一、基本知识点1,导数:当x ∆趋近于零时,x x f x x f ∆-∆+)()(00趋近于常数C 。
可用符号“→”记作:当0→∆x 时,x x f x x f ∆-∆+)()(00c →或记作c x x f x x f x =∆-∆+→∆)()(lim 000,符号“→”读作“趋近于”。
函数在x 的瞬时变化率,通常称作)(x f 在0x x =处的导数,并记作)(0x f '。
即x x f x x f x f x ∆-∆+=→∆)()(lim)(0000'2,导数的几何意义是曲线在某一点处的切线的斜率;导数的物理意义,通常是指物体运动在某一时刻的瞬时速度。
即若点),(00y x P 为曲线上一点,则过点),(00y x P 的切线的斜率x x f x x f x f k x ∆-∆+==→∆)()(lim)(0000'切由于函数)(x f y =在0x x =处的导数,表示曲线在点))(,(00x f x P 处切线的斜率,因此,曲线)(x f y =在点))(,(00x f x P 处的切线方程可如下求得:(1)求出函数)(x f y =在点0x x =处的导数,即曲线)(x f y =在点))(,(00x f x P 处切线的斜率。
(2)在已知切点坐标和切线斜率的条件下,求得切线方程为:))((00'0x x x f y y -=-,如果曲线)(x f y =在点))(,(00x f x P 的切线平行于y 轴(此时导数不存在)时,由切线定义可知,切线方程为x x =,故过点),(00y x P 的切线的方程为:))((00'0x x x f y y -=-3,导数的四则运算法则:(1))()())()((x g x f x g x f '±'='± (2))()()()(])()([x g x f x g x f x g x f '+'='(3))()()()()()()(2x g x g x f x f x g x g x f '-'='⎥⎦⎤⎢⎣⎡4,几种常见函数的导数:(1))(0为常数C C =' (2))(1Q n nx x n n ∈='-)( (3)x x cos )(sin =' (4)x x sin )(cos -=' (5)x x 1)(ln =' (6)e xx a a log 1)(log =' (7)x x e e =')( (8)a a a x x ln )(=' 5,函数的单调性:在某个区间),(b a 内,如果0)('>x f ,那么函数)(x f y =在这个区间内单调递增;如果0)('<x f ,那么函数)(x f y =在这个区间内单调递减。
6,函数的极值求函数()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.7,函数的最大值和最小值(1)设)(x f y =是定义在区间[]b a ,上的函数,)(x f y =在),(b a 内有导数,求函数)(x f y =在[]b a ,上的最大值与最小值,可分两步进行:()1求)(x f y =在),(b a 内的极值;()2将)(x f y =在各极值点的极值与)(a f 、)(b f 比较,其中最大的一个为最大值,最小的一个为最小值;(2)若函数)(x f 在[]b a ,上单调增加,则)(a f 为函数的最小值,)(b f 为函数的最大值;若函数)(x f 在[]b a ,上单调递减,则)(a f 为函数的最大值,)(b f 为函数的最小值. 注意:(1)在求函数的极值时,应注意:使导函数)(x f '取值为0的点可能是它的极值点,也可能不是极值点。
例如函数3)(x x f =的导数23)(x x f =',在点0=x 处有0)0(='f ,即点0=x 是3)(x x f =的驻点,但从)(x f 在()+∞∞-,上为增函数可知,点0=x 不是)(x f 的极值点.(2)在求实际问题中的最大值和最小值时,一般是先找出自变量、因变量,建立函数关系式,并确定其定义域.如果定义域是一个开区间,函数在定义域内可导(其实只要是初等函数,它在自己的定义域内必然可导),并且按常理分析,此函数在这一开区间内应该有最大(小)值,然后通过对函数求导,发现定义域内只有一个点使得导函数为0,那么立即可以断定在这个点处的函数值就是最大(小)值。
(3)极大(小)值与最大(小)值的区别与联系。
8,定积分的定义如果函数f (x )在区间[a ,b ]上连续,用分点a =x 0<x 1<…x i -1<x i <…<x n =b ,将区间 [a ,b ]等分成n 个小区间,在每个小区间[x i -1,x i ]上任取一点ξi (i =1,2,…,n ),作和式11()()nni i i i b af x f nξξ==-∆=∑∑,当n →∞时,上述和式无限接近某个常数,这个常数叫做函数f (x )在区间[a ,b ]上的定积分,记作⎠⎛ab f (x )d x 。
即⎰badx )x (f =)(f nab lim i n1i n ξ-∑=∞→。
注:在⎠⎛a b f (x )d x 中中f(x)叫做被积函数,x 叫做积分变量, f(x) dx 叫做被积式,b ,a分别叫做积分上限和下限,区间[a,b]叫做积分区间。
9,曲边梯形:曲线与平行于y 轴的直线和x 轴所围成的图形,通常称为曲边梯形。
根据定积分的定义,曲边梯形的面积S 等于其曲边所对应的函数()y f x =在区间[]a b ,上的定积分,即()ba S f x dx =⎰。
求曲边梯形面积的四个步骤:第一步:分割.在区间[]a b ,中插入1n -各分点,将它们等分成n 个小区间[]1i i x x -, ()12i n =,,,,区间[]1i i x x -,的长度1i i i x x x -∆=-;第二步:近似代替,“以直代曲”,用矩形的面积近似代替小曲边梯形的面积,求出每个小曲边梯形面积的近似值;第三步:求和; 第四步:取极限。
10,定积分的几何意义: ⎰ba dx )x (f 表示介于x 轴,曲线y=f(x),与直线x=a,x=b 之间部分的曲边梯形面积的代数和,在x 轴上方的面积取正号,在x 轴下方的面积取负号。
如下图(1)(2):11,微积分基本定理(牛顿-莱布尼兹公式):如果()()F x f x '=,且()f x 在[,]a b 上可积,则()()()ba f x dx Fb F a =-⎰,其中()F x 叫做()f x 的一个原函数。
由于[()]()F xc f x '+=,()F x c +也是()f x 的原函数,其中c 为常数. 一般地,原函数在[,]a b 上的改变量()()F b F a -简记作()b a F x , 因此,微积分基本定理可以写成形式:()()()()bb a a f x dx F x F b F a ==-⎰. 12,定积分的性质:①⎰⎰=babadx )x (f k dx )x (kf ,(其中k 为常数);②⎰⎰⎰±=±bab ab adx )x (g dx )x (f dx )]x (g )x (f [;③⎰⎰⎰+=bcc ab adx )x (f dx )x (f dx )x (f (其中a<b<c)。
13,利用函数的奇偶性求定积分:若f(x)是[-a,a]上的奇函数,则0dx )x (f aa=⎰-;若f(x)是[-a,a]上的偶函数,则⎰⎰=-aaadx )x (f 2dx )x (f .14,定积分的求法:①定义法(用微分思想求曲边梯形的面积,分割、近似代替、求和、取极限);②牛顿-莱布尼兹公式法;③几何意义法:若y=f(x) 、x 轴与直线x=a,x=b 之间的各部分区域是可求面积的规则图形,则可直接求其面积;④利用奇、偶函数的性质求。
二、经典例题练习1,若函数()y f x =在区间(,)a b 内可导,且0(,)x a b ∈则000()()limh f x h f x h h→+-- 的值为( )A .'0()f xB .'02()f xC .'02()f x -D .0 2,若2)(0='x f ,则kx f k x f k 2)()(lim 000--→等于 。
3,已知曲线m x y +=331的一条切线方程是44y x =-,则m 的值为( ) .A 43 .B 283- .C 43或283- .D 23或133- 4,若曲线的一条切线与直线垂直,则的方程为 A .B .C .D .5,已知函数2)12()(23+-+=x a ax x f ,若1-=x 是)(x f y =的一个极值点,则a 值为( )A .2 B.-2 C.72D.4 6,已知函数223)(a bx ax x x f +++=在1=x 处有极值为10,则)2(f =7,已知直线1l 为曲线2)(3-+=x x x f 在点(1,0)处的切线,直线2l 为该曲线的另一条切线,且2l 的斜率为1.()1求直线1l 、2l 的方程;()2求由直线1l 、2l 和x 轴所围成的三角形面积。
8,已知函数x bx ax x f 3)(23-+=在1±=x 处取得极值. ()1讨论(1)f 和(1)f -函数的()f x 的极大值还是极小值;()2过点(0,16)A 作曲线)(x f y =的切线,求此切线方程.9,已知函数13)(23+-+=x x ax x f 在R 上是减函数,求a 的取值范围; 10,已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c 在x =32-与x =1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x ∈〔-1,2〕,不等式f (x )<c 2恒成立,求c 的取值范围。
11,甲、乙两个工厂,甲厂位于一直线河岸的岸边A 处,乙厂与甲厂在河的同侧,乙厂位于离河岸40 km 的B 处,乙厂到河岸的垂足D 与A 相距50 km ,两厂要在此岸边合建一个供水站C ,从供水站到甲厂和乙厂的水管费用分别为每千米3a 元和5a 元,问供水站C 建在岸边何处才能使水管费用最省?三、专题测试一、选择题(每小题4分, 共48分)1.设函数()y f x =可导,则0(1)(1)lim 3x f x f x∆→+∆-∆等于( ).A .'(1)fB .3'(1)fC .1'(1)3f D .以上都不对2.一个物体的运动方程为21t t s +-=其中s 的单位是米,t 的单位是秒,那么物体在3秒末的瞬时速度是( ) A .7米/秒 B .6米/秒 C .5米/秒 D .8米/秒3.若曲线21y x =-与31y x =-在0x x =处的切线互相垂直,则0x 等于( ).A 336 B .336 C .23 D .23或04.函数)(x f y =在一点的导数值为0是函数)(x f y =在这点取极值的( )A .充分条件B .必要条件C .充要条件D .必要非充分条件CDBA5.设'()f x 是函数()f x 的导数,'()y f x =()y f x =的图像最有可 能的是( ).6.函数3()2f x x ax =+-在区间[1,)+∞内是增函数,则实数a 的取值范围是( ).A .[3,)+∞B .[3,)-+∞C .(3,)-+∞D .(,3)-∞- 7.函数xxy ln =的最大值为( ) A .1-e B .e C .2e D .310 8.由直线21=x ,2=x ,曲线x y 1=及x 轴所围图形的面积是( ). A. 415 B. 417 C. 2ln 21 D. 2ln 29.函数3()33f x x bx b =-+在(0,1)内有极小值,则( ).A .01b <<B .1b <C .0b >D .12b < 10.21y ax =+的图像与直线y x =相切,则a 的值为( ).A .18 B .14 C .12D .1 11.将和式的极限)0(.......321lim1>+++++∞→p n n P pp p p n 表示成定积分 ( )A .dx x ⎰101B .dx x p ⎰1C .dx x p ⎰10)1(D .dx n x p⎰10)(12.下列等于1的积分是( )A .dx x ⎰1B .dx x ⎰+1)1(C .dx ⎰101D .dx ⎰1021二、填空题(每小题4分,共16分) 13.dx x |4|12⎰-=14.由定积分的几何意义可知dx x ⎰--2224=___________.CD'()f x15. 如图,一矩形铁皮的长为8cm ,宽为5cm ,在四个角上截去 四个相同的小正方形,制成一个无盖的小盒子,问小正方形的边长 为 时,盒子容积最大.16. 函数432()41f x x x ax =-+-在区间[0,1]上单调递增,在区间[1,2]上单调递减,则a = . 三、解答题17.(12分)计算下列定积分的值(1)⎰--312)4(dx x x ;(2)⎰-215)1(dx x ;(3)dx x x ⎰+2)sin (π;(4)dx x ⎰-222cos ππ;18.(本题10分)已知1x >,求证:ln(1)x x >+.19. (本题10分)已知c bx ax x f ++=24)(的图象经过点(0,1),且在1x =处的切线方程是2y x =-(1)求)(x f y =的解析式;(2)求)(x f y =的极值。