高中数学选修2-2导数导学案

2019-04-22 18:03

§1.1.3

【知识要点】

导数的几何意义导学案

1.导数的几何意义

(1)割线斜率与切线斜率

设函数y=f(x)的图象如图所示,AB是过点A(x0,f(x0))与点B(x0+Δx,f(x0+Δx)) Δy

的一条割线,此割线的斜率是=__________________.

Δx

当点B沿曲线趋近于点A时,割线AB绕点A转动,它的最终位置为直线AD,这条直线AD叫做此曲线在点A处的 .于是,当Δx→0时,割线AB的斜率无限趋向于在点A的切线AD的斜率k,即k= =___________________. (2)导数的几何意义

函数y=f(x)在点x0处的导数的几何意义是曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的 .也就是说,曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的斜率是 .相应地,切线方程为_______________________. 2.函数的导数

当x=x0时,f′(x0)是一个确定的数,则当x变化时,f?(x)是x的一个函数,称f?(x)是f(x)的导函数(简称导数).f?(x)也记作y′,即f?(x)=y′=_______________

【问题探究】

探究点一 导数的几何意义

例1 如图,它表示跳水运动中高度随时间变化的函数h(t)=-4.9t2+6.5t+10的图象.根据图象,请描述、比较曲线h(t)在t0,t1,t2附近的变化情况.

跟踪训练1 (1)根据例1的图象,描述函数h(t)在t3和t4附近增(减)以及增(减)快慢的情况.

(2)若函数y=f(x)的导函数在区间[a,b]上是增函数,则函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象可能是 ( )

探究点二 求切线的方程

问题1 怎样求曲线f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程?

问题2 曲线f(x)在点(x0,f(x0))处的切线与曲线过某点(x0,y0)的切线有何不同?

例2 已知曲线y=x2,求:

(1)曲线在点P(1,1)处的切线方程; (2)曲线过点P(3,5)的切线方程.

跟踪训练2 已知曲线y=2x2-7,求:

(1)曲线上哪一点的切线平行于直线4x-y-2=0? (2)曲线过点P(3,9)的切线方程.

1

【当堂检测】

1.已知曲线f(x)=2x2上一点A(2,8),则点A处的切线斜率为 ( ) A.4 B.16 C.8 D.2

2.若曲线y=x2+ax+b在点(0,b)处的切线方程是x-y+1=0,则 ( )

A.a=1,b=1 B.a=-1,b=1 C.a=1,b=-1 D.a=-1,b=-1 3.已知曲线y=2x2+4x在点P处的切线斜率为16,则P点坐标为_______

【课堂小结】

1.导数f′(x0)的几何意义是曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率,即k=lim

Δx→0

f?x0+Δx?-f?x0?

=f′(x0),

Δx

物理意义是运动物体在某一时刻的瞬时速度.

2.“函数f(x)在点x0处的导数”是一个数值,不是变数,“导函数”是一个函数,二者有本质的区别,但又有密切关系,f′(x0)是其导数y=f′(x)在x=x0处的一个函数值.

3.利用导数求曲线的切线方程,要注意已知点是否在曲线上.如果已知点在曲线上,则以该点为切点的切线方程为y-f(x0)=f′(x0)(x-x0);若已知点不在切线上,则设出切点(x0,f(x0)),表示出切线方程,然后求出切点.

【拓展提高】

,f(1))处的切线方程是y?1.已知函数y?f(x)的图象在点M(121x?2,则f(1)?f?(1)? 22.设P为曲线C:y?x?2x?3上的点,且曲线C在点P处切线倾斜角的取值范围为?0,?,则点P横坐

4标的取值范围为

?????

2

§1.2.1 常数函数与幂函数的导数导学案 §1.2.2 导数公式表及数学软件的应用导学案

【知识要点】

1.几个常用函数的导数 原函数 f(x)=c f(x)=x f(x)=x2 1f(x)= xf(x)=x 2.基本初等函数的导数公式 原函数 y=c y=xn(n∈N+) y=xμ(x>0,μ≠0且μ∈Q) y=sin x y=cos x y=ax(a>0,a≠1) y=ex y=logax(a>0,a≠1,x>0) y=ln x 导函数 y′=____ y′=______ y′=_______ y′=________ y′=________ y′=________ y′=_____ y′=______ y′=______ 导函数 f′(x)=___ f′(x)=___ f′(x)=___ f′(x)=_____ f′(x)=_______ 【问题探究】

探究点一 求导函数

问题1 怎样利用定义求函数y=f(x)的导数? 问题2 利用定义求下列常用函数的导数:

(1) y=c; (2)y=x; (3)y=x2; (4)y=x; (5)y=x.

问题3 利用导数的定义可以求函数的导函数,但运算比较繁杂,有些函数式子在中学阶段无法变形,怎样解决这个问题?

例1 求下列函数的导数:

π14(1)y=sin; (2)y=5x; (3)y=3; (4)y=x3; (5)y=log3x.

3x

跟踪训练1 求下列函数的导数:

1

(1)y=x8; (2)y=()x; (3)y=xx; (4)y?log1x

2

31

3

探究点二 求某一点处的导数 例2 判断下列计算是否正确.

π??π?ππ3

cos′=-sin =-. 求f(x)=cos x在x=处的导数,过程如下:f′?=?3??3?332

跟踪训练2 求函数f(x)=

13

在x=1处的导数.

x

探究点三 导数公式的综合应用

例3 已知直线x-2y-4=0与抛物线y2=x相交于A、B两点,O是坐标原点,试在抛物线的弧AB上求一点P,使△ABP的面积最大.

跟踪训练3 点P是曲线y=ex上任意一点,求点P到直线y=x的最小距离.

【当堂检测】

1.给出下列结论:其中正确的个数是 ( )

131313-

①若y=3,则y′=-4; ②若y=x,则y′=x; ③若y=2,则y′=-2x3;

xx3x

④若f(x)=3x,则f′(1)=3.

A.1 B.2 C.3 D.4 2.函数f(x)=x,则f′(3)等于 ( )

3

D. 22x

3.设正弦曲线y=sin x上一点P,以点P为切点的切线为直线l,则直线l的倾斜角的范围是 A.

B.0

C.

π3π

A.[0,]∪[,π)

44

π3π

B.[0,π) C.[,]

44

ππ3π

D.[0,]∪[,]

424

3

6

1

( )

4.曲线y=ex在点(2,e2)处的切线与坐标轴所围三角形的面积为________

【课堂小结】

1.利用常见函数的导数公式可以比较简捷的求出函数的导数,其关键是牢记和运用好导数公式.解题时,能认真观察函数的结构特征,积极地进行联想化归. 2.有些函数可先化简再应用公式求导.

xx

如求y=1-2sin2的导数.因为y=1-2sin2=cos x,所以y′=(cos x)′=-sin x.

223.对于正、余弦函数的导数,一是注意函数的变化,二是注意符号的变化.

【拓展提高】

1.若函数f(x)=ex cos x,则此函数的图象在点(1,f(1))处的切线的倾斜角为( ) A.0° B.锐角 C.直角 D.钝角

2.曲线y=x3+3x2+6x-10的切线中,斜率最小的切线方程为___________

4

§1.2.3

【知识要点】

导数的运算法则

设两个可导函数分别为f(x)和g(x)

两个函数的 和的导数 两个函数的 差的导数 两个函数的 积的导数 两个函数的 商的导数 导数的四则运算法则(一)导学案

[f(x)+g(x)]′=________________ [f(x)-g(x)]′=_________________ ?f(x)g(x)??=____________________ ??f(x)??g(x)?=___________________ ??【问题探究】

探究点一 导数的运算法则

例1 求下列函数的导数:

x5+x7+x9(1)y=3-lg x; (2)y=(x+1)(x-1); (3)y=.

x

跟踪训练1 求下列函数的导数:

x

2

x-1xsin x

(1)f(x)=x·tan x; (2)f(x)=2-2sin2; (3)f(x)=; (4)f(x)=. 2x+11+sin x

探究点二 导数的应用

例2 (1)曲线y=xex+2x+1在点(0,1)处的切线方程为_______________

(2)在平面直角坐标系xOy中,点P在曲线C:y=x3-10x+3上,且在第二象限内,已知曲线C在点P处的切线斜率为2,则点P的坐标为________

t-1

(3)已知某运动着的物体的运动方程为s(t)=2+2t2(位移单位:m,时间单位:s),求t=3 s时物体的瞬时

t速度.

跟踪训练2 (1)曲线y=

1A.-

2

π?sin x1

-在点M??4,0?处的切线的斜率为 ( ) sin x+cos x21

B. 2

C.-22 D. 22

1a

(2)设函数f(x)=x3-x2+bx+c,其中a>0,曲线y=f(x)在点P(0,f(0))处的切线方程为y=1,确定b、c的值.

32

【当堂检测】

1.设y=-2exsin x,则y′等于 ( )

A.-2excos x B.-2exsin x C.2exsin x x

2.曲线f(x)=在点(-1,-1)处的切线方程为( )

x+2

A.y=2x+1

D.-2ex(sin x+cos x)

B.y=2x-1 C.y=-2x-3

5

D.y=-2x+2


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