专题14人教A 版(2019)第五章一元函数的导数及其应用知
识点与基础巩固题——寒假作业14(解析版)
一.导数的定义:
0000000()()
()'()'|lim
()()
()'()'lim
x x x x f x x f x y f x x x f x y x
f x x f x y f x f x y x
=?→?→+?-====?+?-===?1.(1).函数在处的导数: (2).函数的导数:
2.利用定义求导数的步骤:
①求函数的增量:00()()y f x x f x ?=+?-;②求平均变化率:
00()()
f x x f x y x x
+?-?=
??; ③取极限得导数:00'()lim x y
f x x
?→?=?
(下面内容必记)
二、导数的运算:
(1)基本初等函数的导数公式及常用导数运算公式: ①
'0()
C C =为常数;②
1
()'n n x nx -=;
11(
)'()'n n n
x nx x ---==-
;
1
()'m m
n
n m x x n
-==
③
(sin )'cos x x
=; ④
(cos )'sin x x
=- ⑤
()'x x
e e = ⑥
()'ln (0,1)x x a a a a a =>≠且;
⑦1(ln )'x x =
; ⑧1(log )'(0,1)ln a x a a x a
=>≠且 法则1:[()()]''()'()f x g x f x g x ±=±;(口诀:和与差的导数等于导数的和与差). 法则2:[()()]''()()()'()f x g x f x g x f x g x ?=?+?(口诀:前导后不导相乘,后导前不导相乘,中间是正号) 法则3:2
()'()()()'()[
]'(()0)()[()]
f x f x
g x f x g x g x g x g x ?-?=≠ (口诀:分母平方要记牢,上导下不导相乘,下导上不导相乘,中间是负号)
(2)复合函数(())y f g x =的导数求法:
①换元,令()u g x =,则()y f u =②分别求导再相乘[][]'()'()'y g x f u =?③回代()u g x =
三.导数的物理意义
1.求瞬时速度:物体在时刻0t 时的瞬时速度0V 就是物体运动规律()S f t =在0t t = 时的导数()0f t ',
即有()00V f t '=。
2.V =s /(t) 表示即时速度。a=v /
(t) 表示加速度。
四.导数的几何意义:
函数()f x 在0x 处导数的几何意义,曲线()y f x =在点()()
00,P x f x 处切线的斜率是()0k f x '=。于是相应的切线方程是:()()000y y f x x x '-=-。 题型三.用导数求曲线的切线 注意两种情况:
(1)曲线()y f x =在点()()
00,P x f x 处切线:性质:()0k f x '=切线。相应的切线方程是:()()000y y f x x x '-=-
(2)曲线()y f x =过点()00,P x y 处切线:先设切点,切点为(,)Q a b ,则斜率k='()f a ,切点(,)Q a b 在曲线()y f x =上,切点(,)Q a b 在切线()()00y y f a x x '-=-上,切点(,)Q a b 坐标代入方程得关于a,b 的方程组,解方程组来确定切点,最后求斜率k='()f a ,确定切线方程。
五.函数的单调性:设函数()y f x =在某个区间内可导,
(1)'()0f x >?()f x 该区间内为增函数; (2)'()0f x ()f x 该区间内为减函数;
注意:当'()f x 在某个区间内个别点处为零,在其余点处为正(或负)时,()f x 在这
个区间上仍是递增(或递减)的。
(3)()f x 在该区间内单调递增?'()0f x ≥在该区间内恒成立; (4)()f x 在该区间内单调递减?'()0f x ≤在该区间内恒成立; 题型一、利用导数证明(或判断)函数f (x)在某一区间上单调性:
步骤: (1)求导数 )(x f y '='
(2)判断导函数)(x f y '='在区间上的符号 (3)下结论
①'()0f x >?()f x 该区间内为增函数; ②'()0f x ()f x 该区间内为减函数;
题型二、利用导数求单调区间
求函数)(x f y =单调区间的步骤为:
(1)分析 )(x f y =的定义域; (2)求导数 )(x f y '=' (3)解不等式0)(>'x f ,解集在定义域内的部分为增区间 (4)解不等式0)(<'x f ,解集在定义域内的部分为减区间 题型三、利用单调性求参数的取值(转化为恒成立问题)
思路一.(1)()f x 在该区间内单调递增?'()0f x ≥在该区间内恒成立;
(2)()f x 在该区间内单调递减?'()0f x ≤在该区间内恒成立;
思路二.先求出函数在定义域上的单调增或减区间,则已知中限定的单调增或减区间是
定义域上的单调增或减区间的子集。
注意:若函数f (x )在(a ,c )上为减函数,在(c ,b )上为增函数,则x =c 两侧使函数f '(x )变号,即x=c 为函数的一个极值点,所以'()0f c =
六、函数的极值与其导数的关系:
1.①极值的定义:设函数()f x 在点0x 附近有定义,且若对0x 附近的所有的点都有0()()f x f x <(或0()()f x f x >,则称0()f x 为函数的一个极大(或小)值,0x 为极大(或极小)值点。 ②可导数()f x 在极值点...0x 处的导数为0(即0'()0f x =)
,但函数()f x 在某点0x 处的导数为0,并不一定函数()f x 在该处取得极值(如3
()f x x =在00x =处的导数为0,但()f x 没有极值)。 ③求极值的步骤:
第一步:求导数'()f x ;
第二步:求方程'()0f x =的所有实根;
第三步:列表考察在每个根0x 附近,从左到右,导数'()f x 的符号如何变化,
若'()f x 的符号由正变负,则0()f x 是极大值; 若'()f x 的符号由负变正,则0()f x 是极小值;
若'()f x 的符号不变,则0()f x 不是极值,0x 不是极值点。 2、函数的最值:
①最值的定义:若函数在定义域D 内存0x ,使得对任意的x D ∈,都有0()()f x f x ≤,(或0()()f x f x ≥)则称0()f x 为函数的最大(小)值,记作max 0()y f x =(或min 0()y f x =)
②如果函数()y f x =在闭区间[,]a b 上的图象是一条连续不间断的曲线,则该函数在闭区间[,]a b 上必有最大值和最小值。
③求可导函数()f x 在闭区间[,]a b 上的最值方法: 第一步;求()f x 在区间[,]a b 内的极值;
第二步:比较()f x 的极值与()f a 、()f b 的大小: 第三步:下结论:最大的为最大值,最小的为最小值。
注意:1、极值与最值关系:函数的最值是比较整个定义域区间的函数值得出的,函数
的最大值和最小值点可以在极值点、不可导点、区间的端点处取得。极值≠最值。函数f(x)在区间[a,b]上的最大值为极大值和f(a) 、f(b)中最大的一个。最小值为极小值和f(a) 、f(b)中最小的一个。
2.函数在定义域上只有一个极值,则它对应一个最值(极大值对应最大值;极小值对应最小值)
3、注意:极大值不一定比极小值大。如1
()f x x x
=+
的极大值为2-,极小值为2。 注意:当x=x 0时,函数有极值? f /
(x 0)=0。但是,f /
(x 0)=0不能得到当x=x 0时,函数有极值;
判断极值,还需结合函数的单调性说明。 题型一、求极值与最值
题型二、导数的极值与最值的应用 题型四、导数图象与原函数图象关系
导函数 原函数 '()f x 的符号 ()f x 单调性 '()f x 与x 轴的交点且交点两侧异号 ()f x 极值
'()f x 的增减性 ()f x 的每一点的切线斜率的变化趋势 (()f x 的图象的增减幅度)
'()f x 的增 ()f x 的每一点的切线斜率增大(()f x 的图象的变化幅度快)
'()f x 减 ()f x 的每一点的切线斜率减小 (()f x 的图象的
变化幅度慢)
一、单选题
1.下列求导运算正确的是( )
A .1ln x x '
??= ???
B .()
1x x x e e '?=+
C .2111x x x '??-=+ ??
? D .()
2cos 2sin x x x x '=-
【答案】C 【分析】
根据导数的运算公式与运算法则计算,对每个选项逐一分析. 【详解】
A. 2211
1ln ln ln x x x
x x -
'??==-
???,故A 错;B. ()x x x x e e xe '?=+,故B 错;C. 2111x x x '??-=+ ?
?
?,故C 正确;D. ()22cos 2cos sin x x x x x x '=-,故D 错.
故选:C.
2.已知函数()f x 的导函数为()f x ',若()y f x '=的图象如图所示,则函数()y f x =的图象可能是( )
A .
B .
C .
D .
【答案】D 【分析】
根据导函数大于0,原函数单调递增;导函数小于0,原函数单调递减;即可得出正确答案. 【详解】
由导函数得图象可得:0x >时,()0f x '<,所以()f x 在(),0-∞单调递减, 排除选项A 、B ,
当0x >时,()f x '先正后负,所以()f x 在()0,∞+先增后减, 因选项C 是先减后增再减,故排除选项C , 故选:D.
3.已知函数()f x 的导函数为()f x ',且()11f '=-,则()()
11lim x f x f x
?→+?-=
?( ) A .4- B .3-
C .2-
D .1-
【答案】D 【分析】
直接由导数定义可得答案. 【详解】
由导数定义和()11f '=-,得()()
()0
11lim 11x f x f f x
?→+?-'==-?.
故选:D.
4.已知函数()3
2
f x x mx =+在1x =处的切线与y 轴垂直,则实数m 等于( )
A .32
-
B .23
-
C .
23
D .
32
【答案】A 【分析】
由切线与y 轴垂直知切线斜率为0,根据()10f '=求解. 【详解】
由()2
32f x x mx '=+得()132f m '=+
因为切线与y 轴垂直,所以切线斜率为0,则()1320f m '=+=,32
m =-. 故选:A 【点睛】
判断切线斜率为0是解题的关键点.
5.一物体做直线运动,其位移s 与时间t 的关系是22s t t =+,则物体在2t =时的瞬时速度为( ) A .4 B .6 C .8 D .10
【答案】B 【分析】
利用导数的物理意义可直接求导得到结果. 【详解】
由22s t t =+得:22s t '=+,
当2t =时,6s '=,即物体在2t =时的瞬时速度为6. 故选:B.
6.已知函数()3
2f x x x =-,则()f x 在点()()
1,1f 处的切线的倾斜角为 ( )
A .
34
π B .
3
π C .
4
π D .
6
π 【答案】C 【分析】
根据导数的几何意义可求得结果. 【详解】
因为()3
2f x x x =-,所以2
()32f x x '=-,
所以()f x 在点()()1,1f 处的切线的斜率为(1)321f '=-=, 所以()f x 在点()(
)
1,1f 处的切线的倾斜角为4
π
. 故选:C
7.若函数()f x 的导函数为()f x ',且满足()()21ln 2f x f x x ='+,则()1f '=( ) A .0 B .1- C .2- D .2
【答案】C 【分析】
求导得()f x ',再代入1x =即可计算出()1f '. 【详解】 由题意()()2'1'2f f x x
=+,所以()()'12'12f f =+,得()12f '=-.
故选:C.
8.函数()y f x =在区间[],a b 上的最大值是M ,最小值是m ,若m M =,则()f x '( ) A .小于0 B .等于0 C .大于0 D .以上都有可能
【答案】B 【分析】
由最大最小相等,可得()y f x =是常数函数,即可得出结论. 【详解】
∵()y f x =在区间[],a b 上的最大最小相等, ∴()y f x =是常数函数,∴()0f x '=, 故选:B.
9.设()f x 是区间[,]a b 上的连续函数,且在(,)a b 内可导,则下列结论中正确的是( )
A .()f x 的极值点一定是最值点
B .()f x 的最值点一定是极值点
C .()f x 在区间[,]a b 上可能没有极值点
D .()f x 在区间[,]a b 上可能没有最值点 【答案】C 【分析】
根据连续函数的极值和最值的关系即可判断. 【详解】
根据函数的极值与最值的概念知,()f x 的极值点不一定是最值点,()f x 的最值点不一定是极值点.可能是区间的端点,连续可导函数在闭区间上一定有最值,所以选项A ,B ,D 都不正确,若函数()f x 在区间[,]a b 上单调,则函数()f x 在区间[,]a b 上没有极值点,所以C 正确. 故选:C. 【点睛】
本题主要考查函数的极值与最值的概念辨析,属于容易题.
10.已知3()f x x ax =-在(,1]-∞-上递增,则实数a 的范围是( ). A .3a > B .3a ≥ C .3a < D .3a ≤
【答案】D 【分析】
转化为导函数在给定区间上大于等于0恒成立,然后利用不等式恒成立的意义和二次函数的性质得解. 【详解】
由已知可得2
'()3f x x a =-在(,1]-∞-上满足()'0f x ≥,即23a x ≤在(,1]-∞-上恒
成立,
由于23x 在(,1]-∞-上的最小值为1x =-时取得,最小值为3,
3a ∴≤,
故选:D. 【点睛】
本题考查利用导数判定函数的单调性问题,属基础题,关键是将函数的单调性问题转化为导数在给定区间上大于等于0恒成立问题.
11.如图是函数()y f x =的导函数()y f x ='的图象,则函数()y f x =的极小值点的个数为( )
A .0
B .1
C .2
D .3
【答案】B 【分析】
通过读图由()y f x ='取值符号得出函数()y f x =的单调区间,从而求出函数的极值点,得出答案. 【详解】
由图象,设()f x '与x 轴的两个交点横坐标分别为a 、b 其中a b <,
知在(,)a -∞,(,)b +∞上()0f x '>,
所以此时函数()f x 在(,)a -∞,(,)b +∞上单调递增, 在(,)a b 上,()0f x '<,此时()f x 在(,)a b 上单调递减, 所以x a =时,函数取得极大值,x b
=时,函数取得极小值.
则函数()y f x =的极小值点的个数为1. 故选: B 【点睛】
本题考查了函数的单调性,函数的极值问题,考查数形结合思想,属于基础题. 12.已知函数()3
1f x ax bx =++的图象在点()1,1a b ++处的切线斜率为6,且函数
()f x 在2x =处取得极值,则a b +=( )
A .263
-
B .7
C .
223
D .
263
【答案】C 【分析】
计算()'
f x ,然后根据()()
2016f f ?==''?
???,可得,a b ,最后可得结果.
【详解】 由题可知:()'
23f
x ax b =+,
则36,120,
a b a b +=??
+=?解得2
3a =-,8b =.
经检验,当2
3
a =-,8
b =时,()f x 在2x =处取得极大值, 所以223
a b +=. 故选:C 【点睛】
本题主要考查曲线在某点处的导数的几何意义,重在于计算以及理解,属基础题.
二、填空题
13.已知()3
1
f x x x
=-+
的导函数为()f x ',则()1f '-=________ 【答案】-4 【分析】
求得函数的导数()2
21
3f x x x
'=--
,进而求得()1f '的值,得到答案. 【详解】
由题意,函数()3
1f x x x =-+
,可得()2
213f x x x
'=--,
则()2
13114f '=-?-=-.
故答案为:4-.
14.函数3
2123
y x x mx =+++是R 上的单调函数,则m 的范围是_________. 【答案】[1,)+∞
【分析】
321
23
y x x mx =+++是R 上的单调函数,则导函数恒大于等于0或恒小于等于0,
而导函数是开口向上的二次函数,只可能是恒大于等于0,则用判别式求解即可. 【详解】
321
23y x x mx =+++是R 上的单调函数,则导函数恒大于等于0
2'20y x x m =++≥
则440m ?=-≤,m 1≥ 故答案为:[1,)+∞ 【点睛】
若可导函数f (x )在指定的区间D 上单调递增(减),求参数范围问题,可转化为f ′(x )≥0(或f ′(x )≤0)恒成立问题,从而构建不等式,要注意“=”是否可以取到.
15.若点()2,1A 在曲线()y f x =上,且()22f '=-,则曲线()y f x =在点A 处的切线方程是________. 【答案】250x y +-= 【分析】
利用点斜式可得出所求切线的方程. 【详解】
由题意知,切线的斜率2k =-.
所以,曲线()y f x =在点()2,1A 处的切线方程为()122y x -=--,即
250x y +-=.
故答案为:250x y +-=.
16.函数()(1)x
f x x e =+的最小值是________.
【答案】2
1e - 【分析】
利用导数的性质进行求解即可. 【详解】
'()(2()()1)x x f x x f x x e e ?=+=+,
当2x >-时,'()0,()f x f x >单调递增,当2x <-时,'
()0,()f x f x <单调递减, 因此当2x =-时,函数有最小值,最小值为2
2(2)(211
)e
f e --==-
-+. 故答案为:21e
-
三、解答题
17.(1)求导:33cos 243ln x
y x x x =+-+
(2)求函数ln y x x =在1x =处的导数. 【答案】(1)233sin 6(2ln 2)4x
y x x x
'=-+-?+;(2)1; 【分析】
(1)直接根据导数的运算法则,即可得答案; (2)求导后可得ln 1y x ,再将1x =代入即可得答案;
【详解】
(1)233sin 6(2ln 2)4x
y x x x
'=-+-?+
; (2)ln 1(1)1y x y ''
=+?=;
【点睛】
本题考查导数的四则运算,属于基础题. 18.已知函数()3
1f x x ax =--.
(1)若()f x 在区间(1,)+∞上为增函数,求a 的取值范围. (2)若()f x 的单调递减区间为(1,1)-,求a 的值. 【答案】(1)(],3-∞;(2)3. 【分析】
(1)由题意可得()0f x '≥在(1,)+∞上恒成立,即23a x ≤在(1,)+∞上恒成立,转化为不等式右边的最小值成立,可得答案;
(2)显然0a >,否则函数()f x 在R 上递增.利用导数求出函数()f x 的递减区间为
(,再根据已知递减区间,可得答案 【详解】
(1)因为()2
3f x x a '=-,且()f x 在区间(1,)+∞上为增函数,
所以()0f x '≥在(1,)+∞上恒成立,即230x a -≥在(1,+∞)上恒成立, 所以23a x ≤在(1,)+∞上恒成立,所以3a ≤,即a 的取值范围是(],3-∞ (2)由题意知0a >.因为()3
1f x x ax =--,所以()2
3f x x a '=-.
由()0f x '<,得x <<
所以()f x 的单调递减区间为(, 又已知()f x 的单调递减区间为(1,1)-,
所以(=(1,1)-,
1=,即3a =. 【点睛】
本题考查了利用导数研究函数的单调性,特别要注意:函数在某个区间[,]a b 上递增或递减与函数的递增或递减区间是[,]a b 的区别,属于基础题. 19.已知函数()()3
2
,,f x x ax bx c a b c R =-+++∈,且()()'
'130f
f -==.
(1)求-a b 的值;
(2)若函数()f x 在[]2,2-上的最大值为20,求函数()f x 在[]1,4-上的最小值. 【答案】(1)6-;(2)9- 【分析】
(1)先对函数()f x 求导,然后由()()''
130f f -==,列出关于,a b 的方程组,解方
程组可求出,a b 的值;
(2)由函数()f x 在[]2,2-上的最大值为20,求出c 的值,然后由函数的单调性求函数()f x 在[]1,4-上的最小值.
【详解】
解:(1)因为()32
f x x ax bx c =-+++,所以'2
()32f x x ax b =-++,
因为()()'
'130f
f -==,
所以2
3(1)2(1)0a b -?-+?-+=,233230a b -?+?+= 解得3
9
a b =??
=?
所以396a b -=-=-.
(2)由(1)可知32()39f x x x x c =-+++,则'2
()369f x x x =-++,
令'
()0f x =,得1,3x x =-=,
x 和()f x 的变化情况如下表:
因为(2)2,(2)22f c f c -=+=+,
所以函数()f x 在[]2,2-上的最大值为(2)22f c =+, 所以2220c +=,解得2c =-, 所以3
2
()392f x x x x =-++-,
由上面可知()f x 在[1,3]-上单调递增,在[3,4]上单调递减; 又因为(1)13929,(4)644836218f f -=-+--=-=-++-=, 所以函数()f x 在[]1,4-上的最小值为9-. 【点睛】
此题考查利用导数求函数的极值和最值,属于基础题. 20.已知函数2
2
()1f x nx x x
=
++
(Ⅰ)求函数()y f x =在点()()
11f ,处的切线方程; (Ⅱ)求证:()0.f x > 【答案】(1)1322
y x =-+. (2)证明见解析. 【解析】
分析:(1)求切线方程先求导()()
322
2
232
1x x x f x x
x +--+'=,然后代入切点横坐标的出切
线斜率即可求得切线方程;(2)分析函数单调性求出函数最值即可. (Ⅰ)()()
()
()()()
2
322
22222
2211421232
11x x x x x x x f x x x x x x x
x
-++--+--=+==+++' 所以()1'1,2f =-
则切线方程为13
22
y x =-+ (Ⅱ)令()3
2
232,h x x x x =+--则()2
'343,h x x x =+-设()'0h x =的两根为
12,x x ,
由于1210,x x =-<不妨设120,0,x x 则()h x 在()20,x 是递减的,在()2,x +∞是递增的,
而()()()00,10,20,h h h <所以在()0,x +∞单调递增, 所以()()0020021f x f x nx x x ≥=++,因为()()002
00
2
1,2,10,0x nx f x x x ∈>>>+ 所以()0f x >.
点睛:考查导数的几何意义和单调性最值的应用,属于常规题. 21.已知函数()()()2
13ln 2f x x a x =--+. (1)若1a =-,求函数()f x 的单调区间; (2)若()f x 有两个极值点,求实数a 的取值范围. 【答案】(1
)单调递增区间为12,
2?-- ??
,12??-+∞ ? ???
;单调递减区间为??
;(2)3
02a -<<. 【分析】
(1)求出()23221
2222
x x f x x x x +-'=-+=
++,然后解出不等式()0f x '>、()0f x '<即可;
(2)将条件转化为方程222340x x a +--=在()2,x ∈-+∞上有两个不等实根,然后
可得()()048340
1222030
a x g a ??>?++>?
?
=->-??->?->??,解出即可.
【详解】
(1)当1a =-时,()()()()2
13ln 22f x x x x =-++>-
()23221
2222x x f x x x x +-'=-+=
++ 当()0f x '=
时,12
x -=
当()0f x '>
时,12
x -<
或x >()f x 为增函数,
当()0f x '<
x <<
()f x 为减函数, ∴()f x
的单调递增区间为12,
2?
-- ?
?
,12??-++∞ ? ???
单调递减区间为??
(2)函数()()()2
13ln 2f x x a x =--+的定义域为{}
2x x >-
()212234
22322
x x a f x x a x x +--'=--?=
++ ∵函数()f x 有两个极值点,则()0f x '=,即方程222340x x a +--= 在()2,x ∈-+∞上有两个不等实根
设()2
2234g x x x a =+--,结合图象分析可得:
()()0483401222030
a x g a ??>?++>?
?=->-?
?->?->??,解得302a -<< 22.函数1
()ln 1f x x x
=
+-. (1)求曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程; (2)求()f x 在区间1
,e e ??????
上的最大值.
【答案】(1)44ln 240x y -+-=;(2)2e -. 【分析】
(1)先对函数求导,根据导数的几何意义,求出曲线在点(2,(2))f 处的切线斜率,进而可得切线方程;
(2)对函数求导,判断其在给定区间的单调性,计算端点值比较大小,即可得出结果. 【详解】
(1)因为1
()ln 1f x x x
=+-的定义域为()0,x ∈+∞, 所以()22111
x f x x x x -'=-+=,
因此()2212124f -'==,即曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线斜率为1
4
.
又()1
2ln 22
f =-
, 所以曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程为11
ln 2(2)24
y x ??--=- ??
?, 即44ln 240x y -+-=; (2)因为()22
111x f x x x x -'=-
+=,1,x e e ??
∈????
, 所以当1,1x e ??∈ ???
时,()2
1
0x f x x -'=<,即()f x 单调递减; 当()1,x e ∈时,()21
0x f x x
-'=
>,即()f x 单调递增; 所以()()min 10f x f ==;
又12f e e ??=- ???
,()1
f e e =,而12e e ->,
所以()f x 在区间1,e e ??????上的最大值为max 1()2f x f e e ??
==- ???.
【点睛】 思路点睛:
利用导数的方法求函数的最值时,一般需要先对函数求导,利用导数的方法判定函数单调性,求出给定区间内的极值以及端点值,比较大小,即可求解.
导数的运算中的几种常见题型分析 一、根据斜率求对应曲线的切线方程 例1.求曲线122 -=x y 的斜率等于4的切线方程. 分析:导数反映了函数在某点处的变化率,它的几何意义就是相应曲线在该点处切线的斜率,由于切线的斜率已知,只要确定切点的坐标,先利用导数求出切点的横坐标,再根据切点在曲线上确定切点的纵坐标,从而可求出切线方程. 解:设切点为),(00y x P ,则 x x y 4)12(2='-=',∴40='=x x y ,即440=x ,∴10=x 当10=x 时,10=y ,故切点P 的坐标为(1,1). ∴所求切线方程为)1(41-=-x y 即.034=--y x 说明:数学问题的解决,要充分考虑题设条件,捕捉隐含的各种因素,确定条件与结论的相应关系,解答这类问题常见的错误是忽略切点既在曲线上也在切线上这一关键条件,或受思维定势的消极影响,先设出切线方程,再利用直线和抛物线相切的条件,使得解题的运算量变大. 二、化为幂函数的结构特征利用公式求函数的导数 例2.求下列函数的导数: 1.12x y =;2.41x y =;3.53x y =. 分析:根据所给问题的特征,恰当地选择求导公式,将题中函数的结构施行调整.函数41x y =和53x y =的形式,这样在形式上它们都满足幂函数的结构特征,可直接应用幂函数的导数公式求导. 解:1..1212)(1111212x x x y =='='- 2..44)4()(55144x x x x y -=-=-='='---- 3..535353)()(52521535353x x x x x y ==='='='-- 说明:对于简单函数的求导,关键是合理转化函数关系式为可以直接应用公式的基本函数的模式,以免求导过程中出现指数或系数的运算失误.运算的准确是数学能力高低的重要标志,要从思想上提高认识,养成思维严谨,步骤完整的解题习惯,要形成不仅会求,而且求对、求好的解题标准. 三、求常函数的导数 例3.设2 π=y ,则y '等于( )
2020年高考数学(理) 函数和导数 知识点归纳汇总
目录 基本初等函数性质及应用 (3) 三角函数图象与性质三角恒等变换 (17) 函数的图象与性质、函数与方程 (43) 导数的简单应用与定积分 (60) 利用导数解决不等式问题 (81) 利用导数解决函数零点问题 (105)
基本初等函数性质及应用 题型一 求函数值 【题型要点解析】 已知函数的解析式,求函数值,常用代入法,代入时,一定要注意函数的对应法则与自变量取值范围的对应关系,有时要借助函数性质与运算性质进行转化. 例1.若函数f (x )=a |2x -4| (a >0,且a ≠1),满足f (1)=1 9 ,则f (x )的单调递 减区间是( ) A .(-∞,2] B .[2,+∞) C .[-2,+∞) D .(-∞,-2] 【解析】 由f (1)=19,得a 2=19,解得a =13或a =-1 3 (舍去),即f (x )= 4 231-?? ? ??x 由于y =|2x -4|在(-∞,2]上递减,在[2,+∞)上递增,所以f (x )在 (-∞,2]上递增,在[2,+∞)上递减. 【答案】 B 例2.已知函数f (x )=? ???? 3x 2+ln 1+x 2+x ,x ≥0, 3x 2 +ln 1+x 2-x ,x <0,若f (x -1)
函数与导数 1.映射:注意①第一个集合中的元素必须有象;②一对一,或多对一。 2.函数值域的求法:①分析法;②配方法;③判别式法;④利用函数单调性; ⑤换元法;⑥利用均值不等式;⑦利用数形结合或几何意义(斜率、距离、绝对值的意义等);⑧利用函数有界性(、、等);⑨导数法 3.复合函数的有关问题 (1)复合函数定义域求法: ①若f(x)的定义域为〔a,b〕,则复合函数f[g(x)]的定义域由不等式a≤g(x)≤b解出②若f[g(x)]的定义域为[a,b],求f(x)的定义域,相当于x∈[a,b]时,求g(x)的值域。 (2)复合函数单调性的判定: ①首先将原函数分解为基本函数:内函数与外函数; ②分别研究内、外函数在各自定义域内的单调性; ③根据“同性则增,异性则减”来判断原函数在其定义域内的单调性。 注意:外函数的定义域是内函数的值域。 4.分段函数:值域(最值)、单调性、图象等问题,先分段解决,再下结论。 5.函数的奇偶性 ⑴函数的定义域关于原点对称是函数具有奇偶性的必要条件; ⑵是奇函数; ⑶是偶函数; ⑷奇函数在原点有定义,则; ⑸在关于原点对称的单调区间内:奇函数有相同的单调性,偶函数有相反的单调性; (6)若所给函数的解析式较为复杂,应先等价变形,再判断其奇偶性; 6.函数的单调性 ⑴单调性的定义: ①在区间上是增函数当时有; ②在区间上是减函数当时有; ⑵单调性的判定 1 定义法: 注意:一般要将式子化为几个因式作积或作商的形式,以利于判断符号; ②导数法(见导数部分); ③复合函数法(见2 (2)); ④图像法。 注:证明单调性主要用定义法和导数法。 7.函数的周期性 (1)周期性的定义: 对定义域内的任意,若有(其中为非零常数),则称函数为周期函数,为它的一个周期。 所有正周期中最小的称为函数的最小正周期。如没有特别说明,遇到的周期都指最小正周(2)三角函数的周期: ⑶函数周期的判定 ①定义法(试值)②图像法③公式法(利用(2)中结论) ⑷与周期有关的结论
《导数及其应用》全章复习与巩固 编稿:李 霞 审稿: 张林娟 【学习目标】 1. 会利用导数解决曲线的切线的问题. 2. 会利用导数解决函数的单调性等有关问题. 3. 会利用导数解决函数的极值、最值等有关问题. 4. 能通过运用导数这一工具解决生活中的一些优化问题:例如利润最大、用料最省、效率最高等问题 【要点梳理】 要点一:有关切线问题 直线与曲线相切,我们要抓住三点: ①切点在切线上; ②切点在曲线上; ③切线斜率等于曲线在切点处的导数值. 要点诠释: 通过以上三点可以看出,抓住切点是解决此类题的关键,有切点直接求,无切点则设切点,布列方程组. 要点二:有关函数单调性的问题 设函数()y f x =在区间(a,b)内可导, (1)如果恒有'()0f x >,则函数()f x 在(a,b)内为增函数; (2)如果恒有'()0f x <,则函数()f x 在(a,b)内为减函数; (3)如果恒有'()0f x =,则函数()f x 在(a,b)内为常数函数. 要点诠释: (1)若函数()f x 在区间(a,b)内单调递增,则'()0f x ≥,若函数()f x 在(a,b)内单调递减,则 '()0f x ≤. (2)'()0f x ≥或'()0f x ≤恒成立,求参数值的范围的方法: ① 分离参数法:()m g x ≥或()m g x ≤. ② 若不能隔离参数,就是求含参函数(,)f x m 的最小值min (,)f x m ,使min (,)0f x m ≥.
(或是求含参函数(,)f x m 的最大值max (,)f x m ,使max (,)0f x m ≤) 要点三:函数极值、最值的问题 函数极值的问题 (1)确定函数的定义域; (2)求导数)(x f '; (3)求方程0)(='x f 的根; (4)检查'()f x 在方程根左右的值的符号,如果左正右负,则f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,则f(x)在这个根处取得极小值.(最好通过列表法) 要点诠释: ①先求出定义域 ②一般都要列表:然后看在每个根附近导数符号的变化:若由正变负,则该点为极大值点; 若由负变正,则该点为极小值点. 注意:无定义的点不用在表中列出 ③根据表格给出结论:注意一定指出在哪取得极值. 函数最值的问题 若函数()y f x =在闭区间],[b a 有定义,在开区间(,)a b 内有导数,则求函数()y f x =在],[b a 上的最大值和最小值的步骤如下: (1)求函数)(x f 在),(b a 内的导数)(x f '; (2)求方程0)(='x f 在),(b a 内的根; (3)求在),(b a 内所有使0)(='x f 的的点的函数值和)(x f 在闭区间端点处的函数值)(a f ,)(b f ; (4)比较上面所求的值,其中最大者为函数()y f x =在闭区间],[b a 上的最大值,最小者为函数()y f x =在闭区间],[b a 上的最小值. 要点诠释: ①求函数的最值时,不需要对导数为0的点讨论其是极大还是极小值,只需将导数为0的点和端点的函数值进行比较即可. ②若)(x f 在开区间),(b a 内可导,且有唯一的极大(小)值,则这一极大(小)值即为最大(小)值.
高二数学导数知识点归纳 导数基础 导数(Derivative)是微积分中的重要基础概念。当函数y=f(x)的自变量X在一点x0上产生一个增量Δx时,函数输出值的增量Δy与自变量增量Δx的比值在Δx趋于0时的极限a如果存在,a 即为在x0处的导数,记作f'(x0)或df/dx(x0)。 1.y=c(c为常数)y'=0 2.y=x^ny'=nx^(n-1) 3.y=a^xy'=a^xlna y=e^xy'=e^x 4.y=logaxy'=logae/x y=lnxy'=1/x 5.y=sinxy'=cosx 6.y=cosxy'=-sinx 7.y=tanxy'=1/cos^2x 8.y=cotxy'=-1/sin^2x 9.y=arcsinxy'=1/√1-x^2 10.y=arccosxy'=-1/√1-x^2 11.y=arctanxy'=1/1+x^2 12.y=arccotxy'=-1/1+x^2 在推导的过程中有这几个常见的公式需要用到:
1.y=f[g(x)],y'=f'[g(x)]?g'(x)『f'[g(x)]中g(x)看作整个变量,而g'(x)中把x看作变量』 2.y=u/v,y'=u'v-uv'/v^2 3.y=f(x)的反函数是x=g(y),则有y'=1/x' 证:1.显而易见,y=c是一条平行于x轴的直线,所以处处的切线都是平行于x的,故斜率为0。用导数的定义做也是一样的: y=c,⊿y=c-c=0,lim⊿x→0⊿y/⊿x=0。 2.这个的推导暂且不证,因为如果根据导数的定义来推导的话就不能推广到n为任意实数的一般情况。在得到y=e^xy'=e^x和 y=lnxy'=1/x这两个结果后能用复合函数的求导给予证明。 3.y=a^x, ⊿y=a^(x+⊿x)-a^x=a^x(a^⊿x-1) ⊿y/⊿x=a^x(a^⊿x-1)/⊿x 如果直接令⊿x→0,是不能导出导函数的,必须设一个辅助的函数β=a^⊿x-1通过换元进行计算。由设的辅助函数可以知道: ⊿x=loga(1+β)。 所以(a^⊿x-1)/⊿x=β/loga(1+β)=1/loga(1+β)^1/β 显然,当⊿x→0时,β也是趋向于0的。而 limβ→0(1+β)^1/β=e,所以 limβ→01/loga(1+β)^1/β=1/logae=lna。 把这个结果代入lim⊿x→0⊿y/⊿x=lim⊿x→0a^x(a^⊿x- 1)/⊿x后得到lim⊿x→0⊿y/⊿x=a^xlna。 可以知道,当a=e时有y=e^xy'=e^x。 4.y=logax ⊿y=loga(x+⊿x)-logax=loga(x+⊿x)/x=loga[(1+⊿x/x)^x]/x ⊿y/⊿x=loga[(1+⊿x/x)^(x/⊿x)]/x
专题14人教A 版(2019)第五章一元函数的导数及其应用知 识点与基础巩固题——寒假作业14(解析版) 一.导数的定义: 0000000()() ()'()'|lim ()() ()'()'lim x x x x f x x f x y f x x x f x y x f x x f x y f x f x y x =?→?→+?-====?+?-===?1.(1).函数在处的导数: (2).函数的导数: 2.利用定义求导数的步骤: ①求函数的增量:00()()y f x x f x ?=+?-;②求平均变化率: 00()() f x x f x y x x +?-?= ??; ③取极限得导数:00'()lim x y f x x ?→?=? (下面内容必记) 二、导数的运算: (1)基本初等函数的导数公式及常用导数运算公式: ① '0() C C =为常数;② 1 ()'n n x nx -=; 11( )'()'n n n x nx x ---==- ; 1 ()'m m n n m x x n -== ③ (sin )'cos x x =; ④ (cos )'sin x x =- ⑤ ()'x x e e = ⑥ ()'ln (0,1)x x a a a a a =>≠且; ⑦1(ln )'x x = ; ⑧1(log )'(0,1)ln a x a a x a =>≠且 法则1:[()()]''()'()f x g x f x g x ±=±;(口诀:和与差的导数等于导数的和与差). 法则2:[()()]''()()()'()f x g x f x g x f x g x ?=?+?(口诀:前导后不导相乘,后导前不导相乘,中间是正号) 法则3:2 ()'()()()'()[ ]'(()0)()[()] f x f x g x f x g x g x g x g x ?-?=≠ (口诀:分母平方要记牢,上导下不导相乘,下导上不导相乘,中间是负号) (2)复合函数(())y f g x =的导数求法: ①换元,令()u g x =,则()y f u =②分别求导再相乘[][]'()'()'y g x f u =?③回代()u g x = 三.导数的物理意义 1.求瞬时速度:物体在时刻0t 时的瞬时速度0V 就是物体运动规律()S f t =在0t t = 时的导数()0f t ',
函数与导数知识点 【重点知识整合】 1.导数的定义:设函数)(x f y =在0x x =处附近有定义,当自变量在0x x =处有增量x ?时,则函数()y f x =相 应地有增量)()(00x f x x f y -?+=?,如果0→?x 时,y ?与x ?的比x y ??(也叫函数的平均变化率)有极限即x y ??无限趋近于某个常数,我们把这个极限值叫做函数)(x f y =在0x x →处的导数,记作 0x x y =',即0000()() ()lim x f x x f x f x x ?→+?-'=?. 注意:在定义式中,设 x x x ?+=0,则0x x x -=?,当x ?趋近于0时,x 趋近于0x ,因此,导数的定义式可写 成 000000()()()()()lim lim x o x x f x x f x f x f x f x x x x ?→→+?--'==?-. 2.导数的几何意义: 导数0000 ()()()lim x f x x f x f x x ?→+?-'=?是函数)(x f y =在点0x 的处瞬时变化率,它反映的函数)(x f y =在点0x 处变化的快慢程度. 它的几何意义是曲线)(x f y =上点()(,00x f x )处的切线的斜率.因此,如果)(x f y =在点0 x 可导,则曲线)(x f y =在点()(,00x f x )处的切线方程为 000()()()y f x f x x x -='- 注意:“过点A 的曲线的切线方程”与“在点A 处的切线方程”是不相同的,后者A 必为切点,前者未必是切点. 3.导数的物理意义: 函数()s s t =在点0t 处的导数0(),s t '就是物体的运动方程()s s t =在点0t 时刻的瞬时速度v ,即0().v s t '= 4.几种常见函数的导数:0'=C (C 为常数);1)'(-=n n nx x (Q n ∈); x x cos )'(sin =; x x sin )'(cos -=; 1(ln )x x '=; 1(log )log a a x e x '=; ()x x e e '= ; ()ln x x a a a '=. 5.求导法则: 法则1: [()()]()()u x v x u x v x ±'='±'; 法则2: [()()]()()()()u x v x u x v x u x v x '='+', [()]'()Cu x Cu x '=;
第十讲 导数题的解题技巧 【命题趋向】导数命题趋势: 综观2007年全国各套高考数学试题,我们发现对导数的考查有以下一些知识类型与特点: (1)多项式求导(结合不等式求参数取值范围),和求斜率(切线方程结合函数求最值)问题. (2)求极值, 函数单调性,应用题,与三角函数或向量结合. 分值在12---17分之间,一般为1个选择题或1个填空题,1个解答题. 【考点透视】 1.了解导数概念的某些实际背景(如瞬时速度、加速度、光滑曲线切线的斜率等);掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义;理解导函数的概念. 2.熟记基本导数公式;掌握两个函数和、差、积、商的求导法则.了解复合函数的求导法则,会求某些简单函数的导数. 3.理解可导函数的单调性与其导数的关系;了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件(导数在极值点两侧异号);会求一些实际问题(一般指单峰函数)的最大值和最小值. 【例题解析】 考点1 导数的概念 对概念的要求:了解导数概念的实际背景,掌握导数在一点处的定义和导数的几何意义,理解导函数的概念. 例1.(2007年北京卷)()f x '是3 1()213 f x x x = ++的导函数,则(1)f '-的值是 . [考查目的] 本题主要考查函数的导数和计算等基础知识和能力. [解答过程] ()2 2 ()2,(1)12 3.f x x f ''=+∴-=-+=Q 故填3. 例2. ( 2006年湖南卷)设函数()1 x a f x x -=-,集合M={|()0}x f x <,P='{|()0}x f x >,若M P,则实 数a 的取值范围是 ( ) A.(-∞,1) B.(0,1) C.(1,+∞) D. [1,+∞) [考查目的]本题主要考查函数的导数和集合等基础知识的应用能力.
高二数学 几种常见函数的导数 一、教学目标:熟记公式(C )'=0 (C 为常数), (x )'=1, ( x 2 )'=2x , 2'11x x -=??? ??.x x 21 )'(= 二、教学重点:牢固、准确地记住五种常见函数的导数,为求导数打下坚实的基础. 教学难点:灵活运用五种常见函数的导数. 三、教学过程: (一)公式1:(C )'=0 (C 为常数). 证明:y =f (x )=C , Δy =f (x +Δx )-f (x )=C -C =0, ,0=??x y .0lim ')('0=??==∴→?x y C x f x 也就是说,常数函数的导数等于0. 公式2: 函数x x f y ==)(的导数 证明:(略) 公式3: 函数2)(x x f y ==的导数 公式4: 函数x x f y 1)(==的导数 公式5: 函数x x f y ==)(的导数 (二)举例分析 例1. 求下列函数的导数. ⑴3x ⑵21x ⑶x 解:⑴=')(3x 133-x 23x = ⑵='?? ? ??21x )(2'-x 32--=x 32x -= ⑶=')(x )(2 1'x 12121-=x 2121-=x .21x = 练习
求下列函数的导数: ⑴ y =x 5; ⑵ y =x 6; (3);13x y = (4).3x y = (5)x x y 2= 例2.求曲线x y 1=和2x y =在它们交点处的两条切线与x 轴所围成的三角形的面积。 例3.已知曲线2x y =上有两点A (1,1),B (2,2)。 求:(1)割线AB 的斜率; (2)在[1,1+△x ]内的平均变化率; (3)点A 处的切线的斜率; (4)点A 处的切线方程 例4.求抛物线y =x 2上的点到直线x -y -2=0 的最短距离. (三)课堂小结 几种常见函数的导数公式 (C )'=0 (C 为常数), (x )'=1, ( x 2 )'=2x , 2'11x x -=?? ? ??.x x 21)'(= (四)课后作业 《习案》作业四
高一数学必修一知识点:函数与导数 (2021最新版) 作者:______ 编写日期:2021年__月__日 在求一般函数定义域时,要注意以下几点:分母不为0;偶次被开放式非负;真数大于0以及0的0次幂无意义。函数的定义域是非空的数集,在解答函数定义域类的题时千万别忘了这一点。复合函数要注意外层函数的定义域由内层函数的值域决定。 第二、带绝对值的函数单调性判断错误带绝对值的函数实质上就是分段函数,判断分段函数的单调性有两种方法:第一,在各个段上根据函数的解析式所表示的函数的单调性求出单调区间,然后对各个
段上的单调区间进行整合;第二,画出这个分段函数的图象,结合函数图象、性质能够进行直观的判断。函数题离不开函数图象,而函数图象反应了函数的所有性质,考生在解答函数题时,要第一时间在脑海中画出函数图象,从图象上分析问题,解决问题。 对于函数不同的单调递增(减)区间,千万记住,不要使用并集,指明这几个区间是该函数的单调递增(减)区间即可。 第三、求函数奇偶性的常见错误求函数奇偶性类的题最常见的错误有求错函数定义域或忽视函数定义域,对函数具有奇偶性的前提条件不清,对分段函数奇偶性判断方法不当等等。判断函数的奇偶性,首先要考虑函数的定义域,一个函数具备奇偶性的必要条件是这个函数的定义域区间关于原点对称,如果不具备这个条件,函数一定是非奇非偶的函数。在定义域区间关于原点对称的前提下,再根据奇偶函数的定义进行判断。 在用定义进行判断时,要注意自变量在定义域区间内的任意性。 第四、抽象函数推理不严谨很多抽象函数问题都是以抽象出某一类函数的共同“特征”而设计的,在解答此类问题时,考生可以通过类比这类函数中一些具体函数的性质去解决抽象函数。多用特殊赋值法,通过特殊赋可以找到函数的不变性质,这往往是问题的突破口。
导数应用 一.复习目标: 1.了解导数的概念,能利用导数定义求导数.掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义,理解导函数的概念.了解曲线的切线的概念.在了解瞬时速度的基础上抽象出变化率的概念. 2.熟记基本导数公式(c,x m(m为有理数),sin x, cos x, e x, a x, lnx, log x的导数)。 a 掌握两个函数四则运算的求导法则和复合函数的求导法则,会求某些简单函数的导数,利能够用导数求单调区间,求一个函数的最大(小)值的问题,掌握导数的基本应用.3.了解函数的和、差、积的求导法则的推导,掌握两个函数的商的求导法则。能正确运用函数的和、差、积的求导法则及已有的导数公式求某些简单函数的导数。 4.了解复合函数的概念。会将一个函数的复合过程进行分解或将几个函数进行复合。掌握复合函数的求导法则,并会用法则解决一些简单问题。 二.考试要求: ⑴了解导数概念的某些实际背景(如瞬时速度、加速度、光滑曲线切线的斜率等),掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义,理解导函数的概念。 ⑵熟记基本导数公式(c,x m(m为有理数),sin x, cos x, e x, a x,lnx, log x的导数)。掌 a 握两个函数四则运算的求导法则和复合函数的求导法则,会求某些简单函数的导数。 ⑶了解可导函数的单调性与其导数的关系,了解可导函数在某点取得极值的必要条件和 充分条件(导数要极值点两侧异号),会求一些实际问题(一般指单峰函数)的最大值和最小值。 三.教学过程: (Ⅰ)基础知识详析 导数是微积分的初步知识,是研究函数,解决实际问题的有力工具。在高中阶段对于导数的学习,主要是以下几个方面: 1.导数的常规问题: (1)刻画函数(比初等方法精确细微); (2)同几何中切线联系(导数方法可用于研究平面曲线的切线); (3)应用问题(初等方法往往技巧性要求较高,而导数方法显得简便)等关于n次多项式的导数问题属于较难类型。 2.关于函数特征,最值问题较多,所以有必要专项讨论,导数法求最值要比初等方法快捷简便。 3.导数与解析几何或函数图象的混合问题是一种重要类型,也是高考中考察综合能力的一个方向,应引起注意。 4.曲线的切线 在初中学过圆的切线,直线和圆有惟一公共点时,叫做直线和圆相切,这时直线叫做圆的切线,惟一的公共点叫做切点.圆是一种特殊的曲线,能不能将圆的切线的概念推广为一段曲线的切线,即直线和曲线有惟一公共点时,直线叫做曲线过该点的切线,显然这种推 l与曲线C有惟广是不妥当的.如图3—1中的曲线C是我们熟知的正弦曲线y=sinx.直线 1 本卷第1页(共22页)
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. 32 ()32f x x x =-+在区间[]1,1-上的最大值是 2 2.已知函数2)()(2 =-==x c x x x f y 在处有极大值,则常数c = 6 ; 3.函数3 31x x y -+=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3 4y x x =-在点 ()1,3--处的切线方程是 2y x =- 2.若曲线x x x f -=4 )(在P 点处的切线平行于直线03=-y x ,则P 点的坐标为 (1,0) 3.若曲线4 y x =的一条切线l 与直线480x y +-=垂直,则l 的方程为 430x y --= 4.求下列直线的方程: (1)曲线123++=x x y 在P(-1,1)处的切线; (2)曲线2 x y =过点P(3,5)的切线; 解:(1) 123|y k 23 1)1,1(1x /2/2 3===∴+=∴++=-=-上,在曲线点-x x y x x y P 所以切线方程为02 11=+-+=-y x x y 即, (2)显然点P (3,5)不在曲线上,所以可设切点为) ,(00y x A ,则 2 00x y =①又函数的导数为x y 2/ =, 所以过 ) ,(00y x A 点的切线的斜率为 /2|0x y k x x ===,又切线过),(00y x A 、P(3,5)点,所以有 3 5 2000--= x y x ②,由①②联立方程组得,??????====25 5 110 000y x y x 或,即切点为(1,1)时,切线斜率为 ; 2201==x k ;当切点为(5,25)时,切线斜率为10202==x k ;所以所求的切线有两条,方程分 别为2510 12 )5(1025)1(21-=-=-=--=-x y x y x y x y 或即, 或 题型三:利用导数研究函数的单调性,极值、最值 1.已知函数 ))1(,1()(,)(23f P x f y c bx ax x x f 上的点过曲线=+++=的切线方程为y=3x+1 (Ⅰ)若函数2)(-=x x f 在处有极值,求)(x f 的表达式; (Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求函数)(x f y =在[-3,1]上的最大值;
函数与导数 1. 已知函数3 2 ()4361,f x x tx tx t x R =+-+-∈,其中t R ∈. (Ⅰ)当1t =时,求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程; (Ⅱ)当0t ≠时,求()f x 的单调区间; (Ⅲ)证明:对任意的(0,),()t f x ∈+∞在区间(0,1)内均存在零点. 【解析】(19)本小题主要考查导数的几何意义、利用导数研究函数的单调性、曲线的切线方程、 函数的零点、解不等式等基础知识,考查运算能力及分类讨论的思想方法,满分14分。 (Ⅰ)解:当1t =时,3 2 2 ()436,(0)0,()1266f x x x x f f x x x '=+-==+- (0) 6.f '=-所以曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程为6.y x =- (Ⅱ)解:2 2 ()1266f x x tx t '=+-,令()0f x '=,解得.2 t x t x =-=或 因为0t ≠,以下分两种情况讨论: (1)若0,,2 t t t x <<-则 当变化时,(),()f x f x '的变化情况如下表: x ,2t ? ?-∞ ?? ? ,2t t ?? - ??? (),t -+∞ ()f x ' + - + ()f x 所以,()f x 的单调递增区间是(), ,,;()2t t f x ? ?-∞-+∞ ? ??的单调递减区间是,2t t ?? - ??? 。 (2)若0,2 t t t >-< 则,当x 变化时,(),()f x f x '的变化情况如下表: x (),t -∞ ,2t t ??- ?? ? ,2t ?? +∞ ??? ()f x ' + - + ()f x
函数与导数知识点复习测试卷(文) 一、映射与函数 1、映射 f :A →B 概念 (1)A 中元素必须都有________且唯一; (2)B 中元素不一定都有原象,且原象不一定唯一。 2、函数 f :A →B 是特殊的映射 (1)、特殊在定义域 A 和值域 B 都是非空数集。函数 y=f(x)是“y 是x 的函数”这句话的数学 表示,其中 x 是自变量,y 是自变量 x 的函数,f 是表示对应法则,它可以是一个解析式,也可以是表格或图象, 也有只能用文字语言叙述.由此可知函数图像与垂直x 轴的直线________公共点,但与垂直 y 轴的直线公共点可能没有,也可能是任意个。(即一个x 只能对应一个y ,但一个y 可以对应多个x 。) (2)、函数三要素是________,________和________,而定义域和对应法则是起决定作用的要素, 因为这二者确定后,值域也就相应得到确定,因此只有定义域和对应法则二者完全相同的函数才是同一函数. 二、函数的单调性 在函数f (x )的定义域内的一个________上,如果对于任意两数x 1,x 2∈A 。当x 1 导数的综合应用题 编稿:赵 雷 审稿:李 霞 【学习目标】 1. 会利用导数解决曲线的切线的问题。 2. 会利用导数解决函数的单调性等有关问题。 3. 会利用导数解决函数的极值、最值等有关问题。 4. 能通过运用导数这一工具解决生活中的一些优化问题:例如利润最大、用料最省、效率最高等问题 【要点梳理】 要点一、有关切线问题 直线与曲线相切,我们要抓住三点: ①切点在切线上 ②切点在曲线上 ③切线斜率等于曲线在切点处的导数值。 要点诠释: 通过以上三点可以看出,抓住切点是解决此类题的关键,有切点直接求,无切点则设切点,布列方程组。 要点二、有关函数单调性的问题 设函数()y f x =在区间(a ,b )内可导, (1)如果恒有'()0f x >,则函数()f x 在(a ,b )内为增函数; (2)如果恒有'()0f x <,则函数()f x 在(a ,b )内为减函数; (3)如果恒有'()0f x =,则函数()f x 在(a ,b )内为常数函数。 要点诠释: (1)若函数()f x 在区间(a ,b )内单调递增,则'()0f x ≥,若函数()f x 在(a ,b ) 内单调递减,则'()0f x ≤。 (2)'()0f x ≥或'()0f x ≤恒成立,求参数值的范围的方法: ① 分离参数法:()m g x ≥或()m g x ≤。 ② 若不能隔离参数,就是求含参函数(,)f x m 的最小值min (,)f x m ,使 min (,)0f x m ≥。 (或是求含参函数(,)f x m 的最大值max (,)f x m ,使)max (,)0f x m ≤) 要点三、函数极值、最值的问题 1.函数极值的问题 ①确定函数的定义域; ②求导数)(x f '; ③求方程0)(='x f 的根; ④检查'()f x 在方程根左右的值的符号,如果左正右负,则f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,则f(x)在这个根处取得极小值.(最好通过列表法) 要点诠释: (1)先求出定义域 (2)一般都要列表:然后看在每个根附近导数符号的变化:若由正变负,则该点为极大值点; 若由负变正,则该点为极小值点。 注意:无定义的点不用在表中列出 (3)依表给结论:注意一定指出在哪取得极值。 2.函数最值的问题 若函数()y f x =在闭区间],[b a 有定义,在开区间(,)a b 内有导数,则求函数()y f x =在],[b a 上的最大值和最小值的步骤如下: (1)求函数)(x f 在),(b a 内的导数)(x f '; (2)求方程0)(='x f 在),(b a 内的根; (3)求在),(b a 内使0)(='x f 的所有点的函数值和)(x f 在闭区间端点处的函数值 导数及其应用 知识点总结 1、函数()f x 从1x 到2x 的平均变化率:()()2121 f x f x x x -- 2、导数定义:()f x 在点0x 处的导数记作x x f x x f x f y x x x ?-?+='='→?=)()(lim )(00000;. 3、函数()y f x =在点0x 处的导数的几何意义是曲线 ()y f x =在点()()00,x f x P 处的切线的斜率. 4、常见函数的导数公式: ①'C 0=; ②1')(-=n n nx x ;③x x cos )(sin '=; ④x x sin )(cos '-=; ⑤a a a x x ln )('=;⑥x x e e =')(; ⑦a x x a ln 1)(log '=;⑧x x 1)(ln '= 5、导数运算法则: ()1 ()()()()f x g x f x g x '''±=±????; ()2 ()()()()()()f x g x f x g x f x g x '''?=+????; ()3()()()()()()()()()20f x f x g x f x g x g x g x g x '??''-=≠????????. 6、在某个区间(),a b 内,若()0f x '>,则函数()y f x =在这个区间内单调递增; 若()0f x '<,则函数()y f x =在这个区间内单调递减. 7、求解函数()y f x =单调区间的步骤: (1)确定函数()y f x =的定义域; (2)求导数'' ()y f x =; (3)解不等式'()0f x >,解集在定义域内的部分为增区间; (4)解不等式'()0f x <,解集在定义域内的部分为减区间. 8、求函数()y f x =的极值的方法是:解方程()0f x '=.当()00f x '=时: ()1如果在0x 附近的左侧()0f x '>,右侧()0f x '<,那么()0f x 是极大值; ()2如果在0x 附近的左侧()0f x '<,右侧()0f x '>,那么()0f x 是极小值. 9、求解函数极值的一般步骤: (1)确定函数的定义域 (2)求函数的导数f ’(x) (3)求方程f ’(x)=0的根 (4)用方程f ’(x)=0的根,顺次将函数的定义域分成若干个开区间,并列成表格 (5)由f ’(x)在方程f ’(x)=0的根左右的符号,来判断f(x)在这个根处取极值的情况 10、求函数()y f x =在[],a b 上的最大值与最小值的步骤是: ()1求函数()y f x =在(),a b 内的极值; ()2将函数()y f x =的各极值与端点处的函数值()f a ,()f b 比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值. 基本初等函数的导数 公式表 Revised on November 25, 2020 导数基本知识汇总试题 基本知识点: 知识点一、基本初等函数的导数公式表(须掌握的知识点) 1、=c '0 2、=n n x nx -1'() (n 为正整数) 3、ln =x x a a a '() =x x e e '() 4、ln =a long x x a 1 '() 5、ln =x x 1 '() 6、sin cos =x x '() 7、cos sin =-x x '() 8、=-x x 211 '() 知识点二:导数的四则运算法则 1、v =u v u ''' ±±() 2、=u v uv v u '''+() 3、(=Cu Cu '') 4、u -v =u v u v v 2'' '() 知识点三:利用函数导数判断函数单调性的法则 1、如果在(,)a b 内,()f x '>0,则()f x 在此区间是增区间,(,)a b 为()f x 的单调增区间。 2、如果在(,)a b 内,()f x '<0,则()f x 在此区间是减区间,(,)a b 为()f x 的单调 减区间。 一、计算题 1、计算下列函数的导数; (1)y x 15= (2) )-y x x 3=≠0( (3))y x x 54=0 ( (4))y x x 23=0 ( (5))-y x x 23=0 ( (6)y x 5= (7)sin y x = (8)cos y x = (9)x y =2 (10)ln y x = (11)x y e = 2、求下列函数在给定点的导数; (1)y x 14= ,x =16 (2)sin y x = , x π=2 (3)cos y x = ,x π=2 (4)sin y x x = , x π=4 (5)3y x = ,1128(,) 函数与导数知识点 【重点知识整合】 1.导数的定义:设函数)(x f y =在0x x =处附近有定义,当自变量在0x x =处有增量x ?时,则函数()y f x =相 应地有增量)()(00x f x x f y -?+=?, 如果0→?x 时,y ?与x ?的比x y ??(也叫函数的平均变化率)有极限即x y ??无限趋近于某个常数,我们把这个极限值叫做函数)(x f y =在 0x x →处的导数,记作0 x x y =',即 0000 ()() ()lim x f x x f x f x x ?→+?-'=?. 注意:在定义式中,设x x x ?+=0,则0x x x -=?,当x ?趋近于0时,x 趋近于0x ,因此,导数的定义式可写 成 000000 ()()()() ()lim lim x o x x f x x f x f x f x f x x x x ?→→+?--'==?-. 2.导数的几何意义: 导数 0000 ()() ()lim x f x x f x f x x ?→+?-'=?是函数)(x f y =在点0x 的处瞬时变化率,它反映的函数)(x f y =在点0x 处 变化的快慢程度. 它的几何意义是曲线)(x f y =上点()(,00 x f x )处的切线的斜率.因此,如果)(x f y =在点0 x 可导,则曲线)(x f y =在点()(,00 x f x )处的切线方程为 000()()()y f x f x x x -='- 注意:“过点A 的曲线的切线方程”与“在点A 处的切线方程”是不相同的,后者A 必为切点,前者未必是切点. 3.导数的物理意义: 函数()s s t =在点 0t 处的导数0(),s t '就是物体的运动方程()s s t =在点0t 时刻的瞬时速度v ,即0().v s t '= 4.几种常见函数的导数:0'=C (C 为常数);1 )'(-=n n nx x (Q n ∈); x x cos )'(sin =; x x sin )'(cos -=; 1(ln )x x '= ; 1 (log )log a a x e x '=; ()x x e e '= ; ()ln x x a a a '=. 5.求导法则: 法则1: [()()]()()u x v x u x v x ±'='±'; 法则2: [()()]()()()()u x v x u x v x u x v x '='+', [()]'()Cu x Cu x '=; 法则3: ' 2 '' (0)u u v uv v v v -??=≠ ???.苏教版数学高二-北京四中数学选修【知识讲解】导数的综合应用题(基础)
导数及其应用(知识点总结)
基本初等函数的导数公式表
函数与导数知识点