内容正文:
高中数学 选修2-2 导数及其应用
测试内容:导数的计算
考试时间:100分钟; 总分:100分 命题人:田思思
知识点总结
1.几个常见函数的导数
2.基本初等函数的导数公式
3.导数的运算法则
设两个函数分别为f(x)和g(x).
4.导数的加法与减法法则
(1)两个函数和(或差)的导数等于两个函数的导数的和(或差),可推广到多个函数的和(或差),即(f1±f2±…±fn)′=f1′±f2′±…±fn′.
(2)两个函数和(或差)的导数还可推广为[mf(x)±ng(x)]′=mf′(x)±ng′(x)(m,n为常数).
5.基本初等函数的四类求导公式
(1)第一类为幂函数,y′=(xα)′=α·xα-1(注意幂指数α可推广到全体实数).对于解析式为根式形式的函数,首先应把根式化为分数指数幂的形式,再求导数.
(2)第二类为三角函数,可记为正弦函数的导数为余弦函数,余弦函数的导数为正弦函数的相反数.注意余弦函数的导数,不要漏掉前面的负号.
(3)第三类为指数函数,y′=(ax)′=ax·ln a,当a=e时,ex的导数是(ax)′的一个特例.
(4)第四类为对数函数,y′=(logax)′=,也可记为(logax)′=·logae,当a=e时,ln x的导数也是(logax)′的一个特例.
题型一:利用导数公式及运算法则求导
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若y=,则y′=×2=1.( )
(2)若f′(x)=sinx,则f(x)=cosx.( )
(3)若f(x)=-,则f′(x)= .( )
答案 (1)× (2)× (3)√
2.做一做
(1)′=________.
(2)(2x)′=________.
(3)若f(x)=x3,g(x)=log3x,则f′(x)-g′(x)=________.
答案 (1)- (2)2xln 2 (3)3x2-
3.求下列函数的导数.
(1)y=;(2)y=log5x;(3)f(x)=(x+1)2(x-1);
(4)f(x)=2-2sin2;(5)f(x)=.
[解] (1)y′=()′=(x)′=x=.
(2)y′=(log5x)′=.
(3)因为f(x)=(x+1)2(x-1)=(x2+2x+1)(x-1)=x3+x2-x-1,所以f′(x)=3x2+2x-1.
(4)因为f(x)=2-2sin2=1+cosx,所以f′(x)=-sinx.
(5)解法一:f′(x)==.
解法二:因为f(x)==1+,
所以f′(x)==.
拓展提升
(1)利用函数的和、差、积、商的求导法则求函数的导数时,要分清函数的结构,再利用相应的法则进行求导.
(2)遇到函数的表达式是乘积形式或是商的形式,有时先将函数表达式展开或化简,然后再求导.
4.求下列函数的导数.
(1)y=;(2)y=x3·ex;(3)y=.
解 (1)y′=′=(x)′=-x=-x.
(2)y′=(x3·ex)′=(x3)′·ex+x3·(ex)′
=3x2·ex+x3·ex=x2ex(3+x).
(3)y′=′=
==-.
题型二:曲线切线方程的确定与应用
5.过原点作曲线y=ex的切线,求切点的坐标及切线的斜率.
[解] 因为(ex)′=ex,设切点坐标为(x0,e x0),
则过该切点的直线的斜率为e x0,
所以所求切线方程为y-e x0=e x0 (x-x0).
因为切线过原点,所以-e x0=-x0·e x0,x0=1.
所以切点为(1,e),斜率为e.
[条件探究] 已知点P是曲线y=ex上任意一点,求点P到直线y=x的最小距离.
[解] 根据题意设平行于直线y=x的直线与曲线y=ex相切于点(x0,y0),该切点即为与y=x距离最近的点,如图.
则在点(x0,y0)处的切线斜率为1,即y′|x=x0=1.
y′=(ex)′=ex,e x0=1,得x0=0,
代入y=ex,y0=1,即P(0,1).
利用点到直线的距离公式得距离为.
拓展提升
利用基本初等函数的求导公式和导数的四则运算法则,结合导数的几何意义可以解决一些与距离、面积相关的几何的最值问题.解题的关键是正确确定所求切线的位置,进而求出切点坐标.
6.已知点P(-1,1),点Q(2,4)是曲线y=x2上的两点,求与直线PQ平行的曲线y=x2的切线方程.
解 因为y′=(x2)′=2x,设切点为M(x0,y0),
则y′| x=x0=2x0.
又因为PQ的斜率为k==1,而切线平行于PQ,
所以k=2x0=1,即x0=,所以切点为M.
所以所求的切线方程为y-=x-,
即4x-4y-1=0.
题型三:导数的综合应用
7.已知函数f(x)=x3-4x2+5x-4.
(1)求曲