出有关切点横坐标的方程组,通过解方程组求解.或者分别求出两函数的切线,利用两切线重合列方程组求解.

六.切点或切线数量

1.判断切点或切线数量:利用在型或过型列出关于切点x0的方程f(x0),判断方程解的个数:

(1)f(x0)是一元二次方程,可以用判别式判断

(2)f(x0)若不是一元二次方程,则判断其零点个数或与x轴交点的个数,一般采用图像法;画未学过函数图像一般需要知道单调区间(导数法),极值和端点值或端点值的正负

2.已知切点或切线数量求参:一般采用分离参数,变成两个函数的交点个数问题

考法一导数的概念及应用

【例11】(2023·山东潍坊·统考模拟预测)设为上的可导函数,且,则曲线在点处的切线斜率为(????)

A.2 B.1 C.1 D.

【答案】C

【解析】.

故曲线在点处的切线斜率为.故选:C

【例12】(2023湖南)如图,直线是曲线在处的切线,则___________.

【答案】

【解析】直线过点,,直线斜率,

又直线是在处的切线,,又,.故答案为:.

【例13】(2023·云南)函数的图象如图所示,是函数的导函数,则下列数值排序正确的是(????)

A. B.

C. D.

【答案】A

【解析】由图知:,即.故选:A

【例14】(2022·湖北·武汉市第一中学)已知,则(????)

A. B. C. D.

【答案】B

【解析】因为,

所以,所以,解得;故选:B

【一隅三反】

1.(2023春·河南)已知是函数的导函数,若,则(????)

A. B.2 C. D.8

【答案】C

【解析】