
1. (2023·四川省敘永第一中學(xué)校高三階段練習(xí))對(duì)于以下四個(gè)函數(shù):①;②;③;④.在區(qū)間上函數(shù)的平均變化率最大的是( )
A.①B.②C.③D.④
2.(2023·全國·高考真題(理))函數(shù)的圖像在點(diǎn)處的切線方程為( )
A.B.
C.D.
3.(2006·安徽·高考真題(理))若曲線的一條切線與直線垂直,則的方程為( )
A. B. C. D.
4.(2023·全國·高考真題(文))曲線y=2sinx+csx在點(diǎn)(π,–1)處的切線方程為( )
A.B.
C.D.
5.(2023·山東·高考真題(文))若函數(shù)的圖象上存在兩點(diǎn),使得函數(shù)的圖象在這兩點(diǎn)處的切線互相垂直,則稱具有性質(zhì).下列函數(shù)中具有性質(zhì)的是( )
A.B.C.D.
6.(2023·全國·高考真題(文))設(shè)函數(shù).若為奇函數(shù),則曲線在點(diǎn)處的切線方程為( )
A.B.C.D.
7.(2023·四川·高考真題(文))設(shè)直線l1,l2分別是函數(shù)f(x)= 圖象上點(diǎn)P1,P-2處的切線,l1與l2垂直相交于點(diǎn)P,且l1,l2分別與y軸相交于點(diǎn)A,B,則△PAB的面積的取值范圍是( )
A.(0,1)B.(0,2)C.(0,+∞)D.(1,+∞)
8.(2023·四川省內(nèi)江市第六中學(xué)模擬預(yù)測(cè)(文))若函數(shù)與的圖象存在公共切線,則實(shí)數(shù)a的最大值為( )
A.B.C.D.
二、多選題
9.(2023·黑龍江·哈爾濱三中高二階段練習(xí))近兩年為抑制房?jī)r(jià)過快上漲,政府出臺(tái)了一系列以“限購、限外、限貸、限價(jià)”為主題的房地產(chǎn)調(diào)控政策.各地房產(chǎn)部門為盡快實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定房?jī)r(jià),提出多種方案,其中一項(xiàng)就是在規(guī)定的時(shí)間T內(nèi)完成房產(chǎn)供應(yīng)量任務(wù)S.已知房產(chǎn)供應(yīng)量S與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系如圖所示,則在以下各種房產(chǎn)供應(yīng)方案中,在時(shí)間內(nèi)供應(yīng)效率(單位時(shí)間的供應(yīng)量)不是逐步提高的( )
A.B.
C.D.
10.(2023·吉林·長(zhǎng)春市第二實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二期中)若曲線在處的切線與直線互相垂直,則( )
A.B.
C.D.
11.(2023·廣東·二模)吹氣球時(shí),記氣球的半徑r與體積V之間的函數(shù)關(guān)系為r(V),為r(V)的導(dǎo)函數(shù).已知r(V)在上的圖象如圖所示,若,則下列結(jié)論正確的是( )
A.B.
C.D.存在,使得
12.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知,直線與曲線相切,則下列不等式成立的是( )
A.B.
C.D.
三、填空題
13.(2023·天津·高考真題(文))已知函數(shù),其中為實(shí)數(shù),為的導(dǎo)函數(shù),若,則的值為_________.
14.(2023·全國·高考真題(文))已知曲線在點(diǎn)處的切線與曲線相切,則a=________.
15.(2023·全國·高考真題(文))曲線的一條切線的斜率為2,則該切線的方程為______________.
16.(2023·浙江·高考真題(文))定義:曲線C上的點(diǎn)到直線l的距離的最小值稱為曲線C到直線l的距離.已知曲線C1:y=x 2+a到直線l:y=x的距離等于C2:x 2+(y+4) 2 =2到直線l:y=x的距離,則實(shí)數(shù)a=______________.
四、解答題
17.(2023·浙江·高三專題練習(xí))已知是一次函數(shù),,求的解析式.
18.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知曲線.求該曲線的過點(diǎn)的切線方程.
19.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知曲線在點(diǎn)處的切線平行于直線,且點(diǎn)在第三象限.
(1)求的坐標(biāo);
(2)若直線,且l也過切點(diǎn),求直線l的方程.
20.(2023·陜西·高考真題(理))如圖,從點(diǎn)作軸的垂線交曲線于點(diǎn),曲線在點(diǎn)處的切線與軸交于點(diǎn),再從作 軸的垂線交曲線于點(diǎn),依次重復(fù)上述過程得到一系列點(diǎn):, ;,;;,記點(diǎn)的坐標(biāo)為()
(1)試求與的關(guān)系()
(2)求
21.(2023·四川·綿陽中學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)校模擬預(yù)測(cè)(文))已知曲線在處的切線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)求的值;
(2)若,求的取值范圍.
22.(2023·北京·高考真題)已知函數(shù).
(Ⅰ)求曲線的斜率等于的切線方程;
(Ⅱ)設(shè)曲線在點(diǎn)處的切線與坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為,求的最小值.
專題4.1 導(dǎo)數(shù)的概念、運(yùn)算及導(dǎo)數(shù)的幾何意義(真題測(cè)試)
一、單選題
1. (2023·四川省敘永第一中學(xué)校高三階段練習(xí))對(duì)于以下四個(gè)函數(shù):①;②;③;④.在區(qū)間上函數(shù)的平均變化率最大的是( )
A.①B.②C.③D.④
答案:C
【解析】
分析:
分析求出四個(gè)函數(shù)的平均變化率,然后比較即可.
【詳解】
①,②,③,④.
故選:C.
2.(2023·全國·高考真題(理))函數(shù)的圖像在點(diǎn)處的切線方程為( )
A.B.
C.D.
答案:B
【解析】
分析:
求得函數(shù)的導(dǎo)數(shù),計(jì)算出和的值,可得出所求切線的點(diǎn)斜式方程,化簡(jiǎn)即可.
【詳解】
,,,,
因此,所求切線的方程為,即.
故選:B.
3.(2006·安徽·高考真題(理))若曲線的一條切線與直線垂直,則的方程為( )
A. B. C. D.
答案:A
【解析】
【詳解】
與直線垂直的直線為,即在某一點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)為4,而,所以在(1,1)處導(dǎo)數(shù)為4,此點(diǎn)的切線為,故選A
4.(2023·全國·高考真題(文))曲線y=2sinx+csx在點(diǎn)(π,–1)處的切線方程為( )
A.B.
C.D.
答案:C
【解析】
分析:
先判定點(diǎn)是否為切點(diǎn),再利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求解.
【詳解】
當(dāng)時(shí),,即點(diǎn)在曲線上.則在點(diǎn)處的切線方程為,即.故選C.
5.(2023·山東·高考真題(文))若函數(shù)的圖象上存在兩點(diǎn),使得函數(shù)的圖象在這兩點(diǎn)處的切線互相垂直,則稱具有性質(zhì).下列函數(shù)中具有性質(zhì)的是( )
A.B.C.D.
答案:A
【解析】
分析:
若函數(shù)y=f(x)的圖象上存在兩點(diǎn),使得函數(shù)的圖象在這兩點(diǎn)處的切線互相垂直,則函數(shù)y=f(x)的導(dǎo)函數(shù)上存在兩點(diǎn),使這點(diǎn)的導(dǎo)函數(shù)值乘積為﹣1,進(jìn)而可得答案.
【詳解】
解:函數(shù)y=f(x)的圖象上存在兩點(diǎn),使得函數(shù)的圖象在這兩點(diǎn)處的切線互相垂直,
則函數(shù)y=f(x)的導(dǎo)函數(shù)上存在兩點(diǎn),使這點(diǎn)的導(dǎo)函數(shù)值乘積為﹣1,
當(dāng)y=sinx時(shí),y′=csx,滿足條件;
當(dāng)y=lnx時(shí),y′0恒成立,不滿足條件;
當(dāng)y=ex時(shí),y′=ex>0恒成立,不滿足條件;
當(dāng)y=x3時(shí),y′=3x2>0恒成立,不滿足條件;
故選A.
6.(2023·全國·高考真題(文))設(shè)函數(shù).若為奇函數(shù),則曲線在點(diǎn)處的切線方程為( )
A.B.C.D.
答案:D
【解析】
【詳解】
分析:利用奇函數(shù)偶次項(xiàng)系數(shù)為零求得,進(jìn)而得到的解析式,再對(duì)求導(dǎo)得出切線的斜率,進(jìn)而求得切線方程.
詳解:因?yàn)楹瘮?shù)是奇函數(shù),所以,解得,
所以,,
所以,
所以曲線在點(diǎn)處的切線方程為,
化簡(jiǎn)可得,故選D.
7.(2023·四川·高考真題(文))設(shè)直線l1,l2分別是函數(shù)f(x)= 圖象上點(diǎn)P1,P-2處的切線,l1與l2垂直相交于點(diǎn)P,且l1,l2分別與y軸相交于點(diǎn)A,B,則△PAB的面積的取值范圍是( )
A.(0,1)B.(0,2)C.(0,+∞)D.(1,+∞)
答案:A
【解析】
【詳解】
試題分析:設(shè)(不妨設(shè)),則由導(dǎo)數(shù)的幾何意義易得切線的斜率分別為由已知得切線的方程分別為,切線的方程為,即.分別令得又與的交點(diǎn)為,故選A.
8.(2023·四川省內(nèi)江市第六中學(xué)模擬預(yù)測(cè)(文))若函數(shù)與的圖象存在公共切線,則實(shí)數(shù)a的最大值為( )
A.B.C.D.
答案:B
【解析】
分析:
分別設(shè)公切線與和的切點(diǎn),,根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義列式,再化簡(jiǎn)可得,再求導(dǎo)分析的最大值即可
【詳解】
,,設(shè)公切線與的圖象切于點(diǎn),與曲線切于點(diǎn),
∴,故,所以,∴,∵,故,
設(shè),則,
∴在上遞增,在上遞減,∴,
∴實(shí)數(shù)a的最大值為e
故選:B.
二、多選題
9.(2023·黑龍江·哈爾濱三中高二階段練習(xí))近兩年為抑制房?jī)r(jià)過快上漲,政府出臺(tái)了一系列以“限購、限外、限貸、限價(jià)”為主題的房地產(chǎn)調(diào)控政策.各地房產(chǎn)部門為盡快實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定房?jī)r(jià),提出多種方案,其中一項(xiàng)就是在規(guī)定的時(shí)間T內(nèi)完成房產(chǎn)供應(yīng)量任務(wù)S.已知房產(chǎn)供應(yīng)量S與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系如圖所示,則在以下各種房產(chǎn)供應(yīng)方案中,在時(shí)間內(nèi)供應(yīng)效率(單位時(shí)間的供應(yīng)量)不是逐步提高的( )
A.B.
C.D.
答案:ACD
【解析】
分析:
根據(jù)變化率的知識(shí),結(jié)合曲線在某點(diǎn)處導(dǎo)數(shù)的幾何意義,可得結(jié)果.
【詳解】
單位時(shí)間的供應(yīng)量逐步提高時(shí),供應(yīng)量的增長(zhǎng)速度越來越快,圖象上切線的斜率隨著自變量的增加會(huì)越來越大,則曲線是上升的,且越來越陡,
故函數(shù)的圖象應(yīng)一直下凹的.則選項(xiàng)B滿足條件,
所以在時(shí)間[0,T]內(nèi)供應(yīng)效率(單位時(shí)間的供應(yīng)量)不是逐步提高的是ACD選項(xiàng),
故選:ACD.
10.(2023·吉林·長(zhǎng)春市第二實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二期中)若曲線在處的切線與直線互相垂直,則( )
A.B.
C.D.
答案:BCD
【解析】
分析:
由已知,選項(xiàng)A、選項(xiàng)B,可根據(jù)給出的曲線解析式直接求導(dǎo)做出判斷,選項(xiàng)C,可將帶入求解出的中進(jìn)行求解判斷,選項(xiàng)D,根據(jù)求解出的結(jié)合直線方程的斜率,利用在處的切線與直線互相垂直即可列出等量關(guān)系,求解出的值.
【詳解】
選項(xiàng)A,已知曲線,所以,故該選項(xiàng)錯(cuò)誤;
選項(xiàng)B,已知曲線,所以,故該選項(xiàng)正確;
選項(xiàng)C,因?yàn)椋?,故該選項(xiàng)正確;
選項(xiàng)D,直線的斜率為,而,由已知,曲線在處的切線與直線互相垂直,所以,所以,該選項(xiàng)正確;
故選:BCD.
11.(2023·廣東·二模)吹氣球時(shí),記氣球的半徑r與體積V之間的函數(shù)關(guān)系為r(V),為r(V)的導(dǎo)函數(shù).已知r(V)在上的圖象如圖所示,若,則下列結(jié)論正確的是( )
A.B.
C.D.存在,使得
答案:BD
【解析】
分析:
A:設(shè),由圖得,所以該選項(xiàng)錯(cuò)誤;
B:根據(jù)圖象和導(dǎo)數(shù)的幾何意義得,所以該選項(xiàng)正確;
C:設(shè) ,所以該選項(xiàng)錯(cuò)誤;
D:結(jié)合圖象和導(dǎo)數(shù)的幾何意義可以判斷該選項(xiàng)正確.
【詳解】
解:A:設(shè),由圖得,所以所以,所以該選項(xiàng)錯(cuò)誤;
B:由圖得圖象上點(diǎn)的切線的斜率越來越小,根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義得,所以該選項(xiàng)正確;
C:設(shè),因?yàn)樗裕栽撨x項(xiàng)錯(cuò)誤;
D:表示兩點(diǎn)之間的斜率,表示處切線的斜率,由于,所以可以平移直線使之和曲線相切,切點(diǎn)就是點(diǎn),所以該選項(xiàng)正確.
故選:BD
12.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知,直線與曲線相切,則下列不等式成立的是( )
A.B.
C.D.
答案:AC
【解析】
分析:
利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義,求出a,b的關(guān)系,再結(jié)合均值不等式逐項(xiàng)分析、計(jì)算并判斷作答.
【詳解】
設(shè)直線與曲線相切的切點(diǎn)為,
由求導(dǎo)得:,則有,解得,
因此,,即,而,
對(duì)于A,,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“=”,A正確;
對(duì)于B,,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取“=”,B不正確;
對(duì)于C,因,則有,即,
當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取“=”,由得,所以當(dāng)時(shí),,C正確;
對(duì)于D,由,得,,,而函數(shù)在R上單調(diào)遞增,
因此,,D不正確.
故選:AC
三、填空題
13.(2023·天津·高考真題(文))已知函數(shù),其中為實(shí)數(shù),為的導(dǎo)函數(shù),若,則的值為_________.
答案:3
【解析】
,所以.
14.(2023·全國·高考真題(文))已知曲線在點(diǎn)處的切線與曲線相切,則a=________.
答案:8
【解析】
【詳解】
試題分析:函數(shù)在處的導(dǎo)數(shù)為,所以切線方程為;曲線的導(dǎo)函數(shù)的為,因與該曲線相切,可令,當(dāng)時(shí),曲線為直線,與直線平行,不符合題意;當(dāng)時(shí),代入曲線方程可求得切點(diǎn),代入切線方程即可求得.
15.(2023·全國·高考真題(文))曲線的一條切線的斜率為2,則該切線的方程為______________.
答案:
【解析】
分析:
設(shè)切線的切點(diǎn)坐標(biāo)為,對(duì)函數(shù)求導(dǎo),利用,求出,代入曲線方程求出,得到切線的點(diǎn)斜式方程,化簡(jiǎn)即可.
【詳解】
設(shè)切線的切點(diǎn)坐標(biāo)為,
,所以切點(diǎn)坐標(biāo)為,
所求的切線方程為,即.
故答案為:.
16.(2023·浙江·高考真題(文))定義:曲線C上的點(diǎn)到直線l的距離的最小值稱為曲線C到直線l的距離.已知曲線C1:y=x 2+a到直線l:y=x的距離等于C2:x 2+(y+4) 2 =2到直線l:y=x的距離,則實(shí)數(shù)a=______________.
答案:
【解析】
【詳解】
試題分析:由新定義可知,直線與曲線相離,
圓的圓心到直線的距離為,此時(shí)直線與圓相離,
根據(jù)新定義可知,曲線到直線的距離為,
對(duì)函數(shù)求導(dǎo)得,令,
故曲線在處的切線方程為,即,
于是曲線到直線的距離為,則有,
解得或,
當(dāng)時(shí),直線與曲線相交,不合乎題意;當(dāng)時(shí),直線與曲線相離,合乎題意.
綜上所述,.
四、解答題
17.(2023·浙江·高三專題練習(xí))已知是一次函數(shù),,求的解析式.
答案:
【解析】
分析:
分析可知,函數(shù)為二次函數(shù),可設(shè),根據(jù)導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則結(jié)合已知條件可得出關(guān)于、、的方程組,解出這三個(gè)未知數(shù)的值,即可得出函數(shù)的解析式.
【詳解】
由為一次函數(shù)可知為二次函數(shù).
設(shè),則.
所以,,
即,所以,,解得,
因此,.
18.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知曲線.求該曲線的過點(diǎn)的切線方程.
答案:或.
【解析】
分析:
設(shè)出曲線過P點(diǎn)的切線方程的切點(diǎn)坐標(biāo),把切點(diǎn)的橫坐標(biāo)代入到導(dǎo)函數(shù)中即可表示出切線的斜率,根據(jù)切點(diǎn)坐標(biāo)和表示出的斜率,寫出切線的方程,把P的坐標(biāo)帶入到切線方程即可得到關(guān)于切點(diǎn)橫坐標(biāo)的方程,求出方程的解即可得到切點(diǎn)橫坐標(biāo)的值,分別代入所設(shè)的切線方程即可.
【詳解】
解:設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)為,切點(diǎn)在曲線上,
在點(diǎn)處切線的斜率為.
切線方程為.
又切線過點(diǎn),且切點(diǎn)在曲線上
整理得,即,
解得或.
當(dāng),,即切線斜率為4時(shí),切線的方程為;
當(dāng),,即切線斜率為1時(shí),切線的方程為.
綜上,所求切線方程為或.
19.(2023·全國·高三專題練習(xí))已知曲線在點(diǎn)處的切線平行于直線,且點(diǎn)在第三象限.
(1)求的坐標(biāo);
(2)若直線,且l也過切點(diǎn),求直線l的方程.
答案:(1);
(2).
【解析】
分析:
(1)設(shè)點(diǎn),求出給定函數(shù)的導(dǎo)數(shù),再利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義,列式計(jì)算作答.
(2)求出直線l的斜率,由(1)的結(jié)論結(jié)合直線的點(diǎn)斜式方程求解作答.
(1)
由求導(dǎo)得:,設(shè)切點(diǎn),而點(diǎn)在第三象限,即,
依題意,,解得:,此時(shí),,顯然點(diǎn)不在直線上,
所以切點(diǎn)的坐標(biāo)為.
(2)
直線,而的斜率為4,則直線l的斜率為,
又l過切點(diǎn),于是得直線l的方程為,即,
所以直線l的方程為:.
20.(2023·陜西·高考真題(理))如圖,從點(diǎn)作軸的垂線交曲線于點(diǎn),曲線在點(diǎn)處的切線與軸交于點(diǎn),再從作 軸的垂線交曲線于點(diǎn),依次重復(fù)上述過程得到一系列點(diǎn):, ;,;;,記點(diǎn)的坐標(biāo)為()
(1)試求與的關(guān)系()
(2)求
答案:(1)
(2)
【解析】
【詳解】
(1)根據(jù)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)求切線方程,然后再求切線與軸的交點(diǎn)坐標(biāo);(2)嘗試求出通項(xiàng)的表達(dá)式,然后再求和.
(1)設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)是,∵,∴,
∴,在點(diǎn)處的切線方程是,
令,則().
(2)∵,,∴,
∴,于是有
,
即.
21.(2023·四川·綿陽中學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)校模擬預(yù)測(cè)(文))已知曲線在處的切線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)求的值;
(2)若,求的取值范圍.
答案:(1)
(2)
【解析】
分析:
(1)利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義可求得在處的切線方程,代入坐標(biāo)原點(diǎn)即可求得;
(2)采用分離變量的方式可得,利用導(dǎo)數(shù)可求得單調(diào)性,由此可得,進(jìn)而得到的取值范圍.
(1)
,,又,
在處的切線為:,
又該切線過原點(diǎn),,解得:.
(2)
由(1)得:,定義域?yàn)椋?br>若恒成立,則;
令,則;
令,則;
恒成立,,在上單調(diào)遞減,
又,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;
在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
,,即的取值范圍為.
22.(2023·北京·高考真題)已知函數(shù).
(Ⅰ)求曲線的斜率等于的切線方程;
(Ⅱ)設(shè)曲線在點(diǎn)處的切線與坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積為,求的最小值.
答案:(Ⅰ),(Ⅱ).
【解析】
分析:
(Ⅰ)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義可得切點(diǎn)的坐標(biāo),然后由點(diǎn)斜式可得結(jié)果;
(Ⅱ)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線方程,再得到切線在坐標(biāo)軸上的截距,進(jìn)一步得到三角形的面積,最后利用導(dǎo)數(shù)可求得最值.
【詳解】
(Ⅰ)因?yàn)?,所以?br>設(shè)切點(diǎn)為,則,即,所以切點(diǎn)為,
由點(diǎn)斜式可得切線方程為:,即.
(Ⅱ)[方法一]:導(dǎo)數(shù)法
顯然,因?yàn)樵邳c(diǎn)處的切線方程為:,
令,得,令,得,
所以,
不妨設(shè)時(shí),結(jié)果一樣,
則,
所以
,
由,得,由,得,
所以在上遞減,在上遞增,
所以時(shí),取得極小值,
也是最小值為.
[方法二]【最優(yōu)解】:換元加導(dǎo)數(shù)法
.
因?yàn)闉榕己瘮?shù),不妨設(shè),,
令,則.
令,則面積為,只需求出的最小值.
.
因?yàn)?,所以令,得?br>隨著a的變化,的變化情況如下表:
所以.
所以當(dāng),即時(shí),.
因?yàn)闉榕己瘮?shù),當(dāng)時(shí),.
綜上,當(dāng)時(shí),的最小值為32.
[方法三]:多元均值不等式法
同方法二,只需求出的最小值.
令,
當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)取等號(hào).
所以當(dāng),即時(shí),.
因?yàn)闉榕己瘮?shù),當(dāng)時(shí),.
綜上,當(dāng)時(shí),的最小值為32.
[方法四]:兩次使用基本不等式法
同方法一得到
,下同方法一.
【整體點(diǎn)評(píng)】
(Ⅱ)的方法一直接對(duì)面積函數(shù)求導(dǎo)數(shù),方法二利用換元方法,簡(jiǎn)化了運(yùn)算,確定為最優(yōu)解;方法三在方法二換元的基礎(chǔ)上,利用多元均值不等式求得最小值,運(yùn)算較為簡(jiǎn)潔;方法四兩次使用基本不等式,所有知識(shí)最少,配湊巧妙,技巧性較高.
60
a
0
減
極小值
增
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