[对应学生用书P31]
一、导数的概念 1.导数
函数y=f(x)在区间(a,b)上有定义,x0∈(a,b),当Δx无限趋近于0时,比Δyf?x0+Δx?-f?x0?值=无限趋近于一个常数A,则称f(x)在点x=x0处可导,称ΔxΔx常数A为函数f(x)在点x=x0处的导数,记作f′(x0).
2.导函数
若f(x)对于区间(a,b)内任一点都可导,则f′(x)在各点的导数中随着自变量x的变化而变化,因而也是自变量x的函数,该函数称为f(x)的导函数.记作f′(x).
二、导数的几何意义
1.f′(x0)是函数y=f(x)在x0处切线的斜率,这是导数的几何意义. 2.求切线方程: 常见的类型有两种:
一是函数y=f(x)“在点x=x0处的切线方程”,这种类型中(x0,f(x0))是曲线上的点,其切线方程为
y-f(x0)=f′(x0)(x-x0).
二是函数y=f(x)“过某点的切线方程”,这种类型中,该点不一定为切点,可先设切点为Q(x1,y1),则切线方程为y-y1=f′(x1)(x-x1),再由切线过点P(x0,y0)得y0-y1=f′(x1)(x0-x1),又y1=f(x1),由上面两个方程可解得x1,y1的值,即求出了过点P(x0,y0)的切线方程.
三、导数的运算 1.基本初等函数的导数
(1)f(x)=C,则f′(x)=0(C为常数); (2)f(x)=xα,则f′(x)=α·xα-1(α为常数); (3)f(x)=ax(a>0且a≠1),则f′(x)=axln a;
1
(4)f(x)=logax(a>0,且a≠1),则f′(x)=(5)f(x)=sin x,则f′(x)=cos x; (6)f(x)=cos x,则f′(x)=-sin x. 2.导数四则运算法则
(1)[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x); (2)[f(x)g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x);
;
xln a
?f?x??f′?x?g?x?-f?x?g′?x???(3)?(g(x)≠0). ?′=2?x?g?x?g??四、导数与函数的单调性 利用导数求函数单调区间的步骤: (1)求导数f′(x);
(2)解不等式f′(x)>0或f′(x)<0; (3)写出单调增区间或减区间.
特别注意写单调区间时,区间之间用“和”或“,”隔开,绝对不能用“∪”连接.
五、导数与函数的极值 利用导数求函数极值的步骤: (1)确定函数f(x)的定义域; (2)求方程f′(x)=0的根;
(3)检验f′(x)=0的根的两侧的f′(x)的符号,若左正右负,则f(x)在此根处取得极大值.
若左负右正,则f(x)在此根处取得极小值,否则此根不是f(x)的极值点. 六、求函数f(x)在闭区间[a,b]上的最大值、最小值的方法与步骤 (1)求f(x)在(a,b)内的极值;
(2)将(1)求得的极值与f(a)、f(b)相比较,其中最大的一个值为最大值,最小的一个值为最小值.
特别地,①当f(x)在[a,b]上单调时,其最小值、最大值在区间端点取得;②当f(x)在(a,b)内只有一个极值点时,若在这一点处f(x)有极大(或极小)值,则可以判断f(x)在该点处取得最大(或最小)值,这里(a,b)也可以是(-∞,+∞).
七、导数的实际应用
利用导数求实际问题的最大(小)值时,应注意的问题:
(1)求实际问题的最大(小)值时,一定要从问题的实际意义去考查,不符合实际意义的值应舍去.
(2)在实际问题中,由f′(x)=0常常仅解到一个根,若能判断函数的最大(小)值在x的变化区间内部得到,则这个根处的函数值就是所求的最大(小)值.