内容正文:
第三课
变化率与导数
【网络体系】
【核心速填】
1.平均变化率:_________.
2.瞬时变化率与导数:________.
3.导数的几何意义:函数f(x)在x=x0处的导数就是切
线PT的斜率k,即k=______________________.
4.过曲线上一点的切线方程:
_____________________.
5.基本初等函数的导数公式
(1)c′=__.
(2)(xα)′=______.
(3)(ax)′=_____(a>0).
(4)(ex)′=__.
y-f(x0)=f′(x0)(x-x0)
0
αxα-1
axlna
ex
(5)(logax)′=_______(a>0,且a≠1).
(6)(lnx)′=___.
(7)(sinx)′=_____.
cosx
(8)(cosx)′= ______.
(9)(tanx)′=________.
(10)(cotx)′=_________.
-sinx
6.导数的四则运算法则
(1)加法法则:
[f(x)+g(x)]′=______________.
(2)减法法则:
[f(x)-g(x)]′=______________.
f′(x)+g′(x)
f′(x)-g′(x)
(3)乘法法则:
[f(x)g(x)]′=______________________.
(4)除法法则:
=____________________(g(x)≠0).
f′(x)g(x)+f(x)g′(x)
【易错警示】
1.关注平均变化率中的Δx,Δy的特征
(1)注意Δx,Δy的值可正,可负,但Δx≠0,Δy可为零;
(2)若函数f(x)为常值函数,则Δy=0.
2.正确区分“过”“在”点P的切线的差异
根据导数的几何意义,求曲线的切线要注意“过点P的切线”与“在点P处的切线”的差异,过点P的切线中,点P不一定是切点,点P也不一定在已知曲线上,而在点P处的切线,必以点P为切点.
3.正确应用导数运算法则求函数的导数的原则
(1)把一个函数化成几个基本初等函数的加、减、乘、除的运算,再考虑套用哪种运算法则,使计算方便.
(2)把握“先化简再求导,能用加减不用乘除,能用乘法不用除法”的求导原则.
类型一 利用导数的定义解题
【典例1】利用导数的定义求函数y= 的导数.
【解析】y′=
【方法技巧】利用导数的定义解题的注意点
(1)对于导数的定义,必须明白定义中包含的基本内容和Δx趋于0的方式,函数的改变量Δy与自变量的改变量Δx的比趋于一个固定的值.即
(2)在用定义求导数时,必须掌握三个步骤以及用定义求导数的一些简单变形.
【变式训练】若函数f(x)满足f′(x0)=-3,则
等于________.
【解析】因为f′(x0)=-3,所以
=f′(x0)+3f′(x0)=4f′(x0)=4×(-3)=-12.
答案:-12
【补偿训练】设f(x)在x处可导,则
=( )
A.2f′(h) B. f′(x)
C.f′(x) D.4f′(x)
【解析】选C.因为
类型二 导数的几何意义
【典例2】(1)过点(-1,0)作抛物线y=x2+x+1的切线,则其中一条切线为( )
A.2x+y+2=0 B.3x-y+3=0
C.x+y+1=0 D.x-y+1=0
(2)若存在过点(1,0)的直线与曲线y=x3和y=ax2+
-9都相切,则a等于________.
【解析】(1)选D.y′=2x+1,设切点坐标为(x0,y0),
则切线的斜率为2x0+1,且y0= x02+x0+1,
于是切线方程为y- x02-x0-1=(2x0+1)(x-x0),
因为点(-1,0)在切线上,
可解得x0=0或-2,当x0=0时,y0=1;x0=-2时,y0=3,这时可以得到两条直线方程,验证D正确.
(2)由y=x3⇒y′=3x2,设曲线y=x3上任意一点(x0, x03)处的切线方程为y- x03=3 x02(x-x0),把(1,0)代入方程得x0=0或x0=
①当x0=0时,切线方程为y=0,则ax2+ -9=0,
Δ= -4a×(-9)=0⇒a=
②当x0= 时,切线方程为y=
由
Δ=32-4a =0⇒a=-1,
所以a= 或a=-1.
答案: 或-1
【方法技巧】导数几何意义的应用技巧
导数几何意义主要应用于切线问题,解决此类问题的关键点是找“切点”,应注意:
(1)在表示切线斜率、切线方程时均需用切点坐标.
(2)切点既在曲线上又在切线上