导数的定义基本运算几何意义及应用举例D15

本文通过例题,详细介绍导数的定义理解、基本运算过程、导数的几何意义应用及导数判断函数单调性应用等内容。

方法/步骤

1、※.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=6处的导数为14,则极限lim(△x→0)[f(6+19△x)-f(6)]/(4△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14,其定义为:lim(△x→0)[f(6+△x)-f(6)]/(△x)= 14。

对所求极限进行变形有:

lim(△x→0) 19*[f(6+19△x)-f(6)]/(4*19△x)

=lim(△x→0) (19/4)*[f(6+19△x)-f(6)]/(19△x),

=(19/4)lim(△x→0) [f(6+19△x)-f(6)]/(19△x),

=(19/4)*14,

=133/2.

 

2、例题2:有一物体的运动方程为s(t)=9t²+56/t(t是时间,s是位移),则该物体在时刻t=3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)=(9t²+56/t)’,

=2*9t-56/t²,

当t=3时,有:

v(3)=2*9*3-56/3²,

v(3)=106/9,

所以物体在时刻t=3时的瞬时速度为106/9。

3、※.导数的基本运算举例

例题1:已知函数f(x)=(191x-102)lnx-4x²,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)= (191x-102)lnx-4x²,

∴f'(x)=191lnx+(191x-102)*(1/x)-2*4x

     =191lnx+(191x-102)/x-8x.

所以: f'(1)=0+191-102-8=81.

即为本题所求的值。

 

4、例题2:已知函数f(x)=-(19/24)x²+22xf'(4800)+4800lnx,求f'(4800)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)=-(19/24)x²+22xf'(4800)+4800lnx,

∴f’ (x)=-2*(19/24)x+22f'(4800)+4800/x,

则当x=4800时,有:

f'(4800)=-2*(19/24)*4800+22f'(4800)+4800/4800,

即:-2*(19/24)*4800+21f'(4800)+1=0,

所以: f'(4800)= 2533/7.

5、※.导数的几何意义应用举例

例题1:求函数f(x)=x(7x+8)³的图像在点(-2,f(-2))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)=(7x+8)³+3x(7x+8)²*7

=(7x+8)²*(7x+8+3*7x)

=(7x+8)²*(4*7x+8)

   当x=-2时,有:

   斜率k=f'(-2)

=(7*-2+8)²*(4*7*-2+8)

=36*-48

=-1728,即为本题所求的值。

 

6、例题2:若曲线y=21x/5-23lnx在x=x₀处的切斜的斜率为9/3,则x₀的值是多少?

解:对曲线y进行求导,有:

y’=21/5-23/x,

根据导数的几何意义,当x=x₀时,有:

21/5-23/x₀=9/3,

即:23/x₀=21/5-9/3=6/5,

所以x₀=115/6.

7、※.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)=-14lnx+15x²/11+79,计算函数f(x)的单调递减区间。

解:对函数进行求导,有:

∵f(x)=- 14lnx+15x²/11+79

∴f'(x)=- 14/x+2*15x/11,

本题要求函数的单调减区间,则:

-14/x+2*15x/11<0,

(-14*11+2*15x²)/(11x)<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*15x²<14*11,

即:x²<77/15,

所以解集为:(0,(1/15)*√1155).

  

8、例题2:已知函数f(x)=(x²+39x+387)/eˣ,求函数f(x)的单调区间。

解:对函数求一阶导数有:

∵f(x)=(x²+39x+387)/eˣ

∴f'(x)=[(2x+39)eˣ-(x²+39x+387)eˣ]/e^(2x),

=(2x+39-x²-39x-387)/eˣ,

=-(x²+37x+348)/eˣ,

对于函数g(x)=x²+37x+348,其判别式为:

    △=37²-4*348=-23<0,

    即:g(x)图像始终在x轴的上方,即g(x)>0,

        此时:f'(x)= -(x²+37x+348)/eˣ<0,

    所以函数f(x)=(x²+39x+387)/eˣ在全体实数范围上为单调减函数。

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