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高三数学知识点-导数

小白说百态 266

前言:

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1. 导数(导函数的简称)的定义:设x0是函数y=f(x)定义域的一点,如果自变量x在x0有增量∆x,则函数值y引起相应的增量∆y=f(x0+∆x)-f(x0);比值∆y/∆x=[f(x0+∆x)-f(x0)]/∆x称为函数y=f(x)在点x0到x0+∆x之间的平均变化率;如果极限

存在,则称函数y=f(x)在点x0处可导,并把这个极限叫做y=f(x)在x0处的导数,记作f´(x0)或y´|x=x0,即f´(x0)=

.

注:①∆x是增量,我们也称为“改变量”,因为∆x可正,可负,但不为零.

②以知函数y=f(x)定义域为A,y=f'(x)的定义域为B,则A与B关系为包含且等于.

2. 函数y=f(x)在点x0处连续与点x0处可导的关系:

⑴函数y=f(x)在点x0处连续是y=f(x)在点x0处可导的必要不充分条件.

可以证明,如果y=f(x)在点x0处可导,那么y=f(x)点x0处连续.

事实上,令x=x0+∆x,则x→x0相当于∆x→0.

于是

⑵如果y=f(x)点x0处连续,那么y=f(x)在点x0处可导,是不成立的.

例:f(x)=|x|在点x0=0处连续,但在点x0=0处不可导,因为∆y/∆x=|∆x|/∆x,当∆x>0时,∆y/∆x=1;当∆x<0时,∆y/∆x=-1,故

不存在.

注:①可导的奇函数函数其导函数为偶函数.

②可导的偶函数函数其导函数为奇函数.

3. 导数的几何意义:

函数y=f(x)在点x0处的导数的几何意义就是曲线y=f(x)在点(x0,f(x))处的切线的斜率,也就是说,曲线y=f(x)在点P(x0,f(x))处的切线的斜率是f'(x0),切线方程为y-y0=f'(x)(x-x0).

4. 求导数的四则运算法则:

(u±v)'=u'±v'=>y=f₁(x)+f₂(x)+...+fn(x)=>y'=f'₁(x)+f'₂(x)+...+f'n(x)

(uv)'=vu'+v'u=>(cv)'=c'v+cv'=cv'(c为常数)

(u/v)'=(vu'-v'u)/v²(v≠0)

注:①u,v须是可导函数.

②若两个函数可导,则它们和、差、积、商必可导;若两个函数均不可导,则它们的和、差、积、商不一定不可导.

例如:设f(x)=2sinx+2/x,g(x)=cosx-2/x,则f(x),g(x)在x=0处均不可导,但它们和f(x)+g(x)=sinx+cosx在x=0处均可导.

5. 复合函数的求导法则:f'x(φ(x))=f'(u)φ'(x)或y'x=y'u·u'x

复合函数的求导法则可推广到多个中间变量的情形.

6. 函数单调性:

⑴函数单调性的判定方法:设函数y=f(x)在某个区间内可导,如果f'(x)>0,则y=f(x)为增函数;如果f'(x)<0,则y=f(x)为减函数.

⑵常数的判定方法;

如果函数y=f(x)在区间I内恒有f'(x)=0,则y=f(x)为常数.

注:①f(x)>0是fx)递增的充分条件,但不是必要条件,如y=2x³在(-∞,+∞)上并不是都有f(x)>0,有一个点例外即x=0时fx) = 0,同样f(x)<0是f(x)递减的充分非必要条件.

②一般地,如果f(x)在某区间内有限个点处为零,在其余各点均为正(或负),那么fx)在该区间上仍旧是单调增加(或单调减少)的.

7. 极值的判别方法:(极值是在x0附近所有的点,都有f(x)<f(x0),则f(x0)是函数f(x)的极大值,极小值同理)

当函数f(x)在点x0处连续时,

①如果在x0附近的左侧f'(x)>0,右侧f'(x)<0,那么f(x0)是极大值;

②如果在x0附近的左侧f'(x)<0,右侧f'(x)>0,那么f(x0)是极小值.

也就是说x0是极值点的充分条件是x0点两侧导数异号,而不是f'(x)=0①. 此外,函数不可导的点也可能是函数的极值点②. 当然,极值是一个局部概念,极值点的大小关系是不确定的,即有可能极大值比极小值小(函数在某一点附近的点不同).

注①: 若点x0是可导函数f(x)极值点,则f'(x)=0. 但反过来不一定成立. 对于可导函数,其一点x0是极值点的必要条件是若函数在该点可导,则导数值为零.

例如:函数y=f(x)=x³,x=0使f'(x)=0,但x=0不是极值点.

②例如:函数y=f(x)=|x|,在点x=0不可导,但点x=0是函数的极小值点.

8. 极值与最值的区别:极值是在局部对函数值进行比较,最值是在整体区间上对函数值进行比较.

注:函数的极值点一定有意义.

9. 几种常见的函数导数:

I.C'=0(C为常数) (sinx)'=cosx (arcsinx)'=1/√(1-x²)

(xⁿ)'=nx(n-1)次方(n∈R) (cosx)'=-sinx (arccosx)'=-1/√(1-x²)

II. (ln x)'=1/x (log a x)'=1/xlogae (arctanx)'=1/(x²+1)

(e的x次方)'= e的x次方 (a的x次方)'=a的x次方lna (arc cotx)'=-1/(x²+1)

III. 求导的常见方法:

①常用结论:(ln|x|)'=1/x.

②形如y=(x-a₁)(x-a₂)...(x-an)或y=(x-a₁)(x-a₂)...(x-an)/(x-b₁)(x-b₂)...(x-bn)两边同取自然对数,可转化求代数和形式.

③无理函数或形如y=x的x次方这类函数,如y=x的x次方取自然对数之后可变形为y=lnx,对两边求导可得y/y=lnx+x*1/x=>y'=ylnx+y=>y'=x的x次方lnx+x的x次方.

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