3.1.2 导数的概念ppt配套的教学设计及说课稿

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2009届高考二轮复习教案——导数（4课时）

一、高考大纲要求

⑴了解导数概念的某些实际背景（如瞬时速度、加速度、光滑曲线切线的斜率等），掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义，理解导函数的概念。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

⑵熟记基本导数公式（c,x

(m为有理数)，sin x, cos x, e, a,lnx, logax的导数）。掌握两个函数四则运算的求导法则和复合函数的求导法则，会求某些简单函数的导数。

⑶了解可导函数的单调性与其导数的关系，了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件（导数要极值点两侧异号），会求一些实际问题（一般指单峰函数）的最大值和最小值。

mxx二、复习目标

1．了解导数的概念，能利用导数定义求导数．掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义，理解导函数的概念．了解曲线的切线的概念．在了解瞬时速度的基础上抽象出变化率的概念．

2熟记基本导数公式（c,x

(m为有理数)，sin x, cos x, e, a, lnx, logax的导数）。掌握两个函数四则运算的求导法则和复合函数的求导法则，会求某些简单函数的导数，利能够用导数求单调区间，求一个函数的最大(小)值的问题，掌握导数的基本应用．

3．了解函数的和、差、积的求导法则的推导，掌握两个函数的商的求导法则。能正确运用函数的和、差、积的求导法则及已有的导数公式求某些简单函数的导数。

4．了解复合函数的概念。会将一个函数的复合过程进行分解或将几个函数进行复合。掌握复合函数的求导法则，并会用法则解决一些简单问题。

mxx三、基础知识梳理：

导数是微积分的初步知识，是研究函数，解决实际问题的有力工具。在高中阶段对于导数的学习，主要是以下几个方面: 1．导数的常规问题：

（1）刻画函数（比初等方法精确细微）；

（2）同几何中切线联系（导数方法可用于研究平面曲线的切线）；

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（3）应用问题（初等方法往往技巧性要求较高，而导数方法显得简便）等关于n次多项式的导数问题属于较难类型。

2．关于函数特征，最值问题较多，所以有必要专项讨论，导数法求最值要比初等方法快捷简便。

3．导数与解析几何或函数图象的混合问题是一种重要类型，也是高考中考察综合能力的一个方向，应引起注意。

4．瞬时速度

在高一物理学习直线运动的速度时，涉及过瞬时速度的一些知识，物理教科书中首先指出：运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度叫做瞬时速度，然后从实际测量速度出发，结合汽车速度仪的使用，对瞬时速度作了说明．物理课上对瞬时速度只给出了直观的描述，有了极限工具后，本节教材中是用物体在一段时间运动的平均速度的极限来定义瞬时速度．

5．导数的定义

导数定义与求导数的方法是本节的重点，推导导数运算法则与某些导数公式时，都是以此为依据．

对导数的定义，我们应注意以下三点：

(1)△x是自变量x在

x0处的增量(或改变量)．

(2)导数定义中还包含了可导或可微的概念，如果△x→0时，在点x0处可导或可微，才能得到f(x)在点x0处的导数．

(3)如果函数y=f(x)在点x0处可导，那么函数y=f(x)在点x0处连续(由连续函数定义可知)．反之不一定成立．例如函数y=|x|在点x=0处连续，但不可导．

由导数定义求导数，是求导数的基本方法，必须严格按以下三个步骤进行：

(1)求函数的增量yf(x0x)f(x0)；

y有极限，那么函数y=f(x)xyf(x0x)f(x0)

(2)求平均变化率；

xx

(3)取极限，得导数f'(x0)lim6．导数的几何意义

函数y=f(x)在点x0处的导数，就是曲线y=(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的斜率．由此，y。

x0x欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。www.ks5u.com

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可以利用导数求曲线的切线方程．具体求法分两步：

(1)求出函数y=f(x)在点x0处的导数，即曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的斜率；

(2)在已知切点坐标和切线斜率的条件下，求得切线方程为

yy0f'(x0)(xx0)

特别地，如果曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线平行于y轴，这时导数不存，根据切线定义，可得切线方程为xx0

7. 导数与函数的单调性的关系

㈠f(x)0与f(x)为增函数的关系。

f(x)0能推出f(x)为增函数，但反之不一定。如函数f(x)x3在(,)上单调递增，但f(x)0，∴f(x)0是f(x)为增函数的充分不必要条件。

㈡f(x)0时，f(x)0与f(x)为增函数的关系。

若将f(x)0的根作为分界点，因为规定f(x)0，即抠去了分界点，此时f(x)为增函数，就一定有f(x)0。∴当f(x)0时，f(x)0是f(x)为增函数的充分必要条件。

㈢f(x)0与f(x)为增函数的关系。

f(x)为增函数，一定可以推出f(x)0，但反之不一定，因为f(x)0，即为f(x)0或f(x)0。当函数在某个区间内恒有f(x)0，则f(x)为常数，函数不具有单调性。∴f(x)0是f(x)为增函数的必要不充分条件。

函数的单调性是函数一条重要性质，也是高中阶段研究的重点，我们一定要把握好以上三个关系，用导数判断好函数的单调性。因此新教材为解决单调区间的端点问题，都一律用开区间作为单调区间，避免讨论以上问题，也简化了问题。但在实际应用中还会遇到端点的讨论问题，要谨慎处理。

㈣单调区间的求解过程

已知yf(x)

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（1）分析

yf(x)的定义域；

（2）求导数

yf(x)

（3）解不等式f(x)0，解集在定义域内的部分为增区间

（4）解不等式f(x)0，解集在定义域内的部分为减区间

我们在应用导数判断函数的单调性时一定要搞清以下三个关系，才能准确无误地判断函数的单调性。以下以增函数为例作简单的分析，前提条件都是函数yf(x)在某个区间内可导。

㈤函数单调区间的合并

函数单调区间的合并主要依据是函数f(x)在(a,b)单调递增，在(b,c)单调递增，又知函数在f(x)b处连续，因此f(x)在(a,c)单调递增。同理减区间的合并也是如此，即相邻区间的单调性相同，且在公共点处函数连续，则二区间就可以合并为以个区间。

8. yf(x)

x[a,b]

（1）f(x)0恒成立

∴yf(x)为(a,b)上

∴

对任意x(a,b)

不等式

f(a)f(x)f(b)

恒成立

（2）f(x)0恒成立

∴

yf(x)在(a,b)上

∴

对任意x(a,b)不等式f(a)f(x)f(b)

恒成立

四、经典例题解析：

例1（08山东）设函数f(x)xe（Ⅰ）求a和b的值；

（Ⅱ）讨论f(x)的单调性；

（Ⅲ）设g(x)2x1ax3bx2，已知x2和x1为f(x)的极值点．

23xx2，试比较f(x)与g(x)的大小．

3x122解：（Ⅰ）因为f(x)e(2xx)3ax2bx

xex1(x2)x(3ax2b)，

又x2和x1为f(x)的极值点，所以f(2)f(1)0，

因此6a2b0，

33a2b0，欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。www.ks5u.com

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131（Ⅱ）因为a，b1，

3解方程组得a，b1．

所以f(x)x(x2)(ex11)，

令f(x)0，解得x12，x20，x31．

2)因为当x(，0)当x(2，(0，1)时，f(x)0；

(1，)时，f(x)0．

0)和(1，)上是单调递增的；

所以f(x)在(2，2)和(0，1)上是单调递减的．

在(，（Ⅲ）由（Ⅰ）可知f(x)xe2x11x3x2，

3故f(x)g(x)x2ex1x3x2(ex1x)，

令h(x)ex1x，

则h(x)ex11．

令h(x)0，得x1，

因为x，1时，h(x)≤0，

所以h(x)在x，1上单调递减．

故x，1时，h(x)≥h(1)0；

因为x1，时，h(x)≥0，

所以h(x)在x1，上单调递增．

故x1，时，h(x)≥h(1)0．

)，恒有h(x)≥0，又x所以对任意x(，因此f(x)g(x)≥0，

2≥0，

)，恒有f(x)≥g(x)．

故对任意x(，欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。www.ks5u.com

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说明：本题主要考查函数的极值及利用导数解决函数单调性问题，另外利用导数证明不等式也是09年高考不科忽视的考查方向. 例2．（08北京）已知函数f(x)2xb，求导函数f(x)，并确定f(x)的单调区间．

2(x1)2(x1)2(2xb)2(x1)解：f(x)

(x1)42x2b2

(x1)32[x(b1)]．

3(x1)令f(x)0，得xb1．

当b11，即b2时，f(x)的变化情况如下表：

x

f(x)

(，b1)

b1

(b11))

，

(1，

0 



当b11，即b2时，f(x)的变化情况如下表：

x

f(x)

(，1)

(1，b1)

b1

(b1，)





0 

，上单调递增，

所以，当b2时，函数f(x)在(，b1)上单调递减，在(b11)，)上单调递减．

在(11)上单调递减，在(1，b1)上单调递增，在(b1，)上当b2时，函数f(x)在(，单调递减．

当b11，即b2时，f(x)上单调递减．

例3．（08天津）已知函数fxx21)上单调递减，在(1，)，所以函数f(x)在(，x1abx0，其中a,bR. x（Ⅰ）若曲线yfx在点P2,f2处的切线方程为y3x1，求函数fx的解析式；

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（Ⅱ）讨论函数fx的单调性；

（Ⅲ）若对于任意的a,2，不等式fx10在,1上恒成立，求b的取值范围. 24解：（Ⅰ）f(x)111a，由导数的几何意义得f(2)3，于是a8．

x2由切点P(2,f(2))在直线y3x1上可得2b7，解得b9．

所以函数f(x)的解析式为f(x)x（Ⅱ）f(x)189．

xa．

x2当a0时，显然f(x)0（x0）．这时f(x)在(,0)，(0,)内是增函数．

当a0时，令f(x)0，解得xa．

当x变化时，f(x)，f(x)的变化情况如下表：

x

f(x)

f(x)

(,a)

＋

↗

a

0 极大值

(a,0)

－

↘

(0,a)

－

↘

a

0 极小值

(a,)

＋

↗

所以f(x)在(,a)，(a,)内是增函数，在(a,0)，(0,a)内是减函数．

（Ⅲ）由（Ⅱ）知，f(x)在[,1]上的最大值为f()与f(1)中的较大者，对于任意的141439111f()10b4aa[,2]，不等式f(x)10在[,1]上恒成立，当且仅当4，即，424f(1)10b9a对任意的a[,2]成立．

从而得b1277，所以满足条件的b的取值范围是(,]．

44说明：本小题主要考查导数的几何意义、利用导数研究函数的单调性、解不等式等基础知识，考查运算能力、综合分析和解决问题的能力．

例4．（08湖北）水库的蓄水量随时间而变化，现用t表示时间，以月为单位，年初为起点，根据历年数据，某水库的蓄水量（单位：亿立方米）关于t的近似函数关系式为

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1t2(t14t40)e450,0t10,V（t）=

4(t10)(3t41)50,10t12（Ⅰ）该水库的蓄水量小于50的时期称为枯水期.以i－1＜t＜i表示第i月份（i=1,2,…,12）,问一年内哪几个月份是枯水期？

（Ⅱ）求一年内该水库的最大蓄水量（取e=2.7计算）. 解：（Ⅰ）①当0＜t10时，V(t)=(－t+14t－40)e化简得t2－14t+40>0, 解得t＜4，或t＞10，又0＜t10，故0＜t＜4. ②当10＜t12时，V（t）＝4（t－10）（3t－41）+50＜50, 化简得（t－10）（3t－41）＜0, 解得10＜t＜21t45050,

41，又10＜t12,故

10＜t12. 3综合得0

3月，4月，11月，12月共6个月. (Ⅱ)由(Ⅰ)知：V(t)的最大值只能在（4，10）内达到. 12314t由V′（t）=e(tt4)e(t2)(t8),

424令V′(t)=0,解得t=8(t=－2舍去). 当t变化时，V′(t)

与V (t)的变化情况如下表：

t V′(t) V(t) (4,8) +

8 0 1t41

(8,10) －

极大值

由上表，V(t)在t＝8时取得最大值V(8)＝8e2+50－108.32(亿立方米). 故知一年内该水库的最大蓄水量是108.32亿立方米

说明：本小题主要考查函数、导数和不等式等基本知识，考查用导数求最值和综合运用数学知识解决实际问题能力. 例5．（08陕西）已知函数f(x)kx1（c0且c1，kR）恰有一个极大值点和一2xc个极小值点，其中一个是xc．

（Ⅰ）求函数f(x)的另一个极值点；

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（Ⅱ）求函数f(x)的极大值M和极小值m，并求Mm≥1时k的取值范围．

k(x2c)2x(kx1)kx22xck解：（Ⅰ）f(x)，由题意知f(c)0，

2222(xc)(xc)即得ck2cck0，（*）22c0，k0．

由f(x)0得kx2xck0，

由韦达定理知另一个极值点为x1（或xc（Ⅱ）由（*）式得k2）．

k22，即c1．

c1k当c1时，k0；当0c1时，k2．

c)和(1，)内是减函数，在(c，1)内是增函数．

（i）当k0时，f(x)在(，Mf(1)k1k0，

c12kc1k2mf(c)20，

cc2(k2)kk2由Mm≥1及k0，解得k≥2．

22(k2)c)和(1，)内是增函数，在(c，1)内是减函数．

（ii）当k2时，f(x)在(，kk2Mf(c)0，mf(1)0

22(k2)k2k(k1)21Mm1≥1恒成立．

2(k2)2k2综上可知，所求k的取值范围为(，2)[2，)．

例6．求证下列不等式

x2x2（1）x

x(0,)

ln(1x)x22(1x)（2）sinx2x

x(0,2)

（3）xsinxtanxx

x(0,2)

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x21x21)

f(0)0

f(x)1x0

证明：（1）f(x)ln(1x)(x21xx1∴

yf(x)为(0,)上

∴

x(0,)

f(x)0

恒成立

x2x2∴

ln(1x)x

g(x)xln1(x)

g(0)0

22(1x)4x24x2x212x2g(x)10

221x4(1x)4(1x)x2∴

g(x)在(0,)上

∴

x(0,)

xln(1x)0恒成立

2(1x)（2）原式sinx2

令

f(x)sinx/x

x2cosx(xtanx)x(0,)(0,)

f(x)0∴

f(x)

∴

22x222x

f()

∴

sinx

2（3）令f(x)tanx2xsinx

f(0)0

x(0,)

cosx0

xtanx0

(1cosx)(cosxsin2x)f(x)secx2cosx

2cosx2x(0,2)

f(x)0

∴

(0,2)

∴

tanxxxsinx

说明：利用导数证明不等式这一部分内容不可忽视，它本质是还是考查利用导数研究函数的单调性及最值问题。

五、强化跟踪：

1．设函数f(x)在x0处可导，则limx0f(x0x)f(x0)等于

（

）

x

A．f'(x0)

B．f'(x0)

C．f'(x0)

D．f(x0)

2．若limx0f(x02x)f(x0)1，则f'(x0)等于

（

）

3x欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。www.ks5u.com

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A．23

B．

C．3

D．2 323．曲线yx33x上切线平行于x轴的点的坐标是

（

）

A．（-1，2）

B．（1，-2）

C．（1，2）

D．（-1，2）或（1，-2）

4．若函数f(x)的导数为f′(x)=-sinx，则函数图像在点（4，（f4））处的切线的倾斜角为（

）

A．90°

B．0°

C．锐角

D．钝角

5．函数y2x33x212x5在[0，3]上的最大值、最小值分别是

（

）

A．5，－15 B．5，－4 C．－4，－15 D．5，－16 6．一直线运动的物体，从时间t到t+△t时，物体的位移为△s，那么lim

A．从时间t到t+△t时，物体的平均速度

B．时间t时该物体的瞬时速度

C．当时间为△t 时该物体的速度

D．从时间t到t+△t时位移的平均变化率

s为（

）

t0t7．关于函数f(x)2x36x27，下列说法不正确的是 （ ）

A．在区间（，0）内，f(x)为增函数

B．在区间（0，2）内，f(x)为减函数

C．在区间（2，）内，f(x)为增函数

D．在区间（，0）(2,)内，f(x)为增函数

8．对任意x，有f'(x)4x，f(1)=-1，则此函数为

（

）

A．f(x)x

B．f(x)x2

C．f(x)x1

D．f(x)x2

9．函数y=2x3-3x2-12x+5在[0,3]上的最大值与最小值分别是

（

）

A.5 , -15

B.5 , 4

C.-4 , -15

D.5 , -16 10．设f(x)在x0处可导，下列式子中与f'(x0)相等的是

（

）

（1）lim44443x0f(x0)f(x02x)f(x0x)f(x0x)；

（2）lim；

x02xxf(x02x)f(x0x)f(x0x)f(x02x)（4）lim。

x0xx

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11

（3）limx0

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A．（1）（2）

B．（1）（3）

C．（2）（3）

D．（1）（2）（3）（4）

11．f(x)是定义在区间[－c,c]上的奇函数，其图象如图所示：令g（x）=af（x）+b，则下列关于函数g（x）的叙述正确的是（

）

A．若a<0,则函数g（x）的图象关于原点对称. B．若a=－1，－2

12．若函数f(x)在点x0处的导数存在，则它所对应的曲线在点(x0,f(x0))处的切线方程是_____________。

13．设f(x)x1，则它与x轴交点处的切线的方程为______________。

xh014．设f'(x0)3，则limf(x0h)f(x03h)_____________。

h15．垂直于直线2x-6y+1=0，且与曲线yx33x25相切的直线的方程是________． 16．已知曲线yx1x，则y'|x1_____________。

17．y=x2ex的单调递增区间是

18．曲线y33x21在点(1,34)处的切线方程为____________。

219．P是抛物线yx上的点，若过点P的切线方程与直线y1x1垂直，则过P点处2的切线方程是____________。

220．在抛物线yx上依次取两点，它们的横坐标分别为x11，x23，若抛物线上过点P的切线与过这两点的割线平行，则P点的坐标为_____________。

21．曲线f(x)x在点A处的切线的斜率为3，求该曲线在A点处的切线方程。

22．在抛物线yx上求一点P，使过点P的切线和直线3x-y+1=0的夹角为23。

4x(x0)23．判断函数f(x)在x=0处是否可导。

x(x0)24．求经过点（2，0）且与曲线y1相切的直线方程。

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25．已知曲线C1:yx2与C2:y(x2)2。直线l与C1、C2都相切，求直线l的方程。

六．参考答案：

1－5 CBDCA；

6－10 BDBAB；

11 B 12．yf(x0)f'(x0)(xx0)

13．y=2(x-1)或y=2(x+1)

14．-6

15．3x+y+6=0

16．17．(-∞,-2)与(0,+ ∞)

18．x32y10

19．2x-y-1=0

20．（2，4）

21．由导数定义求得f'(x)3x2，

令3x23，则x=±1。

当x=1时，切点为（1，1），所以该曲线在（1，1）处的切线方程为y-1=3(x-1)即3x-y-2=0；

当x=-1时，则切点坐标为（-1，-1），所以该曲线在（-1，-1）处的切线方程为y+1=3(x+1)即3x-y+2=0。

22．由导数定义得f′(x)=2x，设曲线上P点的坐标为(x0,y0)，则该点处切线的斜率为1

2kp2x0，根据夹角公式有

解得x01或x02x031

12x031，

由x01，得y01；

41111y0P(,)。

由x0，得；

则P（-1，1）或164416yf(0x)f(0)x0limlim1，

x0xx0x0xxyf(0x)f(0)x0lim1，

limlimx0xx0x0xxyylim

∵lim，

x0xx0xy

∴lim不存在。

x0x23．lim∴函数f(x)在x=0处不可导。

24．可以验证点（2，0）不在曲线上，故设切点为P(x0,y0)。

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11xxx0x

由y'|xx0lim0

limx0x0xx(x0x)x0

lim112，

x0x(xx)x000

得所求直线方程为

yy01(xx0)。

2x02

由点（2，0）在直线上，得x0y02x0，

再由P(x0,y0)在曲线上，得x0y01，

联立可解得x01，y01。所求直线方程为x+y-2=0。

225．解：设l与C1相切于点P(x1,x1)，与C2相切于Q(x2,(x22)2)。对C1:y'2x，2则与C1相切于点P的切线方程为yx12x1(xx1)，即y2x1xx1。

①

2

对C2:y'2(x2)，则与C2相切于点Q的切线方程为

2y(x22)22(x22)(xx2)，即y2(x22)xx24。

②

2x12(x22)

∵

两切线重合，∴，

22xx421

解得x10,x12或，

x2;x022

∴直线方程为y=0或y=4x-4。

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