内容正文:
课时作业(十四) 导数的概念及运算
1.(2024·全国甲卷(理))设函数 f(x)=
ex+2sinx
1+x2
,则曲线y=f(x)在点(0,1)处的
切线与两坐标轴所围成的三角形的面积为
( )
A.16 B.
1
3
C.12 D.
2
3
2.下列求导运算中正确的是 ( )
A.(4)'=2 B.(3x)'=x·3x-1
C.(lnx)'= 1xln10 D.
(x5)'=5x4
3.(2024·吉林长统考质量检测)若f(x)=
2xf'(1)+x2,则f'(0)等于 ( )
A.2 B.0
C.-2 D.-4
4.若直线l过原点,且与函数y=lnxx
的图象
相切,则该直线的斜率为 ( )
A.1 B.12e
C.1e D.
1
e2
5.函数f(x)=x2+2lnx-bx+a(b>0,a∈
R)在点(b,f(b))处的切线斜率的最小值是
( )
A.2 B.3
C.2 2 D.1
6.(2024·广东揭阳高三统考质量检测)设
a∈R,函数f(x)=x3-2ax2+(a+3)x 的
导函数为f'(x),若f'(x)是偶函数,则曲线
y=f(x)在原点处的切线方程为 ( )
A.y=3x B.y=-2x
C.y=-3x D.y=2x
7.已知曲线y=x3+2ax2+x+b在点(1,0)处
的切线的倾斜角为3π
4
,则a+b= ( )
A.-34 B.-
5
4
C.-2 D.-114
8.若曲线f(x)=ax-lnx与直线x-2y+2
-2ln2=0相切,则实数a= ( )
A.-1 B.1
C.2 D.e
9.(多选)列导数的运算中正确的是 ( )
A.(3x)'=3xln3
B.(x2lnx)'=2xlnx+x
C.cosxx '=xsinx-cosxx2
D.(sinxcosx)'=cos2x
10.已知函数f(x)=x3-3x+1,则过点(1,-
1)且与曲线y=f(x)相切的直线方程可以
为 ( )
A.2x+y-1=0 B.y=-1
C.9x+4y-5=0 D.3x+2y-1=0
11.(2024·鄄城第一中学质量检测)已 知
f(x)=x3,则函数f(x)的图象过点(1,1)
的切线方程为 .
12.曲线f(x)=xex-3x+1在(0,1)点处的
切线方程是
13.过点(0,2)与曲线f(x)=lnx+2相切的
切线方程为 .
14.已知曲线f(x)= x与曲线g(x)=alnx
(a∈R)相交,且在交点处有相同的切线,
则a= .
—622—
课时作业
课时作业(十五) 导数与函数的单调性
1.函数f(x)=12x
2-lnx的单调递减区间为
( )
A.(-1,1) B.(0,1)
C.(1,+∞) D.(0,+∞)
2.(2024·河北沧州质量检测)函数f(x)=2x
-5lnx-4的单调递减区间是 ( )
A.(0,3) B.(3,+∞)
C.(-∞,52
) D.0,52
3.若函数f(x)=(x+1)lnx-ax在(0,+∞)
具有单调性,则a的取值范围是 ( )
A.(2,+∞) B.[2,+∞)
C.(-∞,2] D.(-∞,2)
4.(多选)(2024·吉林外国语学校校考质量检
测)函数f(x)=xlnx的一个单调递增区间
是 ( )
A.(e,+∞) B.1e
,+∞
C.(0,1e
) D.(1e
,1)
5.已知函数f(x)=lnx-12ax
2-x存在单调递
减区间,则实数a的取值范围是 .
6.已知函数y=lnx+ax
在[2,+∞)单调递
增,则实数a的取值范围是 .
7.若函数f(x)=(x-m)2+lnx在区间(1,2)
有单调递增区间,则实数 m 的取值范围是
.
8.若函数f(x)=2ax-(x+2)lnx是(0,+∞)的
减函数,则实数a的最大值为 .
9.(2024·陕西咸阳高三统考质量检测)已知
函数f(x)=lnx-ax(a∈R).
(1)若a=1,求函数f(x)的极值;
(2)求函数f(x)的单调区间.
10.已 知 函 数 f(x)= -2a2lnx+12x
2+
ax(a∈R).
(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在(1,
f(1))处的切线方程;
(2)讨论函数f(x)的单调性.
—722—
班级: 姓名:
得(x-50)(x-60)<0,解得50<x<60,
因为x取正整数,
所以该工厂在这周内生成的摩托车数量在51到59辆时,
工厂能够达成这个周创收目标.故答案为:摩托车数量在
51到59辆.
8.答案:70元
解析:设此商品的销售单价为x元,销售量为g(x)个,则
g(x)为一次函数,
设 g (x)= kx + b (k ≠ 0),由 题 意 可 得
g(50)=50k+b=50
g(51)=51k+b=49 ,解得 k=-1b=100 ,
所以,g(x)=100-x,所以,40≤x≤100,
设销售该商品的利润为f(x)元,
则f(x)=(x-40)·g(x)=(x-40)(100-x)=-x2+
140x-4000=-(x-70)2+900,
故当x=70时,f(x)取得最大值,
故答案为:70元.
课时作业(十四)
1.A f'(x)=
(ex+2cosx)(1+x2)-(ex+2sinx)·2x
(1+x2)2
,所以f'(0)=
3,所以曲线y=f(x)在点(0,1)处的切线方程为y-1=
3(x-0),即3x-y+1=0,切线与两坐标轴的交点分别
为(0,1),-13
,0 ,所以切线与两坐标轴所围成的三角
形的面积为1
2×1×
1
3=
1
6
,故选A.
2.D 对于A,(4)'=0,故A错误;对于B,(3x)'=3x·ln3,
故B错误;对于C,(lnx)'=1x
,故C错误;对于D,(x5)'
=5x4,故D正确.
3.D 因为f(x)=2xf'(1)+x2,所以f'(x)=2f'(1)+2x
所以f'(1)=2f'(1)+2,得f'(1)=-2
所以f'(x)=-4+2x,所以f'(0)=-4
故选:D.
4.B 因 为 y =lnxx
,所 以 y' =1-lnxx2
,设 切 点 为
x0,
lnx0
x0 ,所以y' x=x0=1-lnx0x20 ,
所以切线方程为y-
lnx0
x0
=
1-lnx0
x0
(x-x0),
又切线过坐标原点,所以-
lnx0
x0
=
1-lnx0
x20
(-x0),解得
x0=e,
所以切线方程的斜率为k=
1-lnx0
x20
=
1-12
(e)2
=12e.
故
选:B
5.C f'(x)=2x+2x-b
(x>0),所以在点(b,f(b))处的切
线斜率是f'(b)=2b+2b -b=b+
2
b
,因为b>0,所以
f'(b)=b+2b≥2 2
,当且仅当b=2b
即b= 2时等号成
立,故选:C.
6.A 由题设f'(x)=3x2-2ax+(a+3)是偶函数,∴3(-
x)2-2a(-x)+(a+3)=3x2-2ax+(a+3),解得a=
0,∴k=f'(0)=3,
∴曲线y=f(x)在原点处的切线方程为y=3x.故选:A.
7.A f'(x)=3x2+4ax+1,由题意可知,切线的斜率k=
tan3π4=-1
,则 f
(1)=2+2a+b=0
f'(1)=3+4a+1=-1 ,解得:a=-54,
b=12
,
所以a+b=-34.
故选:A.
8.B 直线x-2y+2-2ln2=0,即y=12x+1-ln2
,
对于f(x)=ax-lnx,则f'(x)=a-1x
,
设切点坐标为(x0,ax0-lnx0),切 线 斜 率k=f'(x0)
=a-1x0
,
则切线方程为y-(ax0-lnx0)= a-
1
x0 (x-x0),即
y= a-1x0 x+1-lnx0,
由题意可得
a-1x0
=12
1-lnx0=1-ln2 ,解得 x0=2a=1 .故选:B.
9.ABD (3x)'=3xln3,正确;(x2lnx)'=(x2)'lnx+x2(lnx)'
=2xln+x,正确;(sinxcosx)'=(sinx)'cosx+sinx
(cosx)'=cos2x-sin2x=cos2x,正确;因为 cosxx '=
-xsinx-cosx
x2
,所 以 C 项 错 误,其 余 都 正 确.故
选:ABD.
10.BC 由f(x)=x3-3x+1,得f'(x)=3x2-3,设切点
坐标为(t,t3-3t+1),则f'(t)=3t2-3,则过切点的切
线方程为y=(3t2-3)(x-t)+t3-3t+1,把点(1,-1)
代入,可得-1=(3t2-3)(1-t)+t3-3t+1,整理得:
(t-1)2(2t+1)=0,即t=1或t=-12.
当t=-12
时,
切线方程为9x+4y-5=0;当t=1时,切线方程为y=
-1.故选:BC.
11.答案:3x-y-2=0或3x-4y+1=0
解析:设切点为 Q(x0,y0),由f(x)=x3 可得,f'(x)
=3x2,
由导数的几何意义可得,切线的斜率k=3x20,
因为y0=x30,所以切线方程为y-x30=3x20(x-x0),
将点(1,1)代入,得1-x30=3x20(1-x0),
即(x0-1)(2x20-x0-1)=0,得(x0-1)2(2x0+1)=0,
解得x0=1或x0=-
1
2
,
当x0=1时,切点坐标为(1,1),相应的切线方程为3x-
y-2=0;
当x0=-
1
2
时,切点坐标为 -12
,-18 ,相应的切线
方程为y+18=
3
4 x+
1
2 ,即3x-4y+1=0,
所以切线方程为3x-y-2=0或3x-4y+1=0.
故答案为:3x-y-2=0或3x-4y+1=0
12.答案:2x+y-1=0
解析:由f(x)=xex-3x+1可得f'(x)=(x+1)ex-
3,所以f'(0)=-2,
—733—
所以由点斜式可得切线方程为y-1=-2x,即2x+y-
1=0,
故答案为:2x+y-1=0
13.答案:x-ey+2e=0
解析:设切点为(x0,lnx0+2),则
lnx0+2-2
x0
=1x0
,
得x0=e,则切点为(e,3),
切线方程为y-3=1e
(x-e),即x-ey+2e=0.
故答案为:x-ey+2e=0.
故答案为:y=4ex或y=1ex
(任写一个即可)
14.答案:e2
解析:易知:必有a>0.
设两曲线的交点为P(x0,y0),f'(x)=
1
2 x
,g'(x)=ax
(x>0),由题意:
x0=alnx0
1
2 x0
=ax0 ,
两式相除得:2x0=x0lnx0,∵x0>0,∴lnx0=2⇒x0
=e2.
代入 x0=alnx0得:e=2a
解得a=e2.
故答案为:e
2.
课时作业(十五)
1.B 因 为 f(x)= 12x
2-lnx,所 以 f'(x)=x- 1x
=
(x-1)(x+1)
x
,
令f'(x)<0,得0<x<1,
所以f(x)的单调递减区间为(0,1),
故选:B.
2.D f'(x)=2-5x
,定义域为(0,+∞),令f'(x)<0,解
得0<x<52
,所以f(x)在 0,52 单调递减.故选:D.
3.C 由f(x)=(x+1)lnx-ax⇒f'(x)=lnx+1x+1-
a,当函数f(x)=(x+1)lnx-ax 在(0,+∞)单调递增
时,f'(x)≥0恒成立,得a≤lnx+1x+1
,设g(x)=lnx
+1x+1⇒g'
(x)=1x-
1
x2
=x-1
x2
,当x>1时,g'(x)>
0,g(x)单调递增,当0<x<1时,g'(x)<0,g(x)单调递
减,所以g(x)min=g(1)=2,因此有a≤2,当函数f(x)=
(x+1)lnx-ax在(0,+∞)单调递减时,f'(x)≤0恒成
立,得a≥lnx+1x+1
,设g(x)=lnx+1x+1⇒g'
(x)=
1
x-
1
x2
=x-1
x2
,当x>1时,g'(x)>0,g(x)单调递增,当
0<x<1时,g'(x)<0,g(x)单调递减,所以g(x)min=
g(1)=2,显然无论a取何实数,不等式f'(x)≤0不能恒
成立,综所述,a的取值范围是(-∞,2),故选:C.
4.ABD 由题意f'(x)=lnx+1,f'(x)=lnx+1>0,x>
1
e
,因此f(x)的增区间是 1e
,+∞ ,因此ABD正确,C
错误.故选:ABD.
5.答案:-14
,+∞
解析:函数f(x)=lnx-12ax
2-x 的定义域为(0,+
∞),求导得f'(x)=1x-ax-1
,
依题意,不等式f'(x)<0在(0,+∞)有解,等价于a>1x2
-1x>
在(0,+∞)有解,而1
x2
-1x=
1
x-
1
2
2
-14≥
-14
,当且仅当x=2时取等号,则a>-14
,所以实数a
的取值范围是 -14
,+∞ .故答案为:-14,+∞ .
6.答案:a≤2
解析:由y=lnx+ax
得y'=1x-
a
x2
,
由于函数y=lnx+ax
在[2,+∞)单调递增,故y'=1x-
a
x2
≥0在x∈[2,+∞)恒成立,因此在a≤x 对任意的
x∈[2,+∞)恒成立,所以a≤2,故答案为:a≤2.
7.答案:-∞,94
解析:f'(x)=2(x-m)+1x
(x>0),由题意f'(x)>0在
(1,2)有解,
即m<x+12x
在(1,2)有解,
根据对勾函数的性质可知,y=x+12x
在(1,2)单调递增,
所以在x=2时取最大值,
故m<2+14=
9
4
,故实数m 的取值范围是 -∞,94 .
故答案为:-∞,94
8.答案:1+ln 2/ln 2+1
解析:由函数f(x)=2ax-(x+2)lnx 是(0,+∞)的减
函数,
则f'(2)=2a-lnx-x+2x ≤0
在(0,+∞)恒成立,
即2a≤lnx+x+2x
在(0,+∞)恒成立,
设g(x)=lnx+1+2x
,则g'(x)=1x-
2
x2
=x-2
x2
,
当x∈(0,2)时,g'(x)<0,函数g(x)单调递减
当x∈(2,+∞)时,g'(x)>0,函数g(x)单调递增,
可得g(x)min=g(2)=2+ln2,所以a≤1+ln 2,即实数
a的最大值为1+ln 2.
故答案为:1+ln 2.
9.答案:(1)函数f(x)的极大值为-1,无极小值
(2)答案见解析
解析:(1)当a=1时,f(x)=lnx-x,其定义域为(0,+
∞),
∴f'(x)=1x-1=
1-x
x .
—833—
令f'(x)=1-xx =0
,则x=1.
∴当0<x<1时,f'(x)>0,f(x)单调递增;当x>1时,
f'(x)<0,f(x)单调递减,
∴函数f(x)的极大值为f(1)=-1,无极小值.
(2)∵f(x)=lnx-ax,∴f'(x)=1x-a=
1-ax
x
,
当a≤0时,f'(x)>0,f(x)在(0,+∞)单调递增;
当a>0时,由f'(x)=0,得x=1a
,
若0<x<1a
,则f'(x)>0,若x>1a
,则f'(x)<0,f(x)
单调递减,
当a>0时,f(x)的单调递增区间为 0,1a ,单调递减区
间为 1
a
,+∞ ,
综,当a≤0时,函数f(x)的单调递增区间为(0,+∞);
当a>0时,函数f(x)的单调递增区间为 0,1a ,单调递
减区间为 1
a
,+∞ .
10.解析:(1)当a=1时,f(x)=-2lnx+12x
2+x,
f'(x)=-2x+x+1
,所以f'(1)=-2+1+1=0,f(1)
=32
,曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y=32.
(2)f'(x)=x
2+ax+2a2
x =
(x+2a)(x-a)
x
,
①当a=0时,f'(x)=x>0,所以函数在(0,+∞)单调
递增;
②当a>0时,令f'(x)=0,则x1=-2a(舍)或x2=a,
f'(x)<0,0<x<a,当x∈(0,a)时,函数f(x)单调
递减;
f'(x)>0,x>a,当x∈(a,+∞)时,函数f(x)单调
递增.
③当a<0时,令f'(x)=0,则x1=-2a或x2=a(舍),
f'(x)<0,0<x<-2a,当x∈(0,-2a)时,函数f(x)单
调递减;
f'(x)>0,x>-2a,当x∈(-2a,+∞)时,函数f(x)单
调递增.
综所述:当a=0时,函数在(0,+∞)单调递增;
当a>0时,当x∈(0,a)时,函数f(x)单调递减
当x∈(a,+∞)时,函数f(x)单调递增;
当a<0时,当x∈(0,-2a)时,函数f(x)单调递减;
当x∈(-2a,+∞)时,函数f(x)单调递增.
课时作业(十六)
1.AD 由题可知,f'(x)=6x(x-a).
对于A,当a>1时,由f'(x)<0得0<x<a,由f'(x)>0
得x<0或x>a,则f(x)在(-∞,0)上单调递增,在(0,
a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增,且当x→-∞时,
f(x)→-∞,f(0)=1,f(a)=-a3+1<0,当x→+∞
时,f(x)→+∞,故f(x)有三个零点,A正确;对于B,当
a<0时,由f'(x)<0得a<x<0,由f'(x)>0得x>0
或x<a,则f(x)在(-∞,a)上单调递增,在(a,0)上单调
递减,在(0,+∞)上单调递增,故x=0是f(x)的极小值
点,B错误;
对于C,当x→+∞时,f(x)→+∞,当x→-∞时,f(x)
→-∞,故曲线y=f(x)必不存在对称轴,C错误;
对于D,解法一(配方、平移) f(x)=2x3-3ax2+1=
2(x-a2
)3-32a
2(x-a2
)+1-a
3
2
,令t=x-a2
,则f
(x)可转化为g(t)=2t3-32a
2t+1-a
3
2
,由y=2t3-32
a2t为奇函数,且其图象关于原点对称,可知g(t)的图象
关于点(0,1-a
3
2
)对称,则f(x)的图象关于点 a2,1-
a3
2 对称,故存在a=2,使得点(1,f(1))为曲线y=f(x)
的对称中心,D正确.故选AD.
解法二(二级结论) 任意三次函数f(x)=ax3+bx2+cx
+d(a≠0)的图象均关于点 -b3a,f -b3a 成中心对
称,D正确.故选AD.
2.C ∵f'(x)=(x-m)(3x-m),∴f'(1)=(1-m)(3-
m)=0,
∴m=1或m=3,
当m=1时,f'(x)=(x-1)(3x-1),
令f'(x)>0,得x<13
或x>1;令f'(x)<0,得13<x
<1;
从而f(x)在 -∞,13 单调递增,在 13,1 单调递减,
在(1,+∞)单调递增,所以f(x)在x=1处有极小值,不
合题意,
当m=3时,经检验,满足题意;综,m=3.
故选:C
3.A 由题意可得f'(x)=3x2-2ax+4,则f'(2)=3×22
-4a+4=0,解得a=4.
当a=4时,f'(x)=3x2-8x+4=(x-2)(3x-2),
当x<23
或x>2时,f'(x)>0,则f(x)在 -∞,23 ,
(2,+∞)单调递增,
当2
3<x<2
时,f'(x)<0,则f(x)在 32
,2 单调递减,
所以,函数f(x)=x3-ax2+4x-8在x=2处取得极小
值,此时a=4.
故选:A
4.BC 由导函数的图象可知,当-3<x<-1或2<x<4
时,f'(x)<0;当-1<x<2或x>4时,f'(x)>0;所以
f(x)的单调递增区间为(-1,2)和(4,+∞),单调递减区
间为(-3,1)和(2,4).故A错误,C正确;所以x=-1或
x=4是f(x)的极小值点;故B正确;所以x=2是f(x)
取得极大值点;故D错误.故选:BC.
5.BC 由题意知,f'(x)=x2-4x+2a 在(0,2)有 变 号
零点,
又易知f'(x)=x2-4x+2a在(0,2)单调递减,故f'(x)
∈(2a-4,2a),
可得
2a>0,
2a-4<0, 解得0<a<2.故选:BC.
6.答案:②③④
解析:由图象可知,当x∈(-∞,1)时,f'(x)>0;当x∈
(1,2)时,f'(x)<0;当x∈(2,+∞)时,f'(x)>0.
—933—