導數(shù)作為一種工具,利用其求函數(shù)的單調(diào)性、極值、最值、和切線的方程時極為方便.但是筆者在教學過程中,發(fā)現(xiàn)導數(shù)的應用還存在許多誤區(qū).
1 過點的切線與圖象上某一點的切線混淆
例1 曲線f( x )=4x的切線過點?
??83,
43???,
求切線方程.
錯解 ∵f’( x )=?4x?2,∴f’?
??83???=1
96,
∴過點
???83,
34???的
切線的斜率為
196,
由直線方程的點斜式可得切線方程為y?43=
196???x?83???,
即:27x?48y?8=0.剖析 錯誤的原因是直接認為點
???83,
3
4???在曲線上,從而由導數(shù)求出該點的切線斜率,這是錯誤的.把點
???83,
43???代
入曲線方程,驗證該點不在曲線上,所以
應先求出切點坐標,再求切線方程.所以在求曲線的切線之前應先判斷給出的點是否在曲線上.
正解 設切點為(x0,y0),則y0
=x40
…①
∵f’( x )=?4x?2, ∴f’( x0)=?4x0?2.∴切線方程為:y?y0
=?4x0?2(x?x0),
又該切線過點
???83,
43???,
∴43?y0
=?4x0?2?
??3
8?x0???…
②,
由①②可得
???xy
00
==22或
???xy
00
==14,
.
∴切線方程為:x+y?4=0或x+4y?8=0.
2 f′( x0)為極值的充要條件理解不清
例2 函數(shù)f( x )=x3+ax2+bx+a2在x =1處有極值10,求a,b的值.
錯解 f′( x )=3x2+2ax+b,由題意知f′(1)=0,且f(1)=10,即2a+ b +3 = 0,且a2+a+b +1 = 10,解之得a =4,b =?11,或a =?3,b =3.
剖析 錯誤的主要原因是把f′( x0)為極值的必要條件當作了充要條件,f′( x0)為極值的充要條件是f′( x )=0且x0附近兩側(cè)的符號相反,所以后面應該加上:當a =4,b =?11時,
f′( x )=3x2+8x?11(3x+11)(x?1),
在x =1附近兩側(cè)的符號相反,∴a =4,b =?11.
當a =?3,b =3時,f′( x )=3(x?1)2, 在x =1附近兩側(cè)的符號相同,所以a =?3,b =3舍去.
3 函數(shù)單調(diào)的充要條件理解不清
例3 已知函數(shù)f( x )=a xx++21在(? 2,+∞)內(nèi)單調(diào)
遞減,求實數(shù)a的取值范圍.錯解f′( x )=(2xa+?21
)2
,由函數(shù)f( x )在(? 2,+∞)內(nèi)單調(diào)遞減知f′( x )≤0在(? 2,+∞)內(nèi)恒成立,即(x2a+?
2)
1
2
≤0在(? 2,+∞)內(nèi)恒成立,因此a≤12.
剖析 錯誤的主要原因是由于對于函數(shù)f( x )在D上單調(diào)遞增(或遞減)的充要條件是f′( x )≥0 (或f′( x )≤0)且f′( x0)在D上任一子區(qū)間上不恒為零沒有理解清楚.而當a =12時,f′( x )=0在(? 2,+∞)恒成立,所以不符合題意,所以舍去.