（鲁京津琼专用）2020版高考数学大一轮复习 第三章 导数及其应用 3.1 导数的概念及运算教案（含

1§3.1导数的概念及运算最新考纲1.通过对大量实例的分析，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，体会导数的思想及其内涵.2.通过函数图象直观理解导数的几何意义.3.能根据导数定义求函数y＝c(c为常数)，y＝x，y＝x2，y＝1x的导数.4.能利用基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数．1．导数与导函数的概念(1)一般地，函数y＝f(x)在x＝x0处的瞬时变化率是limΔx→0ΔyΔx＝limΔx→0fx0＋Δx－fx0Δx，我们称它为函数y＝f(x)在x＝x0处的导数，记作f′(x0)或y′|0xx＝，即f′(x0)＝limΔx→0ΔyΔx＝limΔx→0fx0＋Δx－fx0Δx.(2)如果函数y＝f(x)在开区间(a，b)内的每一点处都有导数，其导数值在(a，b)内构成一个新函数，这个函数称为函数y＝f(x)在开区间(a，b)内的导函数．记作f′(x)或y′.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，就是曲线y＝f(x)在点P(x0，f(x0))处的切线的斜率k，即k＝f′(x0)．3．基本初等函数的导数公式基本初等函数导函数f(x)＝c(c为常数)f′(x)＝0f(x)＝xα(α∈Q*)f′(x)＝αxα－1f(x)＝sinxf′(x)＝cosxf(x)＝cosxf′(x)＝－sinxf(x)＝exf′(x)＝exf(x)＝ax(a0，a≠1)f′(x)＝axlnaf(x)＝lnxf′(x)＝1xf(x)＝logax(a0，a≠1)f′(x)＝1xlna24.导数的运算法则若f′(x)，g′(x)存在，则有(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)．概念方法微思考1．根据f′(x)的几何意义思考一下，|f′(x)|增大，曲线f(x)的形状有何变化？提示|f′(x)|越大，曲线f(x)的形状越来越陡峭．2．直线与曲线相切，是不是直线与曲线只有一个公共点？提示不一定．题组一思考辨析1．判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)f′(x0)是函数y＝f(x)在x＝x0附近的平均变化率．(×)(2)f′(x0)＝[f(x0)]′.(×)(3)(2x)′＝x·2x－1.(×)题组二教材改编2．若f(x)＝x·ex，则f′(1)＝.答案2e解析∵f′(x)＝ex＋xex，∴f′(1)＝2e.3．曲线y＝1－2x＋2在点(－1，－1)处的切线方程为．答案2x－y＋1＝0解析∵y′＝2x＋22，∴y′|x＝－1＝2.∴所求切线方程为2x－y＋1＝0.题组三易错自纠4．如图所示为函数y＝f(x)，y＝g(x)的导函数的图象，那么y＝f(x)，y＝g(x)的图象可能是()3答案D解析由y＝f′(x)的图象知，y＝f′(x)在(0，＋∞)上单调递减，说明函数y＝f(x)的切线的斜率在(0，＋∞)上也单调递减，故可排除A，C.又由图象知y＝f′(x)与y＝g′(x)的图象在x＝x0处相交，说明y＝f(x)与y＝g(x)的图象在x＝x0处的切线的斜率相同，故可排除B.故选D.5．若f(x)＝sinxx，则f′π2＝________.答案－4π2解析∵f′(x)＝xcosx－sinxx2，∴f′π2＝－4π2.6．(2017·天津)已知a∈R，设函数f(x)＝ax－lnx的图象在点(1，f(1))处的切线为l，则l在y轴上的截距为．答案1解析∵f′(x)＝a－1x，∴f′(1)＝a－1.又∵f(1)＝a，∴切线l的斜率为a－1，且过点(1，a)，∴切线l的方程为y－a＝(a－1)(x－1)．令x＝0，得y＝1，故l在y轴上的截距为1.题型一导数的计算1．已知f(x)＝sinx21－2cos2x4，则f′(x)＝.答案－12cosx4解析因为y＝sinx2－cosx2＝－12sinx，所以y′＝－12sinx′＝－12(sinx)′＝－12cosx.2．已知y＝cosxex，则y′＝________.答案－sinx＋cosxex解析y′＝cosxex′＝cosx′ex－cosxex′ex2＝－sinx＋cosxex.3．f(x)＝x(2019＋lnx)，若f′(x0)＝2020，则x0＝.答案1解析f′(x)＝2019＋lnx＋x·1x＝2020＋lnx，由f′(x0)＝2020，得2020＋lnx0＝2020，∴x0＝1.4．若f(x)＝x2＋2x·f′(1)，则f′(0)＝.答案－4解析∵f′(x)＝2x＋2f′(1)，∴f′(1)＝2＋2f′(1)，即f′(1)＝－2，∴f′(x)＝2x－4，∴f′(0)＝－4.思维升华1.求导之前，应利用代数、三角恒等式等变形对函数进行化简，然后求导，尽量避免不必要的商的求导法则，这样可以减少运算量，提高运算速度减少差错．2．(1)若函数为根式形式，可先化为分数指数幂，再求导．(2)复合函数求导，应由外到内逐层求导，必要时可进行换元．题型二导数的几何意义命题点1求切线方程例1(1)(2018·湖北百所重点高中联考)已知函数f(x＋1)＝2x＋1x＋1，则曲线y＝f(x)在点(1，5f(1))处切线的斜率为()A．1B．－1C．2D．－2答案A解析由f(x＋1)＝2x＋1x＋1，知f(x)＝2x－1x＝2－1x.∴f′(x)＝1x2，∴f′(1)＝1.由导数的几何意义知，所求切线的斜率k＝1.(2)已知函数f(x)＝xlnx，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．答案x－y－1＝0解析∵点(0，－1)不在曲线f(x)＝xlnx上，∴设切点为(x0，y0)．又∵f′(x)＝1＋lnx，∴直线l的方程为y＋1＝(1＋lnx0)x.∴由y0＝x0lnx0，y0＋1＝1＋lnx0x0，解得x0＝1，y0＝0.∴直线l的方程为y＝x－1，即x－y－1＝0.命题点2求参数的值例2(1)直线y＝kx＋1与曲线y＝x3＋ax＋b相切于点A(1，3)，则2a＋b＝.答案1解析由题意知，y＝x3＋ax＋b的导数为y′＝3x2＋a，则13＋a＋b＝3，3×12＋a＝k，k＋1＝3，由此解得k＝2，a＝－1，b＝3，∴2a＋b＝1.(2)已知f(x)＝lnx，g(x)＝12x2＋mx＋72(m0)，直线l与函数f(x)，g(x)的图象都相切，与f(x)图象的切点为(1，f(1))，则m＝.答案－2解析∵f′(x)＝1x，∴直线l的斜率k＝f′(1)＝1.又f(1)＝0，∴切线l的方程为y＝x－1.g′(x)＝x＋m，设直线l与g(x)的图象的切点为(x0，y0)，6则有x0＋m＝1，y0＝x0－1，y0＝12x20＋mx0＋72，m0，∴m＝－2.命题点3导数与函数图象例3(1)已知函数y＝f(x)的图象是下列四个图象之一，且其导函数y＝f′(x)的图象如图所示，则该函数的图象是()答案B解析由y＝f′(x)的图象是先上升后下降可知，函数y＝f(x)图象的切线的斜率先增大后减小，故选B.(2)已知y＝f(x)是可导函数，如图，直线y＝kx＋2是曲线y＝f(x)在x＝3处的切线，令g(x)＝xf(x)，g′(x)是g(x)的导函数，则g′(3)＝.答案0解析由题图可知曲线y＝f(x)在x＝3处切线的斜率等于－13，∴f′(3)＝－13.∵g(x)＝xf(x)，∴g′(x)＝f(x)＋xf′(x)，∴g′(3)＝f(3)＋3f′(3)，又由题图可知f(3)＝1，∴g′(3)＝1＋3×－13＝0.思维升华导数的几何意义是切点处切线的斜率，应用时主要体现在以下几个方面：(1)已知切点A(x0，f(x0))求斜率k，即求该点处的导数值k＝f′(x0)．7(2)若求过点P(x0，y0)的切线方程，可设切点为(x1，y1)，由y1＝fx1，y0－y1＝f′x1x0－x1求解即可．(3)函数图象在每一点处的切线斜率的变化情况反映函数图象在相应点处的变化情况．跟踪训练(1)(2018·全国Ⅰ)已知f(x)＝x2，则曲线y＝f(x)过点P(－1,0)的切线方程是．答案y＝0或4x＋y＋4＝0解析设切点坐标为(x0，x20)，∵f′(x)＝2x，∴切线方程为y－0＝2x0(x＋1)，∴x20＝2x0(x0＋1)，解得x0＝0或x0＝－2，∴所求切线方程为y＝0或y＝－4(x＋1)，即y＝0或4x＋y＋4＝0.(2)设曲线y＝1＋cosxsinx在点π2，1处的切线与直线x－ay＋1＝0平行，则实数a＝.答案－1解析∵y′＝－1－cosxsin2x，∴y′π2x＝－1.由条件知1a＝－1，∴a＝－1.(3)(2018·开封模拟)函数f(x)＝lnx＋ax的图象存在与直线2x－y＝0平行的切线，则实数a的取值范围是．答案(－∞，2)解析函数f(x)＝lnx＋ax的图象存在与直线2x－y＝0平行的切线，即f′(x)＝2在(0，＋∞)上有解．所以f′(x)＝1x＋a＝2在(0，＋∞)上有解，则a＝2－1x.因为x0，所以2－1x2，所以a的取值范围是(－∞，2)．1．已知函数f(x)＝1xcosx，则f(π)＋f′π2等于()A．－3π2B．－1π2C．－3πD．－1π答案C8解析因为f′(x)＝－1x2cosx＋1x(－sinx)，所以f(π)＋f′π2＝－1π＋2π×(－1)＝－3π.2．(2018·衡水调研)设f(x)＝xlnx，若f′(x0)＝2，则x0的值为()A．e2B．eC.ln22D．ln2答案B解析由f(x)＝xlnx，得f′(x)＝lnx＋1.根据题意知，lnx0＋1＝2，所以lnx0＝1，即x0＝e.3．曲线y＝sinx＋ex在点(0,1)处的切线方程是()A．x－3y＋3＝0B．x－2y＋2＝0C．2x－y＋1＝0D．3x－y＋1＝0答案C解析y′＝cosx＋ex，故切线斜率k＝2，切线方程为y＝2x＋1，即2x－y＋1＝0.4．设函数f(x)在定义域内可导，y＝f(x)的图象如图所示，则导函数f′(x)的图象可能是()答案C解析原函数的单调性是当x0时，f(x)单调递增；当x0时，f(x)的单调性变化依次为增、减、增，故当x0时，f′(x)0；当x0时，f′(x)的符号变化依次为＋，－，＋.故选C.5．已知点P在曲线y＝4ex＋1上，α为曲线在点P处的切线的倾斜角，则α的取值范围是()A.3π4，πB.π4，π29C.π2，3π4D.0，π4答案A解析求导可得y′＝－4ex＋e－x＋2，∵ex＋e－x＋2≥2ex·e－x＋2＝4，当且仅当x＝0时，等号成立，∴y′∈[－1,0)，得tanα∈[－1,0)，又α∈[0，π)，∴3π4≤απ.6．(2018·广州调研)已知曲线y＝lnx的切线过原点，则此切线的斜率为()A．eB．－eC.1eD．－1e答案C解析y＝lnx的定义域为(0，＋∞)，且y′＝1x，设切点为(x0，lnx0)，则y′|0xx＝＝1x0，切线方程为y－lnx0＝1x0(x－x0)，因为切线过点(0,0)，所以－lnx0＝－1，解得x0＝e，故此切线的斜率为1e.7．(2018·鹰潭模拟)已知曲线f(x)＝2x2＋1在点M(x0，f(x0))处的瞬时变化率为－8，则点M的坐标为．答案(－2,9)解析∵f(x)＝2x2＋1，∴f′(x)＝4x，令4x0＝－8，则x0＝－2，∴f(x0)＝9，∴点M的坐标是(－2,9)．8.已知曲线y＝14x2－3lnx的一条切线的斜率为－12，则切点的横坐标为________.答案