内容正文:
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[素养目标] 1.了解导数的加法与减法法则的推导方法. 2.掌握导数的加法与减法法则. 3.会利用导数的加法与减法法则进行简单导数计算. 4.培养数学运算的学科素养.
§4 导数的四则运算法则
4.1 导数的加法与减法法则
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合作探究 素养形成
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探究点一 应用法则求导数
[基础梳理]
1.文字语言:两个函数和(差)的导数等于这两个函数导数的__________.
2.数学表达式:
[f(x)+g(x)]′=________________,[f(x)-g(x)]′=________________.
和(差)
f′(x)+g′(x)
f′(x)-g′(x)
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思考:
(1)函数y=x2+2的导数是什么?
提示:y′=2x.
(2)能否用导数的加法法则或减法法则求函数y=的导数?
提示:能.把函数y=化为y=2+=2+x-1,所以y′=-x-2.
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[互动探究]
[典例1] 求下列函数的导数:
(1)y=x.
(2)y=1-sincos.
(3)y=x.
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解:观察式子的特点,可以先化简再求导.
(1)因为y=x+2+,所以y′=1-.
(2)因为y=1-sincos=1-sin x,
所以y′=-cos x.
(3)因为y=x3+1+,所以y′=3x2-.
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应用加法、减法法则求导数的两种技巧
(1)分拆函数,函数的解析式若不是由基本初等函数的和与差构成的形式,应先设法化简变形,将解析式变为基本初等函数的和与差的形式.
(2)恒等变形,对三角函数式的求导,注意运用三角恒等式先化简再求导.
方法·技巧
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[变式训练]
1.已知f′(1)=13,则函数g(x)=f(x)+x在x=1处的导数为________.
解析:∵g′(x)=[f(x)+x]′=f′(x)+1,
∴g′(1)=f′(1)+1=14.
答案:14
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2.求下列函数的导数
(1)y=2x+;
(2)y=(+1)(-1).
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解:y′=(2x+)′
=2xln 2+x=2xln 2+.
(2)因为y=(+1)(-1)=-+,
所以y′=(-)′+()′
=-x-x
=-.
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探究点二 导数的加法与减法法则的应用
[互动探究]
[典例2] 直线l为曲线f(x)=x3+x-16的切线,且经过原点,求直线l的方程及切点坐标.
解:法一:设切点为(x0,y0),
则直线l的斜率为f′(x0)=3x+1,
所以直线l的方程为y=(3x+1)(x-x0)+x+x0-16.
又因为直线l过点(0,0),
所以0=(3x+1)(-x0)+x+x0-16.
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整理得,x=-8,即x0=-2.
所以y0=(-2)3+(-2)-16=-26.
k=3×(-2)2+1=13.
即直线l的方程为y=13x.
切点坐标为(-2,-26).
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法二:设直线l的方程为y=kx,
切点为(x0,y0),
则k==,
又因为k=f′(x0)=3x+1
所以=3x+1.解得x0=-2,
所以y0=(-2)3+(-2)-16=-26.k=3×(-2)2+1=13.即直线l的方程为y=13x,切点坐标为(-2,-26).
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求切线方程时的关注点
(1)求过点P的曲线的切线方程时应注意,P点在曲线上还是在曲线外,两种情况的解法是不同的.
(2)解决此类问题应充分利用切点满足的三个关系:
①切点坐标满足曲线方程;
②切点坐标满足对应切线的方程;
③切线的斜率是函数在此切点处的导数值.
方法·技巧
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[变式训练]
3.设函数f(x)=x3+(a-1)x2+ax.若f(x)为奇函数,则曲线y=f(x)在点(0,0)处的切线方程为( )
A.y=-2x B.y=-x
C.y=2x D.y=x
解析:选D.因为f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x),即a=1,所以f(x)=x3+x,所以f′(0)=1,所以切线方程为y=x.
D
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4.已知定义在R上的函数f(x)=ex+x2-x+sin x,则曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为( )
A.y=3x-2 B.y=x+1
C.y=2x-1 D.y=-2x+3
解析:选B.∵f′(x)=ex+2x-1+c