导数的应用知识点讲解一.导数的运算导数的定义如果当0→∆x 时,xy∆∆有极限,我们就说函数y=f(x)在点x 0处可导,并把这个极限叫做f (x )在点x 0处的导数,记作f′(x 0)或y′|0x x =。
即f′(x 0)=0lim →∆x x y∆∆=0lim→∆x xx f x x f ∆-∆+)()(00。
说明:(1)函数f (x )在点x 0处可导,是指0→∆x 时,x y ∆∆有极限。
如果xy∆∆不存在极限,就说函数在点x 0处不可导,或说无导数。
(2)x ∆是自变量x 在x 0处的改变量,0≠∆x 时,而y ∆是函数值的改变量,可以是零。
由导数的定义可知,求函数y=f (x )在点x 0处的导数的步骤:①求函数的增量y ∆=f (x 0+x ∆)-f (x 0)②求平均变化率x y ∆∆=xx f x x f ∆-∆+)()(00③取极限,得导数f’(x 0)=xyx ∆∆→∆0lim(在极限存在的前提下。
若极限不存在,则导数不存在)连续就是左值等于右值;可导是“左值等于右值,且左导等于右导”例1.⎩⎨⎧>+≤==11)(2x bax x x x f y 在1=x 处可导,则=a =b 几个结论:(1)奇函数的导函数是偶函数。
(2)偶函数的导函数是奇函数。
(3)周期函数的导函数是周期函数,且周期不变。
(4)轴对称函数在对称轴处的导数为零(特别的偶函数有()00f '=),奇函数没有此性质。
1.常见函数的导数(1)0C '=(C 为常数)(2)()1m m x mx -'=(m Q ∈)(3)()x xe e '=(4)()ln x x a a a '=(5)()1ln x x'=(6)()11log log ln a a x e x a x'==(7)()sin cos x x '=(8)()cos sin x x'=-2.两个函数和、差、积、商的导数若()f x 、()g x 的导数都存在,则(1)()f g f g '''±=±(2)()f g f g f g '''=+ (3)()20f f g f g g g g '''⎛⎫-=≠ ⎪⎝⎭3.复合函数的导数设()u g x =在点x 处可导,()y f u =在()u g x =处可导,则复合函数()f g x ⎡⎤⎣⎦在点x 处可导,且()()()()f g x f u g x '''=⎡⎤⎣⎦ 。
练习:求下列函数的导数1.3())(0)3xf x x x =->2.()ln(1)(1)f x x x x =-+>-3.()f x 32395x x x =--+4.2()5f x x x x=-+5.2()1ln f x x a x x=-+-二、导数的应用1.求切线方程若点()00,x y 是曲线()y f x =上一点(即()00y f x =),求过此点的切线方程。
步骤:(1)求()0f x ';(2)切线方程()()000y f x x x y '=-+。
(2)若(),a b 是曲线()y f x =外一点,求过此点与曲线相切的直线方程。
设点()00,x y 是切点。
则()()()00000y f x b y f x a x =⎧⎪⎨'-=-⎪⎩,解得。
(3)已知切线求参数,设切点,切点既满足直线又满足曲线方程,且直线斜率等于曲线导数练习1.若直线l 与曲线6xy =相切于点(2,3)p ,则直线l 的斜率为2曲线1323+-=x x y 在点)1,1(-处的切线方程为().A.43-=x yB.23+-=x yC.34+-=x yD.54-=x y 3曲线xy 1=有一切线与直线012=+-y x 垂直,则切点为()(A )⎪⎪⎭⎫⎝⎛22,2(B )⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-22,22(C )⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-222(D )⎪⎪⎭⎫⎝⎛-22,24曲线24x y =的一条切线的斜率为12,则切点的横坐标为()A .1B .2C .3D .45曲线ax y e =在点(01),处的切线与直线210x y ++=垂直,则a =.2.求单调性及单调区间()f x 在某个区间内可导,若()0f x '>,则()f x 是增函数;若()0f x '>,则()f x 是减函数则对应的区间就是单调区间。
步骤:(1)求()f x ';(2)解()0f x '>或()0f x '>。
注意:()0f x '>⇒()f x 增;而()f x 增⇒()0f x '≥。
注意:不单调⇔函数有增有减⇔()f x '有正有负⇔()0f x '=在定义域内有解,需讨论导数变号。
如何讨论函数的单调性:(1)求()f x ';(2)令()0f x '=求解,需讨论导数变号。
练习1.已知函数2()1ln f x x a x x=-+-,a >0,(I )讨论()f x 的单调性;(II )设a =3,求()f x 在区间(1,2e )上值域。
2.知函数22()(23)(),x f x x ax a a e x R =+-+∈其中a R∈(1)当0a =时,求曲线()()(1,1)y f x f =在点处的切线的斜率;(2)当23a ≠时,求函数()f x 的单调区间与极值。
3.设0>a ,x x eaa e x f +=)(是R 上的偶函数。
(I )求a 的值;(II )证明)(x f 在),0(+∞上是增函数。
3.求极值(1)求函数的极值点应先求导,然后令y′=0得出全部导数为0的点,(导数为0的点不一定都是极值点,例如3y x =,当x =0时,导数是0,但非极值点),导数为0的点是否是极值点,取决于这个点左、右两边的增减性,即两边的y′的符号,若改变符号,则该点为极值点;若不改变符号,则非极值点,一个函数的极值点不一定在导数为0的点处取得,但可得函数的极值点一定导数为0注意:极值点⇒()00f x '=;而()0f x '推不出是极值点,需要导数变号。
(2)求可导函数极值的步骤:1求导数)('x f ;②求导数)('x f =0的根;③列表,用根判断)('x f 在方程根左右的值的符号,确定)(x f 在这个根处取极大值还是取极小值。
1.求函数()1x f x e x =--的极值。
2.求函数()ln f x x x =-,求f (x )的单调区间和极值。
3.已知3x =是函数()()2ln 110f x a x x x =++-的一个极值点。
(Ⅰ)求a ;(Ⅱ)求函数()f x 的单调区间;4.求最值即最大最小值设函数()f x 在[],a b 上连续,在(),a b 内可导,求()f x 在[],a b 上的最大、最小值。
步骤:(1)求函数的极值;(注意:可以仅仅求出使()0f x '=的点的函数值,而不必区分谁是极大极小值)(2)极值与端点值比较大小。
注意:函数()f x 在(),a b 上连续且可导,若函数在(),a b 上仅有一个极值,则此极值就是()f x 在(),a b 上的最值。
练习:求函数()f x 32395x x x =--+(0≦x≤4)的值域.1函数3()123(33)f x x x x =-+-≤≤的值域为区间2.设函数()ln(1)(1)f x x x x =-+>-.求函数()f x 的单调区间和最小值。
3.3())(0)3xf x x x =->,求函数()f x 的最小值以及对应的x 值。
5.恒成立问题对任意x 都有()f x a ≥⇔()min f x a ≥;()f x a ≤⇔()max f x a ≤。
一般的:对任意x 都有()()f x g x ≥⇔()()0f x g x -≥⇔()()min 0f x g x -≥⎡⎤⎣⎦;()()f x g x ≤⇔()()0f x g x -≤。
转化为最值问题,此可以证明函数不等式。
设函数32()2338f x x ax bx c =+++在1x =及2x =时取得极值.(Ⅰ)求a 、b 的值;(Ⅱ)若对于任意的[03]x ∈,,都有2()f x c <成立,求c 的取值范围求证下列不等式(1)1x e x ≥+(2)()ln 1x x +≤或ln 1x x ≤-6.求参数问题已知函数在某个区间上恒为增函数或恒为减函数,求参数范围。
即()00f x '≥≤或恒成立(1)使ax x y +=sin 为R 上增函数(2)使a ax x y ++=3为R 上……(3)使5)(23-+-=x x ax x f 为R 上↑1.函数与x 轴交点个数问题。
(画图)已知3x =是函数()()2ln 110f x a x x x =++-的一个极值点。
(Ⅰ)求a ;(Ⅱ)求函数()f x 的单调区间;(Ⅲ)若直线y b =与函数()y f x =的图象有3个交点,求b 的取值范围。