内容正文:
6.1.3 基本初等函数的导数
1.理解导函数的意义,并能利用导数的定义求常数与幂函数的导数,重点培养数学抽象核心素养.
2.熟练掌握基本初等函数的求导公式,并能进行简单应用,重点提升数学运算核心素养.
基本初等函数的导数
1.利用y=2x,y=3x,y=-4x的图像分别确定函数的导数是什么?
提示:利用导数的几何意义结合图像可得y=2x,y=3x,y=-4x的导数分别是y′=2,y′=3,y′=-4.
2.导数的几何意义是曲线在某点处的切线的斜率.物理意义是运动物体在某一时刻的瞬时速度.
(1)函数y=f(x)=c(常数)的导数的物理意义是什么?
(2)函数y=f(x)=x的导数的物理意义呢?
提示:(1)若y=c表示路程关于时间的函数,则y′=0可以解释为某物体的瞬时速度始终为0,即一直处于静止状态.
(2)若y=x表示路程关于时间的函数,则y′=1可以解释为某物体做瞬时速度为1的匀速运动.
1.导函数的定义
一般地,如果函数y=f(x)在其定义域内的每一点x都可导,则称f(x)可导.此时,对定义域内的每一个值x,都对应一个确定的导数f′(x).于是,在f(x)的定义域内,f′(x)是一个函数,这个函数通常称为函数y=f(x)的导函数,记作f′(x)(或y′,yx′),即
f′(x)=y′=yx′=_.
f′(x)与f′(x0)的关系:
(1)区别:(1)f′(x)是函数f(x)的导函数,简称导数,是对一个区间而言的,它是一个确定的函数,依赖于函数本身,而与x0,Δx无关;(2)f′(x0)表示的是函数f(x)在x=x0处的导数,是对一个点而言的,它是一个确定的值,与给定的函数及x0的位置有关,而与Δx无关.
(2)联系:在x=x0处的导数f′(x0)是导函数f′(x)在x=x0处的函数值,因此求函数在某一点处的导数,一般先求导函数,再计算导函数在这点的函数值.
2.基本初等函数的求导公式
原函数
文字语言描述
符号语言表示
f(x)=c
(c为常数)
常数的导数为0
f′(x)=0
f(x)=xα
(α∈Q*)
幂函数的导数等于幂指数与原幂函数(指数少1)的积
f′(x)=αxα-1
f(x)=ax
指数函数的导数等于自身与ln a的积
f′(x)=axln_a
f(x)=ex
以e为底数的指数函数的导数不变
f′(x)=ex
f(x)=logax
对数函数的导数为真数的倒数与的积
f′(x)=
f(x)=ln x
自然对数的导数是真数的倒数
f′(x)=
f(x)=sin x
正弦函数的导数为余弦函数
f′(x)=cos_x
f(x)=cos x
余弦函数的导数为负的正弦函数
f′(x)=-sin_x
1.思维辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若y=,则y′=×2=1.( )
(2)若f′(x)=sin x,则f(x)=cos x.( )
(3)若f(x)=x,则f′(x)=.( )
答案:(1)× (2)× (3)√
2.f(x)=x2,若f′(x0)=2,则x0等于( )
A.2 B.1 C.-2 D.-1
解析:选B.f′(x)=(x2)′=2x,
又f′(x0)=2,
所以2x0=2,x0=1.
3.余弦曲线y=cos x在(0,1)处的切线的斜率为( )
A.1 B.0 C. D.-1
解析:选B.y′=-sin x,斜率k=-sin 0=0.
4.y=x3在(0,0)处的切线方程为________.
解析:y′=3x2
∴在原点处切线的斜率k=f′(0)=0.
故切线方程为y=0.
答案:y=0
利用公式求函数的导数(小组探究)
(本节例1、例2、例3综合)求下列函数的导数:
(1)y=x7;(2)y=;(3)y=;
(4)y=2sincos;(5)y=logx2-logx.
【尝试解答】 (1)y′=7x7-1=7x6.
(2)∵y==x-2,∴y′=-2x-2-1=-2x-3.
(3)∵y==x,∴y′=x-.
(4)∵y=2sin cos =sin x,∴y′=cos x.
(5)∵y=logx2-logx=logx,
∴y′=(logx)′=.
用公式求函数导数的方法
(1)若所求函数符合导数公式,则直接利用公式求解.
(2)对于不能直接利用公式的类型,关键是将其合理转化为可以直接应用公式的基本函数的模式,如y=可以写成y=x-2,y==x等,这样就可以直接使用幂函数的求导公式求导,以免在求导过程中出现指数或系数的运算失误.
1.求下列函数的导数:
(1)y=lg 4;(2)y=2x;(3)y=;(4)y=2cos2-1.
解:(1)y′=(lg 4)′=0.
(2)y′=(2x)′=2