内容正文:
专题14导数概念及运算
一、核心体系
导数
二、关键能力
1.了解导数概念的实际背景,能通过函数图象直观理解导数的几何意义.
2.能根据导数的定义求函数y=c(c为常数),y=x,y=x2,y=x3,y=,y=的导数.
3.能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数,并能利用复合函数的求导法则求简单复合函数(仅限于形如f(ax+b)的复合函数)的导数.
三、教学建议
从近三年高考情况来看,本讲是高考中的必考内容.预测2022年高考将会涉及导数的运算及几何意义.以客观题的形式考查导数的定义,求曲线的切线方程.导数的几何意义也可能会作为解答题中的一问进行考查,试题难度属中低档.
四、高频考点
知识点1.导数的概念
1.函数y=f(x)在x=x0处的导数
定义:称函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率
为函数y=f(x)在x=x0处的导数,记作f′(x0)或y′|x=x0,即.
2.函数f(x)的导函数
称函数为f(x)的导函数.
知识点2.基本初等函数的导数公式及导数的运算法则
1. 基本初等函数的导数公式
原函数
导函数
f(x)=c(c为常数)
f′(x)=0
f(x)=xn(n∈Q*)
f′(x)=nxn-1
f(x)=sin x
f′(x)=cosx
f(x)=cos x
f′(x)=-sinx
f(x)=ax
f′(x)=axlna
f(x)=ex
f′(x)=ex
f(x)=logax
f′(x)=
f(x)=ln x
f′(x)=
2.导数的运算法则
(1) [f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x);
(2) [f(x)·g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x);
(3)(g(x)≠0).
(4) 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.
知识点3.函数在处的导数几何意义
函数f(x)在点x0处的导数f′(x0)的几何意义是在曲线y=f(x)上点(x0,f(x0))处的切线的斜率(瞬时速度就是位移函数s(t)对时间t的导数).相应地,切线方程为y-f(x0)=f′(x0)(x-x0).
五、重点题型
题型一、求导运算
例1-1(2020·全国卷Ⅲ)设函数f (x)=.若f ′(1)=,则a=________.
例1-2 设函数 f(x)=ln .,则f ′(x)=
例1-3. 已知函数,则( )
A. B. C.6 D.14
例1-4. (2023·陕西咸阳)英国数学家布鲁克·泰勒(Brook Taylor,1685.8~1731.11)以发现泰勒公式和泰勒级数而闻名于世.根据泰勒公式,我们可知:如果函数在包含的某个开区间上具有阶导数,那么对于,有,若取,则,此时称该式为函数在处的阶泰勒公式.计算器正是利用这一公式将,,,,等函数转化为多项式函数,通过计算多项式函数值近似求出原函数的值,如,,则运用上面的想法求的近似值为( )
A.0.50 B. C. D.0.56
训练题组
1. (2018·天津卷)已知函数f(x)=exln x,f′(x)为f(x)的导函数,则f′(1)的值为________.
2.已知f1(x)=sinx+cosx,fn+1(x)是fn(x)的导函数,即f2(x)=f1′(x),f3(x)=f2′(x),…,fn+1(x)=fn′(x),n∈N*,则f2022(x)=( )
A.-sinx-cosx B.sinx-cosx
C.-sinx+cosx D.sinx+cosx
3.已知函数f(x)的导函数是f′(x),且满足f(x)=2xf′(1)+ln ,则f(1)=( )
A.-e B.2 C.-2 D.e
考点二、求切线方程
例2-1(2020·新课标Ⅰ)函数的图像在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
例2-2(2022·全国·统考高考真题)曲线过坐标原点的两条切线的方程为 , .
训练题组
1.已知曲线在点处的切线方程为,则( )
A. B. C. D.
2.曲线在点处的切线恰好经过坐标原点,则___________.
3.已知函数,点为函数图象上一动点,则到直线距离的最小值为___________.(注)
4.(2019·江苏高考真题)在平面直角坐标系中,点A在曲线y=lnx上,且该曲线在点A处的切线经过点(-e,-1)(e为自然对数的底数),则点A的坐标是____,切线方程为
考点三、两只曲线的公切线问