内容正文:
2023-2024学年高一数学同步精品课堂(沪教版2020选修第二册)
第 5 章导数及其应用
5.2导数的运算(第1课时)
基本初等函数的导数
1
在上一节的学习中,我们已经了解到函数在某点处导数的概
念.从导数的定义中不难发现:在导数存在的前提下,对于不同的X0,总有一个确定的导数值f′(X0)与之对应.换句话说,如果用x表示自变量,那么f′(x)是一个关于x的函数.我们将f′(x)称为f(x)的导函数(也简称为导数),记作
求一个函数的导(函)数的过程常常简称为求导. 如果能够求出某个函数的导数f′(x),那么,求该函数在某点处导数的问题就可以通过简单的代入求值来解决.
1 基本初等函数的导数
根据导数的定义,可以求出一些基本初等函数的导数.
例1 求常数函数f(x)=C的导数.
解 当h≠0时,
因此,当h趋近于0时,
对于例1中的函数f(x),坐标平面中的曲线y=f(x)是平行于x轴的直线y=C,连接该直线上任何两点的割线都是这条直线本身,从而过该直线上任何一点的切线也是这条直线本身.由此可见,该直线上任何一点的切线的斜率都是0,即对任何X0,f′(X0)=0.由此推出f′(x)=0.这是从导数的几何意义诠释了例1的结论.
类似的分析可以用于一次函数f(x)=kx+b:直线y==kx+b
上任何一点的切线都是这条直线本身,从而都具有斜率k,即对任何x0,f′(x0)=k.由此推出f′(x)=k.从几何上推出的这个结论可用
导数定义验证,如例2.
例2 求一次函数f(x)=kx+b的导数.
解 当h≠0时,
因此,当h趋近于0时,
例3 求下列幂函数的导数.
解 (1)当h≠0时,
因此,当h趋近于0时,
(2)当h≠0时,
因此,当h趋近于0时,
(3)当h≠0时,
因此,当h趋近于0时,
为了更为便捷地处理求导问题,我们通常将以下基本初等函
数的导数作为公式使用:
例4 已知函数 求f′(2).
解 因为
所以
例5 求正弦函数f(x)=sinx的驻点.
解 因为f′(x)=cosx,而cosx=0的解是
所以当且仅当 时,正弦函数f(x)=sinx有驻点.
探究:
1.说明可把二项式定理改写为
的形式,其中q是关于a、b的多项式.据此证明当n是正整数时的幂函数的导数公式
2.在我们熟悉的基本初等函数中,哪些函数的图像存在水平
切线?哪些函数的图像在所有点处切线斜率始终大于0?尝试从
导数公式和函数图像两种角度进行探究.
课本练习
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练习5.2(1)
1.用导数的定义求函数 的导数.
2.用公式求下列函数的导数:
3.求余弦函数f(x)=cosx在 处的导数.
4.证明函数f(x)=lnx与 没有驻点.
随堂检测
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1、根据导数的定义求:函数f(x)=x2-2x在x=1处的导数f ′(1)=
【提示】注意:理解导数的定义;
【答案】0;
2、函数f(x)=sin x,则f ′(6π)=________.
【提示】注意:利用常见函数求导数;
【答案】1;
【解析】由已知f′(x)=cos x,所以f′(6π)=1;
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3、设f(x)在R上可导,则f(-x)在x=a处的导数g′(a)与f(x)在
x=-a处的导数f′(-a)之间的关系是
【提示】理解导数的定义与求法;
【答案】f′(-a)+g′(a)=0;
【解析】设f(-x)=g(x),则f(-x)在a处的导数为g′(a),
这说明f(-x)在x=a处的导数与f(x)在x=-a处的导数互为相反数;
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4、求下列函数的导数.
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