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干货丨高中数学导数知识总结 导数七大题型答题技巧!
知识总结


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。

五.  导数中的数学思想

数形结合思想

数形结合是利用“数”和“形”的相互转化来解决数学问题的思想方法.它为代数问题和几何问题的相互转化架起了桥梁,数形结合重在结合,它们完美的结合,往往能起到事半功倍的效果.数形结合思想贯穿于中学数学的始终,在许多知识板块中都有它的身影.数形结合思想以其直观性、灵活性等特点倍受解题者的衷爱.本文举例说明数形结合的思想在求解导数问题中的灵活运用.
例 已知函数
,当
时取得极大值,当
时取得极小值,求点
对应的区域的面积以及
的取值范围.
分析:利用极值的有关知识判断导函数方程的根的范围,再由导函数的图象与相应二次方程的根的关系得到关于
的线性不等关系,点
所对应的区域.第(2)问利用斜率求出
的取值范围.
解:函数
的导数为
,当
时取得极大值,当
时取得极小值,则方程
有两个根,一个根在区间
内,另一个根在区间(12)内.
由二次函数
的图象与方程
的根的分布之间的关系可以得到
平面内满足约束条件的点
所对应的区域为
(不包括边界,其中点
如右图所示).
的面积为
为点
轴的距离)
与点
连线的斜率为
,显然
,即
整体代换思想

我们在思考问题的时侯,如果能根据题目中的结构特点,把问题中貌似独立,但实质上又相互联系的量看成一个整体,从而在宏观上寻求解决问题的途径,这种思想称之为整体思想.整体思想主要有整体代换、整体求值、整体变形、整体构造等.这种思想若运用巧妙,不仅可以简化运算,而且能够激发学生思维的灵活性.本文仅举一例来说明整体代换思想在求解导数问题时的应用.
例 已知
是定义在
上的函数,其图象交
轴于
三点.若点
的坐标为
,且
上有相同的单调性,在
上有相反的单调性.
1)求
的值;
2)在函数
的图象上是否存在一点
,使得
在点
的切线斜率为
3)求
的取值范围.
解:(1)∵ 
上有相反的单调性,
的一个极值点.
,即
有一个解为
2)因为
轴于点
,所以
,即
,得
因为
上有相反的单调性,
所以
假设存在点
,使得
在点
的切线斜率为
故不存在点
,使得
在点
的切线斜率为
3)由题意,设
的函数图象交
轴于点
的坐标为
、点
的坐标为
比较系数得
.得
所以
,∴当
时,
;当
时,
.故
解后反思:本题的第(2)、(3)两问都用到了整体代换的思想,避免了求
的值,大大简化了运算.运用整体思想解题是不是很巧妙?这种整体思想在其它知识板块中都有广泛的应用,在以后的学习中可要留心哟.

分类讨论思想

分类讨论是中学数学的一种解题思想,对某一问题进行正确地分类讨论要有一种全局的观点,注意在分类时要不重不漏.
已知
,求
的单调区间.
解:函数
的导数
.
1)当
时,若
,则
;若
,则
内为减函数,在
内为增函数.
2)当
时,由
内为增函数,在
内为减函数.
3)当
时,由
内为增函数,在
内为减函数.
从该例的解答中可以看出必须熟练掌握一些初等函数的导数,理解给定区间上
函数为增函数, 
函数为减函数.但要确定
的符号,须对参数进行分类讨论.
已知
1)求函数
的最大值.
2)设
,证明:
解:(1
的定义域是
,则
.
时,
时,
,则当且仅当
时,
取最大值0
2)因
,设
时,
因此
内为减函数;
时,
因此
内为增函数.
从而当
时,
有极小值
又因
所以
,即
,
时,
上为减函数.
因为
,所以
所证结论成立.
该题属于典型利用导数证明其不等式的问题,一般方法是:先构造函数(多是作差函数),再用导数确定所构造函数的单调性来证明.在证明的过程中难免要分类处理,否则难以确定新函数的正负.


解题技巧

在考试过程中,很多高中生由于没有掌握适用的解题技巧,尤其是对相关的知识点掌握不够牢固的同学,只能放弃,下面为大家总结了导数七大题型,帮助大家在高考数学中多拿一分, 轻松拿下140 !
1 导数单调性、极值、最值的直接应用

2 交点与根的分布

3 不等式证明
(一)做差证明不等式

(二)变形构造函数证明不等式

(三)替换构造不等式证明不等式

4 不等式恒成立求字母范围
(一)恒成立之最值的直接应用

(二)恒成立之分离参数

(三)恒成立之讨论字母范围

5 函数与导数性质的综合运用

6 导数应用题

7 导数结合三角函数

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