1、第一章第一章 导数及其应用导数及其应用 2导数的意义(1)几何意义:函数yf(x)在点x0处的导数f(x0)就是曲线yf(x)在点P(x0,f(x0)处的切线的斜率k,即kf(x0)(2)物理意义:函数ss(t)在点t处的导数s(t),就是当物体的运动方程为ss(t)时,运动物体在时刻t时的瞬时速度v,即vs(t)而函数vv(t)在t处的导数v(t),就是运动物体在时刻t时的瞬时加速度a,即av(t)3利用导数的几何意义求切线方程 利用导数的几何意义求切线方程时关键是搞清所给的点是不是切点,常见的类型有两种,一是求“在某点处的切线方程”则此点一定为切点,先求导,再求斜率代入直线方程即可得;另一
2、类是求“过某点的切线方程”,这种类型中的点不一定是切点,可先设切点为Q(x1,y1),则切线方程为yy1f(x1)(xx1),再由切线过点P(x0,y0)得 y0y1f(x1)(x0 x1)又y1f(x1)由求出x1,y1的值 即求出了过点P(x0,y0)的切线方程 分析根据导数的几何意义可知,欲求yf(x)在点(1,f(1)处的切线斜率,即求f(1),即可得所求斜率 例2已知函数f(x)ax33x26ax11,g(x)3x26x12,直线m:ykx9,又f(1)0.(1)求a的值;(2)是否存在实数k,使直线m既是曲线yf(x)的切线,又是yg(x)的切线?如果存在,求出k的值;如果不存在,
3、请说明理由 分析直线ykx9过定点(0,9),可先求出过点(0,9)与yg(x)相切的直线方程,再考查所求直线是否也是曲线yf(x)的切线 当x0时,f(0)11,此时切线方程为y12x11;当x1时,f(1)2,此时切线方程为y12x10.所以y12x9不是公切线 由f(x)0,得6x26x120,即有x1,或x2.当x1时,f(1)18,此时切线方程为y18;当x2时,f(2)9,此时切线方程为y9.所以y9是公切线 综上所述,当k0时,y9是两曲线的公切线.1.利用导数研究函数的单调区间是导数的主要应用之一,其步骤为:(1)求导数f(x);(2)解不等式f(x)0或f(x)0总成立,则该
4、函数在(a,b)上单调递增;f(x)0或f(x)0的x的取值范围为(1,3)(1)求f(x)的解析式及f(x)的极大值;(2)当x2,3时,求g(x)f(x)6(m2)x的最大值 解析(1)由题意知f(x)3ax22bxc 3a(x1)(x3)(a0),在(,1)上f(x)0,f(x)是增函数,在(3,)上f(x)0,f(x)是减函数 因此f(x)在x01处取极小值4,在x3处取得极大值(2)g(x)3(x1)(x3)6(m2)x 3(x22mx3),g(x)6x6m0,得xm.当2m3时,g(x)maxg(m)3m29;当m0(或f(x)0(或f(x)0),求出参数的取值范围后,再令参数取“
5、”,看此时f(x)是否满足题意 例5设函数f(x)2x33ax23bx8c在x1及x2时取得极值(1)求a、b的值;(2)若对于任意的x0,3,都有f(x)0;当x(1,2)时,f(x)0.所以当x1时,f(x)取极大值,f(1)58c.又f(0)8c,f(3)98c,则当x0,3时,f(x)的最大值为f(3)98c.因为对于任意的x0,3,有f(x)c2恒成立,所以98cc2,解得c9.因此c的取值范围是(,1)(9,).利用导数求函数的极大(小)值,求函数在区间a,b上的最大(小)值或利用求导法解决一些实际问题是函数内容的继续与延伸,这种解决问题的方法使复杂的问题简单化,因而已逐渐成为高考
6、的又一新热点 1利用导数求实际问题的最大(小)值的一般方法:(1)细致分析实际问题中各个量之间的关系,正确设定所求最大或最小值的变量y与自变量x,把实际问题转化为数学问题,即列出函数关系yf(x),根据实际问题确定yf(x)的定义域(2)求f(x),令f(x)0,得出所有实数的解(3)比较导函数在各个根和区间端点处的函数值的大小,根据实际问题的意义确定函数的最大值或最小值 2利用导数求实际问题的最大(小)值时,应注意的问题:(1)求实际问题的最大(小)值时,一定要从问题的实际意义去考查,不符合实际意义的值应舍去(2)在实际问题中,由f(x)0常常仅解到一个根,若能判断函数的最大(小)值在x的变
7、化区间内部得到,则这个根处的函数值就是所求的最大(小)值 例6某分公司经销某种品牌产品,每件产品的成本为3元,并且每件产品需向总公司交a元(3a5)的管理费,预计当每件产品的售价为x元(9x11)时,一年的销售量为(12x)2万件(1)求分公司一年的利润L(万元)与每件产品的售价x(元)的函数关系式;(2)当每件产品的售价为多少元时,分公司一年的利润最大,并求出L的最大值Q(a)利用定积分求曲边梯形的面积、变力做功等问题,要注意用定积分求曲边梯形的面积的步骤:(1)画出图形;(2)解方程组确定积分区间;(3)根据图形的特点确定积分函数;(4)求定积分 分析本题考查定积分知识 例8计算由y2x,yx2围成的图形的面积