内容正文:
第三讲 导数及简单应用
[对应学生用书P40]
1.(2022·全国甲卷)当x=1时,函数f(x)=a ln x+取得最大值-2,则f′(2)=( )
A.-1 B.-
C. D.1
解析 因为f′(x)=,由题意可知f′(1)=a-b=0,f(1)=a ln 1+b=b=-2,所以a=-2,因此f′(2)==-,故选B.
答案 B
2.(多选)(2022·新高考全国卷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
解析 因为f(x)=x3-x+1,所以f′(x)=3x2-1,令f′(x)=3x2-1=0,得x=±.由f′(x)=3x2-1>0得x>或x<-;由f′(x)=3x2-1<0得-<x<.所以f(x)=x3-x+1在,上单调递增,在上单调递减,所以f(x)有两个极值点,故A正确.
因为f(x)的极小值f=-+1=1->0,
f(-2)=(-2)3-(-2)+1=-5<0,所以函数f(x)在R上有且只有一个零点,故B错误.
因为函数g(x)=x3-x的图象向上平移一个单位长度得函数f(x)=x3-x+1的图象,函数g(x)=x3-x的图象关于原点(0,0)中心对称且g(0)=0,所以点(0,1)是曲线f(x)=x3-x+1的对称中心,故C正确.
假设直线y=2x是曲线y=f(x)的切线,切点为(x0,y0),则f′(x0)=3x-1=2,解得x0=±1.若x0=1,则切点坐标为(1,1),但点(1,1)不在直线y=2x上,若x0=-1,则切点坐标为(-1,1),但点(-1,1)不在直线y=2x上,所以假设不成立,故D错误.故选AC.
答案 AC
3.(2022·新高考全国卷Ⅱ)曲线y=ln |x|过坐标原点的两条切线的方程为________,________.
解析 当x>0时,点(x1,ln x1)(x1>0)上的切线为y-ln x1=(x-x1).若该切线经过原点,则ln x1-1=0,解得x=e,此时切线方程为y=.
当x<0时,点(x2,ln (-x2))(x2<0)上的切线为y-ln (-x2)=(x-x2).若该切线经过原点,则ln (-x2)-1=0,解得x=-e,此时切线方程为y=-.
答案 y= y=-
1.高考对本部分内容主要考查求曲线的切线方程、根据切线方程求参数值等;利用导数研究函数的单调性及求函数的极值和最值;利用函数的单调性、函数的极值与导数的关系求参数值(或取值范围).
2.多以选择题、填空题的形式考查导数的几何意义及计算,函数的单调性多出现解答题第一问,难度中等偏上.
[对应学生用书P40]
考点一 导数的几何意义
(1)(2022·长沙市新高考适应性考试)函数f(x)=ex-1的图象在点(0,f(0))处的切线方程为________.
(2)(2022·湖南省六校联考)已知函数f(x)=x+.若曲线y=f(x)存在两条过点(2,0)的切线,则a的取值范围是________.
[解析] (1)因为f′(x)=ex-1,所以f′(0)=,
又f(0)=,所以函数f(x)=ex-1的图象在点(0,f(0))处的切线方程为y-=(x-0),即x-ey+1=0.
(2)f(x)=x+,f′(x)=1-,设切点坐标为,则切线方程为y-x0-=(x-x0).由切线过点(2,0),可得-x0-=(2-x0),整理得2x+ax0-a=0.
因为曲线y=f(x)存在两条过点(2,0)的切线,所以方程有两个不等实根,即Δ=a2+8a >0,解得a>0或a<-8,所以a的取值范围是{a|a<-8或a>0}.
[答案] (1)x-ey+1=0 (2)(-∞,-8)∪(0,+∞)
[方法与警示]
求曲线y=f(x)的切线方程的两种常见类型及方法
(1)已知切点P(x0,y0),求y=f(x)过点P的切线方程:
求出切线的斜率f′(x0),由点斜式写出方程.
(2)已知切线的斜率为k,求y=f(x)的切线方程:
设切点P(x0,y0),通过方程k=f′(x0)解得x0,再由点斜式写出方程.
【警示】 求曲线的切线方程时,务必分清点P处的切线还是过点P的切线,前者点P为切点,后者点P不一定为切点,求解时应先求出切点坐标.
1.(2022·沈阳一模)已知曲线y=x+在点(1,1)处的切线与直线x+2y=0垂直,则k的值为( )
A.1 B.-1
C. D.-
解析 易知点(1,1)在曲线y=x+上.令f(x)=x+,则f′(x)=1+,所以f′(1)=1+,即曲线y=x+在点(1,1)处的切线的斜率为1+,
又该切线与直线x+2y=