内容正文:
巩固层·知识整合
提升层·能力强化
拓展层·链接高考
章末综合测评
章末分层突破
[自我校对]
①导数的运算
②函数的和、差、积、商的导数
③单调性
④极大值与极小值
⑤最大值与最小值
导数的几何意义及其应用
利用导数的几何意义求切线方程时关键是搞清所给的点是不是切点,常见的类型有两种,一是求“在某点处的切线方程”,则此点一定为切点,先求导,再求斜率代入直线方程即可得;另一类是求“过某点的切线方程”,这种类型中的点不一定是切点,可先设切点为Q(x1,y1),则切线方程为y-y1=f′(x1)(x-x1),再由切线过点P(x0,y0)得y0-y1=f′(x1)(x0-x1),①
又y1=f(x1),②
由①②求出x1,y1的值,
即求出了过点P(x0,y0)的切线方程.
(1)曲线y=xex-1在点(1,1)处切线的斜率等于________.
(2)已知函数y=f(x)的图象是下列四个图象之一,且其导函数y=f′(x)的图象如图11所示,则该函数的图象是________.(填序号)
图11
【精彩点拨】 (1)曲线在点(1,1)处的切线斜率即为该点处的导数.
(2)由导数值的大小变化,确定原函数的变化情况,从而得出结论.
【规范解答】 (1)y′=ex-1+xex-1=(x+1)ex-1,故曲线在点(1,1)处的切线斜率为y′eq \b\lc\|\rc\ (\a\vs4\al\co1(,x=1))=2.
(2)从导函数的图象可以看出,导函数值先增大后减小,x=0时最大,所以函数f(x)的图象的变化率也先增大后减小,在x=0时变化率最大.①中,在x=0时变化率最小,故错误;③中,变化率是越来越大的,故错误;④中,变化率是越来越小的,故错误;②正确.
【答案】 (1)2 (2)②
[再练一题]
1.已知曲线y=eq \f(1,3)x3+eq \f(4,3).
(1)求曲线在点P(2,4)处的切线方程;
(2)求曲线过点P(2,4)的切线方程;
(3)求斜率为4的曲线的切线方程.
【解】 (1)∵P(2,4)在曲线y=eq \f(1,3)x3+eq \f(4,3)上,且y′=x2,
∴在点P(2,4)处的切线的斜率k=y′|x=2=4.
∴曲线在点P(2,4)处的切线方程为y-4=4(x-2),即4x-y-4=0.
(2)设曲线y=eq \f(1,3)x3+eq \f(4,3)与过点P(2,4)的切线相切于点Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0,\f(1,3)x\o\al(3,0)+\f(4,3))),则切线的斜率k=y′|x=x0=xeq \o\al(2,0).
∴切线方程为y-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)x\o\al(3,0)+\f(4,3)))=xeq \o\al(2,0)(x-x0),
即y=xeq \o\al(2,0)·x-eq \f(2,3)xeq \o\al(3,0)+eq \f(4,3).
∵点P(2,4)在切线上,
∴4=2xeq \o\al(2,0)-eq \f(2,3)xeq \o\al(3,0)+eq \f(4,3),即xeq \o\al(3,0)-3xeq \o\al(2,0)+4=0,
∴xeq \o\al(3,0)+xeq \o\al(2,0)-4xeq \o\al(2,0)+4=0.
∴xeq \o\al(2,0)(x0+1)-4(x0+1)(x0-1)=0,
∴(x0+1)(x0-2)2=0,
解得x0=-1或x0=2,故所求的切线方程为4x-y-4=0或x-y+2=0.
(3)设切点为(x0,y0),
则切线的斜率k=xeq \o\al(2,0)=4,∴x0=±2.
∴切点为(2,4)或eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-2,-\f(4,3))).
∴斜率为4的曲线的切线方程为y-4=4(x-2)和y+eq \f(4,3)=4(x+2),
即4x-y-4=0和12x-3y+20=0.
导数在研究函数单调性中的应用
利用导数的符号判断函数的增减性,进而确定函数的单调区间,这是导数的几何意义在研究曲线变化规律时的一个应用,它充分体现了数形结合思想.这部分内容要注意的是f(x)为增函数⇔f′(x)≥0且f′(x)=0的根有有限个,f(x)为减函数⇔f′(x)≤0且f′(x)=0的根有有限个.
已知函数f(x)=x3-ax-1.
(1)若f(x)在实数集R上单调递增,求实数a的取值范围;
(2)是否存在实数a,使f(x)在(-1,1)内单调递减?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.
【精彩点拨】 研究函数的单调性可通过判断导数的符号来解决.因为涉及参数a,所以要分类讨论.
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