内容正文:
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B. A机关单位比B机关单位
节能效果好
C. A机关单位的用电量在[0,t0]
上的平均变化率比B机关单位的用电量在[0,t0]
上的平均变化率大
D. A机关单位与B机关单位自节能以来用电
量总是一样大
[错解] 选C.因为在(0,t0)上,W1(t)的图
像比W2(t)的图像陡峭,∴在(0,t0)上用电量的平
均变化率,A机关单位比B机关单位大.
[误区警示] 从图上看,两机关单位在(0,
t0)上用电量的平均变化率都取负值.
[正解
]
[点评] 识图时,一定要结合题意弄清图像
所反映的量之间的关系,特别是单调性,增长(减
少)的快慢等要弄清
.
6789%:;<
1.函数y = 2x在区间[x0,x0 + Δx]上的平均变化
率为 (D )
A. x0 + Δx B. 1 + Δx
C. 2 + Δx D. 2
2.(2023·杭州高二检测)设函数y = f(x)= x2 -
1,当自变量x由1变为1. 1时,函数的平均变
化率为 (A )
A. 2. 1 B. 1. 1
C. 2 D. 0
3.已知函数y = f(x)=2x2的图像上的点P(1,2)及邻
近点Q(1 +Δx,2 +Δy),则ΔyΔx的值为 (D )
A. 4 B. 4x
C. 4 + 2(Δx)2 D. 4 + 2Δx
4.函数f(x)= x2 - 1在区间[1,m]上的平均变化
率为3,则实数m的值为 .
请同学们认真完成练案[13
]
6. 1. 2 导数及其几何意义
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课程目标
1.理解瞬时变化率与导数的概念,会用导数的定义求函数在某点处的导数.(数学运算)
2.理解导数的几何意义,并能应用导数的几何意义解决相关问题.(逻辑推理)
学法指导
充分理解瞬时速度的基础上,体会函数在某点的瞬时变化率,进而理解导数的定义,体会运动变
化和无限逼近的思想.
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瞬时变化率与导数
一般地,设函数y = f(x)在x0附近有定义,自
变量在x = x0处的改变量为Δx,当Δx无限接近于
0时,若平均变化率Δy
Δx
=
f(x0 + Δx)- f(x0)
Δx
无限接
近于一个常数k,那么称常数k为函数f(x)在x =
x0处的瞬时变化率.此时,也称f(x)在x0处可导,
并称k为f(x)在x = x0处的导数,记作 f′(x0)=
k .
为了简单起见,“当Δx无限接近于0 时
f(x0 + Δx)- f(x0)
Δx
无限接近于常数k”也常用符号
“→”(读作“趋向于”)表示为当Δx→ 0 时,
f(x0 + Δx)- f(x0)
Δx →
k, 或者写成
lim
Δx→0
f(x0 + Δx)- f(x0)
Δx
= k,即 .
知识解读:对于y = f(x)在x = x0处的导数的
理解要注意以下三点:
(1)y = f(x)在x = x0 处的导数即为函数y =
f(x)在x = x0处的瞬时变化率,导数可以描述任何
事物的瞬时变化率,应用非常广泛.
(2)y = f(x)在x = x0 处的导数表示为f ′(x0)
或y′ | x = x0,函数在x = x0处的导数f ′(x0)只与x0有
关,与Δx无关,函数在某点处的导数是一个定值,
是函数在该点的函数值的改变量与自变量的改变
量比值的极限,不是变量.
(3)若极限lim
Δx→0
f(x0 +Δx)- f(x0)
Δx
不存在,则称函
数y = f(x)在x = x0处不可导.
(4)导数定义式的几种常见的变式:
f′(x)= lim
Δx→0
f(x + Δx)- f(x)
Δx
;
f′(x)= lim
Δx→0
f(x +2Δx)- f(x)
2Δx
;
f′(x)= lim
Δx→0
f(x - Δx)- f(x)
- Δx
;
f′(x)= lim
Δx→0
f(x)- f(x + Δx)
- Δx
;
f′(x0)= limx→x0
f(x)- f(x0)
x - x0
.
导数的几何意义
函数y = f(x)在点x0 处的导数的几何意义,
f′(x0)就是曲线y = f(x)在点(x0,f(x0))处(也称
在x = x0处)的 切线的斜率,从而根据直线的点
斜式方程可知,切线的方程是 y - f(x0)= f′(x0)
(x - x0)
.
/012%345
题型探究
题型一 瞬时变化率(瞬时速度)的求法
1.已知质点M按规律s =2t2 + 3做直线运动.
(位移单位:cm,时间单位:s)
(1)当t =2,Δt =0. 01时,求ΔsΔt;
(2)当t =2,Δt =0. 001时,求ΔsΔt;
(3)求质点M在t =2时的瞬时速度.
[分析] 先求Δs,Δs = s(t + Δt)- s(t)= 2(t
+ Δt)2 + 3 -(2t2 + 3)=4t·Δt +2(Δt)2,再求ΔsΔt,
最后代值,Δt越接近于0,ΔsΔt就越接近某时刻的瞬
时速度.
[尝试作答
]
[规律方法] 1.求运动物体瞬时速度的三
个步骤
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(1)求时间改变量Δt和位移改变量Δs = s(t0
+ Δt)- s(t0).
(2)求平均速度v = Δs
Δt
.
(3)求瞬时速度,当Δt无限趋近于0时,ΔsΔt无
限趋近于常数v,即为瞬时速度.
2.求Δy
Δx
(当Δx无限趋近于0时)的极限的
方法
(1)在极限表达式中,可把Δx作为一个数来
参与运算.
(2)求出Δy
Δx
的表达式后,Δx无限趋近于0,可
令Δx =0,求出结果即可.
对点训练? (1)(2024·洛阳高二检测)
一质点运动的方程为s =5 -3t2,若该质点在时间段
[1,1 +Δt]内相应的平均速度为-3Δt -6,则该质点
在t =1时的瞬时速度是 (D )
A. - 3 B. 3 C. 6 D. - 6
(2)已知物体的运动方程是S = - 4t2 + 16t(S
的单位为m;t的单位为s),则该物体在t = 2 s时
的瞬时速度为 (D )
A. 3 m / s B. 2 m / s
C. 1 m / s D. 0 m / s
题型二 求函数在某点处的导数
2.求f(x)= x3 - x在x =2处的导数.
[分析] 利用导数的定义求导,利用“三步
法”求解.
[尝试作答
]
[规律方法] 求函数y = f(x)在x = x0 处的
瞬时变化率的步骤
(1)求函数值的改变量Δy = f(x0 + Δx)-
f(x0).
(2)求函数的平均变化率Δy
Δx
=
f(x0 +Δx)- f(x0)
Δx
.
(3)当Δx无限趋近于0时,求ΔyΔx趋近的常数
(即求k = lim
Δx→0
Δy
Δx
的值).函数y = f(x)在x = x0处的
瞬时变化率即为函数y = f(x)在x = x0 处的切线
斜率.
对点训练? 求函数y = x + 1x在x = 1处
的导数.
题型三 导数的几何意义
3.(1)求函数y = x2 + 1x + 5在x = 2处的切
线斜率.
(2)曲线f(x)=3x + x2在点(1,f(1))处的切
线方程为 (A )
A. y =5x -1 B. y = -5x +1
C. y = 15 x +1 D. y = -
1
5 x -1
[尝试作答
]
[规律方法] 求曲线y = f(x)在点P(x0,
f(x0))处的切线方程,则点P的坐标既满足曲线
方程,又满足切线方程.若点P处的切线斜率存
在,则点P处的切线方程为
y = f′(x0)(x - x0)+ f(x0);若曲线y = f(x)在点P
处的切线斜率不存在(此时切线平行于y轴),则
点P处的切线方程为x = x0
.
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对点训练? (1)求函数y =2x + 1x在x =
2处的切线斜率.
(2)曲线f(x)= 2x在点(- 2,- 1)处的切线
方程为 x +2y +4 = 0.
题型四 求曲线的切线方程
4.已知函数f(x)= x3,曲线C:y = f(x).
(1)求曲线C在横坐标为x =1的点处的切线
方程;
(2)求曲线C过点(1,1)的切线方程.
[分析] (1 )求f′(1) → 求切点
→
点斜式方
程求切线
(2)设切点(x0,y0)→求f′(x0)→
由f′(x0)= y0 - 1x0 - 1
求f(x0,y0)
→写切线方程
[尝试作答
]
[规律方法] 解决过点M(x1,y1)与曲线y =
f(x)相切的切方程问题的常用方法
方法一:(1)设切点为P(x0,y0),则y0 =
f(x0),切线斜率k = f′(x0).
(2)由kPM = k,得方程k = f′(x0)= y1 - f(x0)x1 - x0 .
(3)化简上述方程,得关于x0 的方程,可求
得x0 .
(4)确定y0,k,利用点斜式得切线方程.
方法二:(1)设切点为P(x0,y0),则切线方程
为y - y0 = k(x - x0).
(2)建立方程组
y0 = f(x0),
k = f′(x0),
y1 - y0 = k(x1 - x0){ .
(3)解方程组,得k,x0,y0,从而得切线方程.
对点训练? 典例4第(1)小题中的切线
与曲线C是否还有其他的公共点?
易错警示
基于导数运算公式的形式化计算
5.(2023·广东省东莞市检测)若函数y =
f(x)在x = x0处可导,则limh→0
f(x0 + h)- f(x0 - h)
h 等
于 (B )
A. f ′(x0) B. 2 f ′(x0)
C. -2 f ′(x0) D. 0
[误区警示] 由于不理解导数定义中Δx,Δy
的含义,缺乏对导数定义的形式化认识,而错选.
[正解
]
[点评] 导数的形式化定义的本质
导数的形式化计算是大学数学中的一个重点
内容,但在中学阶段,特别是在对极限要求不高的
前提下,不必深入研究,其本质就是对导数概念
f ′(x0)= limΔx→0
f(x0 + Δx)- f(x0)
Δx
= lim
x→x0
f(x)- f(x0)
x - x0
的理解.需要说明的是导数是一个局部概念,它只
与函数y = f(x)在x = x0及其附近的函数值有关,
与Δx无关
.
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1.一物体的运动方程为f(x)= x2 - 3x,则f ′(0)
= (C )
A. Δx -3 B.(Δx)2 - 3Δx
C. -3 D. 0
2.(2023·阜阳高二检测)函数y = f(x)的图像在
点P(5,f(5))处的切线方程是y = - x + 8,则
f(5)+ f ′(5)= (C )
A. 12 B. 1 C. 2 D. 0
3.已知函数f(x)= - 1x,则曲线y = f(x)在(1,
-1)处的切线方程是 (A )
A. x - y -2 = 0 B. 2x -2y +3 = 0
C. x + y =0 D. x - y =0
4.已知函数y = f(x)在x = x0处的导数为1,
则lim
Δx→0
f(x0 + Δx)- f(x0)
2Δx
= (B )
A. 0 B. 12 C. 1 D. 2
5.已知曲线y = 12 x
2 - 3上一点P 1,- 5( )2 ,则过
点P的切线的斜率为 (B )
A.槡33 B. 1 C. -1 D. -槡
3
3
请同学们认真完成练案[14
]
6. 1. 3 基本初等函数的导数
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课程目标
1.借助教材实例了解利用定义求函数的导数.(数学运算)
2.掌握基本初等函数的导数公式,并会利用公式求简单函数的导数.(数学运算)
3.会解决与曲线的切线相关的问题.(数学建模)
学法指导
通过六个简单的常用函数的求导,体会导数求解的一般方法及特殊到一般的思想.
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几个常用函数的导数
函数 导数
f(x)= c f ′(x)=0
f(x)= x f ′(x)=1
f(x)= x2 f ′(x)=2x
f(x)= x3 f ′(x)=3x2
f(x)= 1x f ′(x)= -
1
x2
f(x)=槡x f ′(x)=
1
2槡x
基本初等函数的导数公式
函数 导数
f(x)= c(c为常数) f ′(x)=0
f(x)= xα(α∈Q,且α≠0) f ′(x)= αxα
- 1
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关键能力·攻重难
6.1.2导数及其几何意义
例1:(1)B
30-
△g
必备知识·探新知
(2)=十2在区间[-1,0]上的平均变化率为
x
知识点1)=)=6+-
△r
1
0)--业2-1
知识点2切线的斜率y-八)=∫(x)(x一)
0-(-1)
1-2
关键能力·攻重难
九)=2在区间[1,3]上的平均变化率为兰
例1:=+》-@
11
_21+4)2+3-(2r+31=4+24.
△
3).3.-1
3-1
22=5
()当1=2.=01时=4x2+2x001=82ams
八)=本2在区间[,6+门上的平均变化率为兰
(2)当1=2,4=0.01时,分=4x2+2×0.01=8.02
f八+1)-八x)。1
1
-1
(em/s).
(。+1)-。+3+2(n+2)(+3)
对点训练1:(1)因为f爪x)=32+5,所以从0.1到0.2的平
:
(3r=是-(4+2y)-4x2=8amo
均变化率为3×0.2+5-3×0.1-5=0.9
对点训练1:(1)D该质点在1=1时的解时速度为-6,
0.2-0.1
故选D.
(2)J八+Ax)-f八x)=3(x0+△x)2+5-(3+5)=
(2)D△S=-4(2+△)2+16(2+)+4×22-16×2
3x+6xn△x+3(△x)2+5-3x6-5=6x6△x+3(△x)2.
=-4(4)2,
函数f()在区间[,+4x]上的平均变化率为
S--4(4)2
=-44
64x+3()=6+3ax
△
△
Ar
=回2-回(-40)=0
例2:(1)-10平均速度为=2x3,(-2x2。
∴.物体在t=2s时的瞬时速度为0m/s
3-2
例2:△y=2+△x)-f2)=(2+4x)1-(2+△x)-(2
-10.故该物体在1=2到1=3时的平均速度为-10.
-2)=(△x)3+6(△x)2+11△x,
(2)A列车从开始运行到10秒时,列车距离的增加量为
s(10)-s(0)=100-0=100(米),则列车运行10秒的平均速度
Ay=(4x)2+64x+11,
为10)=01=10(米/秒).
10-0
六-2是=四(a产+64+1=1.即(2)=山
对点训练2:(1)C由题意,△y=八1+△)-f1)
=2(1+△)2+1-3=4△r+2(4)2,
对点调练2:因为4y=1+4)+1十-(1+1)=4r+
所以.41+2△D=4+24
+41,
(2)C在0到范围内,甲、乙所走的路程相同,时间一
样,所以平均速度相同:在到4范围内,甲、乙所用的时间相
所以=1-1+△
1
Ar
同,而甲走的路程较多,所以甲的平均速度大于乙的平均速度.
所以总=画(1-十a)=0
例3:B由题可知,A机关单位所对应的图像比较陡峭,B
机关单位所对应的图像比较平缓,且用电量在[0,]上的平均
例3:(1)当x=2时,4y=(2+4+2+4+5-
变化率都小于0,故一定有A机关单位比B机关单位节能效果
-△x
好.故选B.
+7+5到小=4ae+(a+22a
课堂检测·固双基
1.D由题意,可得平均变化率
所以=4+4-4+2a
+4)-_2(+A)-24=2,
Ar
所以是-一(4+小-4+2a
故选D.
=4+02x0-.所以函数在=2处的切线斜率为长
2.A函数八x)=x2-1的自变量x由1变成1.1,所以△r=
1.1-1=0.1,4y=(1.12-1)-(12-1)=0.21.
4
签-21放选入
(2)A曲线f尺x)=3x+x2在点(1,f(1)处的切线的斜率
3.DA.21+A2-2x1=4+2A4
为k=回31+4+-8+山=51=4由点斜
Ar
式得切线方程为y-4=5(x-1),即y=5x-1.
4.2根据题意,函数八x)=x2-1在区间[1,m]上的平均变化
率为会=-1-山:m+,
对点训练3:(1)因为4y=2(2+△r)+2+4
m-1
m+1=3则m=2
-(2x2+)
-143
=20x*2+A2
=m34=四(4-3)=-3.
△x
所以=2-202+a
2.C,y=八x)的图像在点P(5八5))处的切线方程为y=-x+
8,可得y=几x)在点P(55)处的切点纵坐标和切线斜率分别
所以=-2-202+]-子
为f5)=-5+8=3f'(5)=-1
则5)+f'(5)=2.
(2)x+2y+4=0点(-2,-1)在曲线x)=2上
3.Af1)=i
1+4(-1)
2
伪为im-2+4x)=-22=im2+4r
所以切线的斜率:=1.由点斜式可得y+1=x-I,
△r
即x-y-2=0,此即为切线方程
吗-2+a。分所以切线方程为y41-宁x+2,
:4.B函数y=f八x)在x=x。处的导数为1,
即x+2y+4=0
则1im
+4)-怎}im+△)-
2x
例4:(1)将x=1代入曲线C的方程得y=1,
-1
切点P(1,1)
f)=m0+4'-1=m[3+34x+(4)]=3.
△x
5.By=
.k=(1)=3.
∴曲线在点P(1,1)处的切线方程为y-1=3(x-1),
x+4-3-(2-3
即3x-y-2=0
∴.y'=lim
(2)设切点为Q(),由(1)可知∫()=3x,由题意,
可知wf),即究3站又。=.所以
-1
i3戏,即
lim-
4+
Ax
2--1=0,解得。=1或6=分
四(+4=
①当x=1时,切点坐标为(1,1),相应的切线方程为3x-y
∴1=1…在点P,-)的切线的斜率为1
-2=0.
②当=一之时,切点坐标为(-子,一)相应的切线
6.1.3
基本初等函数的导数
必备知识·探新知
方程为y+g=孔+)即3红-4+1=0
知识点2”
对点训练4:由=3-2,
1=x,
关键能力·攻重难
屏得冬
例1:)0=()=6y=-45=
4
从面求得公共点为P(1,1)或M(-2,-8),即切线与曲线
在y=r学
C的公共点除了切点处,还有另一公共点(-2,-8).
③y'-(3)'=31n3.
例5:B方法一:i
八x+h)-f代无-h)
国=(er5
=1in人+h)-)+)--h
(2)C(cosx)'=-sinx,.A不正确:
0
h
,(inx)'=csx,B不正确:
=+价-,)--
h
h
、(⊙兰=,D不正确。
"()+-1-
对点训练1:(1)Dx)=a'(a>0,a≠1)是常数函数,
-h
所以W'(x)=0.所以W'(2)=0.
=f'(x)+f'(0)
=2f'(xo).
(2D)==
方法二:m+h)--h)
所以W'(x)=-3x4,所以W'(1)=-3.
h
(3)①y'=(x)'=6x3.
=m2x+--
②y'=(2)'=2ln2.
2h
=2气+-名-
国y=(r
2h
=2f'(x0)
④(侵=r-2
课堂检测·固双基
例2:(1)B
1.Cf'(0)=
由于y=.所以y店于是y=1,所
画0+42-30+4)-02+3x0
d
以画线在点(行,号)处的切线的斜率等于1,切线方程为:-4
-144