内容正文:
§5 简单复合函数的求导法则
南阳市五中
要点一 复合函数的概念
一般地,对于两个函数y=f(u)和u=φ(x)=ax+b,如果给定x的一个值,就得到了u的值,进而确定了y的值,那么y可以表示成__________,称这个函数为函数y=f(u)和u=φ(x)的____________,记作____________,其中u为中间变量.
要点二 复合函数的求导法则
复合函数y=f(φ(x))的导数和函数y=f(u),u=φ(x)的导数间的关系为yx′=_______.即y对x的导数是_________________________.
x的函数
复合函数
y=f(φ(x))
yu′·ux′
y对u的导数与u对x的导数的乘积
(1)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.
(2)中学阶段不涉及较复杂的复合函数的求导问题,只研究y=f(ax+b)型复合函数的求导,不难得到y ′=(ax+b) ′·f ′(ax+b)=af ′(ax+b).
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)函数y=log3(x+1)是由y=log3t及t=x+1两个函数复合而成的.( )
(2)函数f(x)=e-x的导数是f′(x)=e-x.( )
(3)函数f(x)=ln (1-x)的导数是f′(x)=.( )
(4)函数f(x)=sin 2x的导数是f′(x)=2 cos 2x.( )
√
×
×
√
2.(多选题)下列所给函数为复合函数的是( )
A.y=ln (x-2) B.y=ln x+x-2
C.y=(x-2)ln x D.y=ln 2x
答案:AD
解析:函数y=ln (x-2)是由函数y=ln u和u=g(x)=x-2复合而成的,A符合;函数y=ln 2x是由函数y=ln u和u=2x复合而成的,D符合,B与C不符合复合函数的定义.故选AD.
3.若函数f(x)=3cos (2x+),则f′()等于( )
A.-3 B.3
C.-6 D.6
答案:B
解析:由题意得f′(x)=-6sin (2x+),
∴f′()=-6sin
=6sin
=6×
=3.
4.曲线y=e-x在点(0,1)的切线方程为____________.
x+y-1=0
解析:∵y=e-x,
∴y′=-e-x,
∴y′|x=0=-1,
∴切线方程为y-1=-x,
即x+y-1=0.
题型一 求复合函数的导数
例1 求下列函数的导数
(1)y=;
(2)y=cos (2 021x+8);
(3)y=e1-3x;
(4)y=ln (2x-6).
解析:(1)设u=φ(x)=3-4x,则y=f(u)==u-4,
∴y′x=y′u·u′x=(u-4)′·(3-4x)′=(-4u-5)·(-4)==.
(2)设u=φ(x)=2 021x+8,则y=f(u)=cos u,
∴y′x=f′(u)·φ′(x)=(cos u)′·(2 021x+8)′
=(-sin u)·2 021
=-2 021sin (2 021x+8).
(3)设u=φ(x)=1-3x,则y=f(u)=eu,
∴y′x=f′(u)·φ′(x)=(eu)′·(1-3x)′=eu·(-3)=-3e1-3x.
(4)设u=φ(x)=2x-6,则y=f(u)=ln u,∴y′x=f′(u)·φ′(x)=(ln u)′·(2x-6)′=×2==.
跟踪训练1
(1)y=(2x-1)4;
(2)y=;
(3)y=sin (-2x+);
(4)y=102x+3.
解析:(1)设u=φ(x)=2x-1,则y=f(u)=u4,
∴y′x=f′(u)·φ′(x)=(u4)′·(2x-1)′=4u3·2=8(2x-1)3.
(2)设u=φ(x)=1-2x,则y=f(u)==,
∴y′x=f′(u)·φ′(x)=)′·(1-2x)′=)·(-2)
==.
(3)设u=φ(x)=-2x+,则y=f(u)=sin u,
∴y′x=f′(u)·φ′(x)=(sin u)′·(-2x+)′=cos u·(-2)=-2cos (-2x+).
(4)设u=φ(x)=2x+3,则y=f(u)=10u,
∴y′x=f′(u)·φ′(x)=(10 u)′·(2x+3)′=(10u·ln 10)×2=(2ln 10)102x+3.
题型二 复合函数的导数与曲线的切线问题
例2 (1)已知f(x)为偶函数,当x≤0时,f(x)=e-x-1-x,则曲线y=f(x)在点(1,2)处的切线方程是________.
(2)已知函数f(x)=ax2+2ln (2-x)(a∈R),设曲线y=f(x)在点(1,f(1))
处的切线为l,若直线l与圆C:x2