考试内容
等级要求
导数的概念
A
导数的几何意义
B
导数的运算
B
利用导数研究函数的单调性与极值
B
导数在实际问题中的应用
B
§3.1导数的概念及运算
考情考向分析导数的概念和运算是高考的必考内容,一般渗透在导数的应用中考查;导数的几何意义常与解析几何中的直线交汇考查;题型为填空题或解答题的第(1)问,低档难度.
1.导数的概念
(1)函数y=f(x)从x1到x2的平均变化率
函数y=f(x)从x1到x2的平均变化率为eq\f(f?x2?-f?x1?,x2-x1),若Δx=x2-x1,Δy=f(x2)-f(x1),则平均变化率可表示为eq\f(Δy,Δx).
(2)设函数y=f(x)在区间(a,b)上有定义,x0∈(a,b),当Δx无限趋近于0时,比值eq\f(Δy,Δx)=eq\f(f?x0+Δx?-f?x0?,Δx)无限趋近于一个常数A,则称f(x)在x=x0处可导,并称常数A为函数f(x)在x=x0处的导数,记作f′(x0).
2.导数的几何意义
函数y=f(x)在点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k,即k=f′(x0).
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)=0
f(x)=xα(α为常数)
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(a0,a≠1)
f′(x)=axlna
f(x)=lnx
f′(x)=eq\f(1,x)
f(x)=logax(a0,a≠1)
f′(x)=eq\f(1,xlna)
4.导数的运算法则
若f′(x),g′(x)存在,则有
(1)[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x);
(2)[f(x)g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x);
(3)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(f?x?,g?x?)))′=eq\f(f′?x?g?x?-f?x?g′?x?,g2?x?)(g(x)≠0).
知识拓展
1.奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数,周期函数的导数还是周期函数.
2.[af(x)+bg(x)]′=af′(x)+bg′(x).
3.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,其大小|f′(x)|反映了变化的快慢,|f′(x)|越大,曲线在这点处的切线越“陡”.
题组一思考辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)f′(x0)是函数y=f(x)在x=x0附近的平均变化率.(×)
(2)f′(x0)与[f(x0)]′表示的意义相同.(×)
(3)与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线.(×)
(4)函数f(x)=sin(-x)的导数是f′(x)=cosx.(×)
题组二教材改编
2.[P26习题T2]若f(x)=x·ex,则f′(1)=.
答案2e
解析∵f′(x)=ex+xex,∴f′(1)=2e.
3.[P24练习T3]曲线y=1-eq\f(2,x+2)在点(-1,-1)处的切线方程为.
答案2x-y+1=0
解析∵y′=eq\f(2,?x+2?2),∴y′|x=-1=2.
故所求切线方程为2x-y+1=0.
题组三易错自纠
4.若曲线y=kx+lnx在点(1,k)处的切线平行于x轴,则k=.
答案-1
解析函数y=kx+lnx的导函数为y′=k+eq\f(1,x),由导数y′|x=1=k+1=0,得k=-1.
5.有一机器人的运动方程为s=t2+eq\f(3,t)(t是时间,s是位移),则该机器人在时刻t=2时的瞬时速度为.
答案eq\f(13,4)
6.设函数f(x)的导数为f′(x),且f(x)=f′eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))sinx+cosx,则f′eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)))=.
答案-eq\r(2)
解析因为f(x)=f′eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))sinx+cosx,
所以f′(x)=f′eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))cosx-sinx,
所以f′eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))=f′eq\b\l