例1. 在处可导,则
思路: 在处可导,必连续 ∴
∴
例2.已知f(x)在x=a处可导,且f′(a)=b,求下列极限:
(1); (2)
分析:在导数定义中,增量△x的形式是多种多样,但不论△x选择哪种形式,△y也必须选择相对应的形式。利用函数f(x)在处可导的条件,可以将已给定的极限式恒等变形转化为导数定义的结构形式。
解:(1)
(2)
说明:只有深刻理解概念的本质,才能灵活应用概念解题。解决这类问题的关键是等价变形,使极限式转化为导数定义的结构形式。
例3.观察,,,是否可判断,可导的奇函数的导函数是偶函数,可导的偶函数的导函数是奇函数。
解:若为偶函数
令
∴ 可导的偶函数的导函数是奇函数
另证:
∴ 可导的偶函数的导函数是奇函数
例4.(1)求曲线在点(1,1)处的切线方程;
(2)运动曲线方程为,求t=3时的速度。
分析:根据导数的几何意义及导数的物理意义可知,函数y=f(x)在处的导数就是曲线y=f(x)在点处的切线的斜率。瞬时速度是位移函数S(t)对时间的导数。
解:(1),
,即曲线在点(1,1)处的切线斜率k=0
因此曲线在(1,1)处的切线方程为y=1
(2)
。
例5. 求下列函数单调区间
(1) (2)
(3)
(4)
解:(1) 时
∴ ,
(2) ∴ ,
(3)
∴
∴ , ,
(4) 定义域为
例6.求证下列不等式
(1)
(2)
(3)
证:(1)
∴ 为上 ∴ 恒成立
∴
∴ 在上 ∴
恒成立
(2)原式 令
∴ ∴
∴
(3)令
∴
∴
例7.利用导数求和:
(1);
(2)。
分析:这两个问题可分别通过错位相减法及利用二项式定理来解决。转换思维角度,由求导公式,可联想到它们是另外一个和式的导数,利用导数运算可使问题的解决更加简捷。
解:(1)当x=1时,
;
当x≠1时,
∵,
两边都是关于x的函数,求导得
即
(2)∵,
两边都是关于x的函数,求导得。
令x=1得
,
即。
例8.设,求函数的单调区间.
分析:本小题主要考查导数的概念和计算,应用导数研究函数性质的方法及推理和运算能力.
解:.
当时 .
(i)当时,对所有,有.
即,此时在内单调递增.
(ii)当时,对,有,
即,此时在(0,1)内单调递增,又知函数在x=1处连续,因此,
函数在(0,+)内单调递增
(iii)当时,令,即.
解得.
因此,函数在区间内单调递增,在区间
内也单调递增.
令,解得.
因此,函数在区间内单调递减.
例9.已知抛物线与直线y=x+2相交于A、B两点,过A、B两点的切线分别为和。
(1)求A、B两点的坐标; (2)求直线与的夹角。
分析:理解导数的几何意义是解决本例的关键。
解 (1)由方程组
解得 A(-2,0),B(3,5)
(2)由y′=2x,则,。设两直线的夹角为θ,根据两直线的夹角公式,
所以
说明:本例中直线与抛物线的交点处的切线,就是该点处抛物线的切线。注意两条直线的夹角公式有绝对值符号。
例10.(2001年天津卷)设,是上的偶函数。
(I)求的值; (II)证明在上是增函数。
解:(I)依题意,对一切有,即,
∴对一切成立,
由此得到,,
又∵,∴。
(II)证明:由,得,
当时,有,此时。∴在上是增函数。