创新设计高考数学文江苏专用一轮复习练习 第三章 导数及其应用 31 含答案

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第三章导数及其应用
第1讲导数的概念及运算
基础巩固题组
(建议用时:40分钟)
一、填空题
1.设y=x2e x,则y′=________.
解析y′=2x e x+x2e x=(2x+x2)e x.
答案(2x+x2)e x
2.已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=2x·f′(1)+ln x,则f′(1)=________.
解析由f(x)=2xf′(1)+ln x,得f′(x)=2f′(1)+1 x ,
∴f′(1)=2f′(1)+1,则f′(1)=-1.
答案-1
3.曲线y=sin x+e x在点(0,1)处的切线方程是________.
解析y′=cos x+e x,故切线斜率为k=2,切线方程为y=2x+1,即2x-y +1=0.
答案2x-y+1=0
4.(2017·苏州调研)已知曲线y=ln x的切线过原点,则此切线的斜率为________.
解析y=ln x的定义域为(0,+∞),且y′=1
x
,设切点为(x0,ln x0),则y′|x
=x0=
1
x0
,切线方程为y-ln x0=1
x0(x-x0),因为切线过点(0,0),所以-ln x0=
-1,解得x0=e,故此切线的斜率为1
e.
答案1 e
5.若曲线y=ax2-ln x在点(1,a)处的切线平行于x轴,则a=________.
解析因为y′=2ax-1
x
,所以y′|x=1=2a-1.因为曲线在点(1,a)处的切线
平行于x轴,故其斜率为0,故2a-1=0,解得a=1
2.
答案1 2
6.(2017·南师附中月考)如图,y=f(x)是可导函数,直线l:y=kx+2是曲线y=f(x)在x=3处的切线,令g(x)=xf(x),其中g′(x)是g(x)的导函数,则g′(3)=________.
解析由图形可知:f(3)=1,f′(3)=-1
3
,∵g′(x)=f(x)+xf′(x),
∴g′(3)=f(3)+3f′(3)=1-1=0. 答案0
7.(2017·苏北四市模拟)设曲线y=1+cos x
sin x在点⎝




π
2,1处的切线与直线x-ay+1=
0平行,则实数a=________.
解析∵y′=-1-cos x
sin2x
,∴
由条件知1
a
=-1,∴a=-1.
答案-1
8.(2015·全国Ⅱ卷)已知曲线y=x+ln x在点(1,1)处的切线与曲线y=ax2+(a+2)x +1相切,则a=________.
解析由y=x+ln x,得y′=1+1
x
,得曲线在点(1,1)处的切线的斜率为
k=y′|x=1=2,所以切线方程为y-1=2(x-1),即y=2x-1.
又该切线与y =ax 2+(a +2)x +1相切,
消去y ,得ax 2+ax +2=0,
∴a ≠0且Δ=a 2-8a =0,解得a =8.
答案 8
二、解答题
9.已知点M 是曲线y =13x 3-2x 2+3x +1上任意一点,曲线在M 处的切线为l ,求:
(1)斜率最小的切线方程;
(2)切线l 的倾斜角α的取值范围.
解 (1)y ′=x 2-4x +3=(x -2)2-1≥-1,
所以当x =2时,y ′=-1,y =53,
所以斜率最小的切线过点⎝ ⎛⎭
⎪⎫2,53,斜率k =-1, 所以切线方程为3x +3y -11=0.
(2)由(1)得k ≥-1,
所以tan α≥-1,所以α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2∪⎣⎢⎡⎭
⎪⎫3π4,π. 10.已知曲线y =x 3+x -2在点P 0处的切线l 1平行于直线4x -y -1=0,且点P 0
在第三象限.
(1)求P 0的坐标;
(2)若直线l ⊥l 1,且l 也过切点P 0,求直线l 的方程.
解 (1)由y =x 3+x -2,得y ′=3x 2+1,
由已知令3x 2+1=4,解之得x =±1.
当x =1时,y =0;当x =-1时,y =-4.
又∵点P 0在第三象限,∴切点P 0的坐标为(-1,-4).
(2)∵直线l ⊥l 1,l 1的斜率为4,
∴直线l 的斜率为-14.
∵l 过切点P 0,点P 0的坐标为(-1,-4),
∴直线l的方程为y+4=-1
4(x+1),
即x+4y+17=0.
能力提升题组
(建议用时:20分钟)
11.(2016·山东卷改编)若函数y=f(x)的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称y=f(x)具有T性质,下列函数:
①y=sin x;②y=ln x;③y=e x;④y=x3.
其中具有T性质的是________(填序号).
解析若y=f(x)的图象上存在两点(x1,f(x1)),(x2,f(x2)),
使得函数图象在这两点处的切线互相垂直,则f′(x1)·f′(x2)=-1.
对于①:y′=cos x,若有cos x1·cos x2=-1,则当x1=2kπ,x2=2kπ+π(k∈Z)时,结论成立;
对于②:y′=1
x ,若有1
x1·
1
x2
=-1,即x1x2=-1,∵x1>0,x2>0,∴不存在x1,
x2,使得x1x2=-1;
对于③:y′=e x,若有e x1·e x2=-1,即e x1+x2=-1.显然不存在这样的x1,x2;
对于④:y′=3x2,若有3x21·3x22=-1,即9x21x22=-1,显然不存在这样的x1,x2.
答案①
12.(2017·合肥模拟改编)点P是曲线x2-y-ln x=0上的任意一点,则点P到直线y=x-2的最小距离为________.
解析点P是曲线y=x2-ln x上任意一点,当过点P的切线和直线y=x-2平行时,
点P到直线y=x-2的距离最小,
直线y=x-2的斜率为1,令y=x2-ln x,
得y′=2x-1
x =1,解得x=1或x=-1
2(舍去),
故曲线y=x2-ln x上和直线y=x-2平行的切线经过的切点坐标为(1,1),点(1,1)到直线y=x-2的距离等于2,
∴点P到直线y=x-2的最小距离为 2.
答案 2
13.若函数f(x)=1
2x
2-ax+ln x存在垂直于y轴的切线,则实数a的取值范围是
________.
解析∵f(x)=1
2x
2-ax+ln x,
∴f′(x)=x-a+1
x(x>0).
∵f(x)存在垂直于y轴的切线,∴f′(x)存在零点,
即x+1
x -a=0有解,∴a=x+1
x≥2(当且仅当x=1时取等号).
答案[2,+∞)
14.已知函数f(x)=x-2
x,g(x)=a(2-ln x)(a>0).若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在x
=1处的切线斜率相同,求a的值,并判断两条切线是否为同一条直线.
解根据题意有f′(x)=1+2
x2,g′(x)=-
a
x.
曲线y=f(x)在x=1处的切线斜率为f′(1)=3,
曲线y=g(x)在x=1处的切线斜率为g′(1)=-a,
所以f′(1)=g′(1),即a=-3.
曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为y-f(1)=3(x-1).所以y+1=3(x-1),即切线方程为3x-y-4=0.
曲线y=g(x)在x=1处的切线方程为y-g(1)=3(x-1),所以y+6=3(x-1),即切线方程为3x-y-9=0,
所以,两条切线不是同一条直线.。