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導(dǎo)數(shù)公式在高中數(shù)學(xué)中的應(yīng)用

2014-04-10 20:35胡海燕
理科考試研究·高中 2014年3期
關(guān)鍵詞:切線斜率單調(diào)

胡海燕

近年來高考考試大綱的考點(diǎn),大部分試題與導(dǎo)數(shù)有著千絲萬縷的關(guān)系.從導(dǎo)數(shù)引申出來的考點(diǎn)比重逐漸上升,使得導(dǎo)數(shù)與函數(shù)、微積分、復(fù)合函數(shù)、反函數(shù)、隱函數(shù)之間的共通性愈加明顯,尤其是函數(shù)的導(dǎo)數(shù)和導(dǎo)函數(shù),以及函數(shù)圖象與導(dǎo)數(shù)特性的融合,導(dǎo)數(shù)和函數(shù)的考試范疇逐漸加大.為此,本文研究導(dǎo)數(shù)公式在高中數(shù)學(xué)中的應(yīng)用具有重要的實(shí)踐意義.

高中理科之間互相都有融合滲透,因?yàn)樵谖锢韺W(xué)、幾何學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科中,一些重要概念都可以用導(dǎo)數(shù)來表示.從理科高三接觸的微積分來分析,顯示的自變量和變量之間的關(guān)系可以看出它應(yīng)用的身影.當(dāng)自變量的增量趨于零時(shí),因變量的增量與自變量的增量之商的極限.在一個(gè)函數(shù)存在導(dǎo)數(shù)時(shí),稱這個(gè)函數(shù)可導(dǎo)或者可微分.可導(dǎo)的函數(shù)一定連續(xù),不連續(xù)的函數(shù)一定不可導(dǎo),這甚至可以被認(rèn)為高中與高等數(shù)學(xué)銜接中最基礎(chǔ)的定義.高中導(dǎo)數(shù)公式的應(yīng)用過程,是讓學(xué)生感知瞬時(shí)變化率的過程.導(dǎo)數(shù)的概念和導(dǎo)數(shù)公式的應(yīng)用,正是實(shí)現(xiàn)由初等函數(shù)正常推導(dǎo)的過程,是從中規(guī)范導(dǎo)數(shù)實(shí)踐教學(xué)的過程,也是深度理解和認(rèn)識(shí)導(dǎo)數(shù)的過程.

一、用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性

在平面直角坐標(biāo)系中,導(dǎo)數(shù)代表的就是某條曲線在某一點(diǎn)處切線的斜率.判斷函數(shù)的單調(diào)性,就可以根據(jù)一點(diǎn)處切線的斜率來判定,斜率都大于零,那么可以準(zhǔn)確判斷出其單調(diào)遞增的特征.尤其是在簡(jiǎn)單的一次函數(shù)中,當(dāng)曲線斜率為正時(shí),函數(shù)單調(diào)遞增,反之為負(fù)時(shí)就是單調(diào)遞增.

例1 求函數(shù)y=x3-3x+1的單調(diào)區(qū)間.

解析 y=x3-3x+1,y′=3x2-3,當(dāng)3x2-3=0,即x=±1時(shí),y有極值=-1和3,

因?yàn)椋簒=2時(shí),y(2)=3,x=1時(shí),y(1)=-1, x=0時(shí),y(0)=1,x=-1時(shí),y(-1)=3,x=-2時(shí),y(-2)=-1,

所以函數(shù)在(-∞,-1]單調(diào)遞增,在[-1,1]單調(diào)遞減,在[1,+∞)單調(diào)遞增.

在求解單調(diào)函數(shù)的遞增性上,求解函數(shù)單調(diào)性,更可以顯示導(dǎo)數(shù)的價(jià)值.在實(shí)際應(yīng)用中,還可以延伸出導(dǎo)函數(shù)“二次型單調(diào)性問題求解”.

二、用導(dǎo)數(shù)求曲線的切線

基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)由12個(gè)常用導(dǎo)數(shù)衍生出來,成為推導(dǎo)的依據(jù).導(dǎo)數(shù)的幾何意義就是曲線在某點(diǎn)處的切線斜率,也就是常說的切線方程公式,除了強(qiáng)調(diào)曲線上的點(diǎn)外,還體現(xiàn)函數(shù)在某點(diǎn)處可導(dǎo)的充分不必要條件.導(dǎo)數(shù)在數(shù)學(xué)中解決的問題就是,以此助推求解曲線切線,其應(yīng)用價(jià)值就體現(xiàn)在函數(shù)在某點(diǎn)處可導(dǎo),曲線在某點(diǎn)處一定存在切線,但是曲線在某點(diǎn)存在切線,卻未必可導(dǎo)的特性.

例2 函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x0處的導(dǎo)數(shù)的幾何意義,就是曲線y=f(x)在點(diǎn)P(x0, y=f(x0))處的切線的斜率.在求解中,設(shè)曲線y=f(x)在點(diǎn)P(x0,y)處的切線的斜率是f ′(x0),相應(yīng)的切線方程為y-y0=f ′(x0)(x-x0).在該例題的切線方程求解中,就是根據(jù)導(dǎo)數(shù)所體現(xiàn)的幾何意義來求解的.

三、用導(dǎo)數(shù)求三角函數(shù)

三角函數(shù)的導(dǎo)數(shù)關(guān)系、商數(shù)關(guān)系、平方關(guān)系、積化和差、雙曲函數(shù)等都可以在簡(jiǎn)單的導(dǎo)數(shù)中發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì),進(jìn)而衍生出新的解題策略.從sinθ=y/r;cosθ=x/r;tanθ=y/x;cotθ=x/y等基本三角公式出發(fā),推導(dǎo)出復(fù)雜三角函數(shù)的求解之法.

例3 由sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB導(dǎo)數(shù)公式,推導(dǎo)出三角函數(shù)積化和差,和差化積問題.

首先畫單位圓交x軸于C,D,在單位圓上有任意A,B點(diǎn).角AOD為α,BOD為β,旋轉(zhuǎn)AOB使OB與OD重合,形成新角A′OD.

A(cosα,sinα),B(cosβ,sinβ),A′(cos(α-β),sin(α-β)),

OA′=OA=OB=OD=1,D(1,0)

∴[cos(α-β)-1]2+[sin(α-β)]2=(cosα-cosβ)2+(sinα-sinβ)2

和差化積及積化和差用還原法結(jié)合上面公式可推出(換(a+b)/2與(a-b)/2).

四、用導(dǎo)數(shù)公式求周期函數(shù)

例4 試求所有的a∈R,使得f(x)=

sinx+sinax為周期函數(shù).

從函數(shù)周期定律f ′(x)為以T為周期的周期函數(shù)著手,且f(x)處處有定義,則f ′(x) 當(dāng)a=-1,0,1時(shí)f(x)分別為0,sinx,2sinx,均為周期函數(shù),若a≠0,a2≠1的情況.當(dāng)f(x)以T為周期時(shí),f ′(x)=cosx+acosax,f ″(x)=-sinx-2asinax,那么f ″(x)也應(yīng)以T為周期.

于是sinx+sinax=sin(x+T)+sin(ax+aT),sinx+2asinax=sin(x+T)+2asin(ax+aT)對(duì)所有x∈R成立.

兩式相減,2a≠1,則sinax=sin(ax+aT),有sinx=sin(x+T).于是aT=2kπ,T=2mπ,k,m∈Z,那么a=k/m為有理數(shù),必要性得證.從實(shí)際來看上只要f(x)為以T為周期的周期函數(shù),f ′(x)在其定義域內(nèi)就是周期函數(shù).在實(shí)際應(yīng)用中,利用導(dǎo)數(shù)求解導(dǎo)函數(shù)還可以擴(kuò)大為“不必讓f ′(x)處處有定義,實(shí)際上只要f(x)為以T為周期的周期函數(shù),f ′(x)在其定義域內(nèi)就是周期函數(shù).”

五、結(jié)束語(yǔ)

導(dǎo)數(shù)在數(shù)學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值,主要顯現(xiàn)為運(yùn)用導(dǎo)數(shù)來求解曲線的切線、函數(shù)單調(diào)性、函數(shù)極值,不僅便捷還省時(shí).高中數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)公式集中反映了導(dǎo)數(shù)公式應(yīng)用思想.導(dǎo)數(shù)是兩個(gè)無窮小變量比的極限,反映函數(shù)的變化率.導(dǎo)數(shù)的幾何意義是曲線切線的斜率,在物理上體現(xiàn)瞬時(shí)速度.在結(jié)合課改和高中生身心發(fā)展現(xiàn)狀時(shí),要培養(yǎng)學(xué)生的辯證思想和掌握導(dǎo)數(shù)的變化趨勢(shì),成為導(dǎo)數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域必須關(guān)注的大事.這對(duì)于應(yīng)用導(dǎo)數(shù)公式解決高中生日常數(shù)學(xué)難題,具有積極的指導(dǎo)作用.

近年來高考考試大綱的考點(diǎn),大部分試題與導(dǎo)數(shù)有著千絲萬縷的關(guān)系.從導(dǎo)數(shù)引申出來的考點(diǎn)比重逐漸上升,使得導(dǎo)數(shù)與函數(shù)、微積分、復(fù)合函數(shù)、反函數(shù)、隱函數(shù)之間的共通性愈加明顯,尤其是函數(shù)的導(dǎo)數(shù)和導(dǎo)函數(shù),以及函數(shù)圖象與導(dǎo)數(shù)特性的融合,導(dǎo)數(shù)和函數(shù)的考試范疇逐漸加大.為此,本文研究導(dǎo)數(shù)公式在高中數(shù)學(xué)中的應(yīng)用具有重要的實(shí)踐意義.

高中理科之間互相都有融合滲透,因?yàn)樵谖锢韺W(xué)、幾何學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科中,一些重要概念都可以用導(dǎo)數(shù)來表示.從理科高三接觸的微積分來分析,顯示的自變量和變量之間的關(guān)系可以看出它應(yīng)用的身影.當(dāng)自變量的增量趨于零時(shí),因變量的增量與自變量的增量之商的極限.在一個(gè)函數(shù)存在導(dǎo)數(shù)時(shí),稱這個(gè)函數(shù)可導(dǎo)或者可微分.可導(dǎo)的函數(shù)一定連續(xù),不連續(xù)的函數(shù)一定不可導(dǎo),這甚至可以被認(rèn)為高中與高等數(shù)學(xué)銜接中最基礎(chǔ)的定義.高中導(dǎo)數(shù)公式的應(yīng)用過程,是讓學(xué)生感知瞬時(shí)變化率的過程.導(dǎo)數(shù)的概念和導(dǎo)數(shù)公式的應(yīng)用,正是實(shí)現(xiàn)由初等函數(shù)正常推導(dǎo)的過程,是從中規(guī)范導(dǎo)數(shù)實(shí)踐教學(xué)的過程,也是深度理解和認(rèn)識(shí)導(dǎo)數(shù)的過程.

一、用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性

在平面直角坐標(biāo)系中,導(dǎo)數(shù)代表的就是某條曲線在某一點(diǎn)處切線的斜率.判斷函數(shù)的單調(diào)性,就可以根據(jù)一點(diǎn)處切線的斜率來判定,斜率都大于零,那么可以準(zhǔn)確判斷出其單調(diào)遞增的特征.尤其是在簡(jiǎn)單的一次函數(shù)中,當(dāng)曲線斜率為正時(shí),函數(shù)單調(diào)遞增,反之為負(fù)時(shí)就是單調(diào)遞增.

例1 求函數(shù)y=x3-3x+1的單調(diào)區(qū)間.

解析 y=x3-3x+1,y′=3x2-3,當(dāng)3x2-3=0,即x=±1時(shí),y有極值=-1和3,

因?yàn)椋簒=2時(shí),y(2)=3,x=1時(shí),y(1)=-1, x=0時(shí),y(0)=1,x=-1時(shí),y(-1)=3,x=-2時(shí),y(-2)=-1,

所以函數(shù)在(-∞,-1]單調(diào)遞增,在[-1,1]單調(diào)遞減,在[1,+∞)單調(diào)遞增.

在求解單調(diào)函數(shù)的遞增性上,求解函數(shù)單調(diào)性,更可以顯示導(dǎo)數(shù)的價(jià)值.在實(shí)際應(yīng)用中,還可以延伸出導(dǎo)函數(shù)“二次型單調(diào)性問題求解”.

二、用導(dǎo)數(shù)求曲線的切線

基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)由12個(gè)常用導(dǎo)數(shù)衍生出來,成為推導(dǎo)的依據(jù).導(dǎo)數(shù)的幾何意義就是曲線在某點(diǎn)處的切線斜率,也就是常說的切線方程公式,除了強(qiáng)調(diào)曲線上的點(diǎn)外,還體現(xiàn)函數(shù)在某點(diǎn)處可導(dǎo)的充分不必要條件.導(dǎo)數(shù)在數(shù)學(xué)中解決的問題就是,以此助推求解曲線切線,其應(yīng)用價(jià)值就體現(xiàn)在函數(shù)在某點(diǎn)處可導(dǎo),曲線在某點(diǎn)處一定存在切線,但是曲線在某點(diǎn)存在切線,卻未必可導(dǎo)的特性.

例2 函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x0處的導(dǎo)數(shù)的幾何意義,就是曲線y=f(x)在點(diǎn)P(x0, y=f(x0))處的切線的斜率.在求解中,設(shè)曲線y=f(x)在點(diǎn)P(x0,y)處的切線的斜率是f ′(x0),相應(yīng)的切線方程為y-y0=f ′(x0)(x-x0).在該例題的切線方程求解中,就是根據(jù)導(dǎo)數(shù)所體現(xiàn)的幾何意義來求解的.

三、用導(dǎo)數(shù)求三角函數(shù)

三角函數(shù)的導(dǎo)數(shù)關(guān)系、商數(shù)關(guān)系、平方關(guān)系、積化和差、雙曲函數(shù)等都可以在簡(jiǎn)單的導(dǎo)數(shù)中發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì),進(jìn)而衍生出新的解題策略.從sinθ=y/r;cosθ=x/r;tanθ=y/x;cotθ=x/y等基本三角公式出發(fā),推導(dǎo)出復(fù)雜三角函數(shù)的求解之法.

例3 由sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB導(dǎo)數(shù)公式,推導(dǎo)出三角函數(shù)積化和差,和差化積問題.

首先畫單位圓交x軸于C,D,在單位圓上有任意A,B點(diǎn).角AOD為α,BOD為β,旋轉(zhuǎn)AOB使OB與OD重合,形成新角A′OD.

A(cosα,sinα),B(cosβ,sinβ),A′(cos(α-β),sin(α-β)),

OA′=OA=OB=OD=1,D(1,0)

∴[cos(α-β)-1]2+[sin(α-β)]2=(cosα-cosβ)2+(sinα-sinβ)2

和差化積及積化和差用還原法結(jié)合上面公式可推出(換(a+b)/2與(a-b)/2).

四、用導(dǎo)數(shù)公式求周期函數(shù)

例4 試求所有的a∈R,使得f(x)=

sinx+sinax為周期函數(shù).

從函數(shù)周期定律f ′(x)為以T為周期的周期函數(shù)著手,且f(x)處處有定義,則f ′(x) 當(dāng)a=-1,0,1時(shí)f(x)分別為0,sinx,2sinx,均為周期函數(shù),若a≠0,a2≠1的情況.當(dāng)f(x)以T為周期時(shí),f ′(x)=cosx+acosax,f ″(x)=-sinx-2asinax,那么f ″(x)也應(yīng)以T為周期.

于是sinx+sinax=sin(x+T)+sin(ax+aT),sinx+2asinax=sin(x+T)+2asin(ax+aT)對(duì)所有x∈R成立.

兩式相減,2a≠1,則sinax=sin(ax+aT),有sinx=sin(x+T).于是aT=2kπ,T=2mπ,k,m∈Z,那么a=k/m為有理數(shù),必要性得證.從實(shí)際來看上只要f(x)為以T為周期的周期函數(shù),f ′(x)在其定義域內(nèi)就是周期函數(shù).在實(shí)際應(yīng)用中,利用導(dǎo)數(shù)求解導(dǎo)函數(shù)還可以擴(kuò)大為“不必讓f ′(x)處處有定義,實(shí)際上只要f(x)為以T為周期的周期函數(shù),f ′(x)在其定義域內(nèi)就是周期函數(shù).”

五、結(jié)束語(yǔ)

導(dǎo)數(shù)在數(shù)學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值,主要顯現(xiàn)為運(yùn)用導(dǎo)數(shù)來求解曲線的切線、函數(shù)單調(diào)性、函數(shù)極值,不僅便捷還省時(shí).高中數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)公式集中反映了導(dǎo)數(shù)公式應(yīng)用思想.導(dǎo)數(shù)是兩個(gè)無窮小變量比的極限,反映函數(shù)的變化率.導(dǎo)數(shù)的幾何意義是曲線切線的斜率,在物理上體現(xiàn)瞬時(shí)速度.在結(jié)合課改和高中生身心發(fā)展現(xiàn)狀時(shí),要培養(yǎng)學(xué)生的辯證思想和掌握導(dǎo)數(shù)的變化趨勢(shì),成為導(dǎo)數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域必須關(guān)注的大事.這對(duì)于應(yīng)用導(dǎo)數(shù)公式解決高中生日常數(shù)學(xué)難題,具有積極的指導(dǎo)作用.

近年來高考考試大綱的考點(diǎn),大部分試題與導(dǎo)數(shù)有著千絲萬縷的關(guān)系.從導(dǎo)數(shù)引申出來的考點(diǎn)比重逐漸上升,使得導(dǎo)數(shù)與函數(shù)、微積分、復(fù)合函數(shù)、反函數(shù)、隱函數(shù)之間的共通性愈加明顯,尤其是函數(shù)的導(dǎo)數(shù)和導(dǎo)函數(shù),以及函數(shù)圖象與導(dǎo)數(shù)特性的融合,導(dǎo)數(shù)和函數(shù)的考試范疇逐漸加大.為此,本文研究導(dǎo)數(shù)公式在高中數(shù)學(xué)中的應(yīng)用具有重要的實(shí)踐意義.

高中理科之間互相都有融合滲透,因?yàn)樵谖锢韺W(xué)、幾何學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科中,一些重要概念都可以用導(dǎo)數(shù)來表示.從理科高三接觸的微積分來分析,顯示的自變量和變量之間的關(guān)系可以看出它應(yīng)用的身影.當(dāng)自變量的增量趨于零時(shí),因變量的增量與自變量的增量之商的極限.在一個(gè)函數(shù)存在導(dǎo)數(shù)時(shí),稱這個(gè)函數(shù)可導(dǎo)或者可微分.可導(dǎo)的函數(shù)一定連續(xù),不連續(xù)的函數(shù)一定不可導(dǎo),這甚至可以被認(rèn)為高中與高等數(shù)學(xué)銜接中最基礎(chǔ)的定義.高中導(dǎo)數(shù)公式的應(yīng)用過程,是讓學(xué)生感知瞬時(shí)變化率的過程.導(dǎo)數(shù)的概念和導(dǎo)數(shù)公式的應(yīng)用,正是實(shí)現(xiàn)由初等函數(shù)正常推導(dǎo)的過程,是從中規(guī)范導(dǎo)數(shù)實(shí)踐教學(xué)的過程,也是深度理解和認(rèn)識(shí)導(dǎo)數(shù)的過程.

一、用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性

在平面直角坐標(biāo)系中,導(dǎo)數(shù)代表的就是某條曲線在某一點(diǎn)處切線的斜率.判斷函數(shù)的單調(diào)性,就可以根據(jù)一點(diǎn)處切線的斜率來判定,斜率都大于零,那么可以準(zhǔn)確判斷出其單調(diào)遞增的特征.尤其是在簡(jiǎn)單的一次函數(shù)中,當(dāng)曲線斜率為正時(shí),函數(shù)單調(diào)遞增,反之為負(fù)時(shí)就是單調(diào)遞增.

例1 求函數(shù)y=x3-3x+1的單調(diào)區(qū)間.

解析 y=x3-3x+1,y′=3x2-3,當(dāng)3x2-3=0,即x=±1時(shí),y有極值=-1和3,

因?yàn)椋簒=2時(shí),y(2)=3,x=1時(shí),y(1)=-1, x=0時(shí),y(0)=1,x=-1時(shí),y(-1)=3,x=-2時(shí),y(-2)=-1,

所以函數(shù)在(-∞,-1]單調(diào)遞增,在[-1,1]單調(diào)遞減,在[1,+∞)單調(diào)遞增.

在求解單調(diào)函數(shù)的遞增性上,求解函數(shù)單調(diào)性,更可以顯示導(dǎo)數(shù)的價(jià)值.在實(shí)際應(yīng)用中,還可以延伸出導(dǎo)函數(shù)“二次型單調(diào)性問題求解”.

二、用導(dǎo)數(shù)求曲線的切線

基本初等函數(shù)的導(dǎo)數(shù)由12個(gè)常用導(dǎo)數(shù)衍生出來,成為推導(dǎo)的依據(jù).導(dǎo)數(shù)的幾何意義就是曲線在某點(diǎn)處的切線斜率,也就是常說的切線方程公式,除了強(qiáng)調(diào)曲線上的點(diǎn)外,還體現(xiàn)函數(shù)在某點(diǎn)處可導(dǎo)的充分不必要條件.導(dǎo)數(shù)在數(shù)學(xué)中解決的問題就是,以此助推求解曲線切線,其應(yīng)用價(jià)值就體現(xiàn)在函數(shù)在某點(diǎn)處可導(dǎo),曲線在某點(diǎn)處一定存在切線,但是曲線在某點(diǎn)存在切線,卻未必可導(dǎo)的特性.

例2 函數(shù)y=f(x)在點(diǎn)x0處的導(dǎo)數(shù)的幾何意義,就是曲線y=f(x)在點(diǎn)P(x0, y=f(x0))處的切線的斜率.在求解中,設(shè)曲線y=f(x)在點(diǎn)P(x0,y)處的切線的斜率是f ′(x0),相應(yīng)的切線方程為y-y0=f ′(x0)(x-x0).在該例題的切線方程求解中,就是根據(jù)導(dǎo)數(shù)所體現(xiàn)的幾何意義來求解的.

三、用導(dǎo)數(shù)求三角函數(shù)

三角函數(shù)的導(dǎo)數(shù)關(guān)系、商數(shù)關(guān)系、平方關(guān)系、積化和差、雙曲函數(shù)等都可以在簡(jiǎn)單的導(dǎo)數(shù)中發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì),進(jìn)而衍生出新的解題策略.從sinθ=y/r;cosθ=x/r;tanθ=y/x;cotθ=x/y等基本三角公式出發(fā),推導(dǎo)出復(fù)雜三角函數(shù)的求解之法.

例3 由sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB導(dǎo)數(shù)公式,推導(dǎo)出三角函數(shù)積化和差,和差化積問題.

首先畫單位圓交x軸于C,D,在單位圓上有任意A,B點(diǎn).角AOD為α,BOD為β,旋轉(zhuǎn)AOB使OB與OD重合,形成新角A′OD.

A(cosα,sinα),B(cosβ,sinβ),A′(cos(α-β),sin(α-β)),

OA′=OA=OB=OD=1,D(1,0)

∴[cos(α-β)-1]2+[sin(α-β)]2=(cosα-cosβ)2+(sinα-sinβ)2

和差化積及積化和差用還原法結(jié)合上面公式可推出(換(a+b)/2與(a-b)/2).

四、用導(dǎo)數(shù)公式求周期函數(shù)

例4 試求所有的a∈R,使得f(x)=

sinx+sinax為周期函數(shù).

從函數(shù)周期定律f ′(x)為以T為周期的周期函數(shù)著手,且f(x)處處有定義,則f ′(x) 當(dāng)a=-1,0,1時(shí)f(x)分別為0,sinx,2sinx,均為周期函數(shù),若a≠0,a2≠1的情況.當(dāng)f(x)以T為周期時(shí),f ′(x)=cosx+acosax,f ″(x)=-sinx-2asinax,那么f ″(x)也應(yīng)以T為周期.

于是sinx+sinax=sin(x+T)+sin(ax+aT),sinx+2asinax=sin(x+T)+2asin(ax+aT)對(duì)所有x∈R成立.

兩式相減,2a≠1,則sinax=sin(ax+aT),有sinx=sin(x+T).于是aT=2kπ,T=2mπ,k,m∈Z,那么a=k/m為有理數(shù),必要性得證.從實(shí)際來看上只要f(x)為以T為周期的周期函數(shù),f ′(x)在其定義域內(nèi)就是周期函數(shù).在實(shí)際應(yīng)用中,利用導(dǎo)數(shù)求解導(dǎo)函數(shù)還可以擴(kuò)大為“不必讓f ′(x)處處有定義,實(shí)際上只要f(x)為以T為周期的周期函數(shù),f ′(x)在其定義域內(nèi)就是周期函數(shù).”

五、結(jié)束語(yǔ)

導(dǎo)數(shù)在數(shù)學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值,主要顯現(xiàn)為運(yùn)用導(dǎo)數(shù)來求解曲線的切線、函數(shù)單調(diào)性、函數(shù)極值,不僅便捷還省時(shí).高中數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)公式集中反映了導(dǎo)數(shù)公式應(yīng)用思想.導(dǎo)數(shù)是兩個(gè)無窮小變量比的極限,反映函數(shù)的變化率.導(dǎo)數(shù)的幾何意義是曲線切線的斜率,在物理上體現(xiàn)瞬時(shí)速度.在結(jié)合課改和高中生身心發(fā)展現(xiàn)狀時(shí),要培養(yǎng)學(xué)生的辯證思想和掌握導(dǎo)數(shù)的變化趨勢(shì),成為導(dǎo)數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域必須關(guān)注的大事.這對(duì)于應(yīng)用導(dǎo)數(shù)公式解決高中生日常數(shù)學(xué)難題,具有積極的指導(dǎo)作用.

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