内容正文:
§3.1 导数的概念及其意义、导数的计算
第三章 导数及其应用
课程标准
1.通过实例分析,经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,
了解导数概念的实际背景,知道导数是关于瞬时变化率的数学
表达,体会导数的内涵与思想.
2.通过函数图象直观理解导数的几何意义.
3.能根据导数定义求函数y=c,y=x,y=x2,y=x3,y= ,y=
的导数.
4.能利用给出的基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则,
求简单函数的导数;能求简单的复合函数(限于形如f(ax+b))的
导数,会用导数公式表.
CONTECT
内
容
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考点探究 精准突破
03
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微提醒 Δx可以是正值,也可以是负值,但不为0.
理清主干知识
f′(x0)(x-x0)
3.基本初等函数的导数公式
函数 导数
y=c(c是常数) y′=___
y=xα(α是实数) y′=αxα-1
y=ax(a>0,a≠1) y′=__________,特别地(ex)′=____
y=logax(a>0,a≠1)
y′=______,特别地(ln x)′=______
y=sin x y′=_________
y=cos x y′=___________
y=tan x
y′=________
0
axln a
ex
cos x
-sin x
4.导数的运算法则
若f′(x),g′(x)存在,则有:
(1)[f(x)+g(x)]′=_________________,
(2)[f(x)-g(x)]′=________________,
(3)[f(x)g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x),
特别地:[kf(x)]′=kf′(x)(k∈R).
f′(x)+g′(x)
f′(x)-g′(x)
5.复合函数的定义及其导数
(1)定义:一般地,对于两个函数y=f(u)和u=φ(x)=ax+b,如果给定x的一个值,就得到了u的值,进而确定了y的值,那么y可以表示成x的函数,称这个函数为函数_________和__________的复合函数,记作___________,其中u为中间变量.
(2)复合函数的求导法则
复合函数y=f(φ(x))对x的导数为:y′x=____________=___________,其中u=φ(x).
y=f(u)
u=φ(x)
y=f(φ(x))
[f(φ(x))]′
f′(u)φ′(x)
记牢常用结论
1.区分在点处的切线与过点处的切线
(1)在点处的切线,该点一定是切点,切线有且仅有一条.
(2)过点处的切线,该点不一定是切点,切线至少有一条.
2.奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数.
3.可导函数y=f(x)的导数为f′(x),若f′(x)为增函数,则f(x)的图象是下凹的;反之,若f′(x)为减函数,则f(x)的图象是上凸的.
练透教材典题
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3.(用结论)已知函数f(x)在R上可导,其部分图象如图所示,设=
a,则下列不等式正确的是
A.f′(1)<f′(2)<a
B.f′(1)<a<f′(2)
C.f′(2)<f′(1)<a
D.a<f′(1)<f′(2)
√
由题图象可知,函数在[0,+∞)上的增长越来越快,故函数图象在点(x0,
f(x0))(x0∈(0,+∞))的切线的斜率越来越大,因为 =a,所以f′(1)<a<f′(2).故选B.
√
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考点一
导数的运算
基础练
例1
求下列函数的导数:
(1)y=x2sin x;
解:y′=(x2)′sin x+x2(sin x)′=2xsin x+x2cos x.
(2)y=ln ;
规律方法
1.求函数的导数要准确地把函数拆分成基本初等函数的和、差、积、商,再利用运算法则求导.
2.抽象函数求导,恰当赋值是关键,然后活用方程思想求解.
3.复合函数求导,应由外到内逐层求导,必要时要进行换元.
√
(excos 2x)′=(ex)′cos 2x+ex(cos 2x)′=excos 2x-2·exsin 2x=ex(cos 2x-2sin 2x),故C正确;
(1)(2024·河北张家口三模)函数f(x)=xex-2ex+x+e在(1,f(1))处的切线方程为
A.y=x B.y=2x-1
C.y=ex-e+1 D.y=-ex+e+1
考点二
导数的几何意义
综合练
例2
√
f′(x)=ex+xex-2ex+1=(x-1)ex+1,f′(1)=1,f(1)=1,所以所求切线方程为y-1=x-1,即y=x.故选A.
角度1 求切线方程
(2)(2022·新高考Ⅱ卷)曲线y=ln |x|过坐标原点的两条切线的方程为______,
_________.
角度2 求参数的值(范围)
例3
√
(2)(2022·新高考Ⅰ卷)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_______________________.
(-∞,-4)∪(0,+∞)
已知y=f(x)是可导函数,如图,直线y=kx+2是曲线y=f(x)在x=3处的切线,令g(x)=xf(x),g′(x)是g(x)的导函数,则g′(3)=________.
例4
角度3 导数与函数图象问题
0
规律方法
1.求曲线的切线方程要分清“在点处”与“过点处”的切线方程的不同.求过某点的切线方程,要先设出切点坐标,再依据条件建立方程(组)求解,求出切点坐标是解题的关键.
2.处理与切线有关的参数问题,通常利用曲线、切线、切点的三个关系列出参数的方程(组)并解出参数:
(1)切点处的导数是切线的斜率.
(2)切点在切线上,故满足切线方程.
(3)切点在曲线上,故满足曲线方程.
对点练2.(1)如图,函数y=f(x)的图象在点P(1,y0)处的切线是l,则f(1)+f′(1)=
A.1 B.2
C.0 D.-1
√
(2)已知曲线y=ax2+ 在(1,a)处的切线方程为y=ex+1+b,则a+b=
A.e-1 B.-2
C.0 D.e
√
(3)(2024·北京一模)过坐标原点作曲线y=ex-2+1的切线,则切线方程为
A.y=x B.y=2x
C.y= x D.y=ex
√
由函数y=ex-2+1,可得y′=ex-2,设切点坐标为(t,et-2+1),可得切线方程为y-(et-2+1)=et-2(x-t),把原点(0,0)代入方程,可得0-(et-2+1)=et-2(0-t),即(t-1)et-2=1,解得t=2,所以切线方程为y-(e0+1)=e0(x-2),即y=x.故选A.
考点三
两曲线的公切线
多维练
(1)(新情境)(2024·重庆联合诊断)在“数学王国”中有许多例如π,e等美妙的常数,我们记常数φ为ln x= 的根,若曲线y=ex-a与y=ln x存在公切线,则实数a的取值范围是
A.(-∞,φ+ln φ] B.(-∞,-φ-ln φ]
C.[φ+ln φ,+∞) D.[-φ-ln φ,+∞)
√
例5
√
(2)(2024·河南襄城三模)已知函数f(x)=x3-x+a的图象关于原点对称,则与曲线y=f(x)和y=x2+ 均相切的直线l有
A.1条 B.2条
C.3条 D.4条
规律方法
公切线问题,应根据两个函数在切点处的斜率相等,且切点既在切线上又在曲线上,列出有关切点横坐标的方程组,通过解方程组求解.或者分别求出两函数的切线,利用两切线重合列方程组
求解.
对点练3.(1)(2024·江苏南通模拟)若曲线f(x)=ax(a>1)与曲线g(x)=logax(a>1)有且只有一个公共点,且在公共点处的切线相同,则实数a的值为
A.e B.e2
√
√
(2)(2024·河北石家庄模拟)若曲线f(x)=3x2-2与曲线g(x)=-2-mln x(m≠0)存在公切线,则实数m的最小值为
A.-6e B.-3e
C.2 D.6e
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√
1.在可导函数f(x),g(x)中,已知f(1)=-1,f′(1)=2,g(1)=-2,g′(1)=1,则f(x)·g(x)在x=1时的导数值是
A.-5 B.4
C.-4 D.2
令h(x)=f(x)·g(x),则h′(x)=f′(x)·g(x)+g′(x)·f(x),则h′(1)=f′(1)·g(1)+g′(1)·f(1)=2×(-2)+1×(-1)=-5.故选A.
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3.(2024·四川成都模拟)如图,曲线y=f(x)在点(2,2)处的切线为直线l,直线l经过原点O,则f′(2)+f(2)=
A.1 B.2
C.3 D.4
由题意,f(2)=2,且f′(2)= =1,所以f′(2)+f(2)=1+2=3.故选C.
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4.(2024·山东济宁二模)已知直线y=x-1与曲线y=ex+a相切,则实数a的值为
A.-2 B.-1
C.0 D.2
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8.[多选题]已知函数f(x)=x(x+1)(x-1),过点(1,0)的直线l与曲线y=f(x)相切,则与直线l垂直的直线为
A.4x-y+2=0 B.x-2y+8=0
C.x+y-5=0 D.2x+4y-3=0
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9.[多选题](2024·安徽合肥模拟)已知函数f(x)=ex+2(e为自然对数的底数),则下列结论正确的是
A.曲线y=f(x)的切线斜率可以是-2
B.曲线y=f(x)的切线斜率可以是3
C.过点(0,2)且与曲线y=f(x)相切的直线有且只有1条
D.过点(1,4)且与曲线y=f(x)相切的直线有且只有2条
√
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因为f(x)=ex+2,所以f′(x)=ex,对于A,令f′(x)=ex=-2,方程无解,所以曲线y=f(x)的切线斜率不可以是-2,故A错误;对于B,令f′(x)=ex
=3,解得x=ln 3,所以曲线y=f(x)的切线斜率可以是3,故B正确;
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10.函数y=x3在区间[0,2]的平均变化率与在x=x0(0≤x0≤2)处的瞬时变
化率相同,则正数x0=________.
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11.(2023·广东茂名二模)已知曲线f(x)=x3+x-3x 在x=1处的切线与g(x)
=acos x在x= 处的切线平行,则a的值为__________.
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12.(2024·四川广元模拟)已知函数f(x)的导函数为f′(x),且满足关系式f(x)=3x2-xf′(1)+2ln x.则f(x)的图象上任意一点处的切线的斜率的取值范围为________________.
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13.[多选题]已知函数f(x)=x3-mx,若过点P(-1,1)恰能作2条曲线y=f(x)的切线,则m的值可以为
A.0 B.1
C.2 D.3
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14.(2024·福建南平模拟)已知曲线y=aln x和曲线y=x2有唯一公共点,且这两条曲线在该公共点处有相同的切线l,则l的方程为_______________.
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15.(新角度)(2024·江苏南京模拟)已知a= ,b=log23,c=e2,设曲线
y=ln x3-x3在x=k,k>0处的切线斜率为f(k),则
A.f(c) <f(b)<f(a) B.f(a)<f(c)<f(b)
C.f(c)<f(a)<f(b) D.f(a)<f(b)<f(c)
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16.(新定义)[多选题]给出定义:若函数f(x)在D上可导,即f′(x)存在,且导函数f′(x)在D上也可导,则称f(x)在D上存在二阶导函数,记f ″(x)=(f′(x))′.若
f ″(x)<0在D上恒成立,则称f(x)在D上为凸函数.以下四个函数在 上是凸函数的是
A.f(x)=cos x+sin x B.f(x)=ln x+3x
C.f(x)=-x3+4x-8 D.f(x)=xex
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1.平均变化率与瞬时变化率
(1)平均变化率
①定义式:=________________.
②实质:函数值的改变量与自变量的改变量之比.
③作用:刻画函数值在区间[x1,x2]上变化的快慢.
④几何意义:已知P1(x1,y1),P2(x2,y2)是函数y=f(x)的图象上两点,则=,平均变化率表示割线P1P2的斜率.
(2)瞬时变化率
①定义:对于一般的函数y=f(x),在自变量x从x0变到x1的过程中,若设Δx=x1-x0,Δy=f(x1)-f(x0),则该函数的平均变化率为==.如果当Δx趋于0时,平均变化率趋于某个值,那么这个值就是f(x)在点x0的瞬时变化率.
②作用:刻画函数在某一点处变化的快慢.
2.导数的概念及其几何意义
(1)函数y=f(x)在点x0处的导数
称函数y=f(x)在点x0的瞬时变化率为函数y=f(x)在点x0处的导数,通常用符
f′(x0)表示,记作f′(x0)= =___________________________.
(2)导数的几何意义
函数y=f(x)在x0处的导数f′(x0),是曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率.相应地,切线方程为y-f(x0)=________________.
(3)函数y=f(x)的导函数
一般地,如果一个函数y=f(x)在区间(a,b)的每一点x处都有导数f′(x)=
_______________________,那么f′(x)是关于x的函数,称f′(x)为y=f(x)的导函
(4)′=(g(x)≠0),
1.[多选题]下列说法中正确的有
A.′=cos
B.已知函数f(x)在R上可导,且f′(1)=1,则=1
C.一质点A沿直线运动,位移y(单位:m)与时间t(单位:s)之间的关系为y(t)=t2+1,则该质点在t=2 s时的瞬时速度是4 m/s
D.若y=f(x)·g(x),则y′=f′(x)·g′(x)
2.[多选题](链接北师选必二P69T4)下列结论中正确的有
A.′=2cos
B.(ln 2x)′=
C.(2xex)′=2ex(x+1)
D.′=2x+
对于A,′=2cos ,故A正确;对于B,(ln 2x)′==,故B错误;对于C,(2xex)′=2[x′ex+(ex))′x]=2ex(x+1),故C正确;对于D,′=(x2+(x)′=(x2)′+(x)′=2x+x=2x+,故D正确.故选ACD.
4.(2023·全国甲卷)曲线y=在点(1,)处的切线方程为
A.y=x B.y=x
C.y=x+ D.y=x+
设曲线y=在点(1,)处的切线方程为y-=k(x-1),因为y=,所以y′==,所以k=y′|x=1=,所以y-=(x-1),所以曲线y=在点(1,)处的切线方程为y=x+.故选C.
解:因为y=ln=ln(1+x2),所以y′=×=.
(3)y=;
解:y′=′==-.
(4)y=xsincos.
解:因为y=xsincos=xsin(4x+π)=-xsin 4x,
所以y′=-sin 4x-x·4cos 4x=-sin 4x-2xcos 4x.
对点练1.下列求导运算正确的是
A.′=+
B.(x2ex)′=2xex
C.(excos 2x)′=ex(cos 2x-2sin 2x)
D.′=2+
′=-,故A错误;(x2ex)′=(x2)′ex+x2(ex)′=2xex+x2ex,故B
错误;
′=,故D错误.故选C.
y=x
y=-x
先求当x>0时,曲线y=ln x过原点的切线方程,设切点为(x0,y0),则由y′=,得切线斜率为,又切线的斜率为,所以=,解得y0=1,代入y=ln x,得x0=e,所以切线斜率为,切线方程为y=x.同理可求得当x<0时的切线方程为y=-x.综上可知,两条切线方程为y=x,y=-x.
(1)(2024·山东济南模拟)若曲线y=e2ax在点(0,1)处的切线与直线2x-y+1=0垂直,则a的值为
A.- B.-
C. D.1
由题设,知在点(0,1)处的切线的斜率为k=-,又因为y′=2a·e2ax,所以y′|x=0=2a=-,解得a=-.故选A.
因为y=(x+a)ex,所以y′=(x+a+1)ex.设切点为A(x0,(x0+a)ex0),O为坐标原点,依题意,当曲线的切线过原点时,切线斜率kOA=y′|x=x0=(x0+a+1)ex0=,化简,得x+ax0-a=0.因为曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,所以关于x0的方程x+ax0-a=0有两个不同的根,所以Δ=a2+4a>0,解得a<-4或a>0,所以a的取值范围是(-∞,-4)∪(0,+∞).
由题图可知曲线y=f(x)在x=3处切线的斜率等于-,所以f′(3)=-.因为g(x)=xf(x),所以g′(x)=f(x)+xf′(x),所以g′(3)=f(3)+3f′(3),又由题图可知f(3)=1,所以g′(3)=1+3×(-)=0.
由图象可得切线过点(2,0),(0,2),所以切线l的方程为+=1,即y=2-x,所以切线的斜率为-1,所以f′(1)=-1,因为点P(1,y0)在切线上,所以y0=2-1=1,所以f(1)=1,所以f(1)+f′(1)=1-1=0.故选C.
由y=ax2+,得y′=2ax+,因为曲线y=ax2+在(1,a)处的切线方程为y=ex+1+b,所以解得所以a+b==-2.故选B.
设公切线与曲线y=ln x和y=ex-a的切点分别为A(x0,ln x0),B(x1,
e),则易求得公切线为y=(x-x0)+ln x0,即y=x+ln x0-1,
而切线斜率k==e,所以x1=a-ln x0,则B(a-ln x0,),
由点B在公切线上,得=(a-ln x0)+ln x0-1,化简得a=1+x0+ln x0-x0ln x0,其中x0>0,令g(x)=1+x+ln x-xln x,其中x>0,则g′(x)=-ln x,易知g′(x)在(0,+∞)上单调递减,而φ为ln x=的根,即φ为g′(x)=-ln x的零点,所以当x∈(0,φ)时,g′(x)>0,g(x)单调递增;当x∈(φ,+∞)时,g′(x)<0,g(x)单调递减,故g(x)≤g(x)max=g(φ)=1+φ+ln φ-φln φ=φ+ln φ,所以g(x)≤φ+ln φ,所以a≤φ+ln φ.故选A.
函数f(x)=x3-x+a的图象关于原点对称,则有f(-x)=-f(x),即(-x) 3-(-x)+a=-(x3-x+a)(x3-x+a),解得a=0,所以f(x)=x3-x,f′(x)=3x2-1,所以y=f(x)在点(x1,f(x1))处的切线方程为y-=(x-x1),整理得y=x-2x.设g(x)=x2+,直线l与g(x)的图象相切于点(x2,g(x2)),因为g′(x)=2x,所以切线方程为y-=2x2(x-x2),整理得y=2x2x-x+,
则(*),整理得2-2x-=x-2x-x=(9x-8x1-6)=0,当9x-8x1-6=0时,Δ=82+4×9×6>0,方程有两个非零实数根,x1=0也满足方程,故x1有3个解,所以方程组(*)有3组解,故满足题中条件的直线l有3条.故选C.
C.e D.
易得f′(x)=ln a·ax,g′(x)=(a>1),设公共点为(x0,y0),则由题意可得即⇒=x0·ln x0,且ln a·a=⇒x0·a==(x0·ln x0) 2⇒a=x0·(ln x0)2⇒x0·ln a=2ln (ln x0)+ln x0=;
令ln x0=t,则上式可化为:2ln t+t-=0,记h(t)=2ln t+t-,则h′(t)=≥0恒成立,即h(t)=2ln t+t-在(0,+∞)上单调递增,而h(1)=0,故满足2ln t+t-=0的根只有t=1,即故选C.
因为f(x)=3x2-2,g(x)=-2-mln x(m≠0),所以f′(x)=6x,g′(x)=-,设公切线与f(x)切于点,与曲线g(x)切于点(x2,-2-mln x2) (x2>0),
所以6x1=-==,所以m=-6x1x2,
所以6x1=,所以x1=0或x1=2x2-2x2ln x2,因为m≠0,所以x1≠0,所以x1=2x2-2x2ln x2,所以m=-6(2x2-2x2ln x2) x2=12xln x2-12x,令h(x)=12x2ln x-12x2(x>0),则h′(x)=12x(2ln x-1),所以当0<x<时,h′(x)<0,当x>时,h′(x)>0,所以h(x)在上单调递减,在上单调递增,所以h(x)min=h=-6e,所以实数m的最小值为-6e.故选A.
2.(2024·山东潍坊模拟)设f(x)为R上的可导函数,且=
-2,则曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线斜率为
A.2 B.-1
C.1 D.-
f′(1)==- =1.故曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线斜率为1.故选C.
设切点为(x0,y0),易知y′=ex+a,则解得故选A.
5.(数学建模)(2024·河南校联考模拟预测)某海湾拥有世界上最大的海潮,其高低水位之差可达到15米.假设在该海湾某一固定点,大海水深d(单位:m)与午夜后的时间t(单位:h)之间的关系为d(t)=10+4cos t,则下午
5∶00时刻该固定点的水位变化的速度为
A. B.
C.- D.-
由d(t)=10+4cos t,则d′(t)=-sin t,所以下午5∶00时刻该固定点的水位变化的速度为d′(17)=-sin =-sin (5π+)=-×=.故选A.
6.(2024·吉林长春模拟)已知a>0,若点P为曲线C1:y=+ax与曲线C2:y=2a2ln x+m的交点,且两条曲线在点P处的切线重合,则实数m的最大值为
A.e B.e
C. D.2e
设点P的横坐标为n(n>0),则由y=+ax可得y′=x+a,k=n+a,由y=2a2ln x+m可得y′=,k=,所以n+a=(a>0),解得n=a或n=-2a(舍去),由点P为曲线C1:y=+ax与曲线C2:y=2a2ln x+m的交点,所以P(n,+an)与P(n,2a2ln n+m)为同一点,所以+an=2a2ln n+m,即m=-2a2ln a+a2,令f(a)=-2a2ln a+a2(a>0),则f′(a)=-4aln a+a=a(1-4ln a),令f′(a)=0可得a=e,由a>0知,当0<a<e时,f′(a)>0,当a>e时,f′(a)<0,所以f(a)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减,所以f(a)max=f(e)=e,故实数m的最大值为e.故选B.
7.[多选题]下列求导运算正确的是
A.(exsin 2x)′=ex(sin 2x+2cos 2x)
B.[(x2+2))sin x]′=2xsin x+(x2+2) cos x
C.[ln (3x+2)]′=
D.′=
对于A, (exsin 2x)′=exsin 2x+ex·2cos 2x=ex(sin 2x+2cos 2x),故A正确;对于B,[(x2+2))sin x]′=(x2+2)′sin x+(x2+2)(sin x)′=2xsin x+(x2+2) cos x,故B正确;对于C,[ln (3x+2)]′=,故C错误;对于D,′==,故D正确.故选ABD.
f(x)=x(x+1)(x-1)=x(x2-1)=x3-x,则f′(x)=3x2-1,设切点坐标
为,则f′(x0)=3x-1,所以切线方程为y-(x-x0)=(3x-1)
(x-x0),又切线过点(1,0),所以0-(x-x0)=(3x-1)(1-x0),即
2x-3x+1=0,故(2x0+1)(x0-1) 2=0,解得x0=1或x0=-,
所以直线l的斜率为f′=3×2-1=-或f′(1)=3×12-1=2.对于A,直线4x-y+2=0的斜率为4,符合题意,故A正确;对于B,直线x-2y+8=0的斜率为,不符合题意,故B错误;对于C,直线x+y-5=0的斜率为-1,不符合题意,故C错误;对于D,直线2x+4y-3=0的斜率为-,符合题意,故D正确.故选AD.
对于C,设切点(x0,e+2),则切线方程为y-e-2=e(x-x0),因为点(0,2)在切线上,所以2-e-2=e(0-x0),即-e=-x0e,显然e≠0,所以x0=1,故过点(0,2)且与曲线y=f(x)相切的直线有且只有1条,故C正确;对于D,设切点(x1,ex1+2),则切线方程为y-e-2=ex1(x-x1),因为点(1,4)在切线上,所以4-e-2=e(1-x1),即x1e-2e+2=0,
令g(x)=xex-2ex+2,则g′(x)=(x-1) ex,所以当x<1时g′(x)<0,当x>1时g′(x)>0,所以g(x)在(-∞,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,又g(0)=0,g(1)=2-e<0,g(2)=2,所以存在x2∈(1,2)使得g(x2)=0,所以方程x1e-2e+2=0有且仅有两个实数根,所以过点(1,4)且与曲线y=f(x)相切的直线有且只有2条,故D正确.故选BCD.
函数y=x3在区间[0,2]上的平均变化率等于==4,因为y′=3x2,则y=x3在x=x0处的瞬时变化率为3x,则有3x=4,解得x0=±,因为0≤x0≤2,所以x0=.
f′(x)=3x2+1-x,g′(x)=-asin x,由题意可知,g′=f′(1),即-asin =3,解得a=-3.
因为f(x)=3x2-xf′(1)+2ln x,所以f′(x)=6x-f′(1)+,所以f′(1)=6-f′(1)+2,所以f′(1)=4,所以f(x)=3x2-4x+2ln x(x>0),所以f′(x)=6x-4+≥2-4=4-4,当且仅当6x=,即x=时等号成立,所以f′(x)的最小值为4-4,所以f(x)的图象上任意一点处的切线的斜率的取值范围为.
设切点为(x0,y0),f′(x)=3x2-m,切线的方程为y-=(x-x0).
代入点P(-1,1),可得1-=(-1-x0),即2x+3x=m-1.因为过点P(-1,1)恰能作2条曲线y=f(x)的切线,所以方程2x+3x=m-1有2解.令函数g(x)=2x3+3x2,则g′(x)=6x(x+1).当x<-1或x>0时,g′(x)>0;当-1<x<0时,g′(x)<0,所以g(x)在(-∞,-1)和(0,+∞)上单调递增,在(-1,0)上单调递减.所以g(x)的极大值为g(-1)=1,g(x)的极小值为g(0)=0,所以m-1=1或m-1=0,解得m=2或m=1.故选BC.
2x-y-e=0
设曲线g(x)=aln x和曲线f(x)=x2在公共点(x0,y0)处的切线相同,则f′(x)=2x,g′(x)=,由题意知即解得a=2e,x0=,故切点为(,e),切线斜率为k=f′(x0)=2,所以切线方程为y-e=2(x-),即2x-y-e=0.
因为当x>0时,y=3ln x-x3,所以y′=-3x2,所以f(k)=-3k2,因为f′(k)=--6k<0,所以f(k)在(0,+∞)上单调递减;4a=4=<6,4b=4log23=log281>log264=6⇒4a<4b,所以1<a<b<2,而c=e2>2,所以c>b>a,所以f(c)<f(b)<f(a).故选A.
对于A,f(x)=cos x+sin x,f′(x)=-sin x+cos x,f ″(x)=-cos x-sin x=-sin (x+),当x∈时,x+∈,sin (x+)>0,f ″(x)<0恒成立,
故A为凸函数;对于B,f(x)=ln x+3x,f′(x)=+3,f ″(x)=-,当x∈时,f ″(x)<0恒成立,故B为凸函数;对于C,由f(x)=-x3+4x-8,得f′(x)=-3x2+4,所以f ″(x)=-6x,因为x∈,所以f ″(x)=-6x<0恒成立,故C为凸函数;对于D,f(x)=xex,f′(x)=(x+1)ex,f ″(x)=(x+2)ex,当x∈时,f ″(x)>0恒成立,故D不是凸函数.故选ABC.
$$