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高中数学 典型例题 指数对数的导数 新课标

求指数、对数函数的导数
例 求下列函数的导数:
1.1ln 2+=x y ;2.)132(log 22++=x x y ;
3.)sin(b ax e y +=; 4.).12cos(3+=x a y x
分析:对于比较复杂的函数求导,除了利用指数、对数函数求导公式之外,还需要考虑应用复合函数的求导法则来进行.求导过程中,可以先适当进行变形化简,将对数函数的真数位置转化为有理函数的形式后再求导数.
解:1.解法一:可看成1,,ln 2+===x v v u u y 复合而成.
.
111 2)1(2111 )
2(21122221
2221
+=+⋅+=⋅+⋅+=⋅⋅='⋅'⋅'='--x x
x x x
x x x x v u v u y y x v u x 解法二:[])1(11
1ln 222'++='+='x x x y .
1211
2111)1()1(21
11222221
22+=⋅+⋅+='
+⋅+⋅+=-x x
x x x x x x 解法三:)1ln(211ln 2
2+=+=x x y ,
[].1122)1(1121)1ln(2122222+=+='+⋅+⋅='+='x x
x x x x x y
2.解法一:设132,log 2
2++==x x u u y ,则
)34(log 1
2+⋅⋅='⋅'='x e u u y y x u x
.132log )34()34(132log 2222++⋅
+=+++⋅=x x e
x x x x e
解法二:[])132(132log )132(log 22222'++⋅++='++='x x x x e
x x y .132log )34()34(132log 2222+++=+⋅++=x x e
x x x x e
3.解法一:设b ax v v u e y u +===,sin ,,则
)sin()cos( cos b ax u x v u x e
b ax a a
v e u u y y +⋅+=⋅⋅='⋅'⋅'=' 解法二:[][]'+⋅='='++)sin()sin()sin(b ax e e
y b ax b ax )
sin()sin()cos()()cos(b ax b ax e b ax a b ax b ax e ++⋅+='
+⋅+⋅= 4.])12cos([3'+='x a y x
)].12sin(2)12cos(ln 3[)
12sin(2)12cos(ln 3)12)](12sin([)12cos()3(ln ])12[cos()12cos()(3333333+-+⋅=+⋅-+⋅='
++-++'⋅⋅='
+⋅++'=x x a a x a x a a x x a x x a a x a x a x x x x x x x
说明:深刻理解,掌握指数函数和对数函数的求导公式的结构规律,是解决问题的关键,解答本题所使用的知识,方法都是最基本的,但解法的构思是灵魂,有了它才能运用知识为解题服务,在求导过程中,学生易犯漏掉符合或混淆系数的错误,使解题走入困境.
解题时,能认真观察函数的结构特征,积极地进行联想化归,才能抓住问题的本质,把解题思路放开.
变形函数解析式求导
例 求下列函数的导数:
(1)12223+-++=x x x x y ; (2)x
x y +-=11ln ; (3)x x y sin )(tan =; (4)62--=x x y .
分析:先将函数适当变形,化为更易于求导的形式,可减少计算量.
解:(1).1
2122223+-++=+-++=x x x x x x x x y 2
22222)1(11)1()12(11+-+-+=+---+-+='x x x x x x x x x y . (2))]1ln()1[ln(2
1x x y +--=, .1
1)1)(1(11211111212-=+--++-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+---='x x x x x x x y (3))ln(tan sin e x x y =
])ln(tan [sin e )ln(tan sin '='x x y x x
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡
'+=)(tan tan 1sin )ln(tan cos )(tan sin x x x x x x x ⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡'⎪⎭⎫ ⎝⎛+=cos sin cos )ln(tan cos )(tan sin x x x x x ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡--+=x x x x x x x x cos )sin (sin cos )ln(tan )(tan cos 2sin .cos 1)ln(tan )(tan cos sin ⎥⎦⎤⎢⎣⎡
+
=x x x x x (4)[]⎪⎩⎪⎨⎧-∈---∈++-=].
3,2[ ,6,3,2 ,622x x x x x x y ⎩⎨⎧+∞--∞∈-∈+-=').
,3()2,( ,12),3,2( ,12 x x x x y 当3,2-=x 时y '不存在.
说明:求)
()(x Q x P y =(其中)()(x Q x P 、为多项式)的导数时,若)(x P 的次数不小于)(x Q 的次数,则由多项式除法可知,存在)()(x R x S 、,使)()()()(x R x S x Q x P +=.从而)
()()()()(x Q x R x S x R x P +=,这里)()(x R x S 、均为多项式,且)(x R 的次数小于)(x Q 的次数.再求导可减少计算量.
对函数变形要注意定义域.如)1ln()1lg(+--=x x y ,则定义域变为),1(+∞∈x ,所以虽然)1l n ()1l n (++-=x x y 的导数1211112-=++-x x x x 与x x y +-=11ln 的导数1
2)1()1()1(11111122-=+--+--+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+--+x x x x x x x x x x x 结果相同,但我们还是应避免这种解法.
函数求导法则的综合运用
例 求下列函数的导数:
1.21x x y +=;2.x e x x y 22)32(⋅+-=;
3.3223+-=x x y ;4..13x
x y -=
分析:式中所给函数是几个因式积、商、幂、开方的关系.对于这种结构形式的函数,可通过两边取对数后再求导,就可以使问题简单化或使无法求导的问题得以解决.但必须注意取寻数时需要满足的条件是真数为正实数,否则将会出现运算失误.
解:1.取y 的绝对值,得12+⋅=x x y ,两边取寻数,得.1ln 2
1ln ln 2++
=x x y 根据导数的运算法则及复合函数的求导法则,两端对x 求导,得 )
1(12)1(2211222++=++='⋅x x x x x x y y , ∴.1
12)1(121)1(122222222++=++⋅+=++⋅='x x x x x x x x x x y y 2.注意到0>y ,两端取对数,得
.2)32ln(ln )32ln(ln 222x x x e x x y x ++-=++-= ∴3
2)2(223222232)32(122222+-+-=++--=++-'+-='⋅x x x x x x x x x x x y y ∴x e x x x x x x y x x x x y 222222)32(3
2)2(232)2(2⋅+-⋅+-+-=⋅+-+-=' .)2(222x e x x ⋅+-=
3.两端取对数,得
32ln 23ln ln +--=x x y ,
两端对x 求导,得
.)
32)(23(13 32223332)32(23)23(1+-=+--=+'+--'-='⋅x x x x x x x x y y 4.两端取对数,得
)1ln (ln 3
1ln x x y --=, 两边对x 求导,得
.)
1(131)111(311x x x x y y -=---='⋅ ∴.1)1(31)1(1313x
x x x y x x y --=⋅-⋅=' 说明:对数求导法则实质上是复合函数求导法则的应用.从多角度分析和探索解决问题
的途径,能运用恰当合理的思维视力,把问题的隐含挖掘出来加以利用,会使问题的解答避
ln是关于x 繁就简,化难为易,收到出奇制胜的效果.解决这类问题常见的错误是不注意y
的复合函数.
指对数函数的概念揭示了各自存在的条件、基本性质及其几何特征,恰当地引入对数求导的方法,从不同的侧面分析转化,往往可避免繁琐的推理与运算,使问题得以解决.。

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