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第15讲 导数的概念及其意义、导数
的运算
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【课标要求】
1.导数概念及其意义
(1)通过实例分析,经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,了
解导数概念的实际背景,知道导数是关于瞬时变化率的数学表达,体会
导数的内涵与思想.
(2)体会极限思想.
(3)通过函数图象直观理解导数的几何意义.
3
2.导数运算
(1)能根据导数定义求函数,,,, ,
的导数.
(2)能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则,
求简单函数的导数;能求简单的复合函数的导数.
(3)会使用导数公式表.
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1.变化率与导数
(1)平均变化率:
概念 对于函数,比值 _____________叫作函数
从到 的______变化率
几何
意义 函数在区间 上对应的图象的两端点连
线所在直线的______
平均
斜率
◆ 知识聚焦 ◆
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(2)函数在 处的导数:
概念 在
处 ,我们称常数 为函数
在_______处的导数,记作或
几何
意义 就是曲线在点处(也称在
处)的切线的______,其切线方程是______________________
___
物理
意义 导数可以描述任何运动变化事物的瞬时变化率
斜率
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(3)导函数
当时,是一个唯一确定的数.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 .
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2.导数的运算
函数名称 导函数 特例或推广
常用
导数
公式 常函数 为常数
幂函数 _______
三角函数 ______,
_______ 偶(奇)函数的导数是
奇(偶)函数,周期函
数的导数是周期函数
指数函数 _______
,且
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函数名称 导函数 特例或推广
常用
导数
公式 对数函数 _ ____
,且 ,
续表
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名称 运算法则 推广
四则
运算
法则 加减
_____________
乘法 _______
_________________
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名称 运算法则 推广
四则
运算
法则 除法
复合函数求
导 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________,即对
的导数等于对的导数与对 的导数的乘积
续表
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常用结论
1.可导奇函数的导数是偶函数,可导偶函数的导数是奇函数,可导周
期函数的导数还是周期函数.
2.函数的导数反映了函数 的瞬时变化趋势,其正负号
反映了变化的方向,其绝对值的大小反映了变化的快慢, 越
大,曲线在这点处的切线越“陡”.
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3.两类切线问题的区别
(1)“过”与“在”:曲线“在点 处的切线”与“过点
的切线”的区别是前者为切点,而后者 不
一定为切点.
(2)“切点”与“公共点”:曲线的切线与曲线不一定只有一个公共点,
而直线与二次曲线相切只有一个公共点.
4.的图象与的图象相切于点; 的图象与
的图象相切于点 .
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题组一 易错辨析
判断下列说法是否正确.(请在括号中打“√”或“×”)
(1)设,则,则趋近于0时,趋近于 ,
因此, .( )
√
[解析] 由导数的定义可知正确.
◆ 课前演练 ◆
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(2)函数在处的导数值就是曲线在
处的切线的斜率.( )
√
[解析] 函数在处的导数值就是曲线在
处的切线的斜率,故正确.
(3)函数的导数为 .( )
×
[解析] ,则 ,故错误.
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题组二 教材改编
1.若函数,则函数从到 的平均变化率
为( )
A.6 B.3 C.2 D.1
[解析] 因为,所以 ,,
故函数从到 的平均变化率为 .
故选B.
√
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2.已知函数,则 ( )
A. B. C.2 D.4
[解析]
.故选C.
√
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3.下列求导运算结果正确的是( )
A. B.
C. D.
[解析] 对于A,,故A错误;
对于B, ,故B正确;
对于C, ,故C错误;
对于D, ,故D错误.
故选B.
√
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4.曲线在 处的切线方程是( )
A. B. C. D.
[解析] 因为,所以,
所以曲线 在处的切线的斜率,
又当时, ,所以切线方程是 .
故选B.
√
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探究点一 导数的概念
例1 [2026·福建福州期中]函数在 处可导,若
,则 ( )
A.1 B. C.3 D.
[解析] ,故 ,
由导数的定义可知, .
故选B.
√
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总结反思
(1)函数应在 处有定义,否则导数不存在.
(2)在导数定义的极限式中, 趋近于0,可正可负,但不能为0,
而 可能为0.
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【对点演练1】 [2025·山东日照联考]若 ,则
( )
A. B.4 C.2 D.
[解析] ,故选C.
√
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探究点二 导数的运算
例2(1)下列函数求导正确的是( )
A. B.
C. D.
[解析] ,A错误.
,B错误.
,C错误.
,D正确.故选D.
√
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(2)[2026·浙江杭州期中] 已知定义在上的连续函数 的导函数
,设,则 ______.
[解析] 由 ,
得 ,
所以 .
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总结反思
(1)求函数的导数要准确把函数分解为基本初等函数的和、差、积、
商,再利用导数的运算法则求导数.
(2)在求导过程中,要仔细分析函数解析式的结构特征,紧扣法则,记
准公式,避免运算错误.
(3)复合函数求导,应由外到内逐层求导,必要时要进行换元.
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【对点演练2】(1)下列函数求导正确的是( )
A. B.
C. D.
[解析] 对于A, ,A错误;
对于B,,B错误;
对于C, ,C正确;
对于D, ,D错误.
故选C.
√
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(2)已知函数,则 ( )
A. B. C. D.
[解析] 由题得,
所以 ,得 .
故选C.
√
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探究点三 导数的几何意义
题型1 求曲线的切线方程
例3(1)[2025·石家庄模拟]已知函数,则 的
图象在点 处的切线方程是( )
A. B.
C. D.
[解析] 由,得 ,
则,
所以的图象在点 处的切线方程为,
即 .故选D.
√
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(2)[2025·江苏扬州中学模拟] 已知函数 ,过原点作
曲线 的切线,则该切线的方程为_ ___________.
[解析] 设切点坐标为,由题得 ,
所以所求切线的斜率 ,
又切线过原点,所以,则,
故切点坐标为 ,切线斜率为,
所以该切线的方程为 .
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题型2 求参数的值或取值范围
例4(1)[2026·湖南郴州三模]已知函数 ,若函数
在区间上的图象存在两条斜率之积为的切线,则实数
的取值范围为( )
A. B. C. D.
√
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[解析] 由,得 ,
不妨设这两条切线的切点坐标分别为, ,
则.
若,则 恒成立,不符合题意,
所以,此时在 上单调递增,
解得,故实数的取值范围为 .故选D.
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(2)[2025· 全国一卷] 若直线是曲线 的一
条切线,则 ___.
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[解析] 方法一:因为,所以 ,
直线是曲线的切线,其斜率为2,
令 ,则,解得,
将代入切线方程 ,可得,
所以切点坐标为.
因为切点 在曲线上,
所以,即,解得 .
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方法二:因为,所以,
设直线 与曲线的切点坐标为,
则 解得 .
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题型3 两曲线的公切线
例5(1)与曲线和的公切线 垂直的直线方程可
以为( )
A. B.
C. D.
√
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[解析] 设与曲线相切于点,与曲线
相切于点,
设, ,则,,
所以, ,
解得
所以,即公切线 的斜率为1,
故与垂直的直线的斜率为 ,所以所求直线方程可以为 .
故选D.
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(2)[2026·湖南名校联考]若直线为常数 是曲线
和曲线的公切线,则实数 的值为( )
A. B. C.1 D.
[解析] 方法一:令,,则 ,
设直线与曲线的切点坐标为 ,
则切线方程为,即 ,
又因为,所以解得
所以切线方程为 .
√
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令,则,
设直线 与曲线的切点坐标为,
则 ,
又因为切点在直线 上,
所以,即,
由①②可得 ,所以,解得 .
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方法二:设直线与曲线相切于点 ,与
曲线相切于点,
则 所以,所以,.
同理 所以,所以,
所以,所以 .故选B.
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总结反思
(1)在求曲线的切线方程时,要注意两个“说法”:“求曲线在点 处的
切线方程”和“求曲线上过点的切线方程”,在点 处的切线,一定是以
点为切点,过点的切线,点可能不在曲线上,点 也不一定是切点.
(2)求过点的曲线 的切线方程的一般步骤:
第一步,设出切点 ;
第二步,写出曲线在点 处的切线方程,即
;
第三步,将点的坐标代入切线方程,求出 ;
第四步,将的值代入方程 ,即可得过点
的切线方程.#1.2.4
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(3)解决两曲线的公切线问题通常有两种方法:
①利用其中一条曲线在某点处的切线与另一条曲线也相切,列出关
系式求解;
②设公切线与曲线的切点为,与曲线
的切点为,则 .
(4)处理与切线有关的参数问题,关键是根据曲线、切线、切点的
三个关系列出参数的方程(组):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.
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【对点演练3】(1)[2025·安徽江南十校联考] 曲线
在点 处的切线方程为___________.
[解析] 由题得,故,所以曲线在
点 处的切线方程为,即 .
(2)若曲线在点处的切线过原点 ,则
__.
[解析] 因为,所以,
所以曲线 在点处的切线方程为 ,
又切线过原点,所以,所以 .
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(3)已知函数,,若直线是曲线
与曲线的公切线,则 的方程为___________.
[解析] 设直线与的图象相切于点,
又 ,所以切线的斜率为,
所以直线的方程为 ,即.
由 得 ,
,整理可得 .
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令,其中,则,
由 可得,由可得,
所以在 上单调递减,在上单调递增,
所以,
故方程 的根为,
因此的方程为,即 .
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