导数的概念及其几何意义是近几年高考考查的热点,重在考查导数几何意义的应用,即切线问题,既有选择题、填空题,又可以作为解答题的第一问出现,难度适中.
(2024·新高考Ⅰ卷T13)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a=________.
[阅读与思考]第1步:求导.
由y=ex+x得y′=ex+1,y′|x=0=e0+1=2.
第2步:求y=ex+x在(0,1)处的切线方程.
故曲线y=ex+x在(0,1)处的切线方程为y-1=2(x-0),即y=2x+1.
第3步:求导,设出曲线y=ln(x+1)+a的切点坐标.
由y=ln(x+1)+a,得y′=1x
设切线与曲线y=ln(x+1)+a相切的切点坐标为(x0,ln(x0+1)+a).
第4步:利用切线斜率相等,求出x0.
由两曲线有公切线,得1x0+1
解得x0=-12
则切点为-1
第5步:由切线重合求a.
切线方程为y-a-ln12=2x
即y=2x+a-ln2+1.
由切线重合知a-ln2+1=1,即a=ln2.
归纳总结:(1)两曲线y=f(x),y=g(x)在公共点(a,b)处有相同的切线,则满足方程组fa=ga,
(2)求与曲线y=f(x),y=g(x)切点不同的公切线,分别设出切点坐标(x1,f(x1)),(x2,g(x2)),满足方程组f′(x1)=g′(x2)=fx1-gx2x
本题源自人教A版选择性必修第二册P104复习参考题5T13,从条件上看,教材原题与高考真题都归结为“两曲线的公切线问题”,考查导数的几何意义及基本运算,属于课程学习情境;两者载体不同,在基本运算方面,高考真题的难度稍高于教材原题.
试题评价:本题考查了导数的几何意义及利用导数求切线方程的方法,着重考查了数学运算和逻辑推理的核心素养,难度中等,完美诠释了教材的本位作用.
附:(人教A版选择性必修第二册P104复习参考题5T13)已知曲线y=x+lnx在点(1,1)处的切线与曲线y=ax2+(2a+3)x+1只有一个公共点,求a的值.
第1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.
考点一导数的概念
1.导数的概念
函数f(x)在x=x0处瞬时变化率是limΔx→0ΔyΔx=,我们称它为函数y=f(x)在x=x0处的导数,记作f′(x
2.导数概念的诠释
(1)增量Δx可以是正数,也可以是负数,但是不可以等于0.Δx→0的意义:Δx与0之间距离要多近有多近,即|Δx→0|可以小于给定的任意小的正数;
(2)当Δx→0时,Δy在变化中都趋于0,但它们的比值却趋于一个确定的常数,即存在一个常数与ΔyΔx=f
(3)导数的本质就是函数的平均变化率在某点处的极限,即__________.如瞬时速度即是位移在这一时刻的瞬时变化率,即f′(x0)=limΔx→0
[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xh时,原油的温度(单位:℃)为y=f(x)(0≤x≤8),若limΔx→0f2+2Δx-f
A.-3℃/h B.3℃/h
C.-6℃/h D.6℃/h
[听课记录]
反思领悟本例中,求在第2h时原油温度的瞬时变化率,实质是求y=f(x)在x=2处的导数,即f′(2)=limΔx→0f2+Δx-f2Δx,它仅与“x0=2”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(2+2Δx)-f(2)时,分母也应该是
巩固迁移1(2024·眉山仁寿县期末)已知函数f(x)=sinx+4x,则limΔx→0f
A.12 B.6
C.3 D.3
考点二导数的运算
1.基本初等函数的导数
基本初等函数
导函数
f(x)=c(c为常数)
f′(x)=0
f(x)=xα(α∈R,且α≠0)
f′(x)=________