第1节导数的概念及运算
【课标要求】(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的导数.
知识点一导数的基本概念
1.平均变化率:对于函数y=f(x),我们把比值ΔyΔx,即ΔyΔx=f(x0+Δx)-f(x0)
提醒Δx可以是正值,也可以是负值,但不为0.
2.函数y=f(x)在x=x0处的导数:如果当Δx→0时,平均变化率ΔyΔx无限趋近于一个确定的值,即ΔyΔx有极限,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(也称为瞬时变化率),记作f(x0)或y|x=x0,
3.导函数: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),y=f(x)的导函数有时也记作y,即f(x)=y=limΔ
(1)(苏教选一P200习题14题改编)设f(x)在x0处可导,下列式子与f(x0)相等的是(B)
A.lim
B.lim
C.lim
D.lim
解析:(1)对于A,limΔx→0f(x0)-f(x0+Δx)Δx=-limΔx→0f(x0+Δx)-f(x0)Δx=-f(x0),A错误;对于B,limΔx→0
(2)(人A选二P65例2改编)将原油精炼为汽油、柴油、塑胶等各种不同产品,需要对原油进行冷却和加热.已知在第xh时,原油的温度(单位:℃)为f(x)=x2-7x+15(其中0≤x≤8).则第2h~4h中,原油温度的平均变化率为-1℃/h,第6h时原油温度的瞬时变化率为5℃/h,在第6h附近原油的温度在上升.(填“上升”或“下降”)
解析:(2)第2h~4h中,原油温度的平均变化率为f(4)-f(2)4-2=-1(℃/h).第6h时原油温度的瞬时变化率为f(6),由导数的定义,ΔyΔx=f(6+Δx)-f(6)Δx=(6+Δx)2-7(6+Δx
规律方法
求函数f(x)在x=x0处的导数的步骤
(1)求平均变化率ΔyΔx
(2)求瞬时变化率,即取极限limΔx→0Δy
提醒函数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)|的大小反映了变化的快慢,|f(x)|越大,曲线在这点处的切线越“陡峭”.
练1(1)已知函数f(x)在R上可导,其部分图象如图所示,设f(4)-f(2)4
A.a<f(2)<f(4) B.f(2)<a<f(4)
C.f(4)<f(2)<a D.f(2)<f(4)<a
解析:(1)从函数的图象可知,函数值在[2,4]上增长的越来越快,故函数在[2,4]上各点处的斜率也越来越大.因为f(4)-f(2)4-2=a,所以f(
(2)(2025·六盘水一模)将半径为R的球加热,若半径从R=1到R=m时球的体积膨胀率为28π3,则m=2
解析:(2)因为V=4π3R3,体积的增加量ΔV=4π3m3-4π3=4π3(m3-1),所以ΔVΔR=4π3(m3-1)m-1=28
知识点二导数的基本运算
1.基本初等函数的导数公式
基本初等函数
导数
f(x)=c(c为常数)
f(x)=0
f(x)=xα(α∈R,且α≠0)
f(x)=αxα-1
f(x)=sinx
f(x)=cosx
f(x)=cosx
f(x)=-sinx
f(x)=ex
f(x)=ex
f(x)=ax(a>0,且a≠1)
f(x)=axlna
f(x)=lnx
f(x)=1x
f(x)=logax(a>0,且a≠1)
f(x)=1x
2.导数的运算法则
(1)[f(x)±g(x)]=f(x)±g(x);
(2)[f(x)g(x)]=f(x)g(x)+f(x)g(x);
(3)[f(x)g(x)]=f(
3.复合函数的导数
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yx=yu·ux.
结论奇函数的导函数是偶函数,偶函数的导函数是奇函数,周期函数的导函数还是周期函数.
(1)〔多选〕(人A选二P81习题1题改编)下列求导正确的是(AC)
A.(x3lnx)=3x2lnx+x2
B.(2sinxx2)
C.[(3x+5)3]=9(3x+5)2
D.[xsin(2x+π2)cos(2x+π2)]=2xcos
解析:(1)对于A,(x3lnx)=(x3)lnx+x3(lnx)=3x2lnx+x2,故A正确;对于B,(2sinxx2)=(2sinx)x2-2sinx(x2)x4=2xcosx-4sinxx3,故B错误;对于C,[(3x+5)3]=3(3x+5)2