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[第13讲 变化率与导数、导数的运算](时间：45分钟 分值：100分)基础热身1．[2013·江西卷] 若f (x )＝x 2－2x －4ln x ，则f ′(x )>0的解集为( ) A ．(0，＋∞) B ．(－1，0)∪(2，＋∞) C ．(2，＋∞) D ．(－1，0) 2．曲线y ＝xx ＋2在点(－1，－1)处的切线方程为( )A ．y ＝2x ＋1B ．y ＝2x －1C ．y ＝2x －3D ．y ＝－2x －23．若曲线y ＝x 2＋ax ＋b 在点(0，b )处的切线方程是x －y ＋1＝0，则( ) A ．a ＝1，b ＝1 B ．a ＝－1，b ＝1 C ．a ＝1，b ＝－1 D ．a ＝－1，b ＝－14．y ＝cos x 1－x的导数是( )A ．y ′＝cos x ＋sin x ＋x sin x（1－x ）2B ．y ′＝cos x －sin x ＋x sin x（1－x ）2C ．y ′＝cos x －sin x ＋x sin x1－xD ．y ′＝cos x ＋sin x －x sin x（1－x ）2能力提升5．[2013·沈阳模拟] 若函数y ＝x 33－x 2＋1(0<x <2)的图象上任意点处切线的倾斜角为α，则α的最小值是( )A.π4B.π6C.5π6D.3π46．若曲线f (x )＝x sin x ＋1在x ＝π2处的切线与直线ax ＋2y ＋1＝0互相垂直，则实数a等于( )A ．－2B ．－1C ．1D ．2 7．等比数列{a n }中，a 1＝2，a 8＝4，函数f (x )＝x (x －a 1)·(x －a 2)…(x －a 8)，则f ′(0)＝( )A ．26B ．29C ．212D ．2158．若曲线y ＝x －12在点⎝⎛⎭⎪⎫a ，a －12处的切线与两个坐标轴围成的三角形的面积为18，则a ＝( )A ．64B ．32C ．16D ．89．已知点P 在曲线y ＝4e x ＋1上，α为曲线在点P 处的切线的倾斜角，则α的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫0，π4B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫π4，π2C.⎝ ⎛⎦⎥⎤π2，3π4D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4，π10．[2013·深圳模拟] 已知曲线y ＝x 2－1在x ＝x 0处的切线与曲线y ＝1－x 3在x ＝x 0处的切线互相平行，则x 0的值为________．11．直线y ＝12x ＋b 是曲线y ＝ln x (x >0)的一条切线，则实数b ＝________．12．[2013·豫北六校联考] 已知直线y ＝x ＋1与曲线y ＝ln(x ＋a )相切，则a 的值为________．13．已知f (x )＝e x －e－x e x ＋e－x ，则f ′(0)＝________．14．(10分)求下列函数的导数：(1)y ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－x ＋cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋x ； (2)y ＝e 1－2x＋ln(3－x )；(3)y ＝ln 1－x1＋x.15．(13分)设函数f (x )＝ax ＋1x ＋b(a ，b ∈Z )，曲线y ＝f (x )在点(2，f (2))处的切线方程为y ＝3.(1)求f (x )的解析式；(2)证明：函数y ＝f (x )的图象是一个中心对称图形，并求其对称中心；(3)证明：曲线y ＝f (x )上任一点的切线与直线x ＝1和直线y ＝x 所围三角形的面积为定值，并求出此定值．难点突破16．(12分)用导数方法求和：1＋2x＋3x2＋…＋nx n－1(x≠0，1，n∈N*)．课时作业(十三)【基础热身】1．C [解析] f ′(x )＝2x －2－4x >0，即x 2－x －2x>0.∵x >0，∴(x －2)(x ＋1)>0，∴x >2.2．A [解析] ∵y ′＝⎪⎪⎪2（x ＋2）2x ＝－1＝2，∴切线方程为y ＝2x ＋1. 3．A [解析] ∵y ′＝2x ＋a⎪⎪⎪)x ＝0＝a ，∴a ＝1，(0，b )在切线x －y ＋1＝0上，∴b ＝1.4．B [解析] y ′＝－（1－x ）sin x －（－1）cos x （1－x ）2＝cos x －sin x ＋x sin x（1－x ）2. 【能力提升】5．D [解析] y ′＝x 2－2x ，当0<x <2时，－1≤y ′<0，即－1≤tan α<0，故3π4≤α<π，α的最小值为3π4.6．D [解析] f ′(x )＝sin x ＋x cos x ，f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π2＝1，即函数f (x )＝x sin x ＋1在x ＝π2处的切线的斜率是1，直线ax ＋2y ＋1＝0的斜率是－a2，所以⎝ ⎛⎭⎪⎫－a 2×1＝－1，解得a ＝2.7．C [解析] f ′(x )＝[x ·(x －a 1)(x －a 2)…(x －a 8)]′＝(x －a 1)(x －a 2)…(x －a 8)＋x [(x －a 1)(x －a 2)…(x －a 8)]′，所以f ′(0)＝a 1a 2…a 8＝(a 1a 8)4＝84＝212.8．A [解析] y ′＝－12x －32，所以k ＝－12a －32，切线方程为y －a －12＝－12a －32(x －a )．令x ＝0，得y ＝32a －12；令y ＝0，得x ＝3a .所以三角形的面积是S ＝12·3a ·32a －12＝94a 12＝18，解得a ＝64.9．D [解析] 由于y ′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫4e x ＋1′＝－4e x（e x ＋1）2，而α为曲线在点P 处的切线的倾斜角，则k ＝tan α＝－4e x （e ＋1）<0.又(e x ＋1)2≥(2e x )2＝4e x ，当且仅当e x＝1，即x ＝0时，取等号，那么k ＝tan α＝－4e x （e x ＋1）2≥－1，即－1≤k <0，那么对应的α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4，π. 10．0或－23 [解析] 由题意2x 0＝－3x 20，解得x 0＝0或－23.11．ln2－1 [解析] y ′＝1x ，令1x ＝12得x ＝2，故切点(2，l n2)，代入直线方程，得ln2＝12×2＋b ，所以b ＝ln2－1.12．2 [解析] 函数y ＝ln(x ＋a )的导数为y ′＝1x ＋a ，设切点(x 0，y 0)，则切线方程为y －ln(x 0＋a )＝1x 0＋a (x －x 0)，即y ＝x ＋1，所以⎩⎪⎨⎪⎧1x 0＋a ＝1，ln （x 0＋a ）－x 0x 0＋a＝1，解得a ＝2.13．1 [解析] ∵f ′(x )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫e x －e －x e x ＋e －x ′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫e 2x －1e 2x ＋1′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1－2e 2x ＋1′＝2(e 2x ＋1)－2·e 2x·2＝4e 2x（e 2x ＋1）2，∴f ′(0)＝44＝1. 14．解：(1)y ′＝cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－x ·⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－x ′－sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋x ·⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋x ′＝－cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4－x －sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋x ＝－2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4＋x . (2)y ′＝e 1－2x ·(1－2x )′＋13－x ·(3－x )′＝－2e 1－2x＋1x －3.(3)∵y ＝ln(1－x )－ln(1＋x )，∴y ′＝11－x ·(1－x )′＋11＋x (1＋x )′＝1x －1＋1x ＋1＝2xx 2－1.15．解：(1)f ′(x )＝a －1（x ＋b ）2，于是⎩⎪⎨⎪⎧2a ＋12＋b ＝3，a －1（2＋b ）2＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝1，b ＝－1或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝94，b ＝－83.因为a ，b ∈Z ，故f (x )＝x ＋1x －1.(2)证明：已知函数y 1＝x ，y 2＝1x都是奇函数．所以函数g (x )＝x ＋1x也是奇函数，其图象是以原点为中心的中心对称图形．而f (x )＝x－1＋1x －1＋1，可知函数g (x )的图象按向量a ＝(1，1)平移，即得到函数f (x )的图象，故函数f (x )的图象是以点(1，1)为中心的中心对称图形．(3)证明：在曲线上任取一点⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0，x 0＋1x 0－1. 由f ′(x 0)＝1－1（x 0－1）2知，过此点的切线方程为y －x 20－x 0＋1x 0－1＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－1（x 0－1）2(x －x 0)．令x ＝1得y ＝x 0＋1x 0－1，切线与直线x ＝1交点为⎝ ⎛⎭⎪⎫1，x 0＋1x 0－1.令y ＝x 得y ＝2x 0－1，切线与直线y ＝x 交点为(2x 0－1，2x 0－1)． 直线x ＝1与直线y ＝x 的交点为(1，1)．从而所围三角形的面积为12⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 0＋1x 0－1－1|2x 0－1－1|＝12⎪⎪⎪⎪⎪⎪2x 0－1|2x 0－2|＝2.所以，所围三角形的面积为定值2. 【难点突破】16．解：逆用导数公式，把1＋2x ＋3x 2＋…＋nx n －1转化为等比数列{x n}的前n 项和的导数，求解和式的导数即可．1＋2x ＋3x 2＋…＋nx n －1＝x ′＋(x 2)′＋(x 3)′＋…＋(x n )′＝(x ＋x 2＋x 3＋…＋x n)′ ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤x （1－x n ）1－x ′＝⎝ ⎛⎭⎪⎫x －x n ＋11－x ′ ＝[1－（n ＋1）x n ]（1－x ）＋（x －x n ＋1）（1－x ）21－（n＋1）x n＋nx n＋1＝（1－x）2。
第二章§10：变化率与导数、导数的计算(与一轮复习课件对应的课时训练)满分100，训练时间45分钟一、选择题：本大题共5小题，每小题8分，共40分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.1．若曲线y ＝x 2＋ax ＋b 在点(0，b)处的切线方程是x －y ＋1＝0，则A ．a ＝1，b ＝1B ．a ＝－1，b ＝1C ．a ＝1，b ＝－1D ．a ＝－1，b ＝－12．若f(x)满足f(x)＝13x 3－f ′(1)x 2－x ，则f ′(1)的值为 A ．0 B ．2 C ．1 D ．－13．已知函数f(x)在R 上满足f(x)＝2f(2－x)＋e x －1＋x 2，则曲线y ＝f(x)在点(1，f(1))处的切线方程是A ．2x －y －1＝0B ．x －y －3＝0C ．3x －y －2＝0D ．2x ＋y －3＝04．设函数y ＝xsinx ＋cosx 的图象上的点(x ，y)处的切线斜率为k ，若k ＝g(x)，则函数 k ＝g(x)的图象大致为5．如图为一圆锥形容器，其底面圆的直径等于圆锥母线长，现以每分钟9.3升的速度将水注入容器内，则注入水的高度在t ＝127分钟时瞬时变化率为(取π＝3.1) A ．27分米/分钟 B ．9分米/分钟C ．81分米/分钟D ．99分米/分钟二、填空题：本大题共3小题，每小题8分，共24分．6．已知函数f(x)＝kcosx 的图象经过点P(π3，1)，则函数图象上过点P 的切线斜率 等于________．7．函数y ＝x －1x 2的导数为________． 8．设f(x)是偶函数．若曲线y ＝f(x)在点(1，f(1))处的切线的斜率为1，则该曲线在点 (－1，f(－1))处的切线斜率为________．三、解答题：本大题共2小题，共36分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．9．（本小题满分18分）设抛物线C 1：y ＝x 2－2x ＋2与抛物线C 2：y ＝－x 2＋ax ＋b 在它们的一个交点处的切线互相垂直．求a ，b 之间的关系．10．（本小题满分18分）已知函数f(x)＝ax －6x 2＋b的图象在点M(－1，f(－1))处的切线方程为x ＋2y ＋5＝0，求函数y ＝f(x)的解析式．参考答案及其解析一、选择题：本大题共5小题，每小题8分，共40分.1．解析：y ′＝2x ＋a ，y ′|x ＝0＝2×0＋a ＝1.∴a ＝1，又∵(0，b)在直线x －y ＋1＝0上， ∴b ＝1.答案：A2．解析：f ′(x)＝x 2－2xf ′(1)－1，∴f ′(1)＝1－2f ′(1)－1，∴f ′(1)＝0. 答案：A3．解析：令x ＝1得f(1)＝－2.对等式两边求导得f ′(x)＝－2f ′(2－x)＋e x －1＋2x ，令x ＝1，解得f ′(1)＝1，所以切线方程为y ＋2＝x －1，即x －y －3＝0.答案：B4．解析：y ′＝sinx ＋xcosx －sinx ＝xcosx ，则g(x)＝xcosx ，而g(－x)＝－xcos(－x)＝－g(x)，∴g(x)为奇函数，图象关于(0,0)对称．而x ＞0，接近于0时，g(x)＞0，∴B 项正确．答案：B5．解析：设t 时刻水面高度为h ，半径为r ，则r ＝33h ，此时水的体积V ＝13πr 2h ＝19πh 3，又V ＝9.3t.∴19πh 3＝9.3t ，把π＝3.1代入得h ＝3t 13，求导得h ′＝t －23，∴当t ＝127时， 瞬时变化率为(127)－23＝9. 答案：B二、填空题：本大题共3小题，每小题8分，共24分．6．解析：由已知f(π3)＝kcos π3＝1，∴k ＝2，∴f(x)＝2cosx ，∴f ′(x)＝－2sinx ，∴过点P 处的切线斜率f ′(π3)＝－2sin π3＝－ 3. 答案：－ 37．解析：y ′＝(x －1)′x 2－(x －1)·(x 2)′x 4＝x 2－2x (x －1)x 4＝x 2－2x 2＋2x x 4＝－x 2＋2x x 4＝2－x x3. 答案：y ′＝2－x x38．解析：由f(x)是偶函数，∴f(x)的图象关于y 轴对称．从而由已知得在(－1，f(－1))处的切线斜率为－1.答案：－1三、解答题：本大题共2小题，共36分．9.（本小题满分18分）解：设两抛物线的交点为M(x 0，y 0)．由题意知x 20－2x 0＋2＝－x 20＋ax 0＋b ，整理得2x 20－(2＋a)x 0＋2－b ＝0，①由导数可知抛物线C 1、C 2在交点M 处的切线斜率为k 1＝2x 0－2，k 2＝－2x 0＋a.∵两切线垂直，∴k 1k 2＝－1.即(2x 0－2)(－2x 0＋a)＝－1，整理得2[2x 20－(2＋a)x 0]＋2a －1＝0，②联立①②消去x 0，得a ＋b ＝52. 10.（本小题满分18分）解：由函数f(x)的图象在点M(－1，f(－1))处的切线方程为x ＋2y ＋5＝0知－1＋2f(－1)＋5＝0，即f(－1)＝－2，f ′(－1)＝－12. ∵f ′(x)＝a (x 2＋b )－2x (ax －6)(x 2＋b )2， ∴⎩⎪⎨⎪⎧ －a －61＋b ＝－2a (1＋b )＋2(－a －6)(1＋b )2＝－12，即⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝2b －4a (1＋b )－2(a ＋6)(1＋b )2＝－12. 解得a ＝2，b ＝3(∵b ＋1≠0，∴b ＝－1舍去)．所以所求的函数解析式是f(x)＝2x －6x 2＋3 .。
