高中数学人教A版 (2019)选择性必修 第二册5.2 导数的运算导学案及答案

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5.2.3简单复合函数的导数      导学案 1. 了解复合函数的概念．2．理解复合函数的求导法则，并能求简单的复合函数的导数．重点：复合函数的概念及求导法则难点：复合函数的导数 1．复合函数的概念一般地，对于两个函数y＝f (u)和u＝g(x)，如果通过中间变量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)) 思考：函数y＝log2(x＋1)是由哪些函数复合而成的？[提示]　函数y＝log2(x＋1)是由y＝log2u及u＝x＋1两个函数复合而成的．2．复合函数的求导法则复合函数y＝f (g(x))的导数和函数y＝f (u)，u＝g(x)的导数间的关系为y′x＝______，即y对x的导数等于_________________________ _______．y′u·u′x; y对u的导数与u对x的导数的; 乘积  1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)函数y＝sin(πx)的复合过程是y＝sin u，u＝πx． (　　)(2)f (x)＝ln(3x－1)则f ′(x)＝． (　　)(3)f (x)＝x2cos2x，则f ′(x)＝2xcos2x＋2x2sin2x． (　　)2．函数y＝的导数是(　　)A．　　　　B．C．－      D．－3．下列对函数的求导正确的是(　　)A．y＝(1－2x)3，则y′＝3(1－2x)2B．y＝log2(2x＋1)，则y′＝C．y＝cos，则y′＝sinD．y＝22x－1，则y′＝22xln 2 一、新知探究探究1. 如何求  若求的导数呢？还有其它求导方法吗？探究2. 如何求 探究3：  求函数 三、典例解析例6.求下列函数的导数（1）     （2）(3)   1．解答此类问题常犯两个错误(1)不能正确区分所给函数是否为复合函数；(2)若是复合函数，不能正确判断它是由哪些基本初等函数复合而成．2．复合函数求导的步骤 跟踪训练1  求下列函数的导数：(1)y＝e2x＋1；(2)y＝；(3)y＝5log2(1－x)；(4)y＝. 例7  某个弹簧振子在振动过程中的位移(单位:mm),关于时间(单位:s)的函数满足关系式 .求函数在时的导数，并解释它的实际意义。  跟踪训练2  求下列函数的导数：(1)y＝cos；  (2)y＝x2＋tan x.三角函数型函数的求导要求对三角函数型函数的求导，往往需要利用三角恒等变换公式，对函数式进行化简，再进行求导.复合函数的求导法则熟悉后，中间步骤可以省略，即不必再写出函数的复合过程，直接运用公式，从外层开始由外到内逐层求导. 1．函数y＝(x2－1)n的复合过程正确的是(　　)A．y＝un，u＝x2－1　               B．y＝(u－1)n，u＝x2C．y＝tn，t＝(x2－1)n                D．y＝(t－1)n，t＝x2－12．函数y＝x2cos 2x的导数为(　　)A．y′＝2xcos 2x－x2sin 2x B．y′＝2xcos 2x－2x2sin 2xC．y′＝x2cos 2x－2xsin 2x D．y′＝2xcos 2x＋2x2sin 2x3．已知f (x)＝ln(3x－1)，则f ′(1)＝________.4．已知f (x)＝xe－x，则f (x)在x＝2处的切线斜率是________．5．求下列函数的导数：(1)y＝103x－2；(2)y＝ln(ex＋x2)；(3)y＝x.6.曲线y＝ln(2x－1)上的点到直线2x－y＋3＝0的最短距离是? 1．求复合函数的导数的注意点：①分解的函数通常为基本初等函数；②求导时分清是对哪个变量求导；③计算结果尽量简洁．2．和与差的运算法则可以推广[f (x1)±f (x2)±…±f (xn)]′＝f ′(x1)±f ′(x2)±…±f ′(xn)． 参考答案：知识梳理1．[提示]　(2)中f ′(x)＝.  (3)中，f ′(x)＝2xcos 2x－2x2sin 2x.[答案]　(1)√　(2)×　(3)×2．C　[∵y＝，∴y′＝－2××(3x－1)′＝－.]3．D　[A中，y′＝－6(1－2x)2，∴A错误；B中，y′＝，∴B错误；C中，y′＝－sin，∴C错误；D中y′＝22x－1ln 2×(2x－1)′＝22xln 2.故D正确．] 学习过程一、新知探究 探究1.解析：方法一：=探究2. 分析：函数初等函数通过加、减、乘、除运算得到的，所以无法用现有的方法求它的导数，下面，我们分析这个函数的结构特点如果过程可表示为探究3：  分析：令,得以表示对的导数，表示对的导数，一方面， ==2 2 另一方面 = ， =2可以发现    二、    典例解析例6.解：（1）函数 = = 3=（2）函数 = ==（3）函数 = == 跟踪训练1  [解]　(1)函数y＝e2x＋1可看作函数y＝eu和u＝2x＋1的复合函数，∴y′x＝y′u·ux′＝(eu)′(2x＋1)′＝2eu＝2e2x＋1.(2)函数y＝可看作函数y＝u－3和u＝2x－1的复合函数，∴y′x＝y′u·ux′＝(u－3)′(2x－1)′＝－6u－4＝－6(2x－1)－4＝－.(3)函数y＝5log2(1－x)可看作函数y＝5log2u和u＝1－x的复合函数，∴y′x＝y′u·u′x＝(5log2u)′·(1－x)′＝＝.(4)∵(ln 3x)′＝×(3x)′＝.∴y′＝＝＝.例7  解： 可以看作函数的复合函数，根据复合函数的求导法则，有 = == 当=3时，它表示当=3s时，弹簧振子振动的瞬时速度为0mm/s 跟踪训练2  [思路探究]　先将给出的解析式化简整理，再求导．[解]　(1)∵y＝cos＝cossin－cos2＝sin x－(1＋cos x)＝(sin x－cos x)－，∴y′＝＝(sin x－cos x)′＝(cos x＋sin x)．(2)因为y＝x2＋，所以y′＝(x2)′＋＝2x＋＝2x＋.达标检测1．[答案]　A2．B　[y′＝(x2)′cos 2x＋x2(cos 2x)′＝2xcos 2x＋x2(－sin 2x)·(2x)′＝2xcos 2x－2x2sin 2x.]3．　[f ′(x)＝×(3x－1)′＝，∴f ′(1)＝＝.]4． －　[∵f (x)＝xe－x，∴f ′(x)＝e－x－xe－x＝(1－x)e－x，∴f ′(2)＝－.根据导数的几何意义知f (x)在x＝2处的切线斜率为k＝f ′(2)＝－.]5．[解]　(1)令u＝3x－2，则y＝10u.所以y′x＝y′u·u′x＝10uln 10·(3x－2)′＝3×103x－2ln 10.2)令u＝ex＋x2，则y＝ln u.∴y′x＝y′u·u′x＝·(ex＋x2)′＝.(3)y′＝(x)′＝＋x()′＝＋＝.6.解：设曲线y＝ln(2x－1)在点(x0，y0)处的切线与直线2x－y＋3＝0平行．∵y′＝，∴y′|＝＝2，解得x0＝1，∴y0＝ln(2－1)＝0，即切点坐标为(1，0)．∴切点(1，0)到直线2x－y ＋3＝0的距离为d＝＝，即曲线y＝ln(2x－1)上的点到直线2x－y＋3＝0的最短距离是.