内容正文:
第1节 导数的概念及运算
课程标准解读
1.了解导数概念的实际背景. 2.通过函数图象,理解导数的几何意义. 3.能够用导数公式和导数的运算法则求简单函数的导数,能求简单的复合函数(形如f(ax+b))的导数.
[知识梳理]
1.函数y=f(x)在x=x0处的导数
(1)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),即f′(x0)=.
(2)几何意义:f′(x0)是曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率,从而在点(x0,f(x0))处的切线方程为y-f(x0)=f′(x0)·(x-x0).
2.函数y=f(x)的导函数
在f(x)的定义域内,f′(x)是一个函数,这个函数通常称为函数y=f(x)的导函数,记作f′(x)(或y′,yx′),即f′(x)=y′=yx′=,导函数也简称为导数.
3.基本初等函数的导数公式
(1)C′=0;(2)(xα)′=αxα-1;
(3)(ax)′=axln_a;
(4)(logax)′=;(5)(sin x)′=cos_x;
(6)(cos x)′=-sin_x;(7)(ex)′=ex;
(8)(ln x)′=.
4.导数的运算法则
若f′(x),g′(x)存在,则有
(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).
5.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′.
常用结论
1.函数y=f(x)的导数f′(x)反映了函数f(x)的瞬时变化趋势,其正、负号反映了变化的方向,其大小|f′(x)|反映了变化的快慢,|f′(x)|越大,曲线在这点处的切线越“陡”.
2.奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数,周期函数的导数还是周期函数.
[诊断自测]
1.思考辨析(在括号内打“ √”或“×”)
(1)f′(x0)是函数y=f(x)在x=x0附近的平均变化率.( )
(2)若f(x)=sin(-x),则f′(x)=cos x.( )
(3)求f′(x0)时,可先求f(x0),再求f′(x0).( )
(4)曲线y=f(x)在某点处的切线与曲线y=f(x)过某点的切线意义是相同的.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)×
2.(多选题)(教材改编)下列导数的运算中正确的是( )
A.(3x)′=3xln 3
B.(x2ln x)′=2xln x+x
C.()′=
D.(sin xcos x)′=cos 2x
解析:ABD 因为()′=,所以C项错误,其余都正确.
3.(教材改编)设函数f(x)=.若f′(1)=,则a=________.
解析:由f′(x)=,可得f′(1)==,即=,解得a=1.
答案:1
4.(易错自纠)已知函数y=f(x)的图象是下列四个图象之一,且其导函数y=f′(x)的图象如图所示,则该函数的图象是( )
解析:B 由y=f′(x)的图象是先上升后下降可知,函数y=f(x)图象的切线的斜率先增大后减小.选项B适合.
5.(2021·全国甲卷)曲线y=在点(-1,-3)处的切线方程为____________.
解析:因为y=,
所以y′==.
当x=-1时,y=-3,y′=5,所以所求切线方程为y+3=5(x+1),即5x-y+2=0.
答案:5x-y+2=0
考点一 导数的运算(基础性)
1.下列求导运算正确的是( )
A.()′=x B.(x2ex)′=2x+ex
C.(xcos x)′=-sin x D.(x-)′=1+
解析:D 因为()′=-,
(x2ex)′=(x2+2x)ex,
(xcos x)′=cos x-xsin x,
(x-)′=1+,故选项D正确.
2.(多选题)下列结论中不正确的是( )
A.若y=cos,则y′=-sin
B.若y=sin x2,则y′=2xcos x2
C.若y=cos 2x+e2x,则y′=-2sin 2x+e2x
D.若f(x)=2sin(1-2cos2),则f′(x)=cos x
解析:ACD 选项A中,y′=sin,A错误.
选项B,y′=2xcos x2,正确.
选项C,y′=-2sin 2x+2e2x,C错误.
选项D,∵f(x)=2sin(-cos)=-sin x,
∴f′(x)=-cos x,D项不正确.
3.(2023·佛山一中质检)已知函数f(x)=2xf′(3)-x2+ln x(f′(x)是f(x)的导函数),则f(1)=________.
解析:易得f′(x)=2f′(3)-x+,
令x=3,得f′(3