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學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精章末復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.會求函數(shù)在某點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù).2。理解導(dǎo)數(shù)的幾何意義,會求曲線上某點(diǎn)處的切線方程。3.能夠運(yùn)用導(dǎo)數(shù)公式和求導(dǎo)法則進(jìn)行求導(dǎo)運(yùn)算.1.函數(shù)y=f(x)在x=x0處的導(dǎo)數(shù)(1)函數(shù)y=f(x)在x=x0處的瞬時(shí)變化率稱為函數(shù)y=f(x)在x=x0處的導(dǎo)數(shù),記作f′(x0),即f′(x0)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(Δy,Δx)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(fx0+Δx-fx0,Δx)。(2)函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x0處的導(dǎo)數(shù)f′(x0)是曲線y=f(x)在點(diǎn)P(x0,f(x0))處切線的斜率,在點(diǎn)P處的切線方程為y-f(x0)=f′(x0)(x-x0).2.導(dǎo)函數(shù)如果一個(gè)函數(shù)f(x)在區(qū)間(a,b)上的每一點(diǎn)x處都有導(dǎo)數(shù),導(dǎo)數(shù)值記為f′(x),f′(x)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(fx+Δx-fx,Δx),則f′(x)是關(guān)于x的函數(shù),稱f′(x)為f(x)的導(dǎo)函數(shù),通常也簡稱為導(dǎo)數(shù).3.導(dǎo)數(shù)公式表原函數(shù)導(dǎo)函數(shù)f(x)=c(c是常數(shù))f′(x)=0f(x)=xα(α為實(shí)數(shù))f′(x)=αxα-1f(x)=sinxf′(x)=cosxf(x)=cosxf′(x)=-sinxf(x)=ax(a〉0,a≠1)f′(x)=axlnaf(x)=exf′(x)=exf(x)=logax(a>0,a≠1)f′(x)=eq\f(1,xlna)f(x)=lnxf′(x)=eq\f(1,x)f(x)=tanxf′(x)=eq\f(1,cos2x)f(x)=cotxf′(x)=-eq\f(1,sin2x)4.導(dǎo)數(shù)的四則運(yùn)算法則設(shè)兩個(gè)函數(shù)f(x),g(x)可導(dǎo),則和的導(dǎo)數(shù)[f(x)+g(x)]′=f′(x)+g′(x)差的導(dǎo)數(shù)[f(x)-g(x)]′=f′(x)-g′(x)積的導(dǎo)數(shù)[f(x)g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x)商的導(dǎo)數(shù)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(fx,gx)))′=eq\f(f′xgx-fxg′x,g2x)1.f′(x0)與(f(x0))′表示的意義相同.(×)2.若y=eq\r(3),則y′=eq\f(1,2)×3=eq\f(3,2)。(×)3.因?yàn)椋╨nx)′=eq\f(1,x),則eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x)))′=lnx.(×)類型一導(dǎo)數(shù)幾何意義的應(yīng)用例1求過曲線y=sinx上點(diǎn)Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(1,2)))且與過這點(diǎn)的切線垂直的直線方程.解∵y=sinx,∴y′=cosx,曲線在點(diǎn)Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(1,2)))處的切線斜率k=coseq\f(π,6)=eq\f(\r(3),2),∴過點(diǎn)P且與切線垂直的直線的斜率為-eq\f(2,\r(3)),故所求的直線方程為y-eq\f(1,2)=-eq\f(2,\r(3))(x-eq\f(π,6)),即2x+eq\r(3)y-eq\f(\r(3),2)-eq\f(π,3)=0。反思與感悟利用導(dǎo)數(shù)求切線方程時(shí)關(guān)鍵是找到切點(diǎn),若切點(diǎn)未知需設(shè)出.常見的類型有兩種,一類是求“在某點(diǎn)處的切線方程",則此點(diǎn)一定為切點(diǎn),易求斜率進(jìn)而寫出直線方程即可得;另一類是求“過某點(diǎn)的切線方程”,這種類型中的點(diǎn)不一定是切點(diǎn),可先設(shè)切點(diǎn)為Q(x1,y1),由eq\f(y0-y1,x0-x1)=f′(x1)和y1=f(x1)求出x1,y1的值,轉(zhuǎn)化為第一種類型.跟蹤訓(xùn)練1設(shè)函數(shù)f(x)=eq\f(1,3)x3+ax2-9x-1(a>0),直線l是曲線y=f(x)的一條切線,當(dāng)l的斜率最小時(shí),直線l與直線10x+y=6平行.(1)求a的值;(2)求f(x)在x=3處的切線方程.考點(diǎn)切線方程求解及應(yīng)用題點(diǎn)求曲線的切線方程解(1)∵f′(x)=x2+2ax-9=(x+a)2-a2-9,∴f′(x)min=-a2-9,由題意知-a2-9=-10,∴a=1或-1(舍去).故a=1.(2)由(1)得a=1。∴f′(x)=x2+2x-9,則k=f′(3)=6,f(3)=-10.∴f(x)在x=3處的切線方程為y+10=6(x-3),即6x-y-28=0。類型二導(dǎo)數(shù)的計(jì)算例2求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y=x2-lnx+ax+π;(2)y=3eq\r(3,x4)+4eq\r(x3);(3)y=eq\f(cosx,x2).考點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則題點(diǎn)導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則的應(yīng)用解(1)y′=(x2-lnx+ax+π)′=(x2)′-(lnx)′+(ax)′+π′=2x-eq\f(1,x)+axlna.(2)y′=(3eq\r(3,x4)+4eq\r(x3))′=(3eq\r(3,x4))′+(4eq\r(x3))′=4eq\r(3,x)+6eq\r(x)。(3)y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(cosx,x2)))′=eq\f(cosx′·x2-cosx·x2′,x4)=eq\f(-sinx·x2-cosx·2x,x4)=-eq\f(xsinx+2cosx,x3)。反思與感悟有關(guān)導(dǎo)數(shù)的計(jì)算應(yīng)注意以下兩點(diǎn)(1)熟練掌握公式:熟練掌握簡單函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式及函數(shù)的和、差、積、商的導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則.(2)注意靈活化簡:當(dāng)函數(shù)式比較復(fù)雜時(shí),要將函數(shù)形式進(jìn)行化簡,化簡的原則是將函數(shù)拆分成簡單函數(shù)的四則運(yùn)算形式,由于在導(dǎo)數(shù)的四則運(yùn)算公式中,和與差的求導(dǎo)法則較為簡潔,因此化簡時(shí)盡可能轉(zhuǎn)化為和、差的形式,盡量少用積、商求導(dǎo).跟蹤訓(xùn)練2求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y=eq\f(3x2-x\r(x)+5\r(x)-9,\r(x));(2)y=eq\f(cos2x,sinx+cosx).考點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則題點(diǎn)導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則的應(yīng)用解(1)∵∴=eq\f(9,2)eq\r(x)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(1,x2)))-1。(2)∵y=eq\f(cos2x,sinx+cosx)=eq\f(cos2x-sin2x,cosx+sinx)=cosx-sinx,∴y′=(cosx-sinx)′=(cosx)′-(sinx)′=-sinx-cosx。
類型三導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用例3設(shè)函數(shù)f(x)=a2x2(a>0),若函數(shù)y=f(x)圖像上的點(diǎn)到直線x-y-3=0距離的最小值為eq\r(2),求a的值.考點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用題點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用解因?yàn)閒(x)=a2x2,所以f′(x)=2a2x,令f′(x)=2a2x=1,得x=eq\f(1,2a2),此時(shí)y=eq\f(1,4a2),則點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2a2),\f(1,4a2)))到直線x-y-3=0的距離為eq\r(2),即eq\r(2)=eq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1,2a2)-\f(1,4a2)-3)),\r(2)),解得a=eq\f(1,2)或eq\f(\r(5),10).反思與感悟利用基本初等函數(shù)的求導(dǎo)公式,結(jié)合導(dǎo)數(shù)的幾何意義可以解決一些與距離、面積相關(guān)的幾何的最值問題.解題時(shí)可先利用圖像分析取最值時(shí)的位置情況,再利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義準(zhǔn)確計(jì)算.跟蹤訓(xùn)練3已知直線x-2y-4=0與拋物線y2=x相交于A,B兩點(diǎn),O是坐標(biāo)原點(diǎn),試在拋物線的弧上求一點(diǎn)P,使△ABP的面積最大.考點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用題點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用解設(shè)P(x0,y0),過點(diǎn)P與AB平行的直線為l,如圖.由于直線x-2y-4=0與拋物線y2=x相交于A,B兩點(diǎn),所以|AB|為定值,要使△ABP的面積最大,只要P到AB的距離最大,而P點(diǎn)是拋物線的弧上的一點(diǎn),因此點(diǎn)P是拋物線上平行于直線AB的切線的切點(diǎn),由圖知點(diǎn)P在x軸上方,y=eq\r(x),y′=eq\f(1,2\r(x)),由題意知kAB=eq\f(1,2)?!鄈l=eq\f(1,2\r(x0))=eq\f(1,2),即x0=1,∴y0=1.∴P(1,1).1.下列說法正確的是()A.若f′(x0)不存在,則曲線y=f(x)在點(diǎn)(x0,f(x0))處就沒有切線B.若曲線y=f(x)在點(diǎn)(x0,f(x0))處有切線,則f′(x0)必存在C.若f′(x0)不存在,則曲線y=f(x)在點(diǎn)(x0,f(x0))處的切線斜率不存在D.若曲線y=f(x)在點(diǎn)(x0,f(x0))處沒有切線,則f′(x0)有可能存在答案C解析k=f′(x0),所以f′(x0)不存在只說明曲線在該點(diǎn)處的切線斜率不存在,而當(dāng)斜率不存在時(shí),切線方程也可能存在,其切線方程為x=x0。2.已知函數(shù)f(x)=x22x,則f′(2)等于()A.16+ln2 B.16+8ln2C.8+16ln2 D.16+16ln2考點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的乘法與除法法則題點(diǎn)利用導(dǎo)數(shù)的乘除法則求導(dǎo)答案D解析∵f′(x)=2x·2x+x2·2xln2,∴f′(2)=16+16ln2。3.設(shè)函數(shù)f(x)=ax3+3x2+2,若f′(-1)=4,則a的值為()A。eq\f(19,3)B。eq\f(16,3)C.eq\f(13,3)D。eq\f(10,3)答案D解析f′(x)=3ax2+6x,∵f′(-1)=4,∴3a-6=4,∴a=eq\f(10,3).4.若直線y=eq\f(1,2)x+b是曲線y=lnx(x>0)的一條切線,則實(shí)數(shù)b=。考點(diǎn)基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式題點(diǎn)與切線有關(guān)的問題答案ln2-1解析設(shè)切點(diǎn)為(x0,y0),∵y′=eq\f(1,x),∴eq\f(1,2)=eq\f(1,x0),∴x0=2,∴y0=ln2,ln2=eq\f(1,2)×2+b,∴b=ln2-1。5.已知P,Q為拋物線x2=2y上兩點(diǎn),點(diǎn)P,Q的橫坐標(biāo)分別為4,-2,過P,Q分別作拋物線的切線,兩切線交于點(diǎn)A,則點(diǎn)A的縱坐標(biāo)為.考點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用題點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用答案-4解析由于P,Q為拋物線x2=2yeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(即y=fx=\f(1,2)x2))上的點(diǎn),且橫坐標(biāo)分別為4,-2,則P(4,8),Q(-2,2),從而在點(diǎn)P處的切線斜率k=f′(4)=4.由點(diǎn)斜式,得曲線在點(diǎn)P處的切線方程為y-8=4(x-4);同理,曲線在點(diǎn)Q處的切線方程為y-2=-2(x+2);上述兩方程聯(lián)立,解得交點(diǎn)A的縱坐標(biāo)為-4.1.利用定義求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是逼近思想的應(yīng)用.2.導(dǎo)數(shù)的幾何意義是曲線在一點(diǎn)的切線的斜率.3.對于復(fù)雜函數(shù)的求導(dǎo),可利用導(dǎo)數(shù)公式和導(dǎo)數(shù)的四則運(yùn)算法則,減少運(yùn)算量.一、選擇題1.y=2x+6從x=2到x=2。5的平均變化率是()A.0B.0。5C.2D.2。5考點(diǎn)平均變化率的概念題點(diǎn)求平均變化率答案C解析y=2x+6從x=2到x=2。5的平均變化率是eq\f(Δy,Δx)=eq\f(2×2。5+6-2×2+6,2。5-2)=2,故選C。2.若物體運(yùn)動方程為s=eq\f(1,4)t4-3t2,則t=4時(shí)的瞬時(shí)速度為()A.4B.64C.16D.40考點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的概念題點(diǎn)瞬時(shí)速度答案D解析∵s′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)t4-3t2))′=t3-6t,∴s′(4)=43-6×4=40.
3。已知y=f(x)的圖像如圖所示,則f′(xA)與f′(xB)的大小關(guān)系是()A.f′(xA)〉f′(xB)B.f′(xA)〈f′(xB)C.f′(xA)=f′(xB)D.不能確定答案B解析由導(dǎo)數(shù)的幾何意義,f′(xA),f′(xB)分別是切線在點(diǎn)A,B處切線的斜率,由圖像可知f′(xA)〈f′(xB).4.已知曲線y=x3-1與曲線y=3-eq\f(1,2)x2在x=x0處的切線互相垂直,則x0的值為()A。eq\f(\r(3),3)B.eq\f(\r(3,3),3)C。eq\r(3)D。eq\f(\r(3,9),3)考點(diǎn)切線方程的求解及應(yīng)用題點(diǎn)求切點(diǎn)坐標(biāo)答案D解析由導(dǎo)數(shù)的定義容易求得,曲線y=x3-1在x=x0處切線的斜率k1=3xeq\o\al(2,0),曲線y=3-eq\f(1,2)x2在x=x0處切線的斜率為k2=-x0,由于兩曲線在x=x0處的切線互相垂直,∴3xeq\o\al(2,0)·(-x0)=-1,∴x0=eq\f(\r(3,9),3),故選D。5.函數(shù)f(x)與g(x)是定義在R上的兩個(gè)可導(dǎo)函數(shù),若f(x),g(x)滿足f′(x)=g′(x),則f(x)與g(x)滿足()A.f(x)=g(x)B.f(x)=g(x)=0C.f(x)-g(x)是常數(shù)函數(shù)D.f(x)+g(x)是常數(shù)函數(shù)考點(diǎn)基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式題點(diǎn)常數(shù)、冪函數(shù)的導(dǎo)數(shù)答案C解析由f′(x)=g′(x)可知f′(x)-g′(x)=0,∴f(x)-g(x)=c。6.設(shè)P為曲線C:y=x2+2x+3上的點(diǎn),且曲線C在點(diǎn)P處的切線的傾斜角的取值范圍為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,4))),則點(diǎn)P橫坐標(biāo)的取值范圍為()A。eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-1,-\f(1,2))) B.[-1,0]C.[0,1] D.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))答案A解析設(shè)P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為m,先求出函數(shù)y=x2+2x+3上此處的導(dǎo)數(shù)eq\f(Δy,Δx)=eq\f(m+Δx2+2m+Δx+3-m2-2m-3,Δx)=eq\f(2mΔx+2Δx+Δx2,Δx)=2m+2+Δx,當(dāng)Δx趨于0時(shí),eq\f(Δy,Δx)趨于2m+2.∴f′(m)=2m+2.由于傾斜角的取值范圍為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,4))),∴0≤2m+2≤1?-1≤m≤-eq\f(1,2)。即點(diǎn)P橫坐標(biāo)的取值范圍為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-1,-\f(1,2))).7.已知函數(shù)y=x3+ax2-eq\f(4a,3),使其導(dǎo)數(shù)為0的x的值也使y為0,則常數(shù)a的值為()A.0 B.±3C.0或±3 D.以上答案都不對考點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的加法與減法法則題點(diǎn)導(dǎo)數(shù)加減法則的逆向應(yīng)用答案C解析由題設(shè)可知y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x3+ax2-\f(4a,3)))′=3x2+2ax。令y′=0,解得x=0或x=-eq\f(2a,3)。又∵當(dāng)x=0時(shí),y=0,∴0+a·0-eq\f(4a,3)=0,解得a=0;當(dāng)x=-eq\f(2a,3)時(shí),y=0,∴eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2a,3)))3+aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2a,3)))2-eq\f(4a,3)=0,解得a=0或a=±3?!郺=0或a=±3。8.若曲線f(x)=ax2+lnx上存在垂直于y軸的切線,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是()A.(-∞,0) B.(-∞,1)C.(0,+∞) D.(1,+∞)答案A解析由題意知該函數(shù)的定義域?yàn)椋?,+∞),f′(x)=2ax+eq\f(1,x)。因?yàn)榇嬖诖怪庇趛軸的切線,所以此時(shí)的切線的斜率為0,問題轉(zhuǎn)化為在區(qū)間(0,+∞)內(nèi)導(dǎo)函數(shù)f′(x)=2ax+eq\f(1,x)存在零點(diǎn).又轉(zhuǎn)化為函數(shù)g(x)=-2ax與函數(shù)h(x)=eq\f(1,x)的圖像有交點(diǎn).顯然a=0不符合題意;當(dāng)a>0時(shí),如圖(1),兩函數(shù)圖像顯然沒有交點(diǎn);當(dāng)a<0時(shí),如圖(2),兩函數(shù)圖像正好有一個(gè)交點(diǎn),綜上可得a〈0。二、填空題9.若曲線y=ax-lnx在(1,a)處的切線平行于x軸,則實(shí)數(shù)a=.考點(diǎn)切線方程的求解及應(yīng)用題點(diǎn)求切點(diǎn)坐標(biāo)答案1解析由題意得y=ax-lnx的導(dǎo)數(shù)為y′=a-eq\f(1,x),∵在點(diǎn)(1,a)處的切線平行于x軸,∴a-1=0,得a=1.10.已知函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)f′(x),且滿足f(x)=3x2+2xf′(2),則f′(5)=.考點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的加法與減法法則題點(diǎn)利用導(dǎo)數(shù)的加減法則求導(dǎo)答案6解析∵f′(x)=6x+2f′(2),∴f′(2)=12+2f′(2).∴f′(2)=-12?!鄁′(x)=6x-24.∴f′(5)=30-24=6。11.若曲線y=eq\r(x)在點(diǎn)P(a,eq\r(a))處的切線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為2,則實(shí)數(shù)a的值是.考點(diǎn)切線方程的求解及應(yīng)用題點(diǎn)由條件求參數(shù)答案4解析y′=eq\f(1,2\r(x)),切線方程為y-eq\r(a)=eq\f(1,2\r(a))(x-a),令x=0得,y=eq\f(\r(a),2),令y=0得,x=-a,由題意知eq\f(1,2)·eq\f(\r(a),2)·a=2,∴a=4。三、解答題12.設(shè)曲線C:y=x3-3x和直線x=a(a>0)的交點(diǎn)為P,曲線C在P點(diǎn)處的切線與x軸交于點(diǎn)Q(-a,0),求a的值.考點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用題點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用解由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y=x3-3x,,x=a,))解得P(a,a3-3a).因?yàn)閥′=3x2-3,所以曲線C在點(diǎn)P處的切線的斜率為3a2-3,切線方程為y-(a3-3a)=(3a2-3)(x-a).令y=0得切線與x軸的交點(diǎn)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2a3,3a2-3),0)),則eq\f(2a3,3a2-3)=-a,解得a=eq\f(\r(15),5)或a=-eq\f(\r(15),5)或a=0。因?yàn)閍>0,所以a的值為eq\f(\r(15),5)。13.在曲線y=eq\f(1,x)(x<0)上求一點(diǎn)P,使P到直線x+2y-4=0的距離最?。键c(diǎn)導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用題點(diǎn)導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用解由題意得平行于直線x+2y-4=0的y=eq\f(1,x)(x<0)的切線的切點(diǎn)即為所求P點(diǎn),設(shè)P(x0,y0),由y′=-eq\f(1,x2)得,k=-eq\f(1,x\o\al(2,0)),又x+2y-4=0的斜率為-eq\f(1,2),∴-eq\f(1,x\o\al(2,0))=-eq\f(1,2),∴x0=-eq\r(2)或eq\r(2)(舍去),當(dāng)x0=-eq\r(2)時(shí),y0=-eq\f(1,\r(2))=-eq\f(\r(2),2),即P點(diǎn)坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\r(2),-\f(\r(2),2))).四、探究與拓展14.若曲線y=x在點(diǎn)(a,a)處的切線與兩個(gè)
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