内容正文:
专题02 导数的运算
目录
01 题型归纳目录 2
02 思维导图 3
03 知识点梳理 4
知识点一:基本初等函数的导数公式 4
知识点二:函数的和、差、积、商的导数 4
知识点三:复合函数的求导法则 5
04 题型归纳,举一反三 7
题型一:求函数的导数 7
题型二:求函数的和、差、积、商的导数 8
题型三:求复合函数的导数 10
题型四:利用导数求参数问题 12
题型五:在点P处与过点P处的切线 13
题型六:切点坐标问题 16
题型七:与切线有关的综合问题 18
题型八:切线平行、垂直问题 19
题型九:距离的最值问题 21
题型十:公切线问题 23
05 强化训练 27
知识点一:基本初等函数的导数公式
(1)(C为常数),
(2)(n为有理数),
(3),
(4),
(5),
(6),
(7),
(8),,这样的形式.
要点诠释:
1、常数函数的导数为0,即(C为常数).其几何意义是曲线(C为常数)在任意点处的切线平行于x轴.
2、有理数幂函数的导数等于幂指数n与自变量的次幂的乘积,即().
特别地,.
3、正弦函数的导数等于余弦函数,即.
4、余弦函数的导数等于负的正弦函数,即.
5、指数函数的导数:,.
6、对数函数的导数:,.
有时也把记作:
以上常见函数的求导公式不需要证明,只需记住公式即可.
知识点二:函数的和、差、积、商的导数
运算法则:
(1)和差的导数:
(2)积的导数:
(3)商的导数:()
要点诠释:
1、上述法则也可以简记为:
(ⅰ)和(或差)的导数:,
推广:.
(ⅱ)积的导数:,
特别地:(c为常数).
(ⅲ)商的导数:,
两函数商的求导法则的特例
,
当时,.
这是一个函数倒数的求导法则.
2、两函数积与商求导公式的说明
(1)类比:,,注意差异,加以区分.
(2)注意:且.
3、求导运算的技巧
在求导数中,有些函数虽然表面形式上为函数的商或积,但在求导前利用代数或三角恒等变形可将函数先化简(可能化去了商或积),然后进行求导,可避免使用积、商的求导法则,减少运算量.
知识点三:复合函数的求导法则
1、复合函数的概念
对于函数,令,则是中间变量u的函数,是自变量x的函数,则函数是自变量x的复合函数.
要点诠释:常把称为“内层”,称为“外层”.
2、复合函数的导数
设函数在点处可导,,函数在点的对应点处也可导,则复合函数在点处可导,并且,或写作.
3、掌握复合函数的求导方法
(1)分层:将复合函数分出内层、外层.
(2)各层求导:对内层,外层分别求导.得到,
(3)求积并回代:求出两导数的积:,然后将,即可得到的导数.
要点诠释:
1、整个过程可简记为分层——求导——回代,熟练以后,可以省略中间过程.若遇多重复合,可以相应地多次用中间变量.
2、选择中间变量是复合函数求导的关键.求导时需要记住中间变量,逐层求导,不遗漏.求导后,要把中间变量转换成自变量的函数.
题型一:求函数的导数
【例1】(2025·高二·广东广州·月考)求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
【解析】(1),;
(2),;
(3),;
(4),;
(5),.
【变式1-1】求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3);
(4).
【解析】(1)因为,所以.
(2)因为,所以.
(3)因为,所以.
(4)因为,所以.
【变式1-2】求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
【解析】(1).
(2).
(3)∵是常数函数,∴.
(4)∵,∴.
(5)∵,∴.
【变式1-3】求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
【解析】(1)由幂函数的导数公式有;
(2)由幂函数的导数公式有;
(3)由幂函数的导数公式有;
(4)由指数函数的导数公式有;
(5)由对数函数的导数公式有.
题型二:求函数的和、差、积、商的导数
【例2】(2025·高二·福建泉州·月考)求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3).
【解析】(1)
(2)
(3)
【变式2-1】(2025·高二·青海海南·期中)求下列函数的导数
(1);
(2);
(3);
(4).
【解析】(1)(1)
(2)因为,
所以
(3)
(4)
【变式2-2】(2025·高二·四川成都·月考)求下列函数的导数
(1);
(2)
(3)
【解析】(1)因为,所以;
(2)因为,
所以;
(3)因为,
所以.
【变式2-3】求下列函数的导数
(1);
(2)
(3).
【解析】(1).
(2).
(3)因为,所以.
题型三:求复合函数的导数
【例3】(2025·高二·重庆·月考)求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4);
【解析】(1)由函数,根据导数的四则运算法则,可得;
(2)由函数,根据导数的四则运算法则,可得;
(3)由,根据导数的四则运算法则,
可得.
(4)由函数,根据导数的四则运算法则,
可得
【变式3-1】(2025·高二·内蒙古包头·月考)求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4).
【解析】(1)对求导可得:
(2)对求导可得:
(3)对求导可得:
(4)对求导可得:
【变式3-2】求下列各函数的导数.
(1).
(2).
(3).
【解析】(1),
.
(2),
.
(3),
,
.
【变式3-3】(2025·高二·全国·单元测试)求下列已知函数的导函数:
(1);
(2);
(3);
(4).
【解析】(1)由得.
(2).
(3)方法一:
.
方法二:因为,
所以.
(4)令,
则,
所以.
题型四:利用导数求参数问题
【例4】(2025·高二·河南许昌·期末)已知函数满足,则 .
【答案】
【解析】由函数,可得,
令,可得,即,解得.
故答案为:.
【变式4-1】(2025·高二·陕西西安·月考)若,则 .
【答案】
【解析】,则,得,
故,则.
故答案为:.
【变式4-2】(2025·高三·江西·期中)已知函数,则 .
【答案】
【解析】函数,
则,所以,
所以,
则, ,
所以.
故答案为:
【变式4-3】(2025·高三·福建莆田·期中)已知函数,则 .
【答案】
【解析】由求导得,
令,可得,解得,
则,故.
故答案为:.
题型五:在点P处与过点P处的切线
【例5】(2025·高二·江苏盐城·期中)(1)求曲线在处切线的方程;
(2)已知曲线与曲线在它们的公共点处的切线互相垂直,求k的值.
【解析】(1),则,
时,,,
所求切线方程为,即;
(2),,又,
设公共点为,由题意,解得,则,
从而,所以.
【变式5-1】(2025·高二·湖北十堰·期末)已知 函数图像上一点处的切线为.
(1)当经过坐标原点时,求点 的横坐标;
(2)若与曲线交于另一点, 在点处的切线为, 记,的斜率分别为,, 求 的值.
【解析】(1)设点的坐标为,则,
因为,所以切线的方程为,
由切线经过原点,把带入切线方程得:,
即或,
所以点的横坐标为或.
(2)设点的坐标为,由(1)可知,
切线的方程为,整理得:,与联立得:,
即或,
所以,故,
因此.
【变式5-2】(2025·高二·吉林白山·月考)(1)求曲线在处的切线;
(2)求过点与曲线相切的直线方程.
【解析】(1),
,
切线方程为,
即;
(2)设切点为,
则,
切线方程为,
切线过点,
,
,
,
或,
切线方程为或.
【变式5-3】(2025·高二·河南·月考)已知,曲线在点处的切线方程为.
(1)求实数的值;
(2)若,求曲线过点的切线方程.
【解析】(1)由函数,其中,可得,
因为曲线在点处的切线方程为,
可得,且,即,
解得.
(2)由(1)知,,可得,
设切点为,则切线的斜率,故切线方程为,
因为切线过点,所以,整理得,
解得或,所以切点为或,
此时,曲线过点的切线方程为或.
【变式5-4】(2025·高二·湖北孝感·期中)已知函数
(1)求曲线在处的切线方程.
(2)若直线过且与曲线相切,求直线的方程.
【解析】(1)由,
则,,
则所求的切线方程为:,
即
(2)由,设切点为,
则,
切线方程为:
又在切线上,则,得.
所以的方程为:,
即
题型六:切点坐标问题
【例6】(2025·高二·全国·单元测试)已知函数与的图象都过点,且在点处有公切线.
(1)求的表达式;
(2)求点处的公切线方程;
(3)过点作曲线的切线,使切点在第三象限,求点的坐标.
【解析】(1)由已知可得,得,
则,.
又在点处有公切线,故可得,
即,得,则,
所以.
(2)由(1)知,,所以点处的公切线方程为,即.
(3)设切点为,则切线的斜率为,
故,解得或,
又点在第三象限,故解得,即.
【变式6-1】(2025·高二·青海西宁·期中)已知函数.
(1)直线为曲线在点处的切线,求直线的方程;
(2)求过原点且与曲线相切的切线方程及切点坐标.
【解析】(1)由,得点在曲线上,
求导得,则,
所以所求切线的方程为,即.
(2)设切点为,则切线的斜率为,
切线的方程为:,
由切线过点,得,整理得,
解得,,切线的斜率,
所以切线的方程为,切点坐标为.
【变式6-2】(2025·高二·广东潮州·期中)已知函数,
(1)求;
(2)若直线与曲线相切于点,求切点的坐标.
【解析】(1)因为函数,
所以,
则,
解得.
(2)由(1)易得
设切点,则
,
解得,
所以切点的坐标为.
【变式6-3】(2025·高二·贵州黔西·月考)已知函数.
(1)直线为曲线在点处的切线,求直线的方程;
(2)求过原点且与曲线相切的切线方程及切点坐标.
【解析】(1)∵,∴点在曲线上.
∵,
∴在点处的切线的斜率为.
∴切线的方程为.
即.
(2)设切点为,则直线的斜率为,
∴直线的方程为:.
又∵直线过点,
∴,整理得,
∴,
∴,
∴直线的方程为,切点坐标为.
题型七:与切线有关的综合问题
【例7】(2025·高二·河南南阳·期末)已知直线是函数在某点处的切线,则实数的值为( )
A.1 B.-1 C. D.
【答案】D
【解析】由题可得,设切点坐标为,
则,
所以,,,故D正确.
故选:D.
【变式7-1】(2025·高二·河北·期末)若曲线在点处的切线与曲线相切于点,则( )
A.-1 B.1 C. D.
【答案】B
【解析】由可得:;
由可得:.
由曲线在点处的切线与曲线相切于点,
得,,
则.
,
所以,整理得:,
结合,可得:.
故选:B.
【变式7-2】(2025·海南儋州·模拟预测)若直线是函数的图象的一条切线,则实数k的值为( )
A.1 B. C.e D.
【答案】A
【解析】,,
设切点坐标为,则,
消去k,得,所以.
故选:A
【变式7-3】(2025·高二·江苏镇江·期末)若曲线有两条过坐标原点的切线,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设切点坐标为,,
所以切线斜率为,
所以切线方程为,
又切线过坐标原点,
所以,
整理得,
又曲线有2条过原点的切线,所以该方程有2个实数解,
所以,解得或.
故选:.
题型八:切线平行、垂直问题
【例8】(2025·河北秦皇岛·一模)已知曲线在点处的切线与直线平行,则与之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题意,切线的斜率为,则,得,
故,故切线的方程为:,即,
直线,即,
故两直线的距离为,
故选:B
【变式8-1】(2025·高二·江苏苏州·月考)设曲线在点处的切线与直线平行,则( )
A. B. C. D.2
【答案】C
【解析】由,得,
又因为点在曲线上,
所以曲线在点处的切线的斜率,
易知直线的斜率为,
又因为两直线平行,所以即.
故选:C
【变式8-2】(2025·高二·广东深圳·期末)设曲线在处的切线与垂直,则( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【解析】因为,所以,
所以曲线在处的切线斜率为:,
由直线的斜率为:,
又因为曲线在处的切线与垂直,
所以,
所以,
故选:C.
【变式8-3】(2025·高二·山东青岛·月考)已知函数的图像在点处的切线与直线垂直,则实数的值为( )
A. B. C. D.1
【答案】C
【解析】对求导可得:.
可得切线的斜率.
将直线转化为斜截式,可知直线斜率.
因为函数的图像在点处的切线与直线垂直,
根据两直线垂直斜率之积为,可得,即.
可得:,
故,即实数的值为.
故选:C.
题型九:距离的最值问题
【例9】(2025·江苏南京·二模)已知,则的最小值为( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】A
【解析】设点是函数图象上的点,点是直线上的点,
则,所以,
因为,设函数在点处的切线与直线平行,
则,解得,则点,
所以的最小值为点到直线的距离,
所以的最小值为2,
故选:
【变式9-1】(2025·高二·安徽亳州·期末)已知点在曲线上,点在直线上,则P,Q两点距离最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由题可知,曲线为,
则,设,
当曲线在点处的切线与平行时,两平行直线间的距离为P,Q两点距离最小值,
令,,即,
所以曲线在点处的切线方程为,即,
此时的距离最小值为直线与直线的距离:.
故选:B.
【变式9-2】(2025·高二·浙江·期中)动直线分别交直线和曲线于,两点,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【解析】设过曲线上的点的切线方程与直线平行,
则,所以,解得或(舍),
即,则切点为,
切线方程为,化简可得,
则的最小值即为切线与直线的距离,
所以.
故选:C
【变式9-3】(2025·高二·江苏无锡·月考)已知点是曲线上任一点,则到直线的距离的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设,因为,则,由题有,
解得或(舍),所以,
此时到直线的距离为,
故选:B.
【变式9-4】(2025·高三·辽宁·月考)若函数,其中.若只有一个零点,则的最小值为( )
A. B.5 C. D.2
【答案】B
【解析】令,得或,
因为只有一个零点,所以,
如图,在坐标系中,可以看成到的距离的平方,
而到的距离为,且函数,求导得到,
在处的切线斜率为,则方程为,斜率为,则与线段垂直,
由于函数的图象在直线的下方,可以知道的最小值为5.
题型十:公切线问题
【例10】(2025·高二·云南丽江·月考)已知函数(为自然对数的底数),,直线既与相切又与相切,则直线的方程是( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】C
【解析】设与相切于点,,则切线的斜率为,
切线方程:,即,
设与相切于点,,则切线的斜率为,
切线方程:,即
∴,解得,或,,
则直线的方程:或.所以满足条件的直线有2条.
故选:C.
【变式10-1】(2025·福建·模拟预测)已知直线既是曲线的切线,也是曲线的切线,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【解析】设直线与曲线的切点为且,
与曲线的切点为且,
又,,
则直线与曲线的切线方程为,即,
直线与曲线的切线方程为,即,
则,解得,故,
故选:A.
【变式10-2】(2025·高二·四川绵阳·期中)若直线是曲线的切线,也是曲线的切线,则( )
A.2 B.3 C.1 D.1.5
【答案】A
【解析】若,则,且,
若,则,且,
又是、的公切线,
设切点分别为、,则,
,则,即.
故选:A
【变式10-3】(2025·高二·湖北·期中)若直线是曲线与曲线的公切线,则( ).
A.26 B.23 C.15 D.11
【答案】D
【解析】因为,
所以,由,解得或(舍去),
所以切点为,
因为切点在切线上,解得,
所以切线方程为,
,设切点为,
由题意得,解得,
所以,
故选:D
【变式10-4】(2025·江苏南通·模拟预测)若曲线与曲线有且只有一个公共点,且在公共点处的切线相同,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】易得,设公共点为,
则由题意可得,即
且
令,则上式可化为:
记,则恒成立,即在上单调递增,而,故满足的根只有,即.
故选:C
1.(2025·高二·江苏泰州·月考)已知,则( )
A.0 B. C.1 D.2025
【答案】B
【解析】由,得,
,得.
故选:B.
2.(2025·高二·江苏·期末)当时,设函数存在导数,且满足,若,则( )
A. B. C.0 D.
【答案】D
【解析】由,即,即,
所以是常数,
当时,,即所以,
当时,,得.
故选:D.
3.(2025·高二·江苏·期末)下列求导运算不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A:,正确;
B:,正确;
C:,错误;
D:,正确;
故选:C.
4.(2025·高二·江苏·期末)函数在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】函数的导数为,则,
则函数在点处的切线方程为,即.
故函数在点处的切线方程为.
故选:B.
5.(2025·高三·辽宁大连·期中)已知为函数的导函数,则的值为( )
A.2 B. C.0 D.2025
【答案】B
【解析】由或,则函数的定义域为,
又,
所以,则,
综上,.
故选:B
6.(2025·高二·湖南长沙·月考)曲线 在点处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】曲线 ,所以,在点处的切线方程的斜率为,
曲线 在点处的切线方程为,即得.
故选:C.
7.(2025·高二·安徽·月考)若,则在的切线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】,求导得,
在处的斜率,
则在的切线方程为,即,故B正确.
故选:B.
8.(2025·高二·上海·期中)已知泰勒展开式:,如果使用泰勒展开式求的值,下列最接近的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,
则,
当时,则有,
又 ,
则
.
故选∶B
9.(多选题)(2025·高二·湖南长沙·月考)已知函数,的导函数是,则( )
A.
B.在点处的切线斜率为
C.在上的平均变化率为
D.在处的瞬时变化率为
【答案】BC
【解析】对于A:由,故A错误;
对于B:因为,故,故B正确;
对于C:由在上的平均变化率为,故C正确;
对于D:因为,当时,,故D错误.
故选:BC.
10.(多选题)(多选)曲线在点处的切线平行于直线,则切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】设切点,
由知,
所以切线斜率,解得,
故或,
所以切线方程为或,
即切线方程为或.
故选:AB
11.(多选题)(2025·陕西西安·模拟预测)已知函数,则满足过点可作出3条直线与图象相切的充分条件是( )
A., B.
C.点在射线上 D.点在曲线上
【答案】ACD
【解析】因为,所以,
设过点的直线与的图象切于点,
则切线斜率,即,
去分母整理得,切线有3条,
设,则有3个零点,
,令,得或,
所以,
对于A,取,得,A正确;
对于B,取,则,不满足,B错误;
对于C,令,,则,,满足,C正确;
对于D,令,,则,,满足,D正确;
故选:ACD.
12.(2025·高二·湖南长沙·月考)已知曲线,则曲线过点的切线方程为 .
【答案】和
【解析】曲线的导数为,
设切点为,则切线斜率为,
切线方程为;
将代入切线方程,整理得,
因式分解得,解得或.
当(切点为),斜率为12,切线方程为;
当(切点为),斜率为3,切线方程为.
故答案为:和.
13.(2025·高二·内蒙古包头·月考)在微积分中“以直代曲”是最基本、最朴素的思想方法,中国古代科学家刘徽创立的“割圆术”,用圆的外切正n边形和内接正n边形“内外夹逼”的办法求出了圆周率的精度较高的近似值,事实上就是用“以直代曲”的思想方法进行近似计算的,它是我国最优秀的传统科学文化之一.借用“以直代曲”的方法,在切点附近可以用函数图象的切线代替在切点附近的曲线来“近似计算”.若函数,则曲线在点处的切线方程为 ,用此结论“近似计算”的值为 (结果用分数表示).
【答案】
【解析】函数的导数为,所以,
函数在点处的切线为,
所以在附近可以用代替,
即,又非常接近0,
.
故答案为:;.
14.已知是曲线上一点,则点到直线的最短距离为 .
【答案】
【解析】设P点坐标为,
因为,所以,令,得,
又,可得点,
所以点到直线的距离最短,
最短距离为.
故答案为:
15.(2025·高二·江苏连云港·月考)已知曲线.
(1)若在点处的切线与直线平行,求实数的值;
(2)若曲线与曲线在第一象限的公共点处的切线互相垂直,求实数的值.
【解析】(1)由,则,
而直线的斜率为3,
所以,解得.
(2)由题意,,,
设公共点为,则,,
由于曲线与曲线在第一象限的公共点处的切线互相垂直,
所以,则,,
又,则,
所以,解得.
16.(2025·高二·江苏连云港·月考)已知函数,且.
(1)求的值及曲线在点处的切线方程;
(2)若的图象上存在两点,使得的图象在点处的切线都与直线垂直,求非零实数的取值范围.
【解析】(1)因为,所以,得.
所以.
所以.
所以切线方程为,即.
(2)因为的图象在点处的切线都与直线垂直,
所以在点处的切线的斜率为,
则有两个不同的解.
所以,,得,又.
所以,,且.
17.(2025·高二·上海·期中)若函数和图象有公共点,且各自在点的切线和重合,则称重合的切线为两函数在点处的公切线.
(1)分别求和在交点处的切线方程;
(2)若和在点处存在公切线,求的值及点的坐标.
【解析】(1)联立,解得或(舍去),所以交点坐标为.
对求导,可得,将代入,得切线斜率.
切线方程,即.
对求导,,将,得切线斜率.
切线方程,即.
所以交点处的切线方程为,.
(2)设公切点.
对求导,根据求导公式,可得,则在点处的切线斜率.
对求导,可得,则在点处的切线斜率.
因为两函数在点处存在公切线,所以,即①.
又因为点在两函数图象上,所以②.
由①得,将其代入②可得:,即,解得.
将代入(1)得:,解得.
将代入得.
所以,点的坐标为.
18.(2025·高二·广东汕尾·期末)已知函数,且.
(1)写出函数的定义域并求出a的值;
(2)若曲线在点处的切线与函数的图象相切,求b的值.
【解析】(1)函数的定义域为,求导得,
则,,所以.
(2)由(1)知,则,而,
因此曲线在点处的切线为,即,
(法1)由,消去得,
而直线与函数的图象相切,则,所以.
(法2)函数的导函数为,
令,解得,则,
于是切线与函数图象的切点为,
代入,即,所以.
19.(2025·高二·湖北恩施·期末)已知曲线,曲线,直线与曲线,分别交于两点,曲线在点A处的切线为,曲线在点B处的切线为,设直线与的交点为P.
(1)若为直角,求实数a的值;
(2)求点P到直线的距离.
【解析】(1)由函数和,
可得和,则,,
由是直角,则,即,
解得,则.
(2)由(1)知,,
由,知,所以直线与必相交,
又由,
联立方程组,解得,即,
故点P到直线的距离为.
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专题02 导数的运算
目录
01 题型归纳目录 2
02 思维导图 3
03 知识点梳理 4
知识点一:基本初等函数的导数公式 4
知识点二:函数的和、差、积、商的导数 4
知识点三:复合函数的求导法则 5
04 题型归纳,举一反三 7
题型一:求函数的导数 7
题型二:求函数的和、差、积、商的导数 8
题型三:求复合函数的导数 9
题型四:利用导数求参数问题 10
题型五:在点P处与过点P处的切线 10
题型六:切点坐标问题 12
题型七:与切线有关的综合问题 12
题型八:切线平行、垂直问题 13
题型九:距离的最值问题 14
题型十:公切线问题 14
05 强化训练 16
知识点一:基本初等函数的导数公式
(1)(C为常数),
(2)(n为有理数),
(3),
(4),
(5),
(6),
(7),
(8),,这样的形式.
要点诠释:
1、常数函数的导数为0,即(C为常数).其几何意义是曲线(C为常数)在任意点处的切线平行于x轴.
2、有理数幂函数的导数等于幂指数n与自变量的次幂的乘积,即().
特别地,.
3、正弦函数的导数等于余弦函数,即.
4、余弦函数的导数等于负的正弦函数,即.
5、指数函数的导数:,.
6、对数函数的导数:,.
有时也把记作:
以上常见函数的求导公式不需要证明,只需记住公式即可.
知识点二:函数的和、差、积、商的导数
运算法则:
(1)和差的导数:
(2)积的导数:
(3)商的导数:()
要点诠释:
1、上述法则也可以简记为:
(ⅰ)和(或差)的导数:,
推广:.
(ⅱ)积的导数:,
特别地:(c为常数).
(ⅲ)商的导数:,
两函数商的求导法则的特例
,
当时,.
这是一个函数倒数的求导法则.
2、两函数积与商求导公式的说明
(1)类比:,,注意差异,加以区分.
(2)注意:且.
3、求导运算的技巧
在求导数中,有些函数虽然表面形式上为函数的商或积,但在求导前利用代数或三角恒等变形可将函数先化简(可能化去了商或积),然后进行求导,可避免使用积、商的求导法则,减少运算量.
知识点三:复合函数的求导法则
1、复合函数的概念
对于函数,令,则是中间变量u的函数,是自变量x的函数,则函数是自变量x的复合函数.
要点诠释:常把称为“内层”,称为“外层”.
2、复合函数的导数
设函数在点处可导,,函数在点的对应点处也可导,则复合函数在点处可导,并且,或写作.
3、掌握复合函数的求导方法
(1)分层:将复合函数分出内层、外层.
(2)各层求导:对内层,外层分别求导.得到,
(3)求积并回代:求出两导数的积:,然后将,即可得到的导数.
要点诠释:
1、整个过程可简记为分层——求导——回代,熟练以后,可以省略中间过程.若遇多重复合,可以相应地多次用中间变量.
2、选择中间变量是复合函数求导的关键.求导时需要记住中间变量,逐层求导,不遗漏.求导后,要把中间变量转换成自变量的函数.
题型一:求函数的导数
【例1】(2025·高二·广东广州·月考)求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
【变式1-1】求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3);
(4).
【变式1-2】求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
【变式1-3】求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
题型二:求函数的和、差、积、商的导数
【例2】(2025·高二·福建泉州·月考)求下列函数的导数:
(1);
(2);
(3).
【变式2-1】(2025·高二·青海海南·期中)求下列函数的导数
(1);
(2);
(3);
(4).
【变式2-2】(2025·高二·四川成都·月考)求下列函数的导数
(1);
(2)
(3)
【变式2-3】求下列函数的导数
(1);
(2)
(3).
题型三:求复合函数的导数
【例3】(2025·高二·重庆·月考)求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4);
【变式3-1】(2025·高二·内蒙古包头·月考)求下列函数的导数.
(1);
(2);
(3);
(4).
【变式3-2】求下列各函数的导数.
(1).
(2).
(3).
【变式3-3】(2025·高二·全国·单元测试)求下列已知函数的导函数:
(1);
(2);
(3);
(4).
题型四:利用导数求参数问题
【例4】(2025·高二·河南许昌·期末)已知函数满足,则 .
【变式4-1】(2025·高二·陕西西安·月考)若,则 .
【变式4-2】(2025·高三·江西·期中)已知函数,则 .
【变式4-3】(2025·高三·福建莆田·期中)已知函数,则 .
题型五:在点P处与过点P处的切线
【例5】(2025·高二·江苏盐城·期中)(1)求曲线在处切线的方程;
(2)已知曲线与曲线在它们的公共点处的切线互相垂直,求k的值.
【变式5-1】(2025·高二·湖北十堰·期末)已知 函数图像上一点处的切线为.
(1)当经过坐标原点时,求点 的横坐标;
(2)若与曲线交于另一点, 在点处的切线为, 记,的斜率分别为,, 求 的值.
【变式5-2】(2025·高二·吉林白山·月考)(1)求曲线在处的切线;
(2)求过点与曲线相切的直线方程.
【变式5-3】(2025·高二·河南·月考)已知,曲线在点处的切线方程为.
(1)求实数的值;
(2)若,求曲线过点的切线方程.
【变式5-4】(2025·高二·湖北孝感·期中)已知函数
(1)求曲线在处的切线方程.
(2)若直线过且与曲线相切,求直线的方程.
题型六:切点坐标问题
【例6】(2025·高二·全国·单元测试)已知函数与的图象都过点,且在点处有公切线.
(1)求的表达式;
(2)求点处的公切线方程;
(3)过点作曲线的切线,使切点在第三象限,求点的坐标.
【变式6-1】(2025·高二·青海西宁·期中)已知函数.
(1)直线为曲线在点处的切线,求直线的方程;
(2)求过原点且与曲线相切的切线方程及切点坐标.
【变式6-2】(2025·高二·广东潮州·期中)已知函数,
(1)求;
(2)若直线与曲线相切于点,求切点的坐标.
【变式6-3】(2025·高二·贵州黔西·月考)已知函数.
(1)直线为曲线在点处的切线,求直线的方程;
(2)求过原点且与曲线相切的切线方程及切点坐标.
题型七:与切线有关的综合问题
【例7】(2025·高二·河南南阳·期末)已知直线是函数在某点处的切线,则实数的值为( )
A.1 B.-1 C. D.
【变式7-1】(2025·高二·河北·期末)若曲线在点处的切线与曲线相切于点,则( )
A.-1 B.1 C. D.
【变式7-2】(2025·海南儋州·模拟预测)若直线是函数的图象的一条切线,则实数k的值为( )
A.1 B. C.e D.
【变式7-3】(2025·高二·江苏镇江·期末)若曲线有两条过坐标原点的切线,则实数a的取值范围为( )
A. B.
C. D.
题型八:切线平行、垂直问题
【例8】(2025·河北秦皇岛·一模)已知曲线在点处的切线与直线平行,则与之间的距离为( )
A. B. C. D.
【变式8-1】(2025·高二·江苏苏州·月考)设曲线在点处的切线与直线平行,则( )
A. B. C. D.2
【变式8-2】(2025·高二·广东深圳·期末)设曲线在处的切线与垂直,则( )
A. B.2 C. D.
【变式8-3】(2025·高二·山东青岛·月考)已知函数的图像在点处的切线与直线垂直,则实数的值为( )
A. B. C. D.1
题型九:距离的最值问题
【例9】(2025·江苏南京·二模)已知,则的最小值为( )
A.2 B.1 C. D.
【变式9-1】(2025·高二·安徽亳州·期末)已知点在曲线上,点在直线上,则P,Q两点距离最小值为( )
A. B. C. D.
【变式9-2】(2025·高二·浙江·期中)动直线分别交直线和曲线于,两点,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.
【变式9-3】(2025·高二·江苏无锡·月考)已知点是曲线上任一点,则到直线的距离的最小值是( )
A. B. C. D.
【变式9-4】(2025·高三·辽宁·月考)若函数,其中.若只有一个零点,则的最小值为( )
A. B.5 C. D.2
题型十:公切线问题
【例10】(2025·高二·云南丽江·月考)已知函数(为自然对数的底数),,直线既与相切又与相切,则直线的方程是( )
A. B.
C.或 D.或
【变式10-1】(2025·福建·模拟预测)已知直线既是曲线的切线,也是曲线的切线,则( )
A., B.,
C., D.,
【变式10-2】(2025·高二·四川绵阳·期中)若直线是曲线的切线,也是曲线的切线,则( )
A.2 B.3 C.1 D.1.5
【变式10-3】(2025·高二·湖北·期中)若直线是曲线与曲线的公切线,则( ).
A.26 B.23 C.15 D.11
【变式10-4】(2025·江苏南通·模拟预测)若曲线与曲线有且只有一个公共点,且在公共点处的切线相同,则实数的值为( )
A. B. C. D.
1.(2025·高二·江苏泰州·月考)已知,则( )
A.0 B. C.1 D.2025
2.(2025·高二·江苏·期末)当时,设函数存在导数,且满足,若,则( )
A. B. C.0 D.
3.(2025·高二·江苏·期末)下列求导运算不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
4.(2025·高二·江苏·期末)函数在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
5.(2025·高三·辽宁大连·期中)已知为函数的导函数,则的值为( )
A.2 B. C.0 D.2025
6.(2025·高二·湖南长沙·月考)曲线 在点处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
7.(2025·高二·安徽·月考)若,则在的切线方程为( )
A. B. C. D.
8.(2025·高二·上海·期中)已知泰勒展开式:,如果使用泰勒展开式求的值,下列最接近的是( )
A. B. C. D.
9.(多选题)(2025·高二·湖南长沙·月考)已知函数,的导函数是,则( )
A.
B.在点处的切线斜率为
C.在上的平均变化率为
D.在处的瞬时变化率为
10.(多选题)(多选)曲线在点处的切线平行于直线,则切线方程为( )
A. B.
C. D.
11.(多选题)(2025·陕西西安·模拟预测)已知函数,则满足过点可作出3条直线与图象相切的充分条件是( )
A., B.
C.点在射线上 D.点在曲线上
12.(2025·高二·湖南长沙·月考)已知曲线,则曲线过点的切线方程为 .
13.(2025·高二·内蒙古包头·月考)在微积分中“以直代曲”是最基本、最朴素的思想方法,中国古代科学家刘徽创立的“割圆术”,用圆的外切正n边形和内接正n边形“内外夹逼”的办法求出了圆周率的精度较高的近似值,事实上就是用“以直代曲”的思想方法进行近似计算的,它是我国最优秀的传统科学文化之一.借用“以直代曲”的方法,在切点附近可以用函数图象的切线代替在切点附近的曲线来“近似计算”.若函数,则曲线在点处的切线方程为 ,用此结论“近似计算”的值为 (结果用分数表示).
14.已知是曲线上一点,则点到直线的最短距离为 .
15.(2025·高二·江苏连云港·月考)已知曲线.
(1)若在点处的切线与直线平行,求实数的值;
(2)若曲线与曲线在第一象限的公共点处的切线互相垂直,求实数的值.
16.(2025·高二·江苏连云港·月考)已知函数,且.
(1)求的值及曲线在点处的切线方程;
(2)若的图象上存在两点,使得的图象在点处的切线都与直线垂直,求非零实数的取值范围.
17.(2025·高二·上海·期中)若函数和图象有公共点,且各自在点的切线和重合,则称重合的切线为两函数在点处的公切线.
(1)分别求和在交点处的切线方程;
(2)若和在点处存在公切线,求的值及点的坐标.
18.(2025·高二·广东汕尾·期末)已知函数,且.
(1)写出函数的定义域并求出a的值;
(2)若曲线在点处的切线与函数的图象相切,求b的值.
19.(2025·高二·湖北恩施·期末)已知曲线,曲线,直线与曲线,分别交于两点,曲线在点A处的切线为,曲线在点B处的切线为,设直线与的交点为P.
(1)若为直角,求实数a的值;
(2)求点P到直线的距离.
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