【名校資料】高考數(shù)學(xué)理一輪資源庫 第3章學(xué)案13

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1、+二一九高考數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)資料+第3章導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用學(xué)案13導(dǎo)數(shù)的概念及運(yùn)算導(dǎo)學(xué)目標(biāo): 1.了解導(dǎo)數(shù)概念的實際背景,理解函數(shù)在一點處的導(dǎo)數(shù)的定義和導(dǎo)數(shù)的幾何意義,理解導(dǎo)函數(shù)的概念了解曲線的切線的概念.2.能根據(jù)導(dǎo)數(shù)定義,求函數(shù)yC (C為常數(shù)),yx,yx2,y,y的導(dǎo)數(shù)熟記基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式(c,xm (m為有理數(shù)),sin x,cos x,ex,ax,ln x,logax的導(dǎo)數(shù)),能利用基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式及導(dǎo)數(shù)的四則運(yùn)算法則求簡單函數(shù)的導(dǎo)數(shù),能求簡單的復(fù)合函數(shù)(僅限于形如f(axb)的導(dǎo)數(shù)自主梳理1函數(shù)f(x)在區(qū)間x1,x2上的平均變化率為_2函數(shù)yf(x)在xx0處的導(dǎo)數(shù)(1)定義設(shè)f

2、(x)在區(qū)間(a,b)上有定義,x0(a,b),若x無限趨近于0時,比值_無限趨近于一個常數(shù)A,則稱f(x)在xx0處可導(dǎo),并稱常數(shù)A為函數(shù)f(x)在xx0處的導(dǎo)數(shù),記作f(x0)(2)幾何意義函數(shù)f(x)在點x0處的導(dǎo)數(shù)f(x0)的幾何意義是過曲線yf(x)上點(x0,f(x0)的_(3)導(dǎo)數(shù)的物理意義:函數(shù)ss(t)在點t0處的導(dǎo)數(shù)s(t0),是物體的運(yùn)動方程ss(t)在t0時刻的瞬時速度v,即v_;vv(t)在點t0處的導(dǎo)數(shù)v(t0),是物體的運(yùn)動方程vv(t)在t0時刻的瞬時加速度a,即a_.3函數(shù)f(x)的導(dǎo)函數(shù)如果函數(shù)yf(x)在開區(qū)間(a,b)內(nèi)任一點都是可導(dǎo)的,就說f(x)在開

3、區(qū)間(a,b)內(nèi)可導(dǎo),其導(dǎo)數(shù)也是開區(qū)間(a,b)內(nèi)的函數(shù),又稱作f(x)的導(dǎo)函數(shù),記作y或f(x)4基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式表原函數(shù)導(dǎo)函數(shù)f(x)C(C為常數(shù))f(x)_f(x)x (為常數(shù))f(x)_ (為常數(shù))f(x)sin xf(x)_f(x)cos xf(x)_f(x)ax (a0,a1)f(x)_(a0,a1)f(x)exf(x)_f(x)logax(a0,a1,且x0)f(x)_f(x)ln xf(x)_5.導(dǎo)數(shù)運(yùn)算法則(1)f(x)g(x)_;(2)f(x)g(x)_;(3)_ g(x)06復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)法則:若yf(u),uaxb,則yxyuux,即yxyua.自我檢測1(201

4、1中山期末統(tǒng)一考試)已知物體的運(yùn)動方程為st2(t是時間,s是位移),則物體在時刻t2時的速度為_2設(shè)yx2ex,則y_.3已知函數(shù)yf(x)的圖象在點M(1,f(1)處的切線方程是yx2,則f(1)f(1)_.4(2010臨汾二模)若函數(shù)f(x)exaex的導(dǎo)函數(shù)是奇函數(shù),并且曲線yf(x)的一條切線的斜率是,則切點的橫坐標(biāo)是_5(2009湖北)已知函數(shù)f(x)f()cos xsin x,則f()_.探究點一利用導(dǎo)數(shù)的定義求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)例1利用導(dǎo)數(shù)的定義求函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)f(x)在x1處的導(dǎo)數(shù);(2)f(x).變式遷移1求函數(shù)y在x0到x0x之間的平均變化率,并求出其導(dǎo)函數(shù)探究點二導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算

5、例2求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y(1);(2)y;(3)yxex;(4)ytan x.變式遷移2求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)yx2sin x;(2)y3xex2xe;(3)y.探究點三求復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)例3求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y(2x3)5;(2)y;(3)yln(2x5)變式遷移3求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):(1)y;(2)ysin;(3)yx.探究點四導(dǎo)數(shù)的幾何意義例4已知曲線yx3.(1)求曲線在點P(2,4)處的切線方程;(2)求曲線過點P(2,4)的切線方程;(3)求滿足斜率為1的曲線的切線方程變式遷移4求曲線f(x)x33x22x過原點的切線方程1準(zhǔn)確理解曲線的切線,需注意的兩個方面:(1)直線

6、與曲線公共點的個數(shù)不是切線的本質(zhì)特征,若直線與曲線只有一個公共點,則直線不一定是曲線的切線,同樣,若直線是曲線的切線,則直線也可能與曲線有兩個或兩個以上的公共點(2)曲線未必在其切線的“同側(cè)”,如曲線yx3在其過(0,0)點的切線y0的兩側(cè)2曲線的切線的求法:若已知曲線過點P(x0,y0),求曲線過點P的切線則需分點P(x0,y0)是切點和不是切點兩種情況求解(1)點P(x0,y0)是切點的切線方程為yy0f(x0)(xx0)(2)當(dāng)點P(x0,y0)不是切點時可分以下幾步完成:第一步:設(shè)出切點坐標(biāo)P(x1,f(x1);第二步:寫出過P(x1,f(x1)的切線方程為yf(x1)f(x1)(xx

7、1);第三步:將點P的坐標(biāo)(x0,y0)代入切線方程求出x1;第四步:將x1的值代入方程yf(x1)f(x1)(xx1)可得過點P(x0,y0)的切線方程3求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)要準(zhǔn)確地把函數(shù)分割為基本初等函數(shù)的和、差、積、商及其復(fù)合運(yùn)算,再利用運(yùn)算法則求導(dǎo)數(shù)在求導(dǎo)過程中,要仔細(xì)分析函數(shù)解析式的結(jié)構(gòu)特征,緊扣法則,聯(lián)系基本初等函數(shù)求導(dǎo)公式,對于不具備求導(dǎo)法則結(jié)構(gòu)形式的要適當(dāng)變形(滿分:90分)一、填空題(每小題6分,共48分)1(2010南通模擬)已知函數(shù)f(x)x3x26x,當(dāng)x0時,常數(shù)A,則A_.2一質(zhì)點沿直線運(yùn)動,如果由始點起經(jīng)過t秒后的位移為st3t22t,那么速度為零的時刻是_3若曲線yx4

8、的一條切線l與直線x4y80垂直,則l的方程為_4(2010遼寧改編)已知點P在曲線y上,為曲線在點P處的切線的傾斜角,則的取值范圍是_5(2009福建)若曲線f(x)ax2ln x存在垂直于y軸的切線,則實數(shù)a的取值范圍是_6(2009安徽改編)設(shè)函數(shù)f(x)x3x2tan,其中,則導(dǎo)數(shù)f(1)的取值范圍為_7已知函數(shù)yf(x),yg(x)的導(dǎo)函數(shù)的圖象如圖所示,那么yf(x),yg(x)的圖象可能是_(填上正確的序號)8(2011南京模擬)若點P是曲線f(x)x2ln x上任意一點,則點P到直線yx2的最小距離為_二、解答題(共42分)9(12分)求下列函數(shù)在xx0處的導(dǎo)數(shù)(1)f(x),

9、x02;(2)f(x),x01.10(14分)求經(jīng)過點P(2,0)的曲線y的切線方程11(16分)設(shè)函數(shù)f(x)ax (a,bZ),曲線yf(x)在點(2,f(2)處的切線方程為y3.(1)求f(x)的解析式;(2)證明:函數(shù)yf(x)的圖象是一個中心對稱圖形,并求其對稱中心;(3)證明:曲線yf(x)上任一點的切線與直線x1和直線yx所圍三角形的面積為定值,并求出此定值答案 自主梳理1.2.(1)(2)切線的斜率(3)s(t0)v(t0)4.0x1cos xsin xaxln aex5.(1)f(x)g(x)(2)f(x)g(x)f(x)g(x)(3)自我檢測1.2.(2xx2)ex3.34

10、.ln 25.1課堂活動區(qū)例1解題導(dǎo)引(1)用導(dǎo)數(shù)定義求函數(shù)導(dǎo)數(shù)必須把分式中的分母x這一因式約掉才可能求出極限,所以目標(biāo)就是分子中出現(xiàn)x,從而分子分母相約分(2)第(1)小題中用到的技巧是“分子有理化”“有理化”是處理根式問題常用的方法,有時用“分母有理化”,有時用“分子有理化”(3)用導(dǎo)數(shù)的定義求導(dǎo)的步驟為:求函數(shù)的增量y;求平均變化率;化簡取極限解(1),從而,當(dāng)x0時,f(1).(2),從而,當(dāng)x0時,f(x).變式遷移1解y,.x0時,.y.例2解題導(dǎo)引求函數(shù)的導(dǎo)數(shù)要準(zhǔn)確地把函數(shù)分割為基本函數(shù)的和、差、積、商及其復(fù)合運(yùn)算,再利用運(yùn)算法則求導(dǎo)數(shù)在求導(dǎo)過程中,要仔細(xì)分析函數(shù)解析式的結(jié)構(gòu)特征

11、,緊扣求導(dǎo)法則,聯(lián)系基本函數(shù)求導(dǎo)公式對于不具備求導(dǎo)法則結(jié)構(gòu)形式的要適當(dāng)恒等變形解(1)y(1),y(x)(x)xx.(2)y.(3)yxexx(ex)exxexex(x1)(4)y.變式遷移2解(1)y(x2)sin xx2(sin x)2xsin xx2cos x.(2)y(3xex)(2x)(e)(3x)ex3x(ex)(2x)3xln 3ex3xex2xln 2(ln 31)(3e)x2xln 2.(3)y.例3解題導(dǎo)引(1)求復(fù)合函數(shù)導(dǎo)數(shù)的思路流程為:(2)由復(fù)合函數(shù)的定義可知,中間變量的選擇應(yīng)是基本函數(shù)的結(jié)構(gòu),解這類問題的關(guān)鍵是正確分析函數(shù)的復(fù)合層次,一般是從最外層開始,由外向內(nèi),一

12、層一層地分析,把復(fù)合函數(shù)分解成若干個常見的基本函數(shù),逐步確定復(fù)合過程解(1)設(shè)u2x3,則y(2x3)5由yu5與u2x3復(fù)合而成yyuux5u4210u410(2x3)4.(2)設(shè)u3x,則y由yu與u3x復(fù)合而成yyuuxu(1)u.(3)設(shè)u2x5,則yln(2x5)由yln u與u2x5復(fù)合而成yyuux2.變式遷移3解(1)設(shè)u13x,yu4.則yyuux4u5(3).(2)設(shè)u2x,則ysin u,yyuuxcos u22cos(2x)(3)y(x)xx().例4解題導(dǎo)引(1)求曲線的切線要注意“過點P的切線”與“在點P處的切線”的差異;過點P的切線中,點P不一定是切點,點P也不一

13、定在已知曲線上,而在點P處的切線,必以點P為切點(2)求函數(shù)對應(yīng)曲線在某一點處的切線的斜率,只要求函數(shù)在該點處的導(dǎo)數(shù)即可(3)解決“過某點的切線”問題,一般是設(shè)出切點坐標(biāo)來解決解(1)yx2,在點P(2,4)處的切線的斜率k4.曲線在點P(2,4)處的切線方程為y44(x2),即4xy40.(2)設(shè)曲線yx3與過點P(2,4)的切線相切于點A,則切線的斜率kx.切線方程為yx(xx0),即yxxx.點P(2,4)在切線上,42xx,即x3x40,xx4x40,x(x01)4(x01)(x01)0,(x01)(x02)20,解得x01或x02,故所求切線方程為4xy40或xy20.(3)設(shè)切點為

14、(x0,y0),則切線的斜率為kx1,解得x01,故切點為,(1,1)故所求切線方程為yx1和y1x1,即3x3y20和xy20.變式遷移4解f(x)3x26x2.設(shè)切線的斜率為k.(1)當(dāng)切點是原點時kf(0)2,所以所求曲線的切線方程為y2x.(2)當(dāng)切點不是原點時,設(shè)切點是(x0,y0),則有y0x3x2x0,kf(x0)3x6x02,又kx3x02,由得x0,k.所求曲線的切線方程為yx.綜上,曲線f(x)x33x22x過原點的切線方程為y2x或yx.課后練習(xí)區(qū)132.1秒或2秒末3.4xy304.5a0,且f(x)2ax.因為曲線存在垂直于y軸的切線,故此時斜率為0,問題轉(zhuǎn)化為x0范

15、圍內(nèi)導(dǎo)函數(shù)f(x)2ax存在零點令2ax0,即2ax210,即x2,顯然只有a0,方程2ax210才有正實數(shù)根,故實數(shù)a的取值范圍是a0.6,2解析f(x)sin x2cos x,f(1)sin cos 2sin,又.,sin1,f(1)2.7解析由導(dǎo)函數(shù)yf(x)的圖象可知yf(x)在(0,)上單調(diào)遞減,說明函數(shù)yf(x)的圖象上任意一點切線的斜率為單調(diào)遞減,故可排除、.又由圖象知yf(x)與yg(x)在點xx0處相交,說明yf(x)與yg(x)的圖象在xx0處的切線斜率相同,故可排除.8.解析過點P作yx2的平行直線,且與曲線f(x)x2ln x相切設(shè)P(x0,xln x0),則有kf(x

16、0)2x0.2x01,x01或x0(舍去),P點坐標(biāo)為(1,1),d,即最小距離為.9解(1)f(x),f(2)0.(6分)(2)f(x)(x)x(ln x)x1,f(1).(12分)10解設(shè)切點為M(x0,y0)(x00),則y0.切線過P(2,0),切線斜率為.(4分)又y(),k.(6分)由導(dǎo)數(shù)的幾何意義知.解得x01.(10分)y01,M(1,1)切線斜率為k1,故切線方程為y1(x1),即xy20.(14分)11(1)解f(x)a,(2分)于是解得或因為a,bZ,故f(x)x.(6分)(2)證明已知函數(shù)y1x,y2都是奇函數(shù),所以函數(shù)g(x)x也是奇函數(shù),其圖象是以原點為中心的中心對稱圖形而f(x)x11.可知,函數(shù)g(x)的圖象按向量a(1,1)平移,即得到函數(shù)f(x)的圖象,故函數(shù)f(x)的圖象是以點(1,1)為中心的中心對稱圖形(10分)(3)證明在曲線上任取一點,由f(x0)1知,過此點的切線方程為y(xx0)(12分)令x1,得y,切線與直線x1的交點為;令yx,得y2x01,切線與直線yx的交點為(2x01,2x01);直線x1與直線yx的交點為(1,1),從而所圍三角形的面積為|2x011|2x02|2.所以,所圍三角形的面積為定值2.(16分)高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)精品高考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)精品

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