导数试题及答案
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导数的运算精选题32道一.选择题(共11小题)1.已知定义在R上的可导函数y=f(x)的导函数为f′(x),满足f(x)<f′(x),且f (0)=2,则不等式的解集为()A.(﹣∞,0)B.(0,+∞)C.(﹣∞,2)D.(2,+∞)2.若函数f(x)=x2+,则f′(﹣1)=()A.﹣1B.1C.﹣3D.33.函数f(x)=ax2+bx(a>0,b>0)在点(1,f(1))处的切线斜率为2,则的最小值是()A.10B.9C.8D.4.已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=2xf′(e)+lnx,则f′(e)=()A.1B.﹣1C.﹣e﹣1D.﹣e5.设函数f(x)的导函数是f'(x),若,则=()A.﹣B.C.D.﹣6.已知,则=()A.B.C.D.7.已知f(x)=lnx,则f′(e)的值为()A.1B.﹣1C.e D.8.若f(x)=2xf′(1)+x2,则f′(0)等于()A.2B.0C.﹣2D.﹣49.已知函数f(x)=2x+3f′(0)•e x,则f′(1)=()A.e B.3﹣2e C.2﹣3e D.2+3e10.等比数列{a n}中,a1=2,a8=4,函数f(x)=x(x﹣a1)(x﹣a2)…(x﹣a8),则f′(0)=()A.26B.29C.212D.21511.设f(x)=xlnx,若f′(x0)=2,则x0=()A.e2B.ln2C.D.e二.多选题(共2小题)(多选)12.以下四个式子分别是函数在其定义域内求导,其中正确的是()A.()′=B.(cos2x)'=﹣2sin2xC.D.(lgx)′=(多选)13.若函数f(x)的导函数f′(x)的图象关于y轴对称,则f(x)的解析式可能为()A.f(x)=3cos x B.f(x)=x3+x C.D.f(x)=e x+x 三.填空题(共12小题)14.已知函数f(x)=(2x+1)e x,f′(x)为f(x)的导函数,则f′(0)的值为.15.已知函数f(x)=e x lnx,f′(x)为f(x)的导函数,则f′(1)的值为.16.已知函数f(x)=f′()cos x+sin x,则f()的值为.17.设函数f(x)=,若f′(1)=,则a=.18.若函数y=f(x)满足f(x)=sin x+cos x,则=.19.若函数,则f'(1)=.20.已知函数f(x)=﹣+2xf'(2021)+2021lnx,则f′(2021)=.21.已知的导函数为f′(x),则f′(﹣1)=.22.设函数f(x)满足f(x)=x2+3f′(1)x﹣f(1),则f(4)=.23.已知:若函数f(x),g(x)在R上可导,f(x)=g(x),则f′(x)=g′(x).又英国数学家泰勒发现了一个恒等式e2x=a0+a1x+a2x2+…+a n x n+…,则a0=,=.24.已知函数f(x)=3x2﹣f'()x4,则f'()=.25.已知f(x)=x2+3xf′(2),则f′(2)=.四.解答题(共7小题)26.求下列函数的导数.(1)y=3x2+x cos x;(2)f(x)=.27.求下列函数的导数.(1)y=(2x2+3)(3x﹣1);(2)f(x)=;(3)y=ln.28.设f(x)=lnx,g(x)=f(x)+f′(x).(1)求g(x)的单调区间和最小值;(2)讨论g(x)与g()的大小关系.29.求下列函数的导数:(1)y=(2x2﹣1)(3x+1);(2)y=e x cos x;(3).30.求下列函数的导数(1)f(x)=lnx+xa x;(2).31.求下列函数的导数(1)y=(2x2+3)(3x﹣1);(2);(3)y=(1+cos2x)3.32.求下列函数的导数.(1)y=(2x2﹣1)(3x+1);(2).导数的运算精选题32道参考答案与试题解析一.选择题(共11小题)1.已知定义在R上的可导函数y=f(x)的导函数为f′(x),满足f(x)<f′(x),且f (0)=2,则不等式的解集为()A.(﹣∞,0)B.(0,+∞)C.(﹣∞,2)D.(2,+∞)【分析】根据条件构造函数g(x)=,利用导数求函数的单调性,即可解不等式.【解答】解:设g(x)=,则g′(x)=,∵f(x)<f′(x),∴g′(x)>0,即函数g(x)单调递增.∵f(0)=2,∴g(0)=,则不等式等价为,即g(x)>g(0),∵函数g(x)单调递增.∴x>0,∴不等式的解集为(0,+∞),故选:B.【点评】本题主要考查导数的应用,根据条件构造函数,利用函数的单调性和导数之间的关系是解决本题的关键.2.若函数f(x)=x2+,则f′(﹣1)=()A.﹣1B.1C.﹣3D.3【分析】可先求出导函数,把x换上﹣1即可求出f′(﹣1)的值.【解答】解:;∴f′(﹣1)=﹣2﹣1=﹣3.故选:C.【点评】考查基本初等函数的求导,已知函数求值的方法.3.函数f(x)=ax2+bx(a>0,b>0)在点(1,f(1))处的切线斜率为2,则的最小值是()A.10B.9C.8D.【分析】求出原函数的导函数,由f′(1)=2a+b=2,得,把变形为后整体乘以1,展开后利用基本不等式求最小值.【解答】解:由f(x)=ax2+bx,得f′(x)=2ax+b,又f(x)=ax2+bx(a>0,b>0)在点(1,f(1))处的切线斜率为2,所以f′(1)=2a+b=2,即.则=.当且仅当,即时“=”成立.所以的最小值是9.故选:B.【点评】本题考查了导数的运算,考查了利用基本不等式求最值,考查了学生灵活变换和处理问题的能力,是中档题.4.已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=2xf′(e)+lnx,则f′(e)=()A.1B.﹣1C.﹣e﹣1D.﹣e【分析】首先对等式两边求导得到关于f'(e)的等式解之.【解答】解:由关系式f(x)=2xf′(e)+lnx,两边求导得f'(x)=2f'(e)+,令x =e得f'(e)=2f'(e)+e﹣1,所以f'(e)=﹣e﹣1;故选:C.【点评】本题考查了求导公式的运用;关键是对已知等式两边求导,得到关于f'(x)的等式,对x取e求值.5.设函数f(x)的导函数是f'(x),若,则=()A.﹣B.C.D.﹣【分析】对函数f(x)的解析式求导,得到其导函数,把x=代入导函数中,列出关于f'()的方程,进而得到f'()的值,再求出f′()即可.【解答】解:,则f′(x)=﹣f′()sin x﹣cos x,∴f′()=﹣f′()sin﹣cos,∴f′()=0,∴f′(x)=﹣cos x,∴f′()=﹣,故选:A.【点评】本题主要考查了导数的运算,运用求导法则得出函数的导函数,求出常数f'()的值,从而确定出函数的解析式是解本题的关键,属于基础题.6.已知,则=()A.B.C.D.【分析】对f(x)进行求导,再将x=代入f′(x),进行求解,从而求出;【解答】解:∵,∴f′(x)=﹣×cos x+,∴f′()=﹣×cos+=﹣,∵f(π)==﹣,∴=﹣﹣=﹣,故选:D.【点评】此题主要考查导数的运算,解决此题的关键是能否对f(x)进行求导,是一道基础题;7.已知f(x)=lnx,则f′(e)的值为()A.1B.﹣1C.e D.【分析】利用导数的运算法则即可得出.【解答】解:∵,∴.故选:D.【点评】熟练掌握导数的运算法则是解题的关键.8.若f(x)=2xf′(1)+x2,则f′(0)等于()A.2B.0C.﹣2D.﹣4【分析】利用导数的运算法则求出f′(x),令x=1得到关于f′(1)的方程,解方程求出f′(1),求出f′(x);令x=0求出f′(0).【解答】解:∵f′(x)=2f′(1)+2x∴f′(1)=2f′(1)+2∴f′(1)=﹣2∴f′(x)=﹣4+2x∴f′(0)=﹣4故选:D.【点评】在求导函数值时,应该先利用导数的运算法则求出导函数,再求导函数值.9.已知函数f(x)=2x+3f′(0)•e x,则f′(1)=()A.e B.3﹣2e C.2﹣3e D.2+3e【分析】可求出导函数f′(x)=2+3f′(0)•e x,然后即可求出f′(0)=﹣1,从而得出f′(x)=2﹣3e x,然后即可求出f′(1)的值.【解答】解:f′(x)=2+3f′(0)•e x,∴f′(0)=2+3f′(0),解得f′(0)=﹣1,∴f′(x)=2﹣3e x,∴f′(1)=2﹣3e.故选:C.【点评】本题考查了基本初等函数的求导公式,已知函数求值的方法,考查了计算能力,属于基础题.10.等比数列{a n}中,a1=2,a8=4,函数f(x)=x(x﹣a1)(x﹣a2)…(x﹣a8),则f′(0)=()A.26B.29C.212D.215【分析】对函数进行求导发现f′(0)在含有x项均取0,再利用等比数列的性质求解即可.【解答】解:考虑到求导中f′(0),含有x项均取0,得:f′(0)=a1a2a3…a8=(a1a8)4=212.故选:C.【点评】本题考查多项式函数的导数公式,重点考查学生创新意识,综合与灵活地应用所学的数学知识、思想和方法.11.设f(x)=xlnx,若f′(x0)=2,则x0=()A.e2B.ln2C.D.e【分析】由题意求导f′(x)=lnx+1,从而得lnx0+1=2;从而解得.【解答】解:∵f′(x)=lnx+1;故f′(x0)=2可化为lnx0+1=2;故x0=e;故选:D.【点评】本题考查了导数的求法及应用,属于基础题.二.多选题(共2小题)(多选)12.以下四个式子分别是函数在其定义域内求导,其中正确的是()A.()′=B.(cos2x)'=﹣2sin2xC.D.(lgx)′=【分析】根据基本初等函数和复合函数的求导公式对每个选项函数进行求导即可.【解答】解:,(cos2x)′=﹣2sin2x,,.故选:BC.【点评】本题考查了基本初等函数和复合函数的求导公式,考查了计算能力,属于基础题.(多选)13.若函数f(x)的导函数f′(x)的图象关于y轴对称,则f(x)的解析式可能为()A.f(x)=3cos x B.f(x)=x3+x C.D.f(x)=e x+x 【分析】根据题意,依次求出选项中函数的导数,分析其导函数的奇偶性,据此分析可得的答案.【解答】解:根据题意,依次分析选项:对于A,f(x)=3cos x,其导数f′(x)=﹣3sin x,其导函数为奇函数,图象不关于y 轴对称,不符合题意;对于B,f(x)=x3+x,其导数f′(x)=3x2+1,其导函数为偶函数,图象关于y轴对称,符合题意;对于C,f(x)=x+,其导数f′(x)=1﹣,其导函数为偶函数,图象关于y轴对称,符合题意;对于D,f(x)=e x+x,其导数f′(x)=e x+1,其导函数不是偶函数,图象不关于y轴对称,不符合题意;故选:BC.【点评】本题考查导数的计算,涉及函数奇偶性的分析,属于基础题.三.填空题(共12小题)14.已知函数f(x)=(2x+1)e x,f′(x)为f(x)的导函数,则f′(0)的值为3.【分析】先求导,再带值计算.【解答】解:∵f(x)=(2x+1)e x,∴f′(x)=2e x+(2x+1)e x,∴f′(0)=2e0+(2×0+1)e0=2+1=3.故答案为:3.【点评】本题考查了导数的运算法则,属于基础题.15.已知函数f(x)=e x lnx,f′(x)为f(x)的导函数,则f′(1)的值为e.【分析】根据导数的运算法则求出函数f(x)的导函数,再计算f′(1)的值.【解答】解:函数f(x)=e x lnx,则f′(x)=e x lnx+•e x;∴f′(1)=e•ln1+1•e=e.故答案为:e.【点评】本题考查了导数的运算公式与应用问题,是基础题.16.已知函数f(x)=f′()cos x+sin x,则f()的值为1.【分析】利用求导法则:(sin x)′=cos x及(cos x)′=﹣sin x,求出f′(x),然后把x 等于代入到f′(x)中,利用特殊角的三角函数值即可求出f′()的值,把f′()的值代入到f(x)后,把x=代入到f(x)中,利用特殊角的三角函数值即可求出f()的值.【解答】解:因为f′(x)=﹣f′()•sin x+cos x所以f′()=﹣f′()•sin+cos解得f′()=﹣1故f()=f′()cos+sin=(﹣1)+=1故答案为1.【点评】此题考查学生灵活运用求导法则及特殊角的三角函数值化简求值,会根据函数解析式求自变量所对应的函数值,是一道中档题.17.设函数f(x)=,若f′(1)=,则a=1.【分析】先求出函数的导数,再根据f′(1)=,求得a的值.【解答】解:∵f(x)=,∴f′(x)=,f′(1)==,∴=,则a=1,故答案为:1.【点评】本题主要考查求函数的导数,属于基础题.18.若函数y=f(x)满足f(x)=sin x+cos x,则=.【分析】由f(x)=sin x+cos x,利用导数的运算法则,再令x=,即可得出.【解答】解:∵f(x)=sin x+cos x,∴f′(x)=cos x﹣sin x,令x=,则=cos﹣sin,解得:=.故答案为:.【点评】本题考查了导数的运算法则、方程的解法、三角函数求值,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.19.若函数,则f'(1)=.【分析】根据基本初等函数和商的导数的求导公式进行求导得出f′(x),然后即可求出f′(1)的值.【解答】解:∵,∴.故答案为:.【点评】本题考查了基本初等函数和商的导数的求导公式,已知函数求值的方法,考查了计算能力,属于基础题.20.已知函数f(x)=﹣+2xf'(2021)+2021lnx,则f′(2021)=2020.【分析】先求出导函数f'(x),再令x=2021求解即可.【解答】解:∵,∴,∴f'(2021)=﹣2021+2f'(2021)+1,∴f'(2021)=2020.故答案为:2020.【点评】本题考查了导数的运算,主要考查了常见导数的求导公式的应用以及导数的四则运算的应用,属于基础题.21.已知的导函数为f′(x),则f′(﹣1)=﹣4.【分析】先根据导数的运算法则求出f′(x),再求f'(﹣1).【解答】解:∵,∴,∴f'(﹣1)=﹣3﹣1=﹣4,故答案为:﹣4.【点评】本题主要考查导数的基本运算,属于基础题.22.设函数f(x)满足f(x)=x2+3f′(1)x﹣f(1),则f(4)=5.【分析】求函数的导数,先求出f′(1),f(1)的值,求出函数的解析式,即可得到结论.【解答】解:∵f(x)=x2+3f′(1)x﹣f(1),∴f′(x)=2x+3f′(1),令x=1,则f′(1)=2+3f′(1),即f′(1)=﹣1,则f(x)=x2﹣3x﹣f(1),令x=1,则f(1)=1﹣3﹣f(1),则f(1)=﹣1,即f(x)=x2﹣3x+1,则f(4)=42﹣3×4+1=16﹣12+1=5,故答案为:5.【点评】本题主要考查函数值的计算,根据导数的公式求出f(1),f′(1)的值以及函数的解析式是解决本题的关键.23.已知:若函数f(x),g(x)在R上可导,f(x)=g(x),则f′(x)=g′(x).又英国数学家泰勒发现了一个恒等式e2x=a0+a1x+a2x2+…+a n x n+…,则a0=1,=.【分析】令x=0,可得到a0=1,先求导数对比得到2a n=(n+1)a n+1,再把数列裂项求和即可.【解答】解:令x=0,则a0=e0=1,∵e2x=a0+a1x+a2x2+…+a n x n+…,∴(e2x)′=2e2x=a1+2a2x+…+na n x n﹣1+(n+1)a n+1x n+…,∴2a n=(n+1)a n+1,∴=,∴==2(﹣),∴=2(1﹣++•+﹣)=.故答案为:1;.【点评】本题主要考查导数的基本运算,数列裂项求和的应用,属于中档题.24.已知函数f(x)=3x2﹣f'()x4,则f'()=2.【分析】先求出f′(x),然后将代入解出即可.【解答】解:,所以,解得:.故答案为:2.【点评】本题主要是考查了导数的计算以及利用方程思想解决问题的能力.属于较易题.25.已知f(x)=x2+3xf′(2),则f′(2)=﹣2.【分析】把给出的函数求导,在其导函数中取x=2,则f′(2)可求.【解答】解:由f(x)=x2+3xf′(2),得:f′(x)=2x+3f′(2),所以,f′(2)=2×2+3f′(2),所以,f′(2)=﹣2.故答案为:﹣2.【点评】本题考查了导数的加法与乘法法则,考查了求导函数的值,解答此题的关键是正确理解原函数中的f′(2),f′(2)就是一个具体数,此题是基础题.四.解答题(共7小题)26.求下列函数的导数.(1)y=3x2+x cos x;(2)f(x)=.【分析】根据导数的公式即可得到结论.【解答】(1)f′(x)=6x+cos x﹣x sin x;(2)∵∴.【点评】本题主要考查导数的基本运算,比较基础.27.求下列函数的导数.(1)y=(2x2+3)(3x﹣1);(2)f(x)=;(3)y=ln.【分析】利用常见函数的导数公式以及和、差、积、商的求导公式、复合函数的求导公式求解即可.【解答】解:(1)函数y=(2x2+3)(3x﹣1),所以y'=(2x2+3)′(3x﹣1)+(2x2+3)(3x﹣1)′=4x•(3x﹣1)+3(2x2+3)=18x2﹣4x+9;(2)函数f(x)=,所以;(3)函数y=ln,所以.【点评】本题考查了导数的运算,主要考查了常见函数的导数,和、差、积、商的求导公式以及复合函数的求导公式的应用,解题的关键是熟练掌握公式,属于基础题.28.设f(x)=lnx,g(x)=f(x)+f′(x).(1)求g(x)的单调区间和最小值;(2)讨论g(x)与g()的大小关系.【分析】(1)利用导数研究函数g(x)的单调性极值最值即可得出.(2)令h(x)=g(x)﹣=2lnx+﹣x(x>0).可得h′(x)=≤0,函数h(x)在(0,+∞)上单调递减.由于h(1)=0,即可得出大小关系.【解答】解:(1)(x>0).∴g(x)=lnx+(x>0).∴=,令g′(x)=0,解得x=1.当0<x<1时,g′(x)<0,函数g(x)单调递减;当1<x时,g′(x)>0,函数g (x)单调递增.∴当x=1时,函数g(x)取得极小值即最小值,g(1)=1.综上可得:函数g(x)单调递减区间为(0,1);函数g(x)单调递增区间为[1,+∞),最小值为1.(2)g(x)=lnx+(x>0),=﹣lnx+x.令h(x)=g(x)﹣=2lnx+﹣x(x>0).∴h′(x)=﹣﹣1=≤0,∴函数h(x)在(0,+∞)上单调递减.当x=1时,h(1)=0,此时g(x)=.当0<x<1时,h(x)>0,此时g(x)>.当1<x时,h(x)<0,此时g(x)<.【点评】本题考查了利用导数研究函数的单调性,考查了分类讨论的思想方法、构造函数法,考查了推理能力与计算能力,属于难题.29.求下列函数的导数:(1)y=(2x2﹣1)(3x+1);(2)y=e x cos x;(3).【分析】利用常见函数的导数公式以及和、差、积、商的求导公式、复合函数的求导公式求解即可.【解答】解:(1)因为y=(2x2﹣1)(3x+1)=6x3+2x2﹣3x﹣1,所以y′=18x2+4x﹣3;(2)y′=(e x cos x)′=(e x)′cos x+e x(cos x)′=e x cos x﹣e x sin x=e x(cos x﹣sin x);(3)y′===.【点评】本题考查了导数的运算,主要考查了常见函数的导数,和、差、积、商的求导公式以及复合函数的求导公式的应用,解题的关键是熟练掌握公式,属于基础题.30.求下列函数的导数(1)f(x)=lnx+xa x;(2).【分析】(1)直接利用常见导数的求导公式以及导数的运算法则进行求解即可;(2)利用常见函数的求导公式结合复合函数的求导法则进行求解即可.【解答】解:(1)因为f(x)=lnx+xa x,所以;(2)因为,所以.【点评】本题考查了导数的运算,涉及了常见函数的求导公式的运用、导数的求导法则的运用、复合函数求导法则的应用,属于基础题.31.求下列函数的导数(1)y=(2x2+3)(3x﹣1);(2);(3)y=(1+cos2x)3.【分析】(1)(2)(3)根据导数的运算法则求导即可.【解答】解:(1)方法一:y'=(2x2+3)′(3x﹣1)+(2x2+3)(3x﹣1)′=4x(3x﹣1)+3(2x2+3)=18x2﹣4x+9,方法二:∵y=(2x2+3)(3x﹣1)=6x3﹣2x2+9x﹣3,∴y'=18x2﹣4x+9.(2)=,(3)y′=3(1+cos 2x)2•(1+cos 2x)′=3(1+cos 2x)2•(﹣sin 2x)•(2x)′=﹣6sin 2x•(1+cos 2x)2=﹣6sin 2x•(2cos2x)2=﹣6sin 2x•4cos4x=﹣48sin x cos5x.【点评】本题考查了导数的运算,熟练掌握导数的运算法则是解题的关键,是基础题.32.求下列函数的导数.(1)y=(2x2﹣1)(3x+1);(2).【分析】(1)直接利用常见函数的导数公式以及导数的运算律求解即可;(2)直接利用常见函数的导数公式以及导数的运算律求解即可.【解答】解:(1)因为y=(2x2﹣1)(3x+1)=6x3+2x2﹣3x﹣1,所以y'=18x2+4x﹣3;(2)=.【点评】本题考查了导数的运算,解题的关键是掌握常见函数的导数公式以及导数的运算律,属于基础题.。
高二数学导数试题答案及解析1.若曲线的一条切线l与直线垂直,则切线l的方程为 ( )A.B.C.D.【答案】A【解析】设切点为,因为,所以,由导数的几何意义可知切线的斜率为。
直线的斜率为。
由题意可得,解得,切点为,切线的斜率为4,所以切线的方程为,即。
故A正确。
【考点】1导数的几何意义;2两直线垂直时斜率的关系;3直线方程。
2.曲线在点(1,1)处的切线方程为 .【答案】【解析】∵y=lnx+x,∴,∴切线的斜率k=2,所求切线程为.【考点】导数的几何意义.3.已知是定义在上的非负可导函数,且满足,对任意正数,若,则的大小关系为A.B.C.D.【答案】A【解析】因为,是定义在上的非负可导函数,且满足,即,所以,在是增函数,所以,若,则的大小关系为。
选A。
【考点】导数的运算法则,应用导数研究函数的单调性。
点评:中档题,在给定区间,如果函数的导数非负,则函数为增函数,如果函数的导数非正,则函数为减函数。
比较大小问题,常常应用函数的单调性。
4.已知函数的导函数为,1,1),且,如果,则实数的取值范围为()A.()B.C.D.【答案】B【解析】由于,1,1),故函数在区间上为增函数,且为奇函数,由得:,则,解得。
故选B。
【考点】函数的性质点评:求不等式的解集,常结合到函数的单调性,像本题解不等式就要结合到函数的单调性。
5.已知函数在上是单调函数,则实数a的取值范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】因为,函数在上是单调函数,所以,=0无不等实数解,即,解得,,故选B。
【考点】利用导数研究函数的单调性。
点评:简单题,在某区间,导数非负,函数为增函数,导数非正,函数为减函数。
6.已知曲线方程,若对任意实数,直线,都不是曲线的切线,则实数的取值范围是【答案】【解析】把已知直线变形后找出直线的斜率,要使已知直线不为曲线的切线,即曲线斜率不为已知直线的斜率,求出f(x)的导函数,由完全平方式大于等于0即可推出a的取值范围解:把直线方程化为y=-x-m,所以直线的斜率为-1,且m∈R,所以已知直线是所有斜率为-1的直线,即曲线的斜率不为-1,由得:f′(x)=x2-2ax,对于x∈R,有x2-2ax≥,根据题意得:-1<a<1.故答案为【考点】求曲线上过某点曲线方程点评:此题考查学生会利用导数求曲线上过某点曲线方程的斜率,是一道基础题.7.曲线在点(1,2)处的切线方程是____________---------【答案】【解析】,直线斜率为1,直线方程为【考点】导数的几何意义点评:几何意义:函数在某一点处的导数值等于该点处的切线的斜率8.已知函数.(1)当时,求曲线在点处的切线方程;(2)对任意,在区间上是增函数,求实数的取值范围.【答案】(1)(2)【解析】(Ⅰ)解:当时,, 2分,又 4分所以曲线在点处的切线方程为即 6分(Ⅱ)= 8分记,则,在区间是增函数,在区间是减函数,故最小值为 -10分因为对任意,在区间上是增函数.所以在上是增函数, 12分当即时,显然成立当综上 15分【考点】导数的几何意义与函数单调性点评:第一问利用导数的几何意义:函数在某一点处的导数值等于该点处的切线斜率,可求得切线斜率,进而得到切线方程;第二问也可用参变量分离法分离,通过求函数最值求的取值范围9.已知函数,则()A.0B.1C.-1D.2【答案】C【解析】根据题意,由于,则可知-1+0=-1,故答案为C.【考点】导数的运算点评:主要是考查了导数的运算法则的的运用,属于基础题。
高二数学导数试题答案及解析1.若曲线的一条切线l与直线垂直,则切线l的方程为 ( )A.B.C.D.【答案】A【解析】设切点为,因为,所以,由导数的几何意义可知切线的斜率为。
直线的斜率为。
由题意可得,解得,切点为,切线的斜率为4,所以切线的方程为,即。
故A正确。
【考点】1导数的几何意义;2两直线垂直时斜率的关系;3直线方程。
2.已知函数在处有极大值,则=()A.6B.C.2或6D.-2或6【答案】A【解析】根据题意,由于函数在处有极大值,则可知f’(2)=0,12-8c+=0,c=4.则可知=6,当c=2不符合题意,故答案为A.【考点】函数的极值点评:主要是考查了函数极值的运用,属于基础题。
3.函数在区间上最大值与最小值的和为【答案】【解析】根据题意,由于,故可知当0<x<1,递增,在1<x<2时函数递减,故可知函数在区间上最大值与最小值分别是,-2,故可知和为,故答案为。
【考点】函数的最值点评:主要是考查了导数在研究函数最值中的运用,属于基础题。
4.函数f(x)=(x-3)e x的单调递增区间是()A.(-∞,2)B.(0,3)C.(1,4)D.(2,+∞)【答案】D【解析】,由得:,故函数的单调递增区间为(2,+∞)。
故选D。
【考点】函数的单调性点评:求函数的单调区间,常结合导数来求,过程要用到的结论是:若,则函数的增区间为;若,则函数的减区间为5.下列命题:①若存在导函数,则;②若函数,则;③若函数,则;④若三次函数,则“”是“f(x)有极值点”的充要条件;⑤函数的单调递增区间是.其中真命题为____.(填序号)【答案】③⑤【解析】①若f(x)存在导函数,则f′(2x)=2[f(2x)]′,故不正确;②若函数h(x)=cos4x-sin4x,则h′()=-2sin=-1,故不正确;③若函数g(x)=(x-1)(x-2)…(x-2012)(x-2013),则g'(x)中含(x-2013)的将2013代入都为0,则g′(2013)=2012!故正确;④若三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d,则f'(x)=0有两个不等的根即b2-3ac>0,故不正确;⑤∵,∴,令得,解得x∈,故正确.综上,真命题为③⑤【考点】本题考查了导数的运用及三角函数的单调性点评:此类问题主要考查复合函数的导数,以及函数的极值、求值等有关知识,属于综合题6.若,则等于()A.B.C.D.【答案】A【解析】因为,,所以,,=,选A。
高二数学导数试题1.用边长为48厘米的正方形铁皮做一个无盖的铁盒时,在铁皮的四角各截去一个面积相等的小正方形,然后把四边折起,就能焊成铁盒.当所做的铁盒的容积最大时,在四角截去的正方形的边长为()A.12B.10C.8D.6【答案】C【解析】设在四角截去的正方形的边长为,则铁盒容积为,而,即的单调递增区间为,单调递减区间为,所以在时V有极大值.【考点】导函数的应用、函数思想.2.已知函数在处有极大值,则=()A.6B.C.2或6D.-2或6【答案】A【解析】根据题意,由于函数在处有极大值,则可知f’(2)=0,12-8c+=0,c=4.则可知=6,当c=2不符合题意,故答案为A.【考点】函数的极值点评:主要是考查了函数极值的运用,属于基础题。
3.对于R上的可导的任意函数,若满足,则函数在区间上必有()A.B.C.D.或【答案】A【解析】根据题意,由于对于R上的可导的任意函数,若满足1<x<2时,则可知函数f(x)递增,故可知函数在区间上必有成立,故答案为A.【考点】函数的单调性点评:主要是考查了函数单调性的运用,属于基础题。
4.若函数的导函数在区间上是增函数,则函数在区间上的图象可能是()【答案】A【解析】根据题意,由于函数的导函数在区间上是增函数,函数在区间上的图象对于A,递增,的导数值从小的正数开始增大,成立,对于B,由于函数递增,导数的值逐渐减小,对于C,导数值不变,对于D,导数值先增大再减小,故选A.【考点】导数的概念点评:主要是考查了导数的几何意义的运用,属于基础题。
5.已知函数(1)当时,求的极小值;(2)若直线对任意的都不是曲线的切线,求的取值范围;(3)设,求的最大值的解析式.【答案】(1)-2(2)(3)【解析】(1) 1分当时,时,,2分的极小值是 3分(2)法1:,直线即,依题意,切线斜率,即无解 4分6分法2:, 4分要使直线对任意的都不是曲线的切线,当且仅当时成立, 6分(3)因故只要求在上的最大值. 7分①当时,9分②当时,(ⅰ)当在上单调递增,此时 10分(ⅱ)当时,在单调递增;1°当时,;2°当(ⅰ)当(ⅱ)当 13分综上 14分【考点】导数的几何意义及函数极值最值点评:利用函数在某一点处的导数值等于过改点的切线斜率可确定第二问中导数值不可能为,求函数极值最值首先求得导数,当导数等于0时得到极值点,确定单调区间从而确定是极大值还是极小值,第三问求最值要分情况讨论在区间上的单调性,对于分情况讨论题是一个难点内容6.已知点在曲线上,为曲线在点处的切线的倾斜角,则取值范围是A.B.C.D.【答案】D【解析】,设,所以斜率的范围倾斜角的范围【考点】函数导数计算与几何意义点评:函数的几何意义:函数在某一点处的导数值等于该点处的切线斜率,均值不等式求最值时要注意一正二定三相等的条件7.已知函数.(Ⅰ)求曲线在点处的切线方程;(Ⅱ)直线为曲线的切线,且经过原点,求直线的方程及切点坐标.【答案】(Ⅰ) (Ⅱ) 直线的方程为,切点坐标为【解析】(Ⅰ) 1分在点处的切线的斜率, 2分切线的方程为. 4分(Ⅱ)设切点为,则直线的斜率为,直线的方程为:. 6分又直线过点,,整理,得,,,的斜率, 10分直线的方程为,切点坐标为. 12分【考点】导数的几何意义及直线方程点评:几何意义:函数在某一点处的导数值等于该点处的切线斜率,在求切线方程时要从切点入手,找到切点满足的条件即可求得其坐标8.曲线上的点到直线的最短距离是__________.【答案】【解析】直线y=2x+3在曲线y=ln(2x+1)上方,把直线平行下移到与曲线相切,切点到直线2x-y+3=0的距离即为所求的最短距离.由直线2x-y+3=0的斜率,令曲线方程的导函数等于已知直线的斜率即可求出切点的横坐标,把求出的横坐标代入曲线方程即可求出切点的纵坐标,然后利用点到直线的距离公式求出切点到已知直线的距离即可.解:因为直线2x-y+3=0的斜率为2,所以令y′==2,解得:x=1,把x=1代入曲线方程得:y=0,即曲线上过(1,0)的切线斜率为2,则(1,0)到直线2x-y+3=0的距离d=即曲线y=ln(2x-1)上的点到直线2x-y+3=0的最短距离是故答案为:【考点】点到直线的距离点评:在曲线上找出斜率和已知直线斜率相等的点的坐标是解本题的关键.同时要求学生掌握求导法则及点到直线的距离公式的运用.9.已知函数,若,则实数的值为()A.B.C.D.【答案】A【解析】根据题意,由于函数,若,则实数的值为2,故答案为A.【考点】导数的概念点评:主要是考查了导数的概念的运用,属于基础题。
高三数学导数试题答案及解析1.已知正四棱锥S—ABCD中,SA=2,那么当该棱锥的体积最大时,它的高为()A.1B.C.2D.3【答案】C【解析】如图所示,设正四棱锥高为h,底面边长为a,则a=,即a2=2(12-h2),所以V=×a2×h=h(12-h2)=-(h3-12h),令f(h)=h3-12h,则f′(h)=3h2-12(h>0),令f′(h)=0,则h=2,此时f(h)有最小值,V有最大值.2.若函数在其定义域内的一个子区间内不是单调函数,则实数的取值范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】因为的定义域为,又,由,得.当时,,当时,据题意,,解得.故选B.【考点】应用导数研究函数的单调性3.设(Ⅰ)的图象关于原点对称,当时,的极小值为,求的解析式。
(Ⅱ)若,是上的单调函数,求的取值范围【答案】(Ⅰ) ;(Ⅱ) .【解析】(Ⅰ)由题意知,函数是奇函数,利用奇函数的定义可求出,由函数在处取得极小值为,可得,,进而求出在,一般地,多项式函数为奇函数,则偶次项系数为0,连续可导的函数在某点处取得极值,则该点处导数为0,但连续可导的函数在某点处导数为0,则该处不一定取得极值,所以用以上方法求出函数解析式后,还需进行验证;(Ⅱ)函数在某区间上是单调函数,则导函数在该区间上导数大于等于0恒成立,所以问题又转化为不等式恒成立问题,本题导函数是二次函数,其恒成立问题可用判别式判断,也可分离参数转化为最值问题.试题解析:(Ⅰ)因为的图象关于原点对称,所以有即, 1分所以,所以,所以 3分由,依题意,,,解之,得 6分经检验符合题意 7分故所求函数的解析式为.(Ⅱ)当时,,,因为是上的单调函数,所以恒成立,即恒成立 8分即成立,所以 12分【考点】奇函数、导数与单调性、极值.4.若函数在x=1处取极值,则m=【答案】3【解析】因为,由题意知,,即,.【考点】利用导数求函数的极值.5.已知函数在区间上是增函数,则实数的取值范围为 .【答案】【解析】由题意知在有定义,即在恒成立,即,又在增,故在恒成立,因为,故,综上可知,.【考点】利用导数研究函数单调性、函数最值.6.定义:符合的称为的一阶不动点,符合的称为的二阶不动点。
高三数学导数试题答案及解析1.已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c,下列结论中错误的是()A.∃x0∈R,f(x)=0B.函数y=f(x)的图象是中心对称图形C.若x0是f(x)的极小值点,则f(x)在区间(-∞,x)上单调递减D.若x0是f(x)的极值点,则f′(x)=0【答案】C【解析】若c=0,则有f(0)=0,所以A正确.由f(x)=x3+ax2+bx+c得f(x)-c=x3+ax2+bx,因为函数f(x)=x3+ax2+bx的对称中心为(0,0),所以f(x)=x3+ax2+bx+c的对称中心为(0,c),所以B正确.由三次函数的图象可知,若x是f(x)的极小值点,则极大值点在x0的左侧,所以函数在区间(-∞,x)单调递减是错误的,D正确.2.已知集合,以下命题正确的序号是.①如果函数,其中,那么的最大值为。
②数列满足首项,,当且最大时,数列有2048个。
③数列满足,,,如果数列中的每一项都是集合M的元素,则符合这些条件的不同数列一共有33个。
④已知直线,其中,而且,则一共可以得到不同的直线196条。
【答案】②③④【解析】①令,,则,所以,故不正确.②由条件知数列是首项为,公差为2的等差数列,则,则当时,,所以各有两种可能取值,因此满足条件的数列有个,故正确.③根据条件可知满足条件的数列可分为四类:(1),且,有9种;(2),且,有5种;(3),且,有10种;(4),且,有9种,共有9+5+10+9=33种.④满足的选法有,其中比值相同重复有14种,因此满足条件的直线共有210-14=196.【考点】1、导数的计数;2、等差数列;3、计数原理.3.已知集合,以下命题正确的序号是.①如果函数,其中,那么的最大值为.②数列满足首项,,当且最大时,数列有2048个.③数列满足,,,如果数列中的每一项都是集合M的元素,则符合这些条件的不同数列一共有33个.④已知直线,其中,而且,则一共可以得到不同的直线196条.【答案】②③④【解析】对①,将求导得:,所以.故错.对②,是一个等差数列,都是互为相反数的两个值,所以数列共有个.对③,由得.法一、由于,,故将加4个2,再减3个2即可.由于故不能连续加4次,也不能连续减3次,所以共有个.法二、因为,所以或,注意到数列中的每一项都是集合M的元素,依次下去可得.由于,所以.由此我们可得以下树图:,所以符合这些条件的不同数列一共有14+19=33个.法三、由于或,,故可以分以下四种情况分别求解:.,共有9个;,共有5个;,共有10个;,共有9个.所以总共有33个.对④,从中取3个不同的数作为,因为,所以共有种取法.再排除其中重复的直线.与相同的有,多3条;与相同的有,多2条;与相同的有,多1条;与相同的有,多1条;与相同的有,多2条;与相同的有,多1条;与相同的有,多1条;与相同的有,多1条;与相同的有,多1条;与相同的有,多1条;与相同的有,多2条;与相同的有,多1条;与相同的有,多1条;与相同的有,多1条;与相同的有,多1条(注意这种情况在前面已经考虑了);与相同的有,多1条;与相同的有,多1条;与相同的有,多1条;与相同的有,多1条.一共可以得到不同的直线条.【考点】1、导数;2、数列;3、直线的方程;4、计数原理.4.曲线在点(1,0)处的切线与坐标轴所围三角形的面积等于 .【答案】【解析】∵,∴,所以切线方程为:,∴三角形面积为.【考点】1.利用导数求切线方程;2.三角形的面积公式.5.设是定义在R上的奇函数,且,当时,有恒成立,则不等式的解集是()A.(-2,0) ∪(2,+∞)B.(-2,0) ∪(0,2)C.(-∞,-2)∪(2,+∞)D.(-∞,-2)∪(0,2)【答案】D【解析】根据和构造的函数在(0,+∞)上单调递减,又是定义在R上的奇函数,故是定义在R上单调递减.因为f(2)=0,所以在(0,2)内恒有f(x)>0;在(2,+∞)内恒有f(x)<0.又因为f(x)是定义在R上的奇函数,所以在(-∞,-2)内恒有f(x)>0;在(-2,0)内恒有f(x)<0.又不等式x2f(x)>0的解集,即不等式f(x)>0的解集.所以答案为(-∞,-2)∪(0,2).【考点】1.导数在函数单调性中的应用;2.复合函数的导数.6.曲线处的切线与坐标轴围成的三角形面积为()A.B.C.D.【答案】A【解析】切线斜率,故切线方程为,即,其和坐标轴围成的三角形面积,选A.【考点】导数的几何意义、直线方程.7.已知函数在区间上是增函数,则实数的取值范围为 .【答案】【解析】由题意知在有定义,即在恒成立,即,又在增,故在恒成立,因为,故,综上可知,.【考点】利用导数研究函数单调性、函数最值.8.已知函数,.(Ⅰ)若,求函数在区间上的最值;(Ⅱ)若恒成立,求的取值范围. (注:是自然对数的底数)【答案】(Ⅰ) 最大值;(Ⅱ)的取值范围是.【解析】(Ⅰ) 讨论去掉绝对值,利用导数求得最值; (Ⅱ) 对分,讨论:当时,,恒成立,所以;当时,对讨论去掉绝对值,分离出通过求函数的最值求得的范围.试题解析:(1) 若,则.当时,,,所以函数在上单调递增;当时,,.所以函数在区间上单调递减,所以在区间[1,e]上有最小值,又因为,,而,所以在区间上有最大值.(2)函数的定义域为.由,得.(*)(ⅰ)当时,,,不等式(*)恒成立,所以;(ⅱ)当时,①当时,由得,即,现令,则,因为,所以,故在上单调递增,从而的最小值为,因为恒成立等价于,所以;②当时,的最小值为,而,显然不满足题意.综上可得,满足条件的的取值范围是.【考点】绝对值的计算、函数的最值求法、利用导数求函数单调性.9.定义在上的函数同时满足以下条件:①函数在上是减函数,在上是增函数;②是偶函数;③函数在处的切线与直线垂直.(Ⅰ)求函数的解析式;(Ⅱ)设,若存在使得,求实数的取值范围.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)【解析】(Ⅰ)由三个条件可得三个等式,从而可求出三个未知数.(Ⅱ)一般地若存在使得,则;若存在使得,则.在本题中,由可得: .则大于的最小值.试题解析:(Ⅰ),由题设可得:所以(Ⅱ)由得: 即:令由题意得:所以在单调递增,在上单调递减又,所以的最小值为【考点】函数的性质,导数的求法及应用.10.设,曲线在点处的切线与直线垂直.(1)求的值;(2) 若,恒成立,求的范围.(3)求证:【答案】(1) 0. (2) .(3) 结合(2)时,成立.令得到,累加可得.【解析】(1)求导数,并由得到的值; (2)恒成立问题,往往转化成求函数的最值问题.本题中设,即转化成.利用导数研究函数的最值可得.(3) 结合(2)时,成立.令得到,累加可得.试题解析:(1) 2分由题设,,. 4分(2) ,,,即设,即.6分①若,,这与题设矛盾. 8分②若方程的判别式当,即时,.在上单调递减,,即不等式成立. 9分当时,方程,其根,,当,单调递增,,与题设矛盾.综上所述, . 10分(3) 由(2)知,当时, 时,成立.不妨令所以,11分12分累加可得14分【考点】导数的几何意义,利用导数研究函数的性质,利用导数证明不等式.11.设函数 (R),且该函数曲线在处的切线与轴平行.(Ⅰ)讨论函数的单调性;(Ⅱ)证明:当时,.【答案】(Ⅰ)在上单调递减,在上单调递增;(Ⅱ)见解析.【解析】(Ⅰ)先求出原函数的导函数,令导函数大于零得单调增区间,令导函数小于零得单调减区间;(Ⅱ)当时,,在上单调递增,求出在上的最大值为和最小值,用最大值减去最小值可得结论.试题解析:(Ⅰ),由条件知,故则 3分于是.故当时,;当时,。
向量导数试题及答案1. 题目:已知向量函数 \(\mathbf{r}(t) = \langle t^2, t^3,t^4 \rangle\),求其在 \(t = 1\) 处的导数。
答案:向量函数 \(\mathbf{r}(t)\) 的导数可以通过对每个分量分别求导得到。
对于 \(\mathbf{r}(t) = \langle t^2, t^3, t^4\rangle\),其导数为:\[\mathbf{r}'(t) = \langle 2t, 3t^2, 4t^3 \rangle\]在 \(t = 1\) 处的导数为:\[\mathbf{r}'(1) = \langle 2 \times 1, 3 \times 1^2, 4 \times1^3 \rangle = \langle 2, 3, 4 \rangle\]所以,\(\mathbf{r}'(1) = \langle 2, 3, 4 \rangle\)。
2. 题目:计算向量场 \(\mathbf{F}(x, y, z) = \langle yz, xz,xy \rangle\) 在点 \((1, 2, 3)\) 处的梯度。
答案:向量场的梯度是一个向量,其分量是原向量场对应分量的偏导数。
对于 \(\mathbf{F}(x, y, z) = \langle yz, xz, xy \rangle\),梯度 \(\nabla \mathbf{F}\) 计算如下:\[\nabla \mathbf{F} = \langle \frac{\partial F_1}{\partial x}, \frac{\partial F_2}{\partial y}, \frac{\partial F_3}{\partial z} \rangle\]其中 \(F_1 = yz\),\(F_2 = xz\),\(F_3 = xy\)。
\[\frac{\partial F_1}{\partial x} = z, \quad \frac{\partialF_2}{\partial y} = z, \quad \frac{\partial F_3}{\partial z} = y\]在点 \((1, 2, 3)\) 处,梯度为:\[\nabla \mathbf{F}(1, 2, 3) = \langle 3, 3, 2 \rangle\]因此,梯度 \(\nabla \mathbf{F}(1, 2, 3) = \langle 3, 3, 2\rangle\)。
1.设正弦函数y =sin x 在x =0和x =π2附近的平均变化率为k 1,k 2,则k 1,k 2的大小关系为( )A .k 1>k 2B .k 1<k 2C .k 1=k 2D .不确定2.设y =-2e xsin x ,则y ′等于( )A .-2e x cos xB .-2e xsin xC .2e x sin xD .-2e x(sin x +cos x )3.已知m <0,f (x )=mx 3+27x m,且f ′(1)≥-18,则实数m 等于( )A .-9B .-3C .3D .94.若曲线y =x 3-2ax 2+2ax 上任意点处的切线的倾斜角都是锐角,求整数a 的值.5.一质点沿直线运动,如果由始点起经过t 秒后的位移为s =13t 3-32t 2+2t ,那么速度为零的时刻是( )A .0秒B .1秒末C .2秒末D .1秒末和2秒末6.已知二次函数f (x )的图象如图所示,则其导函数f ′(x )的图象大致形状是( )7.曲线y =13x 3+12x 2在点T (1,56)处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积为( )A.4918B.4936C.4972D.49144 8.(2009年高考安徽卷)设函数f (x )=sin θ3x 3+3cos θ2x 2+tan θ,其中θ∈[0,5π12],则导数f ′(1)的取值范围是( )A .[-2,2]B .[2,3]C .[3,2]D .[2,2]9.已知函数y =f (x )的图象在点M (1,f (1))处的切线方程是y =12x +2,则f (1)+f ′(1)=________.10.下列图象中,有一个是函数f (x )=13x 3+ax 2+(a 2-1)x +1(a ∈R ,a ≠0)的导函数f ′(x )的图象,则f (-1)=________.11.已知函数f (x )=x 3-3x 及y =f (x )上一点P (1,-2),过点P 作直线l .(1)求使直线l 和y =f (x )相切且以P 为切点的直线方程; (2)求使直线l 和y =f (x )相切且切点异于P 的直线方程.12.(2008年高考海南、宁夏卷)设函数f (x )=ax -b x,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0.(1)求f (x )的解析式;(2)证明:曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形面积为定值,并求此定值.13.函数y =3x 2-6ln x 的单调增区间为________,单调减区间为________.14.(2009年高考北京卷)设函数f (x )=x 3-3ax +b (a ≠0).(1)若曲线y =f (x )在点(2,f (2))处与直线y =8相切,求a ,b 的值; (2)求函数f (x )的单调区间与极值点.15.函数f (x )=x 3-6b 2x +3b 在(0,1)内有极小值,则( )A .b >0B .b <12C .0<b <22D .b <1 16.已知函数f (x )的导数为f ′(x )=4x 3-4x ,且f (x )的图象过点(0,-5),当函数f (x )取得极大值-5时,x 的值应为( )A .-1B .0C .1D .±117.直线y =a 与函数f (x )=x 3-3x 的图象有相异的三个公共点,则a 的取值范围是________.1,解析:选A.∵y =sin x ,∴y ′=(sin x )′=cos x ,k 1=cos0=1,k 2=cos π2=0,∴k 1>k 2.2, 解析:选D.∵y =-2e xsin x ,∴y ′=(-2e x )′sin x +(-2e x)·(sin x )′=-2e x sin x -2e xcos x=-2e x(sin x +cos x ).3, 解析:选B.由于f ′(x )=3mx 2+27m,故f ′(1)≥-183m +27m≥-18,由m <0得3m+27m≥-183m 2+18m +27≤03(m +3)2≤0,故m =-3.4解:∵曲线y =x 3-2ax 2+2ax ,∴该曲线上任意点处切线的斜率k =y ′=3x 2-4ax +2a . 又∵切线的倾斜角都是锐角,∴k >0恒成立,即3x 2-4ax +2a >0恒成立.∴Δ=(-4a )2-4×3×2a =16a 2-24a <0,∴0<a <32.又∵a ∈Z ,∴a =1.5解析:选D.∵s =13t 3-32t 2+2t ,∴v =s ′(t )=t 2-3t +2,令v =0得,t 2-3t +2=0,解得t 1=1,t 2=2.6解析:选B.设二次函数为y =ax 2+b (a <0,b >0),则y ′=2ax ,又∵a <0,故选B.7, 解析:选D.易知点T 为切点,由f ′(1)=2,故切线方程为:y =2x -76,其在两坐标轴的截距分别为712,-76,故直线与两坐标轴围成的三角形面积S =12×712×|-76|=49144.8, 解析:选D.∵f ′(x )=sin θ·x 2+3cos θ·x ,∴f ′(1)=sin θ+3cos θ=2sin(θ+π3).∵θ∈[0,5π12],∴θ+π3∈[π3,3π4].∴sin(θ+π3)∈[22,1].∴2sin(θ+π3)∈[2,2].9, 解析:由已知切点在切线上,所以f (1)=12+2=52,切点处的导数为切线的斜率,所以f ′(1)=12,所以f (1)+f ′(1)=3.答案:310, 解析:∵f ′(x )=x 2+2ax +(a 2-1),∴导函数f ′(x )的图象开口向上.又∵a ≠0,其图象必为第三张图.由图象特征知f ′(0)=0, 且-a >0, ∴a =-1.故f (-1)=-13-1+1=-13.11, 解:(1)由f (x )=x 3-3x 得,f ′(x )=3x 2-3,过点P 且以P (1,-2)为切点的直线的斜率f ′(1)=0,∴所求直线方程为y =-2;(2)设过P (1,-2)的直线l 与y =f (x )切于另一点(x 0,y 0),则f ′(x 0)=3x 02-3. 又直线过(x 0,y 0),P (1,-2),故其斜率可表示为y 0-(-2)x 0-1=x 03-3x 0+2x 0-1,又x 03-3x 0+2x 0-1=3x 02-3,即x 03-3x 0+2=3(x 02-1)·(x 0-1),解得x 0=1(舍)或x 0=-12,故所求直线的斜率为k =3×(14-1)=-94,∴y -(-2)=-94(x -1),即9x +4y -1=0.12, 解:(1)方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3.当x =2时,y =12.又f ′(x )=a +bx2,于是⎩⎪⎨⎪⎧2a -b 2=12,a +b 4=74,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =3.故f (x )=x -3x.(2)证明:设P (x 0,y 0)为曲线上任一点,由y ′=1+3x2知曲线在点P (x 0,y 0)处的切线方程为y -y 0=(1+3x 02)(x -x 0),即y -(x 0-3x 0)=(1+3x 02)(x -x 0).令x =0得y =-6x 0,从而得切线与直线x =0的交点坐标为(0,-6x 0).令y =x 得y =x =2x 0,从而得切线与直线y =x 的交点坐标为(2x 0,2x 0).所以点P (x 0,y 0)处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形面积为S =12|-6x 0||2x 0|=6.故曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为定值,此定值为6.13, 解析:y ′=6x -6x =6x 2-6x.∵定义域为(0,+∞),由y ′>0得x >1,∴增区间为(1,+∞); 由y ′<0得0<x <1.∴减区间为(0,1).答案:(1,+∞) (0,1)14, 解:(1)f ′(x )=3x 2-3a ,因为曲线y =f (x )在点(2,f (2))处与直线y =8相切,所以⎩⎪⎨⎪⎧ f ′(2)=0,f (2)=8,即⎩⎪⎨⎪⎧3(4-a )=0,8-6a +b =8.解得a =4,b =24.(2)f ′(x )=3(x 2-a )(a ≠0).当a <0时,f ′(x )>0,函数f (x )在(-∞,+∞)上单调递增;此时函数f (x )没有极值点.当a >0时,由f ′(x )=0得x =±a .当x ∈(-∞,-a )时,f ′(x )>0,函数f (x )单调递增; 当x ∈(-a ,a )时,f ′(x )<0,函数f (x )单调递减. 当x ∈(a ,+∞)时,f ′(x )>0,函数f (x )单调递增.此时x =-a 是f (x )的极大值点,x =a 是f (x )的极小值点.15, 解析:选C.f ′(x )=3x 2-6b 2,令f ′(x )=0,得x =±2b .∵f (x )在(0,1)内有极小值, ∴0<2b <1.∴0<b <22.16, 解析:选B.可以求出f (x )=x 4-2x 2+c ,其中c 为常数.由于f (x )过(0,-5),所以c =-5,又由f ′(x )=0,得极值点为x =0和x =±1.又x =0时,f (x )=-5.故x 的值为0.17, 解析:令f ′(x )=3x 2-3=0,得x =±1,可求得f (x )的极大值为f (-1)=2, 极小值为f (1)=-2,如图所示,-2<a <2时,恰有三个不同公共点. 答案:(-2,2)。
导数高中试题及解析答案1. 计算函数 \( f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x \) 在 \( x = 1 \) 处的导数。
解析:首先,我们需要找到函数 \( f(x) \) 的导数。
根据导数的定义,我们有:\[ f'(x) = \frac{d}{dx}(x^3 - 3x^2 + 2x) \]对每一项分别求导,我们得到:\[ f'(x) = 3x^2 - 6x + 2 \]现在,将 \( x = 1 \) 代入 \( f'(x) \) 得到:\[ f'(1) = 3(1)^2 - 6(1) + 2 = 3 - 6 + 2 = -1 \]答案:函数 \( f(x) \) 在 \( x = 1 \) 处的导数为 \( -1 \)。
2. 已知函数 \( g(x) = \sin(x) \),求 \( g'(x) \)。
解析:根据三角函数的导数规则,我们知道 \( \sin(x) \) 的导数是\( \cos(x) \)。
因此,我们可以直接写出 \( g(x) \) 的导数:\[ g'(x) = \cos(x) \]答案:函数 \( g(x) \) 的导数是 \( \cos(x) \)。
3. 计算复合函数 \( h(x) = (x^2 - 1)^4 \) 的导数。
解析:这是一个复合函数,我们可以使用链式法则来求导。
首先,设\( u = x^2 - 1 \),那么 \( h(x) = u^4 \)。
对 \( u \) 求导得到:\[ u' = \frac{d}{dx}(x^2 - 1) = 2x \]然后,对 \( h(x) \) 求导:\[ h'(x) = \frac{d}{dx}(u^4) = 4u^3 \cdot u' = 4(x^2 - 1)^3\cdot 2x \]答案:复合函数 \( h(x) \) 的导数是 \( 8x(x^2 - 1)^3 \)。
1.已知函数d x b a c bx ax x f +--++=)23()(23的图象如图所示.(I )求d c ,的值;(II )若函数)(x f 在2=x 处的切线方程为0113=-+y x ,求函数)(x f 的解析式;(III )在(II )的条件下,函数)(x f y =与m x x f y ++'=5)(31的图象有三个不同的交点,求m 的取值范围.2.已知函数)(3ln )(R a ax x a x f ∈--=.(I )求函数)(x f 的单调区间;(II )函数)(x f 的图象的在4=x 处切线的斜率为,23若函数]2)('[31)(23mx f x x x g ++=在区间(1,3)上不是单调函数,求m 的取值范围. 3.已知函数c bx ax x x f +++=23)(的图象经过坐标原点,且在1=x 处取得极大值.(I )求实数a 的取值范围;(II )若方程9)32()(2+-=a x f 恰好有两个不同的根,求)(x f 的解析式;(III )对于(II )中的函数)(x f ,对任意R ∈βα、,求证:81|)sin 2()sin 2(|≤-βαf f . 4.已知常数0>a ,e 为自然对数的底数,函数x e x f x -=)(,x a x x g ln )(2-=.(I )写出)(x f 的单调递增区间,并证明a e a >;(II )讨论函数)(x g y =在区间),1(a e 上零点的个数. 5.已知函数()ln(1)(1)1f x x k x =---+.(I )当1k =时,求函数()f x 的最大值;(II )若函数()f x 没有零点,求实数k 的取值范围; 6.(本小题满分12分)已知2x =是函数2()(23)x f x x ax a e =+--的一个极值点(⋅⋅⋅=718.2e ). (I )求实数a 的值;(II )求函数()f x 在]3,23[∈x 的最大值和最小值. 8.(本小题满分12分)已知函数()(6)ln f x x x a x =-+在(2,)x ∈+∞上不具有...单调性. (I )求实数a 的取值范围;(II )若()f x '是()f x 的导函数,设22()()6g x f x x '=+-,试证明:对任意两个不相等正数12x x 、,不等式121238|()()|||27g x g x x x ->-恒成立.1解:函数)(x f 的导函数为 b a c bx ax x f 2323)(2'--++= …………(2分)(I )由图可知 函数)(x f 的图象过点(0,3),且0)1('=f得 ⎩⎨⎧==⇒⎩⎨⎧=--++=0323233c d b a c b a d …………(4分) (II )依题意3)2('-=f 且5)2(=f⎩⎨⎧=+--+-=--+534648323412b a b a b a b a 解得 6,1-==b a 所以396)(23++-=x x x x f (III )9123)(2+-='x x x f .可转化为:()m x x x x x x +++-=++-534396223有三个不等实根,即:()m x x x x g -+-=8723与x 轴有三个交点; ()()()42381432--=+-='x x x x x g ,()m g m g --=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛164,276832.当且仅当()01640276832<--=>-=⎪⎭⎫ ⎝⎛m g m g 且时,有三个交点, 故而,276816<<-m 为所求. 2.解:(I ))0()1()('>-=x xx a x f (2分)当(][)+∞>,1,1,0)(,0减区间为的单调增区间为时x f a当[)(];1,0,,1)(,0减区间为的单调增区间为时+∞<x f a当a=1时,)(x f 不是单调函数(II )32ln 2)(,22343)4('-+-=-==-=x x x f a a f 得2)4()(',2)22(31)(223-++=∴-++=∴x m x x g x x mx x g (6分)2)0(',)3,1()(-=g x g 且上不是单调函数在区间⎩⎨⎧><∴.0)3(',0)1('g g (8分)⎪⎩⎪⎨⎧>-<∴,319,3m m (10分))3,319(--∈m(12分)3解:(I ),23)(,00)0(2b ax x x f c f ++='=⇒=320)1(--=⇒='a b f),323)(1()32(23)(2++-=+-+='∴a x x a ax x x f 由33210)(+-==⇒='a x x x f 或,因为当1=x 时取得极大值,所以31332-<⇒>+-a a ,所以)3,(:--∞的取值范围是a ;…………(4分)(II )由下表:依题意得:9)32()32(2762+-=++a a a ,解得:9-=a所以函数)(x f 的解析式是:x x x x f 159)(23+-=…………(10分)(III )对任意的实数βα,都有,2sin 22,2sin 22≤≤-≤≤-βα在区间[-2,2]有:230368)2(,7)1(,7430368)2(=+-==-=---=-f f f,7)1()(=f x f 的最大值是7430368)2()(-=---=-f x f 的最小值是函数]2,2[)(-在区间x f 上的最大值与最小值的差等于81,所以81|)sin 2()sin 2(|≤-βαf f .…………(14分)4解:(I )01)(≥-='x e x f ,得)(x f 的单调递增区间是),0(+∞, …………(2分)∵0>a ,∴1)0()(=>f a f ,∴a a e a >+>1,即a e a >. …………(4分)(II )x a x a x xax x g )22)(22(22)(-+=-=',由0)(='x g ,得22a x =,列表当2x )222( …………(6分)由(I )a e a >,∵⎪⎩⎪⎨⎧>>22a a e e aa ,∴22a e a >,∴22a e a>01)1(>=g ,0))(()(22>-+=-=a e a e a e e g a a a a …………(8分)(i )当122≤a,即20≤<a 时,函数)(x g y =在区间),1(a e 不存在零点(ii )当122>a,即2>a 时 若0)2ln 1(2>-aa ,即e a 22<<时,函数)(x g y =在区间),1(a e 不存在零点 若0)2ln 1(2=-aa ,即e a 2=时,函数)(x g y =在区间),1(a e 存在一个零点e x =; 若0)2ln 1(2<-aa ,即e a 2>时,函数)(x g y =在区间),1(a e 存在两个零点; 综上所述,)(x g y =在(1,)ae 上,我们有结论:当02a e <<时,函数()f x 无零点;当2a e = 时,函数()f x 有一个零点; 当2a e >时,函数()f x 有两个零点.…………(12分) 5解:(I )当1k=时,2()1xf x x -'=- )(x f 定义域为(1,+∞),令()0,2f x x '==得, ………………(2分)∵当(1,2),x ∈时()0f x '>,当(2,),x ∈+∞时()0f x '<, ∴()(1,2)f x 在内是增函数,(2,)+∞在上是减函数 ∴当2x =时,()f x 取最大值(2)0f = ………………(4分)(II )①当0k≤时,函数ln(1)y x =-图象与函数(1)1y k x =--图象有公共点,∴函数()f x 有零点,不合要求; ………………(8分)②当0k >时,1()11()111kk x k kx k f x k x x x +-+-'=-==---- ………………(6分) 令1()0,k f x x k +'==得,∵1(1,),()0,k x f x k +'∈>时1(1,),()0x f x k'∈++∞<时, ∴1()(1,1)f x k +在内是增函数,1[1,)k ++∞在上是减函数,∴()f x 的最大值是1(1)ln f k k+=-,∵函数()f x 没有零点,∴ln 0k -<,1k >,因此,若函数()f x 没有零点,则实数k 的取值范围(1,)k ∈+∞.………………(10分)6解:(I )由2()(23)x f x x ax a e =+--可得22()(2)(23)[(2)3]x x x f x x a e x ax a e x a x a e '=+++--=++--……(4分)∵2x =是函数()f x 的一个极值点,∴(2)0f '=∴2(5)0a e +=,解得5a =- ……………(6分)(II )由0)1)(2()(>--='x e x x x f ,得)(x f 在)1,(-∞递增,在),2(+∞递增,由0)(<'x f ,得)(x f 在在)2,1(递减∴2)2(e f =是()f x 在]3,23[∈x 的最小值; ……………(8分)2347)23(e f =,3)3(e f = ∵)23()3(,0)74(4147)23()3(23233f f e e e e e f f >>-=-=-∴()f x 在]3,23[∈x 的最大值是3)3(e f =. ……………(12分)8解:(I )226()26a x x af x x x x-+'=-+=, ………………(2分)∵()f x 在(2,)x ∈+∞上不具有...单调性,∴在(2,)x ∈+∞上()f x '有正也有负也有0, 即二次函数226y x x a =-+在(2,)x ∈+∞上有零点 ………………(4分)∵226y x x a =-+是对称轴是32x =,开口向上的抛物线,∴222620y a =⋅-⋅+< 的实数a 的取值范围(,4)-∞ ………………(6分) (II )由(I )22()2a g x x x x=+-, 2222()()62(0)a g x f x x x x x x '=-+=+->,∵4a <,∴323233444244()22a x x g x x x x x x-+'=-+>-+=,…………(8分) 设2344()2h x x x =-+,3448124(23)()x h x x x x -'=-=()h x 在3(0,)2是减函数,在3(,)2+∞增函数,当32x =时,()h x 取最小值3827∴从而()g x '3827>,∴38(())027g x x '->,函数38()27y g x x =-是增函数,12x x 、是两个不相等正数,不妨设12x x <,则22113838()()2727g x x g x x ->- ∴212138()()()27g x g x x x ->-,∵210x x ->,∴1212()()3827g x g x x x ->- ∴1212()()g x g x x x --3827>,即121238|()()|||27g x g x x x ->- ………………(12分)。