内容正文:
导数的四则运算法则
学业标准
素养目标
1.结合实例,了解导数四则运算法则的推导过程.(难点)
2.掌握导数的四则运算法则并能熟练应用.
1.借助实例,概括导数的四则运算法则,培养数学抽象等核心素养.
2.通过导数四则运算法则的应用,提升数学运算等核心素养.
[教材梳理]
导学 导数的四则运算法则
已知f(x)=x,g(x)=,Q(x)=x+,
H(x)=x-.
求f(x),g(x)的导数.
[提示] f′(x)=1,g′(x)=-.
求Q(x),H(x)的导数.
[提示] 令y=Q(x)=x+,因为Δy=(x0+Δx)+-=Δx+,
所以=1-.
当Δx趋于0时,得Q(x)在x=x0处的导数,
所以Q′(x0)=
= =1-,
所以导数Q′(x)=1-.
同理H′(x)=1+.
Q(x),H(x)的导数与f(x),g(x)的导数有何运算关系?
[提示] Q(x)的导数等于f(x),g(x)导数的和,H(x)的导数等于f(x),g(x)导数的差.
[f(x)g(x)]′=f′(x)g′(x)对吗?
[提示] 不对,因为f(x)g(x)=1,
所以[f(x)g(x)]′=0,
而f′(x)g′(x)=1×=-.
′=对吗?
[提示] 不对,因为==x2,
所以′=2x,而==-x2.
◎结论形成
导数的四则运算法则
运算
法则
语言叙述
加减
运算
[f(x)±g(x)]′=
__f′(x)±g′(x)__.
两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的__和(或差)__.
乘法
运算
[f(x)g(x)]′=
__f′(x)g(x)+__
__f(x)g′(x)__.
特别地,
[Cf(x)]′=Cf′(x),
C∈R
两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘上第二个函数,加上第一个函数乘上第二个函数的导数.
常数与函数积的导数,等于常数乘以函数的导数.
除法
运算
′= .
其中g(x)≠0
两个函数商的导数等于分母上的函数乘分子的导数,减去分子乘分母的导数所得的差除以分母的平方.
[基础自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)′=.( )
(2)若f(x)=f′(1)ln x,则f′(x)=.( )
(3)若f′(x)=2x,则f(x)=x2.( )
(4)当g(x)≠0时,′=-.( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√
2.设f(x)=ax3+3x2+2,若f′(-1)=4,则a=( )
A. B.
C. D.
解析 因为设f(x)=ax3+3x2+2,
所以f′(x)=3ax2+6x.若f′(-1)=4,
则3a-6=4,解得a=.
答案 D
3.设f(x)=xln x,若f′(x0)=2,则x0=( )
A.e B.e2
C. D.ln 2
解析 由f(x)=xln x,得f′(x)=ln x+x·=ln x+1.由f′(x0)=2,得ln x0=1,则x0=e.
答案 A
4.已知f(x)=,若f′(x0)+f(x0)=0,则x0=____________.
解析 因为f′(x)==(x≠0),
所以由f′(x0)+f(x0)=0,
得
解得x0=.
答案
题型一 利用导数的四则运算法则求导数(一题多解)
求下列函数的导数:
(1)y=xsin x;
(2)y=(x+1)(x+2)(x+3);
(3)y=;
(4)y=-2x.
[解析] (1)y′=(x)′sin x+x(sin x)′
=sin x+xcos x.
(2)解法一 y′=[(x+1)(x+2)(x+3)]′
=[(x+1)(x+2)]′(x+3)+(x+1)(x+2)(x+3)′
=[(x+1)′(x+2)+(x+1)(x+2)′](x+3)+(x+1)(x+2)
=(x+2+x+1)(x+3)+(x+1)(x+2)
=(2x+3)(x+3)+x2+3x+2
=3x2+12x+11.
解法二 因为y=(x+1)(x+2)(x+3)
=(x2+3x+2)(x+3)
=x3+6x2+11x+6,
所以y′=[(x+1)(x+2)(x+3)]′
=(x3+6x2+11x+6)′
=3x2+12x+11.
(3)解法一 y′=′
=
==.
解法二 因为y===1-,
所以y′=′=-′
=-=.
(4)y′=′=′-(2x)′
=-2xln 2
=-2xln 2.
●规律方法
对一个函数求导时,要紧扣导数的四则运算法则,联系基本初等函数的导数公式.当不易直接应用导数公式时,应先对函数进行化简(恒等变形),然后求导.这样可以减少运算量,优化解题过程.
[触类旁通]
1.求下列函数的导数:
(1)y=(2x2+3)(3x