人教A高中数学选修11课件:模块复习课第三课导数及其应用-2.ppt
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1、人教A高中数学选修1-1课件:模块复习课-第三课-导数及其应用【网络体系网络体系】【核心速填核心速填】1.1.在在x=xx=x0 0处的导数处的导数(1)(1)定义定义:函数函数y=f(x)y=f(x)在在x=xx=x0 0处的瞬时变化率处的瞬时变化率_,_,称为函数称为函数y=f(x)y=f(x)在在x=xx=x0 0处的导数处的导数.(2)(2)几何意义几何意义:函数函数y=f(x)y=f(x)在在x=xx=x0 0处的导数是函数图象处的导数是函数图象在点在点(x(x0 0,f(x,f(x0 0)处的切线处的切线_._.x 0ylimx 00 x0f(xx)f(x)limx 斜率斜率2.2
2、.导函数导函数当当x x变化时变化时,f(x),f(x)便是便是x x的一个函数的一个函数,称为称为_._.f(x)=y=_.f(x)=y=_.导函数导函数 x 0f(xx)f xlimx 3.3.基本初等函数的导数公式基本初等函数的导数公式(1)c=0.(1)c=0.(2)(x(2)(x)=_.)=_.(3)(a(3)(ax x)=_(a0).)=_(a0).(4)(e(4)(ex x)=_.)=_.(5)(log(5)(loga ax)=_=(a0,x)=_=(a0,且且a1).a1).xx-1-1a ax xlnalnae ex xa1log ex1xln a(6)(lnx)=_.(6)
3、(lnx)=_.(7)(sinx)=_.(7)(sinx)=_.(8)(cosx)=_.(8)(cosx)=_.1xcosxcosx-sinx-sinx4.4.导数的运算法则导数的运算法则(1)f(x)(1)f(x)g(x)=_.g(x)=_.(2)f(x)g(x)=_.(2)f(x)g(x)=_.(3)(3)f x_(g x0).g xf(x)f(x)g(x)g(x)f(x)g(x)+f(x)g(x)f(x)g(x)+f(x)g(x)2f x g xf x g xg x5.5.函数的单调性、极值与导数函数的单调性、极值与导数(1)(1)函数的单调性与导数函数的单调性与导数.在某个区间在某个区
4、间(a,b)(a,b)内内,如果如果_,_,那么函数那么函数y=f(x)y=f(x)在这个区间内单调递增在这个区间内单调递增;如果如果_,_,那么函数那么函数y=f(x)y=f(x)在这个区间内单调递减在这个区间内单调递减.f(x)0f(x)0f(x)0f(x)0(2)(2)函数的极值与导数函数的极值与导数.极大值极大值:在点在点x=ax=a附近附近,满足满足f(a)f(x),f(a)f(x),当当xaxaxa时时,_,_,则点则点a a叫做函数的极叫做函数的极大值点大值点,f(a),f(a)叫做函数的极大值叫做函数的极大值;极小值极小值:在点在点x=ax=a附近附近,满足满足f(a)f(x)
5、,f(a)f(x),当当xaxaxa时时,_,_,则点则点a a叫做函数的极叫做函数的极小值点小值点,f(a),f(a)叫做函数的极小值叫做函数的极小值.f(x)0f(x)0f(x)0f(x)0f(x)0f(x)0f(x)06.6.求函数求函数y=f(x)y=f(x)在在a,ba,b上的最大值与最小值的步骤上的最大值与最小值的步骤(1)(1)求函数求函数y=f(x)y=f(x)在在(a,b)(a,b)内的内的_._.(2)(2)将函数将函数y=f(x)y=f(x)的各极值与的各极值与_比较比较,其中最大的一个是最大值其中最大的一个是最大值,最小的一个为最小值最小的一个为最小值.极值极值端点处的
6、函数值端点处的函数值f(a),f(b)f(a),f(b)【易错警示易错警示】1.1.关注导数的概念、几何意义关注导数的概念、几何意义利用导数的概念、几何意义时要特别注意切点是否已利用导数的概念、几何意义时要特别注意切点是否已知知,若切点未知若切点未知,则设出切点则设出切点,用切点坐标表示切线斜率用切点坐标表示切线斜率.2.2.正确理解单调性与导数、极值与导数的关系正确理解单调性与导数、极值与导数的关系(1)(1)当函数在区间当函数在区间(a,b)(a,b)上为增函数时上为增函数时,f(x)0.,f(x)0.(2)f(x(2)f(x0 0)=0)=0是函数是函数y=f(x)y=f(x)在在x x
7、0 0处取极值的必要条件处取极值的必要条件.类型一类型一导数的几何意义导数的几何意义【典例典例1 1】(1)(1)若曲线若曲线y=axy=ax2 2-lnx-lnx在点在点(1,a)(1,a)处的切线平处的切线平行于行于x x轴轴,则则a=_.a=_.(2)(2)求垂直于直线求垂直于直线2x-6y+1=02x-6y+1=0并且与曲线并且与曲线y=xy=x3 3+3x+3x2 2-5-5相相切的直线方程切的直线方程.【解析解析】(1)(1)对对y=axy=ax2 2-lnx-lnx求导得求导得y=2ax-,y=2ax-,而而x x轴的轴的斜率为斜率为0,0,所以在点所以在点(1,a)(1,a)处
8、切线的斜率为处切线的斜率为yy|x=1x=1=2a-=2a-1=0,1=0,解得解得a=.a=.答案答案:1x1212(2)(2)设切点为设切点为P(a,b),P(a,b),函数函数y=xy=x3 3+3x+3x2 2-5-5的导数为的导数为y=3xy=3x2 2+6x,+6x,切线的斜率切线的斜率k=y|k=y|x=ax=a=3a=3a2 2+6a=-3,+6a=-3,得得a=-1,a=-1,将将(-1,b)(-1,b)代入到曲线方程中代入到曲线方程中,得得b=-3,b=-3,即即P(-1,-3),P(-1,-3),切线方程为切线方程为y+3=-3(x+1),y+3=-3(x+1),3x+y
9、+6=0.3x+y+6=0.【延伸探究延伸探究】若把本例若把本例(2)(2)中的直线方程改为中的直线方程改为x+9y-1=0,x+9y-1=0,试求相应的切线方程试求相应的切线方程.【解析解析】直线直线x+9y-1=0 x+9y-1=0的斜率为的斜率为-,-,因为因为y=3xy=3x2 2+6x,+6x,由题意令由题意令3x3x2 2+6x=9,+6x=9,即即x x2 2+2x-3=0,+2x-3=0,解得解得x=1x=1或或x=-3,x=-3,19当当x=1x=1时时,切线方程为切线方程为y+1=9(x-1),y+1=9(x-1),即即9x-y-10=0,9x-y-10=0,当当x=-3x
10、=-3时时,切线方程为切线方程为y+5=9(x+3),y+5=9(x+3),即即:9x-y+22=0.:9x-y+22=0.【方法技巧方法技巧】关于导数几何意义的应用关于导数几何意义的应用此类问题一般涉及此类问题一般涉及:(1)(1)已知函数的图象上点的坐标已知函数的图象上点的坐标,求该点处的切线斜率求该点处的切线斜率,即在该点处的导数值即在该点处的导数值.(2)(2)已知函数图象上过某点的切线斜率已知函数图象上过某点的切线斜率,求该点的坐标求该点的坐标;利用上述关系还可以解决与之相关的含参数问题利用上述关系还可以解决与之相关的含参数问题.【变式训练变式训练】已知函数已知函数f(x)=axf(
11、x)=ax3 3+3x+3x2 2-6ax-11,-6ax-11,g(x)=3xg(x)=3x2 2+6x+12,+6x+12,直线直线m:y=kx+9,m:y=kx+9,又又f(-1)=0.f(-1)=0.(1)(1)求求a a的值的值.(2)(2)是否存在实数是否存在实数k,k,使直线使直线m m既是曲线既是曲线y=f(x)y=f(x)的切线的切线,又又是是y=g(x)y=g(x)的切线的切线?如果存在如果存在,求出求出k k的值的值;如果不存在如果不存在,说说明理由明理由.【解析解析】(1)(1)因为因为f(x)=3axf(x)=3ax2 2+6x-6a,+6x-6a,且且f(-1)=0
12、,f(-1)=0,所以所以3a-6-6a=0,3a-6-6a=0,所以所以a=-2.a=-2.(2)(2)存在存在.因为直线因为直线m m过定点过定点(0,9),(0,9),先求过点先求过点(0,9)(0,9)与曲线与曲线y=g(x)y=g(x)相切的直线方程相切的直线方程,设切点为设切点为(x(x0 0,3x,3x0 02 2+6x+6x0 0+12),+12),又又g(xg(x0 0)=6x)=6x0 0+6,+6,所以切线方程为所以切线方程为y-(3xy-(3x0 02 2+6x+6x0 0+12)=(6x+12)=(6x0 0+6)(x-x+6)(x-x0 0).).将点将点(0,9)
13、(0,9)代入得代入得9-3x9-3x0 02 2-6x-6x0 0-12=-6x-12=-6x0 02 2-6x-6x0 0,所以所以3x3x0 02 2-3=0,-3=0,所以所以x x0 0=1.1.当当x x0 0=1=1时时,g(1)=12,g(1)=12,切点坐标为切点坐标为(1,21),(1,21),所以切线方程为所以切线方程为y=12x+9;y=12x+9;当当x x0 0=-1=-1时时,g(-1)=0,g(-1)=0,切点坐标为切点坐标为(-1,9),(-1,9),所以切线方程为所以切线方程为y=9.y=9.下面求曲线下面求曲线y=f(x)y=f(x)的斜率为的斜率为121
14、2和和0 0的切线方程的切线方程:因为因为f(x)=-2xf(x)=-2x3 3+3x+3x2 2+12x-11.+12x-11.f(x)=-6xf(x)=-6x2 2+6x+12,+6x+12,由由f(x)=12,f(x)=12,得得-6x-6x2 2+6x+12=12,+6x+12=12,所以所以x=0 x=0或或x=1.x=1.当当x=0 x=0时时,f(0)=-11,f(0)=-11,此时切线方程为此时切线方程为y=12x-11;y=12x-11;当当x=1x=1时时,f(1)=2,f(1)=2,此时切线方程为此时切线方程为y=12x-10.y=12x-10.所以所以y=12x+9y=
15、12x+9不是公切线不是公切线.由由f(x)=0,f(x)=0,得得-6x-6x2 2+6x+12=0,+6x+12=0,即得即得x=-1x=-1或或x=2.x=2.当当x=-1x=-1时时,f(-1)=-18,f(-1)=-18,此时切线方程为此时切线方程为y=-18;y=-18;当当x=2x=2时时,f(2)=9,f(2)=9,此时切线方程为此时切线方程为y=9.y=9.所以所以y=9y=9是公切线是公切线.综上所述综上所述,当当k=0k=0时时,y=9,y=9是两曲线的公切线是两曲线的公切线.【补偿训练补偿训练】已知直线已知直线l1 1为曲线为曲线y=xy=x2 2+x-2+x-2在点在
16、点(1,0)(1,0)处处的切线的切线,l2 2为该曲线的另外一条切线为该曲线的另外一条切线,且且l1 1l2 2.(1)(1)求直线求直线l2 2的方程的方程.(2)(2)求由直线求由直线l1 1,l2 2和和x x轴围成的三角形的面积轴围成的三角形的面积.【解析解析】(1)(1)因为因为y=2x+1,y=2x+1,所以直线所以直线l1 1的方程为的方程为y=3x-y=3x-3.3.设直线设直线l2 2过曲线过曲线y=xy=x2 2+x-2+x-2上的点上的点B(b,bB(b,b2 2+b-2),+b-2),则则l2 2的方程为的方程为y=(2b+1)x-by=(2b+1)x-b2 2-2.
17、-2.因为因为l1 1l2 2,所以所以2b+1=-,b=-,2b+1=-,b=-,所以直线所以直线l2 2的方程为的方程为y=-x-.y=-x-.132313229(2)(2)由题意得由题意得解得解得所以直线所以直线l1 1与直线与直线l2 2的交点坐标为的交点坐标为,l1 1,l2 2与与x x轴交点的坐标分别为轴交点的坐标分别为(1,0),.(1,0),.所以所求三角形面积所以所求三角形面积y 3x 3122yx39,1x65y.2,1 255125S|.23212 类型二类型二函数的单调性与导数函数的单调性与导数【典例典例2 2】(2015(2015重庆高考重庆高考)已知函数已知函数f
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