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专题07 导数中的问题
【高考真题】
1.(2022·新高考Ⅱ) 曲线y=ln|x|过坐标原点的两条切线的方程为____________,____________.
1.答案 y=x y=-x 解析 因为y=ln|x|,当x>0时y=lnx,设切点为(x0,lnx0),由y′=,所以y′|x
=x0=,所以切线方程为y-lnx0=(x-x0),又切线过坐标原点,所以-lnx0=(-x0),解得x0=e,所以切线方程为y-1= (x-e),即y=-x;当x<0时y=ln(-x),设切点为(x1,ln(-x1)),由y′=,所以y′|x=x1=,所以切线方程为y-ln(-x1)= (x-x1),又切线过坐标原点,所以-ln(-x1)= (-x1),解得x0=-e,所以切线方程为y-1=-(x+e),即y=-x;故答案为y=x;y=-x.
2.(2022·新高考Ⅰ)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是________.
2.答案 (-∞,-4)∪(0,+∞) 解析 ∵y=(x+a)ex,∴y′=(x+1+a)ex,设切点为(x0,y0),则y0=(x0
+a)ex0,切线斜率k=(x0+1+a)ex0,切线方程为y-(x0+a)ex0=(x0+1+a)ex0(x-x0).∵切线过原点,∴-(x0+a)ex0=(x0+1+a)ex0(-x0),整理得,x02+a x0-a=0.∵切线有两条,∴△=a2+4a>0,解得a<-4或a>0,∴a的取值范围是(-∞,-4)∪(0,+∞),故答案为(-∞,-4)∪(0,+∞).
3.(2022·全国乙文)函数f(x)=cosx+(x+1)sinx+1在区间[0,2π]的最小值、最大值分别为( )
A.-, B.-, C.-,+2 D.-,+2
3.答案 D 解析 f′(x)=-sinx+sinx+(x+1)cosx=(x+1)cosx,所以f(x)在区间(0,)和(,2π)上f′(x)>0,
即f(x)单调递增;在区间(,)上f′(x)<0,即f(x)单调递减,又f(0)=f(2π)=2,f()=+2,f()=-(+1)+1=-,所以f(x)在区间[0,2π]上的最小值为-,最大值为+2.故选D.
4.(2022·新高考Ⅰ)已知函数f(x)=x3-x+1,则( )
A.f(x)有两个极值点 B.f(x)有三个零点
C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心 D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线
4.答案 AC 解析 由题,f′(x)=3x2-1,令f′(x)>0得x>或x<-,令f′(x)<0得-<x<,
所以f(x)在(-,)上单调递减,在(-∞,-),(,+∞)上单调递增,所以x=±是极值点,故A正确;因f (-)=1+>0,f ()=1->0,f (-2)=-5<0,所以,函数f(x)在(-∞,-)上有一个零点,当x≥时,f(x)≥f()>0,即函数f(x)在(,+∞)上无零点,综上所述,函数f(x)有一个零点,故B错误;令h(x)=x3-x,该函数的定义域为R,h(-x)=(-x)3-(-x)=-x3+x=-h(x),则h(x)是奇函数,(0,0)是h(x)的对称中心,将h(x)的图象向上移动一个单位得到f(x)的图象,所以点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心,故C正确;令f′(x)=3x2-1=2,可得x=±1,又f(1)=f(-1)=1,当切点为(1,1)时,切线方程为y=2x-1,当切点为(-1,1)时,切线方程为y=2x+3,故D错误.故选AC.
5.(2022·新高考Ⅱ) 已知函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图像关于点(,0)中心对称,则( )
A.f(x)在区间(0,)单调递减 B.f(x)在区间有两个极值点
C.直线x=是曲线y=f(x)的对称轴 D.直线y=-x是曲线y=f(x)的切线
5.答案 AD 解析 由题意得,f()=sin(+φ)=0,所以+φ=kπ,k∈Z,即φ=-+kπ,k∈Z,
又0<φ<π,所以k=2时,φ=,故f(x)=sin(2x+).对A,当x∈(0,)时,2x+∈(,),由正弦函数y=sinu图象知y=f(x)在(0,)上是单调递减;对B,当x∈时,2x+∈(,),由正弦函数y=sinu图象知y=f(x)只有1个极值点,由2x+=,解得,即x=为函数的唯一极值点;对C,当x=时,2x+=3π,f()=0,直线x=不是对称轴;对D,由y′=2cos(2x+)=-1,得cos(2x+)=-,解得2x+=+2kπ(k∈Z)或2x+=+2kπ(k∈Z),从而得,x=kπ(k∈Z)或x=+kπ(k∈Z),所以函数y=f(x