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导数的运算法则和复合函数的导数


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∴k=x10,kx0=1=ln x0. ∴x0=e,k=1e. 结合图象知:当 k≤0 或 k=1e时, 方程 ln x=kx 有一解. 当 0<k<1e时,方程 ln x=kx 有两解. 当 k>1e时,方程 ln x=kx 无解.
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数乘上第二个函数的导数
两个函数的商的导数,等于分子的导数 乘上分母减去分子乘上分母的导数,再
除以分母的平方
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2.复合函数的求导法则
复合函数 的概念
一般地,对于两个函数y=f(u)和u=g(x),如果通 过变量u,y可以表示成 x的函数 ,那么称这个函 数为y=f(u)和u=g(x)的复合函数,记作 y=f(g(x)).
题型二 求复合函数的导数 【例 2】 求下列函数的导数.
(1)y= 1-1 2x2; (2)y=e2x+1; (3)y=( x-2)2; (4)y=5log2(2x+1). [思路探索] 可分析复合函数的复合层次,再利用复合函数的 求导法则求解.
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(2)y=eu,u=2x+1, ∴y′x=y′u·u′x=(eu)′·(2x+1)′=2eu=2e2x+1.
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(3)对于积与商的导数运算法则,首先要注意在两个函数积与商的 导数运算中,不能出现[f(x)·g(x)]′=f′(x)·g′(x)以及gfxx′= gf′′xx这样想当然的错误;其次还要特别注意两个函数积与商的求 导公式中符号的异同,积的导数法则中是“+”,商的导数法则 中分子上是“-”.
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(3)法一 ∵y=( x-2)2=x-4 x+4,
∴y′=x′-(4 x)′+4′
=1-4×
=1-
2 x.
法二 令 u= x-2,则 y′x=y′u·u′x=2( x-2)·( x-2)′
=2(
x-2)12·1x-0=1-
2 x.
(4)设 y=5log2u,u=2x+1,
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(12 分)
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【题后反思】 点(1,-1)虽然在曲线上,但是经过该点的切线不 一定只有一条,即该点有可能是切点,也可能是切线与曲线的交 点,解题时注意不要失解.
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【变式3】 若将本例改为求曲线y=x3-2x在点A(1,-1)处的切线 方程,结果会怎样? 解 ∵点A(1,-1)在曲线上,点A是切点,∴在A处的切线方 程为x-y-2=0.
(3 分) (4 分)
∴将②式和(1,-1)代入①式得-1-(x03-2x0) =(3x20-2)(1-x0).
(6 分)
解得 x0=1 或 x0=-12.
(8 分)
故所求的切线方程为 y+1=x-1 或 y+1=-54(x-1). (10 分)
即 x-y-2=0 或 5x+4y-1=0.
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(2)y=3x2+xcos x;(3)y=ex·ln x;(4)y=lg x-x12. 解 (1)y′=-12x2; (2)y′=(3x2+xcos x)′=6x+cos x-xsin x; (3)y′=exx+ex·ln x; (4)y′=xln110+x23.
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1.导数运算法则
法则 [f(x)±g(x)]′=
f′(x)±g′(x) [f(x)·g(x)]′= f′(x)·g(x)+ f(x)·g′(x)
自学导引
语言叙述
两个函数的和(或差)的导数,等于这两 个函数的导数的和(或差)
两个函数的积的导数,等于第一个函数 的导数乘上第二个函数,加上第一个函
=sin24x+cos24x2-2sin24xcos24x =1-12sin22x=1-12·1-c2os x=34+14cos x, ∴y′=-14sin x.
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(3)∵y=11+ - xx+11-+ xx=11+-xx2+1-1-xx2 =21+-2xx=1-4 x-2,
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名师点睛 1.运用导数运算法则的注意事项
(1)对于教材中给出的导数的运算法则,不要求根据导数定义进
行推导,只要能熟练运用运算法则求简单函数的导数即可. (2)①对于和差的导数运算法则,可推广到任意有限可导函数的 和或差,即[f1(x)±f2(x)±…±fn(x)]′=f1′(x)±f2′(x)±…±f′n (x). ②[ af(x)±bg(x)]′=af′(x)±bg′(x); ③当 f(x)=1 时,有g1x′=-gg′2xx.
复合函数 复合函数y=f(g(x))的导数和函数y=f(u),u=g(x) 的求导法 的导数间的关系为yx′= yu′·ux′,即y对x的导
则 数等于 y对u的导数与u对x的导数的乘积 .
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想一想:若复合函数y=f(g(x))由函数y=f(u),u=g(x)复合而成, 则函数y=f(u),u=g(x)的定义域、值域满足什么关系? 提示 在复合函数中,内层函数u=g(x)的值域必须是外层函数y =f(u)的定义域的子集.
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【示例】 讨论关于 x 的方程 ln x=kx 解的个数. [思路分析] 通过求导的方法求出曲线 y=ln x 与直线 y=kx 相 切时 k 的值,借助图形回答问题. 解 如图,方程 ln x=kx 的解的个数就是直线 y=kx 与曲线 y =ln x 交点的个数. 设直线 y=kx 与 y=ln x 切于 P(x0,ln x0) ,则 kx0=ln x0. ∵(ln x)′=1x,
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题型一 利用导数的运算法则求函数的导数
【例 1】 求下列函数的导数:
(1)y=x·tan x;(2)y=(x+1)(x+2)(x+3);
(3)y=xx2++33;(4)y=xsin x-co2s x;
(5)y=
x5+
x7+ x
x9;
(6)y=x-sin2xcos2x.
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知识回顾 Knowledge
Review
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解决函数的求导问题,应先分析所给函数的结构特点, 选择正确的公式和法则,对较为复杂的求导运算,一般综合了和、 差、积、商几种运算,在求导之前一般应先将函数化简,然后求 导,以减少运算量.
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【变式 1】 求下列函数的导数:(1)y=5-4x3;
∴y′=1-4 x-2′=-411--xx2′=1-4 x2.
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题型三 求导法则的应用 【例3】 求过点(1,-1)与曲线f(x)=x3-2x相切的直线方程.
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[规范解答] 设 P(x0,y0)为切点,则切线斜率为 k=y′|x=x0=3x20-2(2 分) 故切线方程为 y-y0=(3x20-2)(x-x0) ① ∵(x0,y0)在曲线上,∴y0=x30-2x0 ② 又∵(1,-1)在切线上,
(4)y′=(xsin
x)′-co2s

x′=sin
x+xcos
x-2csoisn2xx.
(5)∵y=
x5+
x7+ x
x9=x2+x3+x4,
∴y′=(x2+x3+x4)′=2x+3x2+4x3.
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(6)先使用三角公式进行化简,得 y=x-sin2xcos2x=x-12sin x, ∴y′=x-12sin x′=x′-12(sin x)′=1-12cos x.
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[思路探索] 可先确定式子的形式,再用基本初等函数的导数公式 和四则运算法则求解.
解 (1)y′=(x·tan x)′=xcsoisn xx′
=xsin
x′cos
x-xsin cos2x
xcos
x′
=sin
x+xcos xcos cos2x
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2.复合函数求导 对于复合函数的求导法则,需注意以下几点: (1)分清复合函数的复合关系是由哪些基本函数复合而成,适当 选定中间变量. (2)分步计算中的每一步都要明确是对哪个变量求导,而其中要 特别注意的是中间变量的系数.如(sin 2x)′=2cos 2x,而(sin 2x)′≠cos 2x.
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方法技巧 数形结合思想在导数中的应用 数形结合的原则:(1)等价性原则:在数形结合时,代数性质 和几何性质的转换必须是等价的,否则解题将会出现漏洞.有时, 由于图形的局限性,不能完整的表现数的一般性,这时图形的性 质只能是一种直观而浅显的说明.(2)双向性原则:在数形结合时, 既要进行几何直观的分析,又要进行代数抽象的探索,两方面相 辅相成,仅对代数问题进行几何分析或仅对几何问题进行代数分 析,在许多时候是很难完成的.(3)简单性原则:找到解题思路之 后,至于用几何方法还是采用代数方法,则取决于哪种方法更为 简单有效,“数”与“形”的结合往往能起到事半功倍的效果.
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