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1、变化率与导数要点讲解一、求导的基本方法导数极限定义函数y=f(x)在点x0的导数,正好就等于函数曲线在点M(x0,f(x0)的切线斜率.我们看看这个结论是如何得出的.右边这个图,在x0右边距离为x的地方另取 一点,那么曲线上相应的点M1的坐标为(x0+x,f(x0+x),我们将点M和M1连起来,得到一条直线,我们称之为“割线”,显然它不是我们所要的切线.这条割线的斜率是多少呢?割线MM1的斜率=请注意,如果这时我们沿着曲线f(x)移动点M1,使它逐渐接近点M(也就是让x缩小,最后变成0),割线MM1就会逐步移动,渐渐靠近切线MT,向切线MT逼近.从图中可以看出,当M1沿着曲线逐渐向M靠拢时,M
2、M1的斜率也会向MT的斜率逐渐靠近.我们可以把上面这句话写成:当x0,MM1的斜率MT的斜率.用式子表示:切线MT的斜率=这就是导数的定义.x中在x前面的那个三角形,是一个大写希腊字母,读作delta,相当于英文字母的D.据说牛顿年轻的时候,由于先天有某种障碍缺陷,无法精通某种秘密的握手方式,结果不幸因此被一个名称中带的兄弟会拒绝了他的入会申请.当时他当然非常失望,他后来幽默地用了这个让他毕生最伤心的字母,作为他一生最伟大的成就(微积分)的基石.他用x这个符号,来代表x的微小变化.导数的定义还可以有其他形式,比如用h替代x:还可以用x替代x0,得到:我们假设,这样,当x0,就相当于xx0,可以
3、把式子改写成:从外表看,似乎跟原来的定义不一样了,但实质是一回事.什么时候我们会用到导数的极限定义去计算导数呢?只有在考核对导数定义的理解时才会遇到,平时是不会用到的.二、导数几何意义的应用函数yf(x)在点x0处的导数的几何意义就是曲线yf(x)在点P(x0,y0)处的切线的斜率.它把函数的导数与曲线的切线联系在一起,使导数成为函数知识与解析几何知识交汇的一个重要载体.因此,用导数解决与切线有关的问题将是高考命题的一个热点.导数几何意义的应用涉及如下几类问题.一、切线的夹角问题例1已知抛物线yx24与直线yx2相交于A、B两点,过A、B两点的切线分别为l1和l2.(1)求直线l1与l2的夹角
4、.解析:由方程组,解得A(2,0),B(3,5),由y2x,则y|x24,y|x36,设两直线的夹角为,根据两直线的夹角公式,tan|,所以arctan.点拨:解答此类问题分两步:第一步根据导数的几何意义求出曲线两条切线的斜率;第二步利用两条直线的夹角公式求出结果(注意两条直线的夹角公式有绝对值符号).二、两条曲线的公切线问题例2已知抛物线C1:yx22x和C2:yx2a.如果直线l同时是C1和C2的切线,称直线l是C1和C2的公切线,公切线上两个切点之间的线段,称为公切线段.(1)a取什么值时,C1和C2有且仅有一条公切线?写出此公切线的方程;(2)若C1和C2有两条公切线,证明相应的两条公
5、切线段互相平分.解析:(1)函数yx22x的导数y2x2,曲线C1在点P(x1,x2x1)处的切线方程是y(x2x1)(2x12)(xx1),即y(2x12)xx,函数yx2a的导数y2x,曲线C2在点Q(x2,xa)处的切线方程是y(xa)2x2(xx2),即y2x2xxa,如果直线l是过P和Q的公切线,则式和式都是直线l的方程,所以,消去x2得方程2x2x11a0.当判别式442(1a)0时,即a时,解得x1,此时点P和Q重合,即当a时,C1和C2有且仅有一条公切线,由得公切线的方程为yx.()证明:略点拨:解答此类问题分三步:第一步分别在两条曲线设出切点,并求出切线方程;第二步根据两个切线方程表示同切线,利用直线重合的条件建立一个二次方程;第三步根据切线的唯一性,结合判别式为零求出结果.2