
能根據(jù)導(dǎo)數(shù)的定義推導(dǎo)常用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)
掌握基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式
利用基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式解決有關(guān)問題,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)
由導(dǎo)函數(shù)的定義可知,一個(gè)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是唯一確定的. 在必修第一冊中我們學(xué)過基本初等函數(shù),并且知道,很多復(fù)雜的函數(shù)都是通過對(duì)這些函數(shù)進(jìn)行加、減、乘、除等運(yùn)算得到的. 由此自然想到,能否先求出基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù),然后研究出導(dǎo)數(shù)的“運(yùn)算法則”,這樣就可以利用導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則和基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)求出復(fù)雜函數(shù)的導(dǎo)數(shù). 本節(jié)我們就來研究這些問題.
下面我們根據(jù)定義來求一些常見函數(shù)的導(dǎo)數(shù).
基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式的推導(dǎo)
問題1 前面我們學(xué)習(xí)了導(dǎo)數(shù)的定義,并且會(huì)用定義求函數(shù)在某一點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù),那么由導(dǎo)數(shù)定義求函數(shù)y=f (x)的導(dǎo)數(shù)的步驟是什么呢?
問題2 你能根據(jù)導(dǎo)數(shù)的定義,求出下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù)嗎?
1. 函數(shù)y=f (x)=c的導(dǎo)數(shù)
若y=c 表示路程關(guān)于時(shí)間的函數(shù),則y′ =0可以解釋為某物體的瞬時(shí)速度始終為0,即一直處于靜止?fàn)顟B(tài).
2. 函數(shù)y=f(x)=x的導(dǎo)數(shù)
若y=x 表示路程關(guān)于時(shí)間的函數(shù),則y′ =1可以解釋為某物體的瞬時(shí)速度為1的勻速直線運(yùn)動(dòng).
3. 函數(shù)y=f(x)=x2的導(dǎo)數(shù)
若y′=2x表示函數(shù)y=x2的圖像上的點(diǎn)(x, y)處切線的斜率為2x ,說明隨x的變化,切線的斜率也在變化,若y=x2可表示路程關(guān)于時(shí)間的函數(shù),則y′=2x可以解釋為某物體做變速運(yùn)動(dòng),它在時(shí)刻x的瞬時(shí)速度為2x.
4. 函數(shù)y=f(x)=x3的導(dǎo)數(shù)
若y′=3x2表示函數(shù)y=x3的圖像上的點(diǎn)(x, y)處切線的斜率為3x2,這說明隨x的變化,切線的斜率也在變化,且恒為非負(fù)數(shù).
探究 畫出函數(shù) 的圖象,根據(jù)圖象,描述它的變化情況,并求出曲線在點(diǎn)(1, 1)處的切線方程.
函數(shù)y=f(x)=x的導(dǎo)數(shù):y′ =1
函數(shù)y=f(x)=x2的導(dǎo)數(shù):y′=2x
函數(shù)y=f(x)=x3的導(dǎo)數(shù):y′=3x2
問題3 以上函數(shù)都是什么函數(shù)?它們的導(dǎo)函數(shù)有什么規(guī)律?
匯總以上公式,可以得到統(tǒng)一的公式:
請(qǐng)注意公式中的條件是 ,但根據(jù)我們所掌握的知識(shí),只能就 的情況加以證明.這個(gè)公式稱為冪函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式.事實(shí)上n可以是任意實(shí)數(shù).
基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)公式
1. 求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):
2. 求下列函數(shù)在給定點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù):
例3 已知曲線y=ln x,點(diǎn)P(e,1)是曲線上一點(diǎn),求曲線在點(diǎn)P處的切線方程.
變式 求曲線y=ln x的過點(diǎn)O(0,0)的切線方程.
利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義解決切線問題的兩種情況(1)若已知點(diǎn)是切點(diǎn),則在該點(diǎn)處的切線斜率就是該點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù).(2)如果已知點(diǎn)不是切點(diǎn),則應(yīng)先設(shè)出切點(diǎn),再借助兩點(diǎn)連線的斜率公式進(jìn)行求解.
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