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文档简介
1、 导 数1导数的概念函数y=f(x),如果自变量x在x处有增量,那么函数y相应地有增量=f(x+)f(x),比值叫做函数y=f(x)在x到x+之间的平均变化率,即=。 如果当时,有极限,我们就说函数y=f(x)在点x处可导,并把这个极限叫做f(x)在点x处的导数,记作f(x)或y|。即f(x)=。说明:(1)函数f(x)在点x处可导,是指时,有极限。如果不存在极限,就说函数在点x处不可导,或说无导数(2)是自变量x在x处的改变量,时,而是函数值的改变量,可以是零。 由导数的定义可知,求函数y=f(x)在点x处的导数的步骤(1)求函数的增量=f(x+)f(x);(2)求平均变化率=;(3)取极限
2、,得导数f(x)=。2导数的几何意义函数y=f(x)在点x处的导数的几何意义是曲线y=f(x)在点p(x,f(x)处的切线的斜率。也就是说,曲线y=f(x)在点p(x,f(x)处的切线的斜率是f(x)。相应地,切线方程为yy=f/(x)(xx)。3常见函数的导出公式(1);(2) (nÎQ);(3), ;(4), ;(5), ;(6); (7), ;(8)4形如y=f的函数称为复合函数。复合函数求导步骤:分解求导回代。法则:y|= y|·u|例1. 求下列函数的导数:(1)y=(2x2-1)(3x+1) (2) (3) (4) (5) (6)例2、用定义求在点x=10处的导
3、数。例3求函数y=的导数。例4(1)求的导数;(2)求的导数;(3)求的导数;(4)求y=的导数;(5)求y的导数例5写出由下列函数复合而成的函数并求其导数。(1)y=cosu,u=1+(2)y=lnu, u=lnx5导数的应用(1)单调区间:一般地,设函数在某个区间可导,如果,则为增函数;如果,则为减函数;如果在某区间内恒有,则为常数;(2)极点与极值:曲线在极值点处切线的斜率为0,极值点处的导数为0;曲线在极大值点左侧切线的斜率为正,右侧为负;曲线在极小值点左侧切线的斜率为负,右侧为正;(3)最值:一般地,在区间a,b上连续的函数f在a,b上必有最大值与最小值。求函数在(a,b)内的极值;
4、求函数在区间端点的值(a)、(b);将函数的各极值与(a)、(b)比较,其中最大的是最大值,其中最小的是最小值。例1.求函数的极大值,极小值,最大值,最小值及单调区间。例2. 求函数的极大值,极小值,最大值,最小值及单调区间。例3 (2009年广东卷文)函数的单调递增区间是( )A. B.(0,3) C.(1,4) D.例4.(2009安徽卷理)已知函数在R上满足,则曲线在点处的切线方程是 ( )A. B. C. D.A B C D.例6.曲线和在它们交点处的两条切线与轴所围成的三角形面积是。例7对于R上可导的任意函数f(x),若满足(x1)³0,则必有( )Af(0)f(2)<
5、;2f(1) B. f(0)f(2)£2f(1)Cf(0)f(2)³2f(1) D. f(0)f(2)>2f(1)例8.函数的定义域为开区间,导函数在内的图象如图所示,则函数在开区间内有极小值点()A1个B2个 C3个 D4个例9. (海南宁夏文21)(本小题满分12分)已知函数.(1) 设,求函数的极值;(2) 若,且当时,12a恒成立,试确定的取值范围.例10、已知曲线C:(1)求曲线C上横坐标为1的点的切线的方程;(2)第(1)小题中切线与曲线C是否还有其它公共点。例1 在处可导,则思路: 在处可导,必连续例2已知f(x)在x=a处可导,且f(a)=b,求下列极
6、限:(1);(2)分析:在导数定义中,增量x的形式是多种多样,但不论x选择哪种形式,y也必须选择相对应的形式。利用函数f(x)在处可导的条件,可以将已给定的极限式恒等变形转化为导数定义的结构形式。解:(1)(2)导数题型分析及解题方法一、考试内容导数的概念,导数的几何意义,几种常见函数的导数;两个函数的和、差、基本导数公式,利用导数研究函数的单调性和极值,函数的最大值和最小值。二、热点题型分析题型一:利用导数研究函数的极值、最值。1在区间上的最大值是 2 (最值)2已知函数处有极大值,则常数c 6 ;(极值)3函数有极小值 1 ,极大值 3 题型二:利用导数几何意义求切线方程1曲线在点处的切线
7、方程是 2若曲线在P点处的切线平行于直线,则P点的坐标为 (1,0) 3若曲线的一条切线与直线垂直,则的方程为 4求下列直线的方程: (1)曲线在P(-1,1)处的切线; (2)曲线过点P(3,5)的切线;解:(1) 所以切线方程为 (2)显然点P(3,5)不在曲线上,所以可设切点为,则又函数的导数为,所以过点的切线的斜率为,又切线过、P(3,5)点,所以有,由联立方程组得,即切点为(1,1)时,切线斜率为;当切点为(5,25)时,切线斜率为;所以所求的切线有两条,方程分别为题型三:利用导数研究函数的单调性,极值、最值1已知函数的切线方程为y=3x+1 ()若函数处有极值,求的表达式; ()在
8、()的条件下,求函数在3,1上的最大值; ()若函数在区间2,1上单调递增,求实数b的取值范围 解:(1)由过的切线方程为:而过故由得 a=2,b=4,c=5 (2)当 又在3,1上最大值是13。 (3)y=f(x)在2,1上单调递增,又由知2a+b=0。 依题意在2,1上恒有0,即当;当;当综上所述,参数b的取值范围是2已知三次函数在和时取极值,且(1) 求函数的表达式;(2) 求函数的单调区间和极值;(3) 若函数在区间上的值域为,试求、应满足的条件解:(1) ,由题意得,是的两个根,解得,再由可得(2) ,当时,;当时,;当时,;当时,;当时,函数在区间上是增函数;在区间上是减函数;在区
9、间上是增函数函数的极大值是,极小值是(3) 函数的图象是由的图象向右平移个单位,向上平移4个单位得到的,所以,函数在区间上的值域为()而,即于是,函数在区间上的值域为令得或由的单调性知,即综上所述,、应满足的条件是:,且3设函数(1)若的图象与直线相切,切点横坐标为,且在处取极值,求实数 的值;(2)当b=1时,试证明:不论a取何实数,函数总有两个不同的极值点解:(1)由题意,代入上式,解之得:a=1,b=1(2)当b=1时,因故方程有两个不同实根不妨设,由可判断的符号如下:当;当;当因此是极大值点,是极小值点,当b=1时,不论a取何实数,函数总有两个不同的极值点。题型四:利用导数研究函数的图
10、象1如右图:是f(x)的导函数, 的图象如右图所示,则f(x)的图象只可能是( D )(A) (B) (C) (D)2函数( A )xyo4-424-42-2-2xyo4-424-42-2-2xyy4o-424-42-2-26666yx-4-2o42243方程 ( B ) A、0 B、1 C、2 D、3题型五:利用单调性、极值、最值情况,求参数取值范围1设函数 (1)求函数的单调区间、极值.(2)若当时,恒有,试确定a的取值范围.解:(1)=,令得列表如下:x(-,a)a(a,3a)3a(3a,+)-0+0-极小极大在(a,3a)上单调递增,在(-,a)和(3a,+)上单调递减时,时,(2),
11、对称轴,在a+1,a+2上单调递减 ,依题, 即解得,又a的取值范围是2已知函数f(x)x3ax2bxc在x与x1时都取得极值(1)求a、b的值与函数f(x)的单调区间(2)若对xÎ1,2,不等式f(x)<c2恒成立,求c的取值范围。解:(1)f(x)x3ax2bxc,f¢(x)3x22axb由f¢(),f¢(1)32ab0得a,b2f¢(x)3x2x2(3x2)(x1),函数f(x)的单调区间如下表:x(¥,)(,1)1(1,¥)f¢(x)00f(x)极大值¯极小值所以函数
12、f(x)的递增区间是(¥,)与(1,¥),递减区间是(,1)(2)f(x)x3x22xc,xÎ1,2,当x时,f(x)c为极大值,而f(2)2c,则f(2)2c为最大值。要使f(x)<c2(xÎ1,2)恒成立,只需c2>f(2)2c,解得c<1或c>2题型六:利用导数研究方程的根1已知平面向量=(,1). =(,).(1)若存在不同时为零的实数k和t,使=+(t23),=-k+t,试求函数关系式k=f(t) ;(2) 据(1)的结论,讨论关于t的方程f(t)k=0的解的情况.解:(1),=0 即+(t2-3) ·(-k+
13、t)=0.整理后得-k+t-k(t2-3) + (t2-3)·=0=0,=4,=1,上式化为-4k+t(t2-3)=0,即k=t(t2-3)(2)讨论方程t(t2-3)-k=0的解的情况,可以看作曲线f(t)= t(t2-3)与直线y=k的交点个数.于是f(t)= (t2-1)= (t+1)(t-1).令f(t)=0,解得t1=-1,t2=1.当t变化时,f(t)、f(t)的变化情况如下表:t(-,-1)-1(-1,1)1(1,+ )f(t)+0-0+F(t)极大值极小值当t=1时,f(t)有极大值,f(t)极大值=.当t=1时,f(t)有极小值,f(t)极小值=函数f(t)=t(t
14、2-3)的图象如图1321所示,可观察出:(1)当k或k时,方程f(t)k=0有且只有一解;(2)当k=或k=时,方程f(t)k=0有两解;(3) 当k时,方程f(t)k=0有三解.题型七:导数与不等式的综合1设在上是单调函数.(1)求实数的取值范围;(2)设1,1,且,求证:.解:(1) 若在上是单调递减函数,则须这样的实数a不存在.故在上不可能是单调递减函数.若在上是单调递增函数,则,由于.从而0<a3.(2)方法1、可知在上只能为单调增函数. 若1,则 若1矛盾,故只有成立.方法2:设,两式相减得1,u1,2已知为实数,函数(1)若函数的图象上有与轴平行的切线,求的取值范围(2)若
15、,()求函数的单调区间()证明对任意的,不等式恒成立解:,函数的图象有与轴平行的切线,有实数解,所以的取值范围是,由或;由的单调递增区间是;单调减区间为易知的最大值为,的极小值为,又在上的最大值,最小值对任意,恒有题型八:导数在实际中的应2统计表明,某种型号的汽车在匀速行驶中每小时的耗油量(升)关于行驶速度(千米/小时)的函数解析式可以表示为:已知甲、乙两地相距100千米。(I)当汽车以40千米/小时的速度匀速行驶时,从甲地到乙地要耗油多少升?(II)当汽车以多大的速度匀速行驶时,从甲地到乙地耗油最少?最少为多少升?解:(I)当时,汽车从甲地到乙地行驶了小时,要耗没(升)。(II)当速度为千米/小时时,汽车从甲地到乙地行驶了小时,设耗油量为升,依题意得令得当时,
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