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5.1.2.2导数的几何意义
通过函数图象直观理解导数的几何意义.课标要求素养要求通过学习导数与曲线的切线的关系,理解导数的几何意义,发展学生直观想象素养.
课前预习课堂互动分层训练内容索引
课前预习知识探究1
1.切线的概念在曲线y=f(x)上任取一点P(x,f(x)),如果当点P(x,f(x))沿着曲线y=f(x)无限趋近于点P0(x0,f(x0))时,割线P0P无限趋近于一个确定的位置,这个确定的位置P0T称为曲线y=f(x)在点P0处的切线.
2.导数的几何意义
点睛(1)函数y=f(x)在x=x0处的导数即为曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率,即曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率k=f′(x0).此时曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线方程为y-f(x0)=f′(x0)(x-x0).如果切线的倾斜角为α,则tanα=f′(x0).(2)若函数y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的导数不存在,表明曲线在该点处有切线,且切线与x轴垂直或曲线在该点处无切线.
3.导函数
1.思考辨析,判断正误×(1)若f′(x0)=0,则曲线在x=x0处切线不存在.()提示若f′(x0)=0,则切线斜率为0,其切线存在,与x轴平行或重合.(2)函数在x=x0处的导数f′(x0)是一个常数.()(3)函数y=f(x)在x=x0处的导数值就是曲线y=f(x)在x=x0处的切线的斜率.()(4)直线与曲线相切,则直线与已知的曲线只有一个公共点.()提示也可能有多个公共点,如曲线y=x3在点(1,1)处的切线与曲线y=x3有两个公共点.√√×
2.若曲线y=h(x)在点P(a,h(a))处的切线方程为2x+y+1=0,则() A.h′(a)=0 B.h′(a)0 C.h′(a)0 D.h′(a)不存在 解析由2x+y+1=0,得y=-2x-1,由导数的几何意义可知h′(a)=-20.B
A所以2a=2,所以a=1.
3
课堂互动题型剖析2
题型一求切线方程【例1】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;解将x=1代入曲线C的方程得y=1,∴切点P(1,1).=[3+3Δx+(Δx)2]=3.∴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=0.
(2)求曲线C过点(1,1)的切线方程.
①当x0=1时,切点坐标为(1,1),相应的切线方程为3x-y-2=0.即3x-4y+1=0.
利用导数的几何意义求切线方程的方法(1)若已知点(x0,y0)是切点,求在点(x0,y0)处的切线方程,先求出函数y=f(x)在点x0处的导数,然后根据直线的点斜式方程,得切线方程y-y0=f′(x0)(x-x0).(2)若点(x0,y0)不是切点,求过点(x0,y0)的切线方程,首先应设出切点坐标,然后根据导数的几何意义列出等式,求出切点坐标,进而求出切线方程.思维升华
∴曲线在点P(2,4)处切线的斜率为∴曲线在点P(2,4)处的切线方程为y-4=4(x-2),即4x-y-4=0.
(2)求曲线过点P(2,4)的切线方程.∴(x0+1)(x0-2)2=0,解得x0=-1,或x0=2.故所求的切线方程为x-y+2=0,或4x-y-4=0.
【例2】(1)已知抛物线y=f(x)=2x2+1在某点处的切线的倾斜角为45°,则该切点的坐标为________.题型二求切点坐标或参数值解析设切点坐标为(x0,y0),又∵切线的斜率为k=tan45°=1,
(2)若直线y=3x+b与曲线y=x3相切,则b=________.±2因此x0=±1,所以P(1,1)或P(-1,-1).因为点P在直线y=3x+b上,所以b=±2.
解答此类题目时,所给的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.思维升华
【训练2】已知曲线f(x)=x2-1在x=x0处的切线与曲线g(x)=1-x3在x=x0处的切线互相平行,求x0的值.解对于曲线f(x)=x2-1,
【例3】(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()题型三与导数的几何意义有关的图象问题A.f′(xA)f′(xB) B.f′(xA)f′(xB) C.f′(xA)=f′(xB) D.不能确定B解析由导数的几何意义,f′(xA),f′(xB)分别是切线在点A,B处切线的斜率,由图象可知f′(xA)f′(xB).
(2)若函数f
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