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点) 培养学生数学抽象的素养.
2.理解导函数的概念,会求简 2.借助导数的几何意义解题,
单函数的导函数.(重点) 培养学生的数学运算素养.
3.理解在某点处与过某点的切
线方程的区别.(难点、易混点)
自主 预习 探新 知
1.导数的几何意义 (1)切线的概念:如图,对于割线 PPn,当点 Pn 趋近于点 P 时, 割线 PPn 趋近于确定的位置,这个确定位置的 直线PT 称为点 P 处的切线.
1.求曲线在某点处的切线方程的步骤
2.求过点(x1,y1)的曲线y=f(x)的切线方程的步骤 (1)设切点(x0,y0); (2)求f′(x0),写出切线方程y-y0=f′(x0)(x-x0); (3)将点(x1,y1)代入切线方程,解出x0,y0及f′(x0); (4)写出切线方程.
课堂 小结 提素 养
3.利用导数求曲线的切线方程,要注意已知点是否在曲线 上.如果已知点在曲线上,则以该点为切点的切线方程为y-f(x0)= f′(x0)(x-x0);若已知点不在切线上,则设出切点(x0,f(x0)),表示出 切线方程,然后求出切点.
1.判断正误
(1)函数y=f(x)在x=x0处的导数f′(x0)的几何意义是曲线y=f(x)在
【例3】 已知曲线C:y=x3. (1)求曲线C在横坐标为x=1的点处的切线方程; (2)求曲线C过点(1,1)的切线方程.
点斜式方 [思路点拨] (1) 求y′|x=1 ―→ 求切点 ―→ 程求切线
(2) 设切点x0,y0 ―→ 求y′|x=x0 ―→ 由y′|x=x0=yx00--11 ―→ 求x0,y0
1.导数f′(x0)的几何意义是曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的
斜率,即k= lim Δx→0
fx0+Δx-fx0 Δx
=f′(x0),物理意义是运动物体在某
一时刻的瞬时速度.
2.“函数f(x)在点x0处的导数”是一个数值,不是变数,“导 函数”是一个函数,二者有本质的区别,但又有密切关系,f′(x0)是 其导数y=f′(x)在x=x0处的一个函数值.
(1)∵抛物线的切线平行于直线4x-y-2=0, ∴斜率为4, 即f′(x0)=4x0=4,得x0=1, 该点为(1,3). (2)∵抛物线的切线与直线x+8y-3=0垂直, ∴斜率为8, 即f′(x0)=4x0=8,得x0=2, 该点为(2,9).
求曲线的切线方程 [探究问题] 1.如何求曲线f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程?
写切线方程
[解] (1)将x=1代入曲线C的方程得y=1,
∴切点P(1,1).y′|x=1=Δlixm→0
ΔΔyx=Δlixm→0
1+Δx3-1 Δx
= lim [3+3Δx+(Δx)2]=3. Δx→0
∴k=y′|x=1=3.
∴曲线在点P(1,1)处的切线方程为y-1=3(x-1),即3x-y-2=
提示:根据导数的几何意义,求出函数y=f(x)在点(x0,f(x0))处 的导数,即曲线在该点处的切线的斜率,再由直线方程的点斜式求 出切线方程.
2.曲线f(x)在点(x0,f(x0))处的切线与曲线过点(x0,y0)的切线有 什么不同?
提示:曲线f(x)在点(x0,f(x0))处的切线,点(x0,f(x0))一定是切 点,只要求出k=f′(x0),利用点斜式写出切线方程即可;而曲线f(x) 过某点(x0,y0)的切线,给出的点(x0,y0)不一定在曲线上,即使在曲 线上也不一定是切点.
点A,B处切线的斜率,由图象可知f′(xA)<f′(xB).
(2)由题意,知k=y′|x=0
= lim Δx→0
0+Δx2+aΔ0x+Δx+b-b=1,
∴a=1.
又(0,b)在切线上,∴b=1,故选A.]
1.本例(2)中主要涉及了两点:①f′(0)=1,②f(0)=b. 2.解答此类问题的关键是理解导数的几何意义. 3.与导数的几何意义相关的题目往往涉及解析几何的相关知 识,如直线的方程、直线间的位置关系等,因此要综合应用所学知 识解题.
(3)因为切线的倾斜角为135°,所以切线的斜率为-1,即2x0= -1,解得x0=-21,所以y0=14,即P-12,14.
解答此类题目时,所给直线的倾斜角或斜率是解题的关键,由 这些信息得知函数在某点处的导数,进而可求此点的横坐标.解题时 要注意解析几何知识的应用,如直线的倾斜角与斜率的关系,平 行,垂直等.
[跟进训练] 2.已知抛物线y=2x2+1,求 (1)抛物线上哪一点的切线平行于直线4x-y-2=0? (2)抛物线上哪一点的切线垂直于直线x+8y-3=0?
[解] 设切点坐标为(x0,y0),则 Δy=2(x0+Δx)2+1-2x20-1=4x0·Δx+2(Δx)2, ∴ΔΔyx=4x0+2Δx, ∴y′|x=x0=Δlixm→0 ΔΔyx=Δlixm→0 (4x0+2Δx)=4x0.
x+2y+4=0
[f′(-2)= lim Δx→0
f-2+Δx-f-2 Δx
= lim Δx→0
-2+2ΔΔxx+1=Δlixm→0
-2+1 Δx=-21,
∴切线方程为y+1=-12(x+2), 即x+2y+4=0.]
4.已知直线y=4x+a和曲线y=x3-2x2+3相切,求切点坐标及 a的值.
[解] 设直线l与曲线相切于点P(x0,y0),则
= lim Δx→0
x+Δx2-x2 Δx
= lim Δx→0
(2x+Δx)=2x.设P(x0,y0)是满足条件的点.
(1)因为切线与直线y=4x-5平行,所以2x0=4,解得x0=2,所
以y0=4,即P(2,4).
(2)因为切线与直线2x-6y+5=0垂直,且直线2x-6y+5=0的 斜率为13,所以2x0·31=-1,解得x0=-32,所以y0=94,即P-23,94.
f′(x)= lim Δx→0
x+Δx3-2x+ΔxΔx2+3-x3-2x2+3=3x2-4x.
由导数的几何意义,得k=f′(x0)=3x20-4x0=4,
解得x0=-23或x0=2,
∴切点坐标为-23,4297或(2,3). 当切点为-23,4297时,有4297=4×-23+a, ∴a=12271. 当切点为(2,3)时,有3=4×2+a, ∴a=-5, 因此切点坐标为-23,4297或(2,3),a的值为12271或-5.
45° [设切线的倾斜角为α,则tan 180°),∴α=45°.]
α=f′(x0)=1,又α∈[0°,
3.若函数f(x)在点A(1,2)处的导数是-1,那么过点A的切线方程 是________.
x+y-3=0 [切线的斜率为k=-1. ∴点A(1,2)处的切线方程为y-2=-(x-1),即x+y-3=0.]
Thank you for watching !
结束 语 同学们,你们要相信梦想是价值的源泉,相信成功
[思路点拨] 先求出函数的导函数f′(x),再设切点(x0,y0),由导 数的几何意义知切点(x0,y0)处的切线的斜率为f′(x0),然后根据题意 列方程,解关于x0的方程即可求出x0,又点(x0,y0)在曲线y=x2上, 易得y0.
[解]
设y=f(x),则f′(x)= lim Δx→0
fx+Δx-fx Δx
1
·
自
课
主
堂
预
小
习
结
·
探 新
复习课件
提 素
知
养
合
高中数学 第3章 导数及其应用 3.1 3.1.3 导数的几何意义课件 新人教A版选修1-1
作
课
探
时
究
分
层
释
作
疑
业
难
返 首 页
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第三章 导数及其应用
3.1 变化率与导数 3.1.3 导数的几何意义
学习目标 1.理解导数的几何意义,会求
核心素养
曲线上某点处的切线方程.(重 1.通过学习导数的几何意义,
[提示] 不一定.曲线的切线和曲线不一定只有一个交点,和 曲线只有一个交点的直线和曲线也不一定相切.如图,曲线的切线 是通过逼近将割线趋于确定位置的直线.
2.导函数的概念
(1)定义:当 x 变化时, f′(x) 便是 x 的一个函数,我们称它为 f(x)
的导函数(简称导数).
fx+Δx-fx
(2)记法:f′(x)或 y′,即 f′(x)=y′=
2.如果曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程为x+2y-3= 0,那么( )
A.f′(x0)>0 C.f′(x0)=0
B.f′(x0)<0 D.f′(x0)不存在
B [由x+2y-3=0知,斜率k=-12,
∴f′(x0)=-12<0.]
3.曲线f(x)=2x在点(-2,-1)处的切线方程为________.
点x=x0处切线的斜率.
()
(2)若曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处有切线,则f′(x0)必存在.
()
(3)f′(x0)(或y′|x=x0)是函数f′(x)在点x=x0处的函数值. ( ) (4)直线与曲线相切,则直线与已知曲线只有一个公共点.
()
[答案] (1)√ (2)× (3)√ (4)×
合作 探究 释疑 难
导数的几何意义 【例1】 (1)已知y=f(x)的图象如图所示,则f′(xA)与f′(xB)的大小 关系是( ) A.f′(xA)>f′(xB) B.f′(xA)<f′(xB) C.f′(xA)=f′(xB) D.不能确定
(2)若曲线y=x2+ax+b在点(0,b)处的切线方程是x-y+1=0,
又 lim Δx→0
f1+ΔΔxx-f1=Δlixm→0
a1+Δx2-a Δx
=lim (aΔx+2a)=2a.故由2a=2得a=1. Δx→0
(2)直线l的方程为4x+4y=1,即x+y-4=0.
又由题意可知f(2)=2,f′(2)=-1,
∴f(2)+f′(2)=2-1=1.]
求切点坐标
【例2】 在曲线y=x2上求一点,使得在该点处的切线: (1)平行于直线y=4x-5; (2)垂直于直线2x-6y+5=0; (3)倾斜角为135°. 分别求出满足上述条件的点的坐标.
0.
(2)设切点为Q(x0,y0),由(1)可知y′|x=x0=3x
2 0
,由题意可知kPQ=
y′|x=x0,即
y0-1 x0-1
=3x
2 0
,又y0=x
3 0
,所以
x30-1 x0-1
=3x
2 0
,即2x
2 0
-x0-1=
0,解得x0=1或x0=-12.
①当x0=1时,切点坐标为(1,1),相应的切线方程为3x-y-2=0.
则( )
A.a=1,b=1
B.a=-1,b=1
C.a=1,b=-1
D.a=-1,b=-1
休息时间到啦
同学们,下课休息十分钟。现在是休息时间,你们休息一下眼睛, 看看远处,要保护好眼睛哦~站起来动一动,久坐对身体不好哦~
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(1)B (2)A [(1)由导数的几何意义,f′(xA),f′(xB)分别是切线在
[跟进训练]
1.(1)设曲线y=ax2在点(1,a)处的切线与直线2x-y-6=0平
行,则a等于( )
A.1
B.12
C.-12
D.-1
(2)如图所示,函数y=f(x)的图象在点P(2,y)处的切线是l,则f(2) +f′(2)等于( )
A.-4 C.-2
B.3 D.1
(1)A (2)D [(1)由题意可知,f′(1)=2.
(1)
(2)
(3)
(4)
(2)导数的几何意义:函数 f(x)在 x=x0 处的导数就是切线 PT 的斜
率 k,则 k=
lim
Δx→0
fx0+Δx-fx0 Δx
=f′(x0).
(3)切线方程: 曲线 y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程为y-f(x0)=f′(x0)(x-x0).
思考:曲线的切线是不是一定和曲线只有一个交点?
lim
Δx→0
Δx
.
1.已知曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为2x-y+2=0,
则f′(1)=( )
A.4
B.-(1)=2,故选D.]
2.已知函数f(x)在x0处的导数为f′(x0)=1,则函数f(x)在x0处切线 的倾斜角为________.
②当x0=-
1 2
时,切点坐标为
-12,-18
,相应的切线方程为y+
1 8
=34x+12,即3x-4y+1=0.
(变结论)本例第(1)小题中的切线与曲线C是否还有其他的公共 点?
[解] 由yy==3x3x,-2, 解得xy==11,, 或xy==--28,, 从而求得公共点为P(1,1)或M(-2,-8),即切线与曲线C的公 共点除了切点外,还有另一公共点(-2,-8).