内容正文:
第五章 一元函数的导数及应用
5.2.1 基本初等函数的导数
·选择性必修第二册·
1.7.2013
同学们好,今天我们将开始学习第五章“一元函数的导数及应用”的第一节课——“变化率问题”。导数是微积分中的核心概念,它为我们研究函数的变化提供了强大的工具。通过这节课的学习,我们将从实际问题出发,理解变化率的含义,并逐步引入导数的概念。希望大家能够积极思考,深入理解,为后续的学习打下坚实的基础。
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学习目标
1.能根据定义求函数<m></m>为常数<m></m>,<m></m>,<m></m>,<m></m>,<m></m>,<m></m>的导数.
(数学抽象、数学运算)
2.掌握基本初等函数的导数公式,并能进行简单的应用.(数学抽象、数学运算)
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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复习引入
导函数的概念
复习引入
平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
复习引入
定义法求导的基本步骤
第一步
第二步
第三步
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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新知探究——基本初等函数的导数
已知函数:,,, ,
, .请利用导数的定义求出以上函数的导数
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
新知探究
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
新知探究
, .
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好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
新知探究
思考: 函数②③④⑤⑥均可表示为,且 的形式,其导数有何规律?
[答案] , , ,
, ,
.
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好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
新知生成
基本初等函数的导数公式
原函数 导函数
为常数
,且
,且
,且
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
新知运用
例题
详解
(1)
(2)
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
方法总结
求简单函数的导函数的基本方法
(1)用导数的定义求导,但运算比较烦琐.
(2)用导数公式求导,可以简化运算过程,降低运算难度.解题时根据所给问题
的特征,先将题中函数的结构进行调整,再选择合适的求导公式.
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
巩固训练
详解
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
巩固训练
解:
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
新知探究——用导数求曲线的切线方程
问题1: 导数 的几何意义是什么?
[答案] 函数在处的导数就是曲线在该点处的切线的斜率 ,即
.
问题2: 利用导数的几何意义解决曲线过某点的切线问题有哪两种情况?
[答案] (1)若已知点是切点,则在该点处的切线的斜率就是该点处的导数;
(2)若已知点不是切点,则应先设出切点,再借助两点连线的斜率公式进行求解.
新知生成
曲线在点处的切线方程为 .
情景设置
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
新知探究
已知函数 .
(1)求曲线在点 处的切线方程;
(2)求曲线过点 的切线方程.
例题2
[解析] (1)由题意可知, ,所以 .
又 ,
所以曲线在点处的切线方程为,即 .
(2)令所求切线在曲线上的切点坐标为,则 ,
所以切线方程为,即 .
又点在切线上,所以,解得或 ,
所以所求切线方程为或 .
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
新知探究
例题3
1.7.2013
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
新知探究
例题3
详解
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
方法总结
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
巩固训练
1.求满足下列条件的切线方程:
(1)过原点且与曲线 相切;
(2)斜率为且与曲线 相切.
[解析] (1) ,
设切点坐标为,切线方程为,所以, ,
因为切点坐标为,所以,所以 ,所以切线方程为
.
(2),因为切线的斜率为,所以,所以,则切点为 ,
所以切线方程为,即 .
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
巩固训练
详解
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
新知探究 ——导数的简单综合应用
例题
解:
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
新知应用
详解
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
‹#›
平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
新知应用
详解
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
课堂小结
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
课后作业(课本第75页练习)
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
‹#›
平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
课后作业(课本第75页练习)
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
‹#›
平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
课后作业(课本第75页练习)
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
‹#›
平均速度只能粗略地描述运动员的运动状态,它并不能反映某
一刻的运动状态;需要寻找一个量,能更精细地刻画运动员的运动状态.
课后作业(课本第75页练习)
1.7.2013
好,我们来引入今天的新知识。在之前的学习中,我们通过函数的单调性,对不同函数的增长速度有了一个定性的认识。比如,我们知道对数函数增长得越来越慢,而指数函数的增长速度远远快于一次函数。但是,仅仅定性描述是不够的,在实际问题中,我们常常需要更精确地知道一个函数在某一点的变化速度到底有多快。那么,我们能否找到一种方法,来精确定量地刻画这种变化速度的快慢呢?这就是我们今天这节课要研究的核心问题——变化率问题。
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函数在处的导数的概念
如果当时,平均变化率无限趋近于一个
确定的值,即有极限,则称在处可导,并把这个确定的
值叫做在处的导数(derivative) (也称为瞬时变化率),记作
或,即:.
问题1:回顾上节课所学,函数在处的导数的概念
是什么?导函数的概念又是什么?
从求函数在处导数的过程可以看到,当时,是一个确定的数. 这样,当变化时,就是的函数,我们称它为的导函数(简称导数).的导函数有时也记作,即:
问题1:回顾上节课所学,函数在处的导数的概念
是什么?导函数的概念又是什么?
计算平均变化率,并化简;
观察当无限趋近于0时,无限趋近于哪个定值.
此时,要注意是的函数,视为常量
无限趋近的定值就是函数的导数.
因为,所以
因为,所以;
,
,
∵
∵
例1.求下列函数的导数:
(1)
; (2)
.
A:
,错误; B:
,则
,正确;
C:
,正确; D:
正确.
故选:BCD
1.下列选项正确的是( )
A.
,则
B.
,则
C.
,则
D.
,则
(1).
(2);
(3)∵,∴;
(4);
(5).
2求下列函数的导数.
(1);(2);(3);(4);(5).
(1)因为,所以,,.
故曲线在点处的切线方程为,
即;
(2)设切点为,则,切线方程为,.
因为切线经过原点,故,所以,
故,切点为,切线方程为,
即过原点的切线方程为.
已知函数
(1)求在点处的切线方程;
(2)若的一条切线恰好经过坐标原点,求切线的方程.
(1)因为,所以,,.
故曲线在点处的切线方程为,
即;
(2)设切点为,则,切线方程为,.
因为切线经过原点,故,所以,
故,切点为,切线方程为,
即过原点的切线方程为.
已知函数
(1)求在点处的切线方程;
(2)若的一条切线恰好经过坐标原点,求切线的方程.
(2)求过点P与曲线相切的直线方程的三个步骤
(1)利用导数的几何意义解决切线问题的两种情况
①若已知点是切点,则在该点处的切线斜率就是该点处的导数;
②若已知点不是切点,则应先设出切点,再借助两点连线的斜率公式进行求解.
设切点为,由得.
因为曲线在处的切线为,其斜率为.
所以,即,
所以切点为.所以,解得.
2.已知曲线的一条切线方程为,求的值.
由于,设这两条曲线的一个公共点为
所以两条曲线在处的斜率分别为.
若使两条切线互相垂直,必须,
即,也就是,这是不可能的.
两条曲线不存在公共点,使在这一点处的两条切线互相垂直.
已知两条曲线,是否存在这两条曲线的一个公共
点,使在这一点处,两条曲线的切线互相垂直?并说明理由.
(1)过坐标原点作曲线的切线,求切线方程;
(2)在曲线上是否存在点,使得过点的切线与直线
平行?若存在,求出点的横坐标;若不存在,请说明理由.
(1)设切点为.因为,所以.
由题意可得,解得,
所以切线方程为,即.
1.已知点,,函数.
(1)过坐标原点作曲线的切线,求切线方程;
(2)在曲线上是否存在点,使得过点的切线与直线
平行?若存在,求出点的横坐标;若不存在,请说明理由.
(2)过点,的直线的斜率为.
假设存在点,使得过点的切线与直线平行,
设,,则有,得.
又,所以,
所以在曲线上存在点,使得过点的
切线与直线平行,且点的横坐标为.
1.已知点,,函数.
(1);(2);
(3);(4);
(5);(6)
1.求下列函数的导数:
(1); (2); (3);
(4); (5); (6).
(1),; (2),;
(3),; (4),.
2.求下列函数在给定点的导数:
(1)在处的导数; (2)在处的导数;
(3)在处的导数; (4)在处的导数.
,,,
,所以切线方程为,即.
3.求余弦曲线在点处的切线方程.
,,,
∴切线方程为,即.
4.求曲线在点处的切线方程.
$