内容正文:
5.2 导数的运算
5.2.1 基本初等函数的导数
学习任务目标
1. 能根据导数的定义推导常用函数的导数. (数学运算)
2. 掌握基本初等函数的导数公式. (数学抽象)
3. 利用基本初等函数的导数公式解决有关问题. (数学运算)
(1)已知函数y=f (x)=2ax+4,若f ′(1)=2,则a=1.
(2)曲线y=-2x2+1在点(0,1)处的切线的斜率是0.
知识点一 几个常用函数的导数
函数
用定义法求导数
y=f (x)=c
y′=
=
=
=0
y=f (x)=x
y′=
=
= =1
y=f (x)=
x2
y′=
= =
=2x
y=f (x)
=x3
y′=
=
=
==3x2
y=f (x)
=
y′=
=
=
= =-
y=f (x)
=
y′=
=
= = =
[微训练]
判断(正确的打“√”,错误的打“×”).
(1)若f (x)=2,则f ′(x)=2. ( )
× 提示:f ′(x)=0.
(2)若f (x)=x2,则f ′(x)=2x2. ( )
× 提示:f ′(x)=2x.
(3)若f (x)=x-1,则f ′(x)=-. (√)
知识点二 基本初等函数的导数公式
(1)若f (x)=c(c是常数),则f ′(x)=0.
(2)若f (x)=xα(α∈Q,且α≠0),则f ′(x)=αxα-1.
(3)若f (x)=sin x,则f ′(x)=cos x.
(4)若f (x)=cos x,则f ′(x)=-sin x.
(5)若f (x)=ax(a>0,且a≠1),则f ′(x)=axln a;
特别地,若f (x)=ex,则f ′(x)=ex.
(6)若f (x)=logax(a>0,且a≠1),则f ′(x)=;
特别地,若f (x)=ln x,则f ′(x)=.
[微训练]
1. 判断(正确的打“√”,错误的打“×”).
(1)=cos. ( )
× 提示:因为sin=(常数),所以=0.
(2)(2x)′=x2x-1. ( )
× 提示:(2x)′=2xln 2.
(3)(ln x)′=. (√)
2. (多选)下列求导正确的是( )
A. 若y=ln 2,则y′=
B. 若y=,则y′|x=3=-
C. 若y=2x,则y′=2xln 2
D. 若y=log2x,则y′=
BCD 解析:对于A,y′=0,故A错误;对于B,因为y′=-,所以y′|x=3=-,故B正确;显然CD正确. 故选BCD.
利用导数公式求函数的导数
下面是某同学利用导数的定义求出的几个幂函数的导数:
f (x)=x⇒f ′(x)=1=1x1-1;
f (x)=x2⇒f ′(x)=2x=2x2-1;
f (x)=x3⇒f ′(x)=3x2=3x3-1;
f (x)==x-1⇒f ′(x)=-x-2=-x-1-1;
f (x)==x⇒f ′(x)=x=x.
探究1:你认为幂函数的导数有什么特点?能总结一下规律吗?
提示:通过观察,我们发现这几个幂函数的导数有规律,即(xα)′=αxα-1.
探究2:如何求函数f (x)=的导数?
提示:首先把函数化为f (x)=x,再利用幂函数的导数公式得f ′(x)=x.
【例1】求下列函数的导数:
(1)y=的导数为________;
- 解析:y′==(x-4)′=-4x-5=-.
(2)y=7x的导数为________;
7xln 7 解析:y′=(7x)′=7xln 7.
(3)y=log5x的导数为________.
解析:y′=(log5x)′=.
求下列函数的导数:
(1)y=x12的导数为________;
(2)y=的导数为________;
(3)g(x)=log3x的导数为________.
(1)12x11 解析:y′=(x12)′=12x11.
(2)x 解析:y′=()′=(x)′=x.
(3) 解析:g′(x)=.
利用公式求函数在某点处的导数
【例2】(1)若函数y=10x,则y′|x=1等于( )
A. B. 10 C. 10ln 10 D.
C 解析:因为y′=10xln 10,所以y′|x=1=10ln 10.
(2)已知质点的运动方程是s=sin t.
①求质点在t=时的速度;
②求质点运动的加速度.
解:①因为v(t)=s′(t)=cos t,
所以v=cos =,
即质点在t=时的速度为.
②因为v(t)=cos t,
所以加速度a(t)=v′(t)=(cos t)′=-sin t.
1. 求函数f (x)=在(1,1)处的导数.
解:因为f ′(x)==(x)′=-x