高中导数练习题
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高中导数练习题 2 导数 【考点透视】 1.了解导数概念的某些实际背景(如瞬时速度、加速度、光滑曲线切线的斜率等);掌握函数在一点处的导数的定义和导数的几何意义;理解导函数的概念. 2.熟记基本导数公式;掌握两个函数和、差、积、商的求导法则.了解复合函数的求导法则,会求某些简单函数的导数. 3.理解可导函数的单调性与其导数的关系;了解可导函数在某点取得极值的必要条件和充分条件(导数在极值点两侧异号);会求一些实际问题(一般指单峰函数)的最大值和最小值. 【例题解析】 考点1 导数的概念 对概念的要求:了解导数概念的实际背景,掌握导数在一点处的定义和导数的几何意义,理解导函数的概念. 例1. ()fx是31()213fxxx的导函数,则(1)f的值是 . [解答过程] 22()2,(1)123.fxxfQ 3
例2.设函数()1xafxx,集合M={|()0}xfx,P='{|()0}xfx,若MP,则实数a的取值范围是 ( ) A.(-∞,1) B.(0,1) C.(1,+∞) D. [1,+∞) [解答过程]由0,,1;,1.1xaxaaxx当a>1时当a<1时
/
/22
11,0.11111.xxaxaxaayyxxxxa
Q
综上可得MP时, 1.a
例3.若曲线4yx的一条切线l与直线480xy垂直,
则l的方程为( ) A.430xy B.450xy C.430xy D.430xy [解答过程]与直线480xy垂直的直线l为40xym,即4yx在某一点的导数为4,而34yx,所以4yx在(1,1)处导数为4,此点的切线为430xy. 故选A. 例4.已知两抛物线axyCxxyC2221:,2:, a取何值时1C,2C有且只有一条公切线,求出此时公切线的方程. 4
解答过程:函数xxy22的导数为22'xy,曲线1C在点P(12112,xxx)处的切线方程为))(2(2)2(11121xxxxxy,即
211)1(2xxxy
①
曲线1C在点Q),(222axx的切线方程是)(2)(222xxxaxy
即
axxxy2222 ②
若直线l是过点P点和Q点的公切线,则①式和②式都是l的方程,故得
1,1222121xxxx,消去2x得方程,0122121axx 若△=0)1(244a,即21a时,解得211x,此时点P、Q重合. ∴当时21a,1C和2C有且只有一条公切线,由①式
得公切线方程为14yx . 考点3 导数的应用 1.. 求函数的解析式; 2. 求函数的值域; 3.解决单调性问题; 4.求函数的极值(最值); 5.构造函数证明不等式. 典型例题 例5.函数)(xf的定义域为开区间),(ba,导函数)(xf在 5
),(ba内的图象如图所示,则函数)(xf在开区间),(ba内有极小值点( ) A.1个 B.2个 C.3个 D. 4个 [解答过程]由图象可见,在区间
(a,b)内的图象上有2个极小值点. 故选B. 例6 .设函数32()2338fxxaxbxc在1x及2x时取得极值. (Ⅰ)求a、b的值; (Ⅱ)若对于任意的[03]x,,都有2()fxc成立,求c的取值范围. 思路启迪:利用函数32()2338fxxaxbxc在1x及2x时取得极值构造方程组求a、b的值. 解答过程:(Ⅰ)2()663fxxaxb, 因为函数()fx在1x及2x取得极值,则有(1)0f,
(2)0f. 即6630241230abab,.
解得3a,4b.
x? abxy)(fyO 6 (Ⅱ)由(Ⅰ)可知,32()29128fxxxxc, 2()618126(1)(2)fxxxxx
.
当(01)x,时,()0fx; 当(12)x,时,()0fx; 当(23)x,时,()0fx. 所以,当1x时,()fx取得极大值(1)58fc,又(0)8fc,
(3)98fc. 则当03x,时,()fx的最大值为(3)98fc. 因为对于任意的03x,,有2()fxc恒成立, 所以 298cc, 解得 1c或9c, 因此c的取值范围为(1)(9)U,,. 例7.设函数f(x)=ax-(a+1)ln(x+1),其中a-1,求f(x)的单调区间. [考查目的]本题考查了函数的导数求法,函数的极值的判定,考查了应用数形结合的数学思想分析问题解决问题的能力 [解答过程]由已知得函数()fx的定义域为(1,),且'1()(1),1axfxax
(1)当10a时,'()0,fx函数()fx在(1,)上单调递减,
(2)当0a时,由'()0,fx解得1.xa 7
'()fx
、()fx随x的变化情况如下表
x 1(1,)a 1
a 1
(,)a
'()fx
— 0 +
()fx 极小值 从上表可知 当1(1,)xa时,'()0,fx函数()fx在1(1,)a上单调递减.
当1(,)xa时,'()0,fx函数()fx在1(,)a上单调递增. 综上所述:当10a时,函数()fx在(1,)上单调递减. 当0a时,函数()fx在1(1,)a上单调递减,函数()fx在
1(,)a
上单调递增.
典型例题 例8.用长为18 cm的钢条围成一个长方体形状的框架,要求长方体的长与宽之比为2:1,问该长方体的长、宽、高各为多少时,其体积最大?最大体积是多少? [考查目的]本小题主要考查函数、导数及其应用等基本知识,考查运用数学知识分析和解决实际问题的能力. [解答过程]设长方体的宽为x(m),则长为 8
2x(m),高为
230(m)35.441218<<xxxh
.
故长方体的体积为 ).230()(m69)35.4(2)(3322<<xxxxxxV 从而).1(18)35.4(1818)(2xxxxxxV 令V′(x)=0,解得x=0(舍去)或x=1,因此x=1. 当0<x<1时,V′(x)>0;当1<x<32时,V′(x)<0, 故在x=1处V(x)取得极大值,并且这个极大值就是V(x)的最大值。 从而最大体积V=V′(x)=9×12-6×13(m3),此时长方体的长为2 m,高为1.5 m. 答:当长方体的长为2 m时,宽为1 m,高为1.5 m时,体积最大,最大体积为3 m3。
一、选择题 1. y=esinxcos(sinx),则y′(0)等于( ) A.0 B.1 C.-1 D.2 2.经过原点且与曲线y=59xx相切的方程是( ) A.x+y=0或25x+y=0 B.x-y=0或 9
25x+y=0 C.x+y=0或25x-y=0 D.x-y=0或25x
-y=0 3.设f(x)可导,且f′(0)=0,又xxfx)(lim0=-1,则f(0)( ) A.可能不是f(x)的极值 B.一定是f(x)的极值 C.一定是f(x)的极小值 D.等于0 4.设函数fn(x)=n2x2(1-x)n(n为正整数),则fn(x)在[0,1]上的最大值为( ) A.0 B.1 C.nn)221( D.1)2(4nnn
5、函数y=(x2-1)3+1在x=-1处( ) A、 有极大值 B、无极值 C、有极小值
D、无法确定极值情况 6.f(x)=ax3+3x2+2,f’(-1)=4,则a=( ) A、310 B、313 C、316 D、319 7.过抛物线y=x2上的点M(41,21)的切线的倾斜角是( ) A、300 B、450 C、600 10
D、900 8.函数f(x)=x3-6bx+3b在(0,1)内有极小值,则实数b的取值范围是( ) A、(0,1) B、(-∞,1) C、(0,+∞) D、(0,21) 9.函数y=x3-3x+3在[25,23]上的最小值是( ) A、 889 B、1 C、833 D、5 10、若f(x)=x3+ax2+bx+c,且f(0)=0为函数的极值,则( ) A、c≠0 B、当a>0时,f(0)为极大值 C、b=0 D、当a<0时,f(0)为极小值 11、已知函数y=2x3+ax2+36x-24在x=2处有极值,则该函数的一个递增区间是( ) A、(2,3) B、(3,+∞) C、(2,+∞) D、(-∞,3) 12、方程6x5-15x4+10x3+1=0的实数解的集合中( )