内容正文:
第五章 导数
章末复习讲义
本章内容
5.1 变化率与导数
5.2 导数的计算
5.3 导数在研究函数中的应用
5.4 生活中的优化问题举例
1. 平均变化率与瞬时变化率
(1) 平均变化率:
x
y
O
x1
x2
x2-x1
f(x2)-f(x1)
f(x2)
f(x1)
y=f(x)
A
B
C
(2) 瞬时变化率:
y=f(x)
P
x
y
o
P0
x0
f(x0)
f(x0+x)
x0+x
2. 导数
函数 y=f(x) 在 x=x0 处的瞬时变化率
称为函数 y=f(x) 在 x=x0 处的导数, 记作
f(x0) 或 y |x=x0,
即
当 x0 是变量 x 时, 所得极限叫导函数, 简称导数.
知识梳理
(1) 函数 y=f(x) 在 x0 处的导数的几何意义是函数过这点的切线的斜率.
(2) 导数为正, 函数增; 导数为负, 函数减.
(3) 导数的绝对值大时, 函数增减变化快, 图象陡峭; 导数绝对值小时, 函数增减变化慢, 图象较平缓.
(4) 运动函数的导数是瞬时速度, 速度函数的导数是加速度.
3. 导数的几何意义
P
x0+x
x
y
o
y=f(x)
P0
x0
f(x0)
f(x0+x)
Q
4. 基本初等函数的导数公式
(1) 若 f(x)=c, 则 f (x)=0;
(2) 若 f(x)=xn (nQ*), 则 f (x)=nxn-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, 则 f (x)=ax lna;
(6) 若 f(x)=ex, 则 f (x)=ex;
(7) 若 f(x)=logax, 则 f (x)= ;
(8) 若 f(x)=lnx, 则 f (x)=
5. 导数运算法则
(1) [f(x) ±g(x)] = f (x) ±g (x);
(2) [f(x)·g(x)] = f (x) g(x) + f(x) g (x);
6. 复合函数的导数
复合函数 y = f( g(x) ) 的导数和函数 y = f(u), u = g(x) 的导数间的关系为
yx = yu·ux,
即 y 对 x 的导数等于 y 对 u 的导数与 u 对 x 的导数的乘积.
7. 导数与函数的单调性
反之, 若 f(x)<0, 则 f(x) 在这个区域内是减函数.
在区间 (a, b) 内, 若 f(x)>0, 则 f (x) 在这个区间内是增函数;
8. 导数与极值
x
y
o
a
b
c
d
e
左正右负
左正右负
左正右负
左负右正
左负右正
极值点处的导数 .
等于0
极大值左边的导数 , 右边的导数 .
大于0
小于0
极小值左边的导数 , 右边的导数 .
小于0
大于0
9. 用导数求函数的极值
(1) 求导数 f(x).
(2) 解 f (x)=0, f (x)>0,f (x)<0.
(3) 列表确定极值点和极值:
10. 函数的最大值与最小值
如果函数在区间 [a, b] 上的图象是一条连续不断的曲线, 那么它必有最大值和最小值.
将区间 [a, b] 上所有极值连同端点的函数值进行比较, 其中最大的一个就是最大值, 最小的一个就是最小值.
例1. 函数 f(x) 的图象如图所示, 下列数值排序正确的是 ( )
(A) 0<f (2)<f (3)<f(3)-f(2)
(B) 0<f (3)<f (3)-f(2)<f (2)
(C) 0<f (3)<f (2)<f(3)-f(2)
(D) 0<f(3)-f(2)<f (2)<f (3)
x
y
O
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
分析:
如图,
x=2 处的切线的斜率大于 x=3 处的
∴ f (2)>f (3).
排除 A, D 选项.
A
B
C
f(3)-f(2)=|BC|
=kAB
小于 f (2) 而大于 f (3).