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高中数学导数的定义,公式及应用总结

编辑:lvzw

2012-11-20

编者按:精品学习网小编为大家收集了“高中数学导数的定义,公式及应用总结”,供大家参考,希望对大家有所帮助!

高中数学导数的定义,公式及应用总结

导数的定义:

当自变量的增量Δx=x-x0,Δx→0时函数增量Δy=f(x)- f(x0)与自变量增量之比的极限存在且有限,就说函数f在x0点可导,称之为f在x0点的导数(或变化率).

函数y=f(x)在x0点的导数f'(x0)的几何意义:表示函数曲线在P0[x0,f(x0)] 点的切线斜率(导数的几何意义是该函数曲线在这一点上的切线斜率)。

一般地,我们得出用函数的导数来判断函数的增减性(单调性)的法则:设y=f(x )在(a,b)内可导。如果在(a,b)内,f'(x)>0,则f(x)在这个区间是单调增加的(该点切线斜率增大,函数曲线变得“陡峭”,呈上升状)。如果在(a,b)内,f'(x)<0,则f(x)在这个区间是单调减小的。所以,当f'(x)=0时,y=f(x )有极大值或极小值,极大值中最大者是最大值,极小值中最小者是最小值

求导数的步骤:

求函数y=f(x)在x0处导数的步骤:

① 求函数的增量Δy=f(x0+Δx)-f(x0)   ② 求平均变化率   ③ 取极限,得导数。

导数公式:

① C'=0(C为常数函数);   ② (x^n)'= nx^(n-1) (n∈Q*);熟记1/X的导数   ③ (sinx)' = cosx;   (cosx)' = - sinx;   (tanx)'=1/(cosx)^2=(secx)^2=1+(tanx)^2   -(cotx)'=1/(sinx)^2=(cscx)^2=1+(cotx)^2   (secx)'=tanx·secx   (cscx)'=-cotx·cscx   (arcsinx)'=1/(1-x^2)^1/2   (arccosx)'=-1/(1-x^2)^1/2   (arctanx)'=1/(1+x^2)   (arccotx)'=-1/(1+x^2)   (arcsecx)'=1/(|x|(x^2-1)^1/2)   (arccscx)'=-1/(|x|(x^2-1)^1/2)   ④ (sinhx)'=hcoshx   (coshx)'=-hsinhx   (tanhx)'=1/(coshx)^2=(sechx)^2   (coth)'=-1/(sinhx)^2=-(cschx)^2   (sechx)'=-tanhx·sechx   (cschx)'=-cothx·cschx   (arsinhx)'=1/(x^2+1)^1/2   (arcoshx)'=1/(x^2-1)^1/2   (artanhx)'=1/(x^2-1) (|x|<1)   (arcothx)'=1/(x^2-1) (|x|>1)   (arsechx)'=1/(x(1-x^2)^1/2)   (arcschx)'=1/(x(1+x^2)^1/2)   ⑤ (e^x)' = e^x;   (a^x)' = a^xlna (ln为自然对数)   (Inx)' = 1/x(ln为自然对数)   (logax)' =(xlna)^(-1),(a>0且a不等于1) (x^1/2)'=[2(x^1/2)]^(-1)   (1/x)'=-x^(-2)

导数的应用:

1.函数的单调性

(1)利用导数的符号判断函数的增减性   利用导数的符号判断函数的增减性,这是导数几何意义在研究曲线变化规律时的一个应用,它充分体现了数形结合的思想.   一般地,在某个区间(a,b)内,如果f'(x)>0,那么函数y=f(x)在这个区间内单调递增;如果f'(x)<0,那么函数y=f(x)在这个区间内单调递减.   如果在某个区间内恒有f'(x)=0,则f(x)是常数函数.   注意:在某个区间内,f'(x)>0是f(x)在此区间上为增函数的充分条件,而不是必要条件,如f(x)=x3在R内是增函数,但x=0时f'(x)=0。也就是说,如果已知f(x)为增函数,解题时就必须写f'(x)≥0。   (2)求函数单调区间的步骤(不要按图索骥 缘木求鱼 这样创新何言?1.定义最基础求法2.复合函数单调性)   ①确定f(x)的定义域;   ②求导数;   ③由(或)解出相应的x的范围.当f'(x)>0时,f(x)在相应区间上是增函数;当f'(x)<0时,f(x)在相应区间上是减函数.

2.函数的极值

(1)函数的极值的判定   ①如果在两侧符号相同,则不是f(x)的极值点;   ②如果在附近的左右侧符号不同,那么,是极大值或极小值.

3.求函数极值的步骤

①确定函数的定义域;   ②求导数;   ③在定义域内求出所有的驻点与导数不存在的点,即求方程及的所有实根;   ④检查在驻点左右的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值.

4.函数的最值

(1)如果f(x)在[a,b]上的最大值(或最小值)是在(a,b)内一点处取得的,显然这个最大值(或最小值)同时是个极大值(或极小值),它是f(x)在(a,b)内所有的极大值(或极小值)中最大的(或最小的),但是最值也可能在[a,b]的端点a或b处取得,极值与最值是两个不同的概念.   (2)求f(x)在[a,b]上的最大值与最小值的步骤   ①求f(x)在(a,b)内的极值;   ②将f(x)的各极值与f(a),f(b)比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.

5.生活中的优化问题

生活中经常遇到求利润最大、用料最省、效率最高等问题,这些问题称为优化问题,优化问题也称为最值问题.解决这些问题具有非常现实的意义.这些问题通常可以转化为数学中的函数问题,进而转化为求函数的最大(小)值问题.

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