高中数学导数(高中数学导数知识点总结及应用)
一. 导数概念的引入
1. 导数的物理意义:
瞬时速率。一般的,函数y=f(x)在x=处的瞬时变化率是
2. 导数的几何意义:
曲线的切线,当点趋近于P时,直线 PT 与曲线相切。容易知道,割线的斜率是
当点趋近于 P 时,函数y=f(x)在x=处的导数就是切线PT的斜率k,即
3. 导函数:
当x变化时,便是x的一个函数,我们称它为f(x)的导函数. y=f(x)的导函数有时也记作,即
。
二. 导数的计算
基本初等函数的导数公式:
导数的运算法则:
复合函数求导 :
y=f(u)和u=g(x),则称y可以表示成为x的函数,即y=f(g(x))为一个复合函数。
三、导数在研究函数中的应用
1. 函数的单调性与导数:
一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系:在某个区间(a,b)内
(1) 如果>0,那么函数y=f(x)在这个区间单调递增;
(2) 如果<0,那么函数y=f(x)在这个区间单调递减;
2. 函数的极值与导数:
极值反映的是函数在某一点附近的大小情况。
求函数y=f(x)的极值的方法有:
(1)如果在附近的左侧>0 ,右侧<0,那么是极大值;
(2)如果在附近的左侧<0 ,右侧>0,那么是极小值;
3. 函数的最大(小)值与导数:
求函数y=f(x)在[a,b]上的最大值与最小值的步骤:
(1)求函数y=f(x)在[a,b]内的极值;
(2) 将函数y=f(x)的各极值与端点处的函数值f(a),f(b)比较,其中最大的是最大值,最小的是最小值。
四. 推理与证明
(1)合情推理与类比推理
根据一类事物的部分对象具有某种性质,推出这类事物的所有对象都具有这种性质的推理,叫做归纳推理,归纳是从特殊到一般的过程,它属于合情推理。
根据两类不同事物之间具有某些类似(或一致)性,推测其中一类事物具有与另外一类事物类似的性质的推理,叫做类比推理。
类比推理的一般步骤:
(1) 找出两类事物的相似性或一致性;
(2) 用一类事物的性质去推测另一类事物的性质,得出一个明确的命题(猜想);
(3) 一般的,事物之间的各个性质并不是孤立存在的,而是相互制约的.如果两个事物在某些性质上相同或相似,那么他们在另一写性质上也可能相同或类似,类比的结论可能是真的;
(4) 一般情况下,如果类比的相似性越多,相似的性质与推测的性质之间越相关,那么类比得出的命题越可靠。
(2)演绎推理(俗称三段论)
由一般性的命题推出特殊命题的过程,这种推理称为演绎推理。
(3)数学归纳法
1. 它是一个递推的数学论证方法。
2. 步骤:
A. 命题在 n=1(或)时成立,这是递推的基础;
B.假设在 n=k 时命题成立;
C. 证明 n=k+1 时命题也成立。
完成这两步,就可以断定对任何自然数(或n≥,且n∈N)结论都成立。
证明方法:1、 反证法;2、分析法;3、综合法;
解题技巧
热点考向一 导数在方程中的应用
[典例1]
已知函数f(x)=x2-(a+4)x-2a2+5a+3(a∈R).
(1)当a=3时,求函数f(x)的零点;
(2)若方程f(x)=0的两个实数根都在区间(-1,3)上,求实数a的取值范围.
[方法规律]
利用导数解决函数零点(方程的根)问题的主要方法
(1)利用导数研究函数的单调性和极值,通过对极值正负的讨论研究根的问题;
(2)利用数形结合研究方程的根;
(3)利用导数结合零点定理研究根的存在问题;
(4)转化为不等式或最值问题解决函数零点问题.
热点考向二导数在不等式中的应用
[方法规律]
利用导数解决不等式问题的类型
(1)不等式恒成立:基本思路就是转化为求函数的最值或函数值域的端点值问题.
(2)比较两个数的大小:一般的思路是把两个函数作差后构造一个新函数,通过研究这个函数的函数值与零的大小确定所比较的两个数的大小.
(3)证明不等式:对于只含有一个变量的不等式都可以通过构造函数,然后利用函数的单调性和极值解决.