学年度最新高三数学一轮复习第9讲导数教案Word文件下载.docx
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(1)考查形式为:
选择题、填空题、解答题各种题型都会考察,选择题、填空题一般难度不大,属于高考题中的中低档题,解答题有一定难度,一般与函数及解析几何结合,属于高考的中低档题;
(2)20xx年高考可能涉及导数综合题,以导数为数学工具考察:
导数的物理意义及几何意义,复合函数、数列、不等式等知识。
教学准备
多媒体课件
教学过程
一.知识梳理:
1.导数的概念
函数y=f(x),如果自变量x在x
处有增量,那么函数y相应地有增量
=f(x+)-f(x),比值叫做函数y=f(x)在x到x+之间的平均变化率,即=。
如果当时,有极限,我们就说函数y=f(x)在点x处可导,并把这个极限叫做f(x)在点x处的导数,记作f’(x)或y’|。
即f(x)==。
说明:
(1)函数f(x)在点x处可导,是指时,有极限。
如果不存在极限,就说函数在点x处不可导,或说无导数。
(2)是自变量x在x处的改变量,时,而是函数值的改变量,可以是零。
由导数的定义可知,求函数y=f(x)在点x处的导数的步骤(可由学生来归纳):
(1)求函数的增量=f(x+)-f(x);
(2)求平均变化率=;
(3)取极限,得导数f’(x)=。
2.导数的几何意义
函数y=f(x)在点x处的导数的几何意义是曲线y=f(x)在点p(x,f(x)) 处的切线的斜率。
也就是说,曲线y=f(x)在点p(x,f(x))处的切线的斜率是f’(x)。
相应地,切线方程为y-y=f/(x)(x-x)。
3.常见函数的导出公式.
(1)(C为常数) (2)
(3) (4)
4.两个函数的和、差、积的求导法则
法则1:
两个函数的和(或差)的导数,等于这两个函数的导数的和(或差),
即:
(
法则2:
两个函数的积的导数,等于第一个函数的导数乘以第二个函数,加上第一个
函数乘以第二个函数的导数,即:
若C为常数,则.即常数与函数的积的导数等于常数乘以函数的导数:
法则3两个函数的商的导数,等于分子的导数与分母的积,减去分母的导数与分子的积,再除以分母的平方:
‘=(v0)。
5.导数的应用
(1)一般地,设函数在某个区间可导,如果,则为增函数;
如果,则为减函数;
如果在某区间内恒有,则为常数;
(2)曲线在极值点处切线的斜率为0,极值点处的导数为0;
曲线在极大值点左侧切线的斜率为正,右侧为负;
曲线在极小值点左侧切线的斜率为负,右侧为正;
(3)一般地,在区间上连续的函数f在上必有最大值与最小值。
①求函数ƒ在(a,b)内的极值;
②求函数ƒ在区间端点的值ƒ(a)、ƒ(b);
③将函数ƒ的各极值与ƒ(a)、ƒ(b)比较,其中最大的是最大值,其中最小的是最小值。
二.典例分析
考点一:
导数的概念
例1.已知s=,
(1)计算t从3秒到3.1秒、3.001秒、3.0001秒….各段内平均速度;
(2)求t=3秒是瞬时速度。
解析:
(1)指时间改变量;
指时间改变量。
。
其余各段时间内的平均速度,事先刻在光盘上,待学生回答完第一时间内的平均速度后,即用多媒体出示,让学生思考在各段时间内的平均速度的变化情况。
(2)从
(1)可见某段时间内的平均速度随变化而变化,越小,越接近于一个定值,由极限定义可知,这个值就是时,的极限,
V==
=(6+=3g=29.4(米/秒)。
例2.求函数y=的导数。
,
=-。
点评:
掌握切的斜率、瞬时速度,它门都是一种特殊的极限,为学习导数的定义奠定基础。
考点二:
导数的基本运算
例3.
(1)求的导数;
(2)求的导数;
(3)求的导数;
(4)求y=的导数;
(5)求y=的导数。
(1),
(2)先化简,
(3)先使用三角公式进行化简.
(4)y’==;
(5)y=-x+5-
y’=3*(x)'-x'+5'-9)'=3*-1+0-9*(-)=。
(1)求导之前,应利用代数、三角恒等式等变形对函数进行化简,然后求导,这样可以减少运算量,提高运算速度,减少差错;
(2)有的函数虽然表面形式为函数的商的形式,但在求导前利用代数或三角恒等变形将函数先化简,然后进行求导.有时可以避免使用商的求导法则,减少运算量。
考点三:
导数的几何意义
例4.
(1)若曲线的一条切线与直线垂直,则的方程为()
A.B.C.D.
(2)过点(-1,0)作抛物线的切线,则其中一条切线为()
(A)(B)(C)(D)
(1)与直线垂直的直线为,即在某一点的导数为4,而,所以在(1,1)处导数为4,此点的切线为,故选A;
(2),设切点坐标为,则切线的斜率为2,且,于是切线方程为,因为点(-1,0)在切线上,可解得=0或-4,代入可验正D正确,选D。
导数值对应函数在该点处的切线斜率。
考点四:
借助导数处理单调性、极值和最值
例5.
(1)对于R上可导的任意函数f(x),若满足(x-1)≥0,则必有()
A.f(0)+f
(2)<
2f
(1)B.f(0)+f
(2)≤2f
(1)
C.f(0)+f
(2)≥2f
(1)D.f(0)+f
(2)>
2f
(1)
(2)函数的定义域为开区间,导函数在内的图象如图所示,则函数在开区间内有极小值点( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
(3)已知函数。
(Ⅰ)设,讨论的单调性;
(Ⅱ)若对任意恒有,求的取值范围。
(1)依题意,当x≥1时,f'
(x)≥0,函数f(x)在(1,+∞)上是增函数;
当x<
1时,f'
(x)≤0,f(x)在(-∞,1)上是减函数,故f(x)当x=1时取得最小值,即有f(0)≥f
(1),f
(2)≥f
(1),故选C;
(2)函数的定义域为开区间,导函数在内的图象如图所示,函数在开区间内有极小值的点即函数由减函数变为增函数的点,其导数值为由负到正的点,只有1个,选A。
(3):
(Ⅰ)f(x)的定义域为(-∞,1)∪(1,+∞).对f(x)求导数得f'
(x)=
e-ax。
(ⅰ)当a=2时,f'
e-2x,f'
(x)在(-∞,0),(0,1)和(1,+∞)均大于0,所以f(x)在(-∞,1),(1,+∞).为增函数;
(ⅱ)当0<
a<
2时,f'
(x)>
0,f(x)在(-∞,1),(1,+∞)为增函数.;
(ⅲ)当a>
2时,0<
<
1,令f'
(x)=0,解得x1=-
x2=
;
当x变化时,f'
(x)和f(x)的变化情况如下表:
x
(-∞,-
)
(-
(
1)
(1,+∞)
f'
(x)
+
-
f(x)
↗
↘
f(x)在(-∞,-
),(
1),(1,+∞)为增函数,f(x)在(-
)为减函数。
(Ⅱ)(ⅰ)当0<
a≤2时,由(Ⅰ)知:
对任意x∈(0,1)恒有f(x)>
f(0)=1;
(ⅱ)当a>
2时,取x0=
∈(0,1),则由(Ⅰ)知f(x0)<
(ⅲ)当a≤0时,对任意x∈(0,1),恒有
>
1且e-ax≥1,
得:
f(x)=
e-ax≥
1.综上当且仅当a∈(-∞,2]时,对任意x∈(0,1)恒有f(x)>
1。
注意求函数的单调性之前,一定要考虑函数的定义域。
导函数的正负对应原函数增减。
例6.
(1)在区间上的最大值是()
(A)-2(B)0(C)2(D)4
(2)设函数f(x)=(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)讨论f(x)的极值。
(1),令可得x=0或2(2舍去),当-1≤x<
0时,>
0,当0<
x≤1时,<
0,所以当x=0时,f(x)取得最大值为2。
选C;
(2)由已知得,令,解得。
(Ⅰ)当时,,在上单调递增;
当时,,随的变化情况如下表:
+
极大值
极小值
从上表可知,函数在上单调递增;
在上单调递减;
在上单调递增。
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当时,函数没有极值;
当时,函数在处取得极大值,在处取得极小值。
本小题主要考查利用导数研究函数的最大值和最小值的基础知识,以及运用数学知识解决实际问题的能力。
考点五:
导数综合题
例7.设函数分别在处取得极小值、极大值.平面上点的坐标分别为、,该平面上动点满足,点是点关于直线的对称点.求
(I)求点的坐标;
(II)求动点的轨迹方程.
(Ⅰ)令解得;
当时,,当时,,当时,。
所以,函数在处取得极小值,在取得极大值,故,。
所以,点A、B的坐标为。
(Ⅱ)设,,
,所以。
又PQ的中点在上,所以,消去得。
该题是导数与平面向量结合的综合题。
考点六:
导数实际应用题
例8.请您设计一个帐篷。
它下部的形状是高为1m的正六棱柱,上部的形状是侧棱长为3m的正六棱锥(如右图所示)。
试问当帐篷的顶点O到底面中心的距离为多少时,帐篷的体积最大?
设OO1为xm,则由题设可得正六棱锥底面边长为(单位:
m)。
于是底面正六边形的面积为(单位:
m2):
。
帐篷的体积为(单位:
m3):
求导数,得;
令解得x=-2(不合题意,舍去),x=2。
当1<
x<
2时,,V(x)为增函数;
当2<
4时,,V(x)为减函数。
所以当x=2时,V(x)最大。
答:
当OO1为2m时,帐篷的体积最大。
结合空间几何体的体积求最值,理解导数的工具作用。
例9.已知函数f(x)=x+x,数列|x|(x>0)的第一项x=1,以后各项按如下方式取定:
曲线x=f(x)在处的切线与经过(0,0)和(x,f(x))两点的直线平行(如图)求证:
当n时,
(Ⅰ)x
(Ⅱ)。
证明:
(I)因为所以曲线在处的切线斜率
因为过和两点的直线斜率是所以.
(II)因为函数当时单调递增,而
所以,即因此
又因为令则
因为所以
因此故
本题主要考查函数的导数、数列、不等式等基础知识,以及不等式的证明,同时考查逻辑推理能力。
利用导数的几何意义求直线方程是高频考题,需让学生理解、把握。
本题通过平均速度和瞬时速度以让学生回顾、把握导数的引进。
对基本的求导问题,学生能很好掌握,但对需要适当处理的函数,学生还有一点困难,还要再增加一点带有一定变换的题目让学生巩固。
做本题前,需先回顾必修2的相关知识。
对求极值,应要求学生画表格来单调性情况,这样可避免把不是极值的函数值也作为极值了,应补充这种情况的例子。
本题难度打了,现在做不合适,可放到二轮复习时再做。
板书设计
导数
=。
f(x)==。
若C为常数,则
教学反思
导数是高考主干知识,在解答题中,函数与导数结合进行考察,其中单调性基本上必考。
所以,与单调性有关的导数题还要增加。
含有参数的导数题、涉及不等式恒成立问题,需要再搜集、整理一定量的题目加以训练。
学生对导数及其应用的基本题已有较好掌握,但具有灵活性的题目还有困难,后续再巩固强化。