有关三角函数导数练习题10道
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微专题 三角函数与导数的综合题1. 已知函数f (x )=2sin x -x cos x -x ,f′(x )为f (x )的导数. (1)证明:f′(x )在区间(0,π)存在唯一零点;(2)若x ∈[0,π]时,f (x )≥ax ,求a 的取值范围.2. 设函数sin ()2cos x f x x=+. (Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)如果对任何0x ≥,都有()f x ax ≤,求实数a 的取值范围. .3. 已知函数,其中是自然对数的底数.(Ⅰ)求曲线在点()(),f ππ处的切线方程;(Ⅱ)令,讨论的单调性并求极值.4. 已知函数()sin ln(1)f x x x =-+,()f x '为()f x 的导数.证明:(1)()f x '在区间(1,)2π-存在唯一极大值点;(2)()f x 有且仅有2个零点.()22cos f x x x =+()()cos sin 22x g x e x x x =-+-2.71828e =()y f x =()()()()h x g x af x a R =-∈()h x5. 设函数()e cos (),x f x a x a R -=∈+6. 设函数()e cos ,()x f x x g x =为()f x 的导函数.(Ⅰ)求()f x 的单调区间; (Ⅱ)当,42x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,证明:()()02f x g x x π⎛⎫+- ⎪⎝⎭; (Ⅲ)设n x 为函数()()1u x f x =-在区间2,242m m πππ⎛⎫++ ⎪⎝⎭内的零点,其中n N ∈, 证明:20022sin cos n n n x x e x πππ-+-<-.7. 已知函数8()(cos )(2)(sin 1)3f x x x x x π=-+-+2()3()cos 4(1sin )ln(3)x g x x x x x π=--+-. 证明:(1)存在唯一0(0,)2x π∈,使0()0f x =; (2)存在唯一1(,)2x ππ∈,使1()0g x =,且对(1)中的01x x π+<.8. 已知函数()()()[]321,12cos .0,12xx f x x e g x ax x x x -=+=+++∈当时, (I )求证:()11-;1x f x x≤≤+ (II )若()()f x g x ≥恒成立,a 求实数的取值范围..。
三角函数诱导公式练习题一、选择题(共21小题)1、已知函数f(x)=sin,g(x)=tan(π﹣x),则()A、f(x)与g(x)都是奇函数B、f(x)与g(x)都是偶函数C、f(x)是奇函数,g(x)是偶函数D、f(x)是偶函数,g(x)是奇函数2、点P(cos2009°,sin2009°)落在()A、第一象限B、第二象限C、第三象限D、第四象限3、已知,则=()A、B、C、D、4、若tan160°=a,则sin2000°等于()A、B、C、D、﹣5、已知cos(+α)=﹣,则sin(﹣α)=()A、﹣B、C、﹣D、6、函数的最小值等于()A、﹣3B、﹣2C、D、﹣17、本式的值是()A、1B、﹣1C、D、8、已知且α是第三象限的角,则cos(2π﹣α)的值是()A、B、C、D、9、已知f(cosx)=cos2x,则f(sin30°)的值等于()A、B、﹣C、0 D、110、已知sin(a+)=,则cos(2a﹣)的值是()A、B、C、﹣D、﹣11、若,,则的值为()A、B、C、D、12、已知,则的值是()A、B、C、 D、13、已知cos(x﹣)=m,则cosx+cos(x﹣)=()A、2mB、±2mC、D、14、设a=sin(sin20080),b=sin(cos20080),c=cos(sin20080),d=cos(cos20080),则a,b,c,d的大小关系是()A、a<b<c<dB、b<a<d<cC、c<d<b<aD、d<c<a<b15、在△ABC中,①sin(A+B)+sinC;②cos(B+C)+cosA;③tan tan;④,其中恒为定值的是()A、②③B、①②C、②④D、③④16、已知tan28°=a,则sin2008°=()A、B、C、D、17、设,则值是()A、﹣1B、1C、D、18、已知f(x)=asin(πx+α)+bcos(πx+β)+4(a,b,α,β为非零实数),f(2007)=5,则f(2008)=()A、3B、5C、1D、不能确定19、给定函数①y=xcos(+x),②y=1+sin2(π+x),③y=cos(cos(+x))中,偶函数的个数是()A、3B、2C、1D、020、设角的值等于()A、B、﹣C、D、﹣21、在程序框图中,输入f0(x)=cosx,则输出的是f4(x)=﹣csx()A、﹣sinxB、sinxC、cosxD、﹣cosx二、填空题(共9小题)22、若(﹣4,3)是角终边上一点,则Z的值为.23、△ABC的三个内角为A、B、C,当A为°时,取得最大值,且这个最大值为.24、化简:=25、化简:=.26、已知,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2009)=.27、已知tanθ=3,则(π﹣θ)=.28、sin(π+)sin(2π+)sin(3π+)…sin(2010π+)的值等于.29、f(x)=,则f(1°)+f(2°)+…+f(58°)+f(59°)=.30、若,且,则cos(2π﹣α)的值是.答案与评分标准一、选择题(共21小题)1、已知函数f(x)=sin,g(x)=tan(π﹣x),则()A、f(x)与g(x)都是奇函数B、f(x)与g(x)都是偶函数C、f(x)是奇函数,g(x)是偶函数D、f(x)是偶函数,g(x)是奇函数考点:函数奇偶性的判断;运用诱导公式化简求值。
(2)若函数f (x )在(0,)上存在两个极值点,求实数a 的取值范围.2.(2019秋•汕头校级期末)已知函数f (x )=x cos x ﹣2sin x +1,g (x )=x 2e ax (a ∈R ).(1)证明:f (x )的导函数f '(x )在区间(0,π)上存在唯一零点;(2)若对任意x 1∈[0,2],均存在x 2∈[0,π],使得g (x 1)≤f (x 2),求实数a 的取值范围.注:复合函数y =e ax 的导函数y '=ae ax .3.(2020•开封一模)已知函数,a ∈R ,e 为自然对数的底数.(1)当a =1时,证明:∀x ∈(﹣∞,0],f (x )≥1;(2)若函数f (x)在上存在两个极值点,求实数a 的取值范围.4.(2020•遂宁模拟)已知函数(1)求曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程;(2)若函数g (x )=a (lnx ﹣x )+f (x )﹣e x sin x ﹣1有两个极值点x 1,x 2(x 1≠x 2).且不等式g (x 1)+g (x 2)<λ(x 1+x 2)恒成立,求实数λ的取值范围.5.(2018秋•济宁期末)已知函数f (x )=(x ﹣a )cos x ﹣sin x ,g (x )=x 3﹣ax 2,a ∈R (Ⅰ)当a =1时,求函数y =f (x )在区间(0,)上零点的个数;(Ⅱ)令F (x )=f (x )+g (x ),试讨论函数y =F (x )极值点的个数.6.(2019秋•五华区校级月考)已知函数,f '(x )为f (x )的导数.(1)证明:f (x )在定义域上存在唯一的极大值点;(2)若存在x 1≠x 2,使f (x 1)=f (x 2),证明:x 1x 2<4.7.(2019秋•五华区校级月考)定义在[﹣π,+∞)的函数f (x )=e x ﹣cos x 的导函数为g (x ).证明:(1)g (x )在区间(﹣π,0)存在唯一极小值点;(2)f (x )有且仅有2个零点.(1)当a =1时,证明:∀x ∈(﹣∞,0],f (x )≥1;1.(2020•开封一模)已知函数f (x )=a •e ﹣x +sin x ,a ∈R ,e 为自然对数的底数.二.解答题(共10小题)含有三角函数的导数题目8.(2019秋•遂宁月考)已知函数,(1)讨论f(x)在上的单调性.(2)当a>0时,若f(x)在上的最大值为π﹣1,讨论:函数f(x)在(0,π)内的零点个数.9.(2019秋•肇庆月考)设函数f(x)=sin x﹣ax+x3(a∈R).(1)讨论f(x)的导函数f′(x)零点的个数;(2)若对任意的x≥0,f(x)≥0成立,求a的取值范围.10.(2019秋•江岸区校级月考)已知函数,f'(x)是f(x)的导函数.(1)证明:当m=2时,f'(x)在(0,+∞)上有唯一零点;(2)若存在x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2时,f(x1)=f(x2),证明:.一.选择题二.解答题(共10小题)1.(2020•开封一模)已知函数f (x )=a •e ﹣x +sin x ,a ∈R ,e 为自然对数的底数.(1)当a =1时,证明:∀x ∈(﹣∞,0],f (x )≥1;(2)若函数f (x )在(0,)上存在两个极值点,求实数a 的取值范围.【分析】(1)求出f ′(x )=﹣e ﹣x +cos x ,得出f ′(x )≤0,则f (x )在(﹣∞,0]上单调递减,结论可证.(2)函数f (x )在(0,)上存在两个极值点;则f ′(x )=0在(0,)上有两个不等实数根,分离参数得a =e x cos x 在(0,)上有两个不等实数根;设g (x )=e x cos x ,讨论函数g (x )的单调性即可解决;【解答】解:(1)当a =1时,f (x )=e ﹣x +sin x ,f ′(x )=﹣e ﹣x +cos x ,当x ≤0时,﹣e ﹣x ≤﹣1,则f ′(x )≤0(x ≤0)所以f (x )在(﹣∞,0]上单调递减,f (x )≥f (0)=1;所以:∀x ∈(﹣∞,0],f (x )≥1;(2)函数f (x )在(0,)上存在两个极值点;则f ′(x )=0在(0,)上有两个不等实数根;即f ′(x )=﹣ae ﹣x +cos x =0在(0,)上有两个不等实数根;即a =e x cos x 在(0,)上有两个不等实数根;设g (x )=e x cos x ,则g ′(x )=e x (cos x ﹣sin x );当时,g ′(x )>0,g (x )单调递增;当时,g ′(x )<0,g (x )单调递减;又g (0)=1,,;故实数a的取值范围为:【点评】本题考查不等式证明,根据函数极值个数求参数的范围,函数零点问题,考查分离参数法,属于难题.2.(2019秋•汕头校级期末)已知函数f(x)=x cos x﹣2sin x+1,g(x)=x2e ax(a∈R).(1)证明:f(x)的导函数f'(x)在区间(0,π)上存在唯一零点;(2)若对任意x1∈[0,2],均存在x2∈[0,π],使得g(x1)≤f(x2),求实数a的取值范围.注:复合函数y=e ax的导函数y'=ae ax.【分析】(1)设h(x)=f′(x),然后对h(x)求导,结合导数与单调性的关系可判断h(x)的单调性,然后结合零点判定定理可证,(2)依题意,“对任意x1∈[0,2],均存在x2∈[0,π],使得得g(x1)≤f(x2),等价于“g(x)max≤f(x)max”,结合导数可分别求解最值,即可求解.【解答】解:(1)设h(x)=f′(x)=cos x﹣x sin x﹣2cos x=﹣cos x﹣x sin x,∴h′(x)=sin x﹣sin x﹣x cos x=﹣x cos x当x时,h′(x)<0;当x时,h′(x)>0;所以h(x)在(0,)单调递减,在()单调递增.又h(0)=﹣1<0lh()=﹣,h(π)=1>0,故f′(x)在区间(0,π)上存在唯一零点.(2)记f(x)在区间[0,π]上的最大值为f(x)max,g(x)在区间[0,2]上的最大值为g(x)max.依题意,“对任意x1∈[0,2],均存在x2∈[0,π],使得得g(x1)≤f(x2),等价于“g(x)max≤f(x)max”,由(Ⅰ)知,f′(x)在(0,π)只有一个零点,设为x0,且当x∈(0,x0)时,f′(x)<0;当x∈(x0,π)时,f′(x)>0;,所以f(x)在(0,x0)单调递减,在当(x0,π)时单调递增.又f(0)=1,f(π)=1﹣π<0,所以当x∈[0,π]时,f(x)max=1.故应满足g(x)max≤1.因为g(x)=x2e ax,所以g′(x)=(ax2+2x)e ax=x(ax+2)e ax.①当a=0时,g(x)=x2,对任意x∈[0,2],g(x)max=g(2)=4,不满足g(x)max≤1.②当a≠0时,令g′(x)=0,得x=0或x=﹣.(ⅰ)当﹣≥2,即﹣1≤a<0时,在[0,2]上,g′(x)≥0,所以g(x)在[0,2]上单调递增,g(x)max=g(2)=4e2a.由4e2a≤1,得a≤﹣ln2,所以﹣1≤a≤﹣ln2.(ⅱ)当0<﹣<2,即a<﹣1时,上,g′(x)<0,g(x)单调递减.g(x)max=.由≤1,得a≤﹣或a≥,所以a<﹣1.(ⅲ)当﹣<0,即a>0时,显然在[0,2]上,g′(x)≥0,g(x)单调递增,于是g (x)max=g(2)=4e2a,此时不满足g(x)max≤1.综上,实数a的取值范围是(﹣∞,﹣ln2].【点评】本题主要考查了函数的导数与单调性关系,函数零点判定定理及恒成立与存在性问题与最值求解的相互转化,体现了分类讨论思想与转化思想的应用.3.(2020•开封一模)已知函数,a∈R,e为自然对数的底数.(1)当a=1时,证明:∀x∈(﹣∞,0],f(x)≥1;(2)若函数f(x)在上存在两个极值点,求实数a的取值范围.【分析】(1)把a=1代入,直接用导数法证明即可;(2)对f(x)求导,,对a进行讨论,判断函数f(x)的极值,确定a的范围.【解答】解:(1)当a=1时,,则,当x∈(﹣∞,0]时,0<e x≤1,则,又因为cos x≤1,所以当x∈(﹣∞,0]时,,仅x=0时,f'(x)=0,所以f(x)在(﹣∞,0]上是单调递减,所以f(x)≥f(0)=1,即f(x)≥1.(2),因为,所以cos x>0,e x>0,①当a≤0时,f'(x)>0恒成立,所以f(x)在上单调递增,没有极值点.②当a>0时,在区间上单调递增,因为,f'(0)=﹣a+1.当a≥1时,时,f'(x)≤f'(0)=﹣a+1≤0,所以f(x)在上单调递减,没有极值点.当0<a<1时,f'(0)=﹣a+1>0,所以存在,使f'(x0)=0,当时,f'(x)<0,x∈(x0,0)时,f'(x)>0,所以f(x)在x=x0处取得极小值,x0为极小值点.综上可知,若函数f(x)在上存在极值点,则实数a∈(0,1).【点评】本题考查了导数的综合应用及极值点引出的含参问题,综合性高,难度较大.4.(2020•遂宁模拟)已知函数(1)求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;(2)若函数g(x)=a(lnx﹣x)+f(x)﹣e x sin x﹣1有两个极值点x1,x2(x1≠x2).且不等式g(x1)+g(x2)<λ(x1+x2)恒成立,求实数λ的取值范围.【分析】(1)求出f′(x)=e x sin x+e x cos x+x,求出切线的斜率,切点坐标,然后求解切线方程.(2)化简g(x)=,求出导函数,通过g′(x)=0有两个不同的正根,即x2﹣ax+a=0有两个不同的正根,列出不等式组,不等式g(x1)+g(x2)<λ(x1+x2)恒成立等价于恒成立,转化求解即可.【解答】解:(1)因为,所以f′(x)=e x sin x+e x cos x+x,=f′(0)=1,又f(0)=1,所以k切故所求的切线方程为y﹣1=1×(x﹣0),即x﹣y+1=0.(2)因为g(x)=a(lnx﹣x)+f(x)﹣e x sin x﹣1=所以,由题意g′(x)=0有两个不同的正根,即x2﹣ax+a=0有两个不同的正根,则,不等式g(x1)+g(x2)<λ(x1+x2)恒成立等价于恒成立又====所以,令(a>4),则,所以在(4,+∞)上单调递减,所以y<2ln2﹣3,所以λ≥2ln2﹣3.【点评】本题考查函数与方程的应用,函数的导数以及函数的最值的求法,切线方程的求法,考查分析问题解决问题的能力,是难题.5.(2018秋•济宁期末)已知函数f(x)=(x﹣a)cos x﹣sin x,g(x)=x3﹣ax2,a∈R (Ⅰ)当a=1时,求函数y=f(x)在区间(0,)上零点的个数;(Ⅱ)令F(x)=f(x)+g(x),试讨论函数y=F(x)极值点的个数.【分析】(1)先对函数求导,然后结合导数与单调性的关系可判断单调性,结合零点判定定理可求.(2)先求导,再分类讨论即可求出函数的单调区间和极值【解答】解:(1)a=1时,f(x)=(x﹣1)cos x﹣sin x,∴f′(x)=(﹣x+1)sin x,x∈(0,),sin x>0,当0<x<1时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当1<x<时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当x=1时,函数取得最小值f(1)=﹣sin1<0,而f(0)=﹣cos1<0.f()=﹣1<0,故函数f(x)在区间(0,)上零点的个数为0,(2)函数F(x)=(x﹣a)cos x﹣sin x x3﹣ax2,∴F′(x)=(x﹣a)(x﹣sin x),令F′(x)=0,解得x=a,或x=0,①若a>0时,当x<0时,F′(x)>0恒成立,故F(x)在(﹣∞,0)上单调递增,当x>a时,F′(x)>0恒成立,故F(x)在(a,+∞)上单调递增,当0<x<a时,F′(x)<0恒成立,故F(x)在(0,a)上单调递减,故有2个极值点,②若a<0时,当x>0时,F′(x)>0恒成立,故F(x)在(﹣∞,0)上单调递增,当x<a时,F′(x)>0恒成立,故F(x)在(﹣∞,a)上单调递增,当a<x<0时,F′(x)<0恒成立,故F(x)在(a,0)上单调递减,故有2个极值点,③当a=0时,F′(x)=x(x﹣sin x),当x>0时,F′(x)>0恒成立,故F(x)在(0,+∞)上单调递增,当x<0时,F′(x)>0恒成立,故F(x)在(﹣∞,0)上单调递增,∴F(x)在R上单调递增,无极值.【点评】本题考查了导数的几何意义和导数和函数的单调性和极值的关系,关键是分类讨论,考查了学生的运算能力和转化能力,属于难题6.(2019秋•五华区校级月考)已知函数,f'(x)为f(x)的导数.(1)证明:f(x)在定义域上存在唯一的极大值点;(2)若存在x1≠x2,使f(x1)=f(x2),证明:x1x2<4.【分析】(1)求出,判断函数的单调性,说明在定义域(0,+∞)存在唯一x0,使f'(x0)=0且x0∈(1,2);当0<x<x0时,f'(x)>0;当x>x0时,f'(x)<0,推出结果.(2)存在x1≠x2,使f(x1)=f(x2),即,得.设g(x)=x﹣sin x,利用代换是判断函数的单调性推出,结合对数均值不等式,推出x1x2<4.【解答】证明:(1),当x≥2时,,,,“=”不能同时取到,所以f'(x)<0;当0<x<2时,,所以f'(x)在(0,2)上递减,因为,,所以在定义域(0,+∞)存在唯一x0,使f'(x0)=0且x0∈(1,2);当0<x<x0时,f'(x)>0;当x>x0时,f'(x)<0,所以x0是f(x)在定义域(0,+∞)上的唯一极值点且是极大值点.(2)存在x1≠x2,使f(x1)=f(x2),即,得.设g(x)=x﹣sin x,则g'(x)=1﹣cos x≥0,g(x)在(0,+∞)上递增,不妨设x1>x2>0,则g(x1)>g(x2),即x1﹣sin x1>x2﹣sin x2,x1﹣x2>sin x1﹣sin x2,所以,得,根据对数均值不等式,可得,x 1x2<4.【点评】本题考查函数的导数的应用,函数的单调性以及函数的最值的求法,考查转化思想以及计算能力,是难题.7.(2019秋•五华区校级月考)定义在[﹣π,+∞)的函数f(x)=e x﹣cos x的导函数为g(x).证明:(1)g(x)在区间(﹣π,0)存在唯一极小值点;(2)f(x)有且仅有2个零点.【分析】(1)结合导数与单调性的关系,先求解函数的单调性,然后求解函数极值,(2)结合导数与单调性关系及零点判定定理进行讨论即可求解.【解答】解:(1)∵g(x)=e x+sin x,则g′(x)=e x+cos x,容易得出,g′(x)=e x+cos x在[﹣π,0)上单调递增,又g′(﹣π)<0,g′(0)>0,结合零点存在定理可知,存在唯一的x0∈(﹣π,0)使得g′(x)=0,若x∈(﹣π,0),g′(x)<0,g(x)单调递减,若x∈(x0,0),g′(x)>0,g(x)单调递增,故g(x)存在唯一的极小值点,(2)由(1)可知g(x)在(﹣π,0)上存在唯一的极小值点x0,∴g(x0)=e<0,又g(0)=1>0,g(﹣π)=e﹣π>0,结合零点存在定理可知,存在唯一的x1∈(﹣π,x0),使得g(x1)=0,存在唯一的x2∈(x0,0),使得g(x2)=0,故当x∈(﹣π,x1)∪(x2,0)时,g(x)>0,此时f(x)单调递增,当x∈(x1,x2)时,g(x)>0,此时g(x)单调递减,则f(x1)>f(﹣π)>0,f(x2)<f(0)=0,由零点存在性定理可知,存在唯一m∈(x1,x2),使得f(m)=0,故函数f(x)在[﹣π,0]上尤其仅有x=m与x=0两个零点,当x∈(0,+∞)时,e x>1≥cos x,则f(x)>0,故f(x)在(0,+∞)上没有零点,综上可得,f(x)有且仅有两个零点.【点评】本题主要考查了函数的极值及零点存在条件的应用,体现了分类讨论及转化思想的应用,属于中档试题.8.(2019秋•遂宁月考)已知函数,(1)讨论f(x)在上的单调性.(2)当a>0时,若f(x)在上的最大值为π﹣1,讨论:函数f(x)在(0,π)内的零点个数.【分析】(1)对a分大于零和小于零两种情况讨论,利用导数即可求出函数f(x)在上的单调性;(2)由(1)知a>0时f(x)的最大值为,从而求出a=2,又因为f(x)在上单调递增,且f(0)=﹣1<0,,所以f(x)在内有且仅有1个零点.再讨论当x时,函数f(x)存在一个极值点x0,利用导数得到f(x)在上无零点,f(x)在(x0,π)内有且仅有1个零点,所以函数f(x)在(0,π)内有2个零点.【解答】解:(1)f'(x)=a(sin x+x cos x),当a<0,时,sin x>0,cos x>0,∴f'(x)<0,f(x)单调递减,当时,sin x>0,cos x>0,∴f'(x)>0,f(x)单调递增,综上得:当a<0,f(x)在单调递减;a>0时,f(x)在单调递增;(2)由(1)知a>0时f(x)的最大值为由得a=2,∴f(x)=2x sin x﹣1,又∵f(x)在上单调递增;且f(0)=﹣1<0,,∴f(x)在内有且仅有1个零点.当时,令g(x)=f'(x)=2(sin x+x cos x),g'(x)=2(2cos x﹣x sin x)<0,∴g(x)在内单调递减,且,g(π)=﹣2π<0,∴存在,使得g(x0)=0,∴①当时,f'(x)>0,f(x)在单调递增,∴时,,∴f(x)在上无零点,②当x∈(x0,π)时,f'(x)<0,f(x)在(x0,π)内单调递减,又∵f(x0)>0,f(π)=﹣1<0,∴f(x)在(x0,π)内有且仅有1个零点,综上所求:函数f(x)在(0,π)内有2个零点.【点评】本题主要考查了利用导数研究函数的单调性和零点,是中档题.9.(2019秋•肇庆月考)设函数f(x)=sin x﹣ax+x3(a∈R).(1)讨论f(x)的导函数f′(x)零点的个数;(2)若对任意的x≥0,f(x)≥0成立,求a的取值范围.【分析】(1)先对函数求导,结合为偶函数,问题可转化为先研究x≥0,结合导数与单调性的关系及函数的零点判定定理可求,(2)结合导数先判断函数的单调性,结合零点判定定理可求.【解答】解:(1),令,x∈R,g(x)为偶函数,先研究x≥0,则g'(x)=x﹣sin x,g''(x)=1﹣cos x≥0,∴g'(x)在[0,+∞)为递增函数,且g'(0)=0,∴g'(x)≥0,即g(x)在[0,+∞)为单调递增函数,当g(0)=1﹣a>0,即a<1,g(x)没有零点,当g(0)=1﹣a=0,即a=1,g(x)有1个零点,当g(0)=1﹣a》<0,即a>1,,∴当,g(x)>0,∴当,g(x)在[0,+∞)有1个零点,∴g(x)为偶函数,在(﹣∞,0]也有有1个零点.综上:a<1,f'(x)没有零点;a=1,f'(x)有1个零点;a>1,f'(x)有2个零点.(2)①当a≤1时,由(1)知f'(x)≥0,f(x)在[0,+∞)为单调递增函数,f(x)≥f(0)=0,②当a>1时,f'(2a)=cos2a﹣a+2a2=cos2a+a2+a(a﹣1)>0,f'(0)=1﹣a<0,由零点存在性定理知∃x0∈(0,2a)使得f'(x0)=0,且在(0,x0),f'(x)<0,即f(x)单调递减,f(x)<f(0)=0与题设不符.综上可知,a≤1时,f(x)≥0,【点评】本题考查了导数的综合应用及零点判定定理的应用,属于中档题.10.(2019秋•江岸区校级月考)已知函数,f'(x)是f(x)的导函数.(1)证明:当m=2时,f'(x)在(0,+∞)上有唯一零点;(2)若存在x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2时,f(x1)=f(x2),证明:.【分析】(1)先求出f'(x),分析出当x∈(0,π)时,f'(x)为增函数,且,,得到f'(x)在(0,π)上有唯一零点,又因为当x∈[π,+∞)时,,所以f'(x)在[π,+∞)上没有零点,从而得出f'(x)在(0,+∞)上有唯一零点;(2)不妨设0<x1<x2,由f(x1)=f(x2)得=,即.设g(x)=x﹣sin x,利用导数得到g(x)在(0,+∞)为增函数,从而,再证明:.从而得出,即.【解答】证明:(1)当m=2时,,,当x∈(0,π)时,f'(x)为增函数,且,,∴f'(x)在(0,π)上有唯一零点,当x∈[π,+∞)时,,∴f'(x)在[π,+∞)上没有零点,综上知,f'(x)在(0,+∞)上有唯一零点;(2)不妨设0<x1<x2,由f(x1)=f(x2)得=,∴,设g(x)=x﹣sin x,则g'(x)=1﹣cos x≥0,故g(x)在(0,+∞)为增函数,∴x2﹣sin x2>x1﹣sin x1,从而x2﹣x1>sin x2﹣sin x1,∴=,∴,下面证明:,令,则t>1,即证明,只要证明,(*)设,则,∴h(t)在(1,+∞)单调递减,当t>1时,h(t)<h(1)=0,从而(*)得证,即,∴,即.【点评】本题主要考查了利用导数研究函数的零点,利用导数研究函数的单调性,是中档题.。
导数概念及其几何意义、导数的运算一、选择题:1 已知32()32f x ax x =++,若(1)4f '-=,则a 的值等于A193B103C163D1332 已知直线1y kx =+与曲线3y x ax b =++切于点(1,3),则b 的值为 A3B-3C 5D -53 函数2y x a a =+2()(x-)的导数为 A222()x a -B223()x a +C223()x a -D 222()x a +4 曲线313y x x =+在点4(1,)3处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为 A19B 29C 13D 235 已知二次函数2y ax bx c =++的导数为(),(0)0f x f ''>,对于任意实数x ,有()0f x ≥,则(1)(0)f f '的最小值为 A3B52C 2 D326 已知函数()f x 在1x =处的导数为3,则()f x 的解析式可能为 A 2()(1)3(1)f x x x =-+- B()2(1)f x x =-C2()2(1)f x x =-D ()1f x x =-7 下列求导数运算正确的是 A 211()1x x x'+=+B21(log )ln 2x x '=C3(3)3log x x e '=⋅D 2(cos )2sin x x x x '=-8 曲线32153y x x =-+在1x =处的切线的倾斜角为 A6π B 34π C 4π D 3π9 曲线3231y x x =-+在点(1,1)-处的切线方程为 A34y x =-B32y x =-+C43y x =-+ D 45y x =-10 设函数sin cos y x x x =+的图像上的点(,)x y 处的切线斜率为k ,若()k g x =,则函数()k g x =的图像大致为11 一质点的运动方程为253s t =-,则在一段时间[1,1]t +∆内相应的平均速度为 A36t ∆+B36t -∆+C36t ∆- D 36t -∆-12 曲线()ln(21)f x x =-上的点到直线230x y -+=的最短距离是ABCD 013 过曲线32y x x =+-上的点0P 的切线平行于直线41y x =-,则切点0P 的坐标为 A (0,1)(1,0)-或B(1,4)(1,0)--或C(1,4)(0,2)---或D (2,8)(1,0)或14 点P 在曲线323y x x =-+上移动,设点P 处切线的倾斜角为α,则角α的取值范围是 A[0,]2πB3[0,)[,)24πππ C 3[,)4ππ D 3(,]24ππ二、填空题15 设()y f x =是二次函数,方程()0f x =有两个相等实根,且()22f x x '=+,则()y f x =的表达式是______________16 函数2sin x y x=的导数为_________________________________17 已知函数()y f x =的图像在点(1,(1))M f 处的切线方程是122y x =+,则(1)(1)f f '+=_________ 18 已知直线y kx =与曲线ln y x =有公共点,则k 的最大值为___________________________ 三、解答题19 求下列函数的导数(1)1sin 1cos x y x-=+ (2) 52sin x x y x +=(3) y = (4) tan y x x =⋅ 20 已知曲线21:C y x =与22:(2)C y x =--,直线l 与12,C C 都相切,求直线l 的方程21 设函数()bf x ax x=-,曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程为74120x y --= (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0x =和直线y x =所围成的三角形面积为定值,并求此定值。
☂1:y=sin 9x 求二阶导数。
☂2:求函数y=cos7xtan5x 的二阶导数。
☂3:求函数y=cos(3x+8)x的二阶导数。
☂4:求z=sin(x 5+5y)的二阶偏导数。
☂5:求z=sin 6(4x+23y)的二阶偏导数。
☂6:求函数z=sin 11x-x 2y 2+e 4的二阶偏导数。
三角函数二阶偏导数的练习题及参考答案:☂1:y=sin 9x 求二阶导数。
解:y=sin 9x ,求复合函数求导法则有:y'=9sin 8x*cosx;y"=9(8sin 7xcos 2x-sin 8xsinx),=9sin 7x(8cos 2x-sin 2x)。
☂2:求函数y=cos7xtan5x 的二阶导数。
解:y=cos7xtan5x ,求函数乘积求导法则有:y'=-7sin 7xtan 5x+5cos 7xsec 25x;y"=-7(7cos 7xtan 5x+5sin 7xsec 25x)+5(-7sin 7xsec 25x+10cos 7xsec 25xtan 5x),=-72cos 7xtan 5x-70sin 7xsec 25x+50cos 7xsec 25xtan 5x 。
☂3:求函数y=cos(3x+8)x的二阶导数。
解:y=cos(3x+8)x,求函数商求导法则有: y'=-3sin(3x+8)x-cos(3x+8)x 2; =-3sin(3x+8)x+cos(3x+8)x 2=-A B; y"=-A'B-AB'B 2,其中: A'=32cos(3x+8)x+3sin(3x+8)-3sin(3x+8)=32cos(3x+8)x,B'=2x,代入上述二阶导数,有:y"=-32cos(3x+8)x*x 2-2x[3sin(3x+8)x+cos(3x+8)]x 4, =-32cos(3x+8)x 2-2[3sin(3x+8)x+cos(3x+8)]x 3。
(2)若函数f (x )在(0,)上存在两个极值点,求实数a 的取值范围.2.(2019秋•汕头校级期末)已知函数f (x )=x cos x ﹣2sin x +1,g (x )=x 2e ax (a ∈R ).(1)证明:f (x )的导函数f '(x )在区间(0,π)上存在唯一零点;(2)若对任意x 1∈[0,2],均存在x 2∈[0,π],使得g (x 1)≤f (x 2),求实数a 的取值范围.注:复合函数y =e ax 的导函数y '=ae ax .3.(2020•开封一模)已知函数,a ∈R ,e 为自然对数的底数.(1)当a =1时,证明:∀x ∈(﹣∞,0],f (x )≥1;(2)若函数f (x)在上存在两个极值点,求实数a 的取值范围.4.(2020•遂宁模拟)已知函数(1)求曲线y =f (x )在点(0,f (0))处的切线方程;(2)若函数g (x )=a (lnx ﹣x )+f (x )﹣e x sin x ﹣1有两个极值点x 1,x 2(x 1≠x 2).且不等式g (x 1)+g (x 2)<λ(x 1+x 2)恒成立,求实数λ的取值范围.5.(2018秋•济宁期末)已知函数f (x )=(x ﹣a )cos x ﹣sin x ,g (x )=x 3﹣ax 2,a ∈R (Ⅰ)当a =1时,求函数y =f (x )在区间(0,)上零点的个数;(Ⅱ)令F (x )=f (x )+g (x ),试讨论函数y =F (x )极值点的个数.6.(2019秋•五华区校级月考)已知函数,f '(x )为f (x )的导数.(1)证明:f (x )在定义域上存在唯一的极大值点;(2)若存在x 1≠x 2,使f (x 1)=f (x 2),证明:x 1x 2<4.7.(2019秋•五华区校级月考)定义在[﹣π,+∞)的函数f (x )=e x ﹣cos x 的导函数为g (x ).证明:(1)g (x )在区间(﹣π,0)存在唯一极小值点;(2)f (x )有且仅有2个零点.(1)当a =1时,证明:∀x ∈(﹣∞,0],f (x )≥1;1.(2020•开封一模)已知函数f (x )=a •e ﹣x +sin x ,a ∈R ,e 为自然对数的底数.二.解答题(共10小题)含有三角函数的导数题目8.(2019秋•遂宁月考)已知函数,(1)讨论f(x)在上的单调性.(2)当a>0时,若f(x)在上的最大值为π﹣1,讨论:函数f(x)在(0,π)内的零点个数.9.(2019秋•肇庆月考)设函数f(x)=sin x﹣ax+x3(a∈R).(1)讨论f(x)的导函数f′(x)零点的个数;(2)若对任意的x≥0,f(x)≥0成立,求a的取值范围.10.(2019秋•江岸区校级月考)已知函数,f'(x)是f(x)的导函数.(1)证明:当m=2时,f'(x)在(0,+∞)上有唯一零点;(2)若存在x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2时,f(x1)=f(x2),证明:.一.选择题二.解答题(共10小题)1.(2020•开封一模)已知函数f (x )=a •e ﹣x +sin x ,a ∈R ,e 为自然对数的底数.(1)当a =1时,证明:∀x ∈(﹣∞,0],f (x )≥1;(2)若函数f (x )在(0,)上存在两个极值点,求实数a 的取值范围.【分析】(1)求出f ′(x )=﹣e ﹣x +cos x ,得出f ′(x )≤0,则f (x )在(﹣∞,0]上单调递减,结论可证.(2)函数f (x )在(0,)上存在两个极值点;则f ′(x )=0在(0,)上有两个不等实数根,分离参数得a =e x cos x 在(0,)上有两个不等实数根;设g (x )=e x cos x ,讨论函数g (x )的单调性即可解决;【解答】解:(1)当a =1时,f (x )=e ﹣x +sin x ,f ′(x )=﹣e ﹣x +cos x ,当x ≤0时,﹣e ﹣x ≤﹣1,则f ′(x )≤0(x ≤0)所以f (x )在(﹣∞,0]上单调递减,f (x )≥f (0)=1;所以:∀x ∈(﹣∞,0],f (x )≥1;(2)函数f (x )在(0,)上存在两个极值点;则f ′(x )=0在(0,)上有两个不等实数根;即f ′(x )=﹣ae ﹣x +cos x =0在(0,)上有两个不等实数根;即a =e x cos x 在(0,)上有两个不等实数根;设g (x )=e x cos x ,则g ′(x )=e x (cos x ﹣sin x );当时,g ′(x )>0,g (x )单调递增;当时,g ′(x )<0,g (x )单调递减;又g (0)=1,,;故实数a的取值范围为:【点评】本题考查不等式证明,根据函数极值个数求参数的范围,函数零点问题,考查分离参数法,属于难题.2.(2019秋•汕头校级期末)已知函数f(x)=x cos x﹣2sin x+1,g(x)=x2e ax(a∈R).(1)证明:f(x)的导函数f'(x)在区间(0,π)上存在唯一零点;(2)若对任意x1∈[0,2],均存在x2∈[0,π],使得g(x1)≤f(x2),求实数a的取值范围.注:复合函数y=e ax的导函数y'=ae ax.【分析】(1)设h(x)=f′(x),然后对h(x)求导,结合导数与单调性的关系可判断h(x)的单调性,然后结合零点判定定理可证,(2)依题意,“对任意x1∈[0,2],均存在x2∈[0,π],使得得g(x1)≤f(x2),等价于“g(x)max≤f(x)max”,结合导数可分别求解最值,即可求解.【解答】解:(1)设h(x)=f′(x)=cos x﹣x sin x﹣2cos x=﹣cos x﹣x sin x,∴h′(x)=sin x﹣sin x﹣x cos x=﹣x cos x当x时,h′(x)<0;当x时,h′(x)>0;所以h(x)在(0,)单调递减,在()单调递增.又h(0)=﹣1<0lh()=﹣,h(π)=1>0,故f′(x)在区间(0,π)上存在唯一零点.(2)记f(x)在区间[0,π]上的最大值为f(x)max,g(x)在区间[0,2]上的最大值为g(x)max.依题意,“对任意x1∈[0,2],均存在x2∈[0,π],使得得g(x1)≤f(x2),等价于“g(x)max≤f(x)max”,由(Ⅰ)知,f′(x)在(0,π)只有一个零点,设为x0,且当x∈(0,x0)时,f′(x)<0;当x∈(x0,π)时,f′(x)>0;,所以f(x)在(0,x0)单调递减,在当(x0,π)时单调递增.又f(0)=1,f(π)=1﹣π<0,所以当x∈[0,π]时,f(x)max=1.故应满足g(x)max≤1.因为g(x)=x2e ax,所以g′(x)=(ax2+2x)e ax=x(ax+2)e ax.①当a=0时,g(x)=x2,对任意x∈[0,2],g(x)max=g(2)=4,不满足g(x)max≤1.②当a≠0时,令g′(x)=0,得x=0或x=﹣.(ⅰ)当﹣≥2,即﹣1≤a<0时,在[0,2]上,g′(x)≥0,所以g(x)在[0,2]上单调递增,g(x)max=g(2)=4e2a.由4e2a≤1,得a≤﹣ln2,所以﹣1≤a≤﹣ln2.(ⅱ)当0<﹣<2,即a<﹣1时,上,g′(x)<0,g(x)单调递减.g(x)max=.由≤1,得a≤﹣或a≥,所以a<﹣1.(ⅲ)当﹣<0,即a>0时,显然在[0,2]上,g′(x)≥0,g(x)单调递增,于是g (x)max=g(2)=4e2a,此时不满足g(x)max≤1.综上,实数a的取值范围是(﹣∞,﹣ln2].【点评】本题主要考查了函数的导数与单调性关系,函数零点判定定理及恒成立与存在性问题与最值求解的相互转化,体现了分类讨论思想与转化思想的应用.3.(2020•开封一模)已知函数,a∈R,e为自然对数的底数.(1)当a=1时,证明:∀x∈(﹣∞,0],f(x)≥1;(2)若函数f(x)在上存在两个极值点,求实数a的取值范围.【分析】(1)把a=1代入,直接用导数法证明即可;(2)对f(x)求导,,对a进行讨论,判断函数f(x)的极值,确定a的范围.【解答】解:(1)当a=1时,,则,当x∈(﹣∞,0]时,0<e x≤1,则,又因为cos x≤1,所以当x∈(﹣∞,0]时,,仅x=0时,f'(x)=0,所以f(x)在(﹣∞,0]上是单调递减,所以f(x)≥f(0)=1,即f(x)≥1.(2),因为,所以cos x>0,e x>0,①当a≤0时,f'(x)>0恒成立,所以f(x)在上单调递增,没有极值点.②当a>0时,在区间上单调递增,因为,f'(0)=﹣a+1.当a≥1时,时,f'(x)≤f'(0)=﹣a+1≤0,所以f(x)在上单调递减,没有极值点.当0<a<1时,f'(0)=﹣a+1>0,所以存在,使f'(x0)=0,当时,f'(x)<0,x∈(x0,0)时,f'(x)>0,所以f(x)在x=x0处取得极小值,x0为极小值点.综上可知,若函数f(x)在上存在极值点,则实数a∈(0,1).【点评】本题考查了导数的综合应用及极值点引出的含参问题,综合性高,难度较大.4.(2020•遂宁模拟)已知函数(1)求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;(2)若函数g(x)=a(lnx﹣x)+f(x)﹣e x sin x﹣1有两个极值点x1,x2(x1≠x2).且不等式g(x1)+g(x2)<λ(x1+x2)恒成立,求实数λ的取值范围.【分析】(1)求出f′(x)=e x sin x+e x cos x+x,求出切线的斜率,切点坐标,然后求解切线方程.(2)化简g(x)=,求出导函数,通过g′(x)=0有两个不同的正根,即x2﹣ax+a=0有两个不同的正根,列出不等式组,不等式g(x1)+g(x2)<λ(x1+x2)恒成立等价于恒成立,转化求解即可.【解答】解:(1)因为,所以f′(x)=e x sin x+e x cos x+x,=f′(0)=1,又f(0)=1,所以k切故所求的切线方程为y﹣1=1×(x﹣0),即x﹣y+1=0.(2)因为g(x)=a(lnx﹣x)+f(x)﹣e x sin x﹣1=所以,由题意g′(x)=0有两个不同的正根,即x2﹣ax+a=0有两个不同的正根,则,不等式g(x1)+g(x2)<λ(x1+x2)恒成立等价于恒成立又====所以,令(a>4),则,所以在(4,+∞)上单调递减,所以y<2ln2﹣3,所以λ≥2ln2﹣3.【点评】本题考查函数与方程的应用,函数的导数以及函数的最值的求法,切线方程的求法,考查分析问题解决问题的能力,是难题.5.(2018秋•济宁期末)已知函数f(x)=(x﹣a)cos x﹣sin x,g(x)=x3﹣ax2,a∈R (Ⅰ)当a=1时,求函数y=f(x)在区间(0,)上零点的个数;(Ⅱ)令F(x)=f(x)+g(x),试讨论函数y=F(x)极值点的个数.【分析】(1)先对函数求导,然后结合导数与单调性的关系可判断单调性,结合零点判定定理可求.(2)先求导,再分类讨论即可求出函数的单调区间和极值【解答】解:(1)a=1时,f(x)=(x﹣1)cos x﹣sin x,∴f′(x)=(﹣x+1)sin x,x∈(0,),sin x>0,当0<x<1时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当1<x<时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当x=1时,函数取得最小值f(1)=﹣sin1<0,而f(0)=﹣cos1<0.f()=﹣1<0,故函数f(x)在区间(0,)上零点的个数为0,(2)函数F(x)=(x﹣a)cos x﹣sin x x3﹣ax2,∴F′(x)=(x﹣a)(x﹣sin x),令F′(x)=0,解得x=a,或x=0,①若a>0时,当x<0时,F′(x)>0恒成立,故F(x)在(﹣∞,0)上单调递增,当x>a时,F′(x)>0恒成立,故F(x)在(a,+∞)上单调递增,当0<x<a时,F′(x)<0恒成立,故F(x)在(0,a)上单调递减,故有2个极值点,②若a<0时,当x>0时,F′(x)>0恒成立,故F(x)在(﹣∞,0)上单调递增,当x<a时,F′(x)>0恒成立,故F(x)在(﹣∞,a)上单调递增,当a<x<0时,F′(x)<0恒成立,故F(x)在(a,0)上单调递减,故有2个极值点,③当a=0时,F′(x)=x(x﹣sin x),当x>0时,F′(x)>0恒成立,故F(x)在(0,+∞)上单调递增,当x<0时,F′(x)>0恒成立,故F(x)在(﹣∞,0)上单调递增,∴F(x)在R上单调递增,无极值.【点评】本题考查了导数的几何意义和导数和函数的单调性和极值的关系,关键是分类讨论,考查了学生的运算能力和转化能力,属于难题6.(2019秋•五华区校级月考)已知函数,f'(x)为f(x)的导数.(1)证明:f(x)在定义域上存在唯一的极大值点;(2)若存在x1≠x2,使f(x1)=f(x2),证明:x1x2<4.【分析】(1)求出,判断函数的单调性,说明在定义域(0,+∞)存在唯一x0,使f'(x0)=0且x0∈(1,2);当0<x<x0时,f'(x)>0;当x>x0时,f'(x)<0,推出结果.(2)存在x1≠x2,使f(x1)=f(x2),即,得.设g(x)=x﹣sin x,利用代换是判断函数的单调性推出,结合对数均值不等式,推出x1x2<4.【解答】证明:(1),当x≥2时,,,,“=”不能同时取到,所以f'(x)<0;当0<x<2时,,所以f'(x)在(0,2)上递减,因为,,所以在定义域(0,+∞)存在唯一x0,使f'(x0)=0且x0∈(1,2);当0<x<x0时,f'(x)>0;当x>x0时,f'(x)<0,所以x0是f(x)在定义域(0,+∞)上的唯一极值点且是极大值点.(2)存在x1≠x2,使f(x1)=f(x2),即,得.设g(x)=x﹣sin x,则g'(x)=1﹣cos x≥0,g(x)在(0,+∞)上递增,不妨设x1>x2>0,则g(x1)>g(x2),即x1﹣sin x1>x2﹣sin x2,x1﹣x2>sin x1﹣sin x2,所以,得,根据对数均值不等式,可得,x 1x2<4.【点评】本题考查函数的导数的应用,函数的单调性以及函数的最值的求法,考查转化思想以及计算能力,是难题.7.(2019秋•五华区校级月考)定义在[﹣π,+∞)的函数f(x)=e x﹣cos x的导函数为g(x).证明:(1)g(x)在区间(﹣π,0)存在唯一极小值点;(2)f(x)有且仅有2个零点.【分析】(1)结合导数与单调性的关系,先求解函数的单调性,然后求解函数极值,(2)结合导数与单调性关系及零点判定定理进行讨论即可求解.【解答】解:(1)∵g(x)=e x+sin x,则g′(x)=e x+cos x,容易得出,g′(x)=e x+cos x在[﹣π,0)上单调递增,又g′(﹣π)<0,g′(0)>0,结合零点存在定理可知,存在唯一的x0∈(﹣π,0)使得g′(x)=0,若x∈(﹣π,0),g′(x)<0,g(x)单调递减,若x∈(x0,0),g′(x)>0,g(x)单调递增,故g(x)存在唯一的极小值点,(2)由(1)可知g(x)在(﹣π,0)上存在唯一的极小值点x0,∴g(x0)=e<0,又g(0)=1>0,g(﹣π)=e﹣π>0,结合零点存在定理可知,存在唯一的x1∈(﹣π,x0),使得g(x1)=0,存在唯一的x2∈(x0,0),使得g(x2)=0,故当x∈(﹣π,x1)∪(x2,0)时,g(x)>0,此时f(x)单调递增,当x∈(x1,x2)时,g(x)>0,此时g(x)单调递减,则f(x1)>f(﹣π)>0,f(x2)<f(0)=0,由零点存在性定理可知,存在唯一m∈(x1,x2),使得f(m)=0,故函数f(x)在[﹣π,0]上尤其仅有x=m与x=0两个零点,当x∈(0,+∞)时,e x>1≥cos x,则f(x)>0,故f(x)在(0,+∞)上没有零点,综上可得,f(x)有且仅有两个零点.【点评】本题主要考查了函数的极值及零点存在条件的应用,体现了分类讨论及转化思想的应用,属于中档试题.8.(2019秋•遂宁月考)已知函数,(1)讨论f(x)在上的单调性.(2)当a>0时,若f(x)在上的最大值为π﹣1,讨论:函数f(x)在(0,π)内的零点个数.【分析】(1)对a分大于零和小于零两种情况讨论,利用导数即可求出函数f(x)在上的单调性;(2)由(1)知a>0时f(x)的最大值为,从而求出a=2,又因为f(x)在上单调递增,且f(0)=﹣1<0,,所以f(x)在内有且仅有1个零点.再讨论当x时,函数f(x)存在一个极值点x0,利用导数得到f(x)在上无零点,f(x)在(x0,π)内有且仅有1个零点,所以函数f(x)在(0,π)内有2个零点.【解答】解:(1)f'(x)=a(sin x+x cos x),当a<0,时,sin x>0,cos x>0,∴f'(x)<0,f(x)单调递减,当时,sin x>0,cos x>0,∴f'(x)>0,f(x)单调递增,综上得:当a<0,f(x)在单调递减;a>0时,f(x)在单调递增;(2)由(1)知a>0时f(x)的最大值为由得a=2,∴f(x)=2x sin x﹣1,又∵f(x)在上单调递增;且f(0)=﹣1<0,,∴f(x)在内有且仅有1个零点.当时,令g(x)=f'(x)=2(sin x+x cos x),g'(x)=2(2cos x﹣x sin x)<0,∴g(x)在内单调递减,且,g(π)=﹣2π<0,∴存在,使得g(x0)=0,∴①当时,f'(x)>0,f(x)在单调递增,∴时,,∴f(x)在上无零点,②当x∈(x0,π)时,f'(x)<0,f(x)在(x0,π)内单调递减,又∵f(x0)>0,f(π)=﹣1<0,∴f(x)在(x0,π)内有且仅有1个零点,综上所求:函数f(x)在(0,π)内有2个零点.【点评】本题主要考查了利用导数研究函数的单调性和零点,是中档题.9.(2019秋•肇庆月考)设函数f(x)=sin x﹣ax+x3(a∈R).(1)讨论f(x)的导函数f′(x)零点的个数;(2)若对任意的x≥0,f(x)≥0成立,求a的取值范围.【分析】(1)先对函数求导,结合为偶函数,问题可转化为先研究x≥0,结合导数与单调性的关系及函数的零点判定定理可求,(2)结合导数先判断函数的单调性,结合零点判定定理可求.【解答】解:(1),令,x∈R,g(x)为偶函数,先研究x≥0,则g'(x)=x﹣sin x,g''(x)=1﹣cos x≥0,∴g'(x)在[0,+∞)为递增函数,且g'(0)=0,∴g'(x)≥0,即g(x)在[0,+∞)为单调递增函数,当g(0)=1﹣a>0,即a<1,g(x)没有零点,当g(0)=1﹣a=0,即a=1,g(x)有1个零点,当g(0)=1﹣a》<0,即a>1,,∴当,g(x)>0,∴当,g(x)在[0,+∞)有1个零点,∴g(x)为偶函数,在(﹣∞,0]也有有1个零点.综上:a<1,f'(x)没有零点;a=1,f'(x)有1个零点;a>1,f'(x)有2个零点.(2)①当a≤1时,由(1)知f'(x)≥0,f(x)在[0,+∞)为单调递增函数,f(x)≥f(0)=0,②当a>1时,f'(2a)=cos2a﹣a+2a2=cos2a+a2+a(a﹣1)>0,f'(0)=1﹣a<0,由零点存在性定理知∃x0∈(0,2a)使得f'(x0)=0,且在(0,x0),f'(x)<0,即f(x)单调递减,f(x)<f(0)=0与题设不符.综上可知,a≤1时,f(x)≥0,【点评】本题考查了导数的综合应用及零点判定定理的应用,属于中档题.10.(2019秋•江岸区校级月考)已知函数,f'(x)是f(x)的导函数.(1)证明:当m=2时,f'(x)在(0,+∞)上有唯一零点;(2)若存在x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2时,f(x1)=f(x2),证明:.【分析】(1)先求出f'(x),分析出当x∈(0,π)时,f'(x)为增函数,且,,得到f'(x)在(0,π)上有唯一零点,又因为当x∈[π,+∞)时,,所以f'(x)在[π,+∞)上没有零点,从而得出f'(x)在(0,+∞)上有唯一零点;(2)不妨设0<x1<x2,由f(x1)=f(x2)得=,即.设g(x)=x﹣sin x,利用导数得到g(x)在(0,+∞)为增函数,从而,再证明:.从而得出,即.【解答】证明:(1)当m=2时,,,当x∈(0,π)时,f'(x)为增函数,且,,∴f'(x)在(0,π)上有唯一零点,当x∈[π,+∞)时,,∴f'(x)在[π,+∞)上没有零点,综上知,f'(x)在(0,+∞)上有唯一零点;(2)不妨设0<x1<x2,由f(x1)=f(x2)得=,∴,设g(x)=x﹣sin x,则g'(x)=1﹣cos x≥0,故g(x)在(0,+∞)为增函数,∴x2﹣sin x2>x1﹣sin x1,从而x2﹣x1>sin x2﹣sin x1,∴=,∴,下面证明:,令,则t>1,即证明,只要证明,(*)设,则,∴h(t)在(1,+∞)单调递减,当t>1时,h(t)<h(1)=0,从而(*)得证,即,∴,即.【点评】本题主要考查了利用导数研究函数的零点,利用导数研究函数的单调性,是中档题.。
三角函数10道大题(带答案)三角函数1.已知函数$f(x)=4\cos x\sin(x+\frac{\pi}{6})+\sin(2x-\frac{\pi}{4})+2\cos2x-1,x\in R$。
Ⅰ)求$f(x)$的最小正周期;Ⅱ)求$f(x)$在区间$[-\frac{\pi}{4},\frac{\pi}{4}]$上的最大值和最小值。
2.已知函数$f(x)=\tan(2x+\frac{\pi}{4}),x\in R$。
Ⅰ)求$f(x)$的定义域与最小正周期;II)设$\alpha\in(\frac{\pi}{4},\frac{\pi}{2})$,若$f(\alpha+\frac{\pi}{4})=2\cos2\alpha$,求$\alpha$的大小。
3.已知函数$f(x)=\frac{(sinx-cosx)\sin2x}{\sin x}$。
1)求$f(x)$的定义域及最小正周期;2)求$f(x)$的单调递减区间。
4.设函数$f(x)=\frac{2\pi\cos(2x+\frac{\pi}{4})+\sin2x}{24}$。
Ⅰ)求函数$f(x)$的最小正周期;II)设函数$g(x)$对任意$x\in R$,有$g(x+\pi)=g(x)$,且当$x\in[0,\frac{\pi}{2}]$时,$2\pi g(x)=1-f(x)$,求函数$g(x)$在$[-\pi,0]$上的解析式。
5.函数$f(x)=A\sin(\omega x-\frac{\pi}{6})+1(A>0,\omega>\frac{\pi}{6})$的最大值为3,其图像相邻两条对称轴之间的距离为$\frac{\pi}{2}$。
1)求函数$f(x)$的解析式;2)设$\alpha\in(0,\frac{\pi}{2})$,则$f(\alpha)=2$,求$\alpha$的值。
6.设$f(x)=4\cos(\omega x-\frac{\pi}{6})\sin\omegax+\cos2\omega x$,其中$\omega>0$。
完整版)导数求导练习题1.若 $f(x) = \sin\alpha - \cos x$,则 $f'(\alpha)$ 等于什么?答:$f'(\alpha) = \cos\alpha$。
2.函数 $f(x) = ax^3 + 3x^2 + 2$,若 $f'(-1) = 4$,则 $a$ 的值等于什么?答:$f'(x) = 3ax^2 + 6x$,代入 $x=-1$ 得 $-3a + (-6) = 4$,解得 $a = -\frac{10}{3}$。
3.函数 $y=x\sin x$ 的导数是什么?答:$y' = \sin x + x\cos x$。
4.函数 $y=x^2\cos x$ 的导数是什么?答:$y' = 2x\cos x - x^2\sin x$。
5.若 $y=(2x^2-3)(x^2-4)$,则 $y'$ 等于什么?答:$y' = 4x^3 - 16x$。
6.若 $y=3\cos x - 4\sin x$,则 $y'$ 等于什么?答:$y' = -3\sin x - 4\cos x$。
7.与直线 $2x-6y+1=0$ 垂直,且与曲线 $y=x^3+3x^2-1$ 相切的直线方程是什么?答:曲线在点 $(-1.-1)$ 处的斜率为 $9$,所以切线方程为$y+1 = 9(x+1)$。
8.质点运动方程是 $s=t^2(1+\sin t)$,则当 $t=2$ 时,瞬时速度为什么?答:$v(t) = 2t(1+\sin t) + t^2\cos t$,代入 $t=2$ 得 $v(2) = 8+4\sqrt{2}$。
9.求曲线 $y=x^3+x^2-1$ 在点 $P(-1,-1)$ 处的切线方程。
答:曲线在点 $(-1,-1)$ 处的斜率为 $3(-1)^2+2(-1) = -1$,所以切线方程为 $y+1 = -(x+1)$。
一、选择题1.如果|cos x |=cos (x +π),则x 的取值集合是( )A.-2π+2k π≤x ≤2π+2k π B .-2π+2k π≤x ≤2π3+2k πC . 2π+2k π≤x ≤2π3+2k πD .(2k +1)π≤x ≤2(k +1)π(以上k ∈Z )2.sin (-6π19)的值是( )A . 21 B .-21C .23 D .-233.下列三角函数:①sin (n π+3π4);②cos(2n π+6π);③sin (2n π+3π);④cos [(2n +1)π-6π];⑤sin [(2n +1)π-3π](n ∈Z ).其中函数值与sinπ的值3相同的是()A.①②B.①③④C.②③⑤D.①③⑤4.若cos(π+α)=-10,5且α∈(-π,0),则tan(2π3+α)2的值为()A.-6B.363C.-6D.2625.设A、B、C是三角形的三个内角,下列关系恒成立的是()A.cos(A+B)=cos C B.sin(A+B)=sin C C.tan (A+B)=tan C D.sin2B A =sin2C 6.函数f(x)=cos3πx(x ∈Z)的值域为()A.{-1,-1,0,21,21} B .{-1,-21,21,1}C .{-1,-23,0,23,1} D .{-1,-23,23,1}二、填空题7.若α是第三象限角,则)πcos()πsin(21αα---=_________.8.sin 21°+sin 22°+sin 23°+…+sin 289°=_________.三、解答题9.求值:sin (-660°)cos420°-tan330°cot (-690°).10.证明:1)πtan(1)π9tan(sin 211cos )πsin(22++-+=--⋅+θθθθθ.11.已知cos α=31,cos(α+β)=1,求证:cos (2α+β)=31.12. 化简:︒+︒︒︒+790cos 250sin 430cos 290sin 21.13、求证:)π5sin()πcos()π6cos()π2sin()π2tan(θθθθθ+-----=tan θ.14. 求证:(1)sin (2π3-α)=-cos α;(2)cos (2π3+α)=sin α.参考答案1一、选择题1.C 2.A 3.C 4.B 5.B 6.B二、填空题7.-sin α-cos α 8.289三、解答题 9.43+1.10.证明:左边=θθθθ22sin cos cos sin 2-1--=-θθθθθθθθθθcos sin cos sin )sin )(cos sin (cos )cos (sin 2-+=-++, 右边=θθθθθθθθcos sin cos sin tan tan tan tan -+=1-1+=1+-1--,左边=右边,∴原等式成立. 11.证明:∵cos (α+β)=1,∴α+β=2k π.∴cos (2α+β)=cos (α+α+β)=cos (α+2k π)=cos α=31.12.解:︒+︒︒︒+790cos 250sin 430cos 290sin 21=)360270cos()70180sin()36070cos()36070sin(21︒⨯+︒+︒+︒︒+︒︒+︒-+=︒-︒︒︒-70sin 70cos 70cos 70sin 21 =︒-︒︒-︒70sin 70cos )70cos 70(sin 2=︒-︒︒-︒70sin 70cos 70cos 70sin =-1.13.证明:左边=θθθθθθθθθθsin cos cos )sin )(tan ()sin )(cos ()cos()sin()tan(--=-----=tan θ=右边,∴原等式成立.14证明:(1)sin(π3-α)2=sin[π+(π-α)]=-sin(2π-2α)=-cosα.(2)cos(π3+α)=cos[π+2(π+α)]=-cos(2π+α)=sinα.2三角函数的诱导公式2一、选择题:1.已知sin(π+α)=23,则4sin(3π-α)值为()4A.1 B. —21 C.223 D. —232.cos(π+α)= —21,23π<α<π2,sin(π2-α) 值为( )A. 23 B. 21 C.23±D. —233.化简:)2cos()2sin(21-∙-+ππ得( )A.sin2+cos2B.cos2-sin2C.sin2-cos2D.± (cos2-sin2)4.已知α和β的终边关于x 轴对称,则下列各式中正确的是( )A.sin α=sin βB.sin(α-π2) =sin βC.cos α=cos βD. cos(π2-α) =-cos β5.设tan θ=-2, 2π-<θ<0,那么sin 2θ+cos(θ-π2)的值等于( ),A. 51(4+5) B. 51(4-5)C. 51(4±5) D. 51(5-4)二、填空题:6.cos(π-x)= 23,x ∈(-π,π),则x 的值为 .7.tan α=m ,则=+-+++)c o s(-s i n ()c o s(3s i n (απα)απ)απ .8.|sin α|=sin (-π+α),则α的取值范围是 .三、解答题: 9.)cos(·3sin()cos()n(s 2sin(απα)παπα)π----+-απi .10.已知:sin (x+6π)=41,求sin ()67x +π+cos 2(65π-x )的值.11. 求下列三角函数值:(1)sin 3π7;(2)cos 4π17;(3)tan (-6π23);12. 求下列三角函数值:(1)sin3π4·cos6π25·tan4π5;(2)sin[(2n+1)π-3π2].13.设f(θ)=)cos()π(2cos23)2πsin()π2(sin cos2223θθθθθ-+++-++-+,求f(3π)的值.参考答案21.C 2.A 3.C 4.C 5.A6.±65π7.11-+m m8.[(2k-1) π,2kπ]9.原式=)cos(·sin()cos()ns(sinαα)παπα--+--αi=)cos?(sin)cos(sin2αααα--=sin α 10.161111.解:(1)sin 3π7=sin(2π+3π)=sin 3π=23.(2)cos 4π17=cos (4π+4π)=cos 4π=22.(3)tan (-6π23)=cos (-4π+6π)=cos 6π=23.(4)sin (-765°)=sin [360°×(-2)-45°]=sin(-45°)=-sin45°=-2.2注:利用公式(1)、公式(2)可以将任意角的三角函数转化为终边在第一象限和第二象限的角的三角函数,从而求值.12.解:(1)sinπ4·cos6π25·tan4π5=sin3(π+π)·cos(4π+6π)·tan(π+4π)3=(-sinπ)·cos6π·tan4π=(-323)·23·1=-43.(2)sin [(2n +1)π-3π2]=sin (π-3π2)=sin 3π=23.13.解:f (θ)=θθθθθcos cos 223cos sin cos 2223++-++=θθθθθcos cos 223cos cos 1cos 2223++-+-+=θθθθθcos cos 22)cos (cos 2cos 2223++--- =θθθθθcos cos 22)1(cos cos )1(cos 223++---=θθθθθθθcos cos 22)1(cos cos )1cos )(cos 1(cos 222++--++-=θθθθθcos cos 22)2cos cos 2)(1(cos 22++++-=cosθ-1,∴f(3π)=cos3π-1=21-1=-1.2三角函数公式1.同角三角函数基本关系式sin2α+cos2α=1sinα=tanαcosαtanαcotα=12.诱导公式(奇变偶不变,符号看象限)(一)sin(π-α)=sinαsin(π+α)=-sinαcos(π-α)=-cosαcos(π+α)=-cosαtan(π-α)=-tanαtan(π+α)=tanαsin(2π-α)=-sinαsin(2π+α)=sinαcos(2π-α)=cosαcos(2π+α)=cosαtan(2π-α)=-tanαtan(2π+α)=tanα(二)sin(π2-α)=cosαsin(π2+α)=cosαcos(π2-α)=sin αcos(π2+α)=- sin αtan(π2-α)=cot αtan(π2+α)=-cot αsin(3π2-α)=-cos αsin(3π2+α)=-cos αcos(3π2-α)=-sin αcos(3π2+α)=sin αtan(3π2-α)=cot αtan(3π2+α)=-cot αsin(-α)=-sinαcos(-α)=cosαtan(-α)=-tanα3.两角和与差的三角函数cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβcos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβsin (α+β)=sinαcosβ+cosαsinβsin (α-β)=sinαcosβ-cosαsinβtan(α+β)=tanα+tanβ1-tanαtanβtan(α-β)= tanα-tanβ1+tanαtanβ4.二倍角公式sin2α=2sinαcosαcos2α=cos2α-sin2α=2 cos2α-1=1-2 sin2αtan2α=2tanα1-tan2α5.公式的变形(1)升幂公式:1+cos2α=2cos2α1—cos2α=2sin2α(2)降幂公式:cos2α=1+cos2αsin2α=21-cos2α2(3)正切公式变形:tanα+tanβ=tan(α+β)(1-tan αtanβ)tanα-tanβ=tan(α-β)(1+tanαtanβ)(4)万能公式(用tanα表示其他三角函数值)sin2α=2tanα1+tan2αcos2α=1-tan2α1+tan2αtan2α=2tanα1-tan2α6.插入辅助角公式asinx+bcosx=a2+b2sin(x+φ) (tanφ= b a )特殊地:sinx±cosx= 2sin(x±π4 )7.熟悉形式的变形(如何变形)1±sinx±cosx 1±sinx 1±cosxtanx+cotx若A、B是锐角,A+B=π4,则(1+tanA)(1+tanB)=2 8.在三角形中的结论若:A+B+C=π,A+B+C2=π2则有tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanCtan A2tanB2+tanB2tan C2+tanC2tanA2=1。
x x x 2 x x xx xx 1. 若 f (x )=sin α-cos x ,则 f ′(α)等于A .sin αB .cos αC .sin α+cos αD .2sin α 2.f (x )=ax 3+3x 2+2,若 f ′(-1)=4,则 a 的值等于A . 19 3 C . 13 3 3. 函数 y = sin x 的导数为B .16 3 D .10 3A .y ′=2 sin x + cos xB .y ′= sin x+ cos xC .y ′= sin x+ cos xD .y ′= sin x- cos x4. 函数 y =x 2cos x 的导数为A. y ′=2x cos x -x 2sin xB .y ′=2x cos x +x 2sin xC .y ′=x 2cos x -2x sin xD .y ′=x cos x -x 2sin x5.若 y =(2x 2-3)(x 2-4),则 y ’= .6. 若 y =3cosx -4sinx ,则 y ’= .7. 与直线 2x -6y +1=0 垂直,且与曲线 y =x 3+3x 2-1 相切的直线方程是 .8. 质点运动方程是 s =t 2(1+sin t ),则当 t =时,瞬时速度为.29.求曲线 y=x3+x2-1 在点 P (-1,-1)处的切线方程.3 x 7+ x 3 + 5 x 43 x1 - x 1 + x x2 + a 21. 函数 y = (a >0)的导数为 0,那么 x 等于x A .a B .±a C .-aD .a 22. 函数 y = sin x的导数为xA .y ′=x cos x + sin xx 2C .y ′=x sin x - cos xx 2B .y ′=x cos x - sin xx 2D .y ′=x sin x + cos xx 2 3. 若 y = 1+ x2 - x 2, 则 y’=.4. 若 y = -3x 4 + 3x 2 - 5x 3, 则 y’=. 5. 若 y = 1+ cos x, 则 y’=.1- cos x6.已知 f (x )= ,则 f ′(x )=.7.已知 f (x )= 1 + 1,则 f ′(x )=.8. 已知 f (x )=sin 2x1 + cos 2x,则 f ′(x )=.9. 求过点(2,0)且与曲线 y = 1相切的直线的方程.x10. 质点的运动方程是s = t 2 + 3 , 求质点在时刻 t=4 时的速度.t同步练习1 + cos x2 1. 函数 y =A . 1(3x - 1)26的导数是 B.6C. -6D. -62. 已知 (3x - 1)31y = sin2x +sin x 2(3x - 1)2,那么 y ′是(3x - 1)3 (3x - 1)2A .仅有最小值的奇函数B .既有最大值,又有最小值的偶函数C .仅有最大值的偶函数D .非奇非偶函数3. 函数 y =sin 3(3x +)的导数为 4A .3sin 2(3x +)cos (3x +)B .9sin 2(3x +)cos (3x +) 4 444C .9sin 2(3x +)D .-9sin 2(3x +)cos (3x +) 4444. 若 y=(sinx-cosx )3 ,则 y’=.5. 若 y= ,则 y’= .6. 若 y=sin 3(4x+3),则 y’= .7. 函数 y =(1+sin3x )3 是由两个函数复合而成.8. 曲线 y =sin3x 在点 P (,0)处切线的斜率为 .39. 求曲线 y = 1 在(x 2- 3x )2 1 M (2, ) 4处的切线方程.10. 求曲线 y = sin 2x 在 M (, 0) 处的切线方程.x 1. 函数 y =cos (sin x )的导数为A .-[sin (sin x )]cos xB .-sin (sin x )C .[sin (sin x )]cos xD .sin (cos x )2.函数 y =cos2x +sin 的导数为A. -2sin2x +cos x2xB. 2sin2x +cos x2 xC. -2sin2x +sin x2 xD. 2sin2x -cos x2 x3. 过曲线 y =1 x + 1 上点 P (1, 1 )且与过 P 点的切线夹角最大的直线的方程为2A .2y -8x +7=0B .2y +8x +7=0C .2y +8x -9=0D .2y -8x +9=04. 函数 y =x sin (2x -)cos (2x +)的导数是.2 2 5. 函数 y = cos(2x -的导数为 .) 3 1 6. 函数 y =cos 3 x 的导数是 .同步练习同步练习ln x ln x2 ln x 1 x lnx1 + x2 1. 函数 y =ln (3-2x -x 2)的导数为A.2x + 3 C . 2x + 2 x 2+ 2x - 3B . 13 - 2x - x 2 D . 2x - 2 x 2+ 2x - 3 2. 函数 y =lncos2x 的导数为A. -tan2x B .-2tan2xC .2tan xD .2tan2x3. 函数 y = 的导数为A. 2x B . xC .D .4. 在曲线 y =x + 9的切线中,经过原点的切线为 .x + 55. 函数 y =log 3cos x 的导数为 .6. 函数 y =x 2lnx 的导数为 .7. 函数 y =ln (lnx )的导数为 .8. 函数 y =lg (1+cosx )的导数为 .1+ 3x 2 9. 求函数 y =ln 2 - x2 的导数.10. 求函数 y =12.求函数 y =ln ( -x )的导数.12x ln x1.下列求导数运算正确的是A .(x + 1 )′=1+ 1 x x 2B .(log 2x )′= 1 x l n 2C .(3x )′=3x log 3eD .(x 2cos x )′=-2x sin x2.函数 y = ax 2 -2 x(a >0 且 a ≠1),那么 y ′为A . a x2-2 xln aB .2(ln a ) a x2-2 xC .2(x -1) a x2-2 x·ln aD .(x -1) a x2-2 xln a3.函数 y =sin32x 的导数为 A .2(cos32x )·32x ·ln3 B .(ln3)·32x ·cos32xC .cos32xD .32x ·cos32x (2e x + 1)24. 设 y = e x,则 y ′=.5. 函数 y = 22x的导数为 y ′=.6. 曲线 y =e x -e ln x 在点(e ,1)处的切线方程为.7. 求函数 y=e 2x lnx 的导数.8. 求函数 y =x x (x >0)的导数.。