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切线的斜率怎么求RT有没有什么公式之类的……坐等

求切线的斜率主要有以下两种常见情况及方法:

已知函数y=f(x)y = f(x)在某点处的切线斜率

定义法

函数y=f(x)y = f(x)在点x0x_0处的切线斜率kk,可以根据导数的定义来求。导数的定义为f(x0)=limΔx0f(x0+Δx)f(x0)Δxf^\prime(x_0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0}\frac{f(x_0 + \Delta x)-f(x_0)}{\Delta x},这里的f(x0)f^\prime(x_0)就是函数y=f(x)y = f(x)在点x0x_0处切线的斜率kk

例如,对于函数y=x2y = x^2,要求在点x=1x = 1处切线的斜率。

首先,计算f(1+Δx)f(1)Δx\frac{f(1+\Delta x)-f(1)}{\Delta x}f(x)=x2f(x)=x^2,则f(1+Δx)=(1+Δx)2=1+2Δx+(Δx)2f(1+\Delta x)=(1 + \Delta x)^2 = 1 + 2\Delta x + (\Delta x)^2f(1)=1f(1)=1

那么f(1+Δx)f(1)Δx=1+2Δx+(Δx)21Δx=2+Δx\frac{f(1+\Delta x)-f(1)}{\Delta x}=\frac{1 + 2\Delta x + (\Delta x)^2 - 1}{\Delta x}=2+\Delta x

Δx0\Delta x \to 0时,limΔx0(2+Δx)=2\lim\limits_{\Delta x \to 0}(2+\Delta x)=2,所以函数y=x2y = x^2在点x=1x = 1处切线的斜率为22

 

 

公式法(求导公式)

先求出函数y=f(x)y = f(x)的导函数y=f(x)y^\prime = f^\prime(x),然后将切点的横坐标x0x_0代入导函数f(x)f^\prime(x)中,得到的值f(x0)f^\prime(x_0)就是曲线y=f(x)y = f(x)在点(x0,f(x0))(x_0,f(x_0))处切线的斜率kk

常见函数的求导公式:

y=Cy = CCC为常数),则y=0y^\prime = 0

y=xny = x^nnn为实数),则y=nxn1y^\prime = nx^{n - 1}

y=sinxy = \sin x,则y=cosxy^\prime=\cos x

y=cosxy = \cos x,则y=sinxy^\prime = -\sin x

y=axy = a^xa>0,a1a>0,a\neq1),则y=axlnay^\prime = a^x\ln a

y=exy = e^x,则y=exy^\prime = e^x

y=logaxy = \log_a xa>0,a1,x>0a>0,a\neq1,x>0),则y=1xlnay^\prime=\frac{1}{x\ln a}

y=lnxy = \ln x,则y=1xy^\prime=\frac{1}{x}

 

例如,对于函数y=3x32x+1y = 3x^3 - 2x + 1,根据求导公式,y=9x22y^\prime = 9x^2 - 2。如果要求在点x=2x = 2处切线的斜率,把x=2x = 2代入导函数yy^\prime中,可得yx=2=9×222=9×42=34y^\prime|_{x = 2}=9\times2^2 - 2 = 9\times4 - 2 = 34,即该函数在点x=2x = 2处切线的斜率为3434

 

已知曲线的参数方程{x=x(t)y=y(t)\begin{cases}x = x(t)\\y = y(t)\end{cases}求切线斜率

首先根据参数方程求导公式dydx=dydtdxdt\frac{dy}{dx}=\frac{\frac{dy}{dt}}{\frac{dx}{dt}}(前提是dxdt0\frac{dx}{dt}\neq0)求出dydx\frac{dy}{dx}关于参数tt的表达式。

然后将切点对应的参数值t0t_0代入dydx\frac{dy}{dx}的表达式中,得到的值就是曲线在该点处切线的斜率kk

例如,已知曲线的参数方程为{x=t2y=t3\begin{cases}x = t^2\\y = t^3\end{cases},先求dxdt=2t\frac{dx}{dt}=2tdydt=3t2\frac{dy}{dt}=3t^2,那么dydx=dydtdxdt=3t22t=32t\frac{dy}{dx}=\frac{\frac{dy}{dt}}{\frac{dx}{dt}}=\frac{3t^2}{2t}=\frac{3}{2}t。若求t=1t = 1时切线的斜率,把t=1t = 1代入dydx\frac{dy}{dx},可得斜率k=32×1=32k=\frac{3}{2}\times1=\frac{3}{2}