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)在某点处的切线斜率
定义法
函数y=f(x)在点x0处的切线斜率k,可以根据导数的定义来求。导数的定义为f′(x0)=Δx→0limΔxf(x0+Δx)−f(x0),这里的f′(x0)就是函数y=f(x)在点x0处切线的斜率k 。
例如,对于函数y=x2,要求在点x=1处切线的斜率。
首先,计算Δxf(1+Δx)−f(1),f(x)=x2,则f(1+Δx)=(1+Δx)2=1+2Δx+(Δx)2,f(1)=1。
那么Δxf(1+Δx)−f(1)=Δx1+2Δx+(Δx)2−1=2+Δx。
当Δx→0时,Δx→0lim(2+Δx)=2,所以函数y=x2在点x=1处切线的斜率为2。
公式法(求导公式)
先求出函数y=f(x)的导函数y′=f′(x),然后将切点的横坐标x0代入导函数f′(x)中,得到的值f′(x0)就是曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处切线的斜率k。
常见函数的求导公式:
若y=C(C为常数),则y′=0;
若y=xn(n为实数),则y′=nxn−1;
若y=sinx,则y′=cosx;
若y=cosx,则y′=−sinx;
若y=ax(a>0,a=1),则y′=axlna;
若y=ex,则y′=ex;
若y=logax(a>0,a=1,x>0),则y′=xlna1;
若y=lnx,则y′=x1。
例如,对于函数y=3x3−2x+1,根据求导公式,y′=9x2−2。如果要求在点x=2处切线的斜率,把x=2代入导函数y′中,可得y′∣x=2=9×22−2=9×4−2=34,即该函数在点x=2处切线的斜率为34。
已知曲线的参数方程{x=x(t)y=y(t)求切线斜率
首先根据参数方程求导公式dxdy=dtdxdtdy(前提是dtdx=0)求出dxdy关于参数t的表达式。
然后将切点对应的参数值t0代入dxdy的表达式中,得到的值就是曲线在该点处切线的斜率k。
例如,已知曲线的参数方程为{x=t2y=t3,先求dtdx=2t,dtdy=3t2,那么dxdy=dtdxdtdy=2t3t2=23t。若求t=1时切线的斜率,把t=1代入dxdy,可得斜率k=23×1=23 。