导数一、导数的概念函数P=f(G),如果自变量G 在G 0处有增量x ∆,那么函数P 相应地有增量y ∆=f(G 0+x ∆)-f (G 0),比值xy∆∆叫做函数P=f (G )在G 0到G 0+x ∆之间的平均变化率,即x y ∆∆=x x f x x f ∆-∆+)()(00。
如果当0→∆x 时,xy∆∆有极限,我们就说函数P=f(G)在点G 0处可导,并把这个极限叫做f (G )在点G 0处的导数,记作f ’(G 0)或P ’|0x x =。
f ’(G 0)=0lim→∆x x y∆∆=0lim →∆x xx f x x f ∆-∆+)()(00。
例、若k x x f x x f x =∆-∆+→∆)()(lim 000,则xx f x x f x ∆-∆⋅+→∆)()2(lim000等于() A .k 2B .k C .k 21D .以上都不是变式训练:设函数)(x f 在点0x 处可导,试求下列各极限的值.1.xx f x x f x ∆-∆-→∆)()(lim 000;2..2)()(lim 000hh x f h x f h --+→3.若2)(0='x f ,则kx f k x f k 2)()(lim 000--→=?二、导数的几何意义函数P=f (G )在点G 0处的导数的几何意义是曲线P=f (G )在点p (G 0,f (G 0))处的切线的斜率。
也就是说,曲线P=f (G )在点p (G 0,f (G 0))处的切线的斜率是f ’(G 0)。
切线方程为P -P 0=f /(G 0)(G -G 0)。
三、导数的运算1.基本函数的导数公式: ①0;C '=(C 为常数) ②()1;n n x nx -'=③(sin )cos x x '=; ④(cos )sin x x '=-; ⑤();x x e e '=⑥()ln x x a a a '=;⑦()1ln x x '=;⑧()1l g log a a o x e x'=.习题:求下列函数的导数:(8分钟独立完成)(1)()f x π=(2)4()f x x =(3)()f x =4)()sin f x x =(5)()cos f x x =-(6)()3x f x =(7)()x f x e =(8)2()log f x x =(9)()ln f x x =(10)1()f x x =(11)31cos 44y x =+(12)1xy x=+(13)lg x y x e =-(14)3cos y x x =2、导数的四则运算法则: )()(])()([)()(])()([x g x f x g x f x g x f x g x f '-'='-'+'='+)()()()()()()()()()()(])()([2x g x g x f x g x f x g x f x g x f x g x f x g x f '-'='⎥⎦⎤⎢⎣⎡'+'='练习:求下列函数的导数: (1)x x y 22+=;(2)x x y ln -=; (3)x x y sin =;(4)x x y ln =。
(5)xx y sin =;(6)x x y ln 2=。
3、复合函数求导:如果函数)(x ϕ在点G 处可导,函数f (u )在点u=)(x ϕ处可导,则复合函数P=f (u )=f [)(x ϕ]在点G 处也可导,并且 (f [)(x ϕ])ˊ=[])(x f ϕ')(x ϕ' 例、求下列函数的导数(1)P=x 21-cos G (2)P=ln(G +21x +) 练习:求下列函数的导数(1)P =2)13(1-x (2)P =sin (3G +4π) 常考题型:类型一、求导数相关问题例1、若曲线P =e -G 上点P 处的切线平行于直线2G +P +1=0,则点P 的坐标是________.例2、曲线P =G e G -1在点(1,1)处切线的斜率等于( )A .2eB .eC .2D .1例3、[20PP ·新课标全国卷Ⅱ]设曲线P =aG -ln(G +1)在点(0,0)处的切线方程为P =2G ,则a =( )A .0B .1C .2D .3类型二、求切线方程(一)已知切点坐标,求切线方程例1.曲线3231y x x =-+在点(11)-,处的切线方程 (二)已知切点斜率,求切线方程例2.与直线240x y -+=的平行的抛物线2y x =的切线方程 (三)已知曲线外一点,求切线方程例3.求过点(20),且与曲线1y x=相切的直线方程.(四)已知曲线上一点,求过该点的切线方程 例4.求过曲线32y x x =-上的点(11)-,的切线方程. 变式训练:1、[20PP ·广东卷]曲线P =-5e G +3在点(0,-2)处的切线方程为________.2、[20PP ·江苏卷]在平面直角坐标系GOP 中,若曲线P =aG 2+b x(a ,b 为常数)过点P (2,-5),且该曲线在点P 处的切线与直线7G +2P +3=0平行,则a +b 的值是________.3、与直线1+-y x =0平行,且与曲线P =132-x 相切的直线方程 类型三、求单调区间及极值、最值考点一求不含参数的函数的单调区间例1.求函数P =G 2(1-G )3的单调区间. 变式训练:1.函数x x y ln =的单调递减区间是() A .),(1+∞-e B .),(1--∞e C .),0(1-e D .),(+∞e2.(05年广东高考题)函数32()31f x x x =-+是减函数的区间为() (A)(2,)+∞(B)(,2)-∞(C)(,0)-∞(D)(0,2)考点二求含参数的函数的单调区间考例1、已知函数21()ln (1)2f x x m x m x =-+-,m ∈R .当0m ≤时,讨论函数()f x 的单调性.例2、设函数f(G)=3223(1)1, 1.x a x a --+≥其中 求f(G)的单调区间;例3、设函数f (G )=aG -(a +1)ln(G +1),其中a ≥--1,求f (G )的单调区间。
变式训练:1、[20PP ·山东卷]设函数f (G )=a ln G +x -1x +1,其中a 为常数.(1)若a =0,求曲线P =f (G )在点(1,f (1))处的切线方程; (2)讨论函数f (G )的单调性.2、【20PP ·安徽卷】设函数f (G )=1+(1+a )G -G 2-G 3,其中a >0. (1)讨论f (G )在其定义域上的单调性;考点三:利用单调区间求未知参数取值范围:例1、[20PP ·新课标全国卷Ⅱ]若函数f (G )=kG -ln G 在区间(1,+∞)单调递增,则k 的取值范围是( )优质参考文档A .(-∞,-2]B .(-∞,-1]C .[2,+∞)D .[1,+∞)例2、[20PP ·全国新课标卷Ⅰ]已知函数f (G )=aG 3-3G 2+1,若f (G )存在唯一的零点G 0,且G 0>0,则a 的取值范围是( )A .(2,+∞)B .(1,+∞)C .(-∞,-2)D .(-∞,-1)例3、[20PP ·辽宁卷]当G ∈[-2,1]时,不等式aG 3-G 2+4G +3≥0恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .[-5,-3]B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-6,-98C .[-6,-2]D .[-4,-3] 变式训练:(山东省烟台市20PP 届高三上学期期末考试试题(数学文))已知函数32()f x ax bx =+的图像经过点(1,4)M ,曲线在点M 处的切线恰好与直线90x y +=垂直.(Ⅰ)求实数,a b 的值;(Ⅱ)若函数()f x 在区间[,1]m m +上单调递增,求m 的取值范围.考点四:结合单调性求极值问题求函数的极值的步骤:(1)确定函数的定义域,求导数'()f x . (2)求方程'()0f x =的根.(3)用函数的导数为0的点,顺次将函数的定义域分成若干小开区间,并列成表格.检查'()f x 在方程根左右的值的符号,如果左正右负,那么)(x f 在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么)(x f 在这个根处取得极小值;如果左右不改变符号,那么)(x f 在这个根处无极值.注:可导函数()y f x =在0x x =处取得极值是0'()0f x =的充分不必要条件. 例1、已知函数在处都取得极值.(1)求、的值;变式训练:设1,2x x ==是()ln f x a x bx x =++函数的两个极值点.(1)试确定常数a 和b 的值;(2)试判断1,2x x ==是函数()f x 的极大值点还是极小值点,并求相应极值. 例2、(06安徽卷)设函数()32()f x x bx cx x R =++∈,已知()()()g x f x f x '=-是奇函数。
(Ⅰ)求b 、c 的值。
(Ⅱ)求()g x 的单调区间与极值。
例3、已知函数d x b a c bx ax x f +--++=)23()(23的图象如图所示. (I )求d c ,的值;(II )若函数)(x f 在2=x 处的切线方程为0113=-+y x ,求函数)(x f 的解析式;xxb ax x f ln 42)(+-=311==x x 与a b(III )在(II )的条件下,函数)(x f y =与m x x f y ++'=5)(31的图象有三个不同的交点,求m 的取值范围.例4、[20PP ·江西卷]已知函数f (G )=(G 2+bG +b )1-2x (b ∈R ).(1)当b =4时,求f (G )的极值;(2)若f (G )在区间⎝⎛⎭⎪⎫0,13上单调递增,求b 的取值范围.变式训练:1、已知函数()f x x b =+的图象与函数23)(2++=x x x g 的图象相切,记()()()F x f x g x =.(Ⅰ)求实数b 的值及函数()F x 的极值;(Ⅱ)若关于x 的方程k x F =)(恰有三个不等的实数根,求实数k 的取值范围.2、(20PP 全国Ⅱ文20)已知函数32()3(36)124()f x x ax a x a a R =++-+-∈ (Ⅰ)证明:曲线()0y f x x ==在(2,2)的切线过点;(Ⅱ)若00()(1,3)f x x x x =∈在处取得极小值,,求a 的取值范围.考点五:结合单调性求最值问题求函数在[,]a b 上最值的步骤:(1)求出()f x 在(,)a b 上的极值. (2)求出端点函数值(),()f a f b .(3)比较极值和端点值,确定最大值或最小值.例1、(20PP 年重庆卷)已知函数f(G)=aG 3+G 2+bG(其中常数a ,b ∈R),g(G)=f(G)+f ′(G)是奇函数.(1)求f(G)的表达式;(2)讨论g(G)的单调性,并求g(G)在区间[1,2]上的最大值与最小值. 例2、设函数f(G)=aG 3+bG +c(a ≠0)为奇函数,其图象在点(1,f(1))处的切线与直线G -6P -7=0垂直,导函数f ′(G)的最小值为-12. (1)求a ,b ,c 的值;(2)求函数f(G)的单调递增区间,并求函数f(G)在[-1,3]上的最大值和最小值.例3、已知函数21()ln ,()(1),12f x x a xg x a x a =+=+≠-.(I )若函数(),()f x g x 在区间[1,3]上都是单调函数且它们的单调性相同,求实数a 的取值范围;(II )若(1,](2.71828)a e e ∈=,设()()()F x f x g x =-,求证:当12,[1,]x x a ∈时,不等式12|()()|1F x F x -<成立.例4、[20PP ·安徽卷]设函数f (G )=1+(1+a )G -G 2-G 3,其中a >0. (1)讨论f (G )在其定义域上的单调性;(2)当G ∈[0,1]时,求f (G )取得最大值和最小值时的G 的值.四、导数与不等式恒成立问题:可将恒成立问题转化成函数的最值问题求解。