内容正文:
高二数学导学案 编写人:梁松峰
1
第 2 课时 简单复合函数的求导法则
学习标准:能求简单的复合函数(限于形如 f(ax+b))的导数.
学习重点:复合函数的求导法则.
学习难点:复合函数求导法则的运用.
【温故知新】回顾:导数的四则运算法则
和、差:[𝑓(𝑥) ± 𝑔(𝑥)]′= ;
积:[𝑓(𝑥)𝑔(𝑥)]′ = ;特殊:[𝐶𝑓(𝑥)]′ = ;
商:[
𝑓(𝑥)
𝑔(𝑥)
]
′
= ;[
1
𝑔(𝑥)
]
′
= ;
知识点 1:简单复合函数的求导法则
情境:假设某商品的利润 y 是销售量 u 的函数,销售量 u 是销售价格 x 的函数,且
2 ,( ) 60 ( ) 60 3 ,y f u u u u g x x= = − = = −
那么,不难看出,利润 y 是销售价格 x 的函数,且有
2 2( ) 60 3( ) ( ) 60( ) (60 3 ) 180 9 .u g xf xx xy f x= = = −−= −−
复合函数
一般地,已知函数 y = f (u) 和 u = g(x),给定 x 的任意一个值,就能确定 u 的值.如果
此时还能确定 y 的值,则 y 可以看成 x 的函数,此时称 f (g(x)) 有意义,且称
( ) ( ( ))y h x f g x= =
为函数 f (u)与 g(x)的复合函数,其中 u 称为中间变量.
问题 1:指出以下函数可以分别看做是由哪两个函数复合而成的:
(1)𝑦 = (3 + sin 𝑥)4;
(2)𝑦 = ln
1
2𝑥+1
;
(3)𝑦 = 22𝑥−1;
(4)𝑦 =
1
1−cos𝑥
.
问题 2:已知ℎ(𝑥) = sin 2𝑥,𝑓(𝑢) = sin𝑢,𝑔(𝑥) = 2𝑥.
(1)ℎ(𝑥)可以由𝑓(𝑢)与𝑔(𝑥)得到吗?
(2)分别求出h′(𝑥),𝑓′(𝑢),𝑔′(𝑥),并总结它们之间的关系.
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2
归纳总结:复合函数求导法则
一般地,如果函数𝑦 = 𝑓(𝑢)与𝑢 = 𝑔(𝑥)的复合函数为
𝑦 = ℎ(𝑥) = 𝑓(𝑔(𝑥)),
则可以证明,复合函数的导数ℎ′(𝑥)与𝑓′(𝑢),𝑔′(𝑥)之间的关系为
ℎ′(𝑥) = [𝑓(𝑔(𝑥))]
′
= .
这一结论也可以表示为𝑦′𝑥 = 𝑦′𝑢𝑢′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.
例 1:求下列函数的导数
(1) ℎ(𝑥) = 𝑒5𝑥−1; (2) 𝑓(𝑥) = 𝑙𝑛(2𝑥 − 1);
(3) 𝑦 = √2𝑥 − 1; (4) 𝑦 = 𝑠𝑖𝑛 (2𝑥 +
𝜋
3
).
练习 1.求下列函数的导数.
(1)𝑦 = (2𝑥 − 1)5; (2)y = 22x+1 .
例2 求下列函数的导数.
(1)y=xe5x
+2; (2)y=x cos
2x+
π
2
sin
2x+
π
2
.
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3
练习 2 求下列函数的导数.
(1)f(x)=sin 2x+e2x; (2)f(x)=
5
3
x ln (2x+1);
(3)f(x)=
sin (1-2x)
a4x
-1 (a>0,且 a≠1).
例 3 证明:奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数,周期函数的导数是周期函
数;
*练习 3 [2022 全国 1 卷 12 题](多选)已知函数 ( )f x 及其导函数 ( )f x 的定义域均为R ,记
( ) ( )g x f x= ,若
3
2
2
f x
−
, (2 )g x+ 均为偶函数,则( )
A. (0) 0f = B.
1
0
2
g
− =
C. ( 1) (4)f f− = D. ( 1) (2)g g− =
*练习 4 (多选)已知定义在 R 上的函数 f(x)和 g(x)的导函数分别为 f′(x)和 g′(x),若 f(x)=
g
x+1
2
+x,且 f(x)为偶函数,g′(x+1)为奇函数,则( )
A.f′(1)=1 B.g′
1
2
=4 C.g′
3
2
=2 D.g′(2)=4
*练习 5(多选)知定义在 R 上的函数 f(x),g(x),其导函数分别为 f′(x),g′(x),若 f(x)=f(-
x),g(-2)=0,f(x)+g′(x-2)=cos x,f′(x-2)+g(x)=x-2,则( )
A.g′(x)的图象关于直线 x=-2 对称 B.g(x)的图象关于点(-2,0)对称
C.g′(x)是周期函数 D.f′(4)=0
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4
【课后精练】
1.(多选)下列函数是复合函数的是( )
A.y=-x3-
1
x
+1 B.y=cos
x+
π
4
C.y=
1
ln x
D.y=(2x+3)4
2.函数 y=cos (1+x2)的导数是( )
A.2x sin (1+x2) B.-sin (1+x2)
C.-2x sin (1+x2) D.2cos (1+x2)
3.设函数 f(x)=(1-2x3)10,则 f′(1)=( )
A.0 B.60
C.-1 D.-60
4.函数 f(x)=ln (x+1)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为________.
5.求下列函数的导数.
(1)y=sin
-2x+
π
3
; (2)y=
1
1-2x2
;
(3)y=ln (4x+5)3; (4)y=e-x+2(2x+1)5.
*6.(多选)(2023·广东揭阳高二期末)已知定义在 R 上的函数 f(x)的导函数为 f′(x),g(x)=
f′(x),g(1)=1,且 f(x+1)为奇函数,g(x-1)为偶函数,则( )
A.f(1)=0 B.g(-3)=0
C.g(2025)=1 D.g(21)=0
第2课时简单复合函数的求导法则
学习标准:能求简单的复合函数(限于形如十b)的导数.
学习重点:复合函数的求导法则.
学习难点:复合函数求导法测的运用,
【温故知新】回顾:导数的四则运算法则
和、差:[f(x)±g(x)'=f(x)y±g(x)':
积:[f(x)g(x)]'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)
特殊:[Cf(x)]'=Cf'(x):
商:
f(e'
=I')-)')
La(x)l
g2(x)
[1'
La(x)
=、9
g2(x)
知识点1:简单复合函数的求导法则
情境:假设某商品的利润y是销售量“的函数,销售量“是销售价格x的函数,且
y=f0)=60u-w2,w=g)=60-3x
那么,不难看出,利润y是销售价格x的函数,且有
y=f(u)=f(g(x)=6060-3x)-(60-3x)y2=180x-9x2
概念生成
复合函数
一般地,已知函数y=f(0)和u=gx),给定x的任意一个值,就能确定u的值.
如果此时还能确定y的值,则y可以看成x的函数,此时称f(g(x)有意义,且称
y=h(x)=f(g(x))
为函数f()与g(x)的复合函数,其中u称为中间变量
问题1:指出以下函数可以分别看做是由哪两个函数复合而成的:
(1)y =(3+sinx)4;(y=u,u=3+sinx)
2y=lnh0=lnu,u=zh》
(3y=22x-1:0y=24,u=2x-1)
④y=1os0=u=1-cosx刘
间题2:己知h(x)=sin2x,f(u)=sinu,g(x)=2x.
(1)h(x)可以由f()与g(x)得到吗?
如果在f(d)=sinu中,令u=g(x)=2x,则有
f(g(x))=sin(g(x))=sin2x=h(x)
(2)分别求出h'(x),f'(u),g'(x),并总结它们之间的关系.
因为h(x)=sin2x=2 sinx cosx,所以
h'(x)=(2sinx cosx)'
=2(sinx)'cosx +2 sinx (cosx)'
2cos2x-2sin2x
=2c0s2x.
又因为f'(u)=cosu,g(x)=2,所以
h'(x)=f'(g(x)g'(x).
归纳总结
复合函数求导法则
一般地,如果函数y=f(u)与u=g(x)的复合函数为
y=h(x)=f(g(x)).
则可以证明,复合函数的导数h'(x)与f'(u),g(x)之间的关系为
h'(x)=[f(g(x)=f'(u)g'(x)=f(g(x))g'(x).
这一结论也可以表示为
yx=yuu'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
例1:求下列函数的导数
(I)h(x)=e5x-1:
(2)f(x)=ln(2x-1):
(3)y=V2x-1;
(④y=sin(2x+)
解:(1)h(x)=e5x-1可以看成f(u)=eu与u=g(x)=5x-1的复合函数,
因此h'(x)=f'()g'(x)=(e)y(5x-1)y=eu×5=e5x-1
(2)f(x)=ln(2x+1)可以看成h(u)=lnu与u=g(x)=2x+1的复合函数,
因此
f')=h'(wg')=nwy2x+1y=是×2=
(3)y=V2x-1可以看成y=Vu和u=2x-1的复合函数,因此
片=发4@'2x-1y-×2==
2x-1
(④)y=sin(2x+)可以看成y=sinu和u=2x+的复合函数,因此
发=yu4=(sin四'(2x+'=cosu×2=2cos(2x+3
练习1求下列函数的导数
(1)y=(2x-1)5:
(2)y=22+1
解:(1)y=5(2x-1)5-1×(2x-1)'=5(2x-1)4×2=10(2x-1)4
(2)y'=22x+1ln2×(2x+1)'=22x+1n2·2=22x+2,n2.
例2求下列函数的导数.
(I)v=xesr+2;
2y=xcos(2r+》in(2r+
(1)v/=x'esr*2+x(ese2)=esr+2+xesr+2x5=(5x+1)ess+2.
(2)y=x cos (2x+2)sin (2x+-x(-sin 2x)cos 2x=-sin 4x,
y'=气-sin4r=3in4r-os4r×4=-2in4-2xcos4x
练习2求下列函数的导数.
(1)fr)=sin 2x+e2;
(2)=子h(2x+1:
a)-出22o>0.且4n
解(1)因为fx)=sin2x+e2,所以fx)=2cos2x+2e2
52_5
10x
(2)因为)-子n(2x+),所以)-2x+)+2x中血(2r+)+3(2x+1)
3)因为)=sin1-2)
ar—(a>0,且afl),
所以fx)
-2cos (1-2x)atr-sin (1-2x)at-14ln a
(a1)2
=-2cos(1-2r)-4sin(1-2x)na
ai-1
例3证明:奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数,周期函数的导数是周期函
数:
*练习3[2022全国1卷12题](多选)已知函数f(x)及其导函数∫(x)的定义域均为R,记
g(x)=f'(x),
g(2+x)均为偶函数,则()
A.f(0)=0
B.
82
=0
C.f(-1)=f(4)
D.g(-1)=g(2)
【答案】BC
【分析】方法一:转化题设条件为函数的对称性,结合原函数与导函数图象的关系,根据
函数的性质逐项判断即可得解。
【详解】方法一:对称性和周期性的关系研究
对于@,因为得-2x为偶函数,所以}2小得+2即传小很+
①,所以B-)=f),所以关于x=对称,则-)=④,故C正确:
对于g(x),因为g(2+x)为偶函数,g(2+x)=g(2-x),g(4-x)=g(x),所以g(x)关于
x=2对称,由①求导,和g(x)=∫"(x),得
[得*尾小r**
,所以
g3-+g()=0,所以g)关于兮0)对称,因为其定义域为R,所以g=0,结合
8)关于=2对称,从而周期7=4×2-引-2,所以g》g)-0。
g(-1)=g()=-g(2),故B正确,D错误:
若函数f()满足题设条件,则函数(x)+C(C为常数)也满足题设条件,所以无法确定
(x)的函数值,故A错误。
故选:BC
方法二:【最优解】特殊值,构造函数法
由方法一知g(x)周期为2,关于x=2对称,故可设g(x)=cos(x),则
f(x)=-sin()+e,显然A,D错误,选BC
故选:BC
防法因为侣2
g(2+x)均为偶函数,
所以行2/传+2即传任+82+0=82-.
所以f(3-x)=f(x),g(4-x)=g(x),则f(-)=f(4),故C正确:
3
函数/国,g)的图象分别关于直线x=x=2对称,
又g(x)=f"(x),且函数fx)可导,
所以[}-0g(6-=-g,
所以g(4-x)=g(x)=-g(3-x),所以g(x+2)=-g(x+1)=g(x),
所以8》8[)-0,g()=g0=8,故B正确,D错误
若函数f()满足题设条件,则函数(x)+C(C为常数)也满足题设条件,所以无法确定
(x)的函数值,故A错误
练习4(多选)(2023河北保定六校联盟高二期末联考)已知定义在R上的函数x)和g(x)的导
函数分别为/田和g.若)=生)+,且四为偶函数,g+1为奇函数,则
()
A.(1)=1
B.g'(=4
c.g周=2
D.g'(2)=4
[解析]因为gx+1)为奇函数,所以g(一x+1)+gx+1)=0①,g'(x)的图象关于点
0,0对称,则g(0)=0,而/)(生)+1,则/0)0)+1=1,A正确:因为
x)为偶函数,所以一x)=fx),则一f(一x)=子(x),即fx)+f(x)=0,故fx)的图象关
于限点对称了@=0因为/x(生+1,所以g-22x-)-2,g固
22x号-1一2=-2,B错误:因为g)的图象关于点,0对称,所以g=一g付
2,c正确:又gG-+gG+=2W-2x+/2训-4=-4,故gw的图象关于点
-2小对称,所以g+1+g-)=-4②.由@②可得g(-)-g(-x+1)=-4,即
g'(x十1)一g(x)=4,所以g(2)=4十g(1)=4,D正确.故选ACD
[答案]ACD
练习5(多选)(2023山东名校联盟高二联考)已知定义在R上的函数x),gx),其导函数分
别为fx),g'(x),若fx)=-x),g(-2)=0,x)十g(x一2)=cosx,f(x-2)+gx)=x
2,则()
A.g'(x)的图象关于直线x=一2对称
B.g(x)的图象关于点(一2,0)对称
C.g'(x)是周期函数
Df(4)=0
答案ABC
解析因为x)+g(x一2)=cosx,所以一x)+g(一x一2)=cos(一x)=cosx.因为x)=
(一x),所以g(x一2)=g(一x一2),所以g'(x)的图象关于直线x=一2对称,A正确:设
Gx)=gx-2)+g(一x-2),则G(x)=gx一2)-g(一x-2)=0,所以Gx)=(c为常
数).G(0)=g-2)+g(-2)=2g(-2)=0,所以Gx)=0,即gx-2)+g(-x-2)=0①,则
g(x)的图象关于点(一2,0)对称,B正确:因为x)=一x),所以fx)=一f(一x,则fx)为
奇函数.函数y=x一f)仍然是奇函数,其图象关于原点对称.又g(x)=(c一2)一fx一2),
所以gx)的图象关于点(2,0)对称,有g(2一x)十g(2+x)=0,即g(6-x)十gr一2)=0②
由①②可得g(6一x)=g(一x一2),故g(x)为周期函数,T=8为gx)的一个周期,也是g'(x)
的一个周期,C正确:令x=6,可得f(6-2)+g(6)=6一2,即f(4)=4一g6)=4-g(一2)=
4,D错误.
【课后精练】
1.(多选)下列函数是复合函数的是(
A.y=--1
B.y=cos(+到
1
C.y=Inx
D.y=(2x+3)
答案BCD
解析A中的函数是一个多项式函数:B中的函数可看作函数“=x+平y=c0su的
复合函数;C中的函数可看作函数u=lnx,y=的复合函数:D中的函数可看作函数“
=2x+3,y=的复合函数.故选BCD
2.函数y=c0s(1+x2)的导数是(
A.2x sin (1+x)
B.-sin(1+x)
C.-2x sin (1+x)
D.2cos (1+x2)
答案C
解析y'=[cos(1+x2)]'=-sin(1+x2)(1+x2)y'=-2xsin(1+x2).
3.设函数x)=(1-2x)°,则f(1)=(
A.0
B.60
C.-1
D.-60
答案B
解析因为fx)=101-2x)(-6r2),所以f(1)=10×(1-2)°×(-6=60.
4.函数x)=ln(x+1)的图象在点(1,1)》处的切线方程为
答案y=克+ln2-分
解析因为=h+,得/=中则)=n2,了①=2
所以切线的方
程为y-n2=-),即y=分+ln2-号
5.求下列函数的导数
0w=sm(-2x+引2r--2示
(3y=ln(4x+5);(4)y=e+2(2x+1)
解(0因为y=sn(-2x+引,所以y=60(-2x+-2x+到引=-2c0s
(-2x+到
2咽为V7-2示=0-2的,
所以y=-01-29(1-2y=2x1-29=
2x
(1-22)V1-2F
1
(3)因为y=l血(4r+5,所以y=(4r+5)×[4+5r=4r+5》×34r+5列
×4=,12
4x+5
(4)因为y=e+(2x+1)5,所以y=(e+)(2x+1)户+e*2[(2x+1)]=e+2(-x+
2)y(2x+1)5+er+2×5(2x+1)(2x+1)/=-e-r+2(2x+1)5+10(2x+1)'e-r+2=e-r+2(2x+
1)(-2x-1+10)=e-x+2(2x+1)(9-2x).
6.(多选)(2023广东揭阳高二期末)已知定义在R上的函数fx)的导函数为fx),g(x)
=子w),g(I)=1,且x+1)为奇函数,gx-1)为偶函数,则()
A.1)=0
B.g(-3)=0
C.g(2025)=1
D.g(21)=0
答案AC
解析因为x+1)为奇函数,gx-1)为偶函数,所以-x+1)=-x+1),-(-
x+1)=-fx+1),g(-x-1)=gx-1),所以x)的图象关于点(1,0)对称,gx)的图象
关于直线x=-1对称,(x)的图象关于直线x=1对称,又gx)=x),则g(x)的图象
关于直线x=1对称,所以g(x)=g2-x)=g(-2-x),gx)是以4为周期的函数,令x=
0,则1)=-1),得1)=0,A正确;令x=2,则g(-3)=g(1)=1,B错误;因为2025
=4×506+1,所以g(2025)=g(1)=1,C正确;因为21=4×5+1,所以g21)=g1)=1,
D错误,故选AC
第2课时 简单复合函数的求导法则
学习标准:能求简单的复合函数(限于形如f(ax+b))的导数.
学习重点:复合函数的求导法则.
学习难点:复合函数求导法则的运用.
【温故知新】回顾:导数的四则运算法则
和、差:= ;
积:,
特殊:;
商:;
.
知识点 1:简单复合函数的求导法则
情境:假设某商品的利润y是销售量u的函数,销售量u是销售价格x的函数,且
那么,不难看出,利润y是销售价格x的函数,且有
概念生成
复合函数
一般地,已知函数 y = f (u) 和 u = g(x),给定x的任意一个值,就能确定u的值.如果此时还能确定y的值,则y可以看成x的函数,此时称f (g(x)) 有意义,且称
为函数f (u)与g(x)的复合函数,其中u称为中间变量.
问题1:指出以下函数可以分别看做是由哪两个函数复合而成的:
(1);()
(2);()
(3);()
(4). ()
问题2:已知.
(1)可以由得到吗?
如果在中,令,则有
(2)分别,并总结它们之间的关系.
,所以
.
又因为,所以
.
归纳总结
复合函数求导法则
一般地,如果函数与的复合函数为
,
则可以证明,复合函数的导数与之间的关系为
.
这一结论也可以表示为
.
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.
例 1:求下列函数的导数
(1) ; (2) ;
(3) ; (4)
解:(1) 可以看成与的复合函数,
因此 .
(2)可以看成与的复合函数,
因此 .
(3) 可以看成和的复合函数,因此
==.
(4) 可以看成和的复合函数,因此
=.
练习1.求下列函数的导数.
(1); (2)y = 22x+1 .
解:(1) .
(2) .
求下列函数的导数.
(1)y=xe5x+2;
(2)y=x cos sin .
[解] (1)y′=x′e5x+2+x(e5x+2)′=e5x+2+xe5x+2×5=(5x+1)e5x+2.
(2)∵y=x cos sin =x(-sin 2x)cos 2x=-x sin 4x,
∴y′=′=-sin 4x-cos 4x×4=-sin 4x-2x cos 4x.
练习2 求下列函数的导数.
(1)f(x)=sin 2x+e2x;
(2)f(x)=x ln (2x+1);
(3)f(x)=(a>0,且a≠1).
解 (1)因为f(x)=sin 2x+e2x,所以f′(x)=2cos 2x+2e2x.
(2)因为f(x)=x ln (2x+1),所以f′(x)=ln (2x+1)+x·=ln (2x+1)+.
(3)因为f(x)=(a>0,且a≠1),
所以f′(x)
=
=.
例3 证明:奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数,周期函数的导数是周期函数;
*练习3 [2022全国1卷12题](多选)已知函数及其导函数的定义域均为,记,若,均为偶函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【分析】方法一:转化题设条件为函数的对称性,结合原函数与导函数图象的关系,根据函数的性质逐项判断即可得解.
【详解】[方法一]:对称性和周期性的关系研究
对于,因为为偶函数,所以即①,所以,所以关于对称,则,故C正确;
对于,因为为偶函数,,,所以关于对称,由①求导,和,得,所以,所以关于对称,因为其定义域为R,所以,结合关于对称,从而周期,所以,,故B正确,D错误;
若函数满足题设条件,则函数(C为常数)也满足题设条件,所以无法确定的函数值,故A错误.
故选:BC.
[方法二]:【最优解】特殊值,构造函数法.
由方法一知周期为2,关于对称,故可设,则,显然A,D错误,选BC.
故选:BC.
[方法三]:因为,均为偶函数,
所以即,,
所以,,则,故C正确;
函数,的图象分别关于直线对称,
又,且函数可导,
所以,
所以,所以,
所以,,故B正确,D错误;
若函数满足题设条件,则函数(C为常数)也满足题设条件,所以无法确定的函数值,故A错误.
练习4 (多选)(2023·河北保定六校联盟高二期末联考)已知定义在R上的函数f(x)和g(x)的导函数分别为f′(x)和g′(x),若f(x)=g+x,且f(x)为偶函数,g′(x+1)为奇函数,则( )
A.f′(1)=1 B.g′=4
C.g′=2 D.g′(2)=4
[解析] 因为g′(x+1)为奇函数,所以g′(-x+1)+g′(x+1)=0 ①,g′(x)的图象关于点(1,0)对称,则g′(1)=0,而f′(x)=g′+1,则f′(1)=g′(1)+1=1,A正确;因为f(x)为偶函数,所以f(-x)=f(x),则-f′(-x)=f′(x),即f′(x)+f′(-x)=0,故f′(x)的图象关于原点对称,f′(0)=0.因为f′(x)=g′+1,所以g′(x)=2f′(2x-1)-2,g′=2f′-2=-2,B错误;因为g′(x)的图象关于点(1,0)对称,所以g′=-g′=2,C正确;又g′+g′=2[f′(-2x)+f′(2x)]-4=-4,故g′(x)的图象关于点对称,所以g′(x+1)+g′(-x)=-4 ②.由①②可得g′(-x)-g′(-x+1)=-4,即g′(x+1)-g′(x)=4,所以g′(2)=4+g′(1)=4,D正确.故选ACD.
[答案] ACD
练习5(多选)(2023·山东名校联盟高二联考)已知定义在R上的函数f(x),g(x),其导函数分别为f′(x),g′(x),若f(x)=f(-x),g(-2)=0,f(x)+g′(x-2)=cos x,f′(x-2)+g(x)=x-2,则( )
A.g′(x)的图象关于直线x=-2对称
B.g(x)的图象关于点(-2,0)对称
C.g′(x)是周期函数
D.f′(4)=0
答案 ABC
解析 因为f(x)+g′(x-2)=cos x,所以f(-x)+g′(-x-2)=cos (-x)=cos x.因为f(x)=f(-x),所以g′(x-2)=g′(-x-2),所以g′(x)的图象关于直线x=-2对称,A正确;设G(x)=g(x-2)+g(-x-2),则G′(x)=g′(x-2)-g′(-x-2)=0,所以G(x)=c(c为常数).G(0)=g(-2)+g(-2)=2g(-2)=0,所以G(x)=0,即g(x-2)+g(-x-2)=0 ①,则g(x)的图象关于点(-2,0)对称,B正确;因为f(x)=f(-x),所以f′(x)=-f′(-x),则f′(x)为奇函数.函数y=x-f′(x)仍然是奇函数,其图象关于原点对称.又g(x)=(x-2)-f′(x-2),所以g(x)的图象关于点(2,0)对称,有g(2-x)+g(2+x)=0,即g(6-x)+g(x-2)=0 ②.由①②可得g(6-x)=g(-x-2),故g(x)为周期函数,T=8为g(x)的一个周期,也是g′(x)的一个周期,C正确;令x=6,可得f′(6-2)+g(6)=6-2,即f′(4)=4-g(6)=4-g(-2)=4,D错误.
【课后精练】
1.(多选)下列函数是复合函数的是( )
A.y=-x3-+1
B.y=cos
C.y=
D.y=(2x+3)4
答案 BCD
解析 A中的函数是一个多项式函数;B中的函数可看作函数u=x+,y=cos u的复合函数;C中的函数可看作函数u=ln x,y=的复合函数;D中的函数可看作函数u=2x+3,y=u4的复合函数.故选BCD.
2.函数y=cos (1+x2)的导数是( )
A.2x sin (1+x2) B.-sin (1+x2)
C.-2x sin (1+x2) D.2cos (1+x2)
答案 C
解析 y′=[cos (1+x2)]′=-sin (1+x2)(1+x2)′=-2x sin (1+x2).
3.设函数f(x)=(1-2x3)10,则f′(1)=( )
A.0 B.60
C.-1 D.-60
答案 B
解析 因为f′(x)=10(1-2x3)9(-6x2),所以f′(1)=10×(1-2)9×(-6)=60.
4.函数f(x)=ln (x+1)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为________.
答案 y=x+ln 2-
解析 因为f(x)=ln (x+1),得f′(x)=,则f(1)=ln 2,f′(1)=,所以切线的方程为y-ln 2=(x-1),即y=x+ln 2-.
5.求下列函数的导数.
(1)y=sin ;(2)y=;
(3)y=ln (4x+5)3;(4)y=e-x+2(2x+1)5.
解 (1)因为y=sin ,所以y′=cos ′=-2cos .
(2)因为y==(1-2x2) ,
所以y′=-(1-2x2) (1-2x2)′=2x(1-2x2) =.
(3)因为y=ln (4x+5)3,所以y′=×[(4x+5)3]′=×3(4x+5)2×4=.
(4)因为y=e-x+2(2x+1)5,所以y′=(e-x+2)′(2x+1)5+e-x+2[(2x+1)5]′=e-x+2(-x+2)′(2x+1)5+e-x+2×5(2x+1)4(2x+1)′=-e-x+2(2x+1)5+10(2x+1)4e-x+2=e-x+2(2x+1)4(-2x-1+10)=e-x+2(2x+1)4(9-2x).
6.(多选)(2023·广东揭阳高二期末)已知定义在R上的函数f(x)的导函数为f′(x),g(x)=f′(x),g(1)=1,且f(x+1)为奇函数,g(x-1)为偶函数,则( )
A.f(1)=0 B.g(-3)=0
C.g(2025)=1 D.g(21)=0
答案 AC
解析 因为f(x+1)为奇函数,g(x-1)为偶函数,所以f(-x+1)=-f(x+1),-f′(-x+1)=-f′(x+1),g(-x-1)=g(x-1),所以f(x)的图象关于点(1,0)对称,g(x)的图象关于直线x=-1对称,f′(x)的图象关于直线x=1对称,又g(x)=f′(x),则g(x)的图象关于直线x=1对称,所以g(x)=g(2-x)=g(-2-x),g(x)是以4为周期的函数,令x=0,则f(1)=-f(1),得f(1)=0,A正确;令x=2,则g(-3)=g(1)=1,B错误;因为2025=4×506+1,所以g(2025)=g(1)=1,C正确;因为21=4×5+1,所以g(21)=g(1)=1,D错误.故选AC.
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高二数学导学案 编写人:梁松峰
第2课时 简单复合函数的求导法则
学习标准:能求简单的复合函数(限于形如f(ax+b))的导数.
学习重点:复合函数的求导法则.
学习难点:复合函数求导法则的运用.
【温故知新】回顾:导数的四则运算法则
和、差:= ;
积: ;特殊: ;
商: ; ;
知识点 1:简单复合函数的求导法则
情境:假设某商品的利润y是销售量u的函数,销售量u是销售价格x的函数,且
那么,不难看出,利润y是销售价格x的函数,且有
复合函数
一般地,已知函数 y = f (u) 和 u = g(x),给定x的任意一个值,就能确定u的值.如果此时还能确定y的值,则y可以看成x的函数,此时称f (g(x)) 有意义,且称
为函数f (u)与g(x)的复合函数,其中u称为中间变量.
问题1:指出以下函数可以分别看做是由哪两个函数复合而成的:
(1);
(2);
(3);
(4).
问题2:已知.
(1)可以由与得到吗?
(2)分别,并总结它们之间的关系.
归纳总结:复合函数求导法则
一般地,如果函数与的复合函数为
,
则可以证明,复合函数的导数与之间的关系为
.
这一结论也可以表示为.
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.
例 1:求下列函数的导数
(1) ; (2) ;
(3) ; (4)
练习1.求下列函数的导数.
(1); (2)y = 22x+1 .
求下列函数的导数.
(1)y=xe5x+2; (2)y=x cos sin .
练习2 求下列函数的导数.
(1)f(x)=sin 2x+e2x; (2)f(x)=x ln (2x+1);
(3)f(x)=(a>0,且a≠1).
例3 证明:奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数,周期函数的导数是周期函数;
*练习3 [2022全国1卷12题](多选)已知函数及其导函数的定义域均为,记,若,均为偶函数,则( )
A. B. C. D.
*练习4 (多选)已知定义在R上的函数f(x)和g(x)的导函数分别为f′(x)和g′(x),若f(x)=g+x,且f(x)为偶函数,g′(x+1)为奇函数,则( )
A.f′(1)=1 B.g′=4 C.g′=2 D.g′(2)=4
*练习5(多选)知定义在R上的函数f(x),g(x),其导函数分别为f′(x),g′(x),若f(x)=f(-x),g(-2)=0,f(x)+g′(x-2)=cos x,f′(x-2)+g(x)=x-2,则( )
A.g′(x)的图象关于直线x=-2对称 B.g(x)的图象关于点(-2,0)对称
C.g′(x)是周期函数 D.f′(4)=0
【课后精练】
1.(多选)下列函数是复合函数的是( )
A.y=-x3-+1 B.y=cos
C.y= D.y=(2x+3)4
2.函数y=cos (1+x2)的导数是( )
A.2x sin (1+x2) B.-sin (1+x2)
C.-2x sin (1+x2) D.2cos (1+x2)
3.设函数f(x)=(1-2x3)10,则f′(1)=( )
A.0 B.60
C.-1 D.-60
4.函数f(x)=ln (x+1)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为________.
5.求下列函数的导数.
(1)y=sin ; (2)y=;
(3)y=ln (4x+5)3; (4)y=e-x+2(2x+1)5.
*6.(多选)(2023·广东揭阳高二期末)已知定义在R上的函数f(x)的导函数为f′(x),g(x)=f′(x),g(1)=1,且f(x+1)为奇函数,g(x-1)为偶函数,则( )
A.f(1)=0 B.g(-3)=0
C.g(2025)=1 D.g(21)=0
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