高等数学导数几何意义等知识的应用举例之三

2026-01-15 08:38:57

1、[知识点]:函数y=f(x)的导数的极限定义为:f'(x)=lim(△x→0)[f(x+△x)-f(x)]/(△x).

例题1:设函数f(x)在x=7处的导数为20,则极限lim(△x→0)[f(7+35△x)-f(7)]/(31△x)的值是多少?

解:本题考察的是导数的极限定义,本题已知条件导数为20,其定义为:lim(△x→0)[f(7+△x)-f(7)]/(△x)= 20。

对所求极限进行变形有:

lim(△x→0) 35*[f(7+35△x)-f(7)]/(31*35△x)

=lim(△x→0) (35/31)*[f(7+35△x)-f(7)]/(35△x),

=(35/31)lim(△x→0) [f(7+35△x)-f(7)]/(35△x),

=(35/31)*20,

=700/31.

2、例题2:有一机器人的运动方程为s(t)=24t²+35/t(t是时间,s是位移),则该机器人在时刻t=5时的瞬时速度为多少?

解:本题考察的是导数定义知识,运动方程s(t)对时间t的导数就是速度v(t),所以有:

v(t)=s'(t)=(24t²+35/t)',

=2*24t-35/t²,

当t=5时,有:

v(5)=2*24*5-35/5²,

v(5)=233/5,

所以机器人在时刻t=5时的瞬时速度为233/5。

1、例题1:已知函数f(x)=(113x-99)lnx-67x²,求导数f'(1)的值。

解: 本题是导数知识计算,考察对数函数、幂函数以及函数乘积的求导法则,具体计算步骤如下。

∵f(x)= (113x-99)lnx-67x²,

∴f'(x)=113lnx+(113x-99)*(1/x)-2*67x

     =113lnx+(113x-99)/x-134x.

所以: f'(1)=0+113-99-134=-120.

即为本题所求的值。

2、例题2:已知函数f(x)=-(19/14)x²+40xf'(2800)+2800lnx,求f'(d14)的值。

解: 本题是导数知识计算,考察对数函数、幂函数以及函数乘积和函数导数相关定义知识,具体计算步骤如下。

∵f(x)=-(19/14)x²+40xf'(2800)+2800lnx,

∴f' (x)=-2*(19/14)x+40f'(2800)+2800/x,

则当x=2800时,有:

f'(2800)=-2*(19/14)*2800+40f'(2800)+2800/2800,

即:-2*(19/14)*2800+39f'(2800)+1=0,

所以: f'(2800)= 2533/13.

1、例题1:求函数f(x)=x(5x+9)³的图像在点(-2,f(-2))处的切线的斜率k。

    [知识点]:导数的几何意义就是曲线上点的切斜的斜率。

解:本题对函数求导有:

f' (x)=(5x+9)³+3x(5x+9)²*5

=(5x+9)²*(5x+9+3*5x)

=(5x+9)²*(4*5x+9)

   当x=-2时,有:

   斜率k=f'(-2)

=(5*-2+9)²*(4*5*-2+9)

=1*-31

=-31,即为本题所求的值。

2、例题2:若曲线y=12x/6-12lnx在x=x₀处的切斜的斜率为14/21,则x₀的值是多少?

解:对曲线y进行求导,有:

y'=12/6-12/x,

根据导数的几何意义,当x=x₀时,有:

12/6-12/x₀=14/21,

即:12/x₀=12/6-14/21=4/3,

所以x₀=9.

1、[知识点]:如果函数y=f(x)在区间D内可导(可微),若x∈D时恒有f'(x)>0,则函数y=f(x)在区间D内单调增加;反之,若x∈D时,f'(x)在区间D内单调减少。

例题1:已知函数f(x)=-34lnx+35x²/22+127,计算函数f(x)的单调递减区间。

解:对函数进行求导,有:

∵f(x)=- 34lnx+35x²/22+127

∴f'(x)=- 34/x+2*35x/22,

本题要求函数的单调减区间,则:

-34/x+2*35x/22<0,

(-34*22+2*35x²)/(22x)<0,

又因为函数含有对数lnx,所以x>0.

故不等式解集等同于:

2*35x²<34*22,

即:x²<374/35,

所以解集为:(0,(1/35)*√13090).

  

2、例题2:已知函数f(x)=(x²+66x+1154)/eˣ,求函数f(x)的单调区间。

解:对函数求一阶导数有:

∵f(x)=(x²+66x+1154)/eˣ

∴f'(x)=[(2x+66)eˣ-(x²+66x+1154)eˣ]/e^(2x),

=(2x+66-x²-66x-1154)/eˣ,

=-(x²+64x+1088)/eˣ,

3、对于函数g(x)=x²+64x+1088,其判别式为:

    △=64²-4*1088=-256<0,

    即:g(x)图像始终在x轴的上方,即g(x)>0,

        此时:f'(x)= -(x²+64x+1088)/eˣ<0,

    所以函数f(x)=(x²+66x+1154)/eˣ在全体实数范围上为单调减函数。

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