题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。
一、考点定位与做题顺序
导数的三层要分开:定义是瞬时变化率 f′(x₀)=limΔx→0[f(x₀+Δx)−f(x₀)]/Δx;运算是公式与法则;几何意义是切线斜率。后面所有单调性、极值、最值题,都建立在这三层不出错的前提上。
六道小题按「定义 → 四则 → 复合 → 切线」递进,全部为自编题。做题时养成一个习惯:求出导函数后随手回代一个点验算,比整题做完再检查便宜得多。
二、题目呈现
题1 用定义求导(自编)
用导数定义求 f(x) = x² − 3x 在 x = 2 处的导数 f′(2)。
题2 四则运算(自编)
设 f(x) = (x² + 1)·ex,求 f′(x)。
题3 商法则(自编)
设 g(x) = (2x − 1)/(x + 1)(x ≠ −1),求 g′(x),并求 g′(0)。
题4 复合求导(自编)
设 h(x) = ln(2x² + 1),求 h′(x);再设 u(x) = sin(3x − π/6),求 u′(x)。
题5 复合与乘积叠加(自编)
设 p(x) = x·√(1 + x²),求 p′(x)。
题6 切线方程(自编)
已知曲线 y = x³ − 3x + 1。求:(a) 在点 (2, 3) 处的切线方程;(b) 过点 (2, 3) 作曲线切线,求所有切线方程。
三、分步解析
题1 按定义:f(2+Δx) = (2+Δx)² − 3(2+Δx) = 4 + 4Δx + Δx² − 6 − 3Δx = −2 + Δx + Δx²;f(2) = 4 − 6 = −2。故 [f(2+Δx) − f(2)]/Δx = (Δx + Δx²)/Δx = 1 + Δx → Δx→0 时极限为 1,即 f′(2) = 1。验算:f′(x) = 2x − 3,f′(2) = 1 ✓。
题2 乘积法则 (uv)′ = u′v + uv′:u = x²+1,u′ = 2x;v = ex,v′ = ex。故 f′(x) = 2x·ex + (x²+1)·ex = (x² + 2x + 1)ex = (x+1)²ex。回代验算:x=0 时 f(0)=1,f′(0)=1;用定义近似 [f(0.001)−f(0)]/0.001 ≈ (1.000001·1.0010005 − 1)/0.001 ≈ 1.0015 → 1,一致 ✓。
题3 商法则 (u/v)′ = (u′v − uv′)/v²:u = 2x−1,u′ = 2;v = x+1,v′ = 1。分子 = 2(x+1) − (2x−1)·1 = 2x + 2 − 2x + 1 = 3。故 g′(x) = 3/(x+1)²,g′(0) = 3。验算:把 g(x) 改写为 2 − 3/(x+1),求导得 3/(x+1)² ✓(改写后更快,可作为考场上省时的第二法)。
题4 复合函数链式法则:h(x) = ln w,w = 2x²+1,w′ = 4x,故 h′(x) = w′/w = 4x/(2x²+1)。u(x) = sin z,z = 3x − π/6,z′ = 3,故 u′(x) = cos z · z′ = 3cos(3x − π/6)。验算:x=0 时 h′(0)=0,而 h(x) 是偶函数,导函数在 0 处应为 0 ✓;u′(0) = 3cos(−π/6) = 3·(√3/2) = 3√3/2,与 sin(3x) 在 0 附近斜率 3 经相位平移后的值一致 ✓。
题5 p(x) = x·(1+x²)1/2。乘积+复合:p′(x) = 1·(1+x²)1/2 + x·[½(1+x²)−1/2·2x] = √(1+x²) + x²/√(1+x²) = (1 + 2x²)/√(1+x²)。验算:x=1 时 p(1)=√2,p′(1)=3/√2 ≈ 2.121;用差分 [p(1.001)−p(1)]/0.001 ≈ 2.122 ✓。
题6 (a) 先核点是否在曲线上:2³ − 3·2 + 1 = 8 − 6 + 1 = 3 ✓,故 (2,3) 是切点。f′(x) = 3x² − 3,f′(2) = 9。切线:y − 3 = 9(x − 2) → y = 9x − 15。验:x=2 时 y=3 ✓。
题6 (b) 「过点」不等于「在点」,切点未必是 (2,3)。设切点为 (a, a³ − 3a + 1),斜率 k = 3a² − 3。切线过 (2,3) 的条件:3 − (a³ − 3a + 1) = (3a² − 3)(2 − a) → 2 + 3a − a³ = 6a² − 6 − 3a³ + 3a → 整理得 2a³ − 6a² + 8 = 0 → a³ − 3a² + 4 = 0 → 因式分解 (a + 1)(a − 2)² = 0,得 a = −1 或 a = 2。a=2 即 (a) 的 y = 9x − 15;a=−1 时切点 (−1, 3),斜率 k = 3·1 − 3 = 0,切线为 y = 3。故共有两条:y = 9x − 15 与 y = 3。回代:y=3 在 x=−1 处与曲线相切(f(−1)=−1+3+1=3,f′(−1)=0)且过 (2,3) ✓。
四、采分点对照
| 题号 | 答案 | 采分点 |
|---|---|---|
| 题1 | 1 | 写出差商 2 分;化简含 Δx 项 1 分;取极限 1 分;公式法回代验 1 分 |
| 题2 | (x+1)²e^x | 乘积法则公式 1 分;两项导数各 1 分;合并化简 1 分 |
| 题3 | 3/(x+1)²,g′(0)=3 | 商法则 2 分;分子化简 1 分;代值 1 分;改写验算 1 分 |
| 题4 | 4x/(2x²+1);3cos(3x−π/6) | 链式法则各 2 分;内层导数各 1 分 |
| 题5 | (1+2x²)/√(1+x²) | 乘积法则 1 分;根式复合导数 2 分;通分合并 1 分 |
| 题6(a) | y=9x−15 | 核点在曲线上 1 分;f′(2)=9 1 分;点斜式与化简 1 分 |
| 题6(b) | y=9x−15 与 y=3 | 设切点 a 2 分;列出过 (2,3) 条件 2 分;解出 a=−1,2 2 分;两条切线各 1 分 |
五、高频易错点
- 复合求导漏乘内层导数:把 [ln(2x²+1)]′ 写成 1/(2x²+1),少乘 4x。
- 商法则分子写成 u′v + uv′(加号)或把 v² 写成 v,符号与分母两头错。
- 把「在点 (2,3) 的切线」与「过点 (2,3) 的切线」当成同一问,漏掉 a=−1 那条水平切线。
- 「过点」题不设切点参数 a,直接拿 f′(2) 当斜率,一条切线交卷。
- (a−2)² 的重根被当成增根丢掉,导致只剩 y=3 一条。
- 求出导函数不回代验算,切线方程常数项算错也看不出来。
六、小结与自查清单
| 求导类型 | 公式 | 最易漏的一步 |
|---|---|---|
| 乘积 | (uv)′=u′v+uv′ | 两项都不能少 |
| 商 | (u/v)′=(u′v−uv′)/v² | 分子是减号、分母要平方 |
| 复合 | [f(g(x))]′=f′(g)·g′(x) | 内层导数 g′(x) |
| 对数复合 | (ln w)′=w′/w | w′ 必须算出 |
| 切线(在点) | y−f(x₀)=f′(x₀)(x−x₀) | 先核点是否在曲线上 |
| 切线(过点) | 设切点 a,令切线过给定点 | 「过」≠「在」,可能多解 |
- □ 求导前先判结构:乘积、商、复合,还是叠加,逐层拆。
- □ 复合函数一律写出「外层导数 × 内层导数」两步,不跳步。
- □ 商法则写完立刻检查分子符号与分母平方。
- □ 切线题先问一句:给的是切点还是「过一点」。
- □ 结果回代一个点或用一个点作差商近似,30 秒挡住大部分计算错。
- □ 含参或过点问题解出多个根时,逐个回代确认是否都成立。
导数的分数,一半是「算对导函数」,一半是「看清题问的是哪一种」。六道题里最贵的坑是题6(b):一个「过」字让切点从已知变成未知,答案从一条变两条。把设切点参数 a 变成条件反射,这类题就稳了。本组题目、函数式与数值均为原创自编仿真内容。