选修(1-1)第三章导数及其应用
课题:§3.1 变化率与导数
学习目标:1. 了解函数的平均变化率、瞬时变化率的概念;
2. 理解导数的概念,理解、掌握导数的几何意义
3. 会利用定义求函数在某一点附近的平均变化率及导数;
4. 会利用定义求函数在某点处的切线方程.
学习过程:
一、变化率问题
[开篇思考]:阅读开篇语,了解课程目标
1. 微积分的创立与自然科学中的哪些问题的处理直接相关?
2. 导数的研究对象是什么?
[问题探究一]:气球膨胀率
吹气球时,随着气球内空气容量的增加,气球的半径增加得越来越慢。从数学的角度如何
描述这种现象? 阅读教材P72并思考:
(1)问题中涉及到的两个变量分别是、,这
两个变量间的函数关系是;
(2)“气球的半径增加得越来越慢”的意思是“
”,从数学角度进行描述就是“
”,即气球的平均膨胀率就是.
(3)运用上述数学解释计算一些具体的值
当空气容量从0增加到1L时,气球半径r增加了,气球的平均膨胀率为;
当空气容量从1L增加到2L时,气球半径r增加了,气球的平均膨胀率为;
当空气容量从2L增加到2.5L时,气球半径r增加了,
气球的平均膨胀率为;
当空气容量从2.5L增加到4L时,气球半径r增加了,气球的平均
膨胀率为;
可以看出,随着气球体积逐渐变大,它的平均膨胀率逐渐.
(4)思考:当空气容量从V1增加到V2时,气球的平均膨胀率是
[问题探究二]:高台跳水
在高台跳水运动中,运动员相对于水面的高度h(单位:米)与起跳后的时间t(单位:秒)存在函数关系10
5.6
9.4
)
(2+
+
-
=t
t
t
h如何用运动员在某些时间段内的平均速度粗略地描述其运动状态?阅读教材P73并思考:
若用运动员在某段时间[]2
1
,t
t内的平均速度v描述其运动状态,
那么:(1)v= ;
(2)算一算:
在5.0
0≤
≤t这段时间内,v=
在2
1≤
≤t这段时间内,v=
在
49
65
0≤
≤t这段时间内,v=
[新知]:
设()
y f x
=,
1
x是数轴上的一个定点,在数轴x上另取一点
2
x,
1
x与
2
x的差记为x?,即x?=
或者
2
x= ,x?就表示从
1
x到
2
x的变化量或增量;相应地,函数的变化量或增量记为y?,即y
?= ;如果它们的比值
y
x
?
?
,则上式就表示为,此比值就称为平均变化率. 平均变化率:_______________ = ______
反思:所谓平均变化率也就是的增量与的增量的比值.
[试一试]:
例:已知函数2
()f x x =,分别计算()f x 在下列区间上的平均变化率:
(1)[1,]1.1 (2)[1,]2 (3)[1,]x ?+1
[思考]:当x ?越来越小时,函数)(x f 在区间[1,]x ?+1上的平均变化率有怎样的变化趋势? [变式]: 已知函数2
()f x x x =-+的图象上一点(1-,)2-及邻近一点(x ?+-1,)y ?+-2,则y x
??=
[学习小结]:
1. 函数()f x 的平均变化率是
2. 求函数()f x 的平均变化率的步骤:
(1)求函数值的增量 ;(2)计算平均变化率 . [作业]:形成练习P 41-42 练习21 函数的平均变化率 [再思考]:计算[问题探究二]中运动员在49
65
0≤
≤t 这段时间里的平均速度,思考以下问题: (1)运动员在这段时间内使静止的吗?
(2)你认为用平均速度描述运动员的运动状态有什么问题吗? 二、导数的概念
[探究]:计算[问题探究二]运动员在49
65
0≤
≤t 这段时间里的平均速度,并思考以下问题: (1)运动员在这段时间内使静止的吗?
(2)你认为用平均速度描述运动员的运动状态有什么问题吗? 探究过程:
[知识回顾]:什么是函数)(x f y =的平均变化率?如何求平均变化率?
[想一想]:既然用平均速度不能精确描述运动员的运动状态,那该如何求运动员在某一时刻的速度呢?
回答下列问题:
1.什么是瞬时速度?
2. 当t ?趋近于0时,平均速度v 有什么样的变化趋势?
3. 运动员在某一时刻0t 的瞬时速度怎样表示?
[认识与理解]:求瞬时速度
一物体的运动方程是2
3t s +=,则在2=t 时刻的瞬时速度是
[新知]:
1. 函数)(x f y =的瞬时变化率怎样表示?
2. 什么是函数)(x f y =在0x x =处的导数?如何表示?其本质是什么?
[试一试]:
例1.(1)用定义求函数2
3x y =在1=x 处的导数.
(2)求函数f (x )=x x +-2
在1x =-附近的平均变化率,并求出在该点处的导数.
例2.阅读教材P 75例1,计算第h 3时和第h 5时,原油温度的瞬时变化率,并说明它们的意义.
[学习小结]:
1.瞬时速度、瞬时变化率的概念
2.函数)(x f y =在0x x =处的导数及其本质 [作业]:形成练习P 43-44练习22 导数的概念
三、导数的几何意义(阅读教材P 74-75)
[思考与探究一]:曲线的切线及切线的斜率
如图3.1-2,当(,())(1,2,3,4)n n n P x f x n =
沿着曲线()f x 趋近于点00(,())P x f x 时,割线n PP 的
变化趋势是什么?
当点n P 沿着曲线无限接近点P 即Δx →0时,割线n PP 趋近于确定的位置,这个确定位置的直线PT 称为曲线在点P 处的 . [想一想]:
(1)割线n PP 的斜率n k 与切线PT 的斜率k 有什么关系?
(2)切线PT 的斜率k 为多少?
(3)此处切线的定义与以前学过的切线的定义有什么不同?
[新知1]:导数的几何意义:
图3.1-2
1. 函数)(x f y =在0x x =处的导数等于
即 0000
()()
()lim
x f x x f x f x k x
?→+?-'==?
2. 函数)(x f y =在0x x =处的切线方程是 .
3. 求曲线在某点P 处的切线方程的基本步骤: ① 求出点的坐标))(,(00x f x P ;
② 求出函数在点=x 0x 处的变化率0000
()()
()lim x f x x f x f x k x
?→+?-'==?,
得到曲线在点))(,(00x f x P 的切线的斜率; ③ 利用点斜式求切线方程. [新知2]:导函数:
1. 什么是函数)(x f y =的导函数?
2. 函数()f x 在点0x 处的导数0()f x '、导函数()f x '、导数之间的区别与联系?
[试一试]:
例1:(1)求曲线1)(2
+==x x f y 在点)2,1(P 处的切线方程.
例2:在曲线2
x y =上过哪一点的切线平行于直线54+=x y ?
例3:(1)试描述函数()f x 在1,0,2,4,5---=x 附近的的变化情况.
(2)已知函数()f x 的图象,试画出其导函数()f x '图象的大致形状
.
[练一练]:
(1)求函数2
3)(x x f =在点1=x 处的切线方程.
(2)设曲线2)(x x f =在点0P 处的切线斜率是3,则点0P 的坐标是
[学习小结]:
1. 导数的几何意义是什么?
2. 函数()f x 在点0x 处的导数0()f x '、导函数()f x '、导数之间的区别与联系?
3. 求曲线在某点P 处的切线方程的基本步骤:
[作业]:1. 形成练习P 44-45 练习23 导数的几何意义; 2. 学探诊 测试十一
[课后思考]:1. 本节知识内容有哪些?你学会了什么?2. 你还有哪些困惑?快快去解决.
课题: §3.2 导数的计算
学习目标:1.会利用导数的定义推导函数y c =、y x =、2
y x =、1
y x
=
的导数公式; 2.掌握基本初等函数的求导公式及导数的运算法则,会求简单函数的导数.
学习过程:
一、几个常用函数的导数 [开篇语]:
我们知道,导数的几何意义是曲线在某一点处的切线斜率,物理意义是运动物体在某一时刻的瞬时速度.那么,对于函数()y f x =,如何求它的导数呢?
由导数定义本身,给出了求导数的最基本的方法,但由于导数是用极限来定义的,所以求导数总是归结到求极限,这在运算上很麻烦,有时甚至很困难,为了能够较快求出某些函数的导数,这一单元我们将研究比较简捷的求导数的方法,下面我们先来求几个常用的函数的导数. [思考与探究]:阅读教材P 81-82,利用导数的定义,尝试自己推导函数y c =、y x =、2
y x =、
1
y x
=
的导数 [练一练1] :利用导数的定义函数3
x y =的导数
二、基本初等函数的导数公式及导数运算法则 [记一记1]:基本初等函数的导数公式
1. =')(c _________
2. =')(α
x ________ (α为有理数) =')1(x
_________
3. =')(x e _________ =')(x
a _________(1,0≠>a a )
4. =')(ln x __________ =')(log x a ________(1,0≠>a a )
5. =')(sin x _________ =')(cos x _________ [练一练2]
例1:求下列函数的导数
(1)3
x y = (2)x x y = (3) 2
1x y =
(4)2cos 2sin 2x
x y = (5)x
y 1=
例2:(1)求x y 1=在点)2
1
,2(处的切线方程
(2)求x y ln =在2
e x =处的切线方程
(3)求x y sin =在点)2
1
,6(
πA 处的切线方程
(4)设曲线22)(x x f =在点0P 处的切线斜率是3,则点0P 的坐标是
(5)在曲线2
x y =上过哪一点的切线平行于直线54+=x y ?
(6)求过点()8,2--P 所作的3
x y =的切线方程___________.
[记一记2]:导数运算法则:设函数)(),(x g x f 是可导函数,
1. ='±))()((x g x f _________________.
2. ='?))()((x g x f _________________. []='
)(x cf _____________.
3. ='))
()
((
x g x f _________________. [练一练3]:
练1. 求下列函数的导数: (1)x x
y 3log 1
+=; (2)2x y e =;
(3)522354y x x x =-+-; (4)3cos 4sin y x x =-.
练2. 求下列函数的导数:
(1)3
2log y x x =+; (2)n x
y x e =; (3)31
sin x y x
-=
练3.(1)设曲线1
1
x y x +=-在点(3,2)处的切线与直线10ax y ++=垂直,则a 的值.
(2)(2013年江西)若曲线1y x α
=+(α∈R)在点(1,2)处的切线经过坐标原点,则α的值.
[提高篇]
1.(朝阳一模)已知函数()()x a x a x x f ln 22++-=,其中R a ∈,求曲线()x f y = 在点
()()2,2f 处的切线的斜率为1,求a 的值.(如改为已知切线方程)
2. (2012北京)已知函数()()012
>+=a ax x f ,()bx x x g +=3
.若曲线()x f y =与曲线()x g y =
在它们的交点()c ,1处具有公共切线,求b a ,的值.
[学习小结]:
1.对于简单的函数均可利用求导法则与导数公式求导,而不需要回到导数的定义去求此类 简单函数的导数.
2.对于函数求导,一般要遵循先化简,再求导的基本原则。求导时,不但要重视求导法则的应用,而且要特别注意求导法则对求导的制约作用.在实施化简时,首先要注意化简的等价性,避免不必要的运算失误.
[作业]:1. 形成练习P 45-48练习24、常见函数的导数;练习25 导数的四则运算 2. 学探诊 测试十二、十三
[课后思考]:1. 本节知识内容有哪些?你学会了什么?2. 你还有哪些困惑?快快去解决.
课题: §3.3 导数在研究函数中的应用
学习目标:1. 能利用导数研究函数的单调性,会求函数的单调区间;
2.理解极大值、极小值的概念;能够运用判别极大值、极小值的方法来求函数的极值;掌握求可导函数的极值的步骤;
3. 理解函数的最大值和最小值的概念;掌握用导数求函数最值的方法和步骤.
学习过程:
一、函数的单调性与导数 [知识回顾]
1. 以前,我们用定义来判断函数的单调性.
已知函数)(x f ,对于任意的两个数D x x ∈21,(D 为函数)(x f 定义域内的某个区间),若当21x x <时,有 ,那么函数)(x f 就是区间D 上的增函数,D 是 ;若当21x x <时,有 ,那么函数)(x f 就是区间D 上的减函数,D 是 . 2.'C = ; =')(α
x ; (s i n )'x = ; (c o s )'x = ;
(ln )'x = ; (log )'a x = ; =')(x
e ; =')(x
a _________
[问题探究一]:函数的导数与函数单调性的关系
1. 阅读教材P 89-90后,你有了哪些新的认识?还有哪些疑惑?
2. 自己再探究一下下列问题
问题:我们知道,曲线()y f x =的切线的斜率就是函数()y f x = 的导数. 通过函数342
+-=x x y 的图像来观察:在区间(2,∞+)内,
图像上每一点处的切线斜率都为 ,也就是)(x f ' 0,此时函数()y f x =的值随x 的增大而 .即0)(>'x f 时,函数()y f x =在区间(2,∞+)内为 函数;在区间(∞-,2)内,图像上每一点处的切线斜率都为 ,也就是)(x f ' 0,此时函数()y f x =的值随x 的增大而 ,即
[新知]:
一般地,设函数()y f x =在某个区间内有导数,若在这个区间内)(x f ' ,那么函数
()y f x =在这个区间内单调递增;若在这个区间内)(x f ' ,那么函()y f x =在这个区间内
单调递减.
[想一想]:判断函数的的单调性,求函数单调区间的步骤应是怎样的?
[试一试]:
例1:判断下列函数的单调性,并求出单调区间.
(1)42)(2+-=x x x f ; (2)3
3)(x x x f -=;
(3)x e x f x
-=)( (4)2
()2ln f x x x =-
[问题探究二]:如果)(x f 在某个区间内恒有()0f x '=,那么函数()f x 有什么特性?
[练一练]:
1. 已知导函数的下列信息,试画出函数()f x 图象的大致形状.
当14x <<时,()0f x '>; 当4x >,或1x <时,()0f x '<; 当4x =,或1x =时,()0f x '=.
2. 函数()y f x =的图象如图所示,试画出导函数()f x '图象的大致形状.
3. 求证:函数32()267f x x x =-+在(0,2)内是减函数.
[学习小结]:1. 用导数求函数单调区间的步骤;2. 函数图像的增减与导数图像的关系
[知识拓展]:导数绝对值的大小与函数图象变化的关系(阅读教材P 93)
[作业]:1.形成性练习P 50-51练习26 导数与函数的单调性 2. 学探诊 测试十四
[巩固练习]:
1. 函数)(x f 的定义域为开区间3
(,3)2
-,导函数)(x f '在 区间3
(,3)2
-
内的图象如图所示,则函数)(x f 的单调增 区间是___________单调增区间是_
2. 若函数2
()f x x bx c =++的图象的顶点在第四象限,则其导函数'()f x 的图象是( )
3. 设)(x f '是函数)(x f 的导函数,)(x f y '=的图象如右图所示,则
)(x f y =的图象最有可能的是( )
4. 如右图所示是某一容器的三视图,现向容器中匀速注水,容器中水 面的高度h 随时间t 变化的可能图象是( )
(A)
(B)
(C) (D)
5. 若函数)(x f y =的图象如右图,那么导函数()y f x '=的图象可能是( )
6. 设)('x f 是函数)(x f 的导函数,将)(x f y =和)('x f y =的图像画在同一个直角坐标系中,不可能正确的是( )
)(x f y '=
O 1 2 x
y x
y
y O
1 2 y O
1 2 x
O 1
2
x
D
O
1 2 x
y
O t
h
h t O h t O O t h
正视图
侧视图
俯视图
A .
B .
C .
D .
7. 已知函数()x f y =的图象是下列四个图像之一,且其导函数()x f y '
=的图象如右图所示,则该函数
的图象是( )
8. 求函数3
2
()15336f x x x x =--+的单调区间. [提高篇]
1. 函数()x ax x f -=3在R 上为减函数,求a 的取值范围
2. 函数()523-+-=x x ax x f 在()+∞∞-,上单调递增,则实数a 的取值范围.
3. (2008北京) 已知函数3
2
()3(0),()()2f x x ax bx c b g x f x =+++≠=-且是奇函数.
(Ⅰ)求c a ,的值;(Ⅱ)求函数()x f 的单调区间.
4. (2011北京) 已知函数()()x
f x x k e =-.(Ⅰ)求()f x 的单调区间 (高考说明样题)
二、函数的极值与导数 [知识回顾]:
1. 设函数)(x f y =在某个区间内有导数,如果在这个区间内0y '>,那么函数)(x f y = 在这个区间内为 函数;如果在这个区间内0y '<,那么函数)(x f y =为这个区间内的 函数.
2. 用导数求函数单调区间的步骤:
① ② ③ ④
[问题探究]:阅读教材P 93-94
1. 如下图,函数()y f x =在j i h g f e d c ,,,,,,,等点的函数值与这些点附近的函数值有什么关系?)(x f 在这些点的导数值是多少?在这些点附近,()y f x =的导数的符号有什么规律?
[新知]:
A
D
C B
如上图,我们把点j h f d ,,,这样的点叫做函数()y f x =的 点,)(),(h f d f 等叫做函数()y f x =的 ;点i g e c ,,,这样的点叫做函数()y f x =的 点,)(),(e f c f 等叫做函数()y f x =的 .
极大值点、极小值点统称为极值点,极大值、极小值统称为极值.
极值反映了函数在某一点附近的 ,刻画的是函数的 . [想一想1]:
1. 函数的极值 (填是,不是)唯一的.
2. 一个函数的极大值是否一定大于极小值.
3. 函数的极值点一定出现在区间的 (内,外)部,区间的端点 (能,不能)成为极值点.
[想一想2]:
1. 导数为0的点是否一定是极值点. 比如:函数3
()f x x =在x=0处的导数为 ,但它 (是或不是)极值点.即:导数为0是点为极值点的 条件.
2.求函数极值的步骤: [想一想3]:下图是导函数()y f x '=的图象,试找出函数()y f x =的极值点,并指出哪些是极大值点,哪些是极小值点.
例1. 函数()x f 的定义域为开区间()b a ,,导函数()x f '在()b a ,内的图象
如图所示,则函数()x f 在开区间()b a ,内有极小值点( )
A.1个
B.2个
C.3个
D.4个 [试一试]: 例2.求函数31
443y x x =-+的极值.
变式1:已知函数32()f x ax bx cx =++在点0x 处取得极大值5,其导函数()y f x '=的图象经过点(1,0),
(2,0),如图所示,求 (1)0x 的值 ; (2) a ,b ,c 的值.
[练一练]:
练1. 判断下列函数有无极值点,如果有请求出极值.
(1)3()27f x x x =-; (2)3()612f x x x =+-;
(3)321
()353
f x x x x =-+-; (4)2()x f x x e =?;
(5)2
()ln f x x x =-+; (6)2()1x f x x =+
x
练2.(1)已知函数3
2
()f x ax bx =+,当1x =时,有极大值3.(Ⅰ)求,a b 的值;(Ⅱ)求函数()f x 的极小值.
(2)已知3
2
()f x x ax bx c =+++在1x =与2
3
x =-时都取得极值 (Ⅰ)求,a b 的值; (Ⅱ)若3
(1)2
f -=,求()f x 的单调区间和极值.
[提高篇]:
1.(2009北京) 设函数3
()3(0)f x x ax b a =-+≠.(Ⅰ)若曲线()y f x =在点(2,(2))f 处与 直线8y =相切,求,a b 的值;(Ⅱ)求函数()f x 的单调区间与极值点.
2. (2010北京) 设定函数())0(3
2
3>+++=a d cx bx x a x f ,且方程()09'=-x x f 的两个根分别
为1,4.(Ⅰ)当3=a 且曲线()y f x =过原点时,求()f x 的解析式;(Ⅱ)若()f x 在(,)-∞+∞无
极值点,求a 的取值范围.
3.(2010海淀末)函数2()1x a f x x +=+()a R ∈ . (Ⅰ)若()f x 在点(1,(1))f 处的切线斜率为1
2
,求
实数a 的值;(Ⅱ)若()f x 在1x =处取得极值,求函数()f x 的单调区间.
4. 已知函数()1)x
f x ax e =+(.(Ⅰ)若()f x 在2x =处取得极值,求实数a 的值;(Ⅱ)求
函数()f x 的单调区间及极值.
[学习小结]:
1. 求可导函数f (x )的极值的步骤;
2. 由导函数图象画出原函数图象;由原函数图象画导函数图象.
[作业]:1.形成性练习P 52-53练习27 导数与函数的极值 2. 学探诊 测试十五 三、函数的最大(小)值与导数
我们知道,极值反映的是函数在某一点附近的局部性质,而不是函数在整个定义域内的性质.也就是说,如果0x 是函数()y f x =的极大(小)值点,那么在点0x 附近找不到比()0f x 更大(小)的值.但是,在解决实际问题或研究函数的性质时,我们更关心函数在某个区间上,哪个至最大,哪个
值最小.如果0x 是函数的最大(小)值,那么()0f x 不小(大)于函数()y f x =在相应区间上的所有函数值. [知识回顾]:
1. 若0x 满足0)(0='x f ,且在0x 的两侧)(x f 的导数异号,则0x 是)(x f 的极值点,)(0x f 是极值,并且如果)(x f '在0x 两侧满足“左正右负”,则0x 是)(x f 的 点,)(0x f 是极 值;如果)(x f '在0x 两侧满足“左负右正”,则0x 是)(x f 的 点,)(0x f 是极 值
[问题探究]:函数的最大(小)值(阅读教材P 96-97)
观察以下函数)(x f 在区间[]b a ,的图象,你能找出它的极大(小)值吗?最大值,最小值呢?
图1中,在闭区间[]b a ,上的最大值是 ,最小值是 ;
图2中,在闭区间[]b a ,上的极大值是 ,极小值是 ;最大值是 ,最小值是 . [新知]: 一般地,在闭区间[]b a ,上连续的函数)(x f 在[]b a ,上必有最大值与最小值.
[想一想1]:
上图的极大值点 ,为极小值点为 ;最大值为 ,最小值为 . [想一想2]:
1. 函数的最值是 得出的; 函数的极值是 得出的.
2. 函数)(x f 在闭区间[]b a ,上连续,是)(x f 在闭区间[]b a ,上有最大值与最小值的 条件(选填)
3. 函数在其定义区间上的最大值、最小值最多 个,而函数的极值可能 . [想一想3]: 2. 求函数极值的步骤
[试一试]:
例1 求函数31
()443
f x x x =-+在[0,3]上的最大值与最小值.
[练一练]:
1.下列说法正确的是( )
A. 函数的极大值就是函数的最大值
B. 函数的极小值就是函数的最小值
C. 函数的最值一定是极值
D. 在闭区间上的连续函数一定存在最值 2.函数)(x f y =在区间[a ,b ]上的最大值是M ,最小值是m ,若M = m ,则)(x f '( )
A. 等于0
B. 大于0
C. 小于0
D. 以上都有可能
3. 求下列函数在指定区间内的最值 ①()[]
312,3,3f x x x x =-∈-
②()3
1612,,13f x x x x ??=-+∈-??
??
图1
图2
4. 已知函数2
()ln (1)2
ax f x x a x =+-+,a ∈R ,且0a ≥.(Ⅰ)若(2)1f '=,求a 的值;(Ⅱ)当0a =时,求函数()f x 的最大值;
5. 已知函数c ax ax x f +-=2
3
6)(在[]2,1-上的最大值为3,最小值为29-,求c a ,的值.
[提高篇]:
1.(2012朝阳期末统练18)设函数2
()ln 2,R 2
ax f x a x x a =+-∈.(Ⅰ)当1a =时,试求函
数()f x 在区间[1,e]上的最大值; (Ⅱ)当0a ≥时,试求函数()f x 的单调区间.
2. (2011北京)已知函数()()x
f x x k e =-.(高考说明样题)
(Ⅰ)求()f x 的单调区间; (Ⅱ)求()f x 在区间[0,1]上的最小值.
3.(2012北京文)已知函数()()012
>+=a ax x f ,()bx x x g +=3
.
(Ⅰ)若曲线()x f y =与曲线()x g y =在它们的交点()c ,1处具有公共切线,求b a ,的值; (Ⅱ)当9,3-==b a 时,若函数()()x g x f +在区间[]2,k 上的最大值为28,求k 得取值范围.
4.(2010崇文二模文18)已知函数3
2
()f x x ax bx c =+++在1x =-与2x =处都取得极
值.(Ⅰ)求,a b 的值及函数()f x 的单调区间;(Ⅱ)若对[2,3]x ∈-,不等式2
3()2f x c c
+<
恒成立,求c 的取值范围.
5. (东城二模)已知函数()ln a
f x x x
=+
(0)a >.(Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)如果00(,)P x y 是曲线()y f x =上的点,且(0,3)x ∈,若以 00(,)P x y 为切点的切线的斜率1
2
k ≤恒成立,求实数a 的最小
值.
[学习小结]:
[作业]:1. 形成性练习P 54-55 练习28 导数与函数的最值
2. 学探诊 测试十六
[课后思考]:1. 本节知识内容有哪些?你学会了什么?2. 你还有哪些困惑?快快去解决.
导数综合练习
1. 已知函数)(x f y =在1=x 处的导数为1,则=-+→x
f x f x )
1()1(lim 0
.
2. 若3)(0-='x f ,则=--+→h
h x f h x f x )
3()(lim
000
.
3. 如图,函数)(x f y =的图像在点P 处的切线方程是5+-=x y ,
则='+)3()3(f f .
4. 垂直于直线0162=+-y x 并与曲线532
3-+=x x y 相切的直线方程是 . 5. 过原点作曲线x
e y =的切线,则切点的坐标为 ,切线方程为 .
6. 过点()0,2与曲线x
y 1
=相切的直线方程是 . 7. 直线m x e
y +=
1
是曲线x e y =的一条切线,则实数m 的值是 . 8. 函数)1()(f e x f x
'+=,则曲线在1=x 处的切线方程是 .
9. 函数x x y sin 2+=的单调增区间为 .
10. 已知函数1)(2
3--+-=x ax x x f 在()+∞∞-,上是单调函数,则实数a 的取值范围
是 .
11. 若()0)(2
3>+++=a d cx bx ax x f 在R 上是增函数,则c b a ,,的关系式是 .
12. 设函数)(x f y =在定义域内可导,)(x f y =
'
A B
C D 13. 函数)(x f y =的图像过原点且它的导函数)(x f y '=的
图像是如图所示的一条直线,则)(x f y =的图像不经过第 象限. 14. 已知函数)(x f 的定义域为R ,且1)2(=-f ,1)3(=f .
)(x f '是)(x f 的导函数,其图像如图所示. 则不等式 1)6(2>-x f 的解集为( ).
A.)2,3()3,2(--
B.)2,2(-
C. )3,2(
D. ),2()2,(+∞--∞
15. 若函数2
)()(c x x x f -=在2=x 处有极大值,则常数c 的值为 .
16. 函数2
23)(a bx ax x x f +++=在1=x 是有极值10,那么b a ,的值分别是 .
17. 方程010962
3=-+-x x x 的实数根的个数是 个.
18. 下列区间中,2
x y =存在最大值的区间是( )
A. ),(+∞-∞
B. (]2,1-
C. [)2,1-
D. ()2,1-
19. 函数344+-=x x y 在区间[]3,2-上的最小值是 . 20. 设522
1)(2
3
+--
=x x x x f ,当[]2,1-∈x 时,m x f <)(恒成立,则实数m 的取值范围是 .
21. 关于x 的不等式kx x ≤ln 恒成立,则实数k 的取值范围是 .
22. 函数)(x f 的定义域是[]5,1-,部分对应值如表. )(x f 的导函数'的图像如图所示
下列关于)(x f 的命题:
(1)函数)(x f 的值域是[]2,1; (2)函数)(x f 在[]2,0上是减函数;
(3)若[]t x ,1-∈时,)(x f 的最大值是2,那么4=t ; (4)当21<其中正确命题的序号是 .
23. 若函数1
4)(2+=x x
x f 在区间)12,(+m m 上是单调递增函数,求实数m 的取值范围.
24. 设函数()R a x x a ax x f ∈--+
=6)12(2
3
)(23
(1)当1=a 时,求曲线)(x f y =在点))1(,1(--f 处的切线方程;
(2)当3
1
=a 时,求)(x f y =的极大值和极小值;(3)若函数)(x f y =在区间)3,(--∞上是增函数,求实数a 的取值范围.
25. 已知函数593)(3
+-=x x x f . (1)求函数)(x f 的单调增区间;(2)若方程0)(=-a x f 有
三个实数根,求实数a 的取值范围.
26. 已知函数c bx ax x x f +++=2
3)(在3
2
-
=x 与1=x 时都取得极值.(1)求b a ,的值与函数)(x f 的单调区间;(2)若对[]2,1-∈x ,不等式2
)(c x f <恒成立,求c 的取值范围.
27. 设函数x e x f x -=)(.(1)求函数)(x f 的单调区间;(2)证明:当R x ∈时,1+≥x e x
.
28. 已知函数x x x f ln 2
1)(2
+=
.(1)求函数)(x f 在区间[]e ,1-上的最大、最小值. (2)求证:在区间()+∞,1上,函数)(x f 的图象在函数3
3
2)(x x g =的图像下方.
29. 已知函数()R a x a ax x x f ∈-+=2
2ln )(.(1)求函数)(x f 的单调区间;
(2)若()+∞∈?,00x ,使得1)(0≥x f ,求实数a 的取值范围.
浙江人教A版数学高二选修2-2学案第一章导数及其应用1.3.1
1.3.1函数的单调性与导数 学习目标 1.理解导数与函数的单调性的关系.2.掌握利用导数判断函数单调性的方法.3.能利用导数求不超过三次多项式函数的单调区间. 知识点一函数的单调性与导函数正负的关系 思考1观察高台跳水运动员的高度h随时间t变化的函数h(t)=-4.9t2+6.5t+10的图象及h′(t)=-9.8t+6.5的图象,思考运动员从起跳到最高点,从最高点到入水的运动状态有什么区别. 答案从起跳到最高点,h随t的增加而增加,h(t)是增函数,h′(t)>0;从最高点到入水,h(t)是减函数,h′(t)<0. 思考2观察图中函数f(x),填写下表. 导数值切线的斜率倾斜角曲线的变化趋势函数的单调性 >0>0锐角上升递增 <0<0钝角下降递减
梳理一般地,设函数y=f(x),在区间(a,b)上, (1)如果f′(x)>0,则f(x)在该区间上单调递增; (2)如果f′(x)<0,则f(x)在该区间上单调递减. 知识点二函数图象的变化趋势与导数值大小的关系 思考观察下图,填写下表. 注:表的最右一列填“平缓”或“陡峭”,函数值变化一栏中填快或慢. 区间导数的绝对值函数值变化函数图象 (-∞,a)较小较慢比较“平缓” (a,0)较大较快比较“陡峭” (0,b)较大较快比较“陡峭” (b,+∞)较小较慢比较“平缓” 梳理一般地,设函数y=f(x),在区间(a,b)上: 导数的绝对值函数值变化函数的图象 越大快比较“陡峭”(向上或向下) 越小慢比较“平缓”(向上或向下) 类型一导数与单调性的关系 命题角度1根据原函数图象确定导函数图象 例1已知函数y=f(x)的图象如图所示,则函数y=f′(x)的图象可能是图中的()
导数练习题 含答案
导数练习题 班 级 姓名 一、选择题 1.当自变量从x 0变到x 1时函数值的增量与相应自变量的增量之比是函数( ) A .在区间[x 0,x 1]上的平均变化率 B .在x 0处的变化率 C .在x 1处的变化量 D .在区间[x 0,x 1]上的导数 2.已知函数y =f (x )=x 2 +1,则在x =2,Δx =0.1时,Δy 的值为( ) A .0.40 B .0.41 C .0.43 D .0.44 3.函数f (x )=2x 2-1在区间(1,1+Δx )上的平均变化率Δy Δx 等于( ) A .4 B .4+2Δx C .4+2(Δx )2 D .4x 4.如果质点M 按照规律s =3t 2 运动,则在t =3时的瞬时速度为( ) A . 6 B .18 C .54 D .81 5.已知f (x )=-x 2+10,则f (x )在x =32处的瞬时变化率是( ) A .3 B .-3 C . 2 D .-2 6.设f ′(x 0)=0,则曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线( ) A .不存在 B .与x 轴平行或重合 C .与x 轴垂直 D .与x 轴相交但不垂直 7.曲线y =-1 x 在点(1,-1)处的切线方程 为( ) A .y =x -2 B .y =x C .y =x + 2 D .y =-x -2 8.已知曲线y =2x 2上一点A (2,8),则A 处的切线斜率为( ) A .4 B .16 C .8 D .2 9.下列点中,在曲线y =x 2上,且在该点 处的切线倾斜角为π 4的是( ) A .(0,0) B .(2,4) C .(14,1 16) D .(12,1 4) 10.若曲线y =x 2+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 11.已知f (x )=x 2,则f ′(3)=( ) A .0 B .2x C . 6 D .9 12.已知函数f (x )=1 x ,则f ′(-3)=( ) A . 4 B.1 9 C .-14 D .-1 9 13.函数y =x 2 x +3 的导数是( )
导数学案(有答案)
3.1.1平均变化率 课时目标 1.理解并掌握平均变化率的概念.2.会求函数在指定区间上的平均变化率.3.能利用平均变化率解决或说明生活中的实际问题. 1.函数f(x)在区间[x1,x2]上的平均变化率为____________.习惯上用Δx表示________,即__________,可把Δx看作是相对于x1的一个“__________”,可用__________代替x2;类似地,Δy=__________,因此,函数f(x)的平均变化率可以表示为________. 2.函数y=f(x)的平均变化率Δy Δx= f(x2)-f(x1) x2-x1 的几何意义是:表示连接函数y=f(x)图象 上两点(x1,f(x1))、(x2,f(x2))的割线的________. 一、填空题 1.当自变量从x0变到x1时,函数值的增量与相应自变量的增量之比是函数________.(填序号) ①在[x0,x1]上的平均变化率; ②在x0处的变化率; ③在x1处的变化率; ④以上都不对. 2.设函数y=f(x),当自变量x由x0改变到x0+Δx时,函数的增量Δy=______________. 3.已知函数f(x)=2x2-1的图象上一点(1,1)及邻近一点(1+Δx,f(1+Δx)),则Δy Δx= ________. 4.某物体做运动规律是s=s(t),则该物体在t到t+Δt这段时间内的平均速度是______________. 5.如图,函数y=f(x)在A,B两点间的平均变化率是________. 6.已知函数y=f(x)=x2+1,在x=2,Δx=0.1时,Δy的值为________. 7.过曲线y=2x上两点(0,1),(1,2)的割线的斜率为______. 8.若一质点M按规律s(t)=8+t2运动,则该质点在一小段时间[2,2.1]内相应的平均速度是________. 二、解答题 9.已知函数f(x)=x2-2x,分别计算函数在区间[-3,-1],[2,4]上的平均变化率.10.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.
高中数学导数之变化率问题
冷世平之教案设计【高二下】 选修2-2第一章导数及其应用第1课时 1 课题:§1.1.1变化率及导数的概念 三维目标: 1、 知识与技能 ⑴理解平均变化率的概念; ⑵了解瞬时速度、瞬时变化率的概念; ⑶理解导数的概念,知道瞬时变化率就是导数,体会导数的思想及其内涵; ⑷会求函数在某点的导数或瞬时变化率; ⑸理解导数的几何意义。 2、过程与方法 ⑴通过大量的实例的分析,经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,了解导数概念的实际背景,知道瞬时变化率就是导数; ⑵通过动手计算培养学生观察、分析、比较和归纳能力; ⑶通过问题的探究体会逼近、类比、以已知探求未知、从特殊到一般的数学思想方法。 3、情态与价值观 ⑴通过学生的积极参与、学习变化率与导数的知识,培养学生思维的科学性、严密性,不断认识数形结合和等价转化的数学思想; ⑵通过运动的观点体会导数的内涵,使学生掌握导数的概念,从而激发学生学习数学的兴趣; ⑶通过对变化率与导数的学习,不断培养自主学习、合作交流、善于反思、勤于总结的科学态度和锲而不舍的钻研精神,提高参与意识和合作精神 教学重点:瞬时速度、瞬时变化率的概念及导数概念的形成,导数及几何意义的理解。 教学难点:在平均变化率的基础上去探求瞬时变化率,导数及几何意义的理解。 教学过程: 一、引入课题: 为了描述现实世界中运动、过程等变化的现象,在数学中引入了函数,随着对函数的研究,产生了微积分,微积分的创立以自然科学中四类问题的处理直接相关: 一、已知物体运动的路程作为时间的函数,求物体在任意时刻的速度与加速度等; 二、求曲线的切线; 三、求已知函数的最大值与最小值; 四、求长度、面积、体积和重心等。 导数是微积分的核心概念之一它是研究函数增减、变化快慢、最大(小)值等问题最一般、最有效的工具。导数研究的问题即变化率问题:研究某个变量相对于另一个变量变化的快慢程度。 二、讲解新课: 【探究1】气球膨胀率 同学们,相信大家都玩过气球吧,我们回忆一下吹气球的过程,可以发现,随着气球内气体的容量的增加,气球的半径增加的越来越慢, 从数学角度,如何描述这种现象呢? 气球的体积V (单位:L )与半径r (单位:dm )之间的函数关系是34 ()3 V r r π=,如果将半径r 表示为体积V 的函数, 那么()r V 。 【分析】⑴当V 从0增加到1时,气球半径增加了(1)(0)0.62()r r dm -≈,气球的平均膨胀率为(1)(0)0.62(/)10 r r dm L -≈-;⑵当V 从1增加到2时,气球半径增加了(2)(1)0.16()r r dm -≈,气球的平均膨胀率为(2)(1)0.16(/)21 r r dm L -≈-。可以看出,随着气球体积逐渐增大,它的平均膨胀率逐渐变小了。 【思考】当空气容量从1V 增加到2V 时,气球的平均膨胀率是多少? 【答案】2121 ()()r V r V V V -- 【探究2】高台跳水
浙江人教A版数学高二选修2-2学案第一章导数及其应用疑难规律方法
1 变化率与导数 1.变化率 函数的平均变化率为 Δy Δx =f (x 1)-f (x 0)x 1-x 0 =f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx ,它是用来刻画函数值在区间[x 0,x 1]上变化快慢的量.式中Δx ,Δy 的值可正、可负,当函数f (x )为常数函数时,Δy 的值为0,但Δx 不能为0.当Δx 趋于0时,平均变化率就趋于函数在x 0点处的瞬时变化率. 例1 甲、乙两人走过的路程s 1(t ),s 2(t )与时间t 的关系如图所示,试比较两人在时间段[0,t 0]内的平均速度的大小? 解 比较在相同的时间段[0,t 0]内,两人速度的平均变化率的大小便知结果. 在t 0处,s 1(t 0)=s 2(t 0),s 1(0)>s 2(0), 所以s 1(t 0)-s 1(0)t 0最新3.1-3.2导数学案汇总
3.1-3.2导数学案
第三章导数及其应用 3.1导数(刘骏宇) 第1课时平均变化率、瞬时速度与导数 学习要求 1.了解函数的平均变化率的概念 2.会求函数的平均变化率 3.知道函数的瞬时速度的概念 4.理解导数的概念,能利用导数的定义求导数 自学评价 1、已知函数?Skip Record If...?在点?Skip Record If...?及其附近 有定义,令?Skip Record If...?_______, ?Skip Record If...?,则当?Skip Record If...?时,比值______=?Skip Record If...?,称作自变量在?Skip Record If...?附近的平均变化率. 2、一般地,如果物体的运动规律是?Skip Record If...?,那么物体在 时刻t的瞬时速度v,就是物体在t到?Skip Record If...?这段时 间内,当?Skip Record If...?时__________,即 v=______=________ 3、设函数?Skip Record If...?在?Skip Record If...?附近有定义, 当自变量在?Skip Record If...?处有增量?Skip Record If...? 时,函数?Skip Record If...?相应地有增量?Skip Record If...?=________.如果?Skip Record If...?时,?Skip Record If...?与?Skip Record If...?的比?Skip Record If...?(也叫做 函数的______)有极限(即?Skip Record If...?无限趋近于某个常 数),我们就把这个极限值叫做函数?Skip Record If...?在?Skip Reco rd If...?处的导数,记做______或_______,于是可写作 ______=?Skip Record If...?. 4、如果函数?Skip Record If...?在开区间(a,b)内的每点处都有导 数,此时对于每一个?Skip Record If...?,都对应着一个确定的导 数?Skip Record If...?,从而构成了一个新的函数?Skip Record If...?,称这个函数?Skip Record If...?为函数?Skip Record If...?在开区间(a,b)内的______,简称______. 【精典范例】 例1:(1)求?Skip Record If...?在?Skip Record If...?到?Skip Record If...?之间的平均变化率.
教师课件:2020年高中数学第一章导数及其应用1.2第二课时导数的运算法则学案新人教A版选修2-2
第二课时 导数的运算法则 预习课本P15~18,思考并完成下列问题 (1)导数的四则运算法则是什么?在使用运算法则时的前提条件是什么? (2)复合函数的定义是什么,它的求导法则又是什么? [新知初探] 1.导数的四则运算法则 (1)条件:f (x ),g (x )是可导的. (2)结论:①[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ). ②[f (x )g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x ). ③???? ??f x g x ′=f ′x g x -f x g ′x [g x ](g (x )≠0). [点睛] 应用导数公式的注意事项 (1)两个导数的和差运算只可推广到有限个函数的和差的导数运算. (2)两个函数可导,则它们的和、差、积、商(商的分母不为零)必可导. (3)若两个函数不可导,则它们的和、差、积、商不一定不可导. (4)对于较复杂的函数式,应先进行适当的化简变形,化为较简单的函数式后再求导, 可简化求导过程. 2.复合函数的求导公式 (1)复合函数的定义:①一般形式是y =f (g (x )). ②可分解为y =f (u )与u =g (x ),其中u 称为中间变量. (2)求导法则:复合函数y =f (g (x ))的导数和函数y =f (u ),u =g (x )的导数间的关系为: y x ′=y u ′·u x ′. [小试身手] 1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)f ′(x )=2x ,则f (x )=x 2 .( ) (2)函数f (x )=x e x 的导数是f ′(x )=e x (x +1).( ) (3)函数f (x )=sin(-x )的导数为f ′(x )=cos x .( ) 答案:(1)× (2)√ (3)×
函数与导数练习题(有答案)
函数与导数练习题(高二理科) 1.下列各组函数是同一函数的是 ( ) ①()f x = ()g x =()f x x = 与()g x =; ③0()f x x =与01 ()g x x = ;④2()21f x x x =--与2()21g t t t =--. A 、①② B 、①③ C 、③④ D 、①④ 2.函数2 4 ++= x x y 的定义域为 . 3.若)(x f 是一次函数,14)]([-=x x f f 且,则)(x f = . 4.如果函数2()2(1)2f x x a x =+-+在区间(],4-∞上单调递减,那么实数a 的取值范围是( ) A 、3a -≤ B 、3a -≥ C 、a ≤5 D 、a ≥5 5.下列函数中,在()0,2上为增函数的是( ) A .12 log (1)y x =+ B .2 log y =C .2 1log y x = D .2 log (45)y x x =-+ 6.)(x f y =的图象关于直线1-=x 对称,且当0>x 时,,1 )(x x f =则当2-第一章 1.1 1.1.1 1.1.2 导数的概念(优秀经典导学案课时作业及答案详解)
[A组学业达标] 1.已知函数f(x)=-x2+x,则f(x)从-1到-0.9的改变量为() A.-0.29 B.-2.9 C.0.29 D.2.9 解析:f(-1)=-(-1)2+(-1)=-2. f(-0.9)=-(-0.9)2+(-0.9)=-1.71. 所以函数值的改变量为 f(-0.9)-f(-1)=-1.71-(-2)=0.29.故选C. 答案:C 2.将半径为R的球加热,若球的半径增量为ΔR,则球的表面积增量ΔS等于() A.8πRΔR B.8πRΔR+4π(ΔR)2 C.4πRΔR+4π(ΔR)2D.4π(ΔR)2 解析:球的表面积S=4πR2,则ΔS=4π(R+ΔR)2-4πR2=8πRΔR+4π(ΔR)2,故选B. 答案:B 3.一质点的运动方程为s=3-5t2,则在时间[1,1+Δt]内相应的平均速度为() A.-2-Δt B.2+Δt C.-10-5Δt D.10+5Δt 解析:v=3-5(1+Δt)2-(3-5×12) Δt =-10-5Δt,故选C. 答案:C 4.给定函数f(x),则lim Δx→0f(x0-Δx)-f(x0) Δx等于() A.f′(x0) B.f′(-x0) C.-f′(x0) D.-f′(-x0) 解析:lim Δx→0f(x0-Δx)-f(x0) Δx =-lim Δx→0 f(x0-Δx)-f(x0) (x0-Δx)-x0 =-lim -Δx→0 f(x0-Δx)-f(x0) -Δx = -f′(x0),故选C.
答案:C 5.若f(x)=x3,f′(x0)=3,则x0的值是() A.1 B.-1 C.±1 D.3 3 解析:因为Δy=f(x0+Δx)-f(x0)=(x0+Δx)3-x30=3x20Δx+3x0(Δx2)+(Δx)3, 所以Δy Δx =3x20+3x0Δx+(Δx)2, 所以f′(x0)=lim Δx→0 [3x20+3x0Δx+(Δx)2]=3x20, 由f′(x0)=3得3x20=3,所以x0=±1,故选C. 答案:C 6.甲、乙两人的运动路程与时间的函数关系分别为s=s1(t),s=s2(t),图象如图,则在时间段[0,t0]内甲的平均速度________乙的平均速度(填“大于”“小于”或“等于”). 解析:由图象知s1(t0)=s2(t0),s1(0)>s2(0), 所以 s1(t0)-s1(0) t0 < s2(t0)-s2(0) t0 ,即v甲<v乙. 答案:小于 7.一物体的运动方程为s= 3 t,则当t=2时该物体的瞬时速度为________. 解析:瞬时速度即为s对t的导数, 所以v=s′|t=2=lim Δt→0 3 2+Δt -3 2 Δt =lim Δt→0 -3Δt 2(2+Δt)Δt =lim Δt→0 -3 4+2Δt =-3 4. 答案:- 3 4
导数测试卷(带答案)
高二导数部分测试卷 一、选择题(每小题5 分,共12小题,满分60分) 1.曲线3x y =在点)8,2(处的切线方程为( ). A .126-=x y B .1612-=x y C .108+=x y D .322-=x y 2.在曲线2 y x =上的切线的倾斜角为4 π 的点是( ) A .()0,0 B .()2,4 C .11,416?? ??? D .11,24?? ??? 3.已知函数)(x f y =的导函数)(x f y '=的图像如右图,则( ) A .函数)(x f 有1个极大值点,1个极小值点 B .函数)(x f 有2个极大值点,2个极小值点 C .函数)(x f 有3个极大值点,1个极小值点 D .函数)(x f 有1个极大值点,3个极小值点 4. 函数32 (2)y x =+的导数是( ) A .5 2 612x x + B .3 42x + C .332(2)x + D .3 2(2)3x x +? 5.曲线3cos (0)2y x x π =≤≤ 与坐标轴围成的面积是:( ) A.4 B. 5 2 C.3 D.2 6. 直线y x =是曲线ln y a x =+的一条切线,则实数a 的值为 A .1- B .e C .ln 2 D .1 7.若函数3 2 ()1f x x x mx =+++是R 上的单调函数,则实数m 的取值范围是: ( ) A. 1(,)3+∞ B. 1(,)3-∞ C. 1[,)3+∞ D. 1(,]3 -∞ 8. 若函数)1,1(12)(3+--=k k x x x f 在区间上不是单调函数,则实数k 的取值范围( ) A .3113≥≤≤--≤k k k 或或 B .3113<<-<<-k k 或 C .22<<-k D .不存在这样的实数k 9. ()f x 与()g x 是R 定义在上的两个可导函数,若()f x 与()g x 满足()()f x g x ''=, 则()f x 与()g x 满足: ( ) A.()()f x g x = B.()()f x g x -为常数函数 C.()()0f x g x == D.()()f x g x +为常数函数 10、设函数()y f x =在定义域内可导,()y f x =的图象如图1所示,则导函数()y f x '=可能为( ) 11.点P 在曲线3 2 3 y x x =- +上移动,设点P 处切线的倾斜角为α,则角α 的取值范 围是( ) A .0,2π?????? B .30,,24πππ???????????? C .3,4ππ?????? D .3,24ππ?? ??? 12.设函数()m f x x tx =+的导数()21f x x '=+,则数列1(*)()n N f n ?? ∈???? 的前n 项 和为( ). A . n n 1- B .n n 1 + C . 1 +n n D . 1 2 ++n n 二、填空题 13.函数2cos y x x =+在区间[0,]2 π 上的最大值是 14. 已知函数2)(2 3 -=+++=x c bx ax x x f 在处取得极值,并且它的图象与直线 33+-=x y 在点(1,0)处相切,则函数)(x f 的表达式为 __ __. 15.(08北京卷理)如图函数()f x 的图像是折线段, 其中A 、B 、C 的坐标分别是(0,4)、(2,0)、(6,4), 则((0))f f =________; (1)(1li ) m x x f x f ?→?-?+=______(用数字作答). A B C D
变化率和导数(三个课时教案)
第一章导数及其应用 第一课时:变化率问题 教学目标: 1.理解平均变化率的概念; 2.了解平均变化率的几何意义; 3.会求函数在某点处附近的平均变化率 教学重点:平均变化率的概念、函数在某点处附近的平均变化率; 教学难点:平均变化率的概念. 教学过程: 一.创设情景 为了描述现实世界中运动、过程等变化着的现象,在数学中引入了函数,随着对函数的研究,产生了微积分,微积分的创立以自然科学中四类问题的处理直接相关:一、已知物体运动的路程作为时间的函数,求物体在任意时刻的速度与加速度等; 二、求曲线的切线; 三、求已知函数的最大值与最小值; 四、求长度、面积、体积和重心等。 导数是微积分的核心概念之一它是研究函数增减、变化快慢、最大(小)值等问题最一般、最有效的工具。导数研究的问题即变化率问题:研究某个变量相对于另一个变量变化的快慢程度.
二.新课讲授 (一)问题提出 问题1 气球膨胀率 我们都吹过气球回忆一下吹气球的过程,可以发现,随着气球内空气容量的增加,气球的半径增加越来越慢.从数学角度,如何描述这种现象呢? ? 气球的体积V (单位:L )与半径r (单位:dm )之间的函数关系是33 4)(r r V π= ? 如果将半径r 表示为体积V 的函数,那么343)(π V V r = 分析: 3 43)(π V V r =, ⑴当V 从0增加到1时,气球半径增加了 )(62.0)0()1(dm r r ≈- 气球的平均膨胀率为 )/(62.00 1) 0()1(L dm r r ≈-- ⑵当V 从1增加到2时,气球半径增加了 )(16.0)1()2(dm r r ≈- 气球的平均膨胀率为)/(16.01 2)1()2(L dm r r ≈-- 可以看出,随着气球体积逐渐增大,它的平均膨胀率逐渐变小了. 思考:当空气容量从V 1增加到V 2时,气球的平均膨胀率是多少? 1 212) ()(V V V r V r --
高中数学第一章导数及其应用1.3.2极大值与极小值学案苏教版选修2
1.3.2 极大值与极小值 数的极大、极小值. 1.极值 (1)观察下图中的函数图象,发现函数图象在点P 处从左侧到右侧由“上升”变为“下降”(函数由单调________变为单调________),这时在点P 附近,点P 的位置最高,亦即f (x 1)比它附近点的函数值都要大,我们称f (x 1)为函数f (x )的一个________. (2)类似地,上图中f (x 2)为函数的一个________. (3)函数的极大值、极小值统称为函数的______. 预习交流1 做一做:函数y =-|x |有极______值______. 2.极值点与导数的关系 观察上面的函数的图象,发现: (1) (2) 预习交流做一做:函数f (x )=3x -x 3的极大值为________,极小值为________. 预习交流3 议一议:(1)导数为0的点一定是函数的极值点吗? (2)函数在极值点处的导数一定等于0吗? (3)一个函数在一个区间的端点处可以取得极值吗? (4)一个函数在给定的区间上是否一定有极值?若有极值,是否可以有多个?极大值一定比极小值大吗?
预习导引 1.(1)递增递减极大值(2)极小值(3)极值 预习交流1:提示:大0 2.(1)>0 =0 <0 (2)<0 =0 >0 预习交流2:提示:f′(x)=3-3x2,令f′(x)=0得x=±1,由极值的定义可得函数的极大值为f(1)=2,极小值为f(-1)=-2. 预习交流3:提示:(1)不一定,例如对于函数f(x)=x3,虽有f′(0)=0,但x=0并不是f(x)=x3的极值点,要使导数为0的点成为极值点,还必须满足其他条件. (2)不一定,例如函数f(x)=|x-1|,它在x=1处取得极小值,但它在x=1处不可导,就更谈不上导数等于0了. (3)不可以,函数在一个区间的端点处一定不可能取得极值,因为不符合极值点的定义. (4)在一个给定的区间上,函数可能有若干个极值点,也可能不存在极值点;函数可以只有极大值,没有极小值,或者只有极小值没有极大值,也可能既有极大值,又有极小值.极大值不一定比极小值大,极小值也不一定比极大值小. 一、求函数的极值 求下列函数的极值: (1)f(x)=x3-12x;(2)f(x)=2x x2+1 -2. 思路分析:首先从方程f′(x)=0入手,求出在函数f(x)的定义域内所有可能的极值点,然后按照函数极值的定义判断这些点是否为极值点. 1.函数y=1+3x-x3有极大值__________,极小值__________. 2.求函数f(x)=x3-3x2-9x+5的极值. 利用导数求函数极值的步骤: (1)求导数f′(x); (2)求方程f′(x)=0的所有实数根; (3)考察在每个根x0附近,从左到右导函数f′(x)的符号如何变化: ①如果f′(x)的符号由正变负,则f(x0)是极大值; ②如果由负变正,则f(x0)是极小值; ③如果在f′(x)=0的根x=x0的左右侧f′(x)的符号不变,则不是极值点. 二、已知函数的极值求参数范围
导数练习题含答案
导数概念及其几何意义、导数的运算 一、选择题: 1 已知32 ()32f x ax x =++,若(1)4f '-=,则a 的值等于 A 193 B 103 C 16 3 D 133 2 已知直线1y kx =+与曲线3 y x ax b =++切于点(1,3),则b 的值为 A 3 B -3 C 5 D -5 3 函数2y x a a = +2 ()(x-)的导数为 A 222()x a - B 223()x a + C 223()x a - D 22 2()x a + 4 曲线313y x x =+在点4 (1,)3 处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为 A 1 9 B 29 C 13 D 2 3 5 已知二次函数2 y ax bx c =++的导数为(),(0)0f x f ''>,对于任意实数x ,有()0f x ≥,则(1) (0) f f '的最小值为 A 3 B 52 C 2 D 32 6 已知函数()f x 在1x =处的导数为3,则()f x 的解析式可能为 A 2()(1)3(1)f x x x =-+- B ()2(1)f x x =- C 2()2(1)f x x =- D ()1f x x =- 7 下列求导数运算正确的是 A 211()1x x x '+=+ B 21 (log )ln 2 x x '= C 3(3)3log x x e '=? D 2 (cos )2sin x x x x '=- 8 曲线32 153 y x x =-+在1x =处的切线的倾斜角为 A 6 π B 34π C 4π D 3 π 9 曲线3 2 31y x x =-+在点(1,1)-处的切线方程为 A 34y x =- B 32y x =-+ C 43y x =-+ D 45y x =- 10 设函数sin cos y x x x =+的图像上的点(,)x y 处的切线斜率为k ,若()k g x =,则函数()k g x =的图像大致为
3.1导数导学案
导数的概念及运算 一、预习案 (一)高考解读 能利用给出的基本初等函数的导数公式求简单函数的导数,通过图像直观地理解导数的几何意义,会求在某点和过某点的切线方程。 (二)知识清单 2、求导法则 ①运算 (1)=±' )]()([x g x f 。 (2)=?')]()([x g x f 。 (3)=?? ????' )()(x g x f 。 ②复合函数的导数:设)(x v u =在x 处可导,)(u f y =在点u 处可导, 则复合函数)]([x v f 在点x 处可导,且=)('x f 。 (三)预期效果及存在困惑
二、导学案 (一)完成《新亮剑(红色)》第50页查缺补漏。 (二)高考类型 考点一、导数运算 1、已知函数ax x x x f +=sin )(,且1)2 ('=π f ,则a 的值等于( ) A.0 B.1 C.2 D.4 2、函数)(x f 的定义域是R ,2)0(=f ,对任意1)()(,'>+∈x f x f R x ,则不等式1)(+>?x x e x f e 的解集为 考点二、导数几何意义的应用 3、已知函数454)(23-+-=x x x x f 。 (1)求曲线)(x f 在点))2(,2(f 处的切线方程; (2)求经过点)2,2(-A 的曲线)(x f 的切线方程。 练习: 1(2018课标I )设函数ax x a x x f +-+=23)1()(。若)(x f 为奇函数,则曲线)(x f y =在)0,0(处的切线方程为( ) A. x y 2-= B.x y -= C.x y 2= D.x y =
2.(2017·威海质检)已知函数f (x )=x ln x ,若直线l 过点(0,-1),并且与曲线y =f (x )相切,则直线l 的方程为( ) A.x +y -1=0 B.x -y -1=0 C.x +y +1=0 D.x -y +1=0 课堂总结: 三、巩固案 1.(2016北京节选)设函数bx xe x f x a +=-)(,曲线)(x f y =在))2(,2(f 处的切线方程为4)1(+-=x e y ,求b a ,的值。 2.(2015全国II )设函数)('x f 是奇函数)(x f 的导函数,0)1(=-f ,当 0>x 时,0)()('<-x f x xf ,解不等式0)(>x f 。
浙江人教A版数学高二选修2-2学案第一章导数及其应用1.3.3
1.3.3函数的最大(小)值与导数 学习目标 1.理解函数最值的概念,了解其与函数极值的区别与联系.2.会求某闭区间上函数的最值. 知识点函数的最大(小)值与导数 如图为y=f(x),x∈[a,b]的图象. 思考1观察[a,b]上函数y=f(x)的图象,试找出它的极大值、极小值. 答案极大值为f(x1),f(x3),极小值为f(x2),f(x4). 思考2结合图象判断,函数y=f(x)在区间[a,b]上是否存在最大值,最小值?若存在,分别为多少? 答案存在,f(x)min=f(a),f(x)max=f(x3). 思考3函数y=f(x)在[a,b]上的最大(小)值一定是某极值吗? 答案不一定,也可能是区间端点的函数值. 思考4怎样确定函数f(x)在[a,b]上的最小值和最大值? 答案比较极值与区间端点的函数值,最大的是最大值,最小的是最小值. 梳理(1)函数的最大(小)值的存在性 一般地,如果在区间[a,b]上函数y=f(x)的图象是一条连续不断的曲线,那么它必有最大值和最小值. (2)一般地,求函数y=f(x)在[a,b]上的最大值与最小值的步骤如下: ①求函数y=f(x)在(a,b)内的极值; ②将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值. 类型一求函数的最值 命题角度1不含参数的函数求最值 例1已知函数f(x)=x3-3x,x∈R. (1)求f(x)的单调区间; (2)当x∈[-3,3]时,求f(x)的最大值与最小值.
解 (1)f ′(x )=3x 2-3=3(x +1)(x -1), 当x <-1或x >1时,f ′(x )>0; 当-1导数及其应用学案+作业 (答案)
变化率与导数、导数的计算 1.函数y =f (x )在x =x 0处的导数:f ′(x 0)=lim Δx →0 Δy Δx =lim Δx →0 f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx . 2.函数f (x )在点x 0处的导数f ′(x 0)的几何意义:f ′(x 0)是在曲线y =f (x )上点(x 0,f (x 0))处的切线的斜率.相应地,切线方程为y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0). 二、基本初等函数的导数公式 原函数 导函数 f (x )=c (c 为常数) f ′(x )=0 f (x )=x n (n ∈Q *) f ′(x )=nx n -1 f (x )=sin x f ′(x )=cos_x f (x )=cos x f ′(x )=-sin_x f (x )=a x f ′(x )=a x ln_a f (x )=e x f ′(x )=e x f (x )=lo g a x f ′(x )=1x ln a f (x )=ln x f ′(x )=1x 三、导数的运算法则 1.[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ); 2.[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x ); 3.????f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2 (g (x )≠0). 1.函数求导的原则 对于函数求导,一般要遵循先化简,再求导的基本原则,求导时,不但要重视求导法则的应用,而且要特别注意求导法则对求导的制约作用,在实施化简时,首先必须注意变换的等价性,避免不必要的运算失误. 2.曲线y =f (x )“在点P (x 0,y 0)处的切线”与“过点P (x 0,y 0)的切线”的区别与联系 (1)曲线y =f (x )在点P (x 0,y 0)处的切线是指P 为切点,切线斜率为k =f ′(x 0)的切线,是唯一的一条切线. (2)曲线y =f (x )过点P (x 0,y 0)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. 1.用定义法求下列函数的导数. (1)y =x 2; (2)y =4x 2. [自主解答] (1)因为Δy Δx =f (x +Δx )-f (x )Δx =(x +Δx )2-x 2 Δx
2017函数的最值与导数学案.doc
3.3.3 函数的最值与导数 【学习目标】 是多少?最小值是多少? 2.函数的最大值、最小值与函数的极大值和极小值的区别与联系是什么?能列表的应采用列表的方法. 3.利用导数求函数的最大值和最小值的方法是什么? 4.利用导数求函数的最值步骤是什么? 5.不等式恒成立问题,常常转化为求函数的最值,f(x)≥c对x∈R 恒成立,常怎么转化? f(x)≤c对x∈R恒成立,常怎么转化?【自主检测】 1.下列说法正确的是( ) A.函数的极大值就是函数的最大值 B.函数的极小值就是函数的最小值 C.函数的最值一定是极值 D.在闭区间上的连续函数一定存在最值
2.函数y=f(x)在区间[a,b ]上的最大值是M ,最小值是m,若M=m, 则f ′(x) ( ) A.等于0 B.大于0 C.小于0 D.以上都有可能 【典型例题】 例1.(1)求()31443f x x x =-+在[]0,3的最大值与最小值; (2)求函数5224+-=x x y 在区间[]2,2-上的最大值与最小值; (3)求函数x x x y -+=23在闭区间]1,2[-上的最大值与最小值. 例2.已知函数f (x )=x 3+ax 2+bx +c 在x =-23 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 ∈[]12-,,不等式f (x )b,则 ( ) A .2,29a b =-=- B .2,3a b == C .3,2a b == D .2,3a b =-=- 2. 已知f(x)=2x 3-6x 2+m(m 为常数)在[-2,2]上有最大值3,求此函数在[-2,2]上的最小值__________________. 4.求函数5224+-=x x y 在区间[]2,2-上的最大值与最小值,并画出函数的图像.
高中数学-变化率与导数_提高
变化率与导数 【学习目标】 (1)理解平均变化率的概念; (2)了解瞬时速度、瞬时变化率的概念; (3)理解导数的概念,知道瞬时变化率就是导数,体会导数的思想及其内涵; (4)会求函数在某点的导数或瞬时变化率; 【要点梳理】 知识点一:平均变化率问题 1.变化率 事物的变化率是相关的两个量的“增量的比值”。如气球的平均膨胀率是半径的增量与体积增量的比值; 2.平均变化率 一般地,函数f(x)在区间[]21,x x 上的平均变化率为:2121 ()() f x f x x x -- 要点诠释: ① 本质:如果函数的自变量的“增量”为x ?,且21x x x ?=-,相应的函数值的“增量”为 y ?,21()()y f x f x ?=-,则函数()f x 从1x 到2x 的平均变化率为 2121 ()()f x f x y x x x -?=?- ② 函数的平均变化率可正可负,平均变化率近似地刻画了曲线在某一区间上的变化趋势. 即递增或递减幅度的大小。 对于不同的实际问题,平均变化率富于不同的实际意义。如位移运动中,位移S (m )从t 1秒到t 2秒的平均变化率即为t 1秒到t 2秒这段时间的平均速度。 高台跳水运动中平均速度只能粗略地描述物体在某段时间内的运动状态,要想更精确地刻画物体运动,就要研究某个时刻的速度即瞬时速度。 3.如何求函数的平均变化率 求函数的平均变化率通常用“两步”法: ①作差:求出21()()y f x f x ?=-和21x x x ?=- ②作商:对所求得的差作商,即2121 ()()f x f x y x x x -?=?-。 要点诠释: 1. x ?是1x 的一个“增量”,可用1x x +?代替2x ,同样21()()y f x f x ?=-。 2. x V 是一个整体符号,而不是V 与x 相乘。 3. 求函数平均变化率时注意,x y V V ,两者都可正、可负,但x V 的值不能为零,y V 的值可以为零。若