第三章 第1课时 导数的概念及运算-【高考DNA解码】2026年高考数学一轮总复习学生用书word
2025-08-08
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 导数的概念和几何意义,导数的计算 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 537 KB |
| 发布时间 | 2025-08-08 |
| 更新时间 | 2025-08-08 |
| 作者 | 高智传媒科技中心 |
| 品牌系列 | 高考DNA解码·高考一轮总复习 |
| 审核时间 | 2025-06-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52679321.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
[教师备选资源]
新高考卷三年考情图解
高考命题规律把握
1.常考点:导数的几何意义、函数的单调性、函数的极值、不等式与导数.
(1)导数的几何意义常以选择、填空题形式出现;
(2)函数的单调性、不等式与导数常以压轴题形式出现.
2.轮考点:函数的最值、零点与导数.
常综合考查函数的极值、最值、零点与导数的关系,着重分类讨论思想的考查.
第1课时 导数的概念及运算
[考试要求] 1.了解导数的概念,掌握基本初等函数的导数.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.
1.导数的概念
(1)函数y=f (x)在x=x0处的瞬时变化率称为y=f (x)在x=x0处的导数,记作______________或y′|,即f ′(x0)==.
(2)函数y=f (x)的导函数(简称导数)
f ′(x)=y′=.
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________________________________.
提醒:在点P处有切线,P一定是切点,过点P有切线,P点不一定是切点.
3.基本初等函数的导数公式
基本初等函数
导函数
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)=____
4.导数的运算法则
若f ′(x),g′(x)存在,则有
(1)[f (x)±g(x)]′=________________________;
(2)[f (x)g(x)]′=__________________________________________;
(3)′=(g(x)≠0);
(4)[cf (x)]′=______________.
5.复合函数的定义及其导数
复合函数y=f (g(x))的导数和函数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.
[常用结论]
几类重要的切线方程
(1)直线y=x-1是曲线y=ln x的切线,直线y=x是曲线y=ln (x+1)的切线,如图①.由图①可知
ln (x+1)≤x(x>-1),ln x≤x-1(x>0).
(2)直线y=x+1与直线y=ex是曲线y=ex的切线,如图②.由图②可知ex≥x+1,ex≥ex.
(3)直线y=x是曲线y=sin x与y=tan x的切线,如图③.由图③可知当x∈时,sin x<x<tan x.
(4)直线y=x-1是曲线y=x2-x,y=x ln x及y=1-的切线,如图④.由图④可知x ln x≥x-1(x>0).
一、易错易混辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)f ′(x0)是函数y=f (x)在x=x0附近的平均变化率. ( )
(2)求f ′(x0)时,可先求f (x0),再求f ′(x0). ( )
(3)与曲线只有一个公共点的直线一定是曲线的切线. ( )
(4)函数f (x)=sin (-x)的导数是f ′(x)=cos x. ( )
二、教材经典衍生
1.(人教A版选择性必修第二册P59探究改编)某跳水运动员离开跳板后, 他的重心相对于水面的高度与时间之间的关系为h(t)=-4.9t2+8t+10(高度单位:m,时间单位:s),则他在0.5 s时的瞬时速度为( )
A.9.1 m/s B.6.75 m/s
C.3.1 m/s D.2.75 m/s
2.(多选)(人教A版选择性必修第二册P81习题5.2T1改编)下列求导正确的是( )
A.(3x)′=3x ln 3
B.(x2ln x)′=2x ln x+x
C.′=
D.(sin xcos x)′=cos 2x
3.(人教A版选择性必修第二册P70练习T2改编)函数y=f (x)的图象如图所示,f ′(x)是函数f (x)的导函数,则下列数值排序正确的是( )
A.2f ′(3)<f (5)-f (3)<2f ′(5)
B.2f ′(3)<2f ′(5)<f (5)-f (3)
C.f (5)-f (3)<2f ′(3)<2f ′(5)
D.2f ′(5)<2f ′(3)<f (5)-f (3)
4.(人教A版选择性必修第二册P81习题5.2T7改编)函数f (x)=ex+的图象在x=1处的切线方程为________.
考点一 变化率问题
[典例1] (多选)环保部门要求相关企业加强污水治理,排放未达标的企业要限期整改.设企业的污水排放量W与时间t的关系为W=f (t),用-的大小评价在[a,b]这段时间内企业污水治理能力的强弱.已知整改期内,甲、乙两企业的污水排放量与时间的关系如图所示.
则下列结论正确的是( )
A.在[t1,t2]这段时间内,甲企业的污水治理能力比乙企业强
B.在t2时刻,甲企业的污水治理能力比乙企业强
C.在t3时刻,甲、乙两企业的污水排放都已达标
D.甲企业在[0,t1],[t1,t2],[t2,t3]这三段时间中,在[0,t1]的污水治理能力最强
[听课记录]
函数的平均变化率和瞬时变化率的关系
平均变化率=,如果当Δx趋于0时,无限趋近于一个常数,那么这个常数就是函数f (x)在x=x0处的瞬时变化率.求函数的瞬时变化率可以利用平均变化率“逐渐逼近”的方法求解.
[跟进训练]
1.(2024·江苏南通二模)已知f (x)=x3-x2,当h→0时,→_________.
考点二 导数的运算
[典例2] (1)(2025·河北冀州中学模拟)已知函数f (x)满足f (x)=f ′sin x-cos x,则f ′的值为( )
A.
C.- D.-
(2)(多选)下列求导正确的是( )
A.[(3x+5)3]′=9(3x+5)2
B.(x3ln x)′=3x2ln x+x2
C.′=
D.(2x+cos x)′=2x ln 2-sin x
[听课记录]
导数的运算方法
(1)求函数的导数要准确地把函数拆分成基本初等函数的和、差、积、商,再利用运算法则求导.
(2)抽象函数求导,恰当赋值是关键,然后活用方程思想求解.
(3)复合函数求导,应由外到内逐层求导,必要时要进行换元.
[跟进训练]
2.(1)(2025·广东肇庆模拟)已知函数f (x)=x(x-1)(x-2)(x-3)(x-4)(x-5),则f ′(2)=( )
A.0 B.-12
C.-120 D.120
(2)(2025·广东广州模拟)已知函数f (x)=ln (2x-3)+axe-x,若f ′(2)=1,则a=________.
考点三 导数的几何意义
求切线方程
[典例3] (1)(2023·全国甲卷)曲线y=在点处的切线方程为( )
A.y=x B.y=x
C.y=x+ D.y=x+
(2)(2022·新高考Ⅱ卷)曲线y=ln |x|经过坐标原点的两条切线方程分别为________,________.
[听课记录]
求参数的值(范围)
[典例4] (1)(2024·浙江绍兴二模)曲线f (x)=x+a ln x在点(1,1)处的切线与直线y=2x平行,则a=( )
A.1 B.2
C.-1 D.-2
(2)(2022·新高考Ⅰ卷)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是______.
[听课记录]
导数几何意义的应用要点
(1)处理与切线有关的问题,关键是根据曲线、切线、切点的三个关系列出参数的方程:
①切点处的导数是切线的斜率;②切点在切线上;③切点在曲线上.
(2)函数f (x)过某点(m,n)有若干条切线,转化为关于切点的方程(高次)根的个数问题.
[跟进训练]
3.(1)(2025·安徽宣城模拟)若曲线y=a ln x+x2(a>0)的切线的倾斜角的取值范围是,则a=______.
(2)若函数f (x)=x-+aln x的图象上存在与x轴平行的切线,则实数a的取值范围是________.
(3)若点P是曲线y=x2-2ln x上任意一点,则点P到直线y=x-3的距离的最小值为________.
考点四 两曲线的公切线问题
[典例5] (1)(2024·新高考Ⅰ卷)若曲线y=ex+x在点(0,1)处的切线也是曲线y=ln (x+1)+a的切线,则a=________.
(2)(2025·福建泉州模拟)若曲线y=x2与y=tex(t≠0)恰有两条公切线,则t的取值范围为( )
A.
C.(-∞,0) D.(-∞,0)
[听课记录]
曲线公切线的求解策略
设直线与曲线y=f (x)相切于点(x1,f (x1)),与曲线y=g(x)相切于点(x2,g(x2)),则切线方程为y-f (x1)=f ′(x1)(x-x1),即y=f ′(x1)x+f (x1)-f ′(x1)x1,同理y=g′(x2)x+g(x2)-g′(x2)x2.
所以解出x1,x2,从而可得公切线方程.
[跟进训练]
4.(1)已知f (x)=ex-1,g(x)=ln x+1,则曲线f (x)与g(x)的公切线有( )
A.0条 B.1条
C.2条 D.3条
(2)若两曲线y=ln x-1与y=ax2存在公切线,则正实数a的取值范围是( )
A.(0,2e] B.
C. D.[2e,+∞)
1.导函数与原函数对称性、周期性的关系
性质1:若函数f (x)连续且可导,则f (x)的图象关于直线x=a对称⇔导函数f ′(x)的图象关于点(a,0)对称.
性质2:若函数f (x)连续且可导,则f (x)的图象关于点(a,f (a))对称⇔导函数f ′(x)的图象关于直线x=a对称.
性质3:f (x)的图象是周期为T的周期函数⇔f ′(x)的图象是周期为T的周期函数.
2.导函数与原函数奇偶性的关系
性质1:若f (x)为偶函数且可导,则f ′(x)为奇函数.
性质2:若f (x)为奇函数且可导,则f ′(x)为偶函数.
[典例1] 已知定义在R上的函数f (x)满足f (1+x)=f (1-x),且f (2+x)=-f (2-x),f ′(x)是f (x)的导数,则( )
A.f ′(x)是奇函数,且是周期函数
B.f ′(x)是偶函数,且是周期函数
C.f ′(x)是奇函数,且不是周期函数
D.f ′(x)是偶函数,且不是周期函数
[赏析] 突破点1:熟知函数的性质
根据题意,定义在R上的函数f (x)满足f (1+x)=f (1-x),所以f (-x)=f (2+x),
又f (2+x)=-f (2-x),所以f (-x)=-f (4+x),
所以f (x+4)=-f (x+2),即f (x+2)=-f (x),
所以f (x+4)=-f (x+2)=f (x),所以f (x)是周期为4的周期函数,
所以f ′(x+4)=[f (x+4)]′=f ′(x),所以f ′(x)是周期函数.
突破点2:导函数与原函数的奇偶性关系
因为f (-x)=f (2+x)=-f (x),
即f (x)=-f (-x),
所以f ′(-x)=-[f (-x)]′=f ′(x),
所以f ′(x)是偶函数.
故选B.
[答案] B
[典例2] (多选)(2022·新高考Ⅰ卷)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f,g(2+x)均为偶函数,则( )
A.f (0)=0 B.g=0
C.f (-1)=f (4) D.g(-1)=g(2)
[赏析] 突破点:原函数与导函数间的性质关系
因为f ,g(2+x)均为偶函数,
所以f =f ,
即f =f ,g(2+x)=g(2-x),
所以f (3-x)=f (x),g(4-x)=g(x),则f (-1)=f (4),故C正确;
函数f (x),g(x)的图象分别关于直线x=,x=2对称,
又g(x)=f ′(x),且函数f (x)可导,所以g=0,g(3-x)=-g(x),
所以g(4-x)=g(x)=-g(3-x),所以g(x+2)=-g(x+1)=g(x),
所以g=g=0,g(-1)=g(1)=-g(2),
故B正确,D错误;
若函数f (x)满足题设条件,则函数f (x)+C(C 为常数)也满足题设条件,所以无法确定f (x)的函数值,故A错误.
故选BC.
[答案] BC
求解此类问题的关键是熟知原函数与导函数间的性质关系,明确函数的奇偶性、对称性、周期性之间的内化条件,体会赋值法在解题中的应用.
[跟进训练]
(多选)(2025·湖北武汉模拟)定义在R上的函数f (x)与g(x)的导函数分别为f ′(x)和g′(x),若g(x)-f (3-x)=2,f ′(x)=g′(x-1),且g(-x+2)=-g(x+2),则下列说法中一定正确的是( )
A.g(x+2)为偶函数
B.f ′(x+2)为奇函数
C.函数f (x)是周期函数
D.=0
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第三章 一元函数的导数及其应用
第1课时 导数的概念及运算
梳理·必备知识
1.(1)f ′(x0)
2.斜率 y-f (x0)=f ′(x0)(x-x0)
3.0 αxα-1 cos x -sin x axln a ex
4.(1)f ′(x)±g′(x) (2)f ′(x)g(x)+f (x)g′(x)
(3)
(4)cf ′(x)
5.y′u·u′x
激活·基本技能
一、(1)× (2)× (3)× (4)×
二、1.C [∵h′(t)=-9.8t+8,
∴h′(0.5)=-9.8×0.5+8=3.1.故选C.]
2.ABD
3.A [由题图知,f ′(3)<<f ′(5),
即2f ′(3)<f (5)-f (3)<2f ′(5).故选A.]
4.y=(e-1)x+2 [∵f ′(x)=ex-,
∴f ′(1)=e-1,又f (1)=e+1,∴切点为(1,e+1),切线斜率k=f ′(1)=e-1,切线方程为y-(e+1)=(e-1)(x-1),
即y=(e-1)x+2.]
考点一
典例1 ABC [-表示在[a,b]上割线斜率的相反数,-越大治理能力越强.
对于A,在[t1,t2]这段时间内,甲企业对应图象的割线斜率的相反数比乙企业大,故甲企业的污水治理能力比乙企业强,正确;
对于B,要比较t2时刻的污水治理能力,即看在t2时刻两曲线的切线斜率,切线斜率的相反数越大,污水治理能力越强,故在t2时刻,甲企业的污水治理能力比乙企业强,正确;
对于C,在t3时刻,甲、乙两企业的污水排放量都在污水达标排放量以下,正确;
对于D,甲企业在[t1,t2]这段时间内的污水治理能力最强,错误.故选ABC.]
跟进训练
1.1 [由导数的定义知,
f ′(1)=,
由f ′(x)=3x2-2x,得f ′(1)=1,
所以当h→0时,→1.]
考点二
典例2 (1)A (2)ABD [(1)f ′(x)=f ′cos x+sin x,
∴f ′=,
∴f ′=.故选A.
(2)对于A,[(3x+5)3]′=3(3x+5)2(3x+5)′=9(3x+5)2,故A正确;
对于B,(x3ln x)′=(x3)′ln x+x3(ln x)′=3x2ln x+x2,故B正确;
对于C,′=
=,故C错误;
对于D,(2x+cos x)′=(2x)′+(cos x)′=2x ln 2-sin x,故D正确.故选ABD.]
跟进训练
2.(1)B (2)e2 [(1)令g(x)=x(x-1)(x-3)(x-4)(x-5),
则f (x)=(x-2)g(x),
两边求导得f ′(x)=g(x)+(x-2)g′(x),
令x=2,得f ′(2)=g(2)=-12.故选B.
(2)因为f (x)=ln (2x-3)+axe-x,
所以f ′(x)=+ae-x-axe-x,所以f ′(2)=2+ae-2-2ae-2=2-ae-2=1,则a=e2.]
考点三
考向1 典例3 (1)C (2)y= y=-
[(1)因为y=,
所以y′==,
故曲线在点处的切线斜率k=,
所以切线方程为y-=(x-1),即y=x+.故选C.
(2)当x>0时,点(x1,ln x1)(x1>0)上的切线为y-ln x1=(x-x1).若该切线经过原点,则ln x1-1=0,解得x1=e,此时切线方程为y=.
当x<0时,点(x2,ln (-x2))(x2<0)上的切线为y-ln (-x2)=(x-x2).若该切线经过原点,则ln (-x2)-1=0,解得x2=-e,此时切线方程为y=-.]
考向2 典例4 (1)A (2)(-∞,-4)∪(0,+∞) [(1)f ′(x)=1+,则f ′(1)=1+a,
因为曲线f (x)在点(1,1)处的切线与直线y=2x平行,
所以f ′(1)=1+a=2,解得a=1.故选A.
(2)∵y=(x+a)ex,∴y′=(x+1+a)ex,
设切点为(x0,y0),则y0=,切线斜率k=,
∴切线方程为=(x-x0),
∵切线过原点,
=(-x0),
整理得+ax0-a=0,
∵切线有两条,
∴Δ=a2+4a>0,解得a<-4或a>0,
∴a的取值范围是(-∞,-4)∪(0,+∞).]
跟进训练
3.(1) (2)(-∞,-2] (3) [(1)因为y=a ln x+x2(a>0),所以y′=+2x≥2,因为曲线的切线的倾斜角的取值范围是,所以斜率k≥,所以=2,所以a=.
(2)f ′(x)=1+(x>0),
依题意得f ′(x)=1+=0有解,
即-a=x+有解,
∵x>0,∴x+≥2,当且仅当x=1时取等号,∴-a≥2,即a≤-2.
(3)设平行于直线y=x-3且与曲线y=x2-2ln x相切的切线对应切点P(x,y),由y=x2-2ln x,得y′=3x-,令y′=3x-=1,得x=1或x=-(舍去),
∴P,
∴点P到直线y=x-3的距离的最小值为=.]
考点四
典例5 (1)ln 2 (2)A [(1)由y=ex+x得y′=ex+1,则y′|x=0=e0+1=2,
故曲线y=ex+x在点(0,1)处的切线方程为y=2x+1.
由y=ln (x+1)+a得y′=,
设切线与曲线y=ln (x+1)+a相切的切点为(x0,ln (x0+1)+a),
由两曲线有公切线得y′==2,解得x0=-,则切点为,
切线方程为y=2+a+ln =2x+1+a-ln 2.
根据两切线重合,得a-ln 2=0,解得a=ln 2.
(2)设曲线y=tex的切点为M(m,tem),y=x2的切点为N(n,n2),
则曲线y=tex在点M(m,tem)处的切线方程为y-tem=tem(x-m),即y=temx+tem-mtem,
同理,y=x2在点N(n,n2)处的切线方程为y=2nx-n2,
根据y=tex与y=x2有两条公切线,
则
所以tem-mtem=-,
化简可得t=,
转化为方程t=有两个解,构造函数f (x)=,则f ′(x)=,
当x<2时,f ′(x)>0,f (x)单调递增;当x>2时,f ′(x)<0,f (x)单调递减,
故f (x)在x=2时有极大值即为最大值,f (2)=,当x→-∞时,f (x)→-∞,当x→+∞时,f (x)→0,
故t的取值范围为.
故选A.]
跟进训练
4.(1)C (2)B [(1)根据题意,设直线l与曲线f (x)=ex-1相切于点(m,em-1),与曲线g(x)相切于点(n,ln n+1),
对于f (x)=ex-1,有f ′(x)=ex,
则直线l的斜率k=em,
则直线l的方程为y+1-em=em(x-m),
即y=emx+(1-m)em-1,
对于g(x)=ln x+1,有g′(x)=,
则直线l的斜率k=,
则直线l的方程为y-(ln n+1)=(x-n),
即y=x+ln n,则
可得(1-m)(em-1)=0,即m=0或m=1,
则切线方程为y=ex-1 或y=x,故曲线f (x)与g(x)的公切线有2条.
(2)设公切线与曲线y=ln x-1和y=ax2的切点分别为),其中x1>0,
对于y=ln x-1有y′=,则曲线y=ln x-1的切线方程为y-(ln x1-1)=(x-x1),即y=x+ln x1-2,
对于y=ax2有y′=2ax,则曲线y=ax2的切线方程为=2ax2(x-x2),即y=,
所以则=ln x1-2,
即=ln x1(x1>0),
令g(x)=2x2-x2ln x(x>0),
则g′(x)=3x-2x ln x=x(3-2ln x),
令g′(x)=0,得x=e^(〖(3) )/2〗,
当x∈(0,)时,g′(x)>0,g(x)单调递增;
当x∈(,+∞)时,g′(x)<0,g(x)单调递减,且当x→+∞时,g(x)→-∞,
所以g(x)max=g()=e3,故0<e3,
即a≥e-3.故选B.]
微点突破3
跟进训练
BCD [对于A,由g(-x+2)=-g(x+2),故g(x+2)为奇函数,故A错误;
对于B,由g(x)-f (3-x)=2,
则g′(x)+f ′(3-x)=0,
又f ′(x)=g′(x-1),即f ′(x+1)=g′(x)=-f ′(3-x),
即f ′(x+2)=-f ′(2-x),又f ′(x+2)定义在R上,
故f ′(x+2)为奇函数,故B正确;
对于C,由g(-x+2)=-g(x+2),f ′(x)=g′(x-1),g(x)-f (3-x)=2,
所以f (x)=g(x-1)+b,则f (-x+3)=g(-x+2)+b=-g(x+2)+b,
所以g(x)-f (3-x)=g(x)+g(x+2)-b=2,g(x)+g(x+2)=b+2,
所以g(x+2)+g(x+4)=b+2,
所以g(x+4)=g(x),
则函数g(x)是周期为4的周期函数,函数f (x)是周期为4的周期函数,故C正确;
对于D,由g(x)是周期为4的周期函数,
由g(-x+2)=-g(x+2),令x=0,则g(2)=-g(2),即g(2)=0,
令x=1,则g(1)=-g(3),即g(1)+g(3)=0,
由g′(x)+f ′(3-x)=0,f ′(-x+3)=g′(-x+2),
则g′(x)=-g′(-x+2),则g′(x)的图象关于点(1,0)对称,
则g(x)的图象关于直线x=1对称,又g(x+2)为奇函数,即g(x)的图象关于点(2,0)中心对称,故g(x)的图象关于直线x=3对称,则g(4)=g(2)=0,
则=506[g(1)+g(2)+g(3)+g(4)]=506×0=0,故D正确.故选BCD.]
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