内容正文:
【过高考】2023年高考数学大一轮单元复习
专题04 导数及其应用
知识回顾
一、导数的概念及运算:
1.导数的概念
(1) 函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率 = ,我们称它为函数y=f(x)在x=x0处的导数,记作f′(x0)或,即f′(x0)= = .
(2)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′=,导函数也简称为导数.
2.导数的几何意义
(1)切线的定义:设PPn是曲线y=f(x)的割线,当点Pn趋近于点P时,割线PPn趋近于确定的位置,这个确定位置的直线PT称为曲线y=f(x)在点P处的切线.
(2)导数f′(x0)的几何意义:导数f′(x0)表示曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率k,即k=f′(x0)= .
(3)切线方程:曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程为y-f(x0)=f′(x0)(x-x0).
【温馨提示】求切线方程:求曲线过点的切线方程的方法:
1、当点是切点时,切线方程为;
2、当点不是切点时,可分以下几步完成:
第一步:设出切点坐标;
第二步:写出过点的切线方程为;
第三步:经点代入切线方程,求出的值;
第四步:将的值代入可得过点的切线方程.
3.基本初等函数的导数公式
(1)C′=0;(2)(xα)′=α·xα-1;
(3)(ax)′=ax·ln a;(4)(logax)′=;
(5)(sin x)′=cos x;(6)(cos x)′=-sin x;
(7)(ex)′=ex;(8)(ln x)′=.
4.导数的运算法则
如果f(x),g(x)都可导,则有:
(1)[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x);
(2)[f(x)g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x);
(3)′=(g(x)≠0);
(4)[Cf(x)]′=Cf′(x).
5.复合函数的导数
如果函数y=f(u)与u=g(x)的复合函数为y=h(x)=f(g(x)),则复合函数的导数h′(x)与f′(u),g′(x)之间的关系为:
h′(x)=[f(g(x))]′=f′(u)·g′(x)=f′(g(x))·g′(x),即yx′=yu′·ux′.
二、导数与函数的单调性:
1.函数的单调性与导数的关系
条件
恒有
结论
函数y=f(x)在区间(a,b)上可导
f′(x)>0
f(x)在(a,b)上单调递增
f′(x)<0
f(x)在(a,b)上单调递减
f′(x)=0
f(x)在(a,b)上是常数函数
2.利用导数判断函数单调性的步骤
第1步,确定函数的定义域;
第2步,求出导函数f′(x)的零点;
第3步,用f′(x)的零点将f(x)的定义域划分为若干个区间,列表给出f′(x)在各区间上的正负,由此得出函数y=f(x)在定义域内的单调性.
【温馨提示】1.利用导数解决单调性问题需要注意的问题
(1)定义域优先的原则:解决问题的过程只能在定义域内,通过讨论导数的符号来判断函数的单调区间.
(2)注意“临界点”和“间断点”:在对函数划分单调区间时,除了必须确定使导数等于零的点外,还要注意在定义域内的间断点.
(3)如果一个函数的单调区间不止一个,这些单调区间之间不能用“∪”连接,而只能用“逗号”或“和”字等隔开.
2. (1)函数的单调性与其导函数的正负的关系:在某个区间(a,b)内,若f′(x)>0,则y=f(x)
在(a,b)上单调递增;如果f′(x)<0,则y=f(x)在这个区间上单调递减;若恒有f′(x)=0,则
y=f(x)是常数函数,不具有单调性.
三、导数与函数的极值、最值:
1.函数的极值
一般地,设函数f(x)在x0处可导,且f′(x0)=0.
(1)如果对于x0左侧附近的任意x,都有f′(x)>0;对于x0右侧附近的任意x,都有f′(x)<0,那么此时x0是f(x)的极大值点.
(2)如果对于x0左侧附近的任意x,都有f′(x)<0;对于x0右侧附近的任意x,都有f′(x)>0,那么此时x0是f(x)的极小值点.
(3)如果f′(x)在x0的左侧附近与右侧附近均为正号(或均为负号),则x0一定不是y=f(x)的极值点.
(4)极小值点、极大值点统称为极值点,极小值和极大值统称为极值.
2.函数的最大(小)值
(1)函数f(x)在[a,b]上的最值
如果函数y=f(x)的定义域为[a,b]且存在最值,函数y=f(x)在(a,b)内可导,那么函数的最值点要么是区间端点a或b,要么是极值点.
(2)求y=f(x)在区间[a,b]上的最大(小)值的步骤:
①求函数y=f(x)在区间(a,b)上的极值;
②将函数y=f(x)的各极