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。