内容正文:
第5章 导数及其应用
1
5.2 导数的运算
5.2.3 简单复合函数的导数
2
海上一艘油轮发生了泄漏事故.泄出的原油在海面上形成一个圆形油膜,
油膜的面积(单位:)与油膜的半径(单位: )的函数解析式为
.油膜的半径随着时间(单位:)的增加而扩大,假设
关于的函数解析式为.油膜的面积关于时间 的瞬时变
化率是多少呢?要解决这个问题就要学习本节复合函数的导数.
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新课导入
3
1.了解复合函数的复合过程.
2.能利用复合函数的求导法则求简单复合函数的导数.
3.会用复合函数的导数求解相关问题.
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学习目标
4
1
新知学习 探究
2
课堂巩固 自测
5
PART
01
新知学习 探究
6
一 复合函数的概念
思考 我们常说为“正弦函数”,而 为“正弦型函数”,那
么 是由哪些初等函数构成的?
提示 记,则可以看作正弦函数和 两个初
等函数以一种“嵌套”的方式组成.
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7
[知识梳理]
一般地,对于两个函数和,如果通过中间变量,
可以表示成关于的函数,那么称这个函数为函数和 的
复合函数,记作 .
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8
[例1] (1)(多选)下列函数是复合函数的是( )
A. B.
C. D.
解析:A不是复合函数;B,C,D是复合函数.
√
√
√
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9
(2)下列函数不是复合函数的是( )
A. B.
C. D.
解析:选项A不是复合函数;
选项B由, 复合而成;
选项C由, 复合而成;
选项D由, 复合而成.
√
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10
若与均为基本初等函数,则函数或函数
均为复合函数,而, 不是复合函数.
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11
[跟踪训练1] (多选)下列函数是复合函数的是( )
A. B.
C. D.
解析:选.由复合函数的概念可知 选项中的函数为复合函数,B选
项中的函数不是复合函数.
√
√
√
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12
二 复合函数的求导法则
思考 如何求函数 的导数?
提示 ,由两个函数相乘的求导法则可知,
;从整体上来看,外层函数是 ,
它的导数,内层函数是,它的导数 ,发现
.
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13
[知识梳理]
一般地,对于由函数和 复合而成的函数
,它的导数与函数, 的导数间的关系为
.
特别地,若,,则①________,即 ②_______.
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14
[例2] 求下列函数的导数.
(1) ;
【解】 ,
, .
(2) ;
【解】 ,
.
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15
(3) ;
【解】 ,
.
(4) .
【解】 ,
.
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16
(1)求复合函数的导数的步骤
(2)求复合函数的导数的注意点
①分解的函数通常为基本初等函数;②求导时分清是对哪个变量求导;③
计算结果尽量简洁.
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17
[跟踪训练2]
(1)已知,若,则 ( )
A. B. C. D.1
解析:选A.因为 ,
所以 ,
又,所以,因为,所以 ,
所以 .
√
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18
(2)函数的导数 _________.
解析: ,
设, ,
所以
.
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19
三 复合函数导数的应用
角度1
综合应用
[例3] 曲线上的点到直线 的最短距离是
( )
A. B. C. D.0
√
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20
解析:设曲线在点处的切线与直线
平行.
因为,所以,解得 ,
所以,即切点坐标为 .
所以切点到直线的距离为 ,
即曲线上的点到直线的最短距离是 .故选A.
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母题探究 本例变为“曲线上的点到直线 的
最短距离为,求实数 的值”.
解:由题意可知,设切点 ,
则 ,
所以,即切点 ,
所以,解得或 .
当时,直线与曲线 有交点,
则曲线上的点到直线的最短距离为0,故 舍去.经
检验实数 的值为8.
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22
角度2
实际应用
[例4] 已知一罐汽水放入冰箱后的温度(单位:)与时间
(单位:)满足函数关系
(1)求 ,并解释其实际意义;
【解】由,求导得 ,
所以,在第 时,汽水温度的瞬时变化率为
,
说明在第附近,汽水温度大约以 的速率下降.
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23
(2)已知摄氏度与华氏度(单位:)满足函数关系 ,
求关于 的导数,并解释其实际意义.
【解】依题意, ,求
导得 ,
所以关于的导数为,在第 时,汽水温度的瞬时变化率
为 ,
说明在第 附近,汽水温度大约以
的速率下降.
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正确地求出复合函数的导数是解答此类题目的关键,审题时注意所给
点是否为切点,挖掘题目中的隐含条件,求出参数.解决已知经过一定点的
切线问题,寻求切点是解决问题的关键.
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[跟踪训练3] (1)已知函数 ,则
__________.
解析: ,
则,得 ,
所以 ,
故 .
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26
(2)已知某港口一天内潮水的深度(单位:)与时间(单位: )近
似满足函数关系, .分别求上午6时与下午6时
潮水涨(落)的速度.
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解:由题意可得 ,
上午6时,即, ,
即上午6时潮水涨(落)的速度为 ,
即落潮速度为 .
下午6时,即,
,
即下午6时潮水涨(落)的速度为,即涨潮速度为 .
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28
PART
02
课堂巩固 自测
29
1.函数 的导数是( )
A. B. C. D.
解析:选A. .故选A.
2.函数 的导数为( )
A. B.
C. D.
解析:选C. .
√
√
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30
3.已知函数的导函数为,且满足 ,则
____.
解析:因为 ,
所以 ,
所以 ,
得 .
4.若曲线在点处的切线与直线垂直,则 ___.
2
解析:由题意知 .
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31
1.已学习:复合函数的求导法则.
2.须贯通:求复合函数的导数时,先理解函数的复合特征,再逐层求导.
3.应注意:求复合函数的导数时要正确分解函数;求导时分清是对哪个变
量求导.
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32
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