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.复合函数的概念
一般地,对于两个函数y=f(u)和u=g(x),如果通过变量u,y可以表示成x的函数,那么称这个函数为y=f(u)和u=g(x)的复合函数,记作y=f[g(x)].
在复合函数中,内层函数u=g(x)的值域必须是外层函数y=f(u)的定义域的子集.
2.复合函数的求导法则
复合函数对自变量的导数,等于已知函数对中间变量的导数,乘以中间变量对自变量的导数,即yx′=yu′·ux′,并且在利用复数的求导法则求导数后,最后结果要把中间变量换成自变量的函数.复合函数,可以是一个中间变量,也可以是两个或多个中间变量,应该按照复合次序从外向内逐层求导.
3.使用复合函数求导法则的注意事项
(1)分清复合函数的复合关系是由哪些基本函数复合而成的,选择适当的中间变量.
(2)分步计算的每一步都要明确是对哪个变量求导,而其中特别要注意的是中间变量的导数,如(sin2x)′=2cos2x,不能得出(sin2x)′=cos2x.
(3)根据基本初等函数的导数公式及导数的运算法则,求出各函数的导数,并把中间变量转换成自变量的函数,如求y=sin的导数,设y=sinu,u=2x+,则yx′=yu′·ux′=cosu·2=2cos.
(4)熟练掌握复合函数的求导后,中间步骤可省略不写.
题型一:简单复合函数求导问题
1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)f′(x)=2x,则f(x)=x2.( )
(2)函数f(x)=xex的导数是f′(x)=ex(x+1).( )
(3)函数f(x)=sin(-x)的导数为f′(x)=cosx.( )
答案 (1)× (2)√ (3)×
2.做一做
(1)若f(x)=2x+3,则f′(x)=________.
(2)函数f(x)=2sinx-cosx,则f′(x)=________.
(3)函数f(x)=-,则f′(x)=________.
答案 (1)2 (2)2cosx+sinx (3)
3.求下列函数的导数.
(1)y=(3x-2)2;(2)y=ln (6x+4);
(3)y=sin(2x+1);(4)y=.
[解] (1)∵y=(3x-2)2由函数y=u2和u=3x-2复合而成,∴yx′=yu′·ux′=(u2)′·(3x-2)′=6u=18x-12.
(2)∵y=ln (6x+4)由函数y=ln u和u=6x+4复合而成,∴yx′=yu′·ux′=(ln u)′·(6x+4)′===.
(3)函数y=sin(2x+1)可以看作函数y=sinu和u=2x+1的复合函数,根据复合函数求导法则有yx′=yu′·ux′=(sinu)′·(2x+1)′=2cosu=2cos(2x+1).
(4)函数y=可以看作函数y=和u=3x+5的复合函数,根据复合函数求导法则有yx′=yu′·ux′=()′·(3x+5)′== .
拓展提升
复合函数求导的步骤
4.求下列函数的导数.
(1)y=;(2)y=esinx;
(3)y=sin;(4)y=5log2(2x+1).
解 (1)设y=u,u=1-2x2,
则y′=(u)′(1-2x2)′=·(-4x)
=(1-2x2) (-4x)= .
(2)设y=eu,u=sinx,
则yx′=yu′·ux′=eu·cosx=esinxcosx.
(3)设y=sinu,u=2x+,
则yx′=yu′·ux′=cosu·2=2cos.
(4)设y=5log2u,u=2x+1,
则y′=5(log2u)u′(2x+1)x′==.
题型二:复合函数与导数的运算法则的综合应用
5.求下列函数的导数.
(1)y=x(x+1)(x+2)(x>0);
(2)y=sin2.
[解] (1)y′=[x(x+1)(x+2)]′=x′(x+1)(x+2)+x(x+1)′(x+2)+x(x+1)(x+2)′=(x+1)(x+2)+x(x+2)+x(x+1)=3x2+6x+2.
(2)设y=u2,u=sinν,ν=2x+,
则yx′=yu′·uν′·νx′=2u·cosν·2
=4sinνcosν=2sin2ν=2sin.
[解法探究] 此题有没有其他解法呢?
[解] (1)因为y=x(x+1)(x+2)=(x2+x)(x+2)=x3+3x2+2x,
所以y′=(x3+3x2+2x)′=3x2+6x+2.
(2)y′=′=2sin·sin2x+′=2sin·cos·′=2sin.
拓展提升
求复合函数的导数需处理好的几个环节
(1)求导之前应先将函数化简,然后再求导,以减少运算量;
(2)中间变量的