内容正文:
导数及其应用(见学生用书P447)
[建议时间:40分钟]
角度1 导数的几何意义及应用
1.[2023·苏州模拟] 曲线f(x)=x3-1在x=1处的切线倾斜角是( B )
A. B.
C. D.
【解析】 设曲线f(x)=x3-1在x=1处的切线倾斜角为α.因为f′(x)=x2,则f′(1)=,因为0≤α<π,所以α=.
2.[多选题] [2023·徐州联考] 已知曲线f=及点P,则过点P且与曲线y=f相切的直线可能有( BC )
A.0条 B.1条
C.2条 D.3条
【解析】 因为f=,所以f′=,设切点为,则f′(x0)=,所以有整理得ex0(x0-1)(x0-s)=ex0·x0,所以(x0-1)·(x0-s)=x0.①当s=0时,(x0-1)(x0-s)=x0可化为x-2x0=0,因为x0≠0,
所以x0=2,因此过(0,0)只能找到一条与曲线相切的直线;
②当s≠0时,(x0-1)(x0-s)=x0可化为x-(s+2)x0+s=0,
Δ=(s+2)2-4s=s2+4>0,且两根之积为s,
所以所求根之中一定不含0,此时对任意s能够找到两个x0满足条件.
综上所述,过点P且与曲线y=f相切的直线可能有1条或2条.故选BC.
3.[2018·全国Ⅲ卷] 曲线y=ex在点处的切线的斜率为-2,则a=__-3__.
【解析】 y′=aex+ex,则y′|x=0=a+1=-2,所以a=-3.
4.[2019·全国Ⅰ卷] 曲线y=3(x2+x)ex在点(0,0)处的切线方程为__3x-y=0__.
【解析】 y′=3(2x+1)ex+3(x2+x)ex=3(x2+3x+1)ex,所以k=y′|x=0=3,则曲线y=3(x2+x)ex在点(0,0)处的切线方程为y=3x,即3x-y=0.
5.[2022·新高考Ⅱ卷] 写出曲线y=ln |x|过坐标原点的切线方程:__y=x__,__y=-x__.
【解析】 因为y=ln ,
当x>0时,y=ln x,设切点为,由y′=,所以y′|x=x0=,所以切线方程为y-ln x0=.又切线过坐标原点,所以-ln x0=,解得x0=e,所以切线方程为y-1=,即y=x;当x<0时y=ln ,设切点为,由y′=,所以y′|x=x1=,所以切线方程为y-ln =,又切线过坐标原点,所以-ln =,解得x1=-e,所以切线方程为y-1=,即y=-x.
6.[2019·江苏卷] 在平面直角坐标系xOy中,点A在曲线y=ln x上,且该曲线在点A处的切线经过点(-e,-1)(e为自然对数的底数),则点A的坐标是__(e,1)__.
【解析】 设点A,则y0=ln x0.又y′=,当x=x0时,y′=,则曲线y=ln x在点A处的切线为y-y0=(x-x0),即y-ln x0=-1,将点代入,得-1-ln x0=-1,即x0ln x0=e.令H(x)=x ln x,当x∈时,H(x)<0,当x∈时,H(x)>0,且H′(x)=ln x+1,当x>1时,H′(x)>0,H(x)单调递增,注意到H=e,故x0ln x0=e存在唯一的实数根x0=e,此时y0=1,故点A的坐标分别为.
7.[2023·沧州模拟] 已知l1,l2是曲线f(x)=x ln x-ax的两条倾斜角互补的切线,且l1,l2分别交y轴于点A和点B,O为坐标原点,若|OA|+|OB|>4,则实数a的最小值是__ln__2+1__.
【解析】 设切线l1,l2的切点坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),由函数f(x)=x ln x-ax,求导可得f′(x)=1+ln x-a,由题意可知,f′(x1)+f′(x2)=0,即ln (x1x2)=2a-2,
可得l1:y-y1=f′(x1)(x-x1),l2:y-y2=f′(x2)(x-x2),令x=0,y=(1+ln x1-a)·(-x1)+x1ln x1-ax1=-x1,故A(0,-x1),同理可得B(0,-x2),则|OA|+|OB|=x1+x2≥2=2ea-1.由于x1≠x2,则等号不能取,即2ea-1≥4,解得a≥ln 2+1,即a的最小值为ln 2+1.
角度2 导数与单调性
8.[2022·新高考Ⅰ卷] 设a=0.1e0.1,b=,c=-ln 0.9,则( C )
A.a<b<c
B.c<b<a
C.c<a<b
D.a<c<b
【解析】 构造函数f(x)=ln x+,x>0,则f′(x)=-,x>0,
令f′(x)=0,得x=1,∴当0<x<1时,
f′(x)<0,f(x)单调递减;当x>1时,
f′(x)>0,f(x)单调递增,∴f(x)在x=1处取最小值f(1)=1,∴当x>0且x≠1时,ln x>1-,
∴l