复合函数的概念 一般地,对于两个函数y?f(u)和u?g(x),如果通过变量u,
y可以表示成x的函数,那么称这个函数为函数y?f(u)和u?g(x)的复合函数,记作
y?f?g(x)?。
复合函数的导数 复合函数y?f?g(x)?的导数和函数y?f(u)和u?g(x)的导数间的关系为yx??yu??ux?,即y对x的导数等于y对u的导数与u对x的导数的乘积.
??f?g(x)?g?(x) 若y?f?g(x)?,则y???fg(x)???????三.典例分析
例1(课本例4)求下列函数的导数:
(1)y?(2x?3)2;(2)y?e?0.05x?1; (3)y?sin(?x??)(其中?,?均为常数).
解:(1)函数y?(2x?3)2可以看作函数y?u2和u?2x?3的复合函数。根据复合函数求导法则有
?(u2)'(2x?3)'?4u?8x?12。 yx??yu??ux=
(2)函数y?e数求导法则有
?0.05x?1u可以看作函数y?e和u??0.05x?1的复合函数。根据复合函
?(eu)'(?0.05x?1)'??0.005eu??0.005e?0.05x?1。 yx??yu??ux=
(3)函数y?sin(?x??)可以看作函数y?sinu和u??x??的复合函数。根据复合函数求导法则有
?(sinu)'(?x??)'??cosu??cos(?x??)。 yx??yu??ux=
例2求y?sin(tanx)的导数.
解:y?[sin(tanx)]?cos(tanx)?sec(x)?2x
'2'2222?2xcos(tanx2)?sec2(x2) y'?2xcos(tanx2)?sec2(x2)
【点评】
求复合函数的导数,关键在于搞清楚复合函数的结构,明确复合次数,由外层向内层逐层求导,直到关于自变量求导,同时应注意不能遗漏求导环节并及时化简计算结果.
例3求y?x?ax?2ax2的导数.
1?x2?2ax?(x?a)?解:y?'2x?2a2x2?2ax
x2?2axa2x2?2ax, ???2222(x?2ax)x?2axx?2axa2x2?2ax y??22(x?2ax)'?a2【点评】本题练习商的导数和复合函数的导数.求导数后要予以化简整理. 例4求y =sin4x +cos 4x的导数.
【解法一】y =sin 4x +cos 4x=(sin2x +cos2x)2-2sin2cos2x=1-=1-
12
sin2 x 2131(1-cos 4 x)=+cos 4 x.y′=-sin 4 x. 444【点评】
解法一是先化简变形,简化求导数运算,要注意变形准确.解法二是利用复合函数求导数,应注意不漏步.
例5曲线y =x(x +1)(2-x)有两条平行于直线y =x的切线,求此二切线之间的距离.
【解】y =-x 3 +x 2 +2 x y′=-3 x 2+2 x +2
令y′=1即3 x2-2 x -1=0,解得 x =-于是切点为P(1,2),Q(-
1或x =1. 3114,-), 327过点P的切线方程为,y -2=x -1即 x -y +1=0.
显然两切线间的距离等于点Q 到此切线的距离,故所求距离为
114|???1|163272. =272四.课堂练习
1.求下列函数的导数 (1) y =sinx3+sin33x;(2)y?2.求ln(2x?3x?1)的导数 五.回顾总结
六.布置作业
2sin2x;(3)loga(x2?2) 2x?1§1.3.1函数的单调性与导数(2课时)
教学目标:
1.了解可导函数的单调性与其导数的关系;
2.能利用导数研究函数的单调性,会求函数的单调区间,对多项式函数一般不超过三次; 教学重点:利用导数研究函数的单调性,会求不超过三次的多项式函数的单调区间 教学难点: 利用导数研究函数的单调性,会求不超过三次的多项式函数的单调区间 教学过程: 一.创设情景
函数是客观描述世界变化规律的重要数学模型,研究函数时,了解函数的赠与减、增减的快与慢以及函数的最大值或最小值等性质是非常重要的.通过研究函数的这些性质,我们可以对数量的变化规律有一个基本的了解.下面,我们运用导数研究函数的性质,从中体会导数在研究函数中的作用. 二.新课讲授
1.问题:图3.3-1(1),它表示跳水运动中高度h随时间t变化的函数
h(t)??4.9t2?6.5t?10的图像,图3.3-1
(2)表示高台跳水运动员的速度v随时间t变化的函数v(t)?h'(t)??9.8t?6.5的图像.
运动员从起跳到最高点,以及从最高点到入水这两段时间的运动状态有什么区别?
通过观察图像,我们可以发现:
(1) 运动员从起点到最高点,离水面的高度h随时间t的增加而增加,即h(t)是增
函数.相应地,v(t)?h(t)?0.
(2) 从最高点到入水,运动员离水面的高度h随时间t的增加而减少,即h(t)是减
函数.相应地,v(t)?h(t)?0.
2.函数的单调性与导数的关系
观察下面函数的图像,探讨函数的单调性与其导数正负的关系.
'' 如
图
3.3-3,导数f'(x0)表示函数f(x)在点(x0,y0)处的切线的斜率.
在x?x0处,f'(x0)?0,切线是“左下右上”式的,这时,函数f(x)在x0附近单调递增;
在x?x1处,f'(x0)?0,切线是“左上右下”式的,这时,函数f(x)在x1附近单调递减.
结论:函数的单调性与导数的关系
'在某个区间(a,b)内,如果f(x)?0,那么函数y?f(x)在这个区间内单调递增;如
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