内容正文:
数学基础知识
默写小纸条
第三章
一元函数的导数及其应用
导数的概念
1.导数的概念
(1)函数y=f(x)在x=x0处的导数记作 或 .
(2)函数y=f(x)的导函数(简称导数)
2.导数的几何意义
函数y=f(x)在x=x0处的导数的几何意义就是曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的 ,相应的切线方程为 .
导数的概念
1.导数的概念
(1)函数y=f(x)在x=x0处的导数记作 或 .
f′(x0)
(2)函数y=f(x)的导函数(简称导数)
2.导数的几何意义
函数y=f(x)在x=x0处的导数的几何意义就是曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的 ,相应的切线方程为 .
斜率
y-f(x0)=f′(x0)(x-x0)
基本初等函数的导数公式
f(x)=c(c为常数) f′(x)=___
f(x)=xα(α∈R,且α≠0) f′(x)=______
f(x)=sin x f′(x)=_____
f(x)=cos x f′(x)=_______
f(x)=ax(a>0,且a≠1) f′(x)=______
f(x)=ex f′(x)=____
f(x)=logax(a>0,且a≠1) f′(x)=______
f(x)=ln x f′(x)=___
基本初等函数的导数公式
f(x)=c(c为常数) f′(x)=___
f(x)=xα(α∈R,且α≠0) f′(x)=______
f(x)=sin x f′(x)=_____
f(x)=cos x f′(x)=_______
f(x)=ax(a>0,且a≠1) f′(x)=______
0
αxα-1
cos x
-sin x
axln a
f(x)=ex f′(x)=____
f(x)=logax(a>0,且a≠1) f′(x)=______
f(x)=ln x f′(x)=___
ex
导数的运算法则
1.导数的运算法则
若f′(x),g′(x)存在,则有
[f(x)±g(x)]′= ;[f(x)g(x)]′= ;
[cf(x)]′= .
5.复合函数的定义及其导数
复合函数y=f(g(x))的导数与函数y=f(u),u=g(x)的导数间的关系为
y′x= ,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.
导数的运算法则
1.导数的运算法则
若f′(x),g′(x)存在,则有
[f(x)±g(x)]′= ;[f(x)g(x)]′= ;
f′(x)±g′(x)
[cf(x)]′= .
f′(x)g(x)+f(x)g′(x)
cf′(x)
5.复合函数的定义及其导数
复合函数y=f(g(x))的导数与函数y=f(u),u=g(x)的导数间的关系为
y′x= ,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.
y′u·u′x
常用结论
1.在点处的切线与过点的切线的区别
(1) 点处的切线,该点一定是切点,切线有且仅有一条.
(2) 点的切线,该点不一定是切点,切线至少有一条.
2.可导奇函数的导数是 ,可导偶函数的导数是 ,可导周期函数的导数是 .
3.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 ,|f′(x)|的大小反映了f(x)图象变化的 ,|f′(x)|越 ,曲线在这点处的切线越“陡”.
常用结论
1.在点处的切线与过点的切线的区别
(1) 点处的切线,该点一定是切点,切线有且仅有一条.
(2) 点的切线,该点不一定是切点,切线至少有一条.
在
过
2.可导奇函数的导数是 ,可导偶函数的导数是 ,可导周期函数的导数是 .
偶函数
奇函数
周期函数
3.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 ,|f′(x)|的大小反映了f(x)图象变化的 ,|f′(x)|越 ,曲线在这点处的切线越“陡”.
方向
快慢
大
导数与函数的单调性1
1.函数的单调性与导数的关系
条件 恒有 结论
函数y=f(x)在区
间(a,b)上可导 f′(x)>0 f(x)在区间(a,b)上_________
f′(x)<0 f(x)在区间(a,b)上_________
f′(x)=0 f(x)在区间(a,b)上是_________
单调递增
单调递减
常数函数
2.利用导数判断函数单调性的步骤
第1步,确定函数f(x)的 ;第2步,求出导数f′(x)的 ;
第3步,用f′(x)的零点将f(x)的定义域划分为若干个区间,列表给出f′(x)在各区间上的正负,由此得出函数y=f(x)在定义域内的单调性.
定义域
零点
导数与函数的单调性1
1.函数的单调性与导数的关系
条件 恒有 结论
函数y=f(x)在区
间(a,b)上可导 f′(x)>0 f(x)在区间(a,b)上_________
f′(x)<0 f(x)在区间(a,b)上_________
f′(x)=0 f(x)在区间(a,b)上是_________
单调递增
单调递减
常数函数
2.利用导数判断函数单调性的步骤
第1步,确定函数f(x)的 ;第2步,求出导数f′(x)的 ;
第3步,用f′(x)的零点将f(x)的定义域划分为若干个区间,列表给出f′(x)在各区间上的正负,由此得出函数y=f(x)在定义域内的单调性.
定义域
零点
导数与函数的单调性2
3.常用结论
①若函数f(x)在(a,b)上单调递增,则当x∈(a,b)时, 恒成立;
若函数f(x)在(a,b)上单调递减,则当x∈(a,b)时, 恒成立.
②若函数f(x)在(a,b)上存在单调递增区间,则当x∈(a,b)时, 有解;
若函数f(x)在(a,b)上存在单调递减区间,则当x∈(a,b)时, 有解.
③若函数y=f(x)在区间(a,b)上不单调,则转化为 在(a,b)上有解(需验证解的两侧导数是否异号).
④偶函数:对称区间上单调性 ; 奇函数:对称区间上单调性 .
导数与函数的单调性2
3.常用结论
①若函数f(x)在(a,b)上单调递增,则当x∈(a,b)时, 恒成立;
若函数f(x)在(a,b)上单调递减,则当x∈(a,b)时, 恒成立.
②若函数f(x)在(a,b)上存在单调递增区间,则当x∈(a,b)时, 有解;
若函数f(x)在(a,b)上存在单调递减区间,则当x∈(a,b)时, 有解.
③若函数y=f(x)在区间(a,b)上不单调,则转化为 在(a,b)上有解(需验证解的两侧导数是否异号).
④偶函数:对称区间上单调性 ; 奇函数:对称区间上单调性 .
互异
相同
f′(x)>0
f′(x)<0
f′(x)≥0
f′(x)≤0
f′(x)=0
导数与函数极值、最值1
1.函数的极值
极小值f(a) 极大值f(b)
在x=a或b附近 比其他点处的函数值都 , 比其他点处的函数值都 ,
f′(x) f′(a)= , f′(b)= ,
在点x=a或b附近的导数符号 左侧 ,
右侧 , 左侧 ,
右侧 ,
函数的单调性 先 后 , 先 后 ,
极值点 a叫做函数y=f(x)的 ,b叫做函数 .
2.对于可导函数f(x),“f′(x0)=0”是“函数在x=x0处有极值”的 条件.
导数与函数极值、最值1
1.函数的极值
极小值f(a) 极大值f(b)
在x=a或b附近 比其他点处的函数值都 , 比其他点处的函数值都 ,
f′(x) f′(a)= , f′(b)= ,
在点x=a或b附近的导数符号 左侧 ,
右侧 , 左侧 ,
右侧 ,
函数的单调性 先 后 , 先 后 ,
极值点 a叫做函数y=f(x)的 ,b叫做函数 .
极小值点
极大值点
小
大
0
0
f′(x)<0
f′(x)>0
f′(x)<0
f′(x)>0
减
增
减
增
2.对于可导函数f(x),“f′(x0)=0”是“函数在x=x0处有极值”的 条件.
必要不充分
导数与函数极值、最值2
2.函数的最大(小)值
(1)函数f(x)在区间[a,b]上有最值的条件:
如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条 的曲线,那么它必有最大值和最小值.
(2)求函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大(小)值的步骤:
①求函数y=f(x)在区间(a,b)内的 ;
②将函数y=f(x)的各极值与 比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.
导数与函数极值、最值2
2.函数的最大(小)值
(1)函数f(x)在区间[a,b]上有最值的条件:
如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条 的曲线,那么它必有最大值和最小值.
(2)求函数y=f(x)在区间[a,b]上的最大(小)值的步骤:
①求函数y=f(x)在区间(a,b)内的 ;
②将函数y=f(x)的各极值与 比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.
连续不断
极值
端点处的函数值f(a),f(b)
*函数中的构造问题1
1.利用f(x)与x构造函数
(1)出现nf(x)+xf′ (x)形式,构造函数F(x)= .
(2)出现xf′ (x)-nf(x)形式,构造函数F(x)= .
2.利用f(x)与ex构造函数
(1)出现f′ (x)+nf(x)形式,构造函数F(x)= .
(2)出现f′ (x)-nf(x)形式,构造函数F(x)= .
*函数中的构造问题1
1.利用f(x)与x构造函数
(1)出现nf(x)+xf′ (x)形式,构造函数F(x)= .
(2)出现xf′ (x)-nf(x)形式,构造函数F(x)= .
xnf(x)
2.利用f(x)与ex构造函数
(1)出现f′ (x)+nf(x)形式,构造函数F(x)= .
enxf(x)
(2)出现f′ (x)-nf(x)形式,构造函数F(x)= .
*函数中的构造问题2
3.利用f(x)与sin x,cos x构造函数
F(x)=f(x)sin x, F′(x)= ;
F′(x)= ;
F(x)=f(x)cos x,
*函数中的构造问题2
3.利用f(x)与sin x,cos x构造函数
F(x)=f(x)sin x, F′(x)= ;
F′(x)= ;
F(x)=f(x)cos x,
f′(x)sin x+f(x)cos x
f′(x)cos x-f(x)sin x
f′(x0)= = .
f′(x)=y′=
f′(x)=y′=
f′(x0)= = .
= (g(x)≠0);
= (g(x)≠0);
F(x)=, F′(x)= ;
F(x)=, F′(x)= .
;
.
F(x)=, F′(x)= ;
F(x)=, F′(x)= .
$$