高中数学选修2-2(北师大版)第二章变化率与导数单元检测Word版含解析
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一、选择题1.已知函数y =f (x )的图象在点M (1,f (1))处的切线方程是y =x +2,则f (1)+f ′(1)=( ) A .1B .3C .4D .52.函数()21cos 6f x x x =-的导函数()y f x '=的图象大致是( ) A . B .C .D .3.设点P 是曲线()233xf x e x =-+上的任意一点,点P 处的切线的倾斜角为α,则角α的取值范围是( )A .2,3ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .20,,23πππ⎡⎫⎛⎫⋃⎪⎪⎢⎣⎭⎝⎭ C .50,,26πππ⎡⎫⎡⎫⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭D .5,26ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭4.①若直线l 与曲线:()C y f x =有且只有一个公共点,则直线l 一定是曲线()y f x =的切线;②若直线l 与曲线:()C y f x =相切于点00(,)P x y ,且直线l 与曲线:()C y f x =除点P 外再没有其他的公共点,则在点P 附近,直线l 不可能穿过曲线()y f x =;③若'0()f x 不存在,则曲线()y f x =在点00(,())x f x 处就没有切线;④若曲线()y f x =在点00(,())x f x 处有切线,则'0()f x 必存在.则以上论断正确的个数是( ) A .0个 B .1个C .2个D .3个5.函数()2221sin cos 622x xf x x =+-的导函数()y f x '=的图象大致是( ) A . B .C .D .6.221(1)1lim 1(1)1n n n→∞+--+的值为( ) A .0B .1C .12D .不存在7.直线2y kx =+与曲线32y x ax b =++相切于点(1,4),则4a b +的值为( ) A .2 B .-1C .1D .-28.曲线11x y x +=-在点(0,1)-处的切线方程为( ) A .21y x =-- B .21y x =- C .21y x =-+D .21y x =+9.若()f x 为定义在区间G 上的任意两点12,x x 和任意实数()0,1λ∈,总有()()()()()12l 1211f x x f x f x λλλλ+-+-,则称这个函数为“上进”函数,下列函数是“上进”函数的个数是( ) ①()xx f x e =,②()f x x =,③()()ln 1x f x x+=,④()21xf x x =+. A .4B .3C .2D .110.已知ln 0a b -=,1c d -=,则22()()a c b d -+-的最小值是( ). A .1B .2C .2D .2211.已知点P 在曲线y=41x e +上,a 为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则a 的取值 范围是( )A .[0,4π) B .[,)42ππC .3(,]24ππD .3[,)4ππ 12.下列导数运算正确的是A .()sin 'cos x x =-B .()3'3xx=C .()21log 'ln2x x =⋅ D .211'x x⎛⎫= ⎪⎝⎭ 二、填空题13.已知函数为偶函数,若曲线的一条切线的斜率为,则该切点的横坐标等于______. 14.函数在处的切线与直线垂直,则a 的值为______.15.已知曲线方程为11y x =-,则曲线在()2,1P -处的切线方程为______. 16.已知曲线()32ln 3xf x x x=+在点()()1,1f 处的切线的倾斜角为α,则222sin cos 2sin cos cos ααααα-+= ____________17.已知函数1()f x x x=+和点(1,0)P ,过点P 作曲线()y f x =的两条切线PM ,PN ,切点分别为M ,N ,则直线MN 的斜率等于____.18.曲线ln(1)x y e x =++在(0,1)处的切线方程__________.19.已知点P 在曲线sin y x =上,a 为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则a 的取值范围是__________.20.已知函数3()2f x x x =-,若曲线()f x 在点(1,(1))f 处的切线经过圆22:()2C x y a +-=的圆心,则实数a 的值为__________.三、解答题21.已知函数2()(1)e x f x x ax =-+.(Ⅰ)求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程;(Ⅱ)求证:“=0a ”是“函数()y f x =有且只有一个零点” 的充分必要条件. 22.已知二次函数f (x )=ax 2+ax ﹣2b ,其图象过点(2,﹣4),且f′(1)=﹣3. (Ⅰ)求a ,b 的值;(Ⅱ)设函数h (x )=xlnx+f (x ),求曲线h (x )在x=1处的切线方程.23.已知12x =-是函数f (x )=ln (x +1)-x +2a x 2的一个极值点.(1)求a 的值;(2)求曲线y =f (x )在点(1,(1))f 处的切线方程. 24.求下列函数的导函数. (1)()521y x =+ (2)1log 32ay x =+ 25.已知函数()()221f x ax a x lnx =+--. (1)当12a =时,求函数()f x 在1x =点处的切线方程; (2)讨论函数()f x 的单调性.26.已知函数()()2ln f x x ax a a R =-+∈.(1)当1a =时,求曲线()y f x =在1x =处的切线方程;(2)讨论()f x 的单调性;(3)设()()11,A x f x 、()()22,B x f x 为曲线()y f x =上的任意两点,并且12x x ≠,若()0f x ≤恒成立,证明:()()1212122f x f x x x x -+<-.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【分析】根据切线的定义得到()13f =,()'11f =,相加得到答案.【详解】根据题意知:()1123f =+=,()'11f =,故()()'114f f +=.故选:C. 【点睛】本题考查了切线方程,属于简单题.2.A解析:A 【分析】 求导得到()1'sin 3f x x x =+,根据函数为奇函数排除B ,证明()0,x ∈+∞时,()'0f x >恒成立,排除CD ,得到答案.【详解】()21cos 6f x x x =-,则()1'sin 3f x x x =+,()()1'sin '3f x x x f x -=--=-, 导函数()'f x 为奇函数,排除B ; 当()0,x π∈时,()1'sin 03f x x x =+>; 当[),x π∈+∞时,()1'sin 1sin 03f x x x x =+>+≥, 故()0,x ∈+∞时,()1'sin 03f x x x =+>恒成立,排除CD. 故选:A. 【点睛】本题考查了函数图像的识别,意在考查学生的计算能力和应用能力,确定函数奇偶性和()0,x ∈+∞时,()'0f x >恒成立是解题的关键. 3.B解析:B 【分析】先对函数进行求导,然后表示出切线的斜率,求出斜率范围,再由切线的斜率与倾斜角之间的关系求倾斜角范围即可. 【详解】由()23xf x e =-+,所以()'=xf x e又P 是曲线()23xf x e =-+上的任意一点,点P 处的切线的倾斜角为α,所以点P 处的切线的斜率为tan α==-x k e 0x e >,所以tan α>所以角α的取值范围为20,,23πππ⎡⎫⎛⎫⋃⎪⎪⎢⎣⎭⎝⎭. 故选:B. 【点睛】本题主要考查导数的几何意义及导数的求法,属于基础题 .4.B解析:B 【分析】根据导数的定义,瞬时变化率的概念,以及导数的几何意义,逐项判定,即可求解. 【详解】对于①中,根据函数在点A 处的切线定义:在曲线的某点A 附近取点B ,并使B 沿曲线不断接近A ,这样直线AB 的极限位置就是曲线在点A 的切线. 直线0y =与曲线22(0)y px p =>有且只有一个公共点,但直线0y =不是切线.注:曲线的切线与曲线的公共点不一定只有一个,例1y =是正弦曲线sin y x =的切线,但切线1y =与曲线sin y x =有无数多个公共点,所以不正确; 对于②中,根据导数的定义:(1)导数:'0()()()limx f x x f x f x x∆→+∆-=∆,(2)左导数:'0()()()lim x f x x f x f x x--∆→+∆-=∆,(3)右导数:'0()()()lim x f x x f x f x x++∆→+∆-=∆,函数()f x 在点0x x =处可导当且仅当函数()f x 在点0x x =处的左导数和右导数都存在,且相等. 例如三次函数3y x =在0x =处的切线0y =,所以不正确;对于③中,切线与导数的关系:(1)函数()f x 在0x x =处可导,则函数()f x 在0x x =处切线一定存在,切线方程为'000()()()y f x f x x x -=-(2)函数()f x 在0x x =处不可导,函数()f x 在0x x =处切线可能存在,可能不存在,所以不正确;对于④中,根据导数的几何意义,可得曲线()y f x =在点00(,())x f x 处有切线,则'0()f x 必存在,所以是正确的.故选:B. 【点睛】本题主要考查了导数的概念,瞬时变化率,导数的几何意义等概念的综合应用,着重考查了分析问题和解答问题的能力.5.C解析:C 【分析】将函数()y f x =的解析式化简,求出其导数()1sin 3f x x x '=+,,然后结合导函数的符号排除错误选项即可确定导函数的图像. 【详解】 因为()222211sin cos cos 6226x x f x x x x =+-=-,()1sin 3f x x x '∴=+. 当03x <≤时,103x >,sin 0x >,则()1sin 03f x x x '=+>; 当3x >时,113x >,1sin 1x -≤≤,则()1sin 03f x x x '=+>. 所以,当0x >时,()1sin 03f x x x '=+>,排除ABD 选项, 故选:C. 【点睛】本题考查函数图象的识别,给定函数解析式,一般要结合函数的定义域、奇偶性、单调性(导数)、特殊值符号、零点等知识进行逐一排除,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.6.A解析:A 【分析】 化简得到221lim 221n n n n →∞+-+,利用极限公式得到答案.【详解】22222112(1)121lim lim lim 0112221(1)12n n n n n n n n n n n n→∞→∞→∞+-++===-+-+-+ 故选:A 【点睛】本题考查了极限的计算,意在考查学生的计算能力.7.A解析:A 【解析】 【分析】求得函数的导数,可得切线的斜率,由切点满足切线的方程和曲线的方程,解方程即可求解,得到答案. 【详解】由题意,直线2y kx =+与曲线32y x ax b =++相切于点(1,4),则点(1,4)满足直线2y kx =+,代入可得412k =⨯+,解得2k =, 又由曲线()32f x x ax b =++,则()232f x x a '=+,所以()213122f a '=⨯+=,解得12a =-,即()3f x x x b =-+, 把点(1,4)代入()3f x x x b =-+,可得3411b =-+,解答4b =,所以144()422a b +=⨯-+=,故选A . 【点睛】本题主要考查了利用导数的几何意义求解参数问题,其中解答中熟记导数的几何意义,合理准确计算是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.8.A解析:A 【分析】求出函数的导数,求得切线的斜率,利用点斜式可得切线的方程,得到结果. 【详解】 由11x y x +=-可得221(1)2'(1)(1)x x y x x --+==---,所以0'|2x y ==-, 所以曲线11x y x +=-在点(0,1)-处的切线方程为:21y x =--, 故选A. 【点睛】该题考查的是有关求曲线在某点处的切线方程的问题,涉及到的知识点有导数的几何意义,直线的方程,属于简单题目.9.B解析:B 【解析】 【分析】将问题进行等价转化,然后结合导函数的解析式研究函数的性质即可确定“上进”函数的个数. 【详解】由区间G 上的任意两点12,x x 和任意实数()0,1λ∈, 总有()()()()()121211x f x x f x f λλλλ+-+-,等价为对任意x G ∈,有()0f x ''>成立(()''f x 是函数()f x 导函数的导函数),①()x x f x e =的导数()1'x x f x e -=,()2''xxf x e-+=,故在()2,3上大于0恒成立,故①为“上进”函数;②()f x ()'f x =,()1''04f x =-<恒成立,故②不为“上进”函数; ③()()ln 1x f x x+=的导数()()()()21ln 11x x x f x x x ++'-=+,()()()()2233221ln 11x x x x f x x x --+++=+''当21,3x ⎛⎫∈--⎪⎝⎭时,2320x x --<,()()21ln 10x x ++<, ()230,10x x <+>,则()''0f x >恒成立.故③为“上进”函数;④()21x f x x =+的导数()()2221'1x f x x -=+,()()33226''1x x f x x -=+,当()2,3x ∈时,()''0f x >恒成立.故④为“上进”函数. 故选B . 【点睛】“新定义”主要是指即时定义新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解.但是,透过现象看本质,它们考查的还是基础数学知识,所以说“新题”不一定是“难题”,掌握好三基,以不变应万变才是制胜法宝.10.C解析:C 【分析】设点(),b a 是曲线:ln C y x =上的点,点()d c ,是直线:1l y x =+上的点;()()22a cb d -+-可看成曲线C 上的点到直线l 上的点的距离的平方.然后将问题转化为求曲线C 上一点到直线l 距离的最小值的平方,直接对函数ln y x =求导,令导数为零,可求出曲线C 上到直线l 距离最小的点,然后利用点到直线的距离公式可求出最小距离,从而得出答案. 【详解】设(),b a 是曲线:ln C y x =上的点,()d c ,是直线:1l y x =+上的点;()()22a cb d -+-可看成曲线C 上的点到直线l 上的点的距离的平方. 对函数ln y x =求导得1y x'=,令1y '=,得1x =, 所以,曲线C 上一点到直线l 上距离最小的点为()10,, 该点到直线l 的距离为22101 =21(1)-++-. 因此,()()22a c b d -+-的最小值为()222=. 故选C .【点睛】本题考查距离的最值问题,将问题进行转化是解本题的关键,属于中等题.11.D解析:D 【详解】 试题分析:因为,所以34παπ≤<,选A. 考点:导数的几何意义、正切函数的值域.12.C解析:C 【分析】根据基本导数公式判断即可. 【详解】()sin 'cos x x =,()3'3ln 3xx= ,()21log 'ln2x x =⋅,'211x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭故选C. 【点睛】本题考查了基本导数公式,属于基础题二、填空题13.ln3【解析】【分析】函数f(x)=ex+ae-x为偶函数利用f(-x)=f(x)可得:a=1f(x)=ex+e-x利用导数的几何意义即可得出【详解】∵函数f(x)=ex+ae-x为偶函数∴f(-x解析:【解析】【分析】函数为偶函数,利用,可得:,利用导数的几何意义即可得出.【详解】函数为偶函数,,即,可得:.,,设该切点的横坐标等于,则,令,可得,化为:,解得.,解得.则该切点的横坐标等于.故答案为:.【点睛】本题考查了利用导数研究切线的斜率、函数的奇偶性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.14.0【解析】【分析】求函数的导数根据导数的几何意义结合直线垂直时直线斜率的关系建立方程关系进行求解即可得结果【详解】因为函数y=(x+a)ex在x=0处的切线与直线x+y+1=0垂直所以函数y=(x+解析:【解析】【分析】求函数的导数,根据导数的几何意义结合直线垂直时直线斜率的关系建立方程关系进行求解即可得结果.【详解】因为函数在处的切线与直线垂直,所以函数在处的切线斜率,因为,所以,解得,故答案是0. 【点睛】该题考查的是有关利用导数研究曲线上某点处的切线的问题,涉及到的知识点有两直线垂直的条件,导数的几何意义,以及函数的求导公式,属于中档题目.15.【解析】【分析】根据导数定义以及几何意义得切线斜率再根据点斜式求切线方程【详解】设是点P 附近的一点则当无限趋于0时无限趋于常数1∴曲线在点P 处有切线且切线的斜率为1故所求切线方程为【点睛】本题考查导 解析:30x y --=【解析】 【分析】根据导数定义以及几何意义得切线斜率,再根据点斜式求切线方程. 【详解】设()12,12Q x x ⎛⎫+∆ ⎪ ⎪-+∆⎝⎭是点P 附近的一点, 则()()1112111PQ x x k xx x x+-+∆-∆===∆∆--∆+∆.当x ∆无限趋于0时,PQ k 无限趋于常数1,∴曲线11y x=-在点P 处有切线,且切线的斜率为1, 故所求切线方程为30x y --=.【点睛】本题考查导数定义以及导数几何意义,考查基本求解能力,属基础题.16.【解析】【分析】根据导函数的几何意义得到【详解】曲线求导得到函数在点处的切线的倾斜角为则得到故答案为:【点睛】这个题目考查了导数的几何意义三角函数化简求值本题主要考察诱导公式同角三角函数的基本关系式解析:87【解析】 【分析】根据导函数的几何意义得到()tan 13f α'==,222sin cos 2sin cos cos ααααα-+2tan 18=2tan 17αα-=+. 【详解】曲线()32ln 3x f x x x =+,求导得到()221ln 2x f x x x-=+',函数在点()()1,1f 处的切线的倾斜角为α,则得到()tan 13f α'==,222sin cos 2sin cos cos ααααα-+2tan 18=2tan 17αα-=+故答案为:87. 【点睛】这个题目考查了导数的几何意义,三角函数化简求值,本题主要考察诱导公式、同角三角函数的基本关系式的知识,注意切弦互化这一转化思想的应用;同角三角函数的基本关系式及诱导公式要注意角的范围对三角函数符号的影响,尤其是利用平方关系求三角函数值,进行开方时要根据角的范围,判断符号后,正确取舍;注意求值与化简后的结果一般要尽可能有理化、整式化.17.2【解析】设∵函数∴∵过点作曲线的两条切线∴∴直线的方程为直线的方程为∵∴∴即是方程的两根∴∴直线的斜率故答案为2点睛:本题主要考查利用导数求切线斜率属于中档题应用导数的几何意义求切点处切线的斜率主解析:2 【解析】设11(,)M x y ,22(,)N x y . ∵函数()1f x x x=+ ∴21()1f x x =-' ∵过点P 作曲线()y f x =的两条切线PM ,PN ∴2111PM k x =-,2211PN k x =-∴直线PM 的方程为11211(1)()y y x x x -=--,直线PN 的方程为22221(1)()y y x x x -=--. ∵1111y x x =+,2221y x x =+ ∴11211110()(1)(1)x x x x -+=--,22222110()(1)(1)x x x x -+=-- ∴211210x x +-=,222210x x +-=,即1x ,2x 是方程2210x x +-=的两根.∴122x x +=-,121x x ⋅=- ∴直线MN 的斜率12121212121211112MN x x y y x x k x x x x x x +---===-=--⋅.故答案为2.点睛:本题主要考查利用导数求切线斜率,属于中档题. 应用导数的几何意义求切点处切线的斜率,主要体现在以下几个方面:(1) 已知切点()()00,A x f x 求斜率k ,即求该点处的导数()0k f x '=;(2) 己知斜率k 求切点()()11,,A x f x 即解方程()1f x k '=;(3) 巳知切线过某点()()11,M x f x (不是切点) 求切点, 设出切点()()00,,A x f x 利用()()()10010f x f x k f x x x -'==-求解.18.【解析】则曲线在处切线方程的斜率曲线在处的切线方程为即答案为 解析:21y x =+【解析】11x y e x =++' ,则曲线()ln 1x y e x =++在()0,1处切线方程的斜率012,01k e =+=+ 曲线()ln 1xy e x =++在()0,1处的切线方程为()120y x -=-。
一、选择题1.已知()f x 的导函数为()f x ',且满足()()21ln f x xf x '=-,则1f e ⎛⎫'= ⎪⎝⎭( ) A .12e-B .2e -C .2e --D .12e--2.已知()sin cos f x x x =-,定义1()()f x f x '=,[]'21()()f x f x =,…[]1()()n n f x f x '+=,(*n N ∈),经计算,1()cos sin f x x x =+,2()sin cos f x x x =-+,3()cos sin f x x x =--,…,照此规律,2019()f x =( )A .cos sin x x --B .cos sin x x -C .sin cos x x +D .cos sin x x -+3.已知函数()2018sin xf x x e x -=++,令()()1f x f x '=,()()21f x f x '=,()()32f x f x '=,,()()1n n f x f x +'=,则()2019f x =( ) A .sin x x e --+B .sin x x e --C .cos x x e ---D .cos x x e --+4.已知()4cos 72f x ax b x x =++-.若()20186f '=,则()2018f '-=( ) A .6- B .8- C .6D .85.日常生活中的饮用水通常是经过净化的,随着水纯净度的提高,所需净化费用不断增加.已知将1吨水净化到纯净度为%x 时所需费用(单位:元)为()5284100c x x=-(80100x <<).当净化到95%时所需净化费用的瞬时变化率为( )元/吨. A .5284B .1056.8C .211.36D .105.686.已知方程2230x a +=的两实根为1x ,2x ,若函数()(1)(1)f x x x x =-+在1x x =与2x x =处的切线相互垂直,满足条件的a 的个数为( )A .1B .2C .3D .47.若()f x 为定义在区间G 上的任意两点12,x x 和任意实数()0,1λ∈,总有()()()()()12l 1211f x x f x f x λλλλ+-+-,则称这个函数为“上进”函数,下列函数是“上进”函数的个数是( )①()x x f x e =,②()f x =,③()()ln 1x f x x+=,④()21xf x x =+. A .4B .3C .2D .18.若存在过点()0,0O 的直线l 与曲线()3232f x x x x =-+和2y x a =+都相切,则a 的值是( ) A .1B .164-C .1或164-D .1或1649.已知函数ln ,0()3,0x x f x kx x >⎧=⎨-≤⎩的图像上有两对关于y 轴对称的点,则实数k 的取值范围是( ) A .(),0e -B .-21,02e ⎛⎫-⎪⎝⎭ C .()2,0e -D .()22,0e -10.若直线2y kx =-与曲线13ln y x =+相切,则k =( ) A .3B .13C .2D .1211.已知函数2()f x x bx =+的图象在点(1,(1))A f 处的切线的斜率为3,数列1()f n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和为n S ,则2020S 的值为( ) A .20202021B .20192020C .20182019D .2017201812.直线l 经过点(0,)A b ,且与直线y x =平行,如果直线l 与曲线2y x 相切,那么b等于( ) A .14-B .12-C .14D .12二、填空题13.经研究发现,三次函数()()320ax bx d a f x cx =+++≠都有对称中心,设其为()()0,x f x ,则()0''0f x =,反之也成立,其中()''f x 是函数()f x 的导函数()'f x 的导数.已知()()322221f x x ax a a x a =++-++,若对任意的实数()1m m ≠,函数()f x 在x m =和2x m =-处的切线互相平行,则实数a =______.14.若曲线()4f x x x =-在点P 处的切线平行于直线30x y -=,则点P 的坐标为______. 15.设曲线31x y x +=-在点()2,5处的切线与直线10ax y +-=平行,则a =_________ 16.已知曲线方程为11y x=-,则曲线在()2,1P -处的切线方程为______. 17.抛物线2yx 上的点到直线20x y --=的最短距离为________________.18.曲线ln(1)x y e x =++在(0,1)处的切线方程__________.19.已知直线2y kx =-与曲线ln y x x =相切,则实数k 的值为_________.20.函数2(0)y x x =>的图象在点2(,)n n a a 处的切线与x 轴的交点的横坐标为1,n a n +为正整数,若116a =,则135+a a a +=________.三、解答题21.已知函数f (x )=lnx 。
一、选择题1.已知()()()()()()*1232,f x x x x x n n n N =++++≥∈,其导函数是()f x ',若()()10n f a f '-=,则50a =( )A .150!B .150C .50D .50!2.函数()2sin f x k x =+在()0,2处的切线l 也是函数3231y x x x =---图象的一条切线,则k =( ) A .1B .1-C .2D .2-3.如图,()y f x =是可导函数,直线l :2y kx =+是曲线()y f x =在3x =处的切线,令2()()g x x f x =,()g x '是()g x 的导函数,则()3g '等于( )A .3B .0C .2D .44.已知函数()2f x x =的图象在1x =处的切线与函数()e xg x a=的图象相切,则实数a =( )A eB e eC eD .e 5.221(1)1lim 1(1)1n n n→∞+--+的值为( ) A .0B .1C .12D .不存在6.已知函数()f x 的导函数为()f x '且满足()()21ln f x x f x '=⋅+,则1f e ⎛⎫'= ⎪⎝⎭( ) A .12e- B .2e - C .1-D .e7.曲线2xy x =-在点()1,1-处的切线方程为 A .21y x =-+ B .32y x =-+ C .23y x =-D .2y x =-8.若存在过点()0,0O 的直线l 与曲线()3232f x x x x =-+和2y x a =+都相切,则a 的值是( ) A .1B .164-C .1或164-D .1或1649.设正弦曲线y =sin x 上一点P ,以点P 为切点的切线为直线l ,则直线l 的倾斜角的范围是( ) A .30,,44πππ⎡⎤⎡⎫⋃⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭B .[0,π)C .3,44ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .[0,4π]∪[2π,34π]10.曲线12e x y =在点2(4,e )处的切线与坐标轴所围三角形的面积为A .29e 2B .24eC .22eD .2e11.设点P ,Q 分别是曲线x y xe -=(e 是自然对数的底数)和直线+3y x =上的动点,则P ,Q 两点间距离的最小值为( ) A .22B .322C .(41)22e - D .(41)22e + 12.设()lnf x x x =,若0()2f x '=,则0x =( ) A .2eB .eC .1ln 22D .2ln 2二、填空题13.设曲线31x y x +=-在点()2,5处的切线与直线10ax y +-=平行,则a =_________ 14.已知函数为偶函数,若曲线的一条切线的斜率为,则该切点的横坐标等于______.15.若直线1y x =+与函数()ln f x ax x =-的图像相切,则a 的值为__________. 16.已知曲线()32ln 3x f x x x=+在点()()1,1f 处的切线的倾斜角为α,则222sin cos 2sin cos cos ααααα-+= ____________ 17.已知函数1()f x x x=+和点(1,0)P ,过点P 作曲线()y f x =的两条切线PM ,PN ,切点分别为M ,N ,则直线MN 的斜率等于____.18.已知()f x 的导函数为'()f x ,且满足关系式()3'(2)ln f x xf x =+,则(1)f '的值为___.19.设()0sin f x x =,()()10'f x f x =,()()21'f x f x =,…,()()1'n n f x f x +=,n N ∈,则()20170f = __________20.函数2(0)y x x =>的图象在点2(,)n n a a 处的切线与x 轴的交点的横坐标为1,n a n +为正整数,若116a =,则135+a a a +=________.三、解答题21.已知函数()e 2(xf x x e =--是自然对数的底数).(1)求函数()f x 的图象在点()0,1A -处的切线方程;(2)若k 为整数,且当0x >时,(1)()10x k f x x '-+++>恒成立,其中()f x '为()f x 的导函数,求k 的最大值. 22.已知.(1)若曲线在处的切线与直线平行,求a 的值;(2)当时,求的单调区间.23.已知函数()31132f x x =+. (1)求曲线y =f (x )在点516P ⎛⎫⎪⎝⎭,处的切线与坐标轴围成的三角形的面积;(2)求过点122A ⎛⎫ ⎪⎝⎭,作曲线y =f (x )的切线方程. 24.已知函数()()()321166,32f x x a x ax b a b R =-+++∈. (1)若函数()f x 的图象过原点,且在原点处的切线斜率为2-,求a 、b 的值; (2)若在区间()2,3上,函数()f x 不单调,求a 的取值范围. 25.已知函数22y x =,函数图象上有两动点()11,A x y 、()22,B x y . (1)用1x 表示在点A 处的切线方程;(2)若动直线AB 在y 轴上的截距恒等于1,函数在A 、B 两点处的切线交于点P ,求证:点P 的纵坐标为定值. 26.已知曲线2:2C y x x =-+. (1)求曲线C 在点()1,2处的切线方程, (2)求过点()2,3且与曲线C 相切的直线的方程.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.B 解析:B 【分析】求出()1f '-和()0f ,可得出n a 的表达式,进而可计算得出50a 的值. 【详解】()()()()()123f x x x x x n =++++,其中2n ≥且n *∈N ,()()()()()()()2313f x x x x n x x x n '∴=++++++++()()()121x x x n ++++-,()()11231f n '∴-=⨯⨯⨯⨯-,()()01231f n n =⨯⨯⨯⨯-⨯,则()()110n f a f n'-==, 因此,50150a =. 故选:B. 【点睛】本题考查导数值的计算,考查计算能力,属于中等题.2.C解析:C 【分析】利用导数的几何意义得出()f x 在()0,2的切线l 的方程,设切线l 在函数3231y x x x =---上的切点为00,x y ,结合导数的几何意义得出在点00,x y 的切线方程,并将点()0,2代入切线方程和函数3231y x x x =---,求出01x =-,00y =,再代入2y kx =+,即可得出k 的值. 【详解】∵()cos f x k x '=,∴()0f k '=,所以在()0,2的切线l 的方程为直线2y kx =+设切线l 在函数3231y x x x =---上的切点为00,x y 由2323y x x '=--,得出0200323x x y x x ='=--故切线方程为()()20000323y y x x x x -=---由()()200003200002323031y x x x y x x x ⎧-=---⎪⎨=---⎪⎩整理得3200230x x -+=,即32200022330x x x +-+=所以()()002012330x x x +-+=,所以()20031512048x x ⎛⎫⎛⎫+-+= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭解得01x =-,00y = 代入2y kx =+,解得2k =. 故选:C 【点睛】本题主要考查了导数几何意义的应用,属于中档题.3.A解析:A 【分析】2y kx =+是曲线()y f x =在3x =处的切线求出=(3)k f ,由图(3)=1f ,对2()()g x x f x =求导取值可得.【详解】2y kx =+是曲线()y f x =在3x =处的切线,所以切点(3,1)代入切线方程得1=(3)=3k f ,又(3)=1f 2()()g x x f x =,2()2()+()g x xf x x f x ''=, (3)6(3)+9(3)=3g f f ''∴=故选:A. 【点睛】本题考查导数的几何意义.根据导数的几何意义求参数值的思路根据导数的几何意义求参数的值时,一般是利用切点00)(P x y ,既在曲线上又在切线上构造方程组求解.4.B解析:B 【分析】先求函数()2f x x =的图象在1x =处的切线,再根据该切线也是函数()e xg x a=图象的切线,设出切点即可求解. 【详解】由()2f x x =,得()2f x x '=,则()12f '=,又(1)1f =,所以函数()2f x x =的图象在1x =处的切线为12(1)y x -=-,即21y x =-.设21y x =-与函数()e xg x a=的图象相切于点00(,)x y ,由e ()xg x a '=,可得00000e ()2,e ()21,x x g x ag x x a ⎧==⎪⎪⎨⎪==-⎩'⎪解得32031,e =222x a ==. 故选:B. 【点睛】本题考查导数的几何意义与函数图象的切线问题.已知切点时,可以直接利用导数求解;切点未知时,一般设出切点,再利用导数和切点同时在切线和函数图象上列方程(组)求解.5.A解析:A 【分析】 化简得到221lim 221n n n n →∞+-+,利用极限公式得到答案.【详解】22222112(1)121lim lim lim 0112221(1)12n n n n n n n n n n n n→∞→∞→∞+-++===-+-+-+ 故选:A 【点睛】本题考查了极限的计算,意在考查学生的计算能力.6.B解析:B 【分析】对函数求导得到导函数,代入1x =可求得()11f '=-,从而得到()f x ',代入1=x e求得结果. 【详解】由题意得:()()121f x f x''=+令1x =得:()()1211f f ''=+,解得:()11f '=-()12f x x '∴=-+12f e e ⎛⎫'∴=- ⎪⎝⎭本题正确选项:B 【点睛】本题考查导数值的求解,关键是能够通过赋值的方式求得()1f ',易错点是忽略()1f '为常数,导致求导错误.7.A解析:A 【分析】求得函数的导数,可得切线的斜率,运用点斜式方程可得切线的方程. 【详解】2xy x =-的导数为22'(2)y x =--, 可得曲线22y x =-在点()1,1-处的切线斜率为1'|2x k y ===-, 所以曲线2xy x =-在点()1,1-处的切线方程为12(1)y x +=--,即21y x =-+,故选A. 【点睛】该题考查的是有关曲线在某点处的切线方程的问题,涉及到的知识点有求导公式,导数的几何意义,直线方程的点斜式,属于简单题目.8.D解析:D 【解析】 【分析】点()0,0O 在()3232f x x x x =-+上,分点()0,0O 是曲线()f x 上的切点,和点()0,0O 不是曲线()f x 上的切点进行讨论,分别对两条曲线求导,利用切点处的导数即为切线的斜率,列方程,可解出答案. 【详解】解:点()0,0O 在()3232f x x x x =-+上,且()2'362f x x x =-+①点()0,0O 是曲线()f x 上的切点 则()k '02f ==,切线l 的方程为:2y x =设直线l 在2y x a =+上的切点为()200,P x x a +因为'2y x =,所以0k 22x ==,所以01x =,所以()1,1P a +, 又点P 在直线2l y x =:上,所以12a +=,即1a =②点()0,0O 不是曲线()f x 上的切点,设曲线()f x 上的切点为()320000,32Q x x x x -+(00x ≠)则()322000000032k '362x x x f x x x x -+==-+=,解得032x =,1k 4=-所以33,28Q ⎛⎫- ⎪⎝⎭,切线l 的方程为:14y x =-设直线l 在2y x a =+上的切点为()200,P x x a +因为'2y x =,所以01k 24x ==-,所以018x =-,所以11,864P a ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭, 又点P 在直线14l y x =-:上,所以1116448a ⎛⎫+=-⨯- ⎪⎝⎭,即164a =所以1a =或164故选:D. 【点睛】本题考查了导数的几何意义,求解与切线方程有关的问题一定要先确定切点,题中没给切点的要先设切点坐标,然后根据切点处的导数即为切线的斜率列式求解.9.A解析:A 【解析】由题得cos y x '=,设切线的倾斜角为α,则,3tan cos 1tan 1[0,][,)44k x ππαααπ==∴-≤≤∴∈⋃,故选A.10.D解析:D 【详解】因为曲线12x y e =,所以1212x y e '=切线过点(4,e 2) ∴f′(x )|x=4=12e 2, ∴切线方程为:y-e 2=12e 2(x-4), 令y=0,得x=2,与x 轴的交点为:(2,0), 令x=0,y=-e2,与y 轴的交点为:(0,-e2),∴曲线12x y e =在点(4,e 2)处的切线与坐标轴所围三角形的面积s=12×2×|-e 2|=e 2.故选D .11.B解析:B 【分析】对曲线y =xe ﹣x 进行求导,求出点P 的坐标,分析知道,过点P 直线与直线y =x +2平行且与曲线相切于点P ,从而求出P 点坐标,根据点到直线的距离进行求解即可. 【详解】∵点P 是曲线y =xe ﹣x 上的任意一点,和直线y =x +3上的动点Q ,求P ,Q 两点间的距离的最小值,就是求出曲线y =xe ﹣x 上与直线y =x +3平行的切线与直线y =x +3之间的距离.由y ′=(1﹣x )e ﹣x ,令y ′=(1﹣x )e ﹣x =1,解得x =0, 当x =0,y =0时,点P (0,0),P ,Q 两点间的距离的最小值,即为点P (0,0)到直线y =x +3的距离, ∴d min =332=22. 故选B. 【点睛】此题主要考查导数研究曲线上某点的切线方程以及点到直线的距离公式,利用了导数与斜率的关系,这是高考常考的知识点,是基础题.12.B解析:B 【解析】()()00ln 1,ln 12f x x f x x ''=+=+=,解得0x e =,故选B. 二、填空题13.4【分析】求出原函数的导函数得到函数在x=2时的导数再由两直线平行与斜率的关系求得a 值【详解】由得:又曲线在点处的切线与直线平行即故填4【点睛】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程考查两直线解析:4 【分析】求出原函数的导函数,得到函数在x =2时的导数,再由两直线平行与斜率的关系求得a 值. 【详解】 由31x y x +=-得:22134(1)(1)x x y x x ---'==--- 24x y =∴=-'又曲线31x y x +=-在点()2,5处的切线与直线10ax y +-=平行 4a ∴-=-,即4a =.故填4. 【点睛】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,考查两直线平行与斜率的关系,属于中档题.14.ln3【解析】【分析】函数f(x)=ex+ae-x 为偶函数利用f(-x)=f(x)可得:a=1f(x)=ex+e-x 利用导数的几何意义即可得出【详解】∵函数f(x)=ex+ae-x 为偶函数∴f(-x 解析:【解析】 【分析】 函数为偶函数,利用,可得:,利用导数的几何意义即可得出.【详解】 函数为偶函数,,即,可得:., ,设该切点的横坐标等于,则,令,可得,化为:,解得.,解得. 则该切点的横坐标等于. 故答案为:.【点睛】本题考查了利用导数研究切线的斜率、函数的奇偶性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.15.2【解析】【分析】设直线与曲线的的切点坐标为根据导数的几何意义求得切线的斜率为求得进而得到切点的坐标代入曲线的方程即可求解【详解】设直线与函数的的切点坐标为因为函数则所以切线的斜率为则所以代入切线的解析:2 【解析】 【分析】设直线1y x =+与曲线的的切点坐标为00(,)P x y ,根据导数的几何意义,求得切线的斜率为01k a x =-,求得011x a =-,进而得到切点的坐标,代入曲线的方程,即可求解. 【详解】设直线1y x =+与函数()ln f x ax x =-的的切点坐标为00(,)P x y , 因为函数()ln f x ax x =-,则1()f x a x'=-,所以切线的斜率为001()k f x a x =-'=, 则011a x -=,所以011x a =-,代入切线的方程得01111a y a a =+=--,即1(,)11a P a a --,把点P 代入曲线的方程可得11ln 111a a a a a =⨯+---, 整理得1ln 01a =-,解得2a =. 【点睛】本题主要考查了利用导数的几何意义求解参数问题,其中解答中根据函数在某点处的导数等于该点处的切线的斜率,求得切点的坐标,代入函数的解析式求解是解答的关键,着重考查了分析问题和解答问题的能力,属于基础题.16.【解析】【分析】根据导函数的几何意义得到【详解】曲线求导得到函数在点处的切线的倾斜角为则得到故答案为:【点睛】这个题目考查了导数的几何意义三角函数化简求值本题主要考察诱导公式同角三角函数的基本关系式解析:87【解析】 【分析】根据导函数的几何意义得到()tan 13f α'==,222sin cos 2sin cos cos ααααα-+2tan 18=2tan 17αα-=+. 【详解】曲线()32ln 3x f x x x =+,求导得到()221ln 2x f x x x-=+',函数在点()()1,1f 处的切线的倾斜角为α,则得到()tan 13f α'==,222sin cos 2sin cos cos ααααα-+2tan 18=2tan 17αα-=+故答案为:87. 【点睛】这个题目考查了导数的几何意义,三角函数化简求值,本题主要考察诱导公式、同角三角函数的基本关系式的知识,注意切弦互化这一转化思想的应用;同角三角函数的基本关系式及诱导公式要注意角的范围对三角函数符号的影响,尤其是利用平方关系求三角函数值,进行开方时要根据角的范围,判断符号后,正确取舍;注意求值与化简后的结果一般要尽可能有理化、整式化.17.2【解析】设∵函数∴∵过点作曲线的两条切线∴∴直线的方程为直线的方程为∵∴∴即是方程的两根∴∴直线的斜率故答案为2点睛:本题主要考查利用导数求切线斜率属于中档题应用导数的几何意义求切点处切线的斜率主解析:2 【解析】设11(,)M x y ,22(,)N x y . ∵函数()1f x x x=+∴21()1f x x =-' ∵过点P 作曲线()y f x =的两条切线PM ,PN ∴2111PM k x =-,2211PNk x =- ∴直线PM 的方程为11211(1)()y y x x x -=--,直线PN 的方程为22221(1)()y y x x x -=--. ∵1111y x x =+,2221y x x =+ ∴11211110()(1)(1)x x x x -+=--,22222110()(1)(1)x x x x -+=-- ∴211210x x +-=,222210x x +-=,即1x ,2x 是方程2210x x +-=的两根.∴122x x +=-,121x x ⋅=- ∴直线MN 的斜率12121212121211112MN x x y y x x k x x x x x x +---===-=--⋅.故答案为2.点睛:本题主要考查利用导数求切线斜率,属于中档题. 应用导数的几何意义求切点处切线的斜率,主要体现在以下几个方面:(1) 已知切点()()00,A x f x 求斜率k ,即求该点处的导数()0k f x '=;(2) 己知斜率k 求切点()()11,,A x f x 即解方程()1f x k '=;(3) 巳知切线过某点()()11,M x f x (不是切点) 求切点, 设出切点()()00,,A x f x 利用()()()10010f x f x k f x x x -'==-求解.18.【分析】】根据导数的计算公式求出令可得然后把x=1代入即可【详解】由可得:∴解得:∴故答案为【点睛】本题考查函数的导数的应用属基础题解析:14【分析】】根据导数的计算公式求出()f x ',令2x =可得 ()124f '=-, 然后把x=1代入即可. 【详解】由()()3'2ln f x xf x =+,可得: ()()132f x f x''=+,∴()()12322f f ''=+,解得: ()124f '=- ∴()()113214f f +'='=. 故答案为 14【点睛】本题考查函数的导数的应用,属基础题.19.1【解析】由题意由此可知在逐次求导的过程中所得的函数呈周期性变化从开始计周期是4∵是一周中的第三个函数∴∴故答案为1点睛:本题考查函数的周期性探究过程中用的是归纳推理对其前几项进行研究得出规律求解本解析:1 【解析】由题意()0sin f x x =,()()10cos f x f x x '==,()()21sin f x f x x ='=-,()()32cos f x f x x ='=-,()()43sin f x f x x ='=,由此可知,在逐次求导的过程中,所得的函数呈周期性变化,从0开始计,周期是4,∵201745041=⨯+,()2010f x 是一周中的第三个函数,∴()2017cos f x x =,∴()20170cos01f ==,故答案为1.点睛:本题考查函数的周期性,探究过程中用的是归纳推理,对其前几项进行研究得出规律,求解本题的关键一是要归纳推理的意识,一是对正、余弦函数的导数求法公式熟练掌握.本题易因为判断不准()2010f x 一周期中的第几个数而导致错误,要谨慎.20.21【解析】则斜率为切线方程为令得是以16为首项以为公比的等比数列【点睛】求曲线在某点处的切线问题可利用导数的几何意义去处理利用导数求出斜率利用直线方程的点斜式写出切线方程求出直线与x 轴的交点的横坐解析:21 【解析】2y x '=,则斜率为2n k a =,切线方程为22()n n n y a a x a -=-,令0y =,得111,22n n n n a a a a ++==,{}n a 是以16为首项,以12为公比的等比数列,1351116161621416a a a ++=+⨯+⨯=.【点睛】求曲线在某点处的切线问题,可利用导数的几何意义去处理,利用导数求出斜率,利用直线方程的点斜式写出切线方程,求出直线与x 轴的交点的横坐标,得出1n a +与n a 的关系,借助数列的知识判断数列为等比数列,写出等比数列的首项与公比,求出所要求的和.三、解答题21.(1) 1.y =-;(2)3. 【解析】试题分析:(1)切线的斜率就是该点处的导数,即'(0)k f =;(2)当时,10x e ->,不等式()(1)10x k f x x '-+++>为(1)(1)10xx k e x -+-++>,即111x x k x e +<++-,这样k 小于111xx x e +++-的最小值,因此下面只要求1()11x x g x x e +=++-的最小值.2(2)'()(1)x x x e e x g x e --=-,接着要讨论()2x h x e x =--的零点,由于()h x 在(0,)+∞上单调递增,且(1)0,(2)0h h ,因此()h x 在(0,)+∞上有唯一零点,即在上存在唯一的零点,设其为α,则'()0,(1,2)g αα=∈,可证得()g α为最小值,()2(3,4)g αα=+∈,从而整数k 的最大值为3.试题(1)()2,x f x e x x R =--∈,/()1,x f x e x R =-∈, 2分/(0)0f = 曲线()f x 在点处的切线方程为 1.y =- 4分(2)当时,10x e ->,所以不等式可以变形如下:/1(1)()10(1)(1)1011x x x x k f x x x k e x k x e +-+++>⇔-+-++>⇔<++- ① 6分 令()111xx g x x e +=++-,则 函数在上单调递增,而所以()h x 在上存在唯一的零点,故在上存在唯一的零点.设此零点为α,则. 当时,;当时,; 所以,在上的最小值为()g α.由可得 10分所以,()()23,4.g αα=+∈由于①式等价于.故整数k 的最大值为3. 12分考点:导数与切线,不等式恒成立,导数与单调性,函数的零点. 22.(1);(2)单调递增区间为,;单调递减区间为【解析】试题分析:(1)先求导数,由条件知f'(-1)=2,然后求解.(2)求函数的导数,利用导数不等式求函数的单调区间 试题(1)由题意得 ∴∴(2) ∵,∴∴,令,得令,得∴单调递增区间为,单调递减区间为极大值为,极小值为考点:利用导数研究函数的单调性;利用导数研究曲线上某点切线方程 23.(1)172;(2)y 12=或18x ﹣2y ﹣35=0.【分析】 (1)函数()31132f x x =+的导数为()f x '=x 2,曲线y =f (x )在点516P ⎛⎫⎪⎝⎭,处的切线的斜率为k =1,写出切线的方程,分别令x =0,y =0,得到在x ,y 轴上的截距,再利用三角形面积公式求解. (2)易得A (2,12)不在图象上,设切点为(m ,n ),则切线的斜率为m 2,切线的方程为y ﹣n =m 2(x ﹣m ),再由231221132n m m n m ⎧-⎪=⎪-⎨⎪=+⎪⎩求解.【详解】(1)因为函数()31132f x x =+, 所以()f x '=x 2, 所以()1=1f '所以曲线y =f (x )在点516P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,处的切线的斜率为k =1, 则切线的方程为y 56-=x ﹣1,即为6x ﹣6y ﹣1=0,令x =0,可得y 16=-;y =0,可得x 16=. 则切线与坐标轴围成的三角形的面积为S 111126672=⨯⨯=; (2)由A (2,12)和()31132f x x =+,可得f (2)811322=+≠, 即A 不在f (x )的图象上,设切点为(m ,n ),则切线的斜率为m 2, 切线的方程为y ﹣n =m 2(x ﹣m ),则231221132n m m n m ⎧-⎪=⎪-⎨⎪=+⎪⎩, 解得012m n =⎧⎪⎨=⎪⎩或3192m n =⎧⎪⎨=⎪⎩,故切线的方程为y 12=或18x ﹣2y ﹣35=0. 【点睛】本题主要考查导数的几何意义及其应用,还考查了运算求解的能力,属于中档题. 24.(1)13a =-,0b =;(2)()2,3. 【分析】(1)根据题意可得()()0002f f ⎧=⎪⎨=-'⎪⎩,进而可解得a 、b 的值;(2)根据题意可知,函数()y f x =在区间()2,3上有极值点,设()()x f x ϕ'=,分函数()y x ϕ=在区间()2,3只有一根,或两根,利用二次函数零点分布可得出关于a 的不等式组,由此可解得a 的取值范围. 【详解】 (1)()000f b =⇒=,()()266f x x a x a ∴'=-++,()062f a '==-,解得13a =-;(2)由题意得()0f x '=在()2,3上有解,令()()266x x a x a ϕ=-++.①一根在()2,3上,()()632202330a a ϕϕ+⎧≥⎪⎪>⇒<<⎨⎪<⎪⎩或()()6222030a ϕϕ+⎧≤⎪⎪<⎨⎪>⎪⎩,该不等式组无解; ②两根在()2,3上,()()()2624062322030a a a ϕϕ⎧∆=+->⎪+⎪<<⎪⎨⎪>⎪>⎪⎩ ,该不等式组无解. 综上()2,3a ∈. 【点睛】本题难度一般.第一问考查了导函数的几何意义,第二问直接考查了导函数的极值问题,间接考查了二次方程根的分布问题,属于中等题. 25.(1)21142y x x x =-;(2)证明见解析. 【分析】(1)利用导数求出切线的斜率,然后利用点斜式可得出所求切线的方程;(2)设直线AB 的方程为1y kx =+,将该直线的方程与抛物线的方程联立,列出韦达定理,将两切线方程联立,求出点P 的纵坐标,进而可证得结论. 【详解】 (1)22y x =,4y x '∴=,所以,函数22y x =在点A 处的切线斜率为14x ,因此,函数22y x =在点A 处的切线方程为()211124y x x x x -=-,即21142y x x x =-;(2)设直线AB 的方程为1y kx =+,联立212y kx y x=+⎧⎨=⎩,得2210x kx --=, 由韦达定理得122k x x +=,1212x x =-. 由于抛物线22y x =在点A 处的切线方程为21142y x x x =-,则该抛物线在点B 处的切线方程为22242y x x x =-,联立2112224242y x x x y x x x ⎧=-⎨=-⎩,解得121222x x x y x x +⎧=⎪⎨⎪=⎩, 因此,点P 的纵坐标为1221x x =-(定值). 【点睛】本题考查抛物线切线方程的求解,同时也考查了抛物线中定值问题的证明,考查推理能力与运算求解能力,属于中等题. 26.(1)10x y -+=;(2)见解析【分析】(1)首先由导函数求得切线的斜率,然后求解切线方程即可;(2)首先设出切点坐标,然后结合点的坐标求得切点横坐标,最后由切点坐标可得满足题意的切线方程. 【详解】(1)曲线2:2C y x x =-+,21y x '∴=-,斜率1|1x k y '===∴曲线22y x x =-+在()1,2处的切线方程为21y x -=-即10x y -+=(2)∵点()2,3不在曲线22y x x =-+上.设过点()2,3与曲线C 相切的直线其切点为()2000,2x x x -+则切点处的斜率为021x -.∴切线方程为()()()20000221()y x x x x x --+=--*,又因为此切线过点()2,3.()()()2000032212x x x x ∴--+=--,解得01x =或03x =代入()*式得过点()2,3与曲线2:2C y x x =-+相切的直线方程为10x y -+=或570x y --=.【点睛】导数运算及切线的理解应注意的问题:一是利用公式求导时要特别注意除法公式中分子的符号,防止与乘法公式混淆. 二是直线与曲线公共点的个数不是切线的本质,直线与曲线只有一个公共点,直线不一定是曲线的切线,同样,直线是曲线的切线,则直线与曲线可能有两个或两个以上的公共点.三是复合函数求导的关键是分清函数的结构形式.由外向内逐层求导,其导数为两层导数之积.。
一、选择题1.已知函数y =f (x )的图象在点M (1,f (1))处的切线方程是y =x +2,则f (1)+f ′(1)=( )A .1B .3C .4D .52.已知函数()2f x x bx =-的图象在点()()1,1A f 处的切线l 与直线320x y -+=平行,若数列()1f n ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭的前n 项和为n S ,则2019S 的值为( ) A .20192020 B .20182019 C .20172018 D .20182017 3.若函数f (x )=alnx (a ∈R )与函数g (x )x =在公共点处有共同的切线,则实数a 的值为( )A .4B .12C .2eD .e 4.函数()2221sin cos 622x x f x x =+-的导函数()y f x '=的图象大致是( ) A . B .C .D .5.已知()4cos 72f x ax b x x =++-.若()20186f '=,则()2018f '-=( ) A .6-B .8-C .6D .86.函数22sin 22()([,0)(0,])133x x f x x x ππ=∈-+的图像大致为( )A .B .C .D .7.已知函数()ln ln x x f x e x e a x =-+的图象在点()()1,1T f 处的切线经过坐标原点,则a=( )A .e -B .eC .1e e ---D .1e -8.函数()(cos )x f x a x e =+,若曲线()y f x =在点,33f ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭处的切线垂直于y 轴,则实数a =( ) A 31-B 13-C 31+ D .31+9.已知(,()),(,())M t f t N s g s 是函数()ln f x x =,()21g x x =+的图象上的两个动点,则当MN 达到最小时,t 的值为 ( )A .1B .2C .12D .35510.对任意的a ∈R ,曲线y =e x (x 2+ax+1-2a)在点P(0,1-2a)处的切线l 与圆C :(x-1)2+y 2=16的位置关系是( )A .相交B .相切C .相离D .以上均有可能 11.设正弦曲线y =sin x 上一点P ,以点P 为切点的切线为直线l ,则直线l 的倾斜角的范围是( )A .30,,44πππ⎡⎤⎡⎫⋃⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭ B .[0,π) C .3,44ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦ D .[0,4π]∪[2π,34π] 12.已知ln 0a b -=,1c d -=,则22()()a c b d -+-的最小值是( ).A .1BC .2D .二、填空题13.设l 是2y x=图象的一条切线,问l 与坐标轴所围成的三角形面积为______. 14.已知223,1()ln ,1x x x f x x x ⎧--+≤=⎨>⎩,若函数1()2y f x kx =-+有4个零点,则实数k 的取值范围是______.15.已知函数32()1(0,0)32x b f x x ax a b =-++>>,则函数'()()ln f x g x a x a =+在点(,())b g b 处切线的斜率的最小值是________.16.已知曲线()32ln 3x f x x x=+在点()()1,1f 处的切线的倾斜角为α,则222sin cos 2sin cos cos ααααα-+= ____________ 17.已知函数1()f x x x=+和点(1,0)P ,过点P 作曲线()y f x =的两条切线PM ,PN ,切点分别为M ,N ,则直线MN 的斜率等于____.18.已知函数()'cos sin 4f x f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则4f π⎛⎫ ⎪⎝⎭的值为__________. 19.已知()f x 的导函数为'()f x ,且满足关系式()3'(2)ln f x xf x =+,则(1)f '的值为___. 20.已知点P 在曲线sin y x =上,a 为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则a 的取值范围是__________.三、解答题21.已知函数22()(2)ln 2f x x x x ax =-⋅++.(1)当1a =-时,求()f x 在(1,(1))f 处的切线方程;(2)设函数()()2g x f x x =--,函数()g x 有且仅有一个零点.(i )求a 的值;(ii )若2e x e -<<时,()g x m ≤恒成立,求m 的取值范围.22.已知函数()1x f x e ax =+-(e 为自然对数的底数).(Ⅰ)当1a =时,求曲线()f x 在点(1,(1))f 处的切线与坐标轴围成的三角形的面积; (Ⅱ)若2()f x x ≥在区间(0,1)上恒成立,求实数a 的取值范围.23.已知函数()()()11ln x ax a f x x x--+=-. (1)当1a =时,求曲线()y f x =在()(),e f e 处的切线方程;(2)当0x >且1x ≠,不等式()11ln 1a x x x x +-<-恒成立,求实数a 的值. 24.已知函数()()3123f x x ax a a R =-+∈. ()1当1a =时,求曲线()f x 在()()2,2f 处的切线方程;()2过点()2,0作()y f x =的切线,若所有切线的斜率之和为1,求实数a 的值.25.已知函数图象上一点,且在点处的切线与直线平行.(1)求函数的解析式; (2)求函数在区间上的最大值和最小值; (3)关于的方程在区间上恰有两个相异的实根,求实数的取值范围. 26.已知函数3()16f x x x =+-.(1)求曲线()y f x =在点(1,14)-处的切线方程;(2)直线l 为曲线()y f x =的切线且过原点,求直线l 方程.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.C解析:C 【分析】根据切线的定义得到()13f =,()'11f =,相加得到答案.【详解】根据题意知:()1123f =+=,()'11f =,故()()'114f f +=. 故选:C.【点睛】本题考查了切线方程,属于简单题.2.A解析:A【分析】利用导数的几何意义,可求出直线l 的斜率,进而由l 与直线320x y -+=平行,可求出b ,从而可得到()1111f n n n =-+,进而求出2019S 即可. 【详解】由题意,()2f x x b '=-,则()12f b '=-,所以直线l 的斜率为2b -,又直线320x y -+=的斜率为3,所以23b -=,解得1b =-.则()2f x x x =+,故()211111f n n n n n ==-++, 所以201911111111201911223342019202020202020S ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+-++-=-= ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 故选:A.【点睛】 本题考查导数的几何意义的应用,考查平行直线的性质,考查利于裂项相消求和法求数列的前n 项和,属于中档题. 3.C解析:C【分析】根据公共点处函数值相等、导数值相等列出方程组求出a 的值和切点坐标,问题可解.【详解】由已知得()()a f x g x x ''==,, 设切点横坐标为t ,∴alnt a t ⎧=⎪⎨=⎪⎩,解得22e t e a ==,. 故选:C.【点睛】本题考查导数的几何意义和切线方程的求法,以及利用方程思想解决问题的能力,属于中档题.4.C解析:C【分析】将函数()y f x =的解析式化简,求出其导数()1sin 3f x x x '=+,,然后结合导函数的符号排除错误选项即可确定导函数的图像.【详解】因为()222211sin cos cos 6226x x f x x x x =+-=-,()1sin 3f x x x '∴=+. 当03x <≤时,103x >,sin 0x >,则()1sin 03f x x x '=+>; 当3x >时,113x >,1sin 1x -≤≤,则()1sin 03f x x x '=+>.所以,当0x >时,()1sin 03f x x x '=+>,排除ABD 选项, 故选:C.【点睛】 本题考查函数图象的识别,给定函数解析式,一般要结合函数的定义域、奇偶性、单调性(导数)、特殊值符号、零点等知识进行逐一排除,考查分析问题和解决问题的能力,属于中等题.5.D解析:D【分析】分析()f x 的导函数()f x ',构造关于()f x '的新函数,借助新函数奇偶性即可计算()2018f '-的值.【详解】因为()4cos 72f x ax b x x =++-,所以()34sin 7f x ax b x '=-+,所以()374sin f x ax b x '-=-,令()()374sin g x f x ax b x '=-=-,所以()()34sin g x ax x g x -=-+=-且函数()g x 定义域为R 关于原点对称, 所以()g x 是奇函数,所以()()201820180g g +-=,所以()()20187201870f f ''-+--=⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦,所以()20181468f '-=-=.故选:D.【点睛】本题考查函数奇偶性的应用,难度一般.一般地,形如()()()0g x f x c c =+≠的函数中,已知()f x 为奇函数,根据()f a 的值求解()f a -的值的方法:构造新函数()g x c -,根据新函数的奇偶性求解()f a -的值.6.A解析:A【分析】 根据解析式判断函数的奇偶性,2f π⎛⎫⎪⎝⎭的正负,以及2f π⎛⎫ ⎪⎝⎭'的正负,即可进行选择. 【详解】 因为()221x sinx f x x =+,()221x sinx f x x -=-+,且定义域关于原点对称, 故()f x 是奇函数,排除选项C ;因为2220212f πππ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎝⎭=> ⎪⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭,故排除选项D ; 因为()()()()223222121xsinx x cosx x x sinx f x x ++-=+',故可得220212f πππ⎛⎫=> ⎪⎝⎭⎡⎤⎛⎫+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦' 故函数()f x 在点(),2f x π⎛⎫ ⎪⎝⎭处的切线的斜率为正数,故排除选项B ; 故选:A.【点睛】本题考查函数图像的识别,涉及函数的奇偶性,特值的把握,利用导数研究函数某点处切线的斜率,属综合中档题.7.A解析:A【分析】利用导数求出函数()y f x =在点()()1,1T f 处的切线方程,再将原点的坐标代入切线方程可求出实数a 的值.【详解】 ()ln ln x x f x e x e a x =-+,()1f e ∴=-,切点为()1,T e -,()ln x xx e a f x e x e x x '=+-+,()1f a '=, 所以,函数()y f x =的图象在点T 处的切线方程为()1y e a x +=-,由于该直线过原点,则a e -=,解得a e =-,故选A.【点睛】本题考查切线过点的问题,一般先利用导数求出切线方程,再将所过点的坐标代入切线方程求解,考查运算求解能力,属于中等题.8.A解析:A【解析】【分析】首先求得导函数的解析式,然后利用导数与函数切线的关系得到关于a 的方程,解方程即可确定a 的值.【详解】由函数的解析式可得:()(cos sin )x f x a x x e '=+-,曲线()y f x =在点,33f ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭处的切线垂直于y 轴,则:310322f a e ππ'⎛⎛⎫=+-⋅= ⎪ ⎝⎭⎝⎭,解得:a =. 故选A .【点睛】本题主要考查导数的几何意义,导函数与函数切线的关系等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.9.C解析:C【分析】求得()f x 图像上切线斜率为2的切点的横坐标,即是t 的值.【详解】依题意可知,当()f x 图像上的切线和()21g x x =+平行时,MN 取得最小值,令()'12f x x ==,解得12x =,故12t =,所以选C. 【点睛】本小题考查函数导数,考查切线斜率与导数的对应关系,属于基础题.10.A解析:A【解析】【分析】求出曲线y =e x (x 2+ax +1﹣2a )在点P (0,1﹣2a )处的切线l 恒过定点(﹣2,﹣1),代入:(x ﹣1)2+y 2﹣16,可得9+1﹣16<0,即定点在圆内,即可得出结论.【详解】∵y=e x (x 2+ax+1-2a ),∴y′=e x (x 2+ax+2x+1-a ),x=0时,y′=1-a ,∴曲线y=e x (x 2+ax+1-2a )在点P (0,1-2a )处的切线y-1+2a=(1-a )x ,恒过定点(-2,-1),代入:(x-1)2+y 2=16,可得9+1-16<0,即定点在圆内, ∴切线l 与圆C :(x-1)2+y 2=16的位置关系是相交.故选:A .【点睛】本题考查导数的几何运用,考查直线与圆的位置关系,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.11.A解析:A【解析】由题得cos y x '=,设切线的倾斜角为α,则,3tan cos 1tan 1[0,][,)44k x ππαααπ==∴-≤≤∴∈⋃,故选A. 12.C解析:C【分析】设点(),b a 是曲线:ln C y x =上的点,点()d c ,是直线:1l y x =+上的点;()()22a cb d -+-可看成曲线C 上的点到直线l 上的点的距离的平方.然后将问题转化为求曲线C 上一点到直线l 距离的最小值的平方,直接对函数ln y x =求导,令导数为零,可求出曲线C 上到直线l 距离最小的点,然后利用点到直线的距离公式可求出最小距离,从而得出答案.【详解】设(),b a 是曲线:ln C y x =上的点,()d c ,是直线:1l y x =+上的点;()()22a c b d -+-可看成曲线C 上的点到直线l 上的点的距离的平方. 对函数ln y x =求导得1y x '=,令1y '=,得1x =, 所以,曲线C 上一点到直线l 上距离最小的点为()10,, 该点到直线l的距离为 因此,()()22a c b d -+-的最小值为22=. 故选C . 【点睛】本题考查距离的最值问题,将问题进行转化是解本题的关键,属于中等题.二、填空题13.4【分析】根据导数的几何意义求出切线的方程进而求得轴上的截距即可求得结果【详解】因为故可得设切点为则过切点的切线方程为且则切线在轴上的截距分别为则与坐标轴所围成的三角形面积故答案为:4【点睛】本题考 解析:4【分析】根据导数的几何意义,求出切线的方程,进而求得,x y 轴上的截距,即可求得结果.【详解】 因为2y x =,故可得22y x'=-,设切点为()00,x y , 则过切点的切线方程为()00202y y x x x -=--,且002x y =, 则切线在,x y 轴上的截距分别为0042,x x ,则l 与坐标轴所围成的三角形面积0014242S x x =⨯⨯=. 故答案为:4.【点睛】 本题考查利用导数的几何意义求切线的方程,属中档题.14.【分析】转化条件得有4个零点令画出两函数的图象后可得当函数过点和时函数与的图象相切时函数与的图象恰有3个交点;当在两者范围之间时满足条件利用导数的性质求出函数与的图象相切时的值即可得解【详解】由题意解析:1(2 【分析】 转化条件得1()2f x kx =-有4个零点,令()12g x kx =-,画出两函数的图象后可得当函数()g x 过点10,2⎛⎫- ⎪⎝⎭和()1,0时、函数()g x 与()ln 1y x x =>的图象相切时,函数()g x 与()f x 的图象恰有3个交点;当k 在两者范围之间时,满足条件,利用导数的性质求出函数()g x 与()ln 1y x x =>的图象相切时k 的值即可得解.【详解】 由题意1()2y f x kx =-+有4个零点即1()2f x kx =-有4个零点, 设()12g x kx =-,则()g x 恒过点10,2⎛⎫- ⎪⎝⎭, ∴函数()g x 与()f x 的图象有4个交点,在同一直角坐标系下作出函数()g x 与()f x 的图象,如图, 由图象可知,当12k <时,函数()g x 与()f x 的图象至多有2个交点; 当函数()g x 过点10,2⎛⎫-⎪⎝⎭和()1,0时,12k =,此时函数()g x 与()f x 的图象恰有3个交点; 当函数()g x 与()ln 1y x x =>的图象相切时,设切点为(),ln a a ,1y x'=, ∴1k a =,∴1ln 12a a a +=,解得a =∴e k e=,此时函数()g x 与()f x 的图象恰有3个交点;当ek e>时,两函数图象至多有两个交点; ∴若要使函数1()2y f x kx =-+有4个零点,则1(,)2k e e∈.故答案为:1(,)2ee.【点睛】本题考查了函数的零点问题和导数的几何意义,考查了数形结合思想,属于中档题.15.2【解析】【分析】根据已知条件得到的导函数根据限制性条件和基本不等式进行解答【详解】因为所以又因为所以(b )所以斜率的最小值是2故答案是:2【点睛】本题主要考查导数的计算和基本不等式求最值根据导数的解析:2 【解析】 【分析】根据已知条件得到()()f x g x alnx a'=+的导函数,根据限制性条件0a >,0b >和基本不等式 进行解答. 【详解】 因为()()f x g x alnx a'=+, 所以2()a x b g x x a-'=+. 又因为0a >,0b >, 所以g '(b )22a b b a ab a b b-=+=+, 所以斜率的最小值是2. 故答案是:2.【点睛】本题主要考查导数的计算和基本不等式求最值,根据导数的几何意义求出切线斜率是解决本 题的关键.16.【解析】【分析】根据导函数的几何意义得到【详解】曲线求导得到函数在点处的切线的倾斜角为则得到故答案为:【点睛】这个题目考查了导数的几何意义三角函数化简求值本题主要考察诱导公式同角三角函数的基本关系式解析:87【解析】 【分析】根据导函数的几何意义得到()tan 13f α'==,222sin cos 2sin cos cos ααααα-+2tan 18=2tan 17αα-=+. 【详解】曲线()32ln 3x f x x x =+,求导得到()221ln 2x f x x x -=+',函数在点()()1,1f 处的切线的倾斜角为α,则得到()tan 13f α'==,222sin cos 2sin cos cos ααααα-+2tan 18=2tan 17αα-=+故答案为:87. 【点睛】这个题目考查了导数的几何意义,三角函数化简求值,本题主要考察诱导公式、同角三角函数的基本关系式的知识,注意切弦互化这一转化思想的应用;同角三角函数的基本关系式及诱导公式要注意角的范围对三角函数符号的影响,尤其是利用平方关系求三角函数值,进行开方时要根据角的范围,判断符号后,正确取舍;注意求值与化简后的结果一般要尽可能有理化、整式化.17.2【解析】设∵函数∴∵过点作曲线的两条切线∴∴直线的方程为直线的方程为∵∴∴即是方程的两根∴∴直线的斜率故答案为2点睛:本题主要考查利用导数求切线斜率属于中档题应用导数的几何意义求切点处切线的斜率主解析:2 【解析】设11(,)M x y ,22(,)N x y . ∵函数()1f x x x=+ ∴21()1f x x =-' ∵过点P 作曲线()y f x =的两条切线PM ,PN∴2111PM k x =-,2211PNk x =- ∴直线PM 的方程为11211(1)()y y x x x -=--,直线PN 的方程为22221(1)()y y x x x -=--. ∵1111y x x =+,2221y x x =+ ∴11211110()(1)(1)x x x x -+=--,22222110()(1)(1)x x x x -+=-- ∴211210x x +-=,222210x x +-=,即1x ,2x 是方程2210x x +-=的两根. ∴122x x +=-,121x x ⋅=- ∴直线MN 的斜率12121212121211112MN x x y y x x k x x x x x x +---===-=--⋅.故答案为2.点睛:本题主要考查利用导数求切线斜率,属于中档题. 应用导数的几何意义求切点处切线的斜率,主要体现在以下几个方面:(1) 已知切点()()00,A x f x 求斜率k ,即求该点处的导数()0k f x '=;(2) 己知斜率k 求切点()()11,,A x f x 即解方程()1f x k '=;(3) 巳知切线过某点()()11,M x f x (不是切点) 求切点, 设出切点()()00,,A x f x 利用()()()10010f x f x k f x x x -'==-求解.18.【解析】解得故故答案为 解析:1【解析】()''sin cos 4f x f x x π⎛⎫=-⋅+ ⎪⎝⎭,''sin cos 4444ff ππππ⎛⎫⎛⎫∴=-⋅+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得'14f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,故)'cos sin 114444f f ππππ⎛⎫⎛⎫=+== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故答案为1.19.【分析】】根据导数的计算公式求出令可得然后把x=1代入即可【详解】由可得:∴解得:∴故答案为【点睛】本题考查函数的导数的应用属基础题解析:14【分析】】根据导数的计算公式求出()f x ',令2x =可得 ()124f '=-, 然后把x=1代入即可. 【详解】由()()3'2ln f x xf x =+,可得: ()()132f x f x''=+, ∴()()12322f f ''=+,解得: ()124f '=- ∴()()113214f f +'='=. 故答案为 14【点睛】本题考查函数的导数的应用,属基础题.20.【解析】由题意可得:即切线的斜率取值范围为据此可知倾斜角的取值范围是解析:3044πππ⎡⎤⎡⎫⋃⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭,,【解析】由题意可得:[]'cos 1,1y x =∈-,即切线的斜率取值范围为[]1,1-,据此可知倾斜角a 的取值范围是3044πππ⎡⎤⎡⎫⋃⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭,,. 三、解答题21.(1)340x y (2)(ⅰ)a=1(ⅱ)223m e e ≥-【解析】试题分析:(1)当a=﹣1时,函数f (x )=(x 2﹣2x )lnx+ax 2+2=(x 2﹣2x )lnx ﹣x 2+2,求出f′(x ),则k=f′(1),代入直线方程的点斜式可得切线的方程. (2)①令g (x )=f (x )﹣x ﹣2=0,则(x 2﹣2x )•lnx+ax 2+2=x+2,即()12ln x xa x--⋅=,构造函数h (x )=()12ln x xx--⋅,确定h (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,可得h (x )max =h (1)=1,即可求a 的值; ②当a=1时,g (x )=(x 2﹣2x )•lnx+x 2﹣x ,若2e x e -<<,g (x )≥m ,只需g (x )min ≥m .试题(1)当1a =-时,()()222ln 2f x x x x x =--+,()0,x ∈+∞,∴()()()22ln 22f x x x x x =-+--' ()13f ∴'=-,又()11f = ∴()f x 在()()1,1f 处的切线方程340x y +-=.(2)(ⅰ)令()()20g x f x x =--=,则()222ln 22x x x ax x -++=+∴()12ln x xa x--⋅=令()()12ln x xh x x--⋅=, 则()2221122ln 12ln x x x h x x x x x ---=-+'-=. 令()12ln t x x x =--,则()221x t x x x'--=--= ()0,x ∈+∞, ()0t x '<,∴()t x 在()0,+∞上是减函数 又()()110t h '==,∴当01x <<时,()0h x '>,当1x <时,()0h x '<, ∴()h x 在()0,1上单调递增,在()1,+∞上单调递减,()()max 11h x h ∴==,∴当函数()g x 有且只有一个零点时,1a =.(ⅱ)当1a =,()()222ln g x x x x x x =-+-,若2e x e -<<时,()g x m ≤恒成立,只需()max ,g x m ≤ ()()()132ln g x x x '=-+.令()0g x '=得1x =或32x e -=,2e x e -<<,∴函数()g x 在322,e e --⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在32,1e -⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递减,在()1,e 上单调递增.又∵33322122g e e e ---⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭, ()223g e e e =-()333322213222222g e e e e e e e g e ----⎛⎫⎛⎫=-+<<<-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即()32g e g e -⎛⎫< ⎪⎝⎭.∴()()2max 23g x g e e e ==-,223m e e ∴≥-.22.(Ⅰ)12(1)e +(Ⅱ)2a e ≥-【解析】试题分析:(I )当a=1时,f (x )=e x +x-1,根据导数的几何意义可求得在点(1,f (1))处的切线的斜率,再由点斜式即可得切线方程,分别求出切线与x 轴、y 轴的交点A 、B ,利用直角三角形的面积公式即可求得;(II )将f (x )≥x 2在(0,1)上恒成立利用参变量分离法转化为21xx ea x+-≥在(0,1)上恒成立,再利用导数研究不等式右边的函数的单调性,从而求出函数的最大值,即可求出a 的取值范围. 试题(Ⅰ)∵当1a =时,()1xf x e x =+-,()1111f e e =+-=,()'1x f x e =+,()1'111f e e =+=+,∴函数()f x 在点()()1,1f 处的切线方程为()()11y e e x -=+-, 即()11y e x =+-.设切线与,x y 轴的交点分别为,A B , 令0x =得,1y =-,令0y =得,11x e =+, ∴1,01A e ⎛⎫ ⎪+⎝⎭,()0,1B -,∴()11112121OAB S e e ∆=⨯⨯=++, ∴函数()f x 在点()()1,1f 处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为()121e +.(Ⅱ)由()()()20,1f x x x ≥∈得,21x x ea x+-≥.令()211x xx e e h x x x x x+-==+-,则()()2211'1x e x h x x x -=-- ()()211x x x ex-+-=, 令()1xk x x e =+-,则()'1xk x e =-.∵()0,1x ∈,∴()'10xk x e =-<,()k x 在区间()0,1上为减函数,∴()()00k x k <=.又10x -<,20x >,∴()()()211'0x x x e h x x-+-=>,∴()h x 在区间()0,1上为增函数,()()12h x h e <=-, 因此只需2a e ≥-即可满足题意. 点睛:函数问题经常会遇见恒成立的问题:(1)根据参变分离,转化为不含参数的函数的最值问题;(2)若()0f x >就可讨论参数不同取值下的函数的单调性和极值以及最值,最终转化为min ()0f x > ,若()0f x <恒成立max ()0f x ⇔<;(3)若()()f x g x > 恒成立,可转化为min max ()()f x g x >(需在同一处取得最值). 23.(1)()10e x ey e -+-=(2)12a = 【解析】试题分析:(1)根据导数几何意义得切线斜率为()f e ',再根据点斜式得切线方程(2)根据分母符号转化为:1x >时()0max f x <,01x <<时()0min f x >,研究()f x ,其导函数有两个零点1x =或11x a =-,根据11a-与0,1大小分类讨论,确定函数单调性,进而确定函数最值,解对应不等式可得实数a 的值.试题(1)1a =时,()ln 1f x x x =-+,()2f e e =- ∴切点为(),2e e -()11f x x '=-,()11f e e '=- ∴切线方程为11e y x e-=+ 即曲线()y f x =在()(),e f e 处的切线方程()10e x ey e -+-= (2)∵当0x >且1x ≠时,不等式()11ln 1a x x x x+-<-恒成立 ∴x e =时()11ln 1a e e e e+-<- ∴()2101a e >>- 又()()111ln 01x ax a x x x ⎡⎤--+-<⎢⎥-⎣⎦即()101f x x <-对0x >且1x ≠恒成立 等价于1x >时()0f x <,01x <<时()0f x >恒成立 ∵()()0,11,x ∈⋃+∞()()()222111x ax a ax x af x x x --+-+-'-=-= 令()0f x '= ∵0a > ∴1x =或11x a=- ①111a ->时,即102a <<时,11,1x a ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,()0f x '> ∴()f x 在11,1a ⎛⎫- ⎪⎝⎭单调递增∴()()10f x f >=,∴102a <<不符合题意②当111a -=时,即12a =时,()0,1x ∈时()0f x '<∴()f x 在()0,1单调递减 ∴()()10f x f >=;()1,x ∈+∞时()0f x '<∴()f x 在()1,+∞单调递减∴()()10f x f <= ∴12a =符合题意 ③当1011a <-<时,即112a <<时,11,1x a ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,()0f x '> ∴()f x 在11,1a ⎛⎫- ⎪⎝⎭单调递增∴()()10f x f <=∴112a <<不符合题意④当110a-<时,即1a >时,()0,1x ∈时,()0f x '>∴()f x 在()0,1单调递增 ∴()()10f x f <= ∴1a >不符合题意 综上,12a =. 点睛:对于求不等式成立时的参数范围问题,一般有三个方法,一是分离参数法, 使不等式一端是含有参数的式子,另一端是一个区间上具体的函数,通过对具体函数的研究确定含参式子满足的条件.二是讨论分析法,根据参数取值情况分类讨论,三是数形结合法,将不等式转化为两个函数,通过两个函数图像确定条件. 24.(I)93100x y --=;(Ⅱ)4. 【解析】试题分析:(1)根据曲线的解析式求出导函数,把P 的横坐标代入导函数中即可求出切线的斜率根据点斜式可得切线的方程;(2)设出曲线过点P 切线方程的切点坐标,把切点的横坐标代入到(1)求出的导函数中即可表示出斜率,根据切点坐标和表示出的斜率,写出切线的方程,把P 的坐标代入切线方程即可得到关于切点横坐标的方程,解方程方即可得到切点横坐标的值,分别代入所设的切线方程即可的结果. 试题(Ⅰ)当a =1时,()3123f x x x =-+,∴f'(x )=x 2-1, ∴k 切=f'(2)=4-1=3. ∵()823f =, 所以切线方程为()8323y x -=-,整理得9x -3y -10=0. (Ⅱ)设曲线的切点为(x 0,y 0),则3212'3k x ax a x a ⎛⎫-+=-⎪⎝⎭切, 所以切线方程为()()202y x ax =--.又因为切点(x 0,y 0)既在曲线f (x )上,又在切线上,所以联立得()()200030002,]123y x a x y x ax a⎧=--⎪⎨=-+⎪⎩可得x 0=0或x 0=3,所以两切线的斜率之和为-a +(9-a )=9-2a =1,∴a =4.【方法点晴】本题主要考查导数的几何意义、利用导数求曲线切线,属于中档题.求曲线切线方程的一般步骤是:(1)求出()y f x =在0x x =处的导数,即()y f x =在点P 00(,())x f x 出的切线斜率(当曲线()y f x =在P 处的切线与y 轴平行时,在 处导数不存在,切线方程为0x x =);(2)由点斜式求得切线方程'00()()y y f x x x -=•-. 25.(1)(2)答案见解析 (3)【解析】 试题分析:(1)由及曲线在处的切线斜率为,即可求得,又函数过点,即可求的. (2)由(1)易知,令可得或,然后对进行分类讨论,确定函数在的单调性,即可求出函数在上的最大值和最小值; (3)构造函数,研究函数的单调性,列出该方程有两个相异的实根的不等式组,求出实数的取值范围.试题 (1)因为,曲线在处的切线斜率为,即,所以.又函数过点,即,所以.所以. (2)由,.由,得或. ①当时,在区间上,在上是减函数,所以,.②当时,当变化时,、的变化情况见下表:2-++2-2,为与中较大的一个.. 所以.(3)令,. 在上,;在上,.要使在上恰有两个相异的实根,则解得.考点:利用导数求函数的最值;利用导数求参数的范围. 26.(1)4180x y --=;(2)130x y -=. 【分析】(1)求出原函数的导函数,得到函数在x =1时的导数,即切线的斜率,然后由直线方程的点斜式得答案;(2)设出切点坐标,求出函数过切点的切线方程,由切线过原点求得切点横坐标,即可求得直线方程. 【详解】(1)(1)14f =-,2()31f x x '=+(1)4f '=,144(1)y x +=-所以曲线()y f x =在点(1,14)-处的切线方程为:4180x y --=(2)设直线l 与曲线()y f x =相切的切点坐标为()00,x y 即:()3000,16x x x +-则切线方程为()()()3200001631y x x x x x -+-=+-把(0,0)代入得308x =-,所以02x =-此时026y =-,切点(2,26)-- 所以直线l 方程为:130x y -= 【点睛】本题考查了利用导数研究在曲线上某点处的切线方程及过曲线上某点处的切线方程的求解方法,关键是区分切线所经过的点是否为切点,属于中档题.。
一、选择题1.已知函数()21f x ax =-的图像在点()()1,1A f 处的切线l 与直线820x y -+=平行,若数列()1f n ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭的前n 项和为n S ,则2013S 的值( )A .20102013B .10052013 C .40264027 D .201340272.直线y kx b =+与曲线()y f x =相切也与曲线()y g x =相切,则称直线y kx b =+为曲线()y f x =和曲线()y g x =的公切线,已知()x f x e =,()ln 2g x x =+,直线l 是()f x 与()g x 的公切线,则直线l 的方程为( ) A .1y x e=或1y x =- B .y ex =-或1y x =-- C .y ex =或1y x =+D .1y x e=-或1y x =-+ 3.函数f (x )=22x x -+ 在点 (1,2) 处的切线方程为( ) A .x +y +1=0B .x -y -1=0C .x -y +1=0D .x +y -1=04.已知()f x 的导函数为()f x ',且满足()()21ln f x xf x '=-,则1f e ⎛⎫'= ⎪⎝⎭( ) A .12e-B .2e -C .2e --D .12e--5.若点P 在曲线32y x x =-+上移动,经过点P 的切线的倾斜角为α,则α的取值范围为( ) A .02π⎡⎤⎢⎥⎣⎦, B .3024πππ⎡⎫⎡⎫⋃⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭,,C .34,ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦ D .30224πππ⎡⎫⎛⎤⋃⎪⎢⎥⎣⎭⎝⎦,, 6.函数22sin 22()([,0)(0,])133x x f x x x ππ=∈-+的图像大致为( )A .B .C .D .7.设曲线y =x n +1(n ∈N *)在(1,1)处的切线与x 轴的交点的横坐标为x n ,则log 2 014x 1+log 2014x 2+…+log 2 014x 2 013的值为()A .-log 2 0142 013B .-1C .(log 2 0142 013)-1D .18.已知直线:l y m =,若l 与直线23y x =+和曲线ln(2)y x =分别交于A ,B 两点,则||AB 的最小值为A .1B .2C .455D .2559.对任意的a ∈R ,曲线y =e x (x 2+ax+1-2a)在点P(0,1-2a)处的切线l 与圆C :(x-1)2+y 2=16的位置关系是( ) A .相交B .相切C .相离D .以上均有可能10.已知ln 0a b -=,1c d -=,则22()()a c b d -+-的最小值是( ). A .1B .2C .2D .2211.函数()cos sin f x x x x =-的图象上的点()00,x y 处的切线的斜率为k ,若()0k g x =,则函数()g x 的大致图象为( )A .B .C .D .12.下列导数运算正确的是A .()sin 'cos x x =-B .()3'3x x=C .()21log 'ln2x x =⋅ D .211'x x⎛⎫= ⎪⎝⎭ 二、填空题13.已知函数()x f x e =,则过原点且与曲线()y f x =相切的直线方程为____________. 14.函数f (x )=ax 3+x+1在x=1处的切线与直线4x ﹣y+2=0平行,则a=_____. 15.已知曲线方程为11y x=-,则曲线在()2,1P -处的切线方程为______. 16.已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且当0x <时,()322f x x x =-,曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为______________.17.如图,函数()y f x =的图象在点P 处的切线方程是29y x =-+,则(4)(4)f f '+的值为__________.18.已知在R 上可导, ()()()3311F x f x f x =-+-,则()1F '=__________.19.过点()1,1-与曲线()32f x x x =-相切的直线方程是__________.20.已知曲线1C :x y e =与曲线2C :2()y x a =+,若两条曲线在交点处有相同的切线,则实数a 的值为__________.三、解答题21.设函数f (x )=x 3+ax 2+bx+c 满足f'(0)=4,f'(-2)=0. (1)求a ,b 的值及曲线y=f (x )在点(0,f (0))处的切线方程; (2)若函数f (x )有三个不同的零点,求c 的取值范围. 22.已知函数,,曲线在处的切线方程为.(Ⅰ)求的解析式;(Ⅱ)若对,恒有成立,求的取值范围.23.设函数()bf x ax x=-,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0.(1)求y =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. 24.已知函数()x f x xe =. (1)求这个函数的导数;(2)求这个函数的图象在点1x =处的切线方程.25.已知函数22y x =,函数图象上有两动点()11,A x y 、()22,B x y .(1)用1x 表示在点A 处的切线方程;(2)若动直线AB 在y 轴上的截距恒等于1,函数在A 、B 两点处的切线交于点P ,求证:点P 的纵坐标为定值. 26.已知函数221()(1)2xf x x a e ax a x =---+,其中e a <. (1)若2a =,求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程; (2)若()f x 在(1,2)内只有一个零点,求a 的取值范围.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.D 解析:D 【分析】根据导数的几何意义求出4a =,然后()()()211111141212122121f n n n n n n ⎛⎫===- ⎪-+--+⎝⎭,然后算出11122121n n S n n ⎛⎫=-= ⎪++⎝⎭即可. 【详解】由()21f x ax =-可得()2f x ax '=因为函数()21f x ax =-的图像在点()()1,1A f 处的切线l 与直线820x y -+=平行,所以()128f a '==,即4a = 所以()()()211111141212122121f n n n n n n ⎛⎫===- ⎪-+--+⎝⎭所以11111111112335212122121n nS n n n n ⎛⎫⎛⎫=-+-++-=-= ⎪ ⎪-+++⎝⎭⎝⎭ 所以201320134027S = 故选:D 【点睛】常见数列的求和方法:公式法(等差等比数列)、分组求和法、裂项相消法、错位相减法.2.C解析:C 【分析】首先设出切点坐标,根据导数的几何意义列出等量关系,解出切点坐标,从而得到切点方程. 【详解】设()f x ,()g x 的切点分别为11(,)xx e ,22(,ln 2)x x +,()x f x e '=,1()g x x'=. 所以121x x k e ==,即1221ln ln x x x ==-. 又因为122221221ln 2ln 2ln x x x e x k x x x x +-+-==-+,所以222221ln 21ln x x x x x +-=+. 整理得22(1)(ln 1)0x x -+=,解得:21x =或21x e=. 所以()g x 的切点为(1,2)或1(,1)e ,1k =或e .切线为21y x -=-或11()y e x e-=-, 即:1y x =+或y ex =. 故选:C 【点睛】本题主要考查导数的切线问题,利用导数、切点坐标、切线斜率之间的关系进行转化为解题的关键,属于中档题.3.C解析:C 【分析】 求出()'fx ,()'1f ,点斜式写出切线方程,再化为一般式,即得答案.【详解】()()2'2,21f x x x f x x =-+∴=-, ()'12111f ∴=⨯-=.∴函数()f x 在点()1,2处的切线方程为21y x -=-,即10x y -+=. 故选:C . 【点睛】本题考查导数的几何意义,考查直线的方程,属于基础题.4.B解析:B 【分析】求导得到()()'121f x f x'=-,取1x =得到()11f '=,代入数据计算得到答案. 【详解】()()21ln f x xf x '=-,则()()'121f x f x'=-,取1x =,则()()11211f f ''=-,则()11f '=,故()12f x x '=-,12f e e ⎛⎫'=- ⎪⎝⎭. 故选:B. 【点睛】本题考查了求导函数值,计算()'11f =是解题的关键.5.B解析:B 【分析】求函数的导数,利用导数的几何意义,结合二次函数的性质和正切函数的图象和性质即可得到结论. 【详解】解:32y x x =-+的导数为231y x '=-, 设(,)P m n ,可得P 处切线的斜率为231k m =-, 则1k-,由tan k α=,(0απ<且)2πα≠即为tan 1α-,由正切函数的性质可得02πα≤<或34παπ≤< 可得过P 点的切线的倾斜角的取值范围是30,24ππαπ⎡⎫⎡⎫∈⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭,. 故选:B . 【点睛】本题主要考查导数的几何意义以及二次函数的性质和正切函数的图象和性质,考查运算能力,综合性较强.6.A解析:A 【分析】根据解析式判断函数的奇偶性,2f π⎛⎫ ⎪⎝⎭的正负,以及2f π⎛⎫⎪⎝⎭'的正负,即可进行选择.因为()221x sinx f x x =+,()221x sinxf x x -=-+,且定义域关于原点对称,故()f x 是奇函数,排除选项C ;因为2220212f πππ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎝⎭=> ⎪⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭,故排除选项D ;因为()()()()223222121xsinx x cosx x x sinx f x x ++-=+',故可得220212f πππ⎛⎫=> ⎪⎝⎭⎡⎤⎛⎫+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦' 故函数()f x 在点(),2f x π⎛⎫⎪⎝⎭处的切线的斜率为正数,故排除选项B ; 故选:A. 【点睛】本题考查函数图像的识别,涉及函数的奇偶性,特值的把握,利用导数研究函数某点处切线的斜率,属综合中档题.7.B解析:B 【解析】 【分析】由题意,求出y =x n +1(n ∈N *)在(1,1)处的切线方程,取0y =,求得n x ,再利用对数的运算性质可得答案. 【详解】由y =x n +1,可得(1)n y n x =+',即11x y n ='=+即曲线y =x n +1(n ∈N *)在(1,1)处的切线方程为1(1)(1)y n x -=+- 令0y =,得1n n x n =+ log 2 014x 1+log 2 014x 2+…+log 2 014x 2 013=20141220132014122013log ()log ()1232014x x x =⋅=- 故选B 【点睛】本题考查了曲线的切线方程和对数的运算,细心计算是解题的关键,属于中档题.8.B解析:B 【分析】利用导数求出与直线23y x =+平行的曲线的切线的切点,利用点到直线的距离可得.1y x '=,令12x =可得12x =,所以切点为1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭. 根据题意可知1,02B ⎛⎫ ⎪⎝⎭且0m =,所以3,02A ⎛⎫- ⎪⎝⎭,此时2AB =.故选B. 【点睛】本题主要考查导数的几何意义.已知切线的斜率,结合导数可得切点.9.A解析:A 【解析】 【分析】求出曲线y =e x (x 2+ax +1﹣2a )在点P (0,1﹣2a )处的切线l 恒过定点(﹣2,﹣1),代入:(x ﹣1)2+y 2﹣16,可得9+1﹣16<0,即定点在圆内,即可得出结论. 【详解】∵y=e x (x 2+ax+1-2a ),∴y′=e x (x 2+ax+2x+1-a ),x=0时,y′=1-a , ∴曲线y=e x (x 2+ax+1-2a )在点P (0,1-2a )处的切线y-1+2a=(1-a )x , 恒过定点(-2,-1),代入:(x-1)2+y 2=16,可得9+1-16<0,即定点在圆内, ∴切线l 与圆C :(x-1)2+y 2=16的位置关系是相交. 故选:A . 【点睛】本题考查导数的几何运用,考查直线与圆的位置关系,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.10.C解析:C 【分析】设点(),b a 是曲线:ln C y x =上的点,点()d c ,是直线:1l y x =+上的点;()()22a cb d -+-可看成曲线C 上的点到直线l 上的点的距离的平方.然后将问题转化为求曲线C 上一点到直线l 距离的最小值的平方,直接对函数ln y x =求导,令导数为零,可求出曲线C 上到直线l 距离最小的点,然后利用点到直线的距离公式可求出最小距离,从而得出答案. 【详解】设(),b a 是曲线:ln C y x =上的点,()d c ,是直线:1l y x =+上的点;()()22a cb d -+-可看成曲线C 上的点到直线l 上的点的距离的平方. 对函数ln y x =求导得1y x'=,令1y '=,得1x =, 所以,曲线C 上一点到直线l 上距离最小的点为()10,, 该点到直线l的距离为 因此,()()22a c b d -+-的最小值为22=. 故选C .【点睛】本题考查距离的最值问题,将问题进行转化是解本题的关键,属于中等题.11.B解析:B 【分析】求出函数的导数,得到函数的解析式,利用奇偶性及特殊函数值进行排除即可. 【详解】函数cos sin y x x x =-,可得'sin y x x =-,在点()00,x y 处的切线的斜率为k ,若()000sin k g x x x ==-,函数k 是偶函数,排除A ,D ,当06x π=时,012k π=-<,显然C 不正确,B 正确;故选B . 【点睛】本题考查函数的导数的应用,函数性质的应用,考查计算能力.12.C解析:C 【分析】根据基本导数公式判断即可. 【详解】()sin 'cos x x =,()3'3ln 3xx= ,()21log 'ln2x x =⋅,'211x x⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 故选C. 【点睛】本题考查了基本导数公式,属于基础题二、填空题13.【分析】因为函数设切点坐标为利用导数求出曲线在切点的切线方程将原点代入切线方程求出的值即可求得所求的切线方程【详解】设切点坐标为则曲线在点处的切线方程为:由于该直线过原点则得则过原点且与曲线相切的直 解析:0ex y -=【分析】因为函数()x f x e =,设切点坐标为(),t t e ,利用导数求出曲线()y f x =在切点(),tt e 的切线方程,将原点代入切线方程,求出t 的值,即可求得所求的切线方程.【详解】设切点坐标为(),tt e ,()x f x e =, ()x f x e '∴=, ()t f t e '=,则曲线()y f x =在点(),tt e 处的切线方程为:()t ty e e x t -=-,由于该直线过原点,则t t e te -=-,得1t =,∴则过原点且与曲线()y f x =相切的直线方程为y ex =,故答案为:0ex y -=. 【点睛】本题考查导数的几何意义,考查求函数图象的切线方程,解题关键是掌握求过线外一点曲线切线方程的求法,考查了分析能力和计算能力,属于中档题.14.1【解析】【分析】由题意知f (x )在x=1处的切线的斜率为4根据导数的几何意义即可求解【详解】因为f (x )在x=1处的切线与直线4x ﹣y+2=0平行所以f (x )在x=1处的切线的斜率为4又所以解得故解析:1 【解析】 【分析】由题意知,f (x )在x=1处的切线的斜率为4,根据导数的几何意义即可求解. 【详解】因为f (x )在x=1处的切线与直线4x ﹣y+2=0平行, 所以f (x )在x=1处的切线的斜率为4 又2()31f x ax '=+,所以(1)314f a ='+=,解得1a =,故填1. 【点睛】本题主要考查了导数的几何意义,属于中档题.15.【解析】【分析】根据导数定义以及几何意义得切线斜率再根据点斜式求切线方程【详解】设是点P 附近的一点则当无限趋于0时无限趋于常数1∴曲线在点P 处有切线且切线的斜率为1故所求切线方程为【点睛】本题考查导 解析:30x y --=【解析】 【分析】根据导数定义以及几何意义得切线斜率,再根据点斜式求切线方程. 【详解】设()12,12Q x x ⎛⎫+∆ ⎪ ⎪-+∆⎝⎭是点P 附近的一点, 则()()1112111PQ x x k xx x x+-+∆-∆===∆∆--∆+∆.当x ∆无限趋于0时,PQ k 无限趋于常数1,∴曲线11y x=-在点P 处有切线,且切线的斜率为1, 故所求切线方程为30x y --=.【点睛】本题考查导数定义以及导数几何意义,考查基本求解能力,属基础题.16.【分析】先求出当时的解析式然后再求出切线方程【详解】函数是定义在上的奇函数当时当时则当时即切线方程为即故答案为【点睛】结合函数的奇偶性求出函数的表达式再运用导数的几何意义求出在点处的切线方程本题较为 解析:740x y --=【分析】先求出当0x >时的解析式,然后再求出切线方程 【详解】函数()f x 是定义在R 上的奇函数∴当0x <时,()322f x x x =-当0x >时,0x -<,()()()323222f x x x x x -=---=--则当0x >时,()322f x x x =+()1123f =+=()234f x x x '=+,()17f '=即切线方程为()371y x -=-, 即740x y --= 故答案为740x y --= 【点睛】结合函数的奇偶性求出函数的表达式,再运用导数的几何意义求出在点处的切线方程,本题较为基础,只要掌握解题方法即可17.【解析】分析:利用导数的几何意义求出再利用切点在切线上求出详解:由题意得则点睛:1解决本题时要注意切点既在曲线上又在切线上学生往往忽视点在切线上;2利用导数的几何意义求曲线的切线时要注意区分曲线在某 解析:1-【解析】分析:利用导数的几何意义求出()4f ',再利用切点在切线上求出()4f . 详解:由题意,得(4)2f '=-,(4)2491f =-⨯+=,则(4)(4)1f f '+=-.点睛:1.解决本题时,要注意切点既在曲线上,又在切线上,学生往往忽视“点在切线上”;2.利用导数的几何意义求曲线的切线时,要注意区分“曲线在某点处的切线”和 “曲线过某点的切线”的不同.18.0【解析】由题知则故本题应填解析:0 【解析】由题知()()()2323'3'13'1F x x f x x f x =---,则()()()'13'03'00F f f =-=.故本题应填0.19.或【解析】由题意可得:设曲线上点的坐标为切线的斜率为切线方程为:(*)切线过点则:解得:或将其代入(*)式整理可得切线方程为:或点睛:曲线y =f(x)在点P(x0y0)处的切线与过点P(x0y0)的解析:20x y --=或5410x y +-= 【解析】由题意可得:()2'32f x x =-,设曲线上点的坐标为()3000,2x x x -,切线的斜率为2032k x =-,切线方程为:()()()320000232y x x x x x --=--,(*)切线过点()1,1-,则:()()()32012321x x x x ---=--,解得:01x =或012x =-将其代入(*)式整理可得,切线方程为:20x y --=或5410x y +-=.点睛:曲线y =f (x )“在点P (x 0,y 0)处的切线”与“过点P (x 0,y 0)的切线”的区别:前者P (x 0,y 0)为切点,而后者P (x 0,y 0)不一定为切点.20.【解析】设交点为则切线斜率为 解析:22ln 2-【解析】设交点为(,)tt e ,则切线斜率为222(),()(),4,2t tttte e t a e t a e e =+=+∴==22ln 422ln 2a t ∴=-=-=-三、解答题21.(1)a=b=4,y=4x+c;(2)(0,32 27).【解析】试题分析:(1)求出f(x)的导数,由f'(0)=4,f'(-2)=0求得a,b的值,再求得切线的斜率和切点,进而得到所求切线的方程;(2)由f(x)=0,可得-c=x3+4x2+4x,由g(x)=x3+4x2+4x,求得导数,单调区间和极值,由-c介于极值之间,解不等式即可得到所求范围.试题(1)函数f(x)=x3+ax2+bx+c的导数为f′(x)=3x2+2ax+b,根据题意得:()()0421240f bf a b⎧==⎪⎨-=-+=''⎪⎩,解得4,4a b==.可得y=f(x)在点(0,f(0))处的切线斜率为k=f′(0)=b=4,切点为(0,c),可得切线的方程为y=4x+c;(2)由(1)f(x)=x3+4x2+4x+c,由f(x)=0,可得−c= x3+4x2+4x,由g(x)= x3+4x2+4x的导数g′(x)=3x2+8x+4=(x+2)(3x+2)当23x>-或x<−2时,g′(x)>0,g(x)递增;当−2<x<−23时,g′(x)<0,g(x)递减.即有g(x)在x=−2处取得极大值,且为0;g(x)在x=−23处取得极小值,且为−3227,由函数f(x)有三个不同零点,可得−3227<−c<0,解得0<c<32 27,则c的取值范围是(0,32 27).22.(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】试题分析:(Ⅰ)求出导数,利用导数的几何意义,求出,即可求的解析式;(Ⅱ)对,恒有成立,等价于,即可求的取值范围.试题(Ⅰ)∵,∴,∴.令,代入切线方程得切点坐标为,代入函数,得.∴.(Ⅱ)∵,令,得或(舍).列表得:极大值∵,,∴,,∴对恒成立,∴恒成立,,∴恒成立,记,,∴.∵,令,则,列表得:极小值∴,∴.点睛:本题考查导数知识的综合运用,考查导数的几何意义即函数在某点处的导数即在该点处切线的斜率,考查恒成立问题,属于中档题;常见的恒成立有:对于涉及到一个变量恒成立时,正确分离参数是关键,也是常用的一种手段.通过分离参数可转化为或恒成立,即或即可,利用导数知识结合单调性求出或即得解;对于含有两个变量时,成立,等价于.23.(1)3()f x xx=-;(2)证明见解析.【解析】解:(1)方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3, 当x =2时,y =12. 又f′(x)=a +2b x , 于是1222{744b a b a -=+=,解得13a b ==⎧⎨⎩故f(x)=x -3x. (2)证明:设P(x 0,y 0)为曲线上任一点,由f′(x)=1+23x知,曲线在点P(x 0,y 0)处的切线方程为y -y 0=(1+203x )·(x -x 0),即y -(x 0-03x )=(1+203x )(x -x 0). 令x =0得,y =-06x ,从而得切线与直线x =0,交点坐标为(0,-06x ). 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12|-06x ||2x 0|=6.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,此定值为6.24.(1)()x x f x e xe '=+;(2).【分析】(1)因为()x f x xe =,则()()''()x xxx f x x e x e exe =+=+'(2)因为(1)2k f e '==,过点(1,e ),那么可知切线方程为2(1)y e e x -=- 【详解】(1)()()''()x x xx f x x e x e exe =+=+'.(2)(1)2k f e '==, 当1x =时,y e =,因此,这个函数的图象在点1x =处的切线方程是2(1)y e e x -=-, 即.本试题主要是考查了函数的导数的求解以及导数的几何意义的运用. 25.(1)21142y x x x =-;(2)证明见解析. 【分析】(1)利用导数求出切线的斜率,然后利用点斜式可得出所求切线的方程;(2)设直线AB 的方程为1y kx =+,将该直线的方程与抛物线的方程联立,列出韦达定理,将两切线方程联立,求出点P 的纵坐标,进而可证得结论. 【详解】 (1)22y x =,4y x '∴=,所以,函数22y x =在点A 处的切线斜率为14x ,因此,函数22y x =在点A 处的切线方程为()211124y x x x x -=-,即21142y x x x =-;(2)设直线AB 的方程为1y kx =+,联立212y kx y x=+⎧⎨=⎩,得2210x kx --=,由韦达定理得122k x x +=,1212x x =-. 由于抛物线22y x =在点A 处的切线方程为21142y x x x =-,则该抛物线在点B 处的切线方程为22242y x x x =-,联立2112224242y x x x y x x x ⎧=-⎨=-⎩,解得121222x x x y x x +⎧=⎪⎨⎪=⎩, 因此,点P 的纵坐标为1221x x =-(定值). 【点睛】本题考查抛物线切线方程的求解,同时也考查了抛物线中定值问题的证明,考查推理能力与运算求解能力,属于中等题. 26.(1)23y x =-;(2)()0,1. 【分析】(1)将2a =代入,求出函数解析式,可得(0)f 的值,利用导数求出(0)f '的值,可得()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程;(2)求出函数的导函数,结合a 的讨论,分别判断函数零点的个数,综合讨论结果,可得答案. 【详解】 解:(1)22,()(3)e 4,(0)3x a f x x x x f =∴=--+∴=-,()(2)e 24x f x x x '=--+,则(0)2f '=,故所求切线方程为23y x =-;(2)()()()e xf x x a a '=--,当1a 时,()0f x '>对(1,2)x ∈恒成立 ,则()f x 在(1,2)上单调递增,从而()21(1)e 02(2)(1)e 20f a a f a a ⎧⎛⎫=--< ⎪⎪⎝⎭⎨⎪=-->⎩,则(0,1)∈a , 当12a <<时,()f x 在(1,)a 上单调递减,在(,2)a 上单调递增,121(1)e 0,()0,(2)02a f a a f a f <<⎧⎛⎫=--<∴<∴⎨ ⎪>⎝⎭⎩则a ∈∅ ,当2e a <时, ()0f x '<对(1,2)x ∈恒成立,则()f x 在(1,2)上单调递减,(1)0,()f f x <∴在(1,2)内没有零点 ,综上,a 的取值范围为(0,1). 【点睛】本题主要考查了函数的零点,导函数的综合运用及分段函数的运用,难度中等.。
一、选择题1.已知函数y =f (x )的图象在点M (1,f (1))处的切线方程是y =x +2,则f (1)+f ′(1)=( ) A .1 B .3 C .4 D .5 2.函数f (x )=22x x -+ 在点 (1,2) 处的切线方程为( ) A .x +y +1=0B .x -y -1=0C .x -y +1=0D .x +y -1=03.若函数f (x )=alnx (a ∈R )与函数g (x )=a的值为( ) A .4B .12C .2e D .e4.设P 为曲线2:2C y x x =+上的点,且曲线C 在点P 处切线倾斜角的取值范围为,32ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭,则点P 横坐标的取值范围为( )A .1,⎫++∞⎪⎣⎭B .1,⎫-+∞⎪⎣⎭C .1⎤-+⎥⎣⎦D .1⎛⎤-∞- ⎥⎝⎦5.已知函数()f x 的导函数为()f x '且满足()()21ln f x x f x '=⋅+,则1f e ⎛⎫'= ⎪⎝⎭( ) A .12e- B .2e - C .1-D .e6.直线2y kx =+与曲线32y x ax b =++相切于点(1,4),则4a b +的值为( ) A .2B .-1C .1D .-27.若存在过点()0,0O 的直线l 与曲线()3232f x x x x =-+和2y x a =+都相切,则a 的值是( ) A .1B .164-C .1或164-D .1或1648.已知函数32(),3x f x x x m m R =+-+∈,2()45g x x x =-+,若直线2y x a =+与两函数的图象均相切,则m =( )A .233-或13- B .3-或7- C .73-或7- D .73-或13- 9.设正弦曲线y =sin x 上一点P ,以点P 为切点的切线为直线l ,则直线l 的倾斜角的范围是( ) A .30,,44πππ⎡⎤⎡⎫⋃⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭B .[0,π)C .3,44ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .[0,4π]∪[2π,34π]10.若直线2y kx =-与曲线13ln y x =+相切,则k =( ) A .3B .13C .2D .1211.下列导数运算正确的是A .()sin 'cos x x =-B .()3'3x x=C .()21log 'ln2x x =⋅ D .211'x x⎛⎫= ⎪⎝⎭ 12.若曲线e x y x ax =-与直线0x y -=相切(e 是自然对数的底数),则实数a 的值为( ) A .eB .1-C .eD .0二、填空题13.直线y b =分别与直线21y x =+和曲线2ln y x x =+相交于点A 、B ,则AB 的最小值为________.14.曲线12x y x e =++在0x =处的切线与两坐标轴围成的三角形面积为______. 15.已知函数1()11f x x a x =++-+的图象是以点(1,1)--为中心的中心对称图形,2()x g x e ax bx =++,曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线与曲线()y g x =在点(0,(0))g 处的切线互相垂直,则a b +=__________.16.如果曲线f (x )=x 3+x -16,的某一切线与直线y =-14x +3垂直,则切线方程_________.17.已知实数a ,b 满足225ln 0a a b --=,R c ∈,则22()()a c b c -++的最小值为__________. 18.等比数列中,,函数,则曲线在点处的切线方程为____.19.函数f (x )=ax 3+3x 2+2,若f′(﹣1)=6,则a 的值等于__.20.某物体作直线运动,其位移S 与时间t 的运动规律为2S t t =+(t 的单位为秒,S 的单位为米),则它在第4秒末的瞬时速度应该为__________米/秒.三、解答题21.已知函数2()2ln .f x x a x =+(1)若函数()f x 的图象在()2,(2)f 处的切线斜率为l ,求实数a 的值; (2)求函数()f x 的单调区间. 22.已知函数的图像在点处切线的斜率为,记奇函数的图像为.(1)求实数的值;(2)当时,图像恒在的上方,求实数的取值范围;(3)若图像与有两个不同的交点,其横坐标分别是,设,求证:.[来23.设函数()ln 2f x x ax =-.(I )若函数()y f x =的图象在点()()1,1f 处的切线为直线l ,且直线l 与圆()2211x y ++=相切,求a 的值;(II )当0a >时,求函数()f x 的单调区间. 24.已和函数()32111,32f x x x x =-+∈R . (1)求函数图象经过点3,12⎛⎫⎪⎝⎭的切线的方程: (2)求函数()3211132f x x x =-+的图象与直线1y =所围成的封闭图形的面积. 25.已知函数3()16f x x x =+-(1)求曲线()y f x =在点(1,14)-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. 26.已知函数()()1ln 1x f x x++=和()()1ln 1g x x x =--+(1)若()f x '是()f x 的导函数,求(1)f '的值 (2)当0x >时,不等式()()0g x f x kx'->恒成立,其中()g x '是()g x 导函数,求正整数k 的最大值.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【分析】根据切线的定义得到()13f =,()'11f =,相加得到答案.【详解】根据题意知:()1123f =+=,()'11f =,故()()'114f f +=.故选:C.【点睛】本题考查了切线方程,属于简单题.2.C解析:C 【分析】 求出()'fx ,()'1f ,点斜式写出切线方程,再化为一般式,即得答案.【详解】()()2'2,21f x x x f x x =-+∴=-, ()'12111f ∴=⨯-=.∴函数()f x 在点()1,2处的切线方程为21y x -=-,即10x y -+=. 故选:C . 【点睛】本题考查导数的几何意义,考查直线的方程,属于基础题.3.C解析:C 【分析】根据公共点处函数值相等、导数值相等列出方程组求出a 的值和切点坐标,问题可解. 【详解】 由已知得()()a f x g x x ''==,, 设切点横坐标为t ,∴alnt a t ⎧=⎪⎨=⎪⎩,解得22e t e a ==,. 故选:C. 【点睛】本题考查导数的几何意义和切线方程的求法,以及利用方程思想解决问题的能力,属于中档题.4.B解析:B 【分析】根据倾斜角范围可求得切线斜率的范围,根据导数的几何意义可利用导函数构造不等式求得所求横坐标的取值范围. 【详解】设切线的倾斜角为θ,则,32ππθ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭∴切线斜率)k ∈+∞22y x '=+22x ∴+≥1x ≥=即P 点横坐标的取值范围为1,⎫-+∞⎪⎣⎭故选:B 【点睛】本题考查直线斜率与倾斜角的关系、导数的几何意义的应用;关键是能够根据直线斜率与倾斜角的关系确定切线斜率的取值范围.5.B解析:B 【分析】对函数求导得到导函数,代入1x =可求得()11f '=-,从而得到()f x ',代入1=x e求得结果. 【详解】由题意得:()()121f x f x''=+令1x =得:()()1211f f ''=+,解得:()11f '=-()12f x x '∴=-+12f e e ⎛⎫'∴=- ⎪⎝⎭本题正确选项:B 【点睛】本题考查导数值的求解,关键是能够通过赋值的方式求得()1f ',易错点是忽略()1f '为常数,导致求导错误.6.A解析:A 【解析】 【分析】求得函数的导数,可得切线的斜率,由切点满足切线的方程和曲线的方程,解方程即可求解,得到答案. 【详解】由题意,直线2y kx =+与曲线32y x ax b =++相切于点(1,4), 则点(1,4)满足直线2y kx =+,代入可得412k =⨯+,解得2k =, 又由曲线()32f x x ax b =++,则()232f x x a '=+,所以()213122f a '=⨯+=,解得12a =-,即()3f x x x b =-+,把点(1,4)代入()3f x x x b =-+,可得3411b =-+,解答4b =,所以144()422a b +=⨯-+=,故选A . 【点睛】本题主要考查了利用导数的几何意义求解参数问题,其中解答中熟记导数的几何意义,合理准确计算是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.7.D解析:D 【解析】 【分析】点()0,0O 在()3232f x x x x =-+上,分点()0,0O 是曲线()f x 上的切点,和点()0,0O 不是曲线()f x 上的切点进行讨论,分别对两条曲线求导,利用切点处的导数即为切线的斜率,列方程,可解出答案. 【详解】解:点()0,0O 在()3232f x x x x =-+上,且()2'362f x x x =-+①点()0,0O 是曲线()f x 上的切点 则()k '02f ==,切线l 的方程为:2y x =设直线l 在2y x a =+上的切点为()200,P x x a +因为'2y x =,所以0k 22x ==,所以01x =,所以()1,1P a +, 又点P 在直线2l y x =:上,所以12a +=,即1a =②点()0,0O 不是曲线()f x 上的切点,设曲线()f x 上的切点为()320000,32Q x x x x -+(00x ≠)则()322000000032k '362x x x f x x x x -+==-+=,解得032x =,1k 4=-所以33,28Q ⎛⎫-⎪⎝⎭,切线l 的方程为:14y x =-设直线l 在2y x a =+上的切点为()200,P x x a +因为'2y x =,所以01k 24x ==-,所以018x =-,所以11,864P a ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭, 又点P 在直线14l y x =-:上,所以1116448a ⎛⎫+=-⨯- ⎪⎝⎭,即164a =所以1a =或164故选:D.【点睛】本题考查了导数的几何意义,求解与切线方程有关的问题一定要先确定切点,题中没给切点的要先设切点坐标,然后根据切点处的导数即为切线的斜率列式求解.8.D解析:D 【分析】先根据直线和()245g x x x =-+的图像相切,求出a=-4,再根据直线和()323x f x x x m =+-+相切求出切点P (1,2)-或(3,10)--.把点P (1,2)-和(3,10)--代入曲线方程即得m 的值. 【详解】联立2y x a =+与2()45g x x x =-+得2650,x x a -+-=364(5)0,a 4a ∴∆=--=∴=-,所以直线方程为y=2x-4,由题得2()21,f x x x '=+-设切点P 坐标为00,)x y (, 所以20000()21=21f x x x x '=+-∴=,或-3,所以切点P (1,2)-或(3,10)--.把点P (1,2)-和(3,10)--代入()323x f x x x m=+-+得m=73-或13-. 故选D 【点睛】本题主要考查直线和曲线相切,考查导数的几何意义,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.9.A解析:A 【解析】由题得cos y x '=,设切线的倾斜角为α,则,3tan cos 1tan 1[0,][,)44k x ππαααπ==∴-≤≤∴∈⋃,故选A.10.A解析:A 【分析】设切点为00(,2)x kx -,对13ln y x =+求导,得到3y x '=,从而得到切线的斜率03k x =,结合直线方程的点斜式化简得切线方程,联立方程组,求得结果. 【详解】设切点为00(,2)x kx -,∵3y x '=,∴0003,213ln ,k x kx x ⎧=⎪⎨⎪-=+⎩①②由①得03kx =, 代入②得013ln 1x +=, 则01x =,3k =, 故选A. 【点睛】该题考查的是有关直线与曲线相切求参数的问题,涉及到的知识点有导数的几何意义,直线方程的点斜式,属于简单题目.11.C解析:C 【分析】根据基本导数公式判断即可. 【详解】()sin 'cos x x =,()3'3ln 3xx= ,()21log 'ln2x x =⋅,'211x x⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 故选C. 【点睛】本题考查了基本导数公式,属于基础题12.D解析:D 【分析】设切点坐标为()0000,xA x x e ax -,则根据切点在直线0x y -=上可知0000xx x e ax =-,然后再利用0|1x x y ='=列出关于0x 与a 的方程组求解. 【详解】设切点坐标为()0000,xA x x e ax -,()1e xy x a '=+-,则根据题意得:()0000011xx x x e ax x e a ⎧=-⎪⎨+-=⎪⎩,解得000x a =⎧⎨=⎩. 故选:D. 【点睛】本题考查根据曲线的切线方程求参数的值,解答时注意先设出切点的坐标,将切点坐标代入切线方程以及利用切点处的导数值为斜率列出方程组求解即可,另外求解与切线方程有关的问题时,注意“在某一点的切线”与“过某一点的切线”的区别.二、填空题13.【分析】求出函数的斜率为2的切线方程与两条平行线的交点间的横坐标之差为的最小值【详解】如图作出函数的图象作直线平移到与函数图象相切由图象知直线与这两条平行线的交点的横坐标之差为所求最小值由得令得此时解析:3ln 22-【分析】求出函数2ln y x x =+的斜率为2的切线方程,y b =与两条平行线的交点间的横坐标之差为AB 的最小值. 【详解】如图,作出函数2ln y x x =+的图象,作直线21y x =+,平移到与函数图象相切,由图象知直线y b =与这两条平行线的交点的横坐标之差为所求最小值. 由2ln y x x =+得21y x '=+,令212y x'=+=得2x =,此时22ln 2y =+,即切点为(2,22ln 2)+,由22ln 221y y x =+⎧⎨=+⎩得1ln 2222ln 2x y ⎧=+⎪⎨⎪=+⎩,∴min 132(ln 2)ln 222AB =-+=-. 故答案为:3ln 22-.【点睛】本题考查导数的几何意义,考查函数图象交点问题,解题关键是转化与化归思想的应用,把直线y b =与直线21y x =+和曲线2ln y x x =+交点间距离的最小值转化为直线21y x =+与函数图象的平行切线间的问题.利用导数几何意义即可迅速求解.14.【解析】【分析】先根据导数几何意义求切线斜率得切线方程再求三角形面积【详解】因为所以与与两坐标轴交点为因此围成的三角形面积为【点睛】本题考查导数几何意义以及直线方程考查基本分析与运算能力属基础题解析:32【解析】 【分析】先根据导数几何意义求切线斜率,得切线方程,再求三角形面积. 【详解】因为12x y e '=+,所以03,320)3313(y k x y x e =-=-∴=++=, 与与两坐标轴交点为(1,0),(0,3)-,因此围成的三角形面积为1313.22⨯⨯= 【点睛】本题考查导数几何意义以及直线方程,考查基本分析与运算能力,属基础题.15.【分析】由中心对称得可解得再由两切线垂直求导数得斜率令其乘积为-1即可得解【详解】由得解得所以又所以因为由得即故答案为【点睛】本题主要考查了函数的中心对称性考查了导数的几何意义即切线斜率属于中档题 解析:43-【分析】由中心对称得()()022f f +-=-,可解得a ,再由两切线垂直,求导数得斜率,令其乘积为-1,即可得解. 【详解】由()()022f f +-=-,得11121242a a a +---+-=-=-, 解得1a =,所以()11f x x x =++. 又()()21'11f x x =-++,所以()3'14f =.因为()2xg x e x bx =++,()'2xg x e x b =++,()'01g b =+,由()3114b +=-,得413b +=-,即43a b +=-. 故答案为43- 【点睛】本题主要考查了函数的中心对称性,考查了导数的几何意义即切线斜率,属于中档题.16.y =4x -18或y =4x -14【解析】【分析】先求然后求出的解即得切点的横坐标从而求得切线方程【详解】设切点为因切线与直线垂直故故或当时切线方程为;当时切线方程为综上填或【点睛】对于曲线的切线问题注解析:y =4x -18或y =4x -14.【解析】【分析】先求()'f x ,然后求出()'4f x =的解即得切点的横坐标,从而求得切线方程. 【详解】设切点为()00,x y ,因切线与直线134y x =-+垂直,故()200'314f x x =+=,故01x =-或01x =,当01x =-时,()018f x =-,切线方程为()4118414y x x =+-=-; 当01x =时,()014f x =-,切线方程为()4114418y x x =--=-, 综上,填418y x =-或414y x =-. 【点睛】对于曲线的切线问题,注意“在某点处的切线”和“过某点的切线”的差别,切线问题的核心是切点的横坐标.如果切点为()()00,x f x ,那么切线方程为:()()()000'y f x x x f x =-+.17.【解析】分析:分别设则表曲线上的点到直线的距离则最小值表示与直线平行的切线之间的距离求出曲线的切线方程根据平行线之间的距离公式即可求解详解:分别设则表曲线上的点到直线的距离所以最小值表示与直线平行的【解析】分析:分别设()223ln (0),y f x x x x y x ==->=-()y f x =上的点到直线y x =-y x=-平行的切线之间的距离,求出曲线的切线方程,根据平行线之间的距离公式,即可求解. 详解:分别设()223ln (0),y f x x x x y x ==->=-,()y f x =上的点到直线y x =-的距离,y x =-平行的切线之间的距离,因为()225ln f x x x =-,所以()54f x x x='-, 令()541f a a a=-=-',解得1a =,所以()12f b ==, 所以曲线过点(1,2)的切线方程为2(1)y x -=--,即30x y +-=,所以直线30x y +-=与直线yx =-间的距离为d ==2.点睛:本题主要考查了利用导数研究曲线在某点处的切线方程,以及两条平行线之间的距22()()a c b c -++y x =-平行的切线之间的距离上解答的关键,着重考查了转化与化归思想,以及推理与计算能力,试题属于中档试题.18.【解析】在等比数列中且所以所以函数在点处切线方程为即点睛:本题主要考查了等比数列的性质求导法则利用导数研究曲线在某点处切线的方程属于中档题利用等比数列的性质及求是解答本题的关键 解析:201232y x =+【解析】在等比数列{}n a 中,212012220111006100793a a a a a a ===== ,且122012()()()()2f x x x x x x x a =---+ ,所以122012122012120122201120162017222100622012'(0)()()()()()()33333f a a a a a a a a a a a a ⨯=---===⋅== ,所以函数()y f x = 在点(0,(0))f 处切线方程为(0)'(0)(0)y f f x -=- ,即201232y x =+ 。
一、选择题1.已知函数y =f (x )的图象在点M (1,f (1))处的切线方程是y =x +2,则f (1)+f ′(1)=( ) A .1 B .3 C .4 D .5 2.函数f (x )=22x x -+ 在点 (1,2) 处的切线方程为( )A .x +y +1=0B .x -y -1=0C .x -y +1=0D .x +y -1=03.设()ln f x =()2f '=( )A .45 B .15C .25D .354.已知函数()2018sin xf x x e x -=++,令()()1f x f x '=,()()21f x f x '=,()()32f x f x '=,,()()1n n f x f x +'=,则()2019f x =( ) A .sin x x e --+B .sin x x e --C .cos x x e ---D .cos x x e --+5.若点P 在曲线32y x x =-+上移动,经过点P 的切线的倾斜角为α,则α的取值范围为( ) A .02π⎡⎤⎢⎥⎣⎦, B .3024πππ⎡⎫⎡⎫⋃⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭,,C .34,ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦ D .30224πππ⎡⎫⎛⎤⋃⎪⎢⎥⎣⎭⎝⎦,, 6.已知曲线()3:x ,C f x ax a =-+若过点A (1.1)引曲线C 的两条切线,它们的倾斜角互补,则a 的值为( ) A .38B .1C .98D .1587.221(1)1lim 1(1)1n n n→∞+--+的值为( ) A .0B .1C .12D .不存在8.设函数2()sin f x x ππ=-在(0,)+∞上最小的零点为0x ,曲线()y f x =在点0(,0)x 处的切线上有一点P ,曲线23ln 2y x x =-上有一点Q ,则||PQ 的最小值为( ) A.5BCD.109.曲线2xy x =-在点()1,1-处的切线方程为A .21y x =-+B .32y x =-+C .23y x =-D .2y x =-10.函数()(cos )x f x a x e =+,若曲线()y f x =在点,33f ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处的切线垂直于y 轴,则实数a =( )A .12B .12- C .12D .11.已知函数()f x 的导函数为()f x ',且满足()2()f x xf e ='lnx +,则()f e =( ) A .eB .1e-C .1-D .e -12.已知点P 在曲线y=41x e +上,a 为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则a 的取值 范围是( ) A .[0,4π) B .[,)42ππC .3(,]24ππD .3[,)4ππ 二、填空题13.已知函数32()1(0,0)32x b f x x ax a b =-++>>,则函数'()()ln f x g x a x a =+在点(,())b g b 处切线的斜率的最小值是________.14.函数()2xf x e x =-的图象在点()()0,0f 处的切线为_____.15.在平面直角坐标系中,曲线21x y e x =++在0x =处的切线方程是___________. 16.抛物线2yx 上的点到直线20x y --=的最短距离为________________.17.已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且当0x <时,()322f x x x =-,曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程为______________.18.已知函数y=f (x )的图象在点M (2,f (2))处的切线方程是y=x+4,则f (2)+f′(2)=__.19.已知函数()f x 的导函数为'()f x ,且满足关系式1()3'(1)f x xf x=+,则'(2)f 的值等于__________.20.已知函数()f x 的导函数为()f x ',且满足2()32(2)f x x xf ,则(3)f '=_______.三、解答题21.求下列函数的导数: (1)2=e x y ; (2)()313y x =-.22.设(4)ln ()31x a xf x x +=+,曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线与直线10x y ++=垂直.(1)求a 的值;(2)若对于任意的[1,),()(1)x f x m x ∈+∞≤-恒成立,求m 的取值范围.23.已知曲线 y = (1)求曲线在()1,5的切线方程;(2)求过点 ()0,5P 且与曲线相切的切线方程. 24.已知函数2()(1)e x f x x ax =-+.(Ⅰ)求曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程;(Ⅱ)求证:“=0a ”是“函数()y f x =有且只有一个零点” 的充分必要条件. 25.已知曲线382y x x =-+ (1)求曲线在点0x =处的切线方程;(2)过原点作曲线的切线:l y kx =,求切线方程.26.已知函数24(),(1)2,'(1)13f x ax ax b f f =-+==; (1)求f (x )的解析式;(2)求f (x )在(1,2)处的切线方程.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【分析】根据切线的定义得到()13f =,()'11f =,相加得到答案.【详解】根据题意知:()1123f =+=,()'11f =,故()()'114f f +=.故选:C. 【点睛】本题考查了切线方程,属于简单题.2.C解析:C 【分析】求出()'fx ,()'1f ,点斜式写出切线方程,再化为一般式,即得答案.【详解】()()2'2,21f x x x f x x =-+∴=-, ()'12111f ∴=⨯-=.∴函数()f x 在点()1,2处的切线方程为21y x -=-,即10x y -+=. 故选:C . 【点睛】本题考查导数的几何意义,考查直线的方程,属于基础题.3.C解析:C 【分析】令()u x =,可求得()u x ='()f x ',可求得()2f '.【详解】∵()f x =()u x =,则()ln f u u =,∵()1f uu'=,()12u x ='=,由复合函数的导数公式得:()21xf x x =='+, ∴()225f '=. 故选:C . 【点睛】本题考查复合函数的导数,掌握复合函数的导数求导法则是关键,属于中档题.4.C解析:C 【分析】计算出()1f x 、()2f x 、()3f x 、()4f x ,找出规律,进而可求得()2019f x . 【详解】令()sin xg x x e -=+,()()1g x g x '=,()()21g x g x '=,()()32g x g x '=,,()()1n ng x g x +'=, ()()20171cos 2018x f f x x e x x -'==-+,()()201621sin 20182017x f x e x f x x -'==-++⨯, ()()201532cos 201820172016x f f x x e x x -'==--+⨯⨯, ()()201443sin 2018201720162015x f f x x e x x -'==++⨯⨯⨯,,由上可知,()()4n n g x g x +=,且()()()()201820182017201912018,n n n f x g x n x n n N -*=+⨯⨯⨯-≤≤∈,()()20182017sin 20182017201620151x x x f f x e -'∴==-++⨯⨯⨯⨯⨯, ()2019cos x f e x x -=--.故选:C . 【点睛】本题考查导数的计算,根据题意得出导数的周期性是解答的关键,考查计算能力,属于中等题.5.B解析:B 【分析】求函数的导数,利用导数的几何意义,结合二次函数的性质和正切函数的图象和性质即可得到结论. 【详解】解:32y x x =-+的导数为231y x '=-, 设(,)P m n ,可得P 处切线的斜率为231k m =-, 则1k-,由tan k α=,(0απ<且)2πα≠即为tan 1α-,由正切函数的性质可得02πα≤<或34παπ≤< 可得过P 点的切线的倾斜角的取值范围是30,24ππαπ⎡⎫⎡⎫∈⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭,. 故选:B . 【点睛】本题主要考查导数的几何意义以及二次函数的性质和正切函数的图象和性质,考查运算能力,综合性较强.6.D解析:D 【分析】设切点()3000,x x ax a -+,利用导数的几何意义求切线方程,并且求切点,由题意可知切线在切点处的导数和为0,求a . 【详解】()23f x x a '=-,设切点为()3000,x x ax a -+,()2003f x x a '∴=-∴过切点的切线方程为:()()()3200003y x ax a x a x x --+=--,切线过点()1,1A ,()()()320000131x ax a x a x ∴--+=-- ,整理为:32002310x x -+= , 化简为:()()2001210x x -+= ,01x ∴=或012x =-,()13f a '=-,1324f a ⎛⎫'-=- ⎪⎝⎭,由两条切线的倾斜角互补,得 3304a a -+-=,解得158a =.故选:D 【点睛】本题考查导数的几何意义,求切线方程,并且求参数,意在考查转化与化归和计算能力.7.A解析:A 【分析】 化简得到221lim 221n n n n →∞+-+,利用极限公式得到答案. 【详解】22222112(1)121lim lim lim 0112221(1)12n n n n n n n n n n n n→∞→∞→∞+-++===-+-+-+ 故选:A 【点睛】本题考查了极限的计算,意在考查学生的计算能力.8.D解析:D 【分析】由导数的几何意义可得:曲线()y f x =在点(1,0)处的切线l 的方程为2(1)y x =-,由导数的应用可得:当Q 的坐标为3(1,)2时,点Q 到切线l 的距离为||PQ 的最小值,再利用点到直线的距离公式求解即可. 【详解】 解:令2sin 0x ππ-=,(0)x >.则x k ππ=,即x k =,(*)k N ∈,则x 的最小值为1,即0x =1,又'()2cos f x x π=-,所以'(1)2f =, 又(1)0f =,所以曲线()y f x =在点(1,0)处的切线l 的方程为2(1)y x =-, 由23ln 2y x x =-,则'13y x x =-,令132x x -=,解得1x =,此时32y =,即当Q 的坐标为3(1,)2时,点Q 到直线l 的距离为||PQ 的最小值,由点到直线的距离公式可得:min ||PQ=故选D. 【点睛】本题考查了利用导数求切线方程及点到直线的距离公式,重点考查了运算能力,属中档题.9.A解析:A 【分析】求得函数的导数,可得切线的斜率,运用点斜式方程可得切线的方程. 【详解】2xy x =-的导数为22'(2)y x =--, 可得曲线22y x =-在点()1,1-处的切线斜率为1'|2x k y ===-, 所以曲线2xy x =-在点()1,1-处的切线方程为12(1)y x +=--, 即21y x =-+, 故选A. 【点睛】该题考查的是有关曲线在某点处的切线方程的问题,涉及到的知识点有求导公式,导数的几何意义,直线方程的点斜式,属于简单题目.10.A解析:A 【解析】 【分析】首先求得导函数的解析式,然后利用导数与函数切线的关系得到关于a 的方程,解方程即可确定a 的值. 【详解】由函数的解析式可得:()(cos sin )x f x a x x e '=+-, 曲线()y f x =在点,33f ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭处的切线垂直于y 轴,则: 3130322f a e ππ'⎛⎫⎛⎫=+-⋅= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得:312a -=. 故选A . 【点睛】本题主要考查导数的几何意义,导函数与函数切线的关系等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.11.C解析:C 【分析】求得()12()f x f e x '='+,令x e =,解得1()f e e '=-,得到()2f x x lnx e=-+,即可求解()f e 的值,得到答案. 【详解】由题意,函数()2()f x xf e ='lnx +,则()12()f x f e x'='+, 令x e =,则()12()f e f e e '='+,解得1()f e e '=-,即()2f x x lnx e=-+, 令x e =,则()2ln 1f e e e e=-⨯+=-,故选C. 【点睛】本题主要考查了导数运算,以及函数值的求解,其中正确求解函数的导数,求得()f e '的值,得出函数的解析式是解答的关键,着重考查了运算与求解能力,属于基础题.12.D解析:D 【详解】 试题分析:因为,所以34παπ≤<,选A. 考点:导数的几何意义、正切函数的值域.二、填空题13.2【解析】【分析】根据已知条件得到的导函数根据限制性条件和基本不等式进行解答【详解】因为所以又因为所以(b )所以斜率的最小值是2故答案是:2【点睛】本题主要考查导数的计算和基本不等式求最值根据导数的解析:2 【解析】 【分析】根据已知条件得到()()f x g x alnx a'=+的导函数,根据限制性条件0a >,0b >和基本不等式 进行解答. 【详解】 因为()()f x g x alnx a'=+, 所以2()a x b g x x a-'=+. 又因为0a >,0b >, 所以g '(b )22a b b a ab a b b-=+=+, 所以斜率的最小值是2. 故答案是:2. 【点睛】本题主要考查导数的计算和基本不等式求最值,根据导数的几何意义求出切线斜率是解决本 题的关键.14.【解析】【分析】求出原函数的导函数得到f′(0)为切线斜率再求得f(0)即可求解切线方程【详解】f (x )=ex ﹣x2f′(x )=ex ﹣2x ∴k =f′(0)=1又切点坐标为(01)∴函数f (x )=ex 解析:10x y -+=【解析】 【分析】求出原函数的导函数,得到f ′(0)为切线斜率,再求得f(0),即可求解切线方程. 【详解】f (x )=e x ﹣x 2,f ′(x )=e x ﹣2x , ∴k =f ′(0)=1, 又切点坐标为(0,1),∴函数f (x )=e x ﹣x 2图象在点(0,f (0))处的切线方程是y ﹣1=x ﹣0, 即x- y +1=0.故答案为x- y +1=0. 【点睛】本题考查了利用导数研究在曲线上某点处的切线方程,在曲线上某点的切线的斜率,就是函数在该点处的导数值,是中档题.15.【分析】根据导数几何意义得切线斜率再根据点斜式得结果【详解】因为所以因此在x =0处的切线斜率为因为x =0时所以切线方程是【点睛】本题考查导数几何意义考查基本求解能力属基础题 解析:32y x =+【分析】根据导数几何意义得切线斜率,再根据点斜式得结果. 【详解】因为21x y e x =++,所以2x y e '=+,因此在x =0处的切线斜率为023k e =+=, 因为x =0时2y =,所以切线方程是233 2.y x y x -=∴=+ 【点睛】本题考查导数几何意义,考查基本求解能力.属基础题.16.【分析】当抛物线上点的切线与直线平行时这个点到直线的距离最短求出切点坐标利用点到直线的距离公式求出切点到直线的距离即最短距离【详解】由得令则所以抛物线上的点到直线的距离最短最短为故填【点睛】本题考查解析:8【分析】当抛物线上点的切线与直线20x y --=平行时,这个点到直线20x y --=的距离最短.求出切点坐标,利用点到直线的距离公式求出切点到直线的距离,即最短距离 【详解】由2y x =,得2y x '=. 令1y '=,则12x =, 所以抛物线2y x =上的点11,24⎛⎫⎪⎝⎭到直线20x y --=的距离最短,最短为=【点睛】本题考查了导数的几何意义的应用,考查了点到直线的距离公式,解答本题的关键是理解曲线上的点到直线的最短距离,与这条直线和其平行且与曲线的相切的直线间的距离的关系.17.【分析】先求出当时的解析式然后再求出切线方程【详解】函数是定义在上的奇函数当时当时则当时即切线方程为即故答案为【点睛】结合函数的奇偶性求出函数的表达式再运用导数的几何意义求出在点处的切线方程本题较为 解析:740x y --=【分析】先求出当0x >时的解析式,然后再求出切线方程 【详解】函数()f x 是定义在R 上的奇函数∴当0x <时,()322f x x x =-当0x >时,0x -<,()()()323222f x x x x x -=---=--则当0x >时,()322f x x x =+()1123f =+=()234f x x x '=+,()17f '=即切线方程为()371y x -=-, 即740x y --= 故答案为740x y --= 【点睛】结合函数的奇偶性求出函数的表达式,再运用导数的几何意义求出在点处的切线方程,本题较为基础,只要掌握解题方法即可18.7【解析】分析:运用导数的几何意义:函数在某点处的导数即为曲线在该点处的切线的斜率可得再由切点在切线上可得进而得到所求值详解:的图象在点处的切线方程是可得则所以答案是点睛:该题考查的是有关导数的几何解析:7 【解析】分析:运用导数的几何意义:函数在某点处的导数即为曲线在该点处的切线的斜率,可得'(2)1f =,再由切点在切线上,可得(2)6f =,进而得到所求值.详解:()y f x =的图象在点(2,(2))M f 处的切线方程是4y x =+,可得(2)246f =+=,'(2)1f =,则(2)'(2)617f f +=+=,所以答案是7.点睛:该题考查的是有关导数的几何意义,利用函数在某点处的导数等于该点处切线的斜率,再者就是切点在切线上,从而求得结果.19.【解析】由题得所以故填解析:54【解析】 由题得22111()31(1)311=12f x f f f f x =-+∴=-+'''∴''()()().所以213135()(2)=2424f x f x ''=-+∴=-+,故填54. 20.-6【解析】则解得则故答案为解析:-6 【解析】()()()()232'2,'62'2f x x xf f x x f =+∴=+ ,则()()'2622'2f f =⨯+ ,解得()'212f =- ,则()()'624,'318246f x x f =-∴=-=- ,故答案为6- . 三、解答题21.(1)22x e ;(2)29(13)x --或281549y x x '=-+-. 【解析】分析:(1)根据复合函数(指数函数与一次函数的复合)求导法则求导数,(2)根据复合函数(幂函数与一次函数的复合)求导法则求导数. 详解:(1)2'22e (2)e 22e x x x y x =⋅=⋅=';(2)()()22'313(13)913y x x x =--=--'.或281549y x x '=-+-.点睛:本题考查复合函数求导法则,注意函数如何复合的. 22.(1)a=0(2)m≥1 【解析】试题分析:(1)先求导数,再根据导数几何意义得f′(1)=1,求得a 的值;(2)先分离变量4ln ,(1)(1)(31)x x m x x x ≥>-+ ,再利用导数研究函数4ln ,(1)(1)(31)x xy x x x =>-+单调性,最后根据洛必达法则求函数最大值,即得m 的取值范围. 试题 (1)f′(x )=由题设f′(1)=1,∴,∴a=0.(2),∀x ∈[1,+∞),f (x )≤m (x ﹣1),即4lnx≤m (3x ﹣﹣2)设g (x )=4lnx ﹣m (3x ﹣﹣2),即∀x ∈[1,|+∞),g (x )≤0, ∴g′(x )=﹣m (3+)=,g′(1)=4﹣4m①若m≤0,g′(x )>0,g (x )≥g (1)=0,这与题设g (x )≤0矛盾②若m ∈(0,1),当x ∈(1,),g′(x )>0,g (x )单调递增,g (x )≥g(1)=0,与题设矛盾.③若m≥1,当x ∈(1,+∞),),g′(x )≤0,g (x )单调递减,g (x )≤g (1)=0,即不等式成立 综上所述,m≥1.点睛:对于求不等式成立时的参数范围问题,在可能的情况下把参数分离出来,使不等式一端是含有参数的不等式,另一端是一个区间上具体的函数,这样就把问题转化为一端是函数,另一端是参数的不等式,便于问题的解决.但要注意分离参数法不是万能的,如果分离参数后,得出的函数解析式较为复杂,性质很难研究,就不要使用分离参数法. 23.(1)5250x y -+=.(2)54200x y -+=. 【解析】试题分析:(1)求出5y x =的导函数,将x 1=代入导函数可得切线斜率为52k =,结合切点坐标()1,5,利用点斜式可得结果;(2)因为点 ()0,5P 不在曲线 5y x = 上,可设切点坐标为 (),M t u ,根据(1)的方法求得切线斜率为52t,利用斜率公式可得切线斜率为 5u t -,所以 55552u t t t t--==,解方程求出4t =,利用点斜式可得结果. 试题(1) 切点坐标为 ,则由 5y x =得 0052x x y x ==所以 52k =. 所求切线方程为 ()5512y x -=- 即 5250x y -+=.(2) 因为点 ()0,5P 不在曲线 5y x =上, 需设切点坐标为 (),M t u , 则切线斜率为2t.又因为切线斜率为5u t-, 所以5552u t t tt-==.所以2t t -=,得 4t =. 所以切点坐标为 ()4,10M ,斜率为 54. 所以切线方程为 ()51044y x -=-. 即 54200x y -+=.【方法点睛】本题主要考查利用导数求切线斜率及切线方程,属于中档题. 应用导数的几何意义求切点处切线的斜率,主要体现在以下几个方面:(1) 已知切点()()00,A x f x 求斜率k ,即求该点处的导数()0k f x '=;(2) 己知斜率k 求切点()()11,,A x f x 即解方程()1f x k '=;(3) 巳知切线过某点()()11,M x f x (不是切点) 求切点, 设出切点()()00,,A x f x 利用()()()10010f x f x k f x x x -'==-求解.本题是根据(1)求出切线方程后,再利用等差数列求通项的.24.(Ⅰ)1y =-;(Ⅱ)证明见解析. 【解析】试题分析:(1)根据切线的几何意义得到切线的斜率()00k f ='=,()01f =-,所以切线方程为1y =-;(2)先证充分性再证必要性,含参讨论,函数图像和x 轴的交点情况。
一、选择题1.已知函数y =f (x )的图象在点M (1,f (1))处的切线方程是y =x +2,则f (1)+f ′(1)=( ) A .1B .3C .4D .52.设()2ln 1f x x =+,则()2f '=( )A .45 B .15C .25D .353.函数()f x 的图象如图所示,下列数值排序正确的是( )A .'(3)'(4)(4)(3)f f f f <<-B .'(4)(4)(3)'(3)f f f f <-<C .'(4)'(3)(4)(3)f f f f <<-D .(4)(3)'(4)'(3)f f f f -<<4.已知函数()f x 在0x x =处可导,若()()00021x f x x f x lim x∆→+∆-=∆,则()0'f x = ( )A .2B .1C .12D .05.已知函数()f x 的导函数为()f x '且满足()()21ln f x x f x '=⋅+,则1f e ⎛⎫'= ⎪⎝⎭( ) A .12e- B .2e - C .1-D .e6.曲线2xy x =-在点()1,1-处的切线方程为 A .21y x =-+B .32y x =-+C .23y x =-D .2y x =-7.已知函数()f x 的导函数为()'f x ,且满足()2()cos 2f x x f x π+'=⋅,则0()()22lim x f f x x ππ∆→-+∆=∆( ) A .1- B .0C .1D .28.若()f x 为定义在区间G 上的任意两点12,x x 和任意实数()0,1λ∈,总有()()()()()12l 1211f x x f x f x λλλλ+-+-,则称这个函数为“上进”函数,下列函数是“上进”函数的个数是( ) ①()x x f x e =,②()f x x =,③()()ln 1x f x x+=,④()21xf x x =+. A .4 B .3C .2D .19.设正弦曲线y =sin x 上一点P ,以点P 为切点的切线为直线l ,则直线l 的倾斜角的范围是( ) A .30,,44πππ⎡⎤⎡⎫⋃⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭B .[0,π)C .3,44ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦ D .[0,4π]∪[2π,34π]10.函数为R 上的可导函数,其导函数为()f x ',且()3sin cos 6f x f x x π⎛⎫=⋅+ ⎪⎝⎭',在ABC ∆中,()()1f A f B ='=,则ABC ∆的形状为A .等腰锐角三角形B .直角三角形C .等边三角形D .等腰钝角三角形11.已知ln 0a b -=,1c d -=,则22()()a c b d -+-的最小值是( ). A .1B .2C .2D .2212.直线l 经过点(0,)A b ,且与直线y x =平行,如果直线l 与曲线2y x 相切,那么b等于( ) A .14-B .12-C .14D .12二、填空题13.已知抛物线1C :224y x x =+和2C :22y x m =-+有且仅有一条公切线(同时与1C 和2C 相切的直线称为1C 和2C 的公切线),则m =______. 14.函数()2xf x e x =-的图象在点()()0,0f 处的切线为_____.15.已知函数的图像在点处的切线与直线垂直,若数列的前项和为,则__________.16.已知函数为偶函数,若曲线的一条切线的斜率为,则该切点的横坐标等于______. 17.抛物线2yx 上的点到直线20x y --=的最短距离为________________.18.设曲线3()f x ax x =+在(1,(1))f 处的切线与直线260x y --=平行,则实数a 的值为 ______.19.已知函数()f x 的导函数为'()f x ,且满足关系式1()3'(1)f x xf x=+,则'(2)f 的值等于__________.20.已知1()sin cos f x x x =+,记211()(),,()(),,n n f x f 'x f x f 'x +==则1232017()()()()3333f f f f ππππ++++=_________________三、解答题21.求下列函数的导数: (1)2=e x y ; (2)()313y x =-. 22.求下列函数的导数: (1)()(1sin )(14)f x x x =+-; (2)()21x xf x x =-+. 23.已知函数2()2ln .f x x a x =+(1)若函数()f x 的图象在()2,(2)f 处的切线斜率为l ,求实数a 的值; (2)求函数()f x 的单调区间. 24.已知函数的图像在点处切线的斜率为,记奇函数的图像为.(1)求实数的值;(2)当时,图像恒在的上方,求实数的取值范围;(3)若图像与有两个不同的交点,其横坐标分别是,设,求证:.[来25.已知函数()323611f x ax x ax =+--,()23612g x x x =++和直线m :9y kx =+,且()'10f -=.()1求a 的值;()2是否存在k 的值,使直线m 既是曲线()y f x =的切线,又是曲线()y g x =的切线?如果存在,求出k 的值;若不存在,请说明理由. 26.已知函数2yx x .(1)求这个函数图像垂直于直线30x y +-=的切线方程; (2)求这个函数图像过点()1,4-的切线方程.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.C 解析:C 【分析】根据切线的定义得到()13f =,()'11f =,相加得到答案.【详解】根据题意知:()1123f =+=,()'11f =,故()()'114f f +=.故选:C. 【点睛】本题考查了切线方程,属于简单题.2.C解析:C 【分析】令()u x =,可求得()u x ='()f x ',可求得()2f '.【详解】∵()f x =()u x =,则()ln f u u =,∵()1f uu '=,()12u x ='=,由复合函数的导数公式得:()21xf x x =='+, ∴()225f '=. 故选:C . 【点睛】本题考查复合函数的导数,掌握复合函数的导数求导法则是关键,属于中档题.3.B解析:B 【分析】根据导数的几何意义结合图象即可判断. 【详解】解:由函数图象可知,函数单调递增,但函数的增长速度越来越缓慢,由导数的几何意义可知,()3f '表示函数在3x =处的切线l 的斜率;()4f '表示函数在4x =处的切线m 的斜率;()()()()434343f f f f --=-表示函数图象上()()3,3f 与()()4,4f 两点连线n 的斜率,由图可知l n m k k k >>,故(4)(4)(3)(3)f f f f ''<-< 故选:B【点睛】本题考查了学生的作图能力及对导数的几何意义的理解,属于基础题.4.C解析:C 【分析】 根据条件得到()()0002122x f x x f x lim x∆→+∆-=∆,计算得到答案. 【详解】()()()()00000221122x x f x x f x f x x f x limlimxx ∆→∆→+∆-+∆-=∴=∆∆ 即()()()000021'22x f x x f x f x lim x∆→+∆-==∆ 故选C 【点睛】本题考查了导数的定义,意在考查学生的计算能力.5.B解析:B 【分析】对函数求导得到导函数,代入1x =可求得()11f '=-,从而得到()f x ',代入1=x e求得结果. 【详解】由题意得:()()121f x f x''=+令1x =得:()()1211f f ''=+,解得:()11f '=-()12f x x '∴=-+12f e e ⎛⎫'∴=- ⎪⎝⎭本题正确选项:B 【点睛】本题考查导数值的求解,关键是能够通过赋值的方式求得()1f ',易错点是忽略()1f '为常数,导致求导错误.6.A解析:A 【分析】求得函数的导数,可得切线的斜率,运用点斜式方程可得切线的方程. 【详解】2xy x =-的导数为22'(2)y x =--,可得曲线22y x =-在点()1,1-处的切线斜率为1'|2x k y ===-, 所以曲线2xy x =-在点()1,1-处的切线方程为12(1)y x +=--, 即21y x =-+, 故选A. 【点睛】该题考查的是有关曲线在某点处的切线方程的问题,涉及到的知识点有求导公式,导数的几何意义,直线方程的点斜式,属于简单题目.7.A解析:A 【分析】求函数的导数,令2x π=,先求出2f π⎛⎫'⎪⎝⎭的值,根据导数的概念即可得到结论. 【详解】∵()2()cos 2f x x f x π+'=⋅,∴()2sin 2f x f x π⎛⎫'='-⎪⎝⎭, 令2x π=,则2sin 222f f πππ⎛⎫⎛⎫'='-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即12f π⎛⎫'= ⎪⎝⎭,则00()()()()2222lim lim 12x x f f x f x f f x x πππππ∆→∆→-+∆+∆-⎛⎫=-=-=- ⎪∆∆⎝⎭', 故选A. 【点睛】本题主要考查了导数的计算,根据导数公式以及求出12f π⎛⎫'= ⎪⎝⎭是解决本题的关键,属于中档题.8.B解析:B 【解析】 【分析】将问题进行等价转化,然后结合导函数的解析式研究函数的性质即可确定“上进”函数的个数. 【详解】由区间G 上的任意两点12,x x 和任意实数()0,1λ∈, 总有()()()()()121211x f x x f x f λλλλ+-+-,等价为对任意x G ∈,有()0f x ''>成立(()''f x 是函数()f x 导函数的导函数), ①()x x f x e =的导数()1'x x f x e -=,()2''xxf x e -+=,故在()2,3上大于0恒成立,故①为“上进”函数; ②()f x =()'f x =,()1''04f x =-<恒成立,故②不为“上进”函数; ③()()ln 1x f x x+=的导数()()()()21ln 11x x x f x x x ++'-=+,()()()()2233221ln 11x x x x f x x x --+++=+''当21,3x ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭时,2320x x --<,()()21ln 10x x ++<,()230,10x x <+>,则()''0f x >恒成立.故③为“上进”函数;④()21x f x x =+的导数()()2221'1x f x x -=+,()()33226''1x x f x x -=+,当()2,3x ∈时,()''0f x >恒成立.故④为“上进”函数. 故选B . 【点睛】“新定义”主要是指即时定义新概念、新公式、新定理、新法则、新运算五种,然后根据此新定义去解决问题,有时还需要用类比的方法去理解新的定义,这样有助于对新定义的透彻理解.但是,透过现象看本质,它们考查的还是基础数学知识,所以说“新题”不一定是“难题”,掌握好三基,以不变应万变才是制胜法宝.9.A解析:A 【解析】由题得cos y x '=,设切线的倾斜角为α,则,3tan cos 1tan 1[0,][,)44k x ππαααπ==∴-≤≤∴∈⋃,故选A.10.D解析:D 【解析】 【分析】求函数的导数,先求出'16f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,然后利用辅助角公式进行化简,求出A ,B 的大小即可判断三角形的形状. 【详解】函数的导数()''cos sin 6f x x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则131''cos sin ''6666262262f f f ππππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则11'262f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,则'16f π⎛⎫= ⎪⎝⎭, 则()'sin 2cos 6f x x x x π⎛⎫=-=+⎪⎝⎭, ()cos 2cos 3f x x x x π⎛⎫=+=- ⎪⎝⎭,()()'1f A f B ==,()'2cos 16f B B π⎛⎫∴=+= ⎪⎝⎭,即1cos 62B π⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则63B ππ+=,得6B π=,()2cos 13f A A π⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,即1cos 32A π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,则33A ππ-=,则23A π=, 则2366C ππππ=--=, 则B C =,即ABC 是等腰钝角三角形, 故选D . 【点睛】本题考查三角形形状的判断,根据导数的运算法则求出函数()f x 和()'f x 的解析式是解决本题的关键.11.C解析:C 【分析】设点(),b a 是曲线:ln C y x =上的点,点()d c ,是直线:1l y x =+上的点;()()22a cb d -+-可看成曲线C 上的点到直线l 上的点的距离的平方.然后将问题转化为求曲线C 上一点到直线l 距离的最小值的平方,直接对函数ln y x =求导,令导数为零,可求出曲线C 上到直线l 距离最小的点,然后利用点到直线的距离公式可求出最小距离,从而得出答案. 【详解】设(),b a 是曲线:ln C y x =上的点,()d c ,是直线:1l y x =+上的点;()()22a cb d -+-可看成曲线C 上的点到直线l 上的点的距离的平方. 对函数ln y x =求导得1y x'=,令1y '=,得1x =, 所以,曲线C 上一点到直线l 上距离最小的点为()10,, 该点到直线l的距离为 因此,()()22a c b d -+-的最小值为22=. 故选C .【点睛】本题考查距离的最值问题,将问题进行转化是解本题的关键,属于中等题.12.A解析:A 【分析】先表示出直线方程为y x b =+,求导计算切点为11(,)24,代入直线方程得到答案. 【详解】直线l 经过点(0,)A b ,且与直线y x =平行,则直线方程为:y x b =+ 直线l 与曲线2y x 相切,1'212y x x,切点为11(,)24代入直线方程 解得:14b =- 故选A 【点睛】本题考查了切线问题,也可以联立方程利用0∆=计算答案.二、填空题13.【分析】设公切线与两曲线相切于利用导数的几何意义可构造方程求得进而可利用求得结果【详解】由得:;由得:设公切线与两曲线相切的切点为则解得:即故答案为:【点睛】本题考查利用曲线的公切线求解参数值的问题 解析:1-【分析】设公切线与两曲线相切于()00,x y ,利用导数的几何意义可构造方程求得0x ,进而可利用220000242y x x x m =+=-+求得结果.【详解】由224y x x =+得:44y x '=+;由22y x m =-+得:4y x '=-. 设公切线与两曲线相切的切点为()00,x y ,则00444x x +=-,解得:012x =-, 220000242y x x x m ∴=+=-+,即20044121m x x =+=-=-.故答案为:1-. 【点睛】本题考查利用曲线的公切线求解参数值的问题,关键是能够根据导数的几何意义,得到斜率的等量关系.14.【解析】【分析】求出原函数的导函数得到f′(0)为切线斜率再求得f(0)即可求解切线方程【详解】f (x )=ex ﹣x2f′(x )=ex ﹣2x ∴k =f′(0)=1又切点坐标为(01)∴函数f (x )=ex 解析:10x y -+=【解析】 【分析】求出原函数的导函数,得到f′(0)为切线斜率,再求得f(0),即可求解切线方程.【详解】f(x)=e x﹣x2,f′(x)=e x﹣2x,∴k=f′(0)=1,又切点坐标为(0,1),∴函数f(x)=e x﹣x2图象在点(0,f(0))处的切线方程是y﹣1=x﹣0,即x- y+1=0.故答案为x- y+1=0.【点睛】本题考查了利用导数研究在曲线上某点处的切线方程,在曲线上某点的切线的斜率,就是函数在该点处的导数值,是中档题.15.n2n+1【解析】【分析】利用导数的几何意义求a然后通过数列{1f(n)}的通项公式利用裂项法进行求和即可求出Sn【详解】由题意知f(x)=2ax则k=f(1)=2a2a⋅(-18)=-1故a=4f解析:【解析】【分析】利用导数的几何意义求a,然后通过数列{}的通项公式,利用裂项法进行求和即可求出.【详解】由题意知,则,,故,,故,.故答案为【点睛】本题考查数列求和,切线的应用,熟记求和基本方法,准确计算是关键,是基础题16.ln3【解析】【分析】函数f(x)=ex+ae-x为偶函数利用f(-x)=f(x)可得:a=1f(x)=ex+e-x利用导数的几何意义即可得出【详解】∵函数f(x)=ex+ae-x为偶函数∴f(-x解析:【解析】【分析】函数为偶函数,利用,可得:,利用导数的几何意义即可得出.【详解】 函数为偶函数,,即,可得:., ,设该切点的横坐标等于,则,令,可得,化为:,解得.,解得. 则该切点的横坐标等于. 故答案为:.【点睛】本题考查了利用导数研究切线的斜率、函数的奇偶性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.17.【分析】当抛物线上点的切线与直线平行时这个点到直线的距离最短求出切点坐标利用点到直线的距离公式求出切点到直线的距离即最短距离【详解】由得令则所以抛物线上的点到直线的距离最短最短为故填【点睛】本题考查 解析:28【分析】当抛物线上点的切线与直线20x y --=平行时,这个点到直线20x y --=的距离最短.求出切点坐标,利用点到直线的距离公式求出切点到直线的距离,即最短距离 【详解】由2y x =,得2y x '=. 令1y '=,则12x =, 所以抛物线2y x =上的点11,24⎛⎫⎪⎝⎭到直线20x y --=的距离最短,最短为11272242--=72 【点睛】本题考查了导数的几何意义的应用,考查了点到直线的距离公式,解答本题的关键是理解曲线上的点到直线的最短距离,与这条直线和其平行且与曲线的相切的直线间的距离的关系.18.【解析】由函数的解析式可得:则函数在处的切线斜率为结合直线平行的结论可得:解得:解析:13【解析】由函数的解析式可得:()2'31f x ax =+,则函数在()()1,1f 处的切线斜率为()'131f a =+, 结合直线平行的结论可得:312a +=,解得:13a =. 19.【解析】由题得所以故填解析:54【解析】 由题得22111()31(1)311=12f x f f f f x =-+∴=-+'''∴''()()().所以213135()(2)=2424f x f x ''=-+∴=-+,故填54. 20.【解析】以此类推可得出即函数是周期为的周期函数又故答案为【解析】()()()()'213cos ,cos 'cos f x f x x sinx f x x sinx sinx x ==-=-=--,()()45cos ,cos f x x sinx f x sinx x =-+=+,以此类推,可得出()()4n n f x f x +=,即函数()1n f x +是周期为4的周期函数,又()()()()12340f x f x f x f x +++=,1232017...3333f f f f ππππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴++++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭201711cos 33332f f sin ππππ⎛⎫⎛⎫===+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故答案为12. 三、解答题21.(1)22x e ;(2)29(13)x --或281549y x x '=-+-. 【解析】分析:(1)根据复合函数(指数函数与一次函数的复合)求导法则求导数,(2)根据复合函数(幂函数与一次函数的复合)求导法则求导数. 详解:(1)2'22e (2)e 22e x x x y x =⋅=⋅=';(2)()()22'313(13)913y x x x =--=--'.或281549y x x '=-+-.点睛:本题考查复合函数求导法则,注意函数如何复合的. 22.(1)'()4cos 4sin 4cos f x x x x x ==-+--;(2)21'()2ln 2(1)xf x x =-+. 【分析】(1)利用积的导数和和差的导数法则求导.(2)利用商的导数和积的导数的法则求导. 【详解】(1)f'(x)=(1+sin x)'(1-4x)+(1+sin x)(1-4x)'=cos x(1-4x)-4(1+sin x)=cos x-4xcos x-4-4sin x.(2)f(x)=1x x +-2x =1-11x +-2x ,则f'(x)=21(1)x +-2xln 2. 【点睛】本题主要考查对函数求导,意在考查学生对该知识的掌握水平和分析推理能力. 23.(1)3a =-(2)见解析.【解析】试题分析:(Ⅰ)()22222a x a f x x x x='+=+,由f'(2)=1,能求出a ;(II )函数f (x )的定义域为(0,+∞).当a≥0时,f'(x )>0,f (x )的单调递增区间为(0,+∞);当a <0时()()()2x ax af x x+---'=.列表讨论,能求出函数f (x )的单调递区间 试题(1)2222'()2a x af x x x x+=+=由已知'(2)1f =,解得3a =-.(2)函数()f x 的定义域为(0,)+∞.①当0a ≥时, '()0f x >,()f x 的单调递增区间为(0,)+∞;②当0a <时2()()'()x a x a f x x+---=.当x 变化时,'(),()f x f x 的变化情况如下:由上表可知,函数()f x 的单调递减区间是)a -;单调递增区间是(,)a -+∞.考点:1.导数的几何意义;2.函数导数与单调性24.(1);(2);(3)详见解析.【解析】试题分析:(1)根据导数的几何意义,求得,再根据函数是奇函数,可求得;(2)根据(1)的结论,可将问题转化为恒成立,通过讨论自变量的正负,参变分离后可将问题转化为,这样设函数,利用导数求函数的最值,即得的取值范围;(3)点A,B在曲线上,设出点的坐标,经过指对互化,表示,再通过分析法证明.试题解:(1),为奇函数,;(2)由(1)知,,因为当时,图像恒在的上方,所以恒成立,,记,则,由,在单调减,在单调减,在单调增,,,综上,所求实数的取值范围是;(3)由(2)知,设,,,,要证,即证,令,即证,令,即证,,在上单调减,在上单调减,,所以,考点:1.导数的几何意义;2.导数与函数的单调性以及最值;3.分析法.25.(1) a=-2 (2) 公切线是y=9,此时k=0【分析】(1)计算f′(x),进而由f′(-1)=0可得解;x+6x0+12),由导数得切线斜率,进(2)直线m是曲线y=g(x)的切线,设切点为(x0,32而得切线方程,带入(0,9) 得x0=±1,再分别计算当f′(x)=0或f′(x)=12时的切线,进而找到公切线.【详解】(1)f′(x)=3ax2+6x-6a,f′(-1)=0.即3a-6-6a=0,∴a=-2.(2)存在.∵直线m恒过定点(0,9),直线m是曲线y=g(x)的切线,x+6x0+12),设切点为(x0,32∵g′(x0)=6x0+6,∴切线方程为y-(32x+6x0+12)=(6x0+6)(x-x0),将点(0,9)代入,得x0=±1.当x0=-1时,切线方程为y=9;当x0=1时,切线方程为y=12x+9.由f′(x)=0,得-6x2+6x+12=0.即有x=-1或x=2,当x=-1时,y=f(x)的切线方程为y=-18;当x=2时,y=f(x)的切线方程为y=9.∴公切线是y=9.又令f′(x)=12,得-6x2+6x+12=12,∴x=0或x=1.当x=0时,y=f(x)的切线方程为y=12x-11;当x=1时,y=f(x)的切线方程为y=12x-10,∴公切线不是y =12x +9.综上所述公切线是y =9,此时k =0. 【点睛】求曲线的切线方程是导数的重要应用之一,用导数求切线方程的关键在于求出切点()00,P x y 及斜率,其求法为:设()00,P x y 是曲线()y f x =上的一点,则以P 的切点的切线方程为: ()()000'y y f x x x -=-.若曲线()y f x =在点()()00,P x f x 的切线平行于y 轴(即导数不存在)时,由切线定义知,切线方程为0x x =. 26.(1)1y x =-;(2)310x y ++=或590x y --=. 【分析】(1)求出导函数,由切线斜率求得切点坐标,从而得切线方程;(2)设切点坐标为00(,)x y ,由切点坐标写出切线方程,代入点(1,4)-的坐标,从而求得切点. 【详解】(1)设2()f x x x =-,则'()21f x x =-, ∵切线与30x y +-=垂直,∴切线斜率为1,∴'()211f x x =-=,1x =,(1)0f =,即切点为(1,0). ∴切线方程为1y x =-;(2)设切点为00(,)x y ,由(1)00'()21f x x =-, 切线方程为20000()(21)()y x x x x x --=--, ∵切线过点(1,4)-,∴200004()(21)(1)x x x x ---=--, 解得01x =-或03x =,∵切线方程为23(1)y x -=-+或65(3)y x -=-,即310x y ++=或590x y --=. 【点睛】本题考查导数几何意义.求切线方程有两种情形:一种是已知切点00(,)x y ,则切线方程为000'()()y y f x x x -=-, 另一种是已知切线过点00(,)x y ,则设切点为11(,)x y ,切线方程为111'()()y y f x x x -=-,代入00(,)x y 后求出切线11(,)x y ,得切线方程.。
一、选择题1.已知()()()()()()*1232,f x x x x x n n n N =++++≥∈,其导函数是()f x ',若()()10n f a f '-=,则50a =( )A .150!B .150C .50D .50!2.已知b 为正实数,直线y x a =+与曲线x by e +=相切,则2a b的取值范围是( )A .[),e +∞B .2[,)e +∞C .[2,)+∞D .[4,)+∞3.与曲线2yx 相切,且与直线210x y ++=垂直的直线的方程为( )A .22y x =-B .22y x =+C .21y x =-D .21y x =+4.已知直线2y x b =+与函数2,0()ln ,0x x f x x a x ⎧-≤=⎨+>⎩的图象相切,且有两个不同的切点,则实数a 的值为( ). A .ln 2 B .2 C .2ln 2- D .2ln 2+5.已知P 与Q 分别为函数260x y --=与函数21y x =+的图象上一点,则线段||PQ 的最小值为( )A .65B C D .66.设a 为实数,函数()32(1)f x x a x ax =+-+的导函数为()f x ',且()f x '是偶函数,则曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程为( ) A .20x y += B .20x y -=C .0x y -=D .0x y +=7.曲线y =2sin x +cos x 在点(π,–1)处的切线方程为A .10x y --π-=B .2210x y --π-=C .2210x y +-π+=D .10x y +-π+=8.已知函数ln ,0()3,0x x f x kx x >⎧=⎨-≤⎩的图像上有两对关于y 轴对称的点,则实数k 的取值范围是( ) A .(),0e -B .-21,02e ⎛⎫- ⎪⎝⎭C .()2,0e -D .()22,0e -9.已知(,()),(,())M t f t N s g s 是函数()ln f x x =,()21g x x =+的图象上的两个动点,则当MN 达到最小时,t 的值为 ( )A .1B .2C .12D .35510.已知ln 0a b -=,1c d -=,则22()()a c b d -+-的最小值是( ). A .1B .2C .2D .2211.已知点P 在曲线y=41x e +上,a 为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则a 的取值 范围是( ) A .[0,4π) B .[,)42ππC .3(,]24ππD .3[,)4ππ 12.已知函数ln y x x =,则这个函数在点1x =处的切线方程是 A .22y x =-B .22y x =+C .1y x =-D .1y x =+二、填空题13.曲线12x y x e =++在0x =处的切线与两坐标轴围成的三角形面积为______. 14.抛物线2yx 上的点到直线20x y --=的最短距离为________________.15.如图,函数()y f x =的图象在点P 处的切线方程是28y x =-+,则(3)(3)f f '+=__________.16.若以曲线()y f x =上任意一点(,)M x y 为切点作切线l ,曲线上总存在异于M 的点11(,)N x y ,以点N 为切点作线1l ,且1//l l ,则称曲线()y f x =具有“可平行性”,下列曲线具有可平行性的编号为__________.(写出所有的满足条件的函数的编号) ①1y x=②3y x x =- ③cos y x = ④2(2)ln y x x =-+ 17.已知函数()'cos sin 4f x f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,则4f π⎛⎫⎪⎝⎭的值为__________. 18.已知2()2(1)f x x xf =+',则'(1)f _______19.已知在R 上可导, ()()()3311F x f x f x =-+-,则()1F '=__________.20.关于x 的方程2xx a e +=有3个不同的实数解,则实数a 的取值范围为______________.三、解答题21.已知函数22()(2)ln 2f x x x x ax =-⋅++.(1)当1a =-时,求()f x 在(1,(1))f 处的切线方程;(2)设函数()()2g x f x x =--,函数()g x 有且仅有一个零点. (i )求a 的值;(ii )若2e x e -<<时,()g x m ≤恒成立,求m 的取值范围.22.已知a R ∈,函数()()(x x f x e ax xe =-.(1)若曲线()y f x =在点(0,(0))f 1,求a 的值;(2)设()x g x xe =()1g x >对x ∈R 恒成立; (3)若1(0,)a e∈,证明:()2f x a >对x ∈R 恒成立. 23.已知曲线382y x x =-+ (1)求曲线在点0x =处的切线方程;(2)过原点作曲线的切线:l y kx =,求切线方程.24.已知函数f (x )=x 3+(1-a )x 2-a (a +2)x +b (a ,b ∈R ).(Ⅰ)若函数f (x )的图象过原点,且在原点处的切线斜率为-3,求a ,b 的值; (Ⅱ)若曲线y =f (x )存在两条垂直于y 轴的切线,求a 的取值范围. 25.求下列函数的导函数. (1)()521y x =+ (2)1log 32ay x =+ 26.已知函数3()16f x x x =+-(1)求曲线()y f x =在点(1,14)-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.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题 1.B 解析:B 【分析】求出()1f '-和()0f ,可得出n a 的表达式,进而可计算得出50a 的值. 【详解】()()()()()123f x x x x x n =++++,其中2n ≥且n *∈N ,()()()()()()()2313f x x x x n x x x n '∴=++++++++()()()121x x x n ++++-,()()11231f n '∴-=⨯⨯⨯⨯-,()()01231f n n =⨯⨯⨯⨯-⨯,则()()110n f a f n'-==,因此,50150a =. 故选:B. 【点睛】本题考查导数值的计算,考查计算能力,属于中等题.2.D解析:D 【分析】取导数为1计算得到切点为(),1b -,将切点代入直线,得到1b a =-+,换元利用均值不等式得到答案. 【详解】x b y e +=,则'1x b y e +==,则x b =-,当x b =-,1y =,故切点为(),1b -,将切点代入直线得到1b a =-+,()2211224b a b b b b +==++≥=, 当1b =时等号成立.故选:D. 【点睛】本题考查了根据切线求参数,均值不等式,意在考查学生的计算能力和应用能力,确定1b a =-+是解题的关键.3.C解析:C 【分析】由导数的几何意义可得所求直线的斜率02k x =,根据两直线垂直可求得01x =,即可求得切线方程. 【详解】设切点为()00P x y ,,由导数的几何意义可得所求直线的斜率02k x =, 又直线210x y ++=的斜率为12-, 所以()01212x ⎛⎫⋅-=- ⎪⎝⎭,解得01x =,则2001y x ==,2k =,所以所求直线的方程为()121y x -=-, 即21y x =-. 故选:C. 【点睛】本题考查导数的几何意义,考查计算能力,属于基础题.4.D解析:D 【分析】先由题意得出直线与分段函数的两部分图象均相切,再利用方程根的判别式及导数的几何意义求解. 【详解】由題意,知直线2y x b =+与函数()f x 在(,0]-∞,(0,)+∞上的图象均相切, 由直线2y x b =+与2y x =-的图象相切得,联立方程组22y x y x b⎧=-⎨=+⎩,整理得220x x b ++=,由440b ∆=-=,解得1b =,此时切点为(1,1)A --,直线方程为21y x =+,设直线21y x =+与ln y x a =+的图象切于点()00,B x y , 由函数ln y x a =+,则1y x '=,所以012x =,所以012x =, 所以点B 的坐标为1,ln 22a ⎛⎫- ⎪⎝⎭,因为点B 在直线21y x =+上,所以1ln 2212a -=⨯+,解得2ln 2a =+. 故选:D . 【点睛】本题主要考查了分段函数与导数的几何意义,考查考生的逻辑思维能力,分析问题、解决问题的能力,运算求解能力.5.C解析:C 【分析】利用导数法和两直线平行性质,将线段||PQ 的最小值转化成切点到直线距离. 【详解】已知P 与Q 分别为函数260x y --=与函数21y x =+的图象上一点, 可知抛物线21y x =+存在某条切线与直线260x y --=平行,则2k =,设抛物线21y x =+的切点为()200,1x x +,则由2y x '=可得022x =,01x ∴=,所以切点为(1,2),则切点(1,2)到直线260x y --=的距离为线段||PQ 的最小值,则min ||5PQ ==. 故选:C. 【点睛】本题考查导数的几何意义的应用,以及点到直线的距离公式的应用,考查转化思想和计算能力.6.C解析:C 【分析】求导得()f x ',根据()f x '是偶函数求解a ,再根据导数的几何意义求解曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程即可.【详解】由题, ()()2321f x x a x a '=--+,因为()f x '是偶函数且为关于x 的多项式,故其奇次项()21a x --的系数()2101a a --=⇒=. 故()3f x x x =+,()231f x x ='+.又()01f '=,()00f =,故曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程为()010y x -=⋅-, 即0x y -=. 故选:C 【点睛】本题主要考查根据奇偶性求参数值以及利用导数的几何意义求解切线方程的方法.属于中档题.7.C解析:C 【分析】先判定点(,1)π-是否为切点,再利用导数的几何意义求解. 【详解】当x π=时,2sin cos 1y =π+π=-,即点(,1)π-在曲线2sin cos y x x =+上.2cos sin ,y x x '=-2cos sin 2,x y πππ=∴=-=-'则2sin cos y x x =+在点(,1)π-处的切线方程为(1)2()y x --=--π,即2210x y +-π+=.故选C .【点睛】本题考查利用导数工具研究曲线的切线方程,渗透了直观想象、逻辑推理和数学运算素养.采取导数法,利用函数与方程思想解题.学生易在非切点处直接求导数而出错,首先证明已知点是否为切点,若是切点,可以直接利用导数求解;若不是切点,设出切点,再求导,然后列出切线方程.8.C解析:C 【分析】把函数()f x 的图象上有两对关于y 轴的对称点,转化为3y kx =-与ln()yx =-在0x <时有两个交点,利用导数的几何意义,求得切线的斜率,即可求解.【详解】 ,由题意,当0x >时,()ln f x x =,则()ln f x x =关于y 轴的对称函数ln()y x =-(0)x <,由题意可得3y kx =-与ln()y x =-在0x <时有两个交点,设3y kx =-与ln()y x =-相切于(,)m n ,因为ln()yx =-的导数1y x '=,所以1k m=, 又由ln()3m km -=-,即1ln()32m m m -=⨯-=-,解得21m e=-, 所以2k e =-,由图象可得,当20e k -<<时,函数3y kx =-与ln()y x =-在0x <上有两个交点,即当20e k -<<时,函数ln ,0()3,0x x f x kx x >⎧=⎨-≤⎩的图象上有两对关于y 轴的对称点,故选C .【点睛】本题主要考查了利用导数研究函数的零点问题,其中解答中把函数的图象上有两对关于y 轴的对称点,转化为3y kx =-与ln()yx =-在0x <时有两个交点是解答的关键,着重考查了转化思想,以及推理与运算能力,属于中档试题.9.C解析:C 【分析】求得()f x 图像上切线斜率为2的切点的横坐标,即是t 的值. 【详解】依题意可知,当()f x 图像上的切线和()21g x x =+平行时,MN 取得最小值,令()'12f x x ==,解得12x =,故12t =,所以选C. 【点睛】本小题考查函数导数,考查切线斜率与导数的对应关系,属于基础题.10.C解析:C 【分析】设点(),b a 是曲线:ln C y x =上的点,点()d c ,是直线:1l y x =+上的点;()()22a cb d -+-可看成曲线C 上的点到直线l 上的点的距离的平方.然后将问题转化为求曲线C 上一点到直线l 距离的最小值的平方,直接对函数ln y x =求导,令导数为零,可求出曲线C 上到直线l 距离最小的点,然后利用点到直线的距离公式可求出最小距离,从而得出答案. 【详解】设(),b a 是曲线:ln C y x =上的点,()d c ,是直线:1l y x =+上的点;()()22a cb d -+-可看成曲线C 上的点到直线l 上的点的距离的平方. 对函数ln y x =求导得1y x'=,令1y '=,得1x =, 所以,曲线C 上一点到直线l 上距离最小的点为()10,, 该点到直线l 的距离为22101 =21(1)-++-. 因此,()()22a c b d -+-的最小值为()222=. 故选C .【点睛】本题考查距离的最值问题,将问题进行转化是解本题的关键,属于中等题.11.D解析:D 【详解】 试题分析:因为,所以34παπ≤<,选A. 考点:导数的几何意义、正切函数的值域.12.C解析:C 【分析】先求导函数,根据切线的斜率等于切点处的导数结合点斜式即可求切线方程. 【详解】当1x =时,ln10y ==,则切点为()1,0, 导函数()ln ln ln 1y x x x x x '''=+=+, 所以点1x =处的切线的斜率1|ln111x k y ='==+= 所以函数在点1x =处的切线方程为1y x =-, 故选C. 【点睛】本题考查导数几何意义的应用,属于基础题.二、填空题13.【解析】【分析】先根据导数几何意义求切线斜率得切线方程再求三角形面积【详解】因为所以与与两坐标轴交点为因此围成的三角形面积为【点睛】本题考查导数几何意义以及直线方程考查基本分析与运算能力属基础题解析:32【解析】 【分析】先根据导数几何意义求切线斜率,得切线方程,再求三角形面积. 【详解】因为12x y e '=+,所以03,320)3313(y k x y x e =-=-∴=++=, 与与两坐标轴交点为(1,0),(0,3)-,因此围成的三角形面积为1313.22⨯⨯= 【点睛】本题考查导数几何意义以及直线方程,考查基本分析与运算能力,属基础题.14.【分析】当抛物线上点的切线与直线平行时这个点到直线的距离最短求出切点坐标利用点到直线的距离公式求出切点到直线的距离即最短距离【详解】由得令则所以抛物线上的点到直线的距离最短最短为故填【点睛】本题考查【分析】当抛物线上点的切线与直线20x y --=平行时,这个点到直线20x y --=的距离最短.求出切点坐标,利用点到直线的距离公式求出切点到直线的距离,即最短距离 【详解】由2y x =,得2y x '=. 令1y '=,则12x =, 所以抛物线2y x =上的点11,24⎛⎫⎪⎝⎭到直线20x y --=的距离最短,最短为8=.故填8. 【点睛】本题考查了导数的几何意义的应用,考查了点到直线的距离公式,解答本题的关键是理解曲线上的点到直线的最短距离,与这条直线和其平行且与曲线的相切的直线间的距离的关系.15.【解析】分析:根据导数几何意义得再根据函数值得代入即得结果详解:由题意可知故点睛:利用导数的几何意义解题主要是利用导数切点坐标切线斜率之间的关系来进行转化 解析:0【解析】分析:根据导数几何意义得(3)2f '=-,再根据函数值得(3)2382f =-⨯+=,代入即得结果.详解:由题意可知(3)2382f =-⨯+=,(3)2f '=-,故(3)(3)0f f '+=.点睛:利用导数的几何意义解题,主要是利用导数、切点坐标、切线斜率之间的关系来进行转化.16.①③【解析】因为;因为不存在异于的点;因为总存在异于的点满足条件;因为不存在异于的点;所以选①③解析:①③ 【解析】 因为122111y x x x x x =-=-∴=-'≠取 ; 因为231,0y x x =-='时不存在异于M 的点N ;因为1sin sin y x x =-=-'∴总存在异于M 的点N 满足条件;因为212412(2)x x y x x x ='-+=-+,x =不存在异于M 的点N ;所以选①③17.【解析】解得故故答案为 解析:1【解析】()''sin cos 4f x f x x π⎛⎫=-⋅+ ⎪⎝⎭,''sin cos 4444f f ππππ⎛⎫⎛⎫∴=-⋅+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得'214f π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,故()22'cos sin 211444422f f ππππ⎛⎫⎛⎫=+=-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故答案为1. 18.【解析】求导得:把代入得:解得故答案为解析:2-【解析】求导得:()()221f x x f '=+',把1x =代入得:()()1221f f '=+',解得()12f '=-,故答案为2-.19.0【解析】由题知则故本题应填解析:0【解析】由题知()()()2323'3'13'1F x x f x x f x =---,则()()()'13'03'00F f f =-=.故本题应填0.20.【解析】由题意则临界情况为与相切的情况则所以切点坐标为则此时所以只要图象向左移动都会产生3个交点所以即点睛:解的个数问题我们采用图象法辅助解题画出图象我们可以知道在处有一个交点则在处必须有两个交点所 解析:(1ln 2,)-+∞【解析】由题意,则临界情况为()2y x a =+与x y e =相切的情况,'2x y e ==,则ln 2x =,所以切点坐标为()ln 2,2,则此时1ln 2a =-,所以只要2y x a =+图象向左移动,都会产生3个交点,所以1ln 2a >-,即()1ln2,-+∞。
一、选择题1.已知()()()()()()*1232,f x x x x x n n n N =++++≥∈,其导函数是()f x ',若()()10n f a f '-=,则50a =( )A .150!B .150C .50D .50!2.已知实数a ,b ,c ,d 满足ln |2|0ab c d a-+-+=,则(a ﹣c )2+(b ﹣d )2的最小值为( ) A .4 B .92C .322D .23.与曲线2yx 相切,且与直线210x y ++=垂直的直线的方程为( )A .22y x =-B .22y x =+C .21y x =-D .21y x =+4.函数()2221sin cos 622x xf x x =+-的导函数()y f x '=的图象大致是( ) A . B .C .D .5.曲线()33ln y x x x =-⋅在点(1,0)处的切线方程为( )A .220x y +-=B .210x y +-=C .10x y +-=D .440x y +-=6.设函数()ln f x x =,且()012,,0,x x x ∈+∞,下列命题: ①若12x x <,则()()122121f x f x x x x ->-; ②存在()012,x x x ∈,12x x <,使得()()120121f x f x x x x -=-; ③若11x >,21>x ,则()()12121f x f x x x -<-;④对任意的1x ,2x ,都有()()121222f x f x x x f ++⎛⎫>⎪⎝⎭. 其中正确的命题个数是( )A .4B .3C .2D .17.直线2y kx =+与曲线32y x ax b =++相切于点(1,4),则4a b +的值为( ) A .2 B .-1C .1D .-28.曲线11x y x +=-在点(0,1)-处的切线方程为( ) A .21y x =--B .21y x =-C .21y x =-+D .21y x =+9.已知直线:l y m =,若l 与直线23y x =+和曲线ln(2)y x =分别交于A ,B 两点,则||AB 的最小值为A .1B .2C D 10.若直线2y kx =-与曲线13ln y x =+相切,则k =( ) A .3B .13C .2D .1211.若函数()3=-ln 3f x x x x -+-,则曲线()y f x =在点()()-1,-1f 处的切线的倾斜角是( ) A .6π B .3π C .23π D .56π 12.已知直线y x m =-+ 是曲线23ln y x x =-的一条切线,则m 的值为( ) A .0B .2C .1D .3二、填空题13.已知函数()x f x e =,则过原点且与曲线()y f x =相切的直线方程为____________. 14.曲线ln y x x =在P 点处的切线与直线220200x y --=平行,则点P 的坐标为______.15.曲线232ln y x x x =-+的切线中,斜率最小的切线方程为__________. 16.经研究发现,三次函数()()320ax bx d a f x cx =+++≠都有对称中心,设其为()()0,x f x ,则()0''0f x =,反之也成立,其中()''f x 是函数()f x 的导函数()'f x 的导数.已知()()322221f x x ax a a x a =++-++,若对任意的实数()1m m ≠,函数()f x 在x m =和2x m =-处的切线互相平行,则实数a =______.17.如图,函数()y f x =的图象在点P 处的切线方程是28y x =-+,则(3)(3)f f '+=__________.18.已知实数a ,b 满足225ln 0a a b --=,R c ∈,则22()()a c b c -++的最小值为__________.19.已知函数()ln f x x x =+,若函数()f x 在点()()00,P x f x 处切线与直线310x y -+=平行,则0x =____________ 20.已知()f x 的导函数为'()f x ,且满足关系式()3'(2)ln f x xf x =+,则(1)f '的值为___.三、解答题21.已知曲线 5y x =,求: (1)求曲线在()1,5的切线方程;(2)求过点 ()0,5P 且与曲线相切的切线方程.22.已知直线240x y +-=与抛物线212y x =相交于,A B 两点(A 在B 上方),O 是坐标原点。
数学北师版选修2-2第二章 变化率与导数单元检测
(时间:45分钟,满分:100分)
一、选择题(每题5分,共40分)
1.在曲线y=x2上切线倾斜角为4的点是( ).
A.(0,0) B.(2,4) C.11,416 D.11,24
2.f(x)=3-x,则f′(0)=( ).
A.1 B.log3e C.ln 3 D.-ln 3
3.曲线f(x)=13x3+x上点41,3处的切线与坐标轴围成的三角形面积为( ).
A.19 B.29 C.13 D.23
4.函数f(x)=excos x的图像在点(0,f(0))处的切线的倾斜角为( ).
A.0 B.4 C.1 D.2
5.抛物线y=x2+bx+c上点(1,2)处的切线与其平行线bx+y+c=0间距离为( ).
A.24 B.22 C.322 D.2
6.若f(x)=log3(2x-1),则f′(3)=( ).
A.23 B.2ln 3 C.23ln3 D.25ln3
7.曲线y=e-x-ex的切线的斜率的最大值为( ).
A.2 B.0 C.-2 D.-4
8.下列图像中,有一个是函数f(x)=13x3+ax2+(a2-1)x+1(a∈R,a≠0)的导函数f′(x)
的图像,则f(-1)等于( ).
A.13 B.13 C.73 D.13或73
二、填空题(每题5分,共15分)
9.曲线f(x)=2-12x2与g(x)=14x3-2在交点处切线的夹角的正切值为__________.
10.设y=f(x)是二次函数,方程f(x)=0有两个相等的实根,且f′(x)=2x+2,则函数
y=f(x)的解析式为__________.
11.函数f(x)=mx2m+n的导数为f′(x)=4x3,则m+n=__________.
三、解答题(每题15分,共45分)
12.设f(x)=(ax+b)sin x+(cx+d)cos x,试确定常数a,b,c,d,使得f′(x)=xcos x.
13.若函数y=f(x)在区间(-a,a)(a>0)内为偶函数且可导,试讨论y=f′(x)在(-a,
a)内的奇偶性.
14.设直线l1与曲线y=x相切于点P,直线l2过点P且垂直于l1,若l2交x轴于Q,
又作PK垂直于x轴于K,求KQ的长.
参考答案
1. 答案:D 解析:y′=(x2)′=2x=1,
∴x=12,y=21124,∴点的坐标为11,24.
2. 答案:D 解析:f′(x)=(3-x)′=3-xln 3·(-x)′=-3-xln 3,
∴f′(0)=-30ln 3=-ln 3.
3. 答案:A 解析:f′(x)=x2+1,∴k=f′(1)=2,切线方程为y-43=2(x-1),即y
=2x-23.
令x=0,y=23,令y=0,x=13.
∴S△=12112339.
4. 答案:B 解析:f′(x)=(excos x)′=(ex)′cos x+ex(cos x)′=excos x-exsin x,
∴k=f′(0)=e0cos 0-e0sin 0=1,∴倾斜角为π4.
5. 答案:B 解析:由抛物线过点(1,2),得b+c=1,
又f′(1)=2+b,即2+b=-b,
∴b=-1,∴c=2,
故所求切线方程为x-y+1=0.
∴两平行直线:x-y-2=0和x-y+1=0之间的距离为d=22213322211.
6. 答案:D 解析:f′(x)=(log3(2x-1))′=(21)2(21)ln3(21)ln3xxx,∴f′(3)=
2
5ln3
.
7. 答案:B 解析:y′=k=-e-x-ex=-(e-x+ex)=1eexx≤12eexx=-2,
当且仅当1ex=ex,即x=0时,等号成立.
8. 答案:A 解析:f′(x)=x2+2ax+a2-1=(x+a)2-1,由a≠0知f′(x)的图像为第
(3)个.
因此f′(0)=0,故a=-1,
∴f(-1)=13.
9. 答案:1 解析:联立方程得x3+2x2-16=0,得交点(2,0),而k1=f′(2)=-2,k
2
=g′(2)=3,
∴由夹角公式得tan θ=12121kkkk=1.
10. 答案:f(x)=x2+2x+1 解析:设f(x)=a(x-m)2,则f′(x)=2a(x-m)=2ax-2am
=2x+2,
∴a=1,m=-1,∴f(x)=(x+1)2=x2+2x+1.
11. 答案:3 解析:由于f′(x)=m(2m+n)x2m+n-1=4x3,
∴(2)4,213.mmnmn
解得1,2,mn
∴m+n=3.
12. 解:f′(x)=[(ax+b)sin x+(cx+d)cos x]′
=[(ax+b)sin x]′+[(cx+d)cos x]′
=(ax+b)′sin x+(ax+b)(sin x)′+(cx+d)′cos x+(cx+d)(cos x)′
=asin x+(ax+b)cos x+ccos x-(cx+d)sin x
=(a-cx-d)sin x+(ax+b+c)cos x=xcos x,
∴0,,adcxaxbcx
∴a=d=1,b=c=0.
13. 解:f′(-x)=0()()limxfxxfxx=0()()limxfxxfxx
=0()()lim(1)xfxxfxx=-f′(x),
∴f′(x)为奇函数.
14. 解:设P(x0,y0),则k1=f′(x0)=012x .
由l2和l1垂直,故k2=02x.
∴l2的方程为y-y0=02x (x-x0).
令yQ=0,
∴-y0=02x (xQ-x0),
∴0x=02x (xQ-x0),
解得xQ=12+x0,易得xK=x0,
∴|KQ|=|xQ-xK|=12.