您的位置首页百科问答

高等数学导数知识的应用举例

高等数学导数知识的应用举例

本经验主要介绍导数的基本概念、基本运算、几何意义及单调性判断等知识,并举例详细解析。

※.导数的定义应用举例

[知识点]:函数y=f(x)的导数的极限定义为:f'(x)=lim(△x→0)[f(x+△x)-f(x)]/(△x).

例题1:设函数f(x)在x=13处的导数为1,则极限lim(△x→0)[f(13+60△x)-f(13)]/(59△x)的值是多少?

解:本题考察的是导数的极限定义,本题已知条件导数为1,其定义为:lim(△x→0)[f(13+△x)-f(13)]/(△x)= 1。

对所求极限进行变形有:

lim(△x→0) 60*[f(13+60△x)-f(13)]/(59*60△x)

=lim(△x→0) (60/59)*[f(13+60△x)-f(13)]/(60△x),

=(60/59)lim(△x→0) [f(13+60△x)-f(13)]/(60△x),

=(60/59)*1,

=60/59.

例题2:有一物体的运动方程为s(t)=23t²+38/t(t是时间,s是位移),则该物体在时刻t=5时的瞬时速度为多少?

解:本题考察的是导数定义知识,运动方程s(t)对时间t的导数就是速度v(t),所以有:

v(t)=s'(t)=(23t²+38/t)',

=2*23t-38/t²,

当t=5时,有:

v(5)=2*23*5-38/5²,

v(5)=1112/25,

所以物体在时刻t=5时的瞬时速度为1112/25。

※.导数的基本运算举例

例题1:已知函数f(x)=(49x-115)lnx-52x²,求导数f'(1)的值。

解: 本题是导数知识计算,考察对数函数、幂函数以及函数乘积的求导法则,具体计算步骤如下。

∵f(x)= (49x-115)lnx-52x²,

∴f'(x)=49lnx+(49x-115)*(1/x)-2*52x

=49lnx+(49x-115)/x-104x.

所以: f'(1)=0+49-115-104=-170.

即为本题所求的值。

例题2:已知函数f(x)=-(29/8)x²+25xf'(2400)+2400lnx,求f'(d14)的值。

解: 本题是导数知识计算,考察对数函数、幂函数以及函数乘积和函数导数相关定义知识,具体计算步骤如下。

∵f(x)=-(29/8)x²+25xf'(2400)+2400lnx,

∴f' (x)=-2*(29/8)x+25f'(2400)+2400/x,

则当x=2400时,有:

f'(2400)=-2*(29/8)*2400+25f'(2400)+2400/2400,

即:-2*(29/8)*2400+24f'(2400)+1=0,

所以: f'(2400)= 17399/24.

※.导数的几何意义应用举例

例题1:求函数f(x)=x(6x+7)³的图像在点(1,f(1))处的切线的斜率k。

[知识点]:导数的几何意义就是曲线上点的切斜的斜率。

解:本题对函数求导有:

f' (x)=(6x+7)³+3x(6x+7)²*6

=(6x+7)²*(6x+7+3*6x)

=(6x+7)²*(4*6x+7)

当x=1时,有:

斜率k=f'(1)

=(6*1+7)²*(4*6*1+7)

=169*31

=5239,即为本题所求的值。

例题2:若曲线y=20x/12-21lnx在x=x₀处的切斜的斜率为30/31,则x₀的值是多少?

解:对曲线y进行求导,有:

y'=20/12-21/x,

根据导数的几何意义,当x=x₀时,有:

20/12-21/x₀=30/31,

即:21/x₀=20/12-30/31=65/93,

所以x₀=1953/65.

※.导数解析函数单调性应用举例

[知识点]:如果函数y=f(x)在区间D内可导(可微),若x∈D时恒有f'(x)>0,则函数y=f(x)在区间D内单调增加;反之,若x∈D时,f'(x)在区间D内单调减少。

例题1:已知函数f(x)=-44lnx+45x²/13+126,计算函数f(x)的单调递减区间。

解:对函数进行求导,有:

∵f(x)=- 44lnx+45x²/13+126

∴f'(x)=- 44/x+2*45x/13,

本题要求函数的单调减区间,则:

-44/x+2*45x/13<0,

(-44*13+2*45x²)/(13x)<0,

又因为函数含有对数lnx,所以x>0.

故不等式解集等同于:

2*45x²<44*13,

即:x²<286/45,

所以解集为:(0,(1/15)*√1430).

例题2:已知函数f(x)=(x²+10x+115)/eˣ,求函数f(x)的单调区间。

解:对函数求一阶导数有:

∵f(x)=(x²+10x+115)/eˣ

∴f'(x)=[(2x+10)eˣ-(x²+10x+115)eˣ]/e^(2x),

=(2x+10-x²-10x-115)/eˣ,

=-(x²+8x+105)/eˣ,

对于函数g(x)=x²+8x+105,其判别式为:

△=8²-4*105=-356<0,

即:g(x)图像始终在x轴的上方,即g(x)>0,

此时:f'(x)= -(x²+8x+105)/eˣ<0,

所以函数f(x)=(x²+10x+115)/eˣ在全体实数范围上为单调减函数。