(建議用時(shí):40分鐘)
一、選擇題
1.已知函數(shù)f (x)=eq \f(x2+sin x,x),則該函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)f ′(x)=( )
A.eq \f(2x+cs x,x2) B.eq \f(x2+xcs x-sin x,x2)
C.eq \f(2x+xcs x-sin x,x2) D.2x-csx
B [由題意可得f ′(x)=eq \f(?2x+cs x?x-?x2+sin x?,x2)=eq \f(x2+xcs x-sin x,x2),故選B.]
2.已知f (x)=ax3+3x2+2,若f ′(-1)=4,則a的值為( )
A.eq \f(19,3) B.eq \f(10,3) C.eq \f(13,3) D.eq \f(16,3)
B [∵f (x)=ax3+3x2+2,∴f ′(x)=3ax2+6x,又f ′(-1)=3a-6=4,∴a=eq \f(10,3).]
3.已知函數(shù)f (x)的導(dǎo)函數(shù)為f ′(x)且滿足f (x)=2x·f ′(1)+ln x,則f ′(eq \f(1,e))=( )
A.eq \f(1,e)-2 B.e-2 C.-1 D.e
B [由題意得:f ′(x)=2f ′(1)+eq \f(1,x),令x=1得:f ′(1)=2f ′(1)+1,解得f ′(1)=-1∴f ′(x)=-2+eq \f(1,x),∴f ′(eq \f(1,e))=e-2.故選B.]
4.曲線y=2sin x+cs x在點(diǎn)(π,-1)處的切線方程為( )
A.x-y-π-1=0 B.2x-y-2π-1=0
C.2x+y-2π+1=0 D.x+y-π+1=0
C [當(dāng)x=π時(shí),y=2sin π+cs π=-1,即點(diǎn)(π,-1)在曲線y=2sin x+cs x上.∵y′=2cs x-sin x,∴y′|x=π=2cs π-sin π=-2,則y=2sin x+cs x在點(diǎn)(π,-1)處的切線方程為y-(-1)=-2(x-π),即2x+y-2π+1=0.故選C.]
5.已知函數(shù)f (x)=aex+x+b,若函數(shù)f (x)在(0,f (0))處的切線方程為y=2x+3,則ab的值為( )
A.1 B.2 C.3 D.4
B [∵f ′(x)=aex+1,∴f ′(0)=a+1=2,解得
a=1,f (0)=a+b=1+b=3,∴b=2,∴ab=2.故選B.]
二、填空題
6.已知f (x)=x2,g(x)=ln x,若f ′(x)-g′(x)=1,則x=________.
1 [因?yàn)閒 (x)=x2,g(x)=ln x,所以f ′(x)=2x,g′(x)=eq \f(1,x)且x>0,
f ′(x)-g′(x)=2x-eq \f(1,x)=1,即2x2-x-1=0,解得x=1或x=-eq \f(1,2)(舍去).故x=1.]
7.曲線C:y=xln x在點(diǎn)M(e,e)處的切線方程為________.
y=2x-e [y′=ln x+1,y′|x=e=ln e+1=2,所以切線方程為y-e=2(x-e),化簡(jiǎn)得2x-y-e=0.]
8.水波的半徑以0.5 m/s的速度向外擴(kuò)張,當(dāng)半徑為25 m時(shí),圓面積的膨脹率是________.
25π [因?yàn)樗ǖ陌霃綌U(kuò)張速度為0.5 m/s,故水波面積為S=πr2=π(vt)2=eq \f(1,4)πt2
故水波面積的膨脹率為S′=eq \f(1,2)πt.當(dāng)水波的半徑為25時(shí),
由vt=25,解得t=50即可得S′=eq \f(1,2)π×50=25π.]
三、解答題
9.設(shè)曲線y=xn+1(n∈N*)在點(diǎn)(1,1)處的切線與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為xn,令an=lg eq \f(1,xn),計(jì)算a1+a2+a3+…+a2 019.
[解] 因?yàn)閥=xn+1,所以y′=(n+1)xn,所以曲線在(1,1)處的切線斜率為k=n+1,
切線方程為y-1=(n+1)(x-1).
令y=0,得x=eq \f(n,n+1),即xn=eq \f(n,n+1),
所以an=lgeq \f(1,xn)=lg(n+1)-lg n,
所以a1+a2+a3+…+a2 019
=lg 2-lg 1+lg 3-lg 2+lg 4-lg 3+…+lg 2 020-lg 2 019=lg 2 020=1+lg 202.
10.設(shè)f (x)=x3+ax2+bx+1的導(dǎo)數(shù)f ′(x)滿足f ′(1)=2a,f ′(2)=-b,其中常數(shù)a,b∈R.求曲線y=f (x)在點(diǎn)(1,f (1))處的切線方程.
[解] 因?yàn)閒 (x)=x3+ax2+bx+1,所以f ′(x)=3x2+2ax+b.
令x=1,得f ′(1)=3+2a+b,又f ′(1)=2a,所以3+2a+b=2a,解得b=-3.
令x=2,得f ′(2)=12+4a+b,又f ′(2)=-b,所以12+4a+b=-b,解得a=-eq \f(3,2).
則f (x)=x3-eq \f(3,2)x2-3x+1,從而f (1)=-eq \f(5,2).
又f ′(1)=2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,2)))=-3,
所以曲線y=f (x)在點(diǎn)(1,f (1))處的切線方程為y-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(5,2)))=-3(x-1),
即6x+2y-1=0.
11.(多選題)以下四個(gè)式子分別是函數(shù)在其定義域內(nèi)求導(dǎo),其中正確的是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)))eq \s\up10(′)=eq \f(1,x2) B.(cs 2x)′=-2sin 2x
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3x,ln 3)))eq \s\up10(′)=3x D.(lg x)′=eq \f(-1,xln 10)
BC [eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)))eq \s\up10(′)=-eq \f(1,x2),(cs 2x)′=-2sin 2x,eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3x,ln 3)))eq \s\up10(′)=3x,(lg x)′=eq \f(1,xln 10).故選BC.]
12.(多選題)直線y=eq \f(1,2)x+b能作為下列函數(shù)圖象的切線是( )
A.f (x)=eq \f(1,x) B.f (x)=x4
C.f (x)=sin x D.f (x)=ex
BCD [f (x)=eq \f(1,x),故f ′(x)=-eq \f(1,x2)=eq \f(1,2),無解,故A排除;f (x)=x4,故f ′(x)=4x3=eq \f(1,2),故x=eq \f(1,2),即曲線在點(diǎn)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),\f(1,16)))的切線為y=eq \f(1,2)x-eq \f(3,16),B正確;f (x)=sin x,故f ′(x)=cs x=eq \f(1,2),取x=eq \f(π,3),故曲線在點(diǎn)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,3),\f(\r(3),2)))的切線為y=eq \f(1,2)x-eq \f(π,6)+eq \f(\r(3),2),C正確;f (x)=ex,故f ′(x)=ex=eq \f(1,2),故x=-ln 2,曲線在點(diǎn)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-ln 2,\f(1,2)))的切線為y=eq \f(1,2)x+eq \f(1,2)ln 2+eq \f(1,2),D正確.故選BCD.]
13.(一題兩空)已知f (x)=xex,則f ′(1)=________;若過點(diǎn)A(a,0)的任意一條直線都不與該曲線C相切,則a的取值范圍是________.
2e (-4,0) [f ′(x)=(x+1)ex,∴f ′(1)=2e,設(shè)點(diǎn)B(x0,x0eeq \s\up10(x0))為曲線C上任意一點(diǎn).
∵y′=ex+xex=(x+1)ex,則曲線C在點(diǎn)B處的切線方程為y-x0eeq \s\up10(x0)=(x0+1)eeq \s\up10(x0) (x-x0),根據(jù)題意,切線l不經(jīng)過點(diǎn)A,則關(guān)于x0的方程0-x0eeq \s\up10(x0)=(x0+1)eeq \s\up10(x0) (a-x0),即xeq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0))-aeq \s\up10(x0)-a=0無實(shí)根.∴Δ=a2+4a<0,解得-4<a<0.
∴a的取值范圍是(-4,0).]
14.已知直線y=kx是曲線y=3x的切線,則k的值為________.
eln 3
[設(shè)切點(diǎn)為(x0,y0).因?yàn)閥′=3xln 3,所以k=3eq \s\up10(x0)ln 3,所以y=3eq \s\up10(x0)ln 3·x,
又因?yàn)?x0,y0)在曲線y=3x上,所以3eq \s\up10(x0)ln 3·x0=3eq \s\up10(x0),所以x0=eq \f(1,ln 3)=lg3 e.
所以k=eln 3.]
15.已知P(-1,1),Q(2,4)是曲線y=x2上的兩點(diǎn),
(1)分別求過P點(diǎn),Q點(diǎn)的曲線y=x2的切線方程;
(2)求與直線PQ平行的曲線y=x2的切線方程.
[解] (1)因?yàn)閥′=2x.P(-1,1),Q(2,4)都是曲線y=x2上的點(diǎn).
過P點(diǎn)的切線的斜率k1=y(tǒng)′|x=-1=-2,過Q點(diǎn)的切線的斜率k2=y(tǒng)′|x=2=4,
過P點(diǎn)的切線方程為y-1=-2(x+1),即2x+y+1=0.
過Q點(diǎn)的切線方程為y-4=4(x-2),即4x-y-4=0.
(2)因?yàn)閥′=2x,直線PQ的斜率k=eq \f(4-1,2+1)=1,
切線的斜率k=y(tǒng)′|eq \s\d10(x=x0)=2x0=1,所以x0=eq \f(1,2),所以切點(diǎn)Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),\f(1,4))),
與PQ平行的切線方程為y-eq \f(1,4)=x-eq \f(1,2),即4x-4y-1=0.
簡(jiǎn)單復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)
(建議用時(shí):40分鐘)
一、選擇題
1.若f (x)=exln 2x,則f ′(x)=( )
A.exln 2x+eq \f(ex,2x) B.exln 2x-eq \f(ex,x)
C.exln 2x+eq \f(ex,x) D.2ex·eq \f(1,x)
C [f ′(x)=exln 2x+ex×eq \f(2,2x)=exln 2x+eq \f(ex,x).]
2.已知函數(shù)f (x)=2ln(3x)+8x,則eq \(lim,\s\d14(Δx→0)) eq \f(f?1-2Δx?-f?1?,Δx)的值為( )
A.10 B.-10 C.-20 D.20
C [∵f (x)=2ln(3x)+8x,∴f ′(x)=eq \f(6,3x)+8=8+eq \f(2,x).根據(jù)導(dǎo)數(shù)定義知eq \(lim,\s\d14(Δx→0)) eq \f(f?1-2Δx?-f?1?,Δx)=-2eq \(lim,\s\d14(Δx→0)) eq \f(f?1-2Δx?-f?1?,-2Δx)=-2f ′(1)=-20.故應(yīng)選C.]
3.已知f (x)=eq \f(ln x,\r(2x)),則f ′eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))=( )
A.-2-ln 2 B.-2+ln 2 C.2-ln 2 D.2+ln 2
D [依題意有f ′(x)=eq \f(\f(1,x)·\r(2x)-\r(2)·\f(1,2\r(x))·ln x,2x),故f ′eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))=eq \f(2+ln 2,1)=2+ln 2,所以選D.]
4.已知函數(shù)f (x)是偶函數(shù),當(dāng)x>0時(shí),f (x)=xln x+1則曲線y=f (x)在x=-1處的切線方程為( )
A.y=-x B.y=-x+2 C.y=x D.y=x-2
A [因?yàn)閤<0,f (x)=f (-x)=-xln(-x)+1,f (-1)=1,f ′(x)=-ln(-x)-1,f ′(-1)=-1,所以曲線y=f (x)在x=-1處的切線方程為y-1=-(x+1),即y=-x.故選A.]
5.已知直線y=x+1與曲線y=ln(x+a)相切,則a的值為( )
A.1 B.2 C.-1 D.-2
B [設(shè)切點(diǎn)坐標(biāo)是(x0,x0+1),依題意有eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,x0+a)=1,,x0+1=ln?x0+a?,))
由此得x0+1=0,x0=-1,a=2.]
二、填空題
6.若函數(shù)f (x)=eq \f(ex,?x+1?2),則f ′(x)=________.
eq \f(?x-1?ex,?x+1?3) [∵f (x)=eq \f(ex,?x+1?2),∴f ′(x)=eq \f(ex?x+1?2-ex×2?x+1?,?x+1?4)=eq \f(?x-1?ex,?x+1?3).]
7.若曲線y=xln x上點(diǎn)P處的切線平行于直線2x-y+1=0,則點(diǎn)P的坐標(biāo)是________.
(e,e)
[設(shè)P(x0,y0).∵y=xln x,∴y′=ln x+x·eq \f(1,x)=1+ln x.∴k=1+ln x0.又k=2,
∴1+ln x0=2,∴x0=e.∴y0=eln e=e.∴點(diǎn)P的坐標(biāo)是(e,e).]
8.已知P為指數(shù)函數(shù)f (x)=ex圖象上一點(diǎn),Q為直線y=x-1上一點(diǎn),則線段PQ長(zhǎng)度的最小值是________.
eq \r(2)
[設(shè)f (x)圖象上斜率為1的切線的切點(diǎn)是P(x0,y0),由f ′(x)=ex,f ′(x0)=eeq \s\up10(x0)=1,x0=0,
f (0)=1,即P(0,1).P到直線y=x-1的距離是d=eq \f(|0-1-1|,\r(2))=eq \r(2).]
三、解答題
9.求下列函數(shù)的導(dǎo)數(shù):
(1)y=a2x-3;(2)y=x2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3))); (3)y=e-xln x;(4)y=eq \f(1,\r(1-2x)).
[解] (1)因?yàn)閥=a2x-3,所以y′=a2x-3ln a·(2x-3)′=2a2x-3ln a.
(2)因?yàn)閥=x2cseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3))),
所以y′=2xcseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3)))+x2eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(cs\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3)))))′=2xcseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3)))-x2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3)))eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3)))′
=2xcseq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3)))-2x2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x-\f(π,3))).
(3)因?yàn)閥=e-xln x,
所以y′=(e-x)′ln x+e-x·eq \f(1,x)=-e-xln x+eq \f(e-x,x)=eq \f(1-xln x,xex).
(4)因?yàn)閥=eq \f(1,\r(1-2x))=(1-2x)eq \s\up10(-eq \f(1,2)),所以y′=-eq \f(1,2)(1-2x)eq \s\up10(-eq \f(3,2))×(-2)=eq \f(1,?1-2x?\r(1-2x)).
10.曲線y=esin x在(0,1)處的切線與直線l平行,且與l的距離為eq \r(2),求直線l的方程.
[解] ∵y=esin x,∴y′=esin xcs x,∴y′|x=0=1.
∴曲線y=esin x在(0,1)處的切線方程為y-1=x,即x-y+1=0.
又直線l與x-y+1=0平行,故可設(shè)直線l為x-y+m=0.
由eq \f(|m-1|,\r(1+?-1?2))=eq \r(2)得m=-1或3.
∴直線l的方程為:x-y-1=0或x-y+3=0.
11.(多選題)下列結(jié)論中不正確的是( )
A.若y=cseq \f(1,x),則y′=-eq \f(1,x)sineq \f(1,x)
B.若y=sin x2,則y′=2xcs x2
C.若y=cs 5x,則y′=-sin 5x
D.若y=eq \f(1,2)xsin 2x,則y′=xsin 2x
ACD [對(duì)于A,y=cseq \f(1,x),則y′=eq \f(1,x2)sineq \f(1,x),故錯(cuò)誤;
對(duì)于B,y=sin x2,則y′=2xcs x2,故正確;
對(duì)于C,y=cs 5x,則y′=-5sin 5x,故錯(cuò)誤;對(duì)于D,y=eq \f(1,2)xsin 2x,則y′=eq \f(1,2)sin 2x+xcs 2x,故錯(cuò)誤.故選ACD]
12.曲線y=e-2x+1在點(diǎn)(0,2)處的切線與直線y=0和y=x圍成的三角形的面積為( )
A.eq \f(1,3) B.eq \f(1,2) C.eq \f(2,3) D.1
A [依題意得y′=e-2x·(-2)=-2e-2x,y′|x=0=-2e-2×0=-2.
曲線y=e-2x+1在點(diǎn)(0,2)處的切線方程是y-2=-2x,即y=-2x+2.在坐標(biāo)系中作出直線y=-2x+2、y=0與y=x的圖象,因?yàn)橹本€y=-2x+2與y=x的交點(diǎn)坐標(biāo)是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3),\f(2,3))),直線y=-2x+2與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)是(1,0),結(jié)合圖象可得,這三條直線所圍成的三角形的面積等于eq \f(1,2)×1×eq \f(2,3)=eq \f(1,3).]
13.(一題兩空)設(shè)函數(shù)f (x)=cs(eq \r(3)x+φ)(0<φ<π),若f ′eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),3)π))=eq \f(\r(3),2),則φ=________;若f (x)+f ′(x)是奇函數(shù),則φ=________.
eq \f(π,6)或eq \f(5π,6) eq \f(π,6)
[f ′(x)=-eq \r(3)sin(eq \r(3)x+φ).由條件知,f ′eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(3),3)π))=-eq \r(3)sin(π+φ)=eq \r(3)sin φ=eq \f(\r(3),2),
∴sin φ=eq \f(1,2),∵0<φ<π,∴φ=eq \f(π,6)或eq \f(5π,6).
又f (x)+f ′(x)=cs(eq \r(3)x+φ)-eq \r(3)sin(eq \r(3)x+φ)=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\r(3)x+φ+\f(5π,6))).
若f (x)+f ′(x)為奇函數(shù),則f (0)+f ′(0)=0,即0=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(φ+\f(5π,6))),
∴φ+eq \f(5π,6)=kπ(k∈Z).又∵φ∈(0,π),∴φ=eq \f(π,6).]
14.設(shè)P是曲線y=x-eq \f(1,2)x2-ln x上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),記此曲線在P點(diǎn)處的切線的傾斜角為θ,則θ的取值范圍是________.
eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,2),\f(3π,4))) [由y=x-eq \f(1,2)x2-ln x,得y′=1-x-eq \f(1,x)(x>0),
∵1-x-eq \f(1,x)=1-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+\f(1,x)))≤1-2eq \r(x·\f(1,x))=-1,當(dāng)且僅當(dāng)x=1時(shí)等號(hào)成立.
∴y′≤-1,即曲線在P點(diǎn)處的切線的斜率小于或等于-1,
∴tan θ≤-1,又θ∈[0,π),∴θ∈eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,2),\f(3π,4))).]
15.設(shè)函數(shù)f (x)=aexln x+eq \f(bex-1,x).
(1)求導(dǎo)函數(shù)f ′(x);
(2)若曲線y=f (x)在點(diǎn)(1,f (1))處的切線方程為y=e(x-1)+2,求a,b的值.
[解] (1)由f (x)=aexln x+eq \f(bex-1,x),得f ′(x)=(aexln x)′+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(bex-1,x)))eq \s\up10(′)=aexln x+eq \f(aex,x)+eq \f(bex-1x-bex-1,x2).
(2)由于切點(diǎn)既在曲線y=f (x)上,又在切線y=e(x-1)+2上,
將x=1代入切線方程得y=2,將x=1代入函數(shù)f (x)得f (1)=b,∴b=2.
將x=1代入導(dǎo)函數(shù)f ′(x)中,得f ′(1)=ae=e,∴a=1.

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人教A版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)4.1 數(shù)列的概念優(yōu)秀隨堂練習(xí)題:

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高中數(shù)學(xué)人教A版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)電子課本

5.2 導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算

版本: 人教A版 (2019)

年級(jí): 選擇性必修 第二冊(cè)

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