高中數(shù)學(xué)人教A版2第一章導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用導(dǎo)數(shù)的計(jì)算_第1頁(yè)
高中數(shù)學(xué)人教A版2第一章導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用導(dǎo)數(shù)的計(jì)算_第2頁(yè)
高中數(shù)學(xué)人教A版2第一章導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用導(dǎo)數(shù)的計(jì)算_第3頁(yè)
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導(dǎo)數(shù)的計(jì)算幾個(gè)常用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式及導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則(一)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.能根據(jù)定義求函數(shù)y=c(c為常數(shù)),y=x,y=x2,y=eq\f(1,x),y=eq\r(x)的導(dǎo)數(shù).2.能利用給出的基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式求簡(jiǎn)單函數(shù)的導(dǎo)數(shù).[知識(shí)鏈接]在前面,我們利用導(dǎo)數(shù)的定義能求出函數(shù)在某一點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù),那么能不能利用導(dǎo)數(shù)的定義求出比較簡(jiǎn)單的函數(shù)及基本函數(shù)的導(dǎo)數(shù)呢?類比用導(dǎo)數(shù)定義求函數(shù)在某點(diǎn)處導(dǎo)數(shù)的方法,如何用定義求函數(shù)y=f(x)的導(dǎo)數(shù)?答(1)計(jì)算eq\f(Δy,Δx),并化簡(jiǎn);(2)觀察當(dāng)Δx趨近于0時(shí),eq\f(Δy,Δx)趨近于哪個(gè)定值;(3)eq\f(Δy,Δx)趨近于的定值就是函數(shù)y=f(x)的導(dǎo)數(shù).[預(yù)習(xí)導(dǎo)引]1.幾個(gè)常用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)原函數(shù)導(dǎo)函數(shù)f(x)=c(c為常數(shù))f′(x)=0f(x)=xf′(x)=1f(x)=x2f′(x)=2xf(x)=eq\f(1,x)f′(x)=-eq\f(1,x2)f(x)=eq\r(x)f′(x)=eq\f(1,2\r(x))2.基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式原函數(shù)導(dǎo)函數(shù)f(x)=c(c為常數(shù))f′(x)=0f(x)=xα(α∈Q*)f′(x)=αxα-1f(x)=sinxf′(x)=cos_xf(x)=cosxf′(x)=-sin_xf(x)=axf′(x)=axln_a(a>0,且a≠1)f(x)=exf′(x)=exf(x)=logaxf′(x)=eq\f(1,xlna)(a>0,且a≠1)f(x)=lnxf′(x)=eq\f(1,x)要點(diǎn)一利用導(dǎo)數(shù)定義求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)例1用導(dǎo)數(shù)的定義求函數(shù)f(x)=2013x2的導(dǎo)數(shù).解f′(x)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(2013x+Δx2-2013x2,x+Δx-x)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(2013[x2+2x·Δx+Δx2]-2013x2,Δx)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(4026x·Δx+2013Δx2,Δx)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))(4026x+2013Δx)=4026x.規(guī)律方法解答此類問(wèn)題,應(yīng)注意以下幾條:(1)嚴(yán)格遵循“一差、二比、三取極限”的步驟.(2)當(dāng)Δx趨于0時(shí),k·Δx(k∈R)、(Δx)n(n∈N*)等也趨于0.(3)注意通分、分母(或分子)有理化、因式分解、配方等技巧的應(yīng)用.跟蹤演練1用導(dǎo)數(shù)的定義求函數(shù)y=x2+ax+b(a,b為常數(shù))的導(dǎo)數(shù).解y′=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(x+Δx2+ax+Δx+b-x2+ax+b,Δx)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(x2+2x·Δx+Δx2+ax+a·Δx+b-x2-ax-b,Δx)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(2x·Δx+a·Δx+Δx2,Δx)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))(2x+a+Δx)=2x+a.要點(diǎn)二利用導(dǎo)數(shù)公式求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)例2求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù)(1)y=sineq\f(π,3);(2)y=5x;(3)y=eq\f(1,x3);(4)y=eq\r(4,x3);(5)y=log3x.解(1)y′=0;(2)y′=(5x)′=5xln5;(3)y′=(x-3)′=-3x-4;(4)y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(4,x3)))′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x\f(3,4)))′=eq\f(3,4)x-eq\f(1,4)=eq\f(3,4\r(4,x));(5)y′=(log3x)′=eq\f(1,xln3).規(guī)律方法求簡(jiǎn)單函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的基本方法:(1)用導(dǎo)數(shù)的定義求導(dǎo),但運(yùn)算比較繁雜;(2)用導(dǎo)數(shù)公式求導(dǎo),可以簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程、降低運(yùn)算難度.解題時(shí)根據(jù)所給問(wèn)題的特征,將題中函數(shù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,再選擇合適的求導(dǎo)公式.跟蹤演練2求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y=x8;(2)y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))x;(3)y=xeq\r(x);(4)y=logeq\f(1,3)x.解(1)y′=8x7;(2)y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))xlneq\f(1,2)=-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))xln2;(3)∵y=xeq\r(x)=xeq\f(3,2),∴y′=eq\f(3,2)xeq\f(1,2);(4)y′=eq\f(1,xln\f(1,3))=-eq\f(1,xln3).要點(diǎn)三利用導(dǎo)數(shù)公式求曲線的切線方程例3求過(guò)曲線y=sinx上點(diǎn)Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(1,2)))且與過(guò)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)))處的切線斜率是:y′|x=eq\f(π,6)=coseq\f(π,6)=eq\f(\r(3),2).∴過(guò)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))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,6))),即2x+eq\r(3)y-eq\f(\r(3),2)-eq\f(π,3)=0.規(guī)律方法導(dǎo)數(shù)的幾何意義是曲線在某點(diǎn)處的切線的斜率;相互垂直的直線斜率乘積等于-1是解題的關(guān)鍵.跟蹤演練3已知點(diǎn)P(-1,1),點(diǎn)Q(2,4)是曲線y=x2上的兩點(diǎn),求與直線PQ平行的曲線y=x2的切線方程.解∵y′=(x2)′=2x,設(shè)切點(diǎn)為M(x0,y0),則y′|x=x0=2x0,又∵PQ的斜率為k=eq\f(4-1,2+1)=1,而切線平行于PQ,∴k=2x0=1,即x0=eq\f(1,2),所以切點(diǎn)為Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(1,4))).∴所求的切線方程為y-eq\f(1,4)=x-eq\f(1,2),即4x-4y-1=0.1.已知f(x)=x2,則f′(3)=()A.0 B.2xC.6 D.9答案C解析∵f(x)=x2,∴f′(x)=2x,∴f′(3)=6.2.函數(shù)f(x)=eq\r(x),則f′(3)等于()\f(\r(3),6) B.0C.eq\f(1,2\r(x)) D.eq\f(\r(3),2)答案A解析∵f′(x)=(eq\r(x))′=eq\f(1,2\r(x)),∴f′(3)=eq\f(1,2\r(3))=eq\f(\r(3),6).3.設(shè)正弦曲線y=sinx上一點(diǎn)P,以點(diǎn)P為切點(diǎn)的切線為直線l,則直線l的傾斜角的范圍是()\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,4)))∪eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,4),π)) B.[0,π)C.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,4),\f(3π,4))) D.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,4)))∪eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2),\f(3π,4)))答案A解析∵(sinx)′=cosx,∵kl=cosx,∴-1≤kl≤1,∴αl∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,4)))∪eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,4),π)).4.曲線y=ex在點(diǎn)(2,e2)處的切線與坐標(biāo)軸所圍三角形的面積為________.答案eq\f(1,2)e2解析∵y′=(ex)′=ex,∴k=e2,∴曲線在點(diǎn)(2,e2)處的切線方程為y-e2=e2(x-2),即y=e2x-e2.當(dāng)x=0時(shí),y=-e2,當(dāng)y=0時(shí),x=1.∴S△=eq\f(1,2)×1×eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(-e2))=eq\f(1,2)e2.1.利用常見函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式可以比較簡(jiǎn)捷的求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),其關(guān)鍵是牢記和運(yùn)用好導(dǎo)數(shù)公式.解題時(shí),能認(rèn)真觀察函數(shù)的結(jié)構(gòu)特征,積極地進(jìn)行聯(lián)想化歸.2.有些函數(shù)可先化簡(jiǎn)再應(yīng)用公式求導(dǎo).如求y=1-2sin2eq\f(x,2)的導(dǎo)數(shù).因?yàn)閥=1-2sin2eq\f(x,2)=cosx,所以y′=(cosx)′=-sinx.3.對(duì)于正、余弦函數(shù)的導(dǎo)數(shù),一是注意函數(shù)的變化,二是注意符號(hào)的變化.一、基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.下列結(jié)論中正確的個(gè)數(shù)為()①y=ln2,則y′=eq\f(1,2);②y=eq\f(1,x2),則y′|x=3=-eq\f(2,27);③y=2x,則y′=2xln2;④y=log2x,則y′=eq\f(1,xln2).A.0 B.1C.2 D.3答案D解析①y=ln2為常數(shù),所以y′=0.①錯(cuò).②③④正確.2.過(guò)曲線y=eq\f(1,x)上一點(diǎn)P的切線的斜率為-4,則點(diǎn)P的坐標(biāo)為()\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),2)) B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),2))或eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),-2))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),-2)) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),-2))答案B解析y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x)))′=-eq\f(1,x2)=-4,x=±eq\f(1,2),故選B.3.已知f(x)=xa,若f′(-1)=-4,則a的值等于()A.4 B.-4C.5 D.-5答案A解析f′(x)=axa-1,f′(-1)=a(-1)a-1=-4,a=4.4.函數(shù)f(x)=x3的斜率等于1的切線有()A.1條 B.2條C.3條 D.不確定答案B解析∵f′(x)=3x2,設(shè)切點(diǎn)為(x0,y0),則3xeq\o\al(2,0)=1,得x0=±eq\f(\r(3),3),即在點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),3),\f(\r(3),9)))和點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(\r(3),3),-\f(\r(3),9)))處有斜率為1的切線.5.曲線y=eq\f(9,x)在點(diǎn)M(3,3)處的切線方程是________.答案x+y-6=0解析∵y′=-eq\f(9,x2),∴y′|x=3=-1,∴過(guò)點(diǎn)(3,3)的斜率為-1的切線方程為:y-3=-(x-3)即x+y-6=0.6.若曲線y=x-eq\f(1,2)在點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a,a-\f(1,2)))處的切線與兩個(gè)坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為18,則a=________.答案64解析∵y=x-eq\f(1,2),∴y′=-eq\f(1,2)x-eq\f(3,2),∴曲線在點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a,a-\f(1,2)))處的切線斜率k=-eq\f(1,2)a-eq\f(3,2),∴切線方程為y-a-eq\f(1,2)=-eq\f(1,2)a-eq\f(3,2)(x-a).令x=0得y=eq\f(3,2)a-eq\f(1,2);令y=0得x=3a.∵該切線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為S=eq\f(1,2)·3a·eq\f(3,2)a-eq\f(1,2)=eq\f(9,4)aeq\f(1,2)=18,∴a=64.7.求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y=eq\r(5,x3);(2)y=eq\f(1,x4);(3)y=-2sineq\f(x,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-2cos2\f(x,4)));(4)y=log2x2-log2x.解(1)y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(5,x3)))′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x\f(3,5)))′=eq\f(3,5)xeq\f(3,5)-1=eq\f(3,5)x-eq\f(2,5)=eq\f(3,5\r(5,x2)).(2)y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x4)))′=(x-4)′=-4x-4-1=-4x-5=-eq\f(4,x5).(3)∵y=-2sineq\f(x,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-2cos2\f(x,4)))=2sineq\f(x,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2cos2\f(x,4)-1))=2sineq\f(x,2)coseq\f(x,2)=sinx,∴y′=(sinx)′=cosx.(4)∵y=log2x2-log2x=log2x,∴y′=(log2x)′=eq\f(1,x·ln2).二、能力提升8.已知直線y=kx是曲線y=ex的切線,則實(shí)數(shù)k的值為()\f(1,e) B.-eq\f(1,e)C.-e D.e答案D解析y′=ex,設(shè)切點(diǎn)為(x0,y0),則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y0=kx0,y0=ex0,k=ex0.))∴ex0=ex0·x0,∴x0=1,∴k=e.9.曲線y=lnx在x=a處的切線傾斜角為eq\f(π,4),則a=________.答案1解析y′=eq\f(1,x),∴y′|x=a=eq\f(1,a)=1,∴a=1.10.點(diǎn)P是曲線y=ex上任意一點(diǎn),則點(diǎn)P到直線y=x的最小距離為________.答案eq\f(\r(2),2)解析根據(jù)題意設(shè)平行于直線y=x的直線與曲線y=ex相切于點(diǎn)(x0,y0),該切點(diǎn)即為與y=x距離最近的點(diǎn),如圖.則在點(diǎn)(x0,y0)處的切線斜率為1,即y′|x=x0=1.∵y′=(ex)′=ex,∴ex0=1,得x0=0,代入y=ex,得y0=1,即P(0,1).利用點(diǎn)到直線的距離公式得距離為eq\f(\r(2),2).11.已知f(x)=cosx,g(x)=x,求適合f′(x)+g′(x)≤0的x的值.解∵f(x)=cosx,g(x)=x,∴f′(x)=(cosx)′=-sinx,g′(x)=x′=1,由f′(x)+g′(x)≤0,得-sinx+1≤0,即sinx≥1,但sinx∈[-1,1],∴sinx=1,∴x=2kπ+eq\f(π,2),k∈Z.12.已知拋物線y=x2,直線x-y-2=0,求拋物線上的點(diǎn)到直線的最短距離.解根據(jù)題意可知與直線x-y-2=0平行的拋物線y=x2的切線,對(duì)應(yīng)的切點(diǎn)到直線x-y-2=0的距離最短,設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,xeq\o\al(2,0)),則y′|x=x0=2x0=1,所以x0=eq\f(1,2),所以切點(diǎn)坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(1,4))),切點(diǎn)到直線x-y-2=0的距離d=eq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)-\f(1,4)-2)),\r(2))=eq\f(7\r(2),8),所以拋物線上的點(diǎn)到直線x-y-2=0的最短距離為eq\f(7\r(2),8).三、探究與創(chuàng)新13.設(shè)f0(x)=sinx,f1(x)=f′0(x),f2(x)=f′1(x),…,fn+1(x)=f′n(x),n∈N,試求f2014(x).解f1(x)=(sinx)′=cosx,f2(x)=(cosx)′=-sinx,f3(x)=(-sinx)′=-cosx,f4(x)=(-cosx)′=sinx,f5(x)=(sinx)′=f1(x),f6(x)=f2(x),…,fn+4(x)=fn(x),可知周期為4,∴f2014(x)=f2(x)=-sinx.1.2.2基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式及導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則(二[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.理解函數(shù)的和、差、積、商的求導(dǎo)法則.2.理解求導(dǎo)法則的證明過(guò)程,能夠綜合運(yùn)用導(dǎo)數(shù)公式和導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則求函數(shù)的導(dǎo)數(shù).3.能運(yùn)用復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則進(jìn)行復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo).[知識(shí)鏈接]前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了幾個(gè)常用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)和基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式,這樣做起題來(lái)比用導(dǎo)數(shù)的定義顯得格外輕松.我們已經(jīng)會(huì)求f(x)=5和g(x)=等基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù),那么怎樣求f(x)與g(x)的和、差、積、商的導(dǎo)數(shù)呢?答利用導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則.[預(yù)習(xí)導(dǎo)引]1.導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則法則語(yǔ)言敘述[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x)兩個(gè)函數(shù)的和(或差)的導(dǎo)數(shù),等于這兩個(gè)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的和(或差)[f(x)·g(x)]′=f′(x)·g(x)+f(x)·g′(x)兩個(gè)函數(shù)的積的導(dǎo)數(shù),等于第一個(gè)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)乘上第二個(gè)函數(shù),加上第一個(gè)函數(shù)乘上第二個(gè)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(fx,gx)))′=eq\f(f′xgx-fx·g′x,[gx]2)(g(x)≠0)兩個(gè)函數(shù)的商的導(dǎo)數(shù),等于分子的導(dǎo)數(shù)乘上分母減去分子乘上分母的導(dǎo)數(shù),再除以分母的平方2.復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則復(fù)合函數(shù)的概念一般地,對(duì)于兩個(gè)函數(shù)y=f(u)和u=g(x),如果通過(guò)變量u,y可以表示成x的函數(shù),那么稱這個(gè)函數(shù)為y=f(u)和u=g(x)的復(fù)合函數(shù),記作y=f(g(x))復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則復(fù)合函數(shù)y=f(g(x))的導(dǎo)數(shù)和函數(shù)y=f(u),u=g(x)的導(dǎo)數(shù)間的關(guān)系為yx′=y(tǒng)u′·ux′,即y對(duì)x的導(dǎo)數(shù)等于y對(duì)u的導(dǎo)數(shù)與u對(duì)x的導(dǎo)數(shù)的乘積要點(diǎn)一利用導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)例1求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y=x3-2x+3;(2)y=(x2+1)(x-1);(3)y=3x-lgx.解(1)y′=(x3)′-(2x)′+3′=3x2-2.(2)∵y=(x2+1)(x-1)=x3-x2+x-1,∴y′=(x3)′-(x2)′+x′-1′=3x2-2x+1.(3)函數(shù)y=3x-lgx是函數(shù)f(x)=3x與函數(shù)g(x)=lgx的差.由導(dǎo)數(shù)公式表分別得出f′(x)=3xln3,g′(x)=eq\f(1,xln10),利用函數(shù)差的求導(dǎo)法則可得(3x-lgx)′=f′(x)-g′(x)=3xln3-eq\f(1,xln10).規(guī)律方法本題是基本函數(shù)和(差)的求導(dǎo)問(wèn)題,求導(dǎo)過(guò)程要緊扣求導(dǎo)法則,聯(lián)系基本函數(shù)求導(dǎo)法則,對(duì)于不具備求導(dǎo)法則結(jié)構(gòu)形式的可先進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮愕茸冃无D(zhuǎn)化為較易求導(dǎo)的結(jié)構(gòu)形式再求導(dǎo)數(shù).跟蹤演練1求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y=5-4x3;(2)y=3x2+xcosx;(3)y=ex·lnx;(4)y=lgx-eq\f(1,x2).解(1)y′=-12x2;(2)y′=(3x2+xcosx)′=6x+cosx-xsinx;(3)y′=eq\f(ex,x)+ex·lnx;(4)y′=eq\f(1,xln10)+eq\f(2,x3).要點(diǎn)二求復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)例2求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y=ln(x+2);(2)y=(1+sinx)2;解(1)y=lnu,u=x+2∴y′x=y(tǒng)′u·u′x=(lnu)′·(x+2)′=eq\f(1,u)·1=eq\f(1,x+2).(2)y=u2,u=1+sinx,∴yx′=y(tǒng)u′·ux′=(u2)′·(1+sinx)′=2u·cosx=2cosx(1+sinx).規(guī)律方法應(yīng)用復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則求導(dǎo),應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:(1)中間變量的選取應(yīng)是基本函數(shù)結(jié)構(gòu).(2)正確分析函數(shù)的復(fù)合層次,并要弄清每一步是哪個(gè)變量對(duì)哪個(gè)變量的求導(dǎo).(3)一般是從最外層開始,由外及里,一層層地求導(dǎo).(4)善于把一部分表達(dá)式作為一個(gè)整體.(5)最后要把中間變量換成自變量的函數(shù).熟練后,就不必再寫中間步驟.跟蹤演練2(1)y=e2x+1;(2)y=(eq\r(x)-2)2.解(1)y=eu,u=2x+1,∴y′x=y(tǒng)′u·u′x=(eu)′·(2x+1)′=2eu=2e2x+1.(2)法一∵y=(eq\r(x)-2)2=x-4eq\r(x)+4,∴y′=x′-(4eq\r(x))′+4′=1-4×eq\f(1,2)x-eq\f(1,2)=1-eq\f(2,\r(x)).法二令u=eq\r(x)-2,則yx′=y(tǒng)u′·ux′=2(eq\r(x)-2)·(eq\r(x)-2)′=2(eq\r(x)-2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)·\f(1,\r(x))-0))=1-eq\f(2,\r(x)).要點(diǎn)三導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用例3求過(guò)點(diǎn)(1,-1)與曲線f(x)=x3-2x相切的直線方程.解設(shè)P(x0,y0)為切點(diǎn),則切線斜率為k=f′(x0)=3xeq\o\al(2,0)-2故切線方程為y-y0=(3xeq\o\al(2,0)-2)(x-x0) ①∵(x0,y0)在曲線上,∴y0=xeq\o\al(3,0)-2x0 ②又∵(1,-1)在切線上,∴將②式和(1,-1)代入①式得-1-(xeq\o\al(3,0)-2x0)=(3xeq\o\al(2,0)-2)(1-x0).解得x0=1或x0=-eq\f(1,2).故所求的切線方程為y+1=x-1或y+1=-eq\f(5,4)(x-1).即x-y-2=0或5x+4y-1=0.規(guī)律方法(1,-1)雖然在曲線上,但是經(jīng)過(guò)該點(diǎn)的切線不一定只有一條,即該點(diǎn)有可能是切點(diǎn),也可能是切線與曲線的交點(diǎn),解題時(shí)注意不要失解.跟蹤演練3已知某運(yùn)動(dòng)著的物體的運(yùn)動(dòng)方程為s(t)=eq\f(t-1,t2)+2t2(位移單位:m,時(shí)間單位:s),求t=3s時(shí)物體的瞬時(shí)速度.解∵s(t)=eq\f(t-1,t2)+2t2=eq\f(t,t2)-eq\f(1,t2)+2t2=eq\f(1,t)-eq\f(1,t2)+2t2,∴s′(t)=-eq\f(1,t2)+2·eq\f(1,t3)+4t,∴s′(3)=-eq\f(1,9)+eq\f(2,27)+12=eq\f(323,27),即物體在t=3s時(shí)的瞬時(shí)速度為eq\f(323,27)m/s.1.下列結(jié)論不正確的是()A.若y=3,則y′=0B.若f(x)=3x+1,則f′(1)=3C.若y=-eq\r(x)+x,則y′=-eq\f(1,2\r(x))+1D.若y=sinx+cosx,則y′=cosx+sinx答案D解析利用求導(dǎo)公式和導(dǎo)數(shù)的加、減運(yùn)算法則求解.D項(xiàng),∵y=sinx+cosx,∴y′=(sinx)′+(cosx)′=cosx-sinx.2.函數(shù)y=eq\f(cosx,1-x)的導(dǎo)數(shù)是()\f(-sinx+xsinx,1-x2) B.eq\f(xsinx-sinx-cosx,1-x2)C.eq\f(cosx-sinx+xsinx,1-x2) D.eq\f(cosx-sinx+xsinx,1-x)答案C解析y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(cosx,1-x)))′=eq\f(-sinx1-x-cosx·-1,1-x2)=eq\f(cosx-sinx+xsinx,1-x2).3.曲線y=eq\f(x,x+2)在點(diǎn)(-1,-1)處的切線方程為()A.y=2x+1 B.y=2x-1C.y=-2x-3 D.y=-2x+2答案A解析∵y′=eq\f(x′x+2-xx+2′,x+22)=eq\f(2,x+22),∴k=y(tǒng)′|x=-1=eq\f(2,-1+22)=2,∴切線方程為y+1=2(x+1),即y=2x+1.4.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=________.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.求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)要準(zhǔn)確把函數(shù)分割為基本函數(shù)的和、差、積、商,再利用運(yùn)算法則求導(dǎo)數(shù).在求導(dǎo)過(guò)程中,要仔細(xì)分析出函數(shù)解析式的結(jié)構(gòu)特征,根據(jù)導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則,聯(lián)系基本函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式.對(duì)于不具備導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則結(jié)構(gòu)形式的要進(jìn)行適當(dāng)恒等變形,轉(zhuǎn)化為較易求導(dǎo)的結(jié)構(gòu)形式,再求導(dǎo)數(shù),進(jìn)而解決一些切線斜率、瞬時(shí)速度等問(wèn)題.一、基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.設(shè)y=-2exsinx,則y′等于()A.-2excosx B.-2exsinxC.2exsinx D.-2ex(sinx+cosx)答案D解析y′=-2(exsinx+excosx)=-2ex(sinx+cosx).2.當(dāng)函數(shù)y=eq\f(x2+a2,x)(a>0)在x=x0處的導(dǎo)數(shù)為0時(shí),那么x0=()A.a(chǎn) B.±aC.-a D.a(chǎn)2答案B解析y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x2+a2,x)))′=eq\f(2x·x-x2+a2,x2)=eq\f(x2-a2,x2),由xeq\o\al(2,0)-a2=0得x0=±a.3.設(shè)曲線y=eq\f(x+1,x-1)在點(diǎn)(3,2)處的切線與直線ax+y+1=0垂直,則a等于()A.2 B.eq\f(1,2)C.-eq\f(1,2) D.-2答案D解析∵y=eq\f(x+1,x-1)=1+eq\f(2,x-1),∴y′=-eq\f(2,x-12).∴y′|x=3=-eq\f(1,2).∴-a=2,即a=-2.4.已知曲線y=x3在點(diǎn)P處的切線斜率為k,則當(dāng)k=3時(shí)的P點(diǎn)坐標(biāo)為()A.(-2,-8) B.(-1,-1)或(1,1)C.(2,8) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),-\f(1,8)))答案B解析y′=3x2,∵k=3,∴3x2=3,∴x=±1,則P點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,-1)或(1,1).5.設(shè)函數(shù)f(x)=g(x)+x2,曲線y=g(x)在點(diǎn)(1,g(1))處的切線方程為y=2x+1,則曲線y=f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處切線的斜率為________.答案4解析依題意得f′(x)=g′(x)+2x,f′(1)=g′(1)+2=4.6.已知f(x)=eq\f(1,3)x3+3xf′(0),則f′(1)=________.答案1解析由于f′(0)是一常數(shù),所以f′(x)=x2+3f′(0)令x=0,則f′(0)=0,∴f′(1)=12+3f′(0)=7.求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y=(2x2+3)(3x-1);(2)y=x-sineq\f(x,2)coseq\f(x,2).解(1)法一y′=(2x2+3)′(3x-1)+(2x2+3)(3x-1)′=4x(3x-1)+3(2x2+3)=18x2-4x+9.法二∵y=(2x2+3)(3x-1)=6x3-2x2+9x-3,∴y′=(6x3-2x2+9x-3)′=18x2-4x+9.(2)∵y=x-sineq\f(x,2)coseq\f(x,2)=x-eq\f(1,2)sinx,∴y′=x′-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)sinx))′=1-eq\f(1,2)cosx.二、能力提升8.曲線y=eq\f(sinx,sinx+cosx)-eq\f(1,2)在點(diǎn)Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4),0))處的切線的斜率為()A.-eq\f(1,2) B.eq\f(1,2)C.-eq\f(\r(2),2) D.eq\f(\r(2),2)答案B解析y′=eq\f(cosxsinx+cosx-sinxcosx-sinx,sinx+cosx2)=eq\f(1,sinx+cosx2),故y′|eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(x=\f(π,4)))=eq\f(1,2),∴曲線在點(diǎn)Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4),0))處的切線的斜率為eq\f(1,2).9.已知點(diǎn)P在曲線y=eq\f(4,ex+1)上,α為曲線在點(diǎn)P處的切線的傾斜角,則α的取值范圍是()A.[0,eq\f(π,4)) B.[eq\f(π,4),eq\f(π,2))C.(eq\f(π,2),eq\f(3π,4)] D.[eq\f(3π,4),π)答案D解析y′=-eq\f(4ex,ex+12)=-eq\f(4ex,e2x+2ex+1),設(shè)t=ex∈(0,+∞),則y′=-eq\f(4t,t2+2t+1)=-eq\f(4,t+\f(1,t)+2),∵t+eq\f(1,t)≥2,∴y′∈[-1,0),α∈[eq\f(3π,4),π).10.(2023·江西)設(shè)函數(shù)f(x)在(0,+∞)內(nèi)可導(dǎo),且f(ex)=x+ex,則f′(1)=________.答案2解析令t=ex,則x=lnt,所以函數(shù)為f(t)=lnt+t,即f(x)=lnx+x,所以f′(x)=eq\f(1,x)+1,即f′(1)=eq\f(1,1)+1=2.11.求過(guò)點(diǎn)(2,0)且與曲線y=x3相切的直線方程.解點(diǎn)(2,0)不在曲線y=x3上,可令切點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,xeq\o\al(3,0)).由題意,所求直線方程的斜率k=eq\f(x\o\al(3,0)-0,x0-2)=y(tǒng)′|x=x0=3xeq\o\al(2,0),即eq\f(x\o\al(3,0),x0-2)=3xeq\o\al(2,0),解得x0=0或x0=3.當(dāng)x0=0時(shí),得切點(diǎn)坐標(biāo)是(0,0),斜率k=0,則所求直線方程是y=0;當(dāng)x0=3時(shí),得切點(diǎn)坐標(biāo)是(3,27),斜率k=27,則所求直線方程是y-27=27(x-3),即27x-y-54=0.綜上,所求的直線方程為y=0或27x-y-54=0.12.已知曲線f(x)=x3-3x,過(guò)點(diǎn)A(0,16)作曲線f(x)的切線,求曲線的切線方程.解設(shè)切點(diǎn)為(x0,y0),則由導(dǎo)數(shù)定義得切線的斜率k=f′(x0)=3xeq\o\al(2,0)-3,∴切線方程為y=(3xeq\o\al(2,0)-3)x+16,又切點(diǎn)(x0,y0)在切線上,∴y0=3(xeq\o\al(2,0)-1)x0+16,即xeq\o\al(3,0)-3x0=3(xeq\o\al(2,0)-1)x0+16,解得x0=-2,∴切線方程為9x-y+16=0.三、探究與創(chuàng)新13.設(shè)函數(shù)f(x)=ax-eq\f(b,x),曲線y=f(x)在點(diǎn)(2,f(2))處的切線方程為7x-4y-12=0.(1)求f(x)的解析式;(2)證明:曲線y=f(x)上任一點(diǎn)處的切線與直線x=0和直線y=x所圍成的三角形的面積為定值,并求此定值.(1)解由7x-4y-12=0得y=eq\f(7,4)x-3.當(dāng)x=2時(shí),y=eq\f(1,2),∴f(2)=eq\f(1,2), ①又f′(x)=a+eq\f(b,x2),∴f′(2)=eq\f(7,4), ②由①,②得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2a-\f(b,2)=\f(1,2),a+\f(b,4)=\f(7,4).))解之得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a=1,b=3)).故f(x)=x-eq\f(3,x).(2)證明設(shè)P(x0,y0)為曲線上任一點(diǎn),由y′=1+eq\f(3,x2)知曲線在點(diǎn)P(x0,y0)處的切線方程為y-y0=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(3,x\o\al(2,0))))(x-x0),即y-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0-\f(3,x0)))=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(3,x\o\al(2,0))))(x-x0).令x=0得y=-eq\f(6,x0),從而得切線與直線x=0的交點(diǎn)坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,-\f(6,x0))).令y=x得y=x=2x0,從而得切線與直線y=x的交點(diǎn)坐標(biāo)為(2x0,2x0).所以點(diǎn)P(x0,y0)處的切線與直線x=0,y=x所圍成的三角形面積為eq\f(1,2)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(-\f(6,x0)))eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(2x0))=6.故曲線y=f(x)上任一點(diǎn)處的切線與直線x=0,y=x所圍成的三角形的面積為定值,此定值為6.1.2導(dǎo)數(shù)的計(jì)算1.幾個(gè)常用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)1.基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式及導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則(一)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.能根據(jù)定義求函數(shù)y=c(c為常數(shù)),y=x,y=x2,y=eq\f(1,x),y=eq\r(x)的導(dǎo)數(shù).2.能利用給出的基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式求簡(jiǎn)單函數(shù)的導(dǎo)數(shù).[知識(shí)鏈接]在前面,我們利用導(dǎo)數(shù)的定義能求出函數(shù)在某一點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù),那么能不能利用導(dǎo)數(shù)的定義求出比較簡(jiǎn)單的函數(shù)及基本函數(shù)的導(dǎo)數(shù)呢?類比用導(dǎo)數(shù)定義求函數(shù)在某點(diǎn)處導(dǎo)數(shù)的方法,如何用定義求函數(shù)y=f(x)的導(dǎo)數(shù)?答(1)計(jì)算eq\f(Δy,Δx),并化簡(jiǎn);(2)觀察當(dāng)Δx趨近于0時(shí),eq\f(Δy,Δx)趨近于哪個(gè)定值;(3)eq\f(Δy,Δx)趨近于的定值就是函數(shù)y=f(x)的導(dǎo)數(shù).[預(yù)習(xí)導(dǎo)引]1.幾個(gè)常用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)原函數(shù)導(dǎo)函數(shù)f(x)=c(c為常數(shù))f′(x)=0f(x)=xf′(x)=1f(x)=x2f′(x)=2xf(x)=eq\f(1,x)f′(x)=-eq\f(1,x2)f(x)=eq\r(x)f′(x)=eq\f(1,2\r(x))2.基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式原函數(shù)導(dǎo)函數(shù)f(x)=c(c為常數(shù))f′(x)=0f(x)=xα(α∈Q*)f′(x)=αxα-1f(x)=sinxf′(x)=cos_xf(x)=cosxf′(x)=-sin_xf(x)=axf′(x)=axln_a(a>0,且a≠1)f(x)=exf′(x)=exf(x)=logaxf′(x)=eq\f(1,xlna)(a>0,且a≠1)f(x)=lnxf′(x)=eq\f(1,x)要點(diǎn)一利用導(dǎo)數(shù)定義求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)例1用導(dǎo)數(shù)的定義求函數(shù)f(x)=2013x2的導(dǎo)數(shù).解f′(x)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(2013x+Δx2-2013x2,x+Δx-x)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(2013[x2+2x·Δx+Δx2]-2013x2,Δx)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(4026x·Δx+2013Δx2,Δx)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))(4026x+2013Δx)=4026x.規(guī)律方法解答此類問(wèn)題,應(yīng)注意以下幾條:(1)嚴(yán)格遵循“一差、二比、三取極限”的步驟.(2)當(dāng)Δx趨于0時(shí),k·Δx(k∈R)、(Δx)n(n∈N*)等也趨于0.(3)注意通分、分母(或分子)有理化、因式分解、配方等技巧的應(yīng)用.跟蹤演練1用導(dǎo)數(shù)的定義求函數(shù)y=x2+ax+b(a,b為常數(shù))的導(dǎo)數(shù).解y′=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(x+Δx2+ax+Δx+b-x2+ax+b,Δx)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(x2+2x·Δx+Δx2+ax+a·Δx+b-x2-ax-b,Δx)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))eq\f(2x·Δx+a·Δx+Δx2,Δx)=eq\o(lim,\s\do4(Δx→0))(2x+a+Δx)=2x+a.要點(diǎn)二利用導(dǎo)數(shù)公式求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)例2求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù)(1)y=sineq\f(π,3);(2)y=5x;(3)y=eq\f(1,x3);(4)y=eq\r(4,x3);(5)y=log3x.解(1)y′=0;(2)y′=(5x)′=5xln5;(3)y′=(x-3)′=-3x-4;(4)y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(4,x3)))′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x\f(3,4)))′=eq\f(3,4)x-eq\f(1,4)=eq\f(3,4\r(4,x));(5)y′=(log3x)′=eq\f(1,xln3).規(guī)律方法求簡(jiǎn)單函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的基本方法:(1)用導(dǎo)數(shù)的定義求導(dǎo),但運(yùn)算比較繁雜;(2)用導(dǎo)數(shù)公式求導(dǎo),可以簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程、降低運(yùn)算難度.解題時(shí)根據(jù)所給問(wèn)題的特征,將題中函數(shù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,再選擇合適的求導(dǎo)公式.跟蹤演練2求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y=x8;(2)y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))x;(3)y=xeq\r(x);(4)y=logeq\f(1,3)x.解(1)y′=8x7;(2)y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))xlneq\f(1,2)=-eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))xln2;(3)∵y=xeq\r(x)=xeq\f(3,2),∴y′=eq\f(3,2)xeq\f(1,2);(4)y′=eq\f(1,xln\f(1,3))=-eq\f(1,xln3).要點(diǎn)三利用導(dǎo)數(shù)公式求曲線的切線方程例3求過(guò)曲線y=sinx上點(diǎn)Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6),\f(1,2)))且與過(guò)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)))處的切線斜率是:y′|x=eq\f(π,6)=coseq\f(π,6)=eq\f(\r(3),2).∴過(guò)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))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(π,6))),即2x+eq\r(3)y-eq\f(\r(3),2)-eq\f(π,3)=0.規(guī)律方法導(dǎo)數(shù)的幾何意義是曲線在某點(diǎn)處的切線的斜率;相互垂直的直線斜率乘積等于-1是解題的關(guān)鍵.跟蹤演練3已知點(diǎn)P(-1,1),點(diǎn)Q(2,4)是曲線y=x2上的兩點(diǎn),求與直線PQ平行的曲線y=x2的切線方程.解∵y′=(x2)′=2x,設(shè)切點(diǎn)為M(x0,y0),則y′|x=x0=2x0,又∵PQ的斜率為k=eq\f(4-1,2+1)=1,而切線平行于PQ,∴k=2x0=1,即x0=eq\f(1,2),所以切點(diǎn)為Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(1,4))).∴所求的切線方程為y-eq\f(1,4)=x-eq\f(1,2),即4x-4y-1=0.1.已知f(x)=x2,則f′(3)=()A.0 B.2xC.6 D.9答案C解析∵f(x)=x2,∴f′(x)=2x,∴f′(3)=6.2.函數(shù)f(x)=eq\r(x),則f′(3)等于()\f(\r(3),6) B.0C.eq\f(1,2\r(x)) D.eq\f(\r(3),2)答案A解析∵f′(x)=(eq\r(x))′=eq\f(1,2\r(x)),∴f′(3)=eq\f(1,2\r(3))=eq\f(\r(3),6).3.設(shè)正弦曲線y=sinx上一點(diǎn)P,以點(diǎn)P為切點(diǎn)的切線為直線l,則直線l的傾斜角的范圍是()\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,4)))∪eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,4),π)) B.[0,π)C.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,4),\f(3π,4))) D.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,4)))∪eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2),\f(3π,4)))答案A解析∵(sinx)′=cosx,∵kl=cosx,∴-1≤kl≤1,∴αl∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(π,4)))∪eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,4),π)).4.曲線y=ex在點(diǎn)(2,e2)處的切線與坐標(biāo)軸所圍三角形的面積為________.答案eq\f(1,2)e2解析∵y′=(ex)′=ex,∴k=e2,∴曲線在點(diǎn)(2,e2)處的切線方程為y-e2=e2(x-2),即y=e2x-e2.當(dāng)x=0時(shí),y=-e2,當(dāng)y=0時(shí),x=1.∴S△=eq\f(1,2)×1×eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(-e2))=eq\f(1,2)e2.1.利用常見函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式可以比較簡(jiǎn)捷的求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),其關(guān)鍵是牢記和運(yùn)用好導(dǎo)數(shù)公式.解題時(shí),能認(rèn)真觀察函數(shù)的結(jié)構(gòu)特征,積極地進(jìn)行聯(lián)想化歸.2.有些函數(shù)可先化簡(jiǎn)再應(yīng)用公式求導(dǎo).如求y=1-2sin2eq\f(x,2)的導(dǎo)數(shù).因?yàn)閥=1-2sin2eq\f(x,2)=cosx,所以y′=(cosx)′=-sinx.3.對(duì)于正、余弦函數(shù)的導(dǎo)數(shù),一是注意函數(shù)的變化,二是注意符號(hào)的變化.一、基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.下列結(jié)論中正確的個(gè)數(shù)為()①y=ln2,則y′=eq\f(1,2);②y=eq\f(1,x2),則y′|x=3=-eq\f(2,27);③y=2x,則y′=2xln2;④y=log2x,則y′=eq\f(1,xln2).A.0 B.1C.2 D.3答案D解析①y=ln2為常數(shù),所以y′=0.①錯(cuò).②③④正確.2.過(guò)曲線y=eq\f(1,x)上一點(diǎn)P的切線的斜率為-4,則點(diǎn)P的坐標(biāo)為()\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),2)) B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),2))或eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),-2))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),-2)) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),-2))答案B解析y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x)))′=-eq\f(1,x2)=-4,x=±eq\f(1,2),故選B.3.已知f(x)=xa,若f′(-1)=-4,則a的值等于()A.4 B.-4C.5 D.-5答案A解析f′(x)=axa-1,f′(-1)=a(-1)a-1=-4,a=4.4.函數(shù)f(x)=x3的斜率等于1的切線有()A.1條 B.2條C.3條 D.不確定答案B解析∵f′(x)=3x2,設(shè)切點(diǎn)為(x0,y0),則3xeq\o\al(2,0)=1,得x0=±eq\f(\r(3),3),即在點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),3),\f(\r(3),9)))和點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(\r(3),3),-\f(\r(3),9)))處有斜率為1的切線.5.曲線y=eq\f(9,x)在點(diǎn)M(3,3)處的切線方程是________.答案x+y-6=0解析∵y′=-eq\f(9,x2),∴y′|x=3=-1,∴過(guò)點(diǎn)(3,3)的斜率為-1的切線方程為:y-3=-(x-3)即x+y-6=0.6.若曲線y=x-eq\f(1,2)在點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a,a-\f(1,2)))處的切線與兩個(gè)坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為18,則a=________.答案64解析∵y=x-eq\f(1,2),∴y′=-eq\f(1,2)x-eq\f(3,2),∴曲線在點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a,a-\f(1,2)))處的切線斜率k=-eq\f(1,2)a-eq\f(3,2),∴切線方程為y-a-eq\f(1,2)=-eq\f(1,2)a-eq\f(3,2)(x-a).令x=0得y=eq\f(3,2)a-eq\f(1,2);令y=0得x=3a.∵該切線與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為S=eq\f(1,2)·3a·eq\f(3,2)a-eq\f(1,2)=eq\f(9,4)aeq\f(1,2)=18,∴a=64.7.求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y=eq\r(5,x3);(2)y=eq\f(1,x4);(3)y=-2sineq\f(x,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-2cos2\f(x,4)));(4)y=log2x2-log2x.解(1)y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(5,x3)))′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x\f(3,5)))′=eq\f(3,5)xeq\f(3,5)-1=eq\f(3,5)x-eq\f(2,5)=eq\f(3,5\r(5,x2)).(2)y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,x4)))′=(x-4)′=-4x-4-1=-4x-5=-eq\f(4,x5).(3)∵y=-2sineq\f(x,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-2cos2\f(x,4)))=2sineq\f(x,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2cos2\f(x,4)-1))=2sineq\f(x,2)coseq\f(x,2)=sinx,∴y′=(sinx)′=cosx.(4)∵y=log2x2-log2x=log2x,∴y′=(log2x)′=eq\f(1,x·ln2).二、能力提升8.已知直線y=kx是曲線y=ex的切線,則實(shí)數(shù)k的值為()\f(1,e) B.-eq\f(1,e)C.-e D.e答案D解析y′=ex,設(shè)切點(diǎn)為(x0,y0),則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y0=kx0,y0=ex0,k=ex0.))∴ex0=ex0·x0,∴x0=1,∴k=e.9.曲線y=lnx在x=a處的切線傾斜角為eq\f(π,4),則a=________.答案1解析y′=eq\f(1,x),∴y′|x=a=eq\f(1,a)=1,∴a=1.10.點(diǎn)P是曲線y=ex上任意一點(diǎn),則點(diǎn)P到直線y=x的最小距離為________.答案eq\f(\r(2),2)解析根據(jù)題意設(shè)平行于直線y=x的直線與曲線y=ex相切于點(diǎn)(x0,y0),該切點(diǎn)即為與y=x距離最近的點(diǎn),如圖.則在點(diǎn)(x0,y0)處的切線斜率為1,即y′|x=x0=1.∵y′=(ex)′=ex,∴ex0=1,得x0=0,代入y=ex,得y0=1,即P(0,1).利用點(diǎn)到直線的距離公式得距離為eq\f(\r(2),2).11.已知f(x)=cosx,g(x)=x,求適合f′(x)+g′(x)≤0的x的值.解∵f(x)=cosx,g(x)=x,∴f′(x)=(cosx)′=-sinx,g′(x)=x′=1,由f′(x)+g′(x)≤0,得-sinx+1≤0,即sinx≥1,但sinx∈[-1,1],∴sinx=1,∴x=2kπ+eq\f(π,2),k∈Z.12.已知拋物線y=x2,直線x-y-2=0,求拋物線上的點(diǎn)到直線的最短距離.解根據(jù)題意可知與直線x-y-2=0平行的拋物線y=x2的切線,對(duì)應(yīng)的切點(diǎn)到直線x-y-2=0的距離最短,設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,xeq\o\al(2,0)),則y′|x=x0=2x0=1,所以x0=eq\f(1,2),所以切點(diǎn)坐標(biāo)為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(1,4))),切點(diǎn)到直線x-y-2=0的距離d=eq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)-\f(1,4)-2)),\r(2))=eq\f(7\r(2),8),所以拋物線上的點(diǎn)到直線x-y-2=0的最短距離為eq\f(7\r(2),8).三、探究與創(chuàng)新13.設(shè)f0(x)=sinx,f1(x)=f′0(x),f2(x)=f′1(x),…,fn+1(x)=f′n(x),n∈N,試求f2014(x).解f1(x)=(sinx)′=cosx,f2(x)=(cosx)′=-sinx,f3(x)=(-sinx)′=-cosx,f4(x)=(-cosx)′=sinx,f5(x)=(sinx)′=f1(x),f6(x)=f2(x),…,fn+4(x)=fn(x),可知周期為4,∴f2014(x)=f2(x)=-sinx.1.2.2基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式及導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則(二[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.理解函數(shù)的和、差、積、商的求導(dǎo)法則.2.理解求導(dǎo)法則的證明過(guò)程,能夠綜合運(yùn)用導(dǎo)數(shù)公式和導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則求函數(shù)的導(dǎo)數(shù).3.能運(yùn)用復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則進(jìn)行復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo).[知識(shí)鏈接]前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了幾個(gè)常用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)和基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式,這樣做起題來(lái)比用導(dǎo)數(shù)的定義顯得格外輕松.我們已經(jīng)會(huì)求f(x)=5和g(x)=等基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù),那么怎樣求f(x)與g(x)的和、差、積、商的導(dǎo)數(shù)呢?答利用導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則.[預(yù)習(xí)導(dǎo)引]1.導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則法則語(yǔ)言敘述[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x)兩個(gè)函數(shù)的和(或差)的導(dǎo)數(shù),等于這兩個(gè)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的和(或差)[f(x)·g(x)]′=f′(x)·g(x)+f(x)·g′(x)兩個(gè)函數(shù)的積的導(dǎo)數(shù),等于第一個(gè)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)乘上第二個(gè)函數(shù),加上第一個(gè)函數(shù)乘上第二個(gè)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(fx,gx)))′=eq\f(f′xgx-fx·g′x,[gx]2)(g(x)≠0)兩個(gè)函數(shù)的商的導(dǎo)數(shù),等于分子的導(dǎo)數(shù)乘上分母減去分子乘上分母的導(dǎo)數(shù),再除以分母的平方2.復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則復(fù)合函數(shù)的概念一般地,對(duì)于兩個(gè)函數(shù)y=f(u)和u=g(x),如果通過(guò)變量u,y可以表示成x的函數(shù),那么稱這個(gè)函數(shù)為y=f(u)和u=g(x)的復(fù)合函數(shù),記作y=f(g(x))復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則復(fù)合函數(shù)y=f(g(x))的導(dǎo)數(shù)和函數(shù)y=f(u),u=g(x)的導(dǎo)數(shù)間的關(guān)系為yx′=y(tǒng)u′·ux′,即y對(duì)x的導(dǎo)數(shù)等于y對(duì)u的導(dǎo)數(shù)與u對(duì)x的導(dǎo)數(shù)的乘積要點(diǎn)一利用導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)例1求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y=x3-2x+3;(2)y=(x2+1)(x-1);(3)y=3x-lgx.解(1)y′=(x3)′-(2x)′+3′=3x2-2.(2)∵y=(x2+1)(x-1)=x3-x2+x-1,∴y′=(x3)′-(x2)′+x′-1′=3x2-2x+1.(3)函數(shù)y=3x-lgx是函數(shù)f(x)=3x與函數(shù)g(x)=lgx的差.由導(dǎo)數(shù)公式表分別得出f′(x)=3xln3,g′(x)=eq\f(1,xln10),利用函數(shù)差的求導(dǎo)法則可得(3x-lgx)′=f′(x)-g′(x)=3xln3-eq\f(1,xln10).規(guī)律方法本題是基本函數(shù)和(差)的求導(dǎo)問(wèn)題,求導(dǎo)過(guò)程要緊扣求導(dǎo)法則,聯(lián)系基本函數(shù)求導(dǎo)法則,對(duì)于不具備求導(dǎo)法則結(jié)構(gòu)形式的可先進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮愕茸冃无D(zhuǎn)化為較易求導(dǎo)的結(jié)構(gòu)形式再求導(dǎo)數(shù).跟蹤演練1求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y=5-4x3;(2)y=3x2+xcosx;(3)y=ex·lnx;(4)y=lgx-eq\f(1,x2).解(1)y′=-12x2;(2)y′=(3x2+xcosx)′=6x+cosx-xsinx;(3)y′=eq\f(ex,x)+ex·lnx;(4)y′=eq\f(1,xln10)+eq\f(2,x3).要點(diǎn)二求復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)例2求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y=ln(x+2);(2)y=(1+sinx)2;解(1)y=lnu,u=x+2∴y′x=y(tǒng)′u·u′x=(lnu)′·(x+2)′=eq\f(1,u)·1=eq\f(1,x+2).(2)y=u2,u=1+sinx,∴yx′=y(tǒng)u′·ux′=(u2)′·(1+sinx)′=2u·cosx=2cosx(1+sinx).規(guī)律方法應(yīng)用復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則求導(dǎo),應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:(1)中間變量的選取應(yīng)是基本函數(shù)結(jié)構(gòu).(2)正確分析函數(shù)的復(fù)合層次,并要弄清每一步是哪個(gè)變量對(duì)哪個(gè)變量的求導(dǎo).(3)一般是從最外層開始,由外及里,一層層地求導(dǎo).(4)善于把一部分表達(dá)式作為一個(gè)整體.(5)最后要把中間變量換成自變量的函數(shù).熟練后,就不必再寫中間步驟.跟蹤演練2(1)y=e2x+1;(2)y=(eq\r(x)-2)2.解(1)y=eu,u=2x+1,∴y′x=y(tǒng)′u·u′x=(eu)′·(2x+1)′=2eu=2e2x+1.(2)法一∵y=(eq\r(x)-2)2=x-4eq\r(x)+4,∴y′=x′-(4eq\r(x))′+4′=1-4×eq\f(1,2)x-eq\f(1,2)=1-eq\f(2,\r(x)).法二令u=eq\r(x)-2,則yx′=y(tǒng)u′·ux′=2(eq\r(x)-2)·(eq\r(x)-2)′=2(eq\r(x)-2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)·\f(1,\r(x))-0))=1-eq\f(2,\r(x)).要點(diǎn)三導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用例3求過(guò)點(diǎn)(1,-1)與曲線f(x)=x3-2x相切的直線方程.解設(shè)P(x0,y0)為切點(diǎn),則切線斜率為k=f′(x0)=3xeq\o\al(2,0)-2故切線方程為y-y0=(3xeq\o\al(2,0)-2)(x-x0) ①∵(x0,y0)在曲線上,∴y0=xeq\o\al(3,0)-2x0 ②又∵(1,-1)在切線上,∴將②式和(1,-1)代入①式得-1-(xeq\o\al(3,0)-2x0)=(3xeq\o\al(2,0)-2)(1-x0).解得x0=1或x0=-eq\f(1,2).故所求的切線方程為y+1=x-1或y+1=-eq\f(5,4)(x-1).即x-y-2=0或5x+4y-1=0.規(guī)律方法(1,-1)雖然在曲線上,但是經(jīng)過(guò)該點(diǎn)的切線不一定只有一條,即該點(diǎn)有可能是切點(diǎn),也可能是切線與曲線的交點(diǎn),解題時(shí)注意不要失解.跟蹤演練3已知某運(yùn)動(dòng)著的物體的運(yùn)動(dòng)方程為s(t)=eq\f(t-1,t2)+2t2(位移單位:m,時(shí)間單位:s),求t=3s時(shí)物體的瞬時(shí)速度.解∵s(t)=eq\f(t-1,t2)+2t2=eq\f(t,t2)-eq\f(1,t2)+2t2=eq\f(1,t)-eq\f(1,t2)+2t2,∴s′(t)=-eq\f(1,t2)+2·eq\f(1,t3)+4t,∴s′(3)=-eq\f(1,9)+eq\f(2,27)+12=eq\f(323,27),即物體在t=3s時(shí)的瞬時(shí)速度為eq\f(323,27)m/s.1.下列結(jié)論不正確的是()A.若y=3,則y′=0B.若f(x)=3x+1,則f′(1)=3C.若y=-eq\r(x)+x,則y′=-eq\f(1,2\r(x))+1D.若y=sinx+cosx,則y′=cosx+sinx答案D解析利用求導(dǎo)公式和導(dǎo)數(shù)的加、減運(yùn)算法則求解.D項(xiàng),∵y=sinx+cosx,∴y′=(sinx)′+(cosx)′=cosx-sinx.2.函數(shù)y=eq\f(cosx,1-x)的導(dǎo)數(shù)是()\f(-sinx+xsinx,1-x2) B.eq\f(xsinx-sinx-cosx,1-x2)C.eq\f(cosx-sinx+xsinx,1-x2) D.eq\f(cosx-sinx+xsinx,1-x)答案C解析y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(cosx,1-x)))′=eq\f(-sinx1-x-cosx·-1,1-x2)=eq\f(cosx-sinx+xsinx,1-x2).3.曲線y=eq\f(x,x+2)在點(diǎn)(-1,-1)處的切線方程為()A.y=2x+1 B.y=2x-1C.y=-2x-3 D.y=-2x+2答案A解析∵y′=eq\f(x′x+2-xx+2′,x+22)=eq\f(2,x+22),∴k=y(tǒng)′|x=-1=eq\f(2,-1+22)=2,∴切線方程為y+1=2(x+1),即y=2x+1.4.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=________.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.求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)要準(zhǔn)確把函數(shù)分割為基本函數(shù)的和、差、積、商,再利用運(yùn)算法則求導(dǎo)數(shù).在求導(dǎo)過(guò)程中,要仔細(xì)分析出函數(shù)解析式的結(jié)構(gòu)特征,根據(jù)導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則,聯(lián)系基本函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式.對(duì)于不具備導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則結(jié)構(gòu)形式的要進(jìn)行適當(dāng)恒等變形,轉(zhuǎn)化為較易求導(dǎo)的結(jié)構(gòu)形式,再求導(dǎo)數(shù),進(jìn)而解決一些切線斜率、瞬時(shí)速度等問(wèn)題.一、基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.設(shè)y=-2exsinx,則y′等于()A.-2excosx B.-2exsinxC.2exsinx D.-2ex(sinx+cosx)答案D解析y′=-2(exsinx+excosx)=-2ex(sinx+cosx).2.當(dāng)函數(shù)y=eq\f(x2+a2,x)(a>0)在x=x0處的導(dǎo)數(shù)為0時(shí),那么x0=()A.a(chǎn) B.±aC.-a D.a(chǎn)2答案B解析y′=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x2+a2,x)))′=eq\f(2x·x-x2+a2,x2)=eq\f(x2-a2,x2),由xeq\o\al(2,0)-a2=0得x0=±a.3.設(shè)曲線y=eq\f(x+1,x-1)在點(diǎn)(3,2)處的切線與直線ax+y+1=0垂直,則a等于()A.2 B.eq\f(1,2)C.-eq\f(1,2) D.-2答案D解析∵y=eq\f(x+1,x-1)=1+eq\f(2,x-1),∴y′=-eq\f(2,x-12).∴y′|x=3=-eq\f(1,2).∴-a=2,即a=-2.4.已知曲線y=x3在點(diǎn)P處的切線斜率為k,則當(dāng)k=3時(shí)的P點(diǎn)坐標(biāo)為()A.(-2,-8) B.(-1,-1)或(1,1)C.(2,8) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),-\f(1,8)))答案B解析y′=3x2,∵k=3,∴3x2=3,∴x=±1,則P點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,-1)或(1,1).5.設(shè)函數(shù)f(x)=g(x)+x2

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