1.1.3导数的几何意义1.割线斜率与切线斜率设函数y=f(x)的图象如图所示,AB是过点A(x0,f(x0))与点B(x0+Δx,f(x0+Δx))的一条割线,此割线的斜率是=□.当点B沿曲线趋近于点A时,割线AB绕点A转动,它的极限位置为直线AD,这条直线AD叫做此曲线在点A处的□切线.于是,当Δx→0时,割线AB的斜率无限趋近于过点A的切线AD的斜率k,即k=f′(x0)=□lim.2.导数的几何意义函数y=f(x)在点x0处的导数的几何意义是曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的□斜率.也就是说,曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的斜率是□f′(x0).相应地,切线方程为□y-f(x0)=f′(x0)·(x-x0).3.函数的导数当x=x0时,f′(x0)是一个确定的数,则当x变化时,f′(x)是x的一个函数,称f′(x)是f(x)的□导函数(简称□导数).f′(x)也记作y′,即f′(x)=y′=□lim.“函数f(x)在点x=x0处的导数”“导函数”“导数”三者之间的区别与联系(1)函数在某一点处的导数:就是在该点处的函数值的改变量与自变量的改变量的比的极限,它是一个数值,不是变量.(2)导函数:如果函数y=f(x)在开区间(a,b)内每一点都可导,就说f(x)在开区间(a,b)内可导,这时对于区间(a,b)内每一个确定的值x0,都对应着一个导数f′(x0),这样就在开区间(a,b)内构成一个新的函数,我们把这一新函数叫做f(x)在开区间(a,b)内的导函数,记作f′(x)或y′,即f′(x)=y′=lim=lim.(3)导函数也简称导数.(4)函数y=f(x)在点x0处的导数f′(x0)就是导函数f′(x)在点x=x0处的函数值,即f′(x0)=f′(x)|x=x0.所以求函数在某一点处的导数,一般是先求出函数的导函数,再计算这点的导函数值.11.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)导函数f′(x)的定义域与函数f(x)的定义域相同.()(2)直线与曲线相切则直线与已知曲线只有一个公共点.()(3)函数f(x)=0没有导函数.()答案(1)×(2)×(3)×2.做一做(1)已知函数f(x)在x0处的导数为f′(x0)=1,则函数f(x)在x0处切线的倾斜角为________.(2)若函数f(x)在点A(1,2)处的导数是-1,那么过点A的切线方程是________.(3)函数f(x)=x2+1的导数f′(x)=________.答案(1)45°(2)x+y-3=0(3)2x探究\s\up7()求切线方程例1求曲线y=f(x)=x3+2x-1在点P(1,2)处的切线方程.[解]易证得点P(1,2)在曲线上,由y=x3+2x-1得Δy=(x+Δx)3+2(x+Δx)-1-x3-2x+1=(3x2+2)Δx+3x·(Δx)2+(Δx)3.=3x2+2+3x·Δx+(Δx)2.当Δx无限趋近于0时,3x2+2+3x·Δx+(Δx)2无限趋近于3x2+2,即f′(x)=3x2+2,所以f′(1)=5.故点P处的切线斜率为k=5.所以点P处的切线方程为y-2=5(x-1),即5x-y-3=0.[条件探究]将本例中的在点P(1,2)改为过点Q(0,1),结果会怎样?[解] 点Q不在曲线上,∴设切点坐标为(x0,y0).由本例知k=f′(x0)=3x+2,切线方程为y-y0=(3x+2)(x-x0).又 切线过点Q(0,1),∴1-y0=(3x+2)(0-x0).又 y0=x+2x0-1得x=-1,即x0=-1,∴切线方程为5x-y+1=0.拓展提升利用导数的几何意义求切线方程的分类(1)当已知的点在曲线上且切于该点时,直接利用导数求切线的斜率,写出直线方程.(2)当已知点不在曲线上,设出切点,利用导数表示出切线斜率,写出切线方程,代入点的坐标,求出切点坐标,写出直线方程.【跟踪训练1】已知曲线C:f(x)=x3.(1)求曲线C上横坐标为1的点处的切线的方程;(2)求过点(1,1)与f(x)=x3相切的直线.解(1) f′(x)=lim=lim2=lim[(Δx)2+3x2+3x·Δx]=3x2,∴f′(1)=3×12=3,又f(1)=13=1,∴切线方程为y-1=3(x-1),即3x-y-2=0.(2)设切点为P(x0,x),由(1)知切线斜率为k=f′(x0)=3x,故切线方程为y-x=3x(x-x0).又点(1,1)在切线上,将其代入切线方程得1-x=3x(1-x0),即2x-3x+1=0,解得x0=1或x0=-.∴k=3或k=.故所求的切线方程为y-1=3(x-1)或y-1=(x-1),即3x-y-2=0或3x-4y+1=0.探究\s\up7()利用导数求切点坐标例2过曲线y=f(x)=x2上哪一点的切线.(1)平行于直线y=4x-5;(2)垂直于直线2x-6y+5=0.[解]因为f(x)=x2,所以f′(x)=lim=lim=2x.设P(x0,y0)是满足条件的点....