高中数学选修22导数定积分.docx

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高中数学选修22导数定积分

2019-2020年高中数学选修2-2导数、定积分

一．课标要求：

1．导数及其应用

（1）导数概念及其几何意义

①通过对大量实例的分析，经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程，了解导数概念的实际背景，知道瞬时变化率就是导数，体会导数的思想及其内涵；

②通过函数图像直观地理解导数的几何意义。

（2）导数的运算

①能根据导数定义求函数y=c，y=x，y=x2，y=x3，y=1/x，y=x的导数；

②能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数，能求简单的复合函数（仅限于形如f（ax+b））的导数；

③会使用导数公式表。

（3）导数在研究函数中的应用

①结合实例，借助几何直观探索并了解函数的单调性与导数的关系；能利用导数研究函数的单调性，会求不超过三次的多项式函数的单调区间；

②结合函数的图像，了解函数在某点取得极值的必要条件和充分条件；会用导数求不超过三次的多项式函数的极大值、极小值，以及闭区间上不超过三次的多项式函数最大值、最小值；体会导数方法在研究函数性质中的一般性和有效性。

（4）生活中的优化问题举例

例如，使利润最大、用料最省、效率最高等优化问题，体会导数在解决实际问题中的作用。

（5）定积分与微积分基本定理

①通过实例（如求曲边梯形的面积、变力做功等），从问题情境中了解定积分的实际背景；借助几何直观体会定积分的基本思想，初步了解定积分的概念；

②通过实例（如变速运动物体在某段时间内的速度与路程的关系），直观了解微积分基本定理的含义。

（6）数学文化

收集有关微积分创立的时代背景和有关人物的资料，并进行交流；体会微积分的建立在人类文化发展中的意义和价值。

具体要求见本《标准》中"数学文化"的要求。

二．命题走向

导数是高中数学中重要的内容，是解决实际问题的强有力的数学工具，运用导数的有关知识，研究函数的性质：

单调性、极值和最值是高考的热点问题。

在高考中考察形式多种多样，以选择题、填空题等主观题目的形式考察基本概念、运算及导数的应用，也经常以解答题形式和其它数学知识结合起来，综合考察利用导数研究函数的单调性、极值、最值，估计xx年高考继续以上面的几种形式考察不会有大的变化：

（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）07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。

定积分是新课标教材新增的内容，主要包括定积分的概念、微积分基本定理、定积分的简单应用，由于定积分在实际问题中非常广泛，因而07年的高考预测会在这方面考察，预测07年高考呈现以下几个特点：

（1）新课标第1年考察，难度不会很大，注意基本概念、基本性质、基本公式的考察及简单的应用；高考中本讲的题目一般为选择题、填空题，考查定积分的基本概念及简单运算，属于中低档题；

（2）定积分的应用主要是计算面积，诸如计算曲边梯形的面积、变速直线运动等实际问题要很好的转化为数学模型。

三．要点精讲

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）。

形如y=f的函数称为复合函数。

复合函数求导步骤：

分解——求导——回代。

法则：

y＇|=y＇|·u＇|

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[a，b]上连续的函数f在[a，b]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。

6．定积分

（1）概念

设函数f（x）在区间[a，b]上连续，用分点a＝x0

，即＝（ξi）△x。

这里，a与b分别叫做积分下限与积分上限，区间[a，b]叫做积分区间，函数f（x）叫做被积函数，x叫做积分变量，f（x）dx叫做被积式。

基本的积分公式：

＝C；＝＋C（m∈Q，m≠－1）；dx＝ln＋C；＝＋C；＝＋C；＝sinx＋C；＝－cosx＋C（表中C均为常数）。

（2）定积分的性质

①（k为常数）；

②

；

③

（其中a＜c＜b。

（3）定积分求曲边梯形面积

由三条直线x＝a，x＝b（a

如果图形由曲线y1＝f1（x），y2＝f2（x）（不妨设f1（x）≥f2（x）≥0），及直线x＝a，x＝b（a

四．典例解析

题型1：

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。

解析：

，

，

=-。

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。

题型2：

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。

解析：

（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*（－）＝。

点评：

（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。

例4．写出由下列函数复合而成的函数：

（1）y=cosu,u=1+

（2）y=lnu,u=lnx

解析：

（1）y=cos（1+）；

（2）y=ln（lnx）。

点评：

通过对y=（3x-2展开求导及按复合关系求导，直观的得到=..给出复合函数的求导法则，并指导学生阅读法则的证明。

题型3：

导数的几何意义

例5．

（1）（06安徽卷）若曲线的一条切线与直线垂直，则的方程为（）

A．B．C．D．

（2）（06全国II）过点（－1，0）作抛物线的切线，则其中一条切线为（）

（A）（B）（C）（D）

解析：

（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。

点评：

导数值对应函数在该点处的切线斜率。

例6．

（1）（06湖北卷）半径为r的圆的面积S（r）＝r2,周长C（r）=2r，若将r看作（0，＋∞）上的变量，则（r2）`＝2r

，

式可以用语言叙述为：

圆的面积函数的导数等于圆的周长函数。

对于半径为R的球，若将R看作（0，＋∞）上的变量，请你写出类似于

的式子：

；

式可以用语言叙述为：

。

（2）（06湖南卷）曲线和在它们交点处的两条切线与轴所围成的三角形面积是。

解析：

（1）V球＝，又故

式可填，用语言叙述为“球的体积函数的导数等于球的表面积函数。

”；

（2）曲线和在它们的交点坐标是（1，1），两条切线方程分别是y=－x+2和y=2x－1，它们与轴所围成的三角形的面积是。

点评：

导数的运算可以和几何图形的切线、面积联系在一起，对于较复杂问题有很好的效果。

题型4：

借助导数处理单调性、极值和最值

例7．

（1）（06江西卷）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）（06天津卷）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）（06全国卷I）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。

解析：

（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'（x）=

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00,f（x）在（－∞,1）