高考数学(理)一轮复习课时分层作业: 十三 2.10变化率与导数、导数的计算 Word版含解析
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课时分层训练(十三) 变化率与导数、计算导数(对应学生用书第226页)A 组 基础达标一、选择题1.函数f (x )=(x +2a )(x -a )2的导数为( )A .2(x 2-a 2)B .2(x 2+a 2)C .3(x 2-a 2)D .3(x 2+a 2)C [∵f (x )=(x +2a )(x -a )2=x 3-3a 2x +2a 3,∴f ′(x )=3(x 2-a 2).] 2.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=2xf ′(1)+ln x ,则f ′(1)等于( )A .-e B .-1C .1D .eB [由f (x )=2xf ′(1)+ln x ,得f ′(x )=2f ′(1)+,1x 所以f ′(1)=2f ′(1)+1,则f ′(1)=-1.] 3.曲线y =x e x +2x -1在点(0,-1)处的切线方程为( )A .y =3x -1B .y =-3x -1C .y =3x +1D .y =-3x -1A [由题意得y ′=(x +1)e x +2,则曲线y =x e x +2x -1在点(0,-1)处的切线的斜率为(0+1)e 0+2=3,故曲线y =x e x +2x -1在点(0,-1)处的切线方程为y +1=3x ,即y =3x -1.]4.(2018·南宁、钦州第二次适应性考试)若直线y =kx +1是函数f (x )=ln x 图像的一条切线,则k =( )【导学号:79140073】A. B.1e21e C .eD .e 2A [由f (x )=ln x ,得f ′(x )=.设切点为(x 0,ln x 0),则Error!解得x 0=e 2,1x 则k ==,故选A.]1x 01e25.已知y =f (x )是可导函数,如图2101,直线y =kx +2是曲线y =f (x )在x =3处的切线,令g (x )=xf (x ),g ′(x )是g (x )的导函数,则g ′(3)=( )图2101A .-1B .0C .2D .4B [由题图可知曲线y =f (x )在x =3处切线的斜率等于-,∴f ′(3)=-.1313∵g (x )=xf (x ),∴g ′(x )=f (x )+xf ′(x ),∴g ′(3)=f (3)+3f ′(3),又由题图可知f (3)=1,∴g ′(3)=1+3×=0.](-13)二、填空题6.(2016·全国卷Ⅱ)若直线y =kx +b 是曲线y =lnx +2的切线,也是曲线y =ln(x +1)的切线,则b =________.1-ln 2 [分别求出两个对应函数的导数,设出两个切点坐标,利用导数得到两个切点坐标之间的关系,进而求出切线斜率,求出b 的值.求得(ln x +2)′=,[ln(x +1)]′=.1x 1x +1设曲线y =ln x +2上的切点为(x 1,y 1),曲线y =ln(x +1)上的切点为(x 2,y 2),则k ==,所以x 2+1=x 1.1x 11x 2+1又y 1=ln x 1+2,y 2=ln(x 2+1)=ln x 1,所以k ==2,y 1-y 2x 1-x 2所以x 1==,y 1=ln +2=2-ln 2,1k 1212所以b =y 1-kx 1=2-ln 2-1=1-ln 2.]7.已知函数f (x )=ax 3+x +1的图像在点(1,f (1))处的切线过点(2,7),则a =________.【导学号:79140074】1 [∵f ′(x )=3ax 2+1,∴f ′(1)=3a +1.又f (1)=a +2,∴切线方程为y -(a +2)=(3a +1)(x -1).∵切线过点(2,7),∴7-(a +2)=3a +1,解得a =1.]8.曲线y =a ln x (a >0)在x =1处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积为4,则a =________.8 [∵y =a ln x ,∴y ′=,ax ∴在x =1处的切线的斜率k =a ,而f (1)=a ln 1=0,故切点为(1,0),∴切线方程为y =a (x -1).令y =0,得:x =1;令x =0,y =-a .∴三角形面积S =×a ×1=4,12∴a =8.]三、解答题9.求下列函数的导数:(1)y =x ·tan x ;(2)y =(x +1)(x +2)(x +3);(3)y =.ln (2x +1)x[解] (1)y ′=(x ·tan x )′=x ′tan x +x (tan x )′=tan x +x ·=tan x +x ·(sin x cos x )′cos2x +sin2xcos2x=tan x +.xcos2x (2)y =(x +1)(x +2)(x +3)=x 3+6x 2+11x +6,∴y ′=3x 2+12x +11.(3)y ′==[ln (2x +1)x ]′ [ln (2x +1)]′x -x ′ln (2x +1)x 2==(2x +1)′2x +1·x -ln (2x +1)x 22x 2x +1-ln (2x +1)x 2=.2x -(2x +1)ln (2x +1)(2x +1)x 210.已知函数f (x )=x 3-4x 2+5x -4.(1)求曲线f (x )在点(2,f (2))处的切线方程;(2)求经过点A (2,-2)的曲线f (x )的切线方程.[解] (1)∵f ′(x )=3x 2-8x +5.∴f ′(2)=1,又f (2)=-2,∴曲线在点(2,f (2))处的切线方程为y +2=x -2,即x -y -4=0.(2)设曲线与经过点A (2,-2)的切线相切于点P (x 0,x -4x +5x 0-4),3020∵f ′(x 0)=3x -8x 0+5,20∴切线方程为y -(-2)=(3x -8x 0+5)·(x -2),20又切线过点P (x 0,x -4x +5x 0-4),3020∴x -4x +5x 0-2=(3x -8x 0+5)(x 0-2),整理得(x 0-2)2(x 0-1)=0,302020解得x 0=2或1,∴经过点A (2,-2)的曲线f (x )的切线方程为x -y -4=0或y +2=0.B 组 能力提升11.曲线y =e在点(4,e 2)处的切线与坐标轴所围成的三角形的面积为( )A.e 2B .4e 292C .2e 2D .e 2D [易知曲线y =e在点(4,e 2)处的切线斜率存在,设其为k .∵y ′=e12,∴k =e=e 2,∴切线方程为y -e 2=e 2(x -4),令x =0,得121212y =-e 2,令y =0,得x =2,∴所求面积为S =×2×|-e 2|=e 2.]1212.已知f (x )=ln x ,g (x )=x 2+mx +(m <0),直线l 与函数f (x ),g (x )的图像都1272相切,且与f (x )图像的切点为(1,f (1)),则m 的值为( )A .-1B .-3C .-4D .-2D [∵f ′(x )=,1x ∴直线l 的斜率为k =f ′(1)=1,又f (1)=0,∴切线l 的方程为y =x -1.g ′(x )=x +m ,设直线l 与g (x )的图像的切点为(x 0,y 0),则有x 0+m =1,y 0=x 0-1,y 0=x +mx 0+,m <0,122072解得m =-2.]13.设曲线y =e x 在点(0,1)处的切线与曲线y =(x >0)上点P 处的切线垂直,则1x P 的坐标为________.(1,1) [∵函数y =e x 的导函数为y ′=e x ,∴曲线y =e x 在点(0,1)处的切线的斜率k 1=e 0=1.设P (x 0,y 0)(x 0>0),∵函数y =的导函数为y ′=-,∴曲线y =(x >0)在1x 1x 21x 点P 处的切线的斜率k 2=-.1x 2易知k 1k 2=-1,即1·=-1,解得x =1,又x 0>0,∴x 0=1.又∵点(-1x 20)20P 在曲线y =(x >0)上,∴y 0=1,故点P 的坐标为(1,1).]1x 14.已知函数f (x )=x 3-2x 2+3x (x ∈R )的图像为曲线C .13(1)求过曲线C 上任意一点切线斜率的取值范围;(2)若在曲线C 上存在两条相互垂直的切线,求其中一条切线与曲线C 的切点的横坐标的取值范围.【导学号:79140075】[解] (1)由题意得f ′(x )=x 2-4x +3,则f ′(x )=(x -2)2-1≥-1,即过曲线C 上任意一点切线斜率的取值范围是[-1,+∞).(2)设曲线C 的其中一条切线的斜率为k ,则由(2)中条件并结合(1)中结论可知,Error!解得-1≤k <0或k ≥1,故由-1≤x 2-4x +3<0或x 2-4x +3≥1,得x ∈(-∞,2-]∪(1,3)∪[2+,+∞).22。
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 .。
课时提升作业十三变化率与导数、导数的计算(25分钟60分)一、选择题(每小题5分,共25分)1.函数y=x2cosx在x=1处的导数是( )A.0B.2cos1-sin1C.cos1-sin1D.1【解析】选B.因为y′=(x2cosx)′=(x2)′cosx+x2(cosx)′=2xcosx-x2sinx,所以y′|x=1=2cos1-sin1.2.已知f(x)=x(2014+lnx),f′(x0)=2015,则x0=()A.e2B.1C.ln2D.e【解析】选B.由题意可知f′(x)=2014+lnx+x·=2015+lnx.由f′(x0)=2015,得lnx0=0,解得x0=1.3.已知函数f(x)=e x,则当x1<x2时,下列结论正确的是( )A.>B.<C.>D.<【解析】选C.设A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2)),则表示曲线f(x)=e x在B点处的切线的斜率,而表示直线AB的斜率,由数形结合可知:>.4.(2016·临川模拟)若幂函数f(x)=mxα的图象经过点A,则它在点A处的切线方程是( )A.2x-y=0B.2x+y=0C.4x-4y+1=0D.4x+4y+1=0【解析】选 C.根据函数f(x)=mxα为幂函数,所以m=1,根据图象经过点A,则有α=,所以f(x)=,f′(x)=,f′=1,根据直线方程的点斜式,求得切线方程是4x-4y+1=0.【加固训练】(2016·保定模拟)已知曲线y=lnx的切线过原点,则此切线的斜率为( )A.eB.-eC.D.-【解析】选 C.y=lnx的定义域为(0,+∞),设切点为(x0,y0),则k=y′=,所以切线方程为y-y0=(x-x0),又切线过点(0,0),代入切线方程得y0=1,则x0=e,所以k=y′==.5.(2016·泸州模拟)若存在过点(1,0)的直线与曲线y=x3和y=ax2+x-9都相切,则a等于( )A.-1或-B.-1或C.-或-D.-或7【解题提示】点(1,0)不在曲线y=x3上,只是曲线y=x3的特定切线经过点(1,0),故设出切点坐标,写出切线方程,把点(1,0)代入切线方程求得切点坐标,得出切线方程后,再根据切线与y=ax2+x-9相切求出a值. 【解析】选A.设过点(1,0)的直线与y=x3相切于点(x0,),所以切线方程为y-=3(x-x0),即y=3x-2,又(1,0)在切线上,则x0=0或x0=,当x0=0时,由y=0与y=ax2+x-9相切可得a=-,当x0=时,由y=x-与y=ax2+x-9相切可得a=-1.二、填空题(每小题5分,共15分)6.(2016·湖南十二校联考)若函数f(x)=lnx-f′(-1)x2+3x-4,则f′(1)=.【解析】因为f′(x)=-2f′(-1)x+3,所以f′(-1)=-1+2f′(-1)+3,解得f′(-1)=-2,所以f′(1)=1+4+3=8.答案:8【加固训练】已知f(x)=x2+2xf′(2014)+2014lnx,则f′(2014)=.【解析】由题意得f′(x)=x+2f′(2014)+,所以f′(2014)=2014+2f′(2014)+,即f′(2014)=-(2014+1)=-2015.答案:-2015。
课时分层训练(十三) 变化率与导数、计算导数A 组 基础达标一、选择题1.函数f (x )=(x +2a )(x -a )2的导数为( )A .2(x 2-a 2) B .2(x 2+a 2) C .3(x 2-a 2)D .3(x 2+a 2)C [∵f (x )=(x +2a )(x -a )2=x 3-3a 2x +2a 3, ∴f ′(x )=3(x 2-a 2).]2.已知函数f (x )的导函数为f ′(x ),且满足f (x )=2xf ′(1)+ln x ,则f ′(1)等于( ) A .-eB .-1C .1D .eB [由f (x )=2xf ′(1)+ln x ,得f ′(x )=2f ′(1)+1x,所以f ′(1)=2f ′(1)+1,则f ′(1)=-1.]3.曲线y =x e x+2x -1在点(0,-1)处的切线方程为( )A .y =3x -1B .y =-3x -1C .y =3x +1D .y =-3x -1A [由题意得y ′=(x +1)e x+2,则曲线y =x e x+2x -1在点(0,-1)处的切线的斜率为(0+1)e 0+2=3,故曲线y =x e x+2x -1在点(0,-1)处的切线方程为y +1=3x ,即y =3x -1.]4.(2018·南宁、钦州第二次适应性考试)若直线y =kx +1是函数f (x )=ln x 图像的一条切线,则k =( )【导学号:79140073】A.1e 2B.1e C .eD .e 2A [由f (x )=ln x ,得f ′(x )=1x .设切点为(x 0,ln x 0),则⎩⎪⎨⎪⎧ln x 0=kx 0+1,k =1x 0,解得x 0=e 2,则k =1x 0=1e2,故选A.]5.已知y =f (x )是可导函数,如图2101,直线y =kx +2是曲线y =f (x )在x =3处的切线,令g (x )=xf (x ),g ′(x )是g (x )的导函数,则g ′(3)=( )图2101A .-1B .0C .2D .4B [由题图可知曲线y =f (x )在x =3处切线的斜率等于-13,∴f ′(3)=-13.∵g (x )=xf (x ),∴g ′(x )=f (x )+xf ′(x ),∴g ′(3)=f (3)+3f ′(3),又由题图可知f (3)=1,∴g ′(3)=1+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=0.]二、填空题6.(2016·全国卷Ⅱ)若直线y =kx +b 是曲线y =ln x +2的切线,也是曲线y =ln(x +1)的切线,则b =________.1-ln 2 [分别求出两个对应函数的导数,设出两个切点坐标,利用导数得到两个切点坐标之间的关系,进而求出切线斜率,求出b 的值. 求得(ln x +2)′=1x ,[ln(x +1)]′=1x +1.设曲线y =ln x +2上的切点为(x 1,y 1),曲线y =ln(x +1)上的切点为(x 2,y 2), 则k =1x 1=1x 2+1,所以x 2+1=x 1.又y 1=ln x 1+2,y 2=ln(x 2+1)=ln x 1, 所以k =y 1-y 2x 1-x 2=2, 所以x 1=1k =12,y 1=ln 12+2=2-ln 2,所以b =y 1-kx 1=2-ln 2-1=1-ln 2.]7.已知函数f (x )=ax 3+x +1的图像在点(1,f (1))处的切线过点(2,7),则a =________.【导学号:79140074】1 [∵f ′(x )=3ax 2+1, ∴f ′(1)=3a +1. 又f (1)=a +2,∴切线方程为y -(a +2)=(3a +1)(x -1).∵切线过点(2,7),∴7-(a +2)=3a +1,解得a =1.]8.曲线y =a ln x (a >0)在x =1处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积为4,则a =________.8 [∵y =a ln x ,∴y ′=ax,∴在x =1处的切线的斜率k =a ,而f (1)=a ln 1=0,故切点为(1,0), ∴切线方程为y =a (x -1).令y =0,得:x =1;令x =0,y =-a . ∴三角形面积S =12×a ×1=4,∴a =8.] 三、解答题9.求下列函数的导数:(1)y =x ·tan x ;(2)y =(x +1)(x +2)(x +3); (3)y =ln(2x +1)x.[解] (1)y ′=(x ·tan x )′=x ′tan x +x (tan x )′=tan x +x ·⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x cos x ′=tan x +x ·cos 2x +sin 2x cos 2x=tan x +xcos 2x.(2)y =(x +1)(x +2)(x +3)=x 3+6x 2+11x +6, ∴y ′=3x 2+12x +11. (3)y ′=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ln(2x +1)x ′=[ln(2x +1)]′x -x ′ln (2x +1)x 2=(2x +1)′2x +1·x -ln(2x +1)x 2=2x2x +1-ln(2x +1)x2=2x -(2x +1)ln(2x +1)(2x +1)x2. 10.已知函数f (x )=x 3-4x 2+5x -4.(1)求曲线f (x )在点(2,f (2))处的切线方程; (2)求经过点A (2,-2)的曲线f (x )的切线方程. [解] (1)∵f ′(x )=3x 2-8x +5.∴f ′(2)=1,又f (2)=-2,∴曲线在点(2,f (2))处的切线方程为y +2=x -2, 即x -y -4=0.(2)设曲线与经过点A (2,-2)的切线相切于点P (x 0,x 30-4x 20+5x 0-4), ∵f ′(x 0)=3x 20-8x 0+5,∴切线方程为y -(-2)=(3x 20-8x 0+5)·(x -2), 又切线过点P (x 0,x 30-4x 20+5x 0-4),∴x 30-4x 20+5x 0-2=(3x 20-8x 0+5)(x 0-2),整理得(x 0-2)2(x 0-1)=0, 解得x 0=2或1,∴经过点A (2,-2)的曲线f (x )的切线方程为x -y -4=0或y +2=0.B 组 能力提升11.曲线y =e 12x 在点(4,e 2)处的切线与坐标轴所围成的三角形的面积为( )A.92e 2 B .4e 2C .2e 2D .e 2D [易知曲线y =e 12x 在点(4,e 2)处的切线斜率存在,设其为k .∵y ′=12e 12x ,∴k =12e 12×4=12e 2,∴切线方程为y -e 2=12e 2(x -4),令x =0,得y =-e 2,令y =0,得x=2,∴所求面积为S =12×2×|-e 2|=e 2.]12.已知f (x )=ln x ,g (x )=12x 2+mx +72(m <0),直线l 与函数f (x ),g (x )的图像都相切,且与f (x )图像的切点为(1,f (1)),则m 的值为( ) A .-1 B .-3 C .-4D .-2D [∵f ′(x )=1x,∴直线l 的斜率为k =f ′(1)=1, 又f (1)=0,∴切线l 的方程为y =x -1.g ′(x )=x +m ,设直线l 与g (x )的图像的切点为(x 0,y 0),则有x 0+m =1,y 0=x 0-1,y 0=12x 20+mx 0+72,m <0,解得m =-2.]13.设曲线y =e x在点(0,1)处的切线与曲线y =1x(x >0)上点P 处的切线垂直,则P 的坐标为________.(1,1) [∵函数y =e x 的导函数为y ′=e x, ∴曲线y =e x在点(0,1)处的切线的斜率k 1=e 0=1.设P (x 0,y 0)(x 0>0),∵函数y =1x 的导函数为y ′=-1x 2,∴曲线y =1x(x >0)在点P 处的切线的斜率k 2=-1x 20.易知k 1k 2=-1,即1·⎝⎛⎭⎪⎫-1x20=-1,解得x 20=1,又x 0>0,∴x 0=1.又∵点P 在曲线y=1x(x >0)上,∴y 0=1,故点P 的坐标为(1,1).]14.已知函数f (x )=13x 3-2x 2+3x (x ∈R )的图像为曲线C .(1)求过曲线C 上任意一点切线斜率的取值范围;(2)若在曲线C 上存在两条相互垂直的切线,求其中一条切线与曲线C 的切点的横坐标的取值范围.【导学号:79140075】[解] (1)由题意得f ′(x )=x 2-4x +3, 则f ′(x )=(x -2)2-1≥-1,即过曲线C 上任意一点切线斜率的取值范围是[-1,+∞).(2)设曲线C 的其中一条切线的斜率为k ,则由(2)中条件并结合(1)中结论可知,⎩⎪⎨⎪⎧k ≥-1,-1k≥-1,解得-1≤k <0或k ≥1,故由-1≤x 2-4x +3<0或x 2-4x +3≥1, 得x ∈(-∞,2-2]∪(1,3)∪[2+2,+∞).。
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课时作业(十三)第13讲变化率与导数、导数的运算基础热身1.[2017·惠州模拟]已知函数f(x)=cos x,则f(π)+f'=() A。
- B。
- C。
—D。
—2.[2017·大同模拟]已知函数f(x)=x sin x+ax,且f'=1,则a=()A。
0 B。
1 C。
2 D。
43。
曲线y=sin x+e x在点(0,1)处的切线方程是()A。
x-3y+3=0 B。
x—2y+2=0C.2x—y+1=0D.3x—y+1=04.[2017·武汉三模]已知点P在曲线y=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。
B.C。
D。
5。
[2017·东北三省四市二模]若函数f(x)=e x·sin x,则f'(0)= . 能力提升6。
[2017·绍兴柯桥区期中]已知曲线y=x2-3ln x的一条切线的斜率为-,则切点的横坐标为()A.-3B.2C。
-3或2 D。
7.设函数g(x)=x3+x2+3ln x+b(b∈R),若曲线y=g(x)在x=1处的切线过点(0,-5),则b=()A.B。
C。
D.8.已知f(x)=x3-2x2+x+6,则曲线y=f(x)在点P(—1,2)处的切线与坐标轴围成的三角形的面积等于()A.4B.5 C。
课时分层作业十三
变化率与导数、导数的计算
一、选择题(每小题5分,共35分)
1.f′(x)是函数f(x)=x3+2x+1的导函数,则f′(-1)的值为()
A.0
B.3
C.4
D.-
【解析】选B.因为f(x)=x3+2x+1,
所以f′(x)=x2+2.
所以f′(-1)=3.
2.已知函数f(x)=cosx,则f(π)+f′= ()
A.-
B.-
C.-
D.-
【解析】选C.因为f′(x)=-cosx+(-sinx),
所以f(π)+f′=-+·(-1)=-.
3.已知曲线y=lnx的切线过原点,则此切线的斜率
为 ()
A.e
B.-e
C.
D.-
【解析】选C.y=lnx的定义域为(0,+∞),且y′=,设切点为(x0,lnx0),
则y′=,切线方程为y-lnx0=(x-x0),因为切线过点(0,0),
所以-lnx0=-1,解得x0=e,故此切线的斜率为.
【变式备选】曲线y=e x在点A(0,1)处的切线斜率为()
A.1
B.2
C.e
D.
【解析】选A.由题意知y′=e x,故所求切线斜率k=e x=e0=1.
4.若曲线y=x3+ax在坐标原点处的切线方程是2x-y=0,则实数a= ()
A.1
B.-1
C.2
D.-1
【解析】选C.导数的几何意义即为切线的斜率,由y′=3x2+a得在x=0处的切线斜率为a,所以a=2.
【变式备选】直线y=x+b是曲线y=lnx(x>0)的一条切线,则实数b 的值
为 ()
A.2
B.ln2+1
C.ln2-1
D.ln2
【解析】选C.y=lnx的导数为y′=,由=,解得x=2,所以切点为
(2,ln2).将其代入直线方程y=x+b,可得b=ln2-1.
5.已知f(x)=2e x sinx,则曲线f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为()
A.y=0
B.y=2x
C.y=x
D.y=-2x
【解析】选 B.因为f(x)=2e x sinx,所以f(0)=0,f′(x)=2e x·(sinx+cosx),所以f′(0)=2,所以曲线f(x)在
点(0,f(0))处的切线方程为y=2x.
6.设曲线y=在点处的切线与直线x-ay+1=0平行,则实数a等
于 ()
A.-1
B.
C.-2
D.2
【解析】选A.因为y′=,所以y′=-1,
由条件知=-1,所以a=-1.
7.直线y=kx+1与曲线y=x3+ax+b相切于点A(1,3),则2a+b的值等于
()
A.2
B.-1
C.1
D.-2
【解析】选C.依题意知,y′=3x2+a,
则由此解得
所以2a+b=1.
二、填空题(每小题5分,共15分)
8.若曲线y=2x2的一条切线l与直线x+4y-8=0垂直,则切线l的方程为________________.
【解析】设切点为(x0,y0),y′=4x,则4x0=4⇒x0=1,所以y0=2,所以切线方程为:y-2=4(x-1)⇒4x-y-2=0.
答案:4x-y-2=0
9.若函数f(x)=lnx-f′(-1)x2+3x-4,则f′(1)=________.
【解析】因为f′(x)=-2f′(-1)x+3,
所以f′(-1)=-1+2f′(-1)+3,
解得f′(-1)=-2,所以f′(1)=1+4+3=8.
答案:8
10.已知定义在R上的函数f(x)满足f(1-x)+f(1+x)=2,且当x>1时,f(x)=xe2-x,则曲线y=f(x)在x=0处的切线方程是________.
【解析】因为f(x)满足f(1-x)+f(1+x)=2,
所以y=f(x)的图象关于点(1,1)对称.
当x<1时,取点(x,y),该点关于(1,1)的对称点是(2-x,2-y),
代入f(x)=xe2-x可得:
2-y=(2-x)e2-(2-x),
所以y=2-(2-x)e x=xe x,
y′=(x+1)e x,y′|x=0=1,
所以切线方程为y=x,即x-y=0.
答案:x-y=0
1.(5分)已知函数f(x)在R上满足f(2-x)=2x2-7x+6,则曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程是()
A.y=2x-1
B.y=x
C.y=3x-2
D.y=-2x+3
【解析】选 C.令x=1得f(1)=1,令2-x=t,可得x=2-t,代入
f(2-x)=2x2-7x+6得f(t)=2(2-t)2-7(2-t)+6,化简整理得f(t)=2t2-t,即f(x)=2x2-x,所以f′(x)=4x-1,所以f′(1)=3.
所以所求切线方程为y-1=3(x-1),即y=3x-2.
【巧思妙解】选C.令x=1得f(1)=1,由f(2-x)=2x2-7x+6,两边求导可得f′(2-x)·(2-x)′=4x-7,令x=1可得-f′(1)=-3,即f′(1)=3. 所以所求切线方程为y-1=3(x-1),即y=3x-2.
2.(5分)若点P是曲线y=x2-lnx上任意一点,则点P到直线y=x-2距离的最小值为()
A.1
B.
C.
D.
【解析】选B.对于曲线y=x2-lnx上任意一点P,当过该点的切线斜率与直线y=x-2的斜率相同时,点P到直线的距离最小.
因为定义域为(0,+∞),所以y′=2x-=1,解得x=1,则在P(1,1)处的
切线方程为x-y=0,所以两平行线间的距离为d==.
【变式备选】曲线y=ln(2x)上任意一点P到直线y=2x的距离的最小值是________.
【解析】如图,所求最小值即曲线上斜率为2的切线与y=2x两平行线间的距离,
也即切点到直线y=2x的距离.由y=ln(2x),
则y′==2,得x=,y=ln=0,
即与直线y=2x平行的曲线y=ln(2x)的切线的切点坐标是
,y=ln(2x)上任意一点P到直线y=2x的距离的最小值,即
=.
答案:
3.(5分)若存在过点O(0,0)的直线l与曲线f(x)=x3-3x2+2x和y=x2+a 都相切,则a的值为________.
【解析】易知点O(0,0)在曲线f(x)=x3-3x2+2x上,
(1)当O(0,0)是切点时,切线方程为y=2x,则联立y=2x和y=x2+a得x2-2x+a=0,
由Δ=4-4a=0,解得a=1.
(2)当O(0,0)不是切点时,设切点为P(x0,y0),则y0=-3+2x0,且k=f′(x0)=3-6x0+2.①
又k==-3x0+2,②
由①,②联立,得x0=(x0=0舍),
所以k=-,
所以所求切线l的方程为y=-x.
由得x2+x+a=0.
依题意,Δ′=-4a=0,所以a=.
综上,a=1或a=.
答案:1或
【易错警示】(1)片面理解“过点O(0,0)的直线与曲线f(x)=x3-3x2+2x 相切”.这里有两种可能:一是点O是切点;二是点O不是切点,但曲线经过点O,解析中易忽视后面情况.
(2)本题还易出现以下错误:一是当点O(0,0)不是切点,无法与导数的几何意义沟通起来;二是盲目设直线l的方程,导致解题复杂化,求解受阻.
4.(12分)已知函数f(x)=x3+x-16.
(1)求曲线y=f(x)在点(2,-6)处的切线的方程.
(2)直线l为曲线y=f(x)的切线,且经过原点,求直线l的方程及切点坐标.
【解析】(1)可判定点(2,-6)在曲线y=f(x)上.
因为f′(x)=(x3+x-16)′=3x2+1,
所以f(x)在点(2,-6)处的切线的斜率为k=f′(2)=13.
所以切线的方程为y+6=13(x-2),即y=13x-32.
(2)设切点坐标为(x0,y0),
则直线l的斜率k为f′(x0)=3+1,
y0=+x0-16,
所以直线l的方程为y=(3+1)(x-x0)++x0-16.
又因为直线l过原点(0,0),
所以0=(3+1)(-x0)++x0-16,整理得,
=-8,所以x0=-2,
所以y0=(-2)3+(-2)-16=-26,得切点坐标为(-2,-26),k=3×(-2)2+1=13.
所以直线l的方程为y=13x,切点坐标为(-2,-26).
5.(13分)已知函数f(x)=x-1+(a∈R,e为自然对数的底数).
(1)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,求a的值.
(2)当a=1时,若直线l:y=kx-1与曲线y=f(x)相切,求l的直线方程.
【解析】(1)f′(x)=1-,因为曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,
所以f′(1)=1-=0,解得a=e.
(2)当a=1时,f(x)=x-1+,f′(x)=1-.
设切点为(x0,y0),
因为f(x0)=x0-1+=kx0-1,①
f′(x0)=1-=k,②
①+②得x0=kx0-1+k,即(k-1)(x0+1)=0.
若k=1,则②式无解,所以x0=-1,k=1-e.
所以l的直线方程为y=(1-e)x-1.
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