高中數(shù)學(xué) 第三章 導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用 3.1 導(dǎo)數(shù) 3.1.2 瞬時速度與導(dǎo)數(shù) 3.1.3 導(dǎo)數(shù)的幾何意義素材 新人教B版選修1-1(通用)

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1、3.1.2 瞬時速度與導(dǎo)數(shù) 3.1.3 導(dǎo)數(shù)的幾何 課堂探究 探究一 求導(dǎo)數(shù) 求函數(shù)在點(diǎn)x0處的導(dǎo)數(shù)就是求該點(diǎn)的函數(shù)值的改變量與自變量的改變量的比的極限,求解過程中要注意對式子的變形和約分,變形不徹底可能會導(dǎo)致不存在,得出錯誤結(jié)論. 【典型例題1】 已知函數(shù)y=,求y′,y′|x=1. 思路分析:按求導(dǎo)數(shù)的步驟求解即可,但要注意變形的技巧. 解:因為Δy=-, 所以= = = . 所以y′= = = . 所以y′|x=1=. 點(diǎn)評 函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與在點(diǎn)x0處的導(dǎo)數(shù)不是同一概念,在點(diǎn)x0處的導(dǎo)數(shù)是函數(shù)的導(dǎo)數(shù)在x=x0處的函數(shù)值.分子有理化是解決本題的一種重要的變形技巧,要認(rèn)

2、真體會. 探究二 利用導(dǎo)數(shù)求曲線的切線方程 求曲線上某點(diǎn)(x0,y0)處的切線方程,需要先求出f′(x0),即切線的斜率,再用點(diǎn)斜式寫出切線方程后化簡,但要注意分清“求曲線y=f(x)上過點(diǎn)M的切線”與“求曲線y=f(x)上在點(diǎn)M處的切線”兩者的不同. 【典型例題2】 如圖,已知曲線y=x3上一點(diǎn)P, 求:(1)點(diǎn)P處的切線方程. (2)滿足斜率為1的曲線的切線方程. 思路分析:(1)先利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求斜率,然后寫出切線方程. (2)設(shè)出切點(diǎn)坐標(biāo),利用斜率求出切點(diǎn)坐標(biāo),從而得切線方程. 解:因為y=f(x)=x3, 所以y′== = = =x2. (1)因為

3、y′|x=2=4, 所以在點(diǎn)P處的切線方程為y-=4(x-2), 即12x-3y-16=0. (2)設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為M, 由于切線斜率k=, 則=1,x0=±1,那么切點(diǎn)坐標(biāo)M或M′,所以所求切線方程為y+=x+1或y-=x-1,即x-y+=0或x-y-=0. 探究三 導(dǎo)數(shù)幾何意義的應(yīng)用 (1)與導(dǎo)數(shù)的幾何意義相關(guān)的題目往往涉及解析幾何的相關(guān)知識,如直線間的位置關(guān)系等,因此要綜合應(yīng)用所學(xué)知識解題. (2)與導(dǎo)數(shù)的幾何意義相關(guān)的綜合問題解題的關(guān)鍵是函數(shù)在某點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù),已知切點(diǎn)可以求斜率,已知斜率也可以求切點(diǎn),切點(diǎn)的坐標(biāo)是常設(shè)的未知量. 【典型例題3】 已知點(diǎn)M(0,-1),F(xiàn)(0

4、,1),過點(diǎn)M的直線l與曲線y=x3-4x+4在x=-2處的切線平行. (1)求直線l的方程; (2)求以點(diǎn)F為焦點(diǎn),l為準(zhǔn)線的拋物線C的方程. 思路分析:要求直線l的方程,只需求y′|x=-2,要求拋物線C的方程,可以利用拋物線的定義求解. 解:(1)設(shè)曲線y=f(x), 因為y′|x=-2= =0, 所以直線l的斜率為0,其方程為y=-1. (2)因為拋物線以點(diǎn)F(0,1)為焦點(diǎn),y=-1為準(zhǔn)線, 所以可設(shè)拋物線方程為x2=2py, 則有=1,p=2. 故拋物線C的方程為x2=4y. 探究四 易錯辨析 易錯點(diǎn) 混淆切點(diǎn)與切線經(jīng)過的點(diǎn) 【典型例題4】 試求過點(diǎn)P(

5、3,5)且與曲線y=x2相切的直線的方程. 錯解:因為函數(shù)y=x2的導(dǎo)數(shù)為y′=2x, 所以y′|x=3=2×3=6. 所以切線方程為y-5=6(x-3),即y=6x-13. 錯因分析:沒有注意到點(diǎn)P不在曲線上,點(diǎn)P不是切點(diǎn),錯解中把點(diǎn)P當(dāng)成了切點(diǎn),從而導(dǎo)致錯誤. 正解:直線的斜率不存在時顯然不成立. 函數(shù)y=x2的導(dǎo)數(shù)為y′=2x. 設(shè)所求切線的切點(diǎn)為A(x0,y0), 則y0=x20,切線斜率為y′|x=x0=2x0. 因為切線過P(3,5)和A(x0,y0)兩點(diǎn), 所以其斜率為=,所以2x0=, 解得x0=1或x0=5,從而切點(diǎn)A的坐標(biāo)為(1,1)或(5,25). 當(dāng)切點(diǎn)為(1,1)時,切線的斜率為2x0=2; 當(dāng)切點(diǎn)為(5,25)時,切線的斜率為2x0=10. 所以所求切線有兩條,方程分別為 y-1=2(x-1)或y-5=10(x-3), 即y=2x-1或y=10x-25. 點(diǎn)評 求曲線上在點(diǎn)P處的切線與過點(diǎn)P的切線有區(qū)別,在點(diǎn)P處的切線,點(diǎn)P必為切點(diǎn);求過點(diǎn)P的切線,點(diǎn)P未必是切點(diǎn),點(diǎn)P也不一定在已知曲線上.應(yīng)注意概念區(qū)別,其求解方法上也有所不同,要認(rèn)真體會.若點(diǎn)P在曲線上,要分點(diǎn)P是切點(diǎn)和不是切點(diǎn)兩種情況解決.

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