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时间:2017-11-11
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1、浅谈导数及应用毕业论文摘要:导数概念是数学分析基本概念,是近代数学的重要基础,是联系初、高等数学的纽带,它的引入为解决中学数学问题提供了新的视野,也是研究函数的性质、证明不等式、求曲线的斜率问题和求函数的极值最值等问题的有力工具。本文就导数的应用,谈一点个人的感悟和体会。关键词:导数极限应用函数不等式一、导数的概念及运算1.导数的概念:设函数y=f(x)在处附近有定义,如果Δx→0时,Δy与Δx的比(也叫函数的平均变化率)有极限即无限趋近于某个常数,我们把这个极限值叫做函数y=f(x)在Δx→0处的导数
2、,记作;2.导数的几何意义:函数y=f(x)在处的导数的几何意义,就是曲线y=f(x)在点处的切线的斜率,即斜率为过点P的切线方程为:.3.导函数、可导:如果函数y=f(x)在开区间内的每点处都有导数,即对于每一个,都对应着一个确定的导数,从而构成了一个新的函数,称这个函数为函数y=f(x)在开区间内的导函数,简称导数。此时称函数y=f(x)在开区间内可导.4.可导与连续的关系:如果函数y=f(x)在点处可导,那么函数y=f(x)在点处连续.5.依定义求导数的方法:13(1)求函数的改变量(2)求平均变
3、化率(3)取极限,得导数=6.几种常见函数的导数:(C为常数);();;;;;;。7.导数的四则运算法则:;;;8.复合函数的导数:设函数u=(x)在点x处有导数u′x=′(x),函数y=f(u)在点x的对应点u处有导数y′u=f′(u),则复合函数y=f((x))在点x处也有导数,且或=f′(u)′(x).9.求导数的方法:(1)求导公式(2)导数的四则运算法则(3)复合函数的求导公式(4)导数定义10.导数的概念及运算的相关例题例1(1)求曲线在点(1,1)处的切线方程;(2)运动曲线方程为,求t=
4、3时的速度分析:根据导数的几何意义及导数的物理意义可知,函数y=f(x)在处的导数就是曲线y=f(x)在点处的切线的斜率瞬时速度是位移函数S(t)对时间的导数 解:(1),13 ,即曲线在点(1,1)处的切线斜率k=0 因此曲线在(1,1)处的切线方程为y=1 (2) 注:切线是导数的“几何形象”,是函数单调性的“几何”解释,要熟练掌握求切线方程的方法.例2若f(x)在R上可导,(1)求f(-x)在x=a处的导数与f(x)在x=-a处的导数的关系;(2)证明:若f(x)为偶函数,则为奇函数.
5、分析:(1)需求f(-x)在x=a处的导数与f(x)在x=-a处的导数;(2)求,然后判断其奇偶性.(1)解:设f(-x)=g(x),则===-=-∴f(-x)在x=a处的导数与f(x)在x=-a处的导数互为相反数.(2)证明:===-=-∴为奇函数.注:用导数的定义求导数时,要注意Δy中自变量的变化量应与Δx一致.13例3已知函数,数列的第一项,以后各项按照如下方式取定:曲线y=在处的切线与经过(0,0)和两点的直线平行(如图)。求证:当n时:(I);(II)证明:(I)∵∴曲线在处的切线斜率∵过和两
6、点的直线斜率是∴.(II)∵函数当时单调递增,而,∴,即因此又∵令则∵∴因此故例4.已知一个函数的图像过点P(0,2),并且在点M(-1,f(-1))处的切线方程为.(Ⅰ)求函数的解析式;13(Ⅱ)求函数的单调区间.解:(Ⅰ)由的图像经过P(0,2),知d=2,所以,.由在处的切线方程是,知.故所求的解析式是.(Ⅱ),解得当当故在内是增函数,在内是减函数,在内是增函数.例5证明过抛物线y=a(x-x1)·(x-x2)(a≠0,x17、解:,,即,,即.设两条切线与x轴所成的锐角为、β,则,,故tan=tanβ.又、β是锐角,则=β.二、导数的应用1.以导数概念为载体处理函数图像问题函数图像13直观地反映了两个变量之间的变化规律,由于受作图的局限性,这种规律的揭示有时往往不尽人意.导数概念的建立拓展了应用图像解题的空间。例1设函数的图像为C1,函数的图像为C2,已知在C1与C2的一个交点的切线互相垂直.(1)求,之间的关系;(2)若>0,>0,求的最大值.分析由导数的几何意义以及两切线的位置关系即可求出,的关系,求的最大值可借助不等式8、求解.解析(1)对于C1:,有,对于C2:有,设C1与C2的一个交点为(),由题意知过交点()的两条切线互相垂直,∴即①又点()在C1与C2上,故有②由①②消去可得,(2)由于>0,>0且,所以≤,当且仅当时,取等号,即的最大值为.本题以函数图像为背景考查导数的几何意义和语言转化能力,而应用导数的几何意义是解决这类问题的关键,即某一点的导数值,即为该点的切线斜率.2.以导数知识为工具研究函数单调性对函数单调性的研究,导数作为强有力的工具提供
7、解:,,即,,即.设两条切线与x轴所成的锐角为、β,则,,故tan=tanβ.又、β是锐角,则=β.二、导数的应用1.以导数概念为载体处理函数图像问题函数图像13直观地反映了两个变量之间的变化规律,由于受作图的局限性,这种规律的揭示有时往往不尽人意.导数概念的建立拓展了应用图像解题的空间。例1设函数的图像为C1,函数的图像为C2,已知在C1与C2的一个交点的切线互相垂直.(1)求,之间的关系;(2)若>0,>0,求的最大值.分析由导数的几何意义以及两切线的位置关系即可求出,的关系,求的最大值可借助不等式
8、求解.解析(1)对于C1:,有,对于C2:有,设C1与C2的一个交点为(),由题意知过交点()的两条切线互相垂直,∴即①又点()在C1与C2上,故有②由①②消去可得,(2)由于>0,>0且,所以≤,当且仅当时,取等号,即的最大值为.本题以函数图像为背景考查导数的几何意义和语言转化能力,而应用导数的几何意义是解决这类问题的关键,即某一点的导数值,即为该点的切线斜率.2.以导数知识为工具研究函数单调性对函数单调性的研究,导数作为强有力的工具提供
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