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导数的概念及运算练习含答案
2025-09-25 21:40:28 责编:小OO
文档
第1讲 导数的概念及运算

一、选择题

1.设y=x2ex,则y′=

(  )

A.x2ex+2x      B.2xex

C.(2x+x2)ex      D.(x+x2)ex

解析 y′=2xex+x2ex=(2x+x2)ex.

答案 C

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)等于

(  )

A.-e      B.-1

C.1      D.e

解析 由f(x)=2xf′(1)+ln x,得f′(x)=2f′(1)+,

∴f′(1)=2f′(1)+1,则f′(1)=-1.

答案 B

3.曲线y=sin x+ex在点(0,1)处的切线方程是

(  )

A.x-3y+3=0      B.x-2y+2=0

C.2x-y+1=0      D.3x-y+1=0

解析 y′=cos x+ex,故切线斜率为k=2,切线方程为y=2x+1,即2x-y+1=0.

答案 C

4.(2017·成都诊断)已知曲线y=ln x的切线过原点,则此切线的斜率为

(  )

A.e  B.-e  C.  D.-

解析 y=ln x的定义域为(0,+∞),且y′=,设切点为(x0,ln x0),则y′|x=x0=,切线方程为y-ln 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.

答案 C

5.(2017·昆明诊断)设曲线y=在点处的切线与直线x-ay+1=0平行,则实数a等于

(  )

A.-1      B.

C.-2      D.2

解析 ∵y′=,∴=-1.

由条件知=-1,∴a=-1.

答案 A

二、填空题

6.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-,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=.

答案 

7.(2017·长沙一中月考)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)=-,∵g′(x)=f(x)+xf′(x),

∴g′(3)=f(3)+3f′(3)=1-1=0.

答案 0

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+,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=ax2+(a+2)x+1相切,

消去y,得ax2+ax+2=0,

∴a≠0且Δ=a2-8a=0,解得a=8.

答案 8

三、解答题

9.已知点M是曲线y=x3-2x2+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′=x2-4x+3=(x-2)2-1≥-1,

所以当x=2时,y′=-1,y=,

所以斜率最小的切线过点,

斜率k=-1,所以切线方程为x+y-=0.

(2)由(1)得k≥-1,

所以tan α≥-1,所以α∈∪.

10.已知曲线y=x3+x-2在点P0处的切线l1平行于直线4x-y-1=0,且点P0在第三象限.

(1)求P0的坐标;

(2)若直线l⊥l1,且l也过切点P0,求直线l的方程.

解 (1)由y=x3+x-2,得y′=3x2+1,

由已知令3x2+1=4,解之得x=±1.

当x=1时,y=0;当x=-1时,y=-4.

又∵点P0在第三象限,∴切点P0的坐标为(-1,-4).

(2)∵直线l⊥l1,l1的斜率为4,∴直线l的斜率为-.∵l过切点P0,点P0的坐标为(-1,-4),∴直线l的方程为y+4=-(x+1),即x+4y+17=0.

11.(2016·山东卷)若函数y=f(x)的图像上存在两点,使得函数的图像在这两点处的切线互相垂直,则称y=f(x)具有T性质,下列函数中具有T性质的是

(  )

A.y=sin x      B.y=ln x

C.y=ex      D.y=x3

解析 若y=f(x)的图像上存在两点(x1,f(x1)),(x2,f(x2)),

使得函数图像在这两点处的切线互相垂直,则f′(x1)·f′(x2)=-1.

对于A: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B:y′=,若有·=-1,即x1x2=-1,∵x1>0,x2>0,∴不存在x1,x2,使得x1x2=-1;

对于C:y′=ex,若有ex1·ex2=-1,即ex1+x2=-1.显然不存在这样的x1,x2;

对于D:y′=3x2,若有3x·3x=-1,即9xx=-1,显然不存在这样的x1,x2.

答案 A

12.(2017·合肥模拟)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

(  )

A.1  B.  C.  D.

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,解得x=1或x=-(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,

∴点P到直线y=x-2的最小距离为.

答案 D

13.若函数f(x)=x2-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)=x2-ax+ln x,

∴f′(x)=x-a+(x>0).

∵f(x)存在垂直于y轴的切线,∴f′(x)存在零点,

即x+-a=0有解,∴a=x+≥2(当且仅当x=1时取等号).

答案 [2,+∞)

14.已知函数f(x)=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+,g′(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.下载本文

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