导数的概念及其计算
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基础自测
1.已知函数 f (x)=13-8x+ 2x2,且 f ' (x )= 0 4,则 x 的值为__3__2____. 0
解析 f ' (x)=-8+2 2x,
f ' (x )=-8+2 2 x =4,∴ x =3 2.
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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2.曲线 y =2 x 2 在点(-1,2)处的切线方程为
第十三章 导 数
§13.1 导数的概念及其运算
基础知识 自主学习
1.导数的概念及意义
(1)导数的定义:设函数 y=f(x)在 x=x0 处附近有定
义,当自变量在 x=x0 处有增量Δx 时,则函数 y=f(x)
相应地有增量Δy= f(x0+Δx)-f(x.0如) 果Δx→0
时,Δy 与Δx 的比ΔΔxy(也叫函数的平均变化率)有
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2.曲线 y=f(x)“在点 P(x0,y0)处的切线”与“过点 P(x0,y0)的切线”的区别与联系 (1)曲线 y=f(x)在点 P(x0,y0)处的切线是指 P 为切点, 切线斜率为 k=f′(x0)的切线,是唯一的一条切线. (2)曲线 y=f(x)过点 P(x0,y0)的切线,是指切线经过 P 点.点 P 可以是切点,也可以不是切点,而且这样的 直线可能有多条.
解 y=2x(x2-4)=2x3-8x. 则 Δy=[2(x+Δx)3-8(x+Δx)]-(2x3-8x) =(6x2-8)Δx+6x(Δx)2+2(Δx)3
∴ΔΔyx=(6x2-8)+6x·Δx+2(Δx)2 y lim[(6x2-8)+6x·Δx+2(Δx)2]=6x2-8.
x0
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(3)导数的物理意义:函数 s=s(t)在点 t0 处的导数
s′(t0),就是物体的运动方程为 s=s(t)在时刻 t0 时的 瞬时 速度 v.即 v=s′(t0).
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2.导函数
如果函数 y=f(x)在开区间(a,b)内每一点处都有导数,
此时对于每一个 x∈(a,b) ,都对应着一个确定的导数
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5.若函数 f (x)=a x 4+b x 2+c 满足 f ′(1)=2 则
f ′(-1)等于
(B)
A.-1
B.-2
C.2 D.0
解析 由题意知 f ′( x)=4a x 3+2b x ,
∴ f ′( x)为奇函数.若 f ′(1)=2,即 f ′(1)
=4a+2b=2,∴ f ′(-1)=- f ′(1)
极限(即ΔΔxy无限趋近于某个常数),我们就把这个极
限y′值| x叫x0做,即函数f′y(=x0)f(=x)在lixmx0=f (xx00
处的导数,记作
x) f (x0 )
x
.
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(2)导数的几何意义:函数 y=f(x)在点 x0 处的导数
f′(x0),就是曲线 y=f(x)在点 P(x0,y0)处的切线的 斜率 .
__4_x_+__y_+__2_=_0_.
解析 ∵ y=2 x 2,∴ y′=4 x , y ′|x=-1=-4. 故在点(-1,2)处的切线方程为 y-2= -4( x+1), 化简得 4 x + y+2=0. 3.已知 f (x)= x 2+3 x f ' (2),则 f ' (2)=___-__2___.
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探究提高 由导数的定义可知,求函数 y=f(x)的导数的
一般方法是:
(1)求函数的改变量 Δy=f(x+Δx)-f(x);
(2)求平均变化率ΔΔxy=f(x+ΔΔxx)-f(x);
(3)取极限,得导数
y
lim
x0
Δy Δx.
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变式训练 1 过曲线 y=f (x)=x3 上两点 P(1,1)和 Q(1+ Δx,1+Δy)作曲线的割线,求出当Δx=0.1 时割线的 斜率,并求曲线在点 P 处切线的斜率.
f′(x),从而构成了一个新的函数 f′(x).称这个函数
f′(x)为函数 y=f(x)在开区间内的 导函数 ,简称导数,
也可记作 y′, 即 3.求导数的方法
f′(x) =y′= lim y lim f (x x) f (x) .
x0 x x0
x
(1)常用的导数公式 C′= 0 (C 为常数); (xn)′= mxn-1 (n∈ N* );
解析 由题意得 f ' ( x)=2 x +3 f ' (2), ∴ f ' (2)=2×2+3 f ' (2),∴ f ' (2)=-2.
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4.已知曲线 y=18x2 的一条切线的斜率为12,则切点的横坐
标为( C )
A.4
B.3
C.2
1 D.2
解析 y=18x2,得 y′=14x=12,∴x=2.
解 ∵Δ y=f(1+ x)-f(1)=(1+x)3-1=3x+3(x)2
+( x )3,∴割线
PQ
的斜率为 y x
=
3x
3x2 x
x3
=3+3x+(x)2.∴当x=0.1 时,割线 PQ 的斜率为 y = x
3+3×0.1+(0.1)2=3.31,曲线在点 P(1,1)处切线的斜率为
(2)导数的运算法则
[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x); [c·f′(x)]′=cf′(x)(c 为常数).
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[难点正本 疑点清源] 1.深刻理解“函数在一点处的导数”、“导函数”、“导
数”的区别与联系 (1)函数 f(x)在点 x0 处的导数 f′(x0)是一个常数; (2)函数 y=f(x)的导函数,是针对某一区间内任意点 x 而 言的.如果函数 y=f(x)在区间(a,b)内每一点 x 都可导, 是指对于区间(a,b)内的每一个确定的值 x0 都对应着一 个确定的导数 f′(x0).这样就在开区间(a,b)内构成了一 个新函数,就是函数 f(x)的导函数 f′(x).在不产生混淆 的情况下,导函数也简称导数.
=-4 a -2b=-2
点评 注意到 f ( x)的导函数是一个奇函数.
f ′(-1)=- f ′(1).
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题型分类 深度剖析
题型一 利用导数的定义求函数的导数 例 1 利用导数的定义求函数 y=2x(x2-4)的导数.
思维启迪:紧扣定义ΔΔyx=f(x+ΔΔxx)-f(x)进行求解.